KR101046009B1 - How to detect network failure - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 일방 장비와 데이터 전달 경로를 통해 연결된 타방 장비 사이에 GRE 터널이 생성되는 경우에 있어서, 상기 타방 장비에서 상기 일방 장비로 상기 타방 장비의 GRE PIC 상태 정보를 전달하는 단계; 상기 일방 장비에서 상기 타방 장비의 GRE PIC 상태 정보를 파악하는 단계; 및 상기 GRE PIC 상태가 정상이면 상기 데이터 전달 경로에 GRE 터널을 생성하고, 상기 GRE PIC 상태가 비정상이면 상기 데이터 전달 경로를 차단하고 예비 경로를 활성화하는 단계를 포함하는 네트워크 장애 감지 방법에 관한 것이다.The present invention, when the GRE tunnel is generated between the other equipment and the other equipment connected via the data transmission path, the step of transmitting the GRE PIC state information of the other equipment from the other equipment to the one equipment; Grasping GRE PIC state information of the other device by the one device; And generating a GRE tunnel in the data transmission path when the GRE PIC state is normal, and blocking the data transmission path and activating a spare path when the GRE PIC state is abnormal.
Description
도 1은 동종 라우터간에 자동 협상 기능을 사용하는 경우의 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram of the case where autonegotiation function is used between homogeneous routers.
도 2는 이종 라우터간에 자동 협상 기능을 사용하는 경우의 문제점을 나타내는 도면.2 is a diagram illustrating a problem when an auto-negotiation function is used between heterogeneous routers.
도 3은 이종 라우터간에 자동 협상 기능을 사용하지 않는 경우의 문제점을 나타내는 도면.3 is a diagram illustrating a problem when no auto-negotiation function is used between different routers.
도 4는 라우터의 송신단에 장애가 발생하는 경우의 문제점을 설명하는 도면.4 is a diagram illustrating a problem when a failure occurs in a transmitting end of a router.
도 5는 GRE PIC 장애시 문제점을 설명하는 도면.5 is a diagram for explaining a problem in GRE PIC failure.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 동작 순서도.6 is an operation flowchart according to an embodiment of the present invention.
도 7a 및 도 7b는 S-Ping의 설정 및 동작을 나타내는 도면.7A and 7B are diagrams illustrating setting and operation of the S-Ping.
도 8은 라우터의 송신단에 장애가 발생한 경우 S-Ping 동작에 의한 장애 감지방법을 설명하는 도면.8 is a diagram illustrating a failure detection method by an S-Ping operation when a failure occurs at a transmitting end of a router.
도 9는 S-Ping을 사용하여 장애가 감지된 경우 예비 경로로 절체하는 방법을 설명하는 도면.9 is a view for explaining a method of switching to a spare path when a failure is detected using S-Ping.
도 10은 GRE 헤더의 구조도.10 is a structural diagram of a GRE header.
도 11은 GRE PIC 장애시 GRE 헤더 값을 이용하여 경로를 절체하는 방법을 설명하는 도면.FIG. 11 illustrates a method of switching paths using a GRE header value when a GRE PIC fails. FIG.
본 발명은 GRE 터널 생성시에 발생하는 장애를 감지하는 방법에 관한 것으로서, 특히 자동 협상 기능이 사용되지 않는 경우에 장애가 발생한 장비에 계속적으로 패킷이 전송되어 트래픽 손실이 발생하는 것을 방지하기 위한 장애 감지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting a failure that occurs when a GRE tunnel is created. In particular, when the auto negotiation function is not used, a failure detection for preventing traffic loss due to continuous transmission of packets to a failed device. It is about a method.
현재 이더넷(Ethernet) 구간에서는 듀플렉스(duplex), 속도, 상태 점검을 위하여 장비들의 인터페이스에 자동 협상(Negotiation) 기능을 사용하고 있다. 자동 협상 기능이 사용되는 경우 송신 단말에 장애가 발생하는 경우 수신 단말이 이를 발견하여 송신 단말의 장애를 보고하게 된다. 이러한 자동 협상 기능은 동일한 장비 사이에서는 제대로 수행되지만, 다른 종류의 장비 사이에서는 사용 파라미터, 임계치, 적용 기술 등이 상이하여 제대로 수행되지 않는 문제가 있다. In the Ethernet section, autonegotiation is used on the interfaces of devices for duplex, speed, and status checks. When the auto negotiation function is used, when a failure occurs in the transmitting terminal, the receiving terminal detects this and reports the failure of the transmitting terminal. Such auto-negotiation function is properly performed between the same equipment, but there is a problem in that the use parameters, thresholds, applied technologies, etc., are different from each other, and are not performed properly.
도 1은 동종 라우터간에 자동 협상 측정 결과를 나타낸다. 라우터 1, 2는 각각 송신단과 수신단을 구비한다. 라우터 1의 송신단(A)은 라우터 2의 수신단(B)과 연결되고, 라우터 2의 송신단(C)은 라우터 1의 수신단(D)과 연결된다. 표와 같이 송신/수신 라인의 구별 없이 두 라우터 중 적어도 하나에 장애가 발생한 경우에 해당 라우터의 상태를 다운 상태로 하여 SBY 경로로 트래픽이 절체될 수 있도록 한다.1 shows the results of autonegotiation measurement between homogeneous routers.
도 2는 이종의 라우터간에 자동 협상 측정 결과를 나타낸다. 두 라우터 중 하나만 끊어진 경우에는 해당 라우터의 상태가 실제 상태(괄호안)인 다운 상태가 아니라 업 상태로 표시되는 문제가 발생한다. 이러한 문제로 인하여 이종의 라우터간에는 자동 협상 기능을 채택하지 않는 것이 일반적이다.Figure 2 shows the results of automatic negotiation between heterogeneous routers. If only one of the two routers is broken, the problem is that the state of the router is displayed as up state rather than down state, which is the actual state (in parentheses). Because of this problem, it is common not to adopt auto negotiation between heterogeneous routers.
그런데 자동 협상 기능이 사용되지 않는 경우에 송신 오류가 발생하면 수신 단말이 장애를 보고하지 않으므로 해당 송신 단말이 자신의 인터페이스가 다운되었다는 사실을 모르는 경우가 발생한다. 실제 서비스 경로(이하 ACT 경로라고 함)에서는 정적 라우팅을 수행하고 예비 경로(이하 SBY 경로라고 함)에서는 동적 라우팅을 수행하는 경우, 해당 정적 경로가 다운(down)되었는데도 불구하고 다음 링크로 지정된 상대 장비의 인터페이스가 여전히 업(up) 상태로 전달되므로 이로 인하여 SBY 경로로 트래픽이 절체되지 않고 다운된 ACT 경로로 계속 트래픽을 보내주므로 전달된 트래픽이 모두 손실되는 문제가 발생한다.However, when a transmission error occurs when the auto-negotiation function is not used, the reception terminal does not report a failure, and thus a transmission terminal does not know that its interface is down. If you perform static routing on the physical service path (hereinafter referred to as the ACT path) and perform dynamic routing on the spare path (hereinafter referred to as the SBY path), the counterpart equipment designated as the next link, even though that static path is down Since the interface is still delivered in the up state, the traffic is not transferred to the SBY path, but the traffic is continuously sent to the down ACT path. Therefore, all of the transmitted traffic is lost.
도 3은 이종 라우터간에 자동 협상 기능을 사용하지 않는 경우에 발생할 수 있는 문제를 나타내고 있다. 표와 같이 수신단(B 또는 D)에 장애가 발생한 경우 해당 수신단을 포함한 라우터는 다운 상태임을 표시하나, 송신단(A와 B)에 장애가 발생한 경우에는 해당 송신단을 포함한 라우터는 업 상태를 유지하여 장애가 발생한 경로 대신에 새로운 경로로 절체되지 않는 문제가 발생한다.3 illustrates a problem that may occur when the auto negotiation function is not used between heterogeneous routers. As shown in the table, if the receiving end (B or D) fails, the router including the receiving end is down.However, if the transmitting end (A and B) fails, the router including the transmitting end maintains the up state. Instead, a problem arises where it does not transfer to the new path.
도 4는 도 3과 같이 이종 라우터간에 자동 협상 기능이 사용되지 않는 경우 라우터 2의 송신단에 장애가 있을 때, 발생할 수 있는 문제를 나타낸다. 라우터 1에서 라우터 2로 향하는 경로는 ACT 경로이고, 라우터 1에서 라우터 3, 4를 거치는 경로는 SBY 경로이다. 도 3과 같이 라우터 2의 송신단 C에 장애가 발생하더라도 라 우터 2는 업 상태로 표시가 되므로 라우터 1의 라우팅 정보에는 다음 번 라우터로 라우터 2가 지정된다. 따라서 라우터 1에서 네트워크 10.10.10.0으로 데이터를 전송하는 경우에 ACT 경로를 그대로 사용하고 SBY 경로로 절체되지 않는다. 이때 라우터 2의 송신단 C에 장애가 발생하므로 패킷이 네트워크 10.10.10.0에 도달하지 못하게 된다.FIG. 4 illustrates a problem that may occur when there is a failure in the transmitting end of
또한 현재 GRE(Generic Routing Encapsulation) 터널 생성시 가장 큰 문제점인 GRE PIC 다운 문제를 들 수 있다. GRE PIC는 GRE 터널을 제공하기 위하여 사용되는 라우터 유닛의 이름이다. GRE PIC는 물리적인 송수신 인터페이스와 별개로 동작하는 논리적 요소로서 인터페이스 경로를 지난 후에 처리되는 요소이기 때문에 인터페이스의 상태로부터 GRE PIC의 상태를 파악하지 못한다. 따라서 현재 GRE PIC가 다운된 경우라고 하더라도 한쪽 라우터에게 다른 쪽 라우터의 다운 사실을 알릴 수 없는 문제가 있다. 이러한 문제로 인하여 반대편 라우터의 GRE PIC가 다운되었다고 하더라도 다운된 GRE 터널로 향하는 트래픽이 계속 발생되어 해당 트래픽이 모두 손실되고, 이들 트래픽이 라우팅 엔진으로 향하여 결과적으로는 라우팅 엔진까지 다운되는 문제가 발생한다.Also, GRE PIC down problem, which is the biggest problem in generating Generic Routing Encapsulation (GRE) tunnel, is mentioned. GRE PIC is the name of the router unit used to provide the GRE tunnel. GRE PIC is a logical element that operates independently from the physical transmit / receive interface and is processed after the interface path. Therefore, even if the current GRE PIC is down, there is a problem that one router cannot notify the other router that the other router is down. Because of this problem, even if the GRE PIC of the other router is down, traffic destined for the downlink GRE tunnel continues to be lost, and all of the traffic is lost, and these traffic are directed to the routing engine and eventually down to the routing engine. .
도 5는 GRE PIC에 장애가 발생한 경우의 문제점을 설명하는 도면이다. 도면에서 라우터 1, 2는 각각 송신단(A, C), 수신단(B, D)을 구비하며 이들은 모두 정상적으로 동작하고 있는 상태이다. 예를 들어, 라우터 1의 GRE PIC가 업이고 라우터 2의 GRE PIC가 다운 상태인 경우에 라우터 1은 라우터 2의 GRE PIC 상태를 알 수 없기 때문에 업 상태로 인식하는 문제가 발생한다. 5 is a diagram illustrating a problem when a failure occurs in the GRE PIC. In the drawing,
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 종래에 사용되던 Ping과 유사한 Status-Ping(이하,S-Ping)을 새로이 도입하고, 라우터의 차단(shutdown), 차단 금지(no shutdown) 명령을 자동으로 실행하여, 송신부가 다운된 경우에 해당 라우터의 상태가 업으로 유지되는 문제를 해결하고 라우팅 경로가 SBY 경로로 자동 절체되도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention introduces a new Status-Ping (S-Ping) similar to the ping used in the prior art to solve the problems of the prior art, and automatically shuts down and no shutdown commands of the router. In order to solve the problem that the state of the router remains up when the transmitter is down, the routing path is automatically switched to the SBY path.
또한 본 발명은 정상적인 경우와 다운된 경우 GRE 헤더 중에서 사용되지 않는 필드의 값을 달리 설정하여 전송하는 메커니즘을 제공함으로써, GRE PIC의 다운에도 불구하고 라우터가 다운되는 현상을 방지하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to prevent a router from going down despite the down of the GRE PIC by providing a mechanism for differently setting and transmitting a value of a field that is not used in the GRE header when it is down and normal.
본 발명은, 일방 장비와 데이터 전달 경로를 통해 연결된 타방 장비 사이에 GRE 터널이 생성되는 경우에 있어서, 상기 타방 장비에서 상기 일방 장비로 상기 타방 장비의 GRE PIC 상태 정보를 전달하는 단계; 상기 일방 장비에서 상기 타방 장비의 GRE PIC 상태 정보를 파악하는 단계; 및 상기 GRE PIC 상태가 정상이면 상기 데이터 전달 경로에 GRE 터널을 생성하고, 상기 GRE PIC 상태가 비정상이면 상기 데이터 전달 경로를 차단하고 예비 경로를 활성화하는 단계를 포함하는 네트워크 장애 감지 방법에 관한 것이다.The present invention, when the GRE tunnel is generated between the other equipment and the other equipment connected via the data transmission path, the step of transmitting the GRE PIC state information of the other equipment from the other equipment to the one equipment; Grasping GRE PIC state information of the other device by the one device; And generating a GRE tunnel in the data transmission path when the GRE PIC state is normal, and blocking the data transmission path and activating a spare path when the GRE PIC state is abnormal.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 장애 탐지 방법을 나타내는 순서도이다. 초기에는 최적의 경로를 따라 ACT 경로를 설정하고 설정된 ACT 경로로 데이터를 전송한다(S100). 다음 단계에서는 S-Ping을 설정하고(S200), 주기적으로 S-Ping 요청을 송출하여(S300), S-Ping 응답이 정상적으로 수신되는 지 확인한다(S400).6 is a flowchart illustrating a failure detection method according to the present invention. Initially, the ACT path is set along the optimal path and data is transmitted through the set ACT path (S100). In the next step, the S-Ping is set (S200), and the S-Ping request is periodically sent (S300) to check whether the S-Ping response is normally received (S400).
S-Ping 응답이 정상적으로 수신되는 경우에는 상대방 라우터의 상태가 정상이므로 동일한 경로로 데이터를 계속 전송한다(S500). GRE 터널을 생성하는 경우인지 확인하여(S510) GRE 터널을 생성하는 경우가 아니라면 ACT 경로로 데이터를 계속 전송한다(S100). GRE 터널을 생성하는 경우 GRE PIC가 다운되었는지 확인하여(S520) 다운되지 않았다면 ACT 경로로 데이터를 계속 전송한다(S100). GRE PIC가 다운된 경우에는 GRE 헤더의 PIC 상태 비트를 '1'로 설정하여 전송함으로써(S530) 다운된 사실을 알리고, SBY 경로로 트래픽을 절체한다(S540).If the S-Ping response is normally received, since the other party's router is in a normal state, data is continuously transmitted through the same path (S500). If it is determined that the GRE tunnel is generated (S510), if it is not the case of generating the GRE tunnel, data is continuously transmitted through the ACT path (S100). When the GRE tunnel is generated, the GRE PIC is down (S520), and if not, the data is continuously transmitted through the ACT path (S100). If the GRE PIC is down, the PIC status bit of the GRE header is set to '1' to be transmitted (S530) to inform the user that the down is down, and traffic is transferred to the SBY path (S540).
S-Ping 응답이 정상이 아닌 경우, 해당 인터페이스에 차단 명령을 수행하고(S600), SBY 경로로 트래픽을 절체한다(S610). 이후에 ACT 경로가 복구된 지 확인하여(S620), 복구되지 않았다면 SBY 경로로 트래픽을 절체한다(S610). 복구되었다면 ACT 인터페이스에 차단 금지 명령을 실행하고(S630), ACT 경로로 트래픽을 절체한다(S640).If the S-Ping response is not normal, a blocking command is performed on the corresponding interface (S600), and traffic is transferred to the SBY path (S610). Subsequently, it is checked whether the ACT path is restored (S620), and if not, the traffic is transferred to the SBY path (S610). If it is recovered, execute the block prohibition command to the ACT interface (S630), and transfers traffic to the ACT path (S640).
도 7a는 라우터 1에서의 S-Ping 설정 항목을 나타내고 도 7b는 도 7a에 설정된 항목에 따른 동작을 설명하는 도면이다(도 6 참조). "Interface: 20.20.20.0"은 라우터 2의 수신단(B)의 주소를 나타낸다. "Repeat time:2(sec)"는 라우터 1에서 S-Ping 메시지를 보내는 시간 간격을 나타낸다. "Duration:2-30(1:월, 2:일, 3:시 간, 4:분)"은 라우터 1에서 S-Ping 메시지를 보내는 기간을 나타낸다. "Threshold of death:2(default:1)"라우터 2에서 라우터 1로 S-Ping에 대한 응답을 하지 않는 경우 다운으로 인식하여 절체되도록 하는 응답 실패의 개수를 나타낸다. "Rollback Threshold: 5(default: 3)"은 라우터 2에서 S-Ping에 대한 응답이 있는 경우 정상상태로 된 것으로 인식하고 원래의 경로로 복귀하도록 하는 응답의 개수를 나타낸다.FIG. 7A illustrates an S-Ping setting item in
도 7b에서 '!'는 라우터 1이 라우터 2로부터의 응답을 받았음을 나타내고, '.'는 라우터 1이 라우터 2로부터 응답을 받지 않았음을 나타낸다. 지시번호 10으로 표시된 '.'는 세 개째 응답이 없음을 나타낸다. 따라서 현재 "Threshold of death"가 2로 설정되어 있으므로 라우터 1은 해당 시점부터 ACT 경로에서 SBY 경로로 절체한다. 지시번호 20으로 표시된 '!'는 SBY 경로로 절체된 후 여섯 개째 응답이 있음을 나타낸다. "Rollback Threshold"가 5로 설정되어 있으므로 라우터 1은 해당 시점부터 SBY 경로에서 원래의 ACT 경로로 복귀한다.In FIG. 7B, '!' Indicates that
S-Ping은 종래의 확장 Ping과는 달리 설정 항목이 5개로 줄었으며, S-Ping의 설정 임계치와 측정치가 라우터의 인터페이스 차단/차단 금지와 연동되어 SBY 경로로 절체가 가능하도록 동작한다는 점에서 차이가 있다.Unlike the conventional extended ping, the S-Ping has been reduced to 5 setting items. The difference is that the setting threshold and measurement of the S-Ping are linked to the router's interface blocking / blocking to allow switching to the SBY path. There is.
도 8은 라우터의 송신단(C)에 장애가 발생하더라도 S-Ping을 이용함으로써 라우터의 상태가 올바르게 표시되는 모습을 나타낸다. 라우터 2는 송신단에 장애가 발생한 경우 라우터 1로부터 전달된 S-Ping 메시지에 응답을 하지 못한다. 이에 설정된 횟수만큼 경과하면 라우터 1은 라우터 2가 다운된 것으로 인식하고 SBY 경로 로 절체한다. 라우터 1의 송신단에 장애가 발생한 경우에는 라우터 2에서 송신한 S-Ping 메시지에 응답을 하지 못하므로 라우터 2는 라우터 1이 다운된 것으로 인식하여 SBY 경로로 절체한다.8 shows a state in which a router is correctly displayed by using S-Ping even when a failure occurs in the transmitting terminal C of the router.
도 9는 S-Ping 연동을 통해 SBY 경로로 자동으로 절체하는 과정을 설명한 그림이다. 라우터 1, 2는 각각 송신단(A, C)과 수신단(B, D)을 구비하며 A는 B와 C는 D와 연결되며, 라우터 2의 송신단(C)에 장애가 발생한 것으로 가정한다. ACT 경로는 라우터 1, 라우터 2를 통해 네트워크 10.10.10.0으로 연결되고, SBY 경로는 라우터 1, 라우터 3, 라우터 4를 통해 네트워크 10.10.10.0으로 연결된다.9 is a diagram illustrating a process of automatically switching to the SBY path through S-Ping interworking. It is assumed that
라우터 1은 ACT 경로를 이용하여 S-Ping 메시지를 전달한다. 라우터 2는 송신단(C)에 장애가 발생하여 S-Ping 메시지에 응답을 하지 못한다. 라우터 1은 라우터 2로부터 미리 지정된 개수의 메시지에 대하여 응답이 전달되지 않는 경우 라우터 2와 연결되는 인터페이스를 차단한 후, SBY 경로로 절체한다.
도 10은 GRE 헤더의 구조를 나타낸다. GRE 헤더 중 예비 필드(Reserved0)는 총 12비트로 구성된다. 현재 1 ~ 5 비트는 RFC1701에 이미 정의된 비트이고, 6 ~ 12 비트는 사용되지 않고 있다. 본 실시예에서는 사용되지 않고 있는 6 ~ 12 비트 중 한 비트를 사용하여 GRE PIC의 상태를 전달하기 위해 사용하고자 한다. 예를 들어 해당 비트를 '0'으로 설정함으로써 업 상태임을 나타내고, '1'로 설정하여 다운 상태임을 나타내도록 할 수 있다. 해당 비트가 '1'인 경우에는 SBY 경로로 절체한다. 10 shows the structure of a GRE header. The reserved field (Reserved0) of the GRE header consists of a total of 12 bits. Currently, 1 to 5 bits are bits already defined in RFC1701, and 6 to 12 bits are not used. In this embodiment, one bit of 6 to 12 bits which are not used is used to convey the state of the GRE PIC. For example, the bit may be set to '0' to indicate an up state, and the bit may be set to '1' to indicate a down state. If the corresponding bit is '1', switch to SBY path.
도 11은 GRE 헤더를 이용하여 GRE PIC 상태를 전달함으로써 SBY 경로로 절체 하는 과정을 설명하는 도면이다. 라우터 1, 2는 각각 송신단(A, C)과 수신단(B, D)을 구비하며 A는 B와 C는 D와 연결되며, 라우터 2의 GRE PIC에 장애가 발생한 것으로 가정한다. ACT 경로는 라우터 1, 라우터 2를 통해 네트워크 10.10.10.0으로 연결되고, SBY 경로는 라우터 1, 라우터 3, 라우터 4를 통해 네트워크 10.10.10.0으로 연결된다.FIG. 11 is a diagram illustrating a process of switching to an SBY path by transmitting a GRE PIC state using a GRE header. FIG. It is assumed that
라우터 1은 ACT 경로로 트래픽을 전달한다. 라우터 2의 GRE PIC에 장애가 발생한 상태인 경우 라우터 2는 GRE 헤더의 GRE PIC 상태 비트를 '1'로 바꾸어 라우터 1로 전송한다. 라우터 1은 라우터 2의 GRE PIC가 다운된 것으로 인식하여 SBY 경로로 절체한다.
본 발명을 적용함으로써 자동 협상 기능을 사용하지 않는 경우에 상대방 장비의 송신단에 발생한 장애에도 불구하고 해당 장비의 상태가 정상으로 표시됨으로 인하여 패킷이 폐기되는 문제를 방지할 수 있다. 또한 GRE 터널 생성시 상대방 장비의 GRE PIC에 오류가 발생했음에도 불구하고 다른 쪽 장비에서 이를 인식하지 못하는 문제를 해결할 수 있다.By applying the present invention, when the automatic negotiation function is not used, the packet is discarded because the state of the corresponding device is displayed as normal despite the failure occurring at the transmitting end of the counterpart device. In addition, even when an error occurs in the GRE PIC of the other device when creating the GRE tunnel, the other device may not recognize the problem.
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