專利名稱：一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的裝置及方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，當(dāng)主用路由器出現(xiàn)故障時(shí)，為了盡快的恢復(fù)業(yè)務(wù)，保證通訊的連續(xù)性和可靠性，多采用VRRP(虛擬路由冗余協(xié)議)協(xié)議實(shí)現(xiàn)主備路由器之間的切換操作。該協(xié)議保證了當(dāng)主機(jī)的下一跳路由器出現(xiàn)故障時(shí)，可以及時(shí)的由另一臺(tái)處于備份狀態(tài)的路由器來(lái)代替，從而在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，盡快自動(dòng)地恢復(fù)業(yè)務(wù)。
該VRRP協(xié)議的工作原理為一組VRRP路由器協(xié)同工作，共同構(gòu)成一臺(tái)虛擬路由器。該虛擬路由器對(duì)外表現(xiàn)為一個(gè)具有唯一固定IP地址和MAC地址的邏輯路由器。處于同一個(gè)VRRP組中的路由器具有兩種互斥的角色主用路由器和備用路由器，一個(gè)VRRP組中有且只有一臺(tái)處于主用角色的路由器，可以有一個(gè)或者多個(gè)處于備份角色的路由器。VRRP協(xié)議使用競(jìng)爭(zhēng)策略從路由器組中選出一臺(tái)作為主用，負(fù)責(zé)ARP響應(yīng)和轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包，VRRP組中的其它路由器作為備份的角色處于待命狀態(tài)。當(dāng)由于某種原因主用路由器發(fā)生故障時(shí)，備份路由器能在幾秒鐘的時(shí)延后升級(jí)為主用路由器。
一個(gè)VRRP路由器組有唯一的標(biāo)識(shí)VRID，范圍為0-255。該路由器對(duì)外表現(xiàn)為唯一的虛擬MAC地址，地址的格式為00-00-5E-00-01-[VRID]。
VRRP定時(shí)發(fā)送控制報(bào)文進(jìn)行故障檢測(cè)，VRRP控制報(bào)文只有一種VRRP通告(advertisement)。它使用IP多播數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝，組地址為224.0.0.18，發(fā)布范圍只限于同一局域網(wǎng)內(nèi)。這保證了VRID在不同網(wǎng)絡(luò)中可以重復(fù)使用。為了減少網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗只有主用路由器才可以周期性的發(fā)送VRRP通告報(bào)文。備份路由器在連續(xù)三個(gè)通告間隔內(nèi)收不到VRRP或收到優(yōu)先級(jí)為0的通告后啟動(dòng)新的一輪VRRP選舉。
該VRRP能夠兼容多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和鏈路層技術(shù)，目前在VPN(虛擬私有網(wǎng))、流量工程、QoS(服務(wù)質(zhì)量)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
作為一種容錯(cuò)協(xié)議的VRRP解決的主要問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)多個(gè)出口的自動(dòng)備份和切換，如圖1所示，通常在主機(jī)側(cè)設(shè)置缺省的路由器，下一跳指向一個(gè)路由器，從而實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外部的通信。
傳統(tǒng)的VRRP采用定時(shí)發(fā)送HELLO報(bào)文的方式進(jìn)行故障檢測(cè)，缺省發(fā)送VRRP協(xié)議報(bào)文時(shí)間間隔為1秒，當(dāng)備用路由器連續(xù)3次接收不到主用路由器的HELLO報(bào)文時(shí)，自己主動(dòng)變主來(lái)實(shí)現(xiàn)主備的切換。由于通常HELLO報(bào)文的最小時(shí)間粒度是1秒，所以至少3秒才能被備用的路由器感知鏈路故障狀態(tài)，對(duì)于需要快速感知鏈路故障狀態(tài)的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)這個(gè)收斂時(shí)間太長(zhǎng)，同時(shí)VRRP協(xié)議報(bào)文的發(fā)送是在控制平面處理，因此簡(jiǎn)單地采用縮小VRRP報(bào)文發(fā)送時(shí)間間隔的方法，一方面浪費(fèi)大量的系統(tǒng)資源，另一方面在分布式系統(tǒng)中并不能保證VRRP在50ms內(nèi)收斂，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)時(shí)通信的要求。
為了保證使用VRRP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)在主用路由器故障后，備用路由器快速變主，以便業(yè)務(wù)快速恢復(fù)，保證語(yǔ)音業(yè)務(wù)不間斷，需要采用一種方法使備份狀態(tài)的路由器快速感知出現(xiàn)的故障，并通知VRRP協(xié)議模塊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的裝置及方法，由BFD(雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測(cè))檢測(cè)出故障，管控模塊根據(jù)所述檢測(cè)到的故障構(gòu)造VRRP故障報(bào)文上報(bào)給VRRP模塊，所有備用路由器主動(dòng)進(jìn)行變主競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)了主備用路由器的快速切換操作。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的方法，包括雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測(cè)BFD檢測(cè)到主用路由器故障后，構(gòu)造虛擬路由冗余協(xié)議VRRP故障報(bào)文，上報(bào)給VRRP模塊，由VRRP模塊完成主備用路由器的切換。
所述主用路由器故障包括主用路由器與備用路由器之間的鏈路故障；或，主用路由器的控制平面出現(xiàn)故障。
所述的VRRP故障報(bào)文中承載的信息包括用于表示該報(bào)文為上報(bào)路由器故障的報(bào)文類型信息。
所述報(bào)文類型信息具體包括報(bào)文版本號(hào)、報(bào)文類型。
所述報(bào)文版本號(hào)與報(bào)文類型的關(guān)系為當(dāng)報(bào)文版本號(hào)的值為指定的表示該報(bào)文為VRRP故障報(bào)文時(shí)，所述的報(bào)文類型值用于表示具體的故障類型信息。
所述的故障類型信息與報(bào)文類型值對(duì)應(yīng)。
一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的裝置，包括用于檢測(cè)及判斷主用路由器故障消息的BFD模塊和用于處理所述故障的VRRP模塊，還包括管控模塊。
所述管控模塊與BFD模塊及VRRP模塊關(guān)連。
所述管控模塊用于接收BFD模塊檢測(cè)到的故障消息，并根據(jù)所述故障消息構(gòu)造VRRP報(bào)文，發(fā)送給VRRP模塊。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了BFD技術(shù)與VRRP的結(jié)合，通過(guò)BFD對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)，可快速檢測(cè)到故障，克服了當(dāng)前的VRRP收斂時(shí)間長(zhǎng)的缺陷；BFD在檢測(cè)到故障后，由一個(gè)管控模塊構(gòu)造VRRP報(bào)文上報(bào)給VRRP模塊，實(shí)現(xiàn)了主備用路由器的快速切換。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)VRRP系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明BFD工作原理圖；圖3為本發(fā)明所述裝置模塊圖；圖4為本發(fā)明所述方法的操作流程圖。
具體實(shí)施例方式
BFD(雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測(cè))是從基礎(chǔ)傳輸技術(shù)中經(jīng)過(guò)逐步發(fā)展而來(lái)的一種路由器故障檢測(cè)協(xié)議，它可以檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)各層的故障，可以用于檢測(cè)以太網(wǎng)、多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)路徑、普通路由封裝以及包括IPSec(IP網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議)隧道在內(nèi)的多種類型的傳輸正確性。
從本質(zhì)上講，BFD是一種高速的獨(dú)立HELLO協(xié)議，能夠與相鄰系統(tǒng)建立對(duì)等關(guān)系，然后，每個(gè)系統(tǒng)以協(xié)商的速率監(jiān)測(cè)來(lái)自其他系統(tǒng)的BFD速率，監(jiān)測(cè)速率能夠以毫秒級(jí)增量設(shè)定。當(dāng)對(duì)等系統(tǒng)沒(méi)有接到預(yù)先設(shè)定數(shù)量的數(shù)據(jù)包時(shí)，它推斷BFD保護(hù)的軟件或硬件基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生故障，不管基礎(chǔ)設(shè)施是標(biāo)記交換路徑、其他類型的隧道還是以太網(wǎng)絡(luò)。
BFD的工作原理如圖2所示，BFD通過(guò)定期發(fā)送基于UDP(用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議)層的故障檢測(cè)數(shù)據(jù)包，不但可以檢測(cè)和判斷傳輸鏈路、光接口和設(shè)備端口的中斷故障，還可以檢測(cè)和判斷傳輸層、鏈路層、IP層和應(yīng)用層存在的誤碼、丟包等軟故障，彌補(bǔ)了目前基于SDH(同步數(shù)字體系)故障檢測(cè)只能實(shí)現(xiàn)傳輸層故障檢測(cè)的不足。
目前BFD缺省檢測(cè)時(shí)間間隔是10ms，連續(xù)3次檢測(cè)到故障就判斷鏈路故障，也就是30ms就可以檢測(cè)和判斷故障，BFD技術(shù)不依賴于任何其他協(xié)議或者應(yīng)用，可以采用硬件實(shí)現(xiàn)，不影響設(shè)備性能。
因此，本發(fā)明提出了一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的裝置及方法，使BFD與VRRP相結(jié)合，可以在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流的切換，從而滿足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的需要。
本發(fā)明的核心思想是提供一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的裝置及方法，由BFD檢測(cè)出故障，上報(bào)給管控模塊，由管控模塊構(gòu)造VRRP故障報(bào)文將故障消息上報(bào)給VRRP模塊，處于備用狀態(tài)路由器上的VRRP模塊收到這個(gè)報(bào)文后，立即開(kāi)始備用路由器變主競(jìng)爭(zhēng)，最終優(yōu)先級(jí)高的或優(yōu)先級(jí)相同、IP地址大的備用路由器競(jìng)爭(zhēng)為主用，接替原來(lái)故障的主用路由器開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)主備用路由器的快速切換。
本發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的裝置，所述裝置的模塊圖如圖3所示，該裝置包括BFD模塊1、管控模塊2、VRRP模塊3；其中BFD模塊1用于檢測(cè)及判斷主用路由器與備用路由器之間的鏈路故障及主用路由器的控制平面故障等，其缺省檢測(cè)時(shí)間間隔是10ms，連續(xù)3次檢測(cè)到故障就判斷鏈路故障，也就是30ms就可以檢測(cè)和判斷故障；所述的管控模塊2與所述BFD模塊1關(guān)連，用于接收BFD模塊1發(fā)送的故障消息，根據(jù)故障消息構(gòu)造VRRP故障報(bào)文，該VRRP故障報(bào)文承載的信息包括用于表示主備用路由器故障類型信息，如故障發(fā)生的位置、類型等；所述VRRP模塊3與控制管理模塊2關(guān)連，用于接收管控模塊2發(fā)來(lái)的VRRP故障報(bào)文，并根據(jù)報(bào)文中所承載的信息進(jìn)行故障處理。
本發(fā)明還提供一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的方法，如圖4所示為本發(fā)明所述方法的操作流程圖，如圖4可知，該方法具體包括如下步驟步驟10在備份組的所有路由器上使能BFD模塊檢測(cè)及VRRP；在備份組的所有路由器上采用BFD模塊1檢測(cè)主用路由器的工作狀態(tài)，包括檢測(cè)主用路由器與備用路由器之間的鏈路是否發(fā)生故障，及主用路由器控制平面是否發(fā)生故障等。
步驟11BFD模塊1檢測(cè)到故障，通知管控模塊2，由管控模塊2構(gòu)造VRRP故障報(bào)文并將其發(fā)送給VRRP模塊3；BFD模塊1檢測(cè)到的故障包括主用路由器與備用路由器之間的鏈路故障，及主用路由器的控制平面出現(xiàn)故障。當(dāng)所述故障發(fā)生時(shí)，BFD模塊1能夠快速檢測(cè)到，并將故障信息按一定的格式發(fā)送給管控模塊2，由管控模塊2根據(jù)故障信息構(gòu)造一個(gè)新的VRRP故障報(bào)文，將構(gòu)造好的VRRP故障報(bào)文上報(bào)給VRRP模塊3，所述VRRP故障報(bào)文的版本Version填寫(xiě)為希望的版本號(hào)；報(bào)文的類型Type填寫(xiě)為約定的代表路由器故障的報(bào)文類型，不同的故障填寫(xiě)不同的Type值，每一Type值代表特定的故障，可預(yù)先設(shè)定；所述的報(bào)文的格式如下

其中，Version版本號(hào)，通常為2，在VRRP故障報(bào)文中根據(jù)需要可以改變?cè)摪姹咎?hào)值；Type報(bào)文的類型，通常為1，表示廣播報(bào)文，在VRRP故障報(bào)文中當(dāng)版本為用戶指定的值時(shí)，不同的Type值代表不同的故障類型，值為1的Type不再表示廣播報(bào)文，而是一種具體的故障，也就是說(shuō)1被復(fù)用了，后面對(duì)其詳述；Virtual Rtr ID(VRID)配置的VRRP備份組號(hào)，1～255，必配，唯一標(biāo)示該虛擬組；Priority優(yōu)先級(jí)，0-255(其中，0和255不可配置)，選配，值越大，優(yōu)先級(jí)越高；Count IP Addrs配置的備份組虛擬IP地址的個(gè)數(shù)，一個(gè)備份組可以對(duì)應(yīng)多個(gè)虛擬地址，必配，可配多個(gè)，至少為1，備份組內(nèi)必須一致，順序可以不一樣；Auth Type認(rèn)證類型，協(xié)議中規(guī)定了三種認(rèn)證類型，0表示不認(rèn)證，1表示簡(jiǎn)單文本口令，2表示IP認(rèn)證頭Adver Int發(fā)送HELLO報(bào)文的時(shí)間間隔，缺省為1秒；Checksum校驗(yàn)和；IP Address(es)配置的備份組的虛擬IP地址列表；Authentication Data認(rèn)證字；在管控模塊2構(gòu)造的VRRP故障報(bào)文中，當(dāng)版本號(hào)改變時(shí)，Type值表示各種故障類型，該故障類型由管控模塊2根據(jù)BFD模塊1的檢測(cè)結(jié)果綜合后確定，填寫(xiě)在新的VRRP故障報(bào)文中，具體的映射關(guān)系可以為如下所示TYPE值故障類型1 主備間鏈路故障；2 主用管理故障；3 主用上行鏈路中的一個(gè)故障；4 主用路由器轉(zhuǎn)發(fā)平面復(fù)位；5 主用路由器上行鏈路全部出現(xiàn)故障；該具體的映射關(guān)系可預(yù)先設(shè)定；步驟12VRRP模塊3實(shí)現(xiàn)主備用路由器切換；上述操作完成后，若主備之間或主用路由器控制平面出現(xiàn)故障，則由VRRP模塊3開(kāi)始控制備用路由器變主的競(jìng)爭(zhēng)，備份組中優(yōu)先級(jí)別最高，或當(dāng)備用路由器的優(yōu)先級(jí)別相同時(shí)，IP地址最大的備份路由器進(jìn)行變主切換，這個(gè)過(guò)程由VRRP模塊3根據(jù)收到的新的VRRP故障報(bào)文實(shí)現(xiàn)。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了BFD與VRRP的結(jié)合，通過(guò)BFD對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)到故障及主備用路由器的切換，克服了當(dāng)前的VRRP收斂時(shí)間長(zhǎng)的缺陷。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的方法，其特征在于，包括雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測(cè)BFD檢測(cè)到主用路由器故障后，構(gòu)造虛擬路由冗余協(xié)議VRRP故障報(bào)文，上報(bào)給VRRP模塊，由VRRP模塊完成主備用路由器的切換。
2.如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的方法，其特征在于，所述主用路由器故障包括主用路由器與備用路由器之間的鏈路故障；或，主用路由器的控制平面出現(xiàn)故障。
3.如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的方法，其特征在于，所述的VRRP故障報(bào)文中承載的信息包括用于表示該報(bào)文為上報(bào)路由器故障的報(bào)文類型信息。
4.如權(quán)利要求3所述的一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的方法，其特征在于，所述報(bào)文類型信息具體包括報(bào)文版本號(hào)、報(bào)文類型。
5.如權(quán)利要求4所述的一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的方法，其特征在于，所述報(bào)文版本號(hào)與報(bào)文類型的關(guān)系為當(dāng)報(bào)文版本號(hào)的值為指定的表示該報(bào)文為VRRP故障報(bào)文時(shí)，所述的報(bào)文類型值用于表示具體的故障類型信息。
6.如權(quán)利要求5所述的一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的方法，其特征在于，所述的故障類型信息與報(bào)文類型值對(duì)應(yīng)。
7.一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的裝置，包括用于檢測(cè)及判斷主用路由器故障消息的BFD模塊和用于處理所述故障的VRRP模塊，其特征在于，還包括管控模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的裝置，其特征在于，所述管控模塊與BFD模塊及VRRP模塊關(guān)連。
9.如權(quán)利要求7或8所述的一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的裝置，其特征在于，所述管控模塊用于接收BFD模塊檢測(cè)到的故障消息，并根據(jù)所述故障消息構(gòu)造VRRP報(bào)文，發(fā)送給VRRP模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域中一種實(shí)時(shí)恢復(fù)業(yè)務(wù)的裝置及方法。本發(fā)明基于BFD(雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測(cè))技術(shù)，提供了一種VRPP(虛擬路由冗余協(xié)議)快速收斂的方法，由BFD檢測(cè)出主用路由器的故障，構(gòu)造成VRRP報(bào)文傳送給VRRP模塊，實(shí)現(xiàn)主備用路由器的快速切換。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了BFD與VRRP的結(jié)合，通過(guò)BFD對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)快速的備用路由器變主，克服了當(dāng)前的VRRP收斂時(shí)間長(zhǎng)的缺陷。
文檔編號(hào)H04L12/24GK1863198SQ200510093688
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2005年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者楊建軍 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司