專利名稱：一種實時恢復業(yè)務的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡通信技術領域，尤其涉及一種實時恢復業(yè)務的裝置及方法。
背景技術：
在現(xiàn)有的網(wǎng)絡系統(tǒng)中，當主用路由器出現(xiàn)故障時，為了盡快的恢復業(yè)務，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)議實現(xiàn)主備路由器之間的切換操作。該協(xié)議保證了當主機的下一跳路由器出現(xiàn)故障時，可以及時的由另一臺處于備份狀態(tài)的路由器來代替，從而在設備出現(xiàn)故障時，盡快自動地恢復業(yè)務。
該VRRP協(xié)議的工作原理為一組VRRP路由器協(xié)同工作，共同構成一臺虛擬路由器。該虛擬路由器對外表現(xiàn)為一個具有唯一固定IP地址和MAC地址的邏輯路由器。處于同一個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VRRP組中有且只有一臺處于主用角色的路由器，可以有一個或者多個處于備份角色的路由器。VRRP協(xié)議使用競爭策略從路由器組中選出一臺作為主用，負責ARP響應和轉發(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)。當由于某種原因主用路由器發(fā)生故障時，備份路由器能在幾秒鐘的時延后升級為主用路由器。
一個VRRP路由器組有唯一的標識VRID，范圍為0-255。該路由器對外表現(xiàn)為唯一的虛擬MAC地址，地址的格式為00-00-5E-00-01-[VRID]。
VRRP定時發(fā)送控制報文進行故障檢測，VRRP控制報文只有一種VRRP通告(advertisement)。它使用IP多播數(shù)據(jù)包進行封裝，組地址為224.0.0.18，發(fā)布范圍只限于同一局域網(wǎng)內。這保證了VRID在不同網(wǎng)絡中可以重復使用。為了減少網(wǎng)絡帶寬消耗只有主用路由器才可以周期性的發(fā)送VRRP通告報文。備份路由器在連續(xù)三個通告間隔內收不到VRRP或收到優(yōu)先級為0的通告后啟動新的一輪VRRP選舉。
該VRRP能夠兼容多種網(wǎng)絡技術和鏈路層技術，目前在VPN(虛擬私有網(wǎng))、流量工程、QoS(服務質量)等領域得到了廣泛應用。
作為一種容錯協(xié)議的VRRP解決的主要問題是實現(xiàn)多個出口的自動備份和切換，如圖1所示，通常在主機側設置缺省的路由器，下一跳指向一個路由器，從而實現(xiàn)主機與外部的通信。
傳統(tǒng)的VRRP采用定時發(fā)送HELLO報文的方式進行故障檢測，缺省發(fā)送VRRP協(xié)議報文時間間隔為1秒，當備用路由器連續(xù)3次接收不到主用路由器的HELLO報文時，自己主動變主來實現(xiàn)主備的切換。由于通常HELLO報文的最小時間粒度是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)，對于需要快速感知鏈路故障狀態(tài)的實時業(yè)務這個收斂時間太長，同時VRRP協(xié)議報文的發(fā)送是在控制平面處理，因此簡單地采用縮小VRRP報文發(fā)送時間間隔的方法，一方面浪費大量的系統(tǒng)資源，另一方面在分布式系統(tǒng)中并不能保證VRRP在50ms內收斂，遠遠不能滿足實時通信的要求。
為了保證使用VRRP協(xié)議的網(wǎng)絡在主用路由器故障后，備用路由器快速變主，以便業(yè)務快速恢復，保證語音業(yè)務不間斷，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)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種實時恢復業(yè)務的裝置及方法，由BFD(雙向轉發(fā)檢測)檢測出故障，管控模塊根據(jù)所述檢測到的故障構造VRRP故障報文上報給VRRP模塊，所有備用路由器主動進行變主競爭，實現(xiàn)了主備用路由器的快速切換操作。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種實時恢復業(yè)務的方法，包括雙向轉發(fā)檢測BFD檢測到主用路由器故障后，構造虛擬路由冗余協(xié)議VRRP故障報文，上報給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故障報文中承載的信息包括用于表示該報文為上報路由器故障的報文類型信息。
所述報文類型信息具體包括報文版本號、報文類型。
所述報文版本號與報文類型的關系為當報文版本號的值為指定的表示該報文為VRRP故障報文時，所述的報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文類型值對應。
一種實時恢復業(yè)務的裝置，包括用于檢測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模塊關連。
所述管控模塊用于接收BFD模塊檢測到的故障消息，并根據(jù)所述故障消息構造VRRP報文，發(fā)送給VRRP模塊。
由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，本發(fā)明實現(xiàn)了BFD技術與VRRP的結合，通過BFD對故障進行檢測，可快速檢測到故障，克服了當前的VRRP收斂時間長的缺陷；BFD在檢測到故障后，由一個管控模塊構造VRRP報文上報給VRRP模塊，實現(xiàn)了主備用路由器的快速切換。
圖1為現(xiàn)有技術VRRP系統(tǒng)架構圖；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。
具體實施例方式
BFD(雙向轉發(fā)檢測)是從基礎傳輸技術中經(jīng)過逐步發(fā)展而來的一種路由器故障檢測協(xié)議，它可以檢測網(wǎng)絡各層的故障，可以用于檢測以太網(wǎng)、多協(xié)議標記交換(MPLS)路徑、普通路由封裝以及包括IPSec(IP網(wǎng)絡安全協(xié)議)隧道在內的多種類型的傳輸正確性。
從本質上講，BFD是一種高速的獨立HELLO協(xié)議，能夠與相鄰系統(tǒng)建立對等關系，然后，每個系統(tǒng)以協(xié)商的速率監(jiān)測來自其他系統(tǒng)的BFD速率，監(jiān)測速率能夠以毫秒級增量設定。當對等系統(tǒng)沒有接到預先設定數(shù)量的數(shù)據(jù)包時，它推斷BFD保護的軟件或硬件基礎設施發(fā)生故障，不管基礎設施是標記交換路徑、其他類型的隧道還是以太網(wǎng)絡。
BFD的工作原理如圖2所示，BFD通過定期發(fā)送基于UDP(用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議)層的故障檢測數(shù)據(jù)包，不但可以檢測和判斷傳輸鏈路、光接口和設備端口的中斷故障，還可以檢測和判斷傳輸層、鏈路層、IP層和應用層存在的誤碼、丟包等軟故障，彌補了目前基于SDH(同步數(shù)字體系)故障檢測只能實現(xiàn)傳輸層故障檢測的不足。
目前BFD缺省檢測時間間隔是10ms，連續(xù)3次檢測到故障就判斷鏈路故障，也就是30ms就可以檢測和判斷故障，BFD技術不依賴于任何其他協(xié)議或者應用，可以采用硬件實現(xiàn)，不影響設備性能。
因此，本發(fā)明提出了一種實時恢復業(yè)務的裝置及方法，使BFD與VRRP相結合，可以在最短的時間內實現(xiàn)業(yè)務流的切換，從而滿足實時業(yè)務的需要。
本發(fā)明的核心思想是提供一種實時恢復業(yè)務的裝置及方法，由BFD檢測出故障，上報給管控模塊，由管控模塊構造VRRP故障報文將故障消息上報給VRRP模塊，處于備用狀態(tài)路由器上的VRRP模塊收到這個報文后，立即開始備用路由器變主競爭，最終優(yōu)先級高的或優(yōu)先級相同、IP地址大的備用路由器競爭為主用，接替原來故障的主用路由器開始轉發(fā)工作，實現(xiàn)主備用路由器的快速切換。
本發(fā)明提供了一種實時恢復業(yè)務的裝置，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，其缺省檢測時間間隔是10ms，連續(xù)3次檢測到故障就判斷鏈路故障，也就是30ms就可以檢測和判斷故障；所述的管控模塊2與所述BFD模塊1關連，用于接收BFD模塊1發(fā)送的故障消息，根據(jù)故障消息構造VRRP故障報文，該VRRP故障報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關連，用于接收管控模塊2發(fā)來的VRRP故障報文，并根據(jù)報文中所承載的信息進行故障處理。
本發(fā)明還提供一種實時恢復業(yè)務的方法，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模塊檢測及VRRP；在備份組的所有路由器上采用BFD模塊1檢測主用路由器的工作狀態(tài)，包括檢測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檢測到故障，通知管控模塊2，由管控模塊2構造VRRP故障報文并將其發(fā)送給VRRP模塊3；BFD模塊1檢測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。當所述故障發(fā)生時，BFD模塊1能夠快速檢測到，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)故障信息構造一個新的VRRP故障報文，將構造好的VRRP故障報文上報給VRRP模塊3，所述VRRP故障報文的版本Version填寫為希望的版本號；報文的類型Type填寫為約定的代表路由器故障的報文類型，不同的故障填寫不同的Type值，每一Type值代表特定的故障，可預先設定；所述的報文的格式如下
其中，Version版本號，通常為2，在VRRP故障報文中根據(jù)需要可以改變該版本號值；Type報文的類型，通常為1，表示廣播報文，在VRRP故障報文中當版本為用戶指定的值時，不同的Type值代表不同的故障類型，值為1的Type不再表示廣播報文，而是一種具體的故障，也就是說1被復用了，后面對其詳述；Virtual Rtr ID(VRID)配置的VRRP備份組號，1～255，必配，唯一標示該虛擬組；Priority優(yōu)先級，0-255(其中，0和255不可配置)，選配，值越大，優(yōu)先級越高；Count IP Addrs配置的備份組虛擬IP地址的個數(shù)，一個備份組可以對應多個虛擬地址，必配，可配多個，至少為1，備份組內必須一致，順序可以不一樣；Auth Type認證類型，協(xié)議中規(guī)定了三種認證類型，0表示不認證，1表示簡單文本口令，2表示IP認證頭Adver Int發(fā)送HELLO報文的時間間隔，缺省為1秒；Checksum校驗和；IP Address(es)配置的備份組的虛擬IP地址列表；Authentication Data認證字；在管控模塊2構造的VRRP故障報文中，當版本號改變時，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的檢測結果綜合后確定，填寫在新的VRRP故障報文中，具體的映射關系可以為如下所示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故障；4 主用路由器轉發(fā)平面復位；5 主用路由器上行鏈路全部出現(xiàn)故障；該具體的映射關系可預先設定；步驟12VRRP模塊3實現(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開始控制備用路由器變主的競爭，備份組中優(yōu)先級別最高，或當備用路由器的優(yōu)先級別相同時，IP地址最大的備份路由器進行變主切換，這個過程由VRRP模塊3根據(jù)收到的新的VRRP故障報文實現(xiàn)。
綜上所述，本發(fā)明實現(xiàn)了BFD與VRRP的結合，通過BFD對故障進行檢測，可實現(xiàn)快速檢測到故障及主備用路由器的切換，克服了當前的VRRP收斂時間長的缺陷。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種實時恢復業(yè)務的方法，其特征在于，包括雙向轉發(fā)檢測BFD檢測到主用路由器故障后，構造虛擬路由冗余協(xié)議VRRP故障報文，上報給VRRP模塊，由VRRP模塊完成主備用路由器的切換。
2.如權利要求1所述的一種實時恢復業(yè)務的方法，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.如權利要求1所述的一種實時恢復業(yè)務的方法，其特征在于，所述的VRRP故障報文中承載的信息包括用于表示該報文為上報路由器故障的報文類型信息。
4.如權利要求3所述的一種實時恢復業(yè)務的方法，其特征在于，所述報文類型信息具體包括報文版本號、報文類型。
5.如權利要求4所述的一種實時恢復業(yè)務的方法，其特征在于，所述報文版本號與報文類型的關系為當報文版本號的值為指定的表示該報文為VRRP故障報文時，所述的報文類型值用于表示具體的故障類型信息。
6.如權利要求5所述的一種實時恢復業(yè)務的方法，其特征在于，所述的故障類型信息與報文類型值對應。
7.一種實時恢復業(yè)務的裝置，包括用于檢測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.如權利要求7所述的一種實時恢復業(yè)務的裝置，其特征在于，所述管控模塊與BFD模塊及VRRP模塊關連。
9.如權利要求7或8所述的一種實時恢復業(yè)務的裝置，其特征在于，所述管控模塊用于接收BFD模塊檢測到的故障消息，并根據(jù)所述故障消息構造VRRP報文，發(fā)送給VRRP模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡通信技術領域中一種實時恢復業(yè)務的裝置及方法。本發(fā)明基于BFD(雙向轉發(fā)檢測)技術，提供了一種VRPP(虛擬路由冗余協(xié)議)快速收斂的方法，由BFD檢測出主用路由器的故障，構造成VRRP報文傳送給VRRP模塊，實現(xiàn)主備用路由器的快速切換。本發(fā)明實現(xiàn)了BFD與VRRP的結合，通過BFD對故障進行檢測，可實現(xiàn)快速的備用路由器變主，克服了當前的VRRP收斂時間長的缺陷。
文檔編號H04L12/24GK1863198SQ200510093688
公開日2006年11月15日 申請日期2005年9月1日 優(yōu)先權日2005年9月1日
發(fā)明者楊建軍 申請人:華為技術有限公司