专利名称：一种实现快速重路由的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据通信重路由技术，尤其涉及一种实现快速重路由的方法及装置。
背景技术：
为了在网络出现故障时各通信业务倒换小于50ms，端到端的通信业务收敛小于 ls，快速重路由机制被普遍运用。快速重路由(FRR，Fast ReRoute)机制是一种保护链路和 节点的机制，当主路径或节点发生故障时，主路径上的业务流将快速切换到备份路径上，通 过备份路径来保护主路径或节点，以保证业务流的传输不被中断。 如图l所示的快速重路由的路径示意图，其中，由路由设备A、B、 C、 D组成的 A — B — C — D为路由的主路径，由路由设备A、 E、 D组成的A — E — D则为路由的备份路 径，这里，路由设备A、 B、 C、 D、 E均为路径上的节点；当主路径上的节点B或者C，或者其中 的A — B、B — C、C — D的路径发生故障时，就会将业务流切换到备份路径A — E — D上，以 保证业务流的正常传输。 目前对应于不同的应用场景有多种FRR，如多协议标记交换流量工程快速重路 由(MPLS TE FRR，Multiprotocol Label Swtiching Traffic Engineering FastReRoute)、 虚拟专用网快速重路由(VPN FRR， Virtual Private Network FastReRoute)、标记分发协 议快速重路由(LDP FRR， Label Distribution Protocol FastReRoute)等。具体地，实现 快速重路由中的主备切换常用以下两种方法 现有快速重路由中主备切换的一种方法为如图2所示，在检测到主路径或者节 点发生故障时，用备份路径的转发信息覆盖原主路径的转发信息，从而将业务流切换到备 份路径中。此种方案弊端在于当直接进行转发信息覆盖时，必然存在业务流因为转发信息 不完整而出现丢包甚至异常的情况；当主路径承载较多的业务流时，路由设备的控制层面 需要对所有承载的业务流转发表项进行覆盖操作，大大增加了路由设备控制层面的负担。
现有正在使用的快速重路由中主备切换的另一种方法为如图3所示，在业务流 的转发表如地址表或者标签表中增设主备路径的选择标志，并记录主路径及备份路径的转 发信息。在主路径无故障时，设置选择标志为主有效，采用主路径转发业务流；在主路径发 生故障时，设置选择标志为备有效，此时则采用备份路径来转发业务流。但是，此方法的缺 点是在主路径承载多个业务的业务流时，如果主路径发生故障，则需要切换所有转发表中 的选择标志，使得路由设备控制层面的负担过重而影响其切换性能，并降低了路由设备的 工作效率；而且，每个转发表中都记录主路径的转发信息和备份路径的转发信息，必然会因 为需要重复记录多种信息而造成极大的资源浪费、以及路由设备工作效率的降低。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现快速重路由的方法及装置，能降 低快速重路由中路由设备控制层面负担，减少由于重复记录造成的资源浪费，提高路由设 备的工作效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的 本发明提供了一种实现快速重路由的方法，所述方法包括在路由设备的控制层 面配置包含主备路径状态标识的路径信息表、以及承载在主路径上各业务流的转发表，并 将所述各业务流的转发表与所述路径信息表关联；在检测到主路径发生故障时，将所述路 径信息表中的状态标识设置为备有效，切换各业务流至备份路径并转发。 在上述方案中，所述方法进一步包括在配置所述路径信息表时，设置状态标识为 主有效，默认各业务流通过主路径转发。 在上述方案中，所述路径信息表还包含主备路径的出接口转发信息；所述转发为 根据所述的主路径的出接口转发信息，完成业务流通过主路径的转发；或为根据所述备 份路径份的出接口转发信息，完成业务流通过备份路径的转发。 在上述方案中，所述将各业务流的转发表与所述路径信息表关联，具体为在各业 务流的转发表中设置指向所述路径信息表的索引。 在上述方案中，所述设置所述路径信息表中的状态标识为备有效，具体为通过双 向转发检测方法检测主路径是否发生故障，如果是，则通知所述路由设备的控制层面，路由 设备的控制层面再所述状态标识设置为备有效；否则，不通知所述路由设备的控制层面。
在上述方案中，所述切换各业务流至备份路径并转发，具体包括根据所接收业务 流中报文的目的信息，路由设备查找对应的转发表，得到该转发表所关联路径信息表的状 态标识为备有效，则将业务流通过备份路径的出接口转发。 本发明还提供了一种实现快速重路由的装置，所述装置包括配置单元、检测单元、 切换单元、转发单元；其中配置单元，用于在路由设备的控制层面上配置包含主备路径状 态标识的路径信息表、以及承载在主路径上各业务流的转发表，并将所述各业务流的转发 表与所述路径信息表关联；检测单元，用于检测主路径是否发生故障，如果主路径发生故 障，则启动切换单元，否则不启动切换单元；切换单元，用于将所述路径信息表中的状态标 识设置为备有效，切换各业务流至备份路径；转发单元，用于根据所述路径信息表中的状态 标识，将业务流通过主路径或备份路径转发。 在上述方案中，所述转发单元，具体用于在所述路径信息表中的状态标识为主有 效时，所述转发单元将业务流通过主路径转发；在所述路径信息表中的状态标识为备有效 时，所述转发单元将业务流通过备份路径转发。 在上述方案中，所述转发单元，具体用于根据所接收业务流中报文的目的信息， 查找对应的转发表，得到该转发表所关联路径信息表的状态标识的设置，则将业务流通过 主路径的出接口或备份路径的出接口转发。 在上述方案中，所述检测单元，具体用于采用双向转发检测方法检测主路径是否 发生故障。 本发明所提供的实现快速重路由的方法及装置，通过在路由设备的控制层面分别 配置各业务流的转发表和包含主备路径状态标识的路径信息表，并将各转发表与路径信息 表关联；在需要切换路径时，只需更改路径信息表中的状态标识即可，避免了对多个转发表 进行设置，极大地减轻了路由设备控制层面的工作负担，能够大大縮短切换路径所需时间， 有效提高路由设备的工作效率。 另外，本发明将业务流转发过程中需要的主备路径的出接口转发信息、及主备路径的共用信息都保存在路径信息表中，避免在每个转发表都写入转发信息，从而能大大节 省路由设备中的表项资源，也可进一步提高路由设备的工作效率。
图1为一种快速重路由的路径示意图； 图2为现有技术中实现快速重路由的一种方法的实现流程示意图； 图3为现有技术中实现快速重路由的另一种方法的实现流程示意图； 图4为本发明的快速重路由方法的实现流程示意图； 图5为图1中路由设备A控制层面采用本发明的方法实现的配置表项示意图； 图6为实现1 : 3备份快速重路由的路径示意图。 图7为路由设备的控制层面采用本发明的方法实现的另一种配置表项示意图； 图8为本发明中报文的封装过程示意图； 图9为本发明的快速重路由的具体实现流程示意图； 图10为本发明的实现快速重路由的装置组成示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明技术方案的具体实现方式做详细说明。 本发明实现快速重路由的方法，请参照图4所示，主要包括以下步骤 步骤101 :在路由设备的控制层面上配置包含主备路径状态标识的路径信息表、
以及承载在主路径上各业务流的转发表，并将所述的各业务流的转发表关联所述路径信息
表； 这里，业务流的转发表和路径信息表可以通过索引的方式进行关联。 步骤102 :在检测到主路径发生故障时，将所述路径信息表中的状态标识设置为
备有效，切换各业务流至备份路径并转发。 其中，路由设备的控制层面用于根据用户的配置和网络状态的变化，来对各表项 进行设置、删除、更新等操作。 其中，在步骤101中在配置所述路径信息表时，设置状态标识为主有效，默认各业 务流通过主路径转发。 其中，在步骤101中，除包含主备路径的状态标识外，所述路径信息表还包含主备 路径的出接口转发信息，以便使得业务流可以通过主路径或备份路径转发。这样路径信息 表中同时包含了主路径的转发信息和备份路径的转发信息，不需要在切换转发路径时，将 路径信息再进行覆盖，避免切换路径时的报文由于查找到的路径转发信息不完整而导致的 丢包和异常。 对于流量工程(TE， Traffic Engineering)隧道承载一个或多个伪线(PW，Pseudo Wire)业务而言，在主路径及备路径中都存在对应的TE隧道，每个TE隧道可以承载多个业 务的流量。在路由设备中都设置有每个业务流量对应的PW，同一路径的TE隧道上可以同时 承载多个PW，实现每个TE隧道上可以同时承载多个业务流量。 其中，所述出接口的转发信息主要包括标识TE隧道的TE标签、转发目的设备的 MAC地址。
而在路由设备的控制层面配置的各业务流的转发表中包含了路由设备自身的MAC 地址、对应的PW标签，并同时设置指向路径信息表的索引i，以与路径信息表关联。这样，就 避免了在每个业务流的转发表中都记录主路径的转发信息和备份路径的转发信息，极大的 节省了路由设备中的表项资源。 例如，对于如图1所示的快速重路由，TE隧道上承载了两个PW业务流，分别为业 务流PW1、业务流PW2。 在配置时，可以在路由设备A的控制层面中配置路径信息表及各业务流的转发 表。 参照图5所示，路由设备A控制层面的配置表项示意图，在路由设备A的控制层面
上配置的路径信息表中，主路径A — B — C — D的出接口信息具体为转发目的端口 B、目
的设备B的MAC地址、标识主隧道的TE标签TE-B，备份路径A — E — D的出接口信息具体
为转发目的端口 E、目的设备E的MAC地址、标识备隧道的TE标签TE-E。 其中，路径信息表的状态标识设置为lbit，包含两个置位，分别为0和1 。其中，状
态标识置0表示主有效，采用主路径A — B — C — D转发各业务流；状态标识置1表示备有
效，采用备份路径A — E — D转发各业务流。 一般，状态标识的缺省设置为0，即缺省设置为
主有效，只有在检测到主路径发生故障时，才将状态标识置1采用备份路径。 其中，路径信息表中的主备路径的共用信息部分主要包含TE隧道的统计信息、以
及其QoS信息等，这样可以尽可能的减少各路径共用信息的重复记录，于减少对控制层面
表项资源的浪费。 业务流PW1的转发表包含了路由设备A的MAC地址、标识PW1业务的PW标签X、及
指向路径信息表的索引i。 业务流PW2的转发表包含了路由设备A的MAC地址、标识PW2业务的PW标签Y、及
指向路径信息表的索引i。 当需要实现l : N备份时，即存在一个主路径和N(N不小于2)个备份路径时，可 以直接将路径信息表进行扩展，将N个备份路径的出接口转发信息都保存在路径信息表中 即可。其中，路径信息表中的状态标识可以根据备份路径的数量N设置为多个bit。
例如，如果需要实现l : 3备份时，如图6所示，路由设备A到路由设备D的快速重 路由路径包含了主路径A — B — C — D、备份路径1的A — E — D、备份路径2的A — F — D 和备份路径3的A — G — D。对于在主路径上承载了 PW1和PW2两种业务流的情况，具体配 置得到的转发表和路径信息表如图7所示，其中的状态标识设置为2bit，包含4个置位，状 态标识置0表示主有效、置1表示备份路径1有效、置2时表示备份路径2有效、置3表示 备份路径3有效，以分别通过相应路径将业务流转发。 其中，在步骤102中检测到主路径发生故障时，设置所述路径信息表中的状态标 识为备有效，具体为 通过双向转发检测(BFD， Bidirectional Forwarding Detection)方法检测主路 径是否发生故障，如果是，则通知所述路由设备的控制层面，路由设备的控制层面再将所述 状态标识设置为备有效；否则，不通知所述路由设备的控制层面。 例如，对于如图1所示的快速重路由过程，路由设备A与目的设备D会按照配置的 时间间隔周期性地互发检测报文，如果主路径中有设备出现故障，或者主路径的链路中断，路由设备A或目的设备D就会收不到检测报文，此时，路由设备的检测层面就会通知控制层 面将状态标识更改为备有效，以便通过备份路径转发后续业务流。其中，发送检测报文的时 间间隔可以设置为3. 3ms。 其中，步骤102中切换各业务流至备路径并转发，具体包括 路由设备根据所接收业务流中报文的目的信息，查找对应的转发表，得到该转发 表所关联路径信息表的状态标识为备有效，则将业务流通过备份路径的出接口转发。
具体地，所接收业务流中报文的目的信息包含了该报文的转发目的设备的MAC地 址和接收该报文的端口和/或VLAN，找到对应于接收该报文的端口和/或VLAN的PW，根据 目的设备的MAC和PW找到该报文对应的转发表；再由所找到的转发表中所包含的指向路 径信息表的索引查找路径信息表，得到路径信息表的状态标识为备有效；之后根据路径信 息表所保存的备份路径的出接口转发信息，将业务流中各报文进行封装并通过备份路径转 发。 其中，将报文进行封装的具体的过程如下 如图8所示，接收到的报文中携带了发送该报文的源设备的地址信息Smac、该报 文的转发目的设备的地址信息Dmac、Etype信息和数据(payload)信息。根据找到的转发 表及路径信息表中备份路径的出接口转发信息，在原报文的外面依次封装PE标签、TE标 签、Etypel信息、接收该报文的路由设备地址信息Smacl、备份路径上的转发目的设备地址 信息Dmacl。封装后的报文由路由设备转发至备份路径中的目的转发设备中，再由备份路径 中的目的转发设备完成该报文的后续转发。 下面结合附图9所示快速重路由的具体实现过程，对本发明的快速重路由方法做 进一步详细说明。 如图9所示，实现快速重路由的具体实现过程可以包括以下流程 步骤801 :根据用户设置，路由设备的控制层面将主路径转发信息和备份路径转
发信息写入已配置的路径信息表中，路径信息表中状态标识缺省设置为主有效，同时将所
有承载在该主路径上业务流的转发表指向该路径信息表； 步骤802 :根据所接收业务流中报文的目的信息查找主路径的出接口，将业务流 通过主路径转发； 根据报文的目的信息，路由设备的控制层面查找到对应转发表中的路径信息表索 引，进而找到路径信息表，由其中的状态标识的设置为主有效，则确定通过主路径的出接口 将业务流通过主路径转发。 步骤803 :在通过BFD或其他方法检测主路径发生故障，路由设备的控制层面将路 径信息表中状态标识更改为备有效； 步骤804 :根据所接收业务流中报文的目的信息，查找备份路径的出接口 ，将业务 流通过备份路径转发。 根据其中报文的目的信息，路由设备的控制层面从对应转发表中找到路径信息表 索引，根据索引找到路径信息表，并得知其中的状态标识为备有效，则确定通过备份路径的 出接口将业务流沿备份路径转发。 本发明的实现快速重路由的装置，请参照图10所示，所述装置主要包括配置单元 91、检测单元92、切换单元93、转发单元94，其中
8
配置单元91，用于在路由设备的控制层面上配置包含主备路径状态标识的路径 信息表及承载在主路径上各业务流的转发表，并将各业务流的转发表与所述路径信息表关 联； 检测单元92，用于检测主路径是否发生故障，如果主路径发生故障，则启动切换单 元，否则不启动所述切换单元； 切换单元93，用于将所述路径信息表中的状态标识设置为备有效，切换各业务流 至备份路径； 转发单元94，用于根据所述路径信息表中的状态标识，将业务流通过主路径或备 份路径转发。 其中，所述转发单元94，具体用于在所述路径信息表中的状态标识为主有效时， 所述转发单元将业务流通过主路径转发；在所述路径信息表中的状态标识为备有效时，所 述转发单元将业务流通过备份路径转发。 具体地，所述转发单元94根据所接收业务流中报文的目的信息，查找对应的转发 表，得到该转发表所关联路径信息表的状态标识的设置，则将业务流通过主路径的出接口 或备份路径的出接口转发。 其中，所述检测单元92可以采用双向转发检测方法来检测主路径是否发生故障。
采用本发明的实现快速重路由的装置，实现快速重路由的具体过程已在上文详 述，在此不再赘述。 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
权利要求
一种实现快速重路由的方法，其特征在于，所述方法包括在路由设备的控制层面配置包含主备路径状态标识的路径信息表、以及承载在主路径上各业务流的转发表，并将所述各业务流的转发表与所述路径信息表关联；在检测到主路径发生故障时，将所述路径信息表中的状态标识设置为备有效，切换各业务流至备份路径并转发。
2. 根据权利要求l所述实现快速重路由的方法，其特征在于，该方法进一步包括在配置所述路径信息表时，设置状态标识为主有效，默认各业务流通过主路径转发。
3. 根据权利要求1或2所述实现快速重路由的方法，其特征在于，所述路径信息表还包 含主备路径的出接口转发信息；所述转发为根据所述的主路径的出接口转发信息，完成业务流通过主路径的转发；或为根据所述备份路径份的出接口转发信息，完成业务流通过备份路径的转发。
4. 根据权利要求1所述实现快速重路由的方法，其特征在于，所述将各业务流的转发表与所述路径信息表关联，具体为在各业务流的转发表中设置指向所述路径信息表的索引。
5. 根据权利要求1所述实现快速重路由的方法，其特征在于，所述设置所述路径信息表中的状态标识为备有效，具体为通过双向转发检测方法检测主路径是否发生故障，如果是，则通知所述路由设备的控制层面，路由设备的控制层面再所述状态标识设置为备有效；否则，不通知所述路由设备的控制层面。
6. 根据权利要求1所述实现快速重路由的方法，其特征在于，所述切换各业务流至备份路径并转发，具体包括根据所接收业务流中报文的目的信息，路由设备查找对应的转发表，得到该转发表所关联路径信息表的状态标识为备有效，则将业务流通过备份路径的出接口转发。
7. —种实现快速重路由的装置，其特征在于，所述装置包括配置单元、检测单元、切换单元、转发单元；其中配置单元，用于在路由设备的控制层面上配置包含主备路径状态标识的路径信息表、以及承载在主路径上各业务流的转发表，并将所述各业务流的转发表与所述路径信息表关联；检测单元，用于检测主路径是否发生故障，如果主路径发生故障，则启动切换单元，否则不启动切换单元；切换单元，用于将所述路径信息表中的状态标识设置为备有效，切换各业务流至备份路径；转发单元，用于根据所述路径信息表中的状态标识，将业务流通过主路径或备份路径转发。
8. 根据权利要求7所述实现快速重路由的装置，其特征在于，所述转发单元，具体用于在所述路径信息表中的状态标识为主有效时，所述转发单元将业务流通过主路径转发；在所述路径信息表中的状态标识为备有效时，所述转发单元将业务流通过备份路径转发。
9. 根据权利要求8所述实现快速重路由的装置，其特征在于，所述转发单元，具体用于根据所接收业务流中报文的目的信息，查找对应的转发表，得到该转发表所关联路径信息表的状态标识的设置，则将业务流通过主路径的出接口或备份路径的出接口转发。
10. 根据权利要求7所述实现快速重路由的装置，其特征在于，所述检测单元，具体用于采用双向转发检测方法检测主路径是否发生故障。
全文摘要
本发明公开了一种实现快速重路由的方法，所述方法主要包括在路由设备的控制层面配置包含主备路径状态标识的路径信息表及承载在主路径上各业务流的转发表，并将所述的各业务流的转发表关联所述路径信息表；在检测到主路径发生故障时，将所述路径信息表中的状态标识设置为备有效，切换各业务流至备份路径并转发。此外，本发明还公开了一种实现快速重路由的装置。通过本发明不仅能够极大地减轻路由设备的工作负担，大大缩短切换路径所需时间，有效提高路由设备的工作效率，而且还可以大大节省路由设备中的表项资源。
文档编号H04L12/24GK101710875SQ200910243668
公开日2010年5月19日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者孙蓓 申请人:中兴通讯股份有限公司