一种P2MP主隧道节点保护的方法及装置与流程

本发明涉及数据网络通讯领域，特别涉及一种p2mp(point2multiplepoint，点对多点)隧道节点保护的方法及装置。

背景技术：

mpls-te(multi-protocollabelswitching-trafficengineering，基于多协议标签交换的流量工程)是将流量工程与mpls模型相结合，主要解决传统路由易造成网络拥塞的一种技术。rsvp-te(resourcereservationprotocol-trafficengineering基于流量工程扩展的资源预留协议)是实现mpls-te技术的一种基于流量工程的资源预留扩展协议。

rsvp-te协议，通过rfc3209的扩展，可以建立一条具有带宽、qos(qualityofservice，服务质量)保证的lsp(labelswitchingpath，标签交换路径)，也称作为隧道，用于承载各种上层业务。

随着iptv(internetprotocoltelevision，交互式网络电视)等视频传输业务的兴起，要求网络能够有效传输视频数据。而通过对rsvp-te的扩展(rfc4875)，使得基于rsvp-te约束建立起来的p2mplsp可以在网络中各个分支点进行有效的包复制，应用于将视频广播分发到多个目的地。p2mp技术是用来建立一条p2mp的telsp，通过允许网络中非入口节点成为复制/分支节点来优化数据的复制。一个分支节点是指一个lsr(labelswitchedrouter，标记交换路由器)有能力复制输入的流量到两个或多个输出接口。

mplste-frr(trafficengineering-fastre-route，快速重路由)是mplste中用于链路保护和节点保护的机制，在mplste网络中扮演了重要角色。mplste快速重路由事先建立本地备份路径，保护lsp不会受链路/节点故障的影响，当故障发生时，检测到链路/节点故障的设备就可以快速将业务从故障链路切换到备份路径上，从而减少数据丢失。快速响应、及时切换是mplste快速重路由的特点，它可以将业务中断的时间控制在一个很小的时间段，保证业务数据的平滑过 渡；同时，lsp的头节点会尝试寻找新的路径来重新建立lsp，并将数据切换到新路径上，在新的lsp建立成功之前，业务数据会一直通过保护路径转发。

协议(rfc4090)中定义了快速重路由的两种保护方式，链路保护和节点保护。如图1所示，主隧道tunnel1经过的路径为r1-r2-r3-r4，并且r1-r2之间走的是l12-1链路。对应的备份隧道tunnel2经过的路径为r1-r2，走l12-2链路；备份隧道tunnel3经过的路径为r2-r4。对于备份隧道tunnel2对主隧道tunnel1形成的是链路保护，保护主隧道的l12-1链路失效；备份隧道tunnel3对主隧道tunnel1形成的是节点保护，保护主隧道r3节点失效。

p2mplsp可以有多个叶子节点，通过在分支节点的包复制使得流量到达各个叶子节点(出口节点)，一旦其中某个中间节点或者分支节点发生故障，如果不能及时修复或进行异常保护，将导致经过该节点的业务断流。

如图2所示，建立一条p2mp主隧道tunnel1，目的地分别为r4，r6，r7，三条sub-lsp分别为：

r1-r2-r3-r4

r1-r2-r3-r5-r6

r1-r2-r3-r5-r7

如果中间节点r2或分支节点r3发生故障，则由入口节点r1接入，通过tunnel1发往三个目的地的业务流将全部断流。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种p2mp主隧道节点保护的方法及装置，解决了现有技术中在p2mp主隧道的中间节点或分支节点发生故障时，通过p2mp主隧道发往目的地的业务流全部被断流的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种p2mp主隧道节点保护的方法，包括以下步骤：

在p2mp主隧道需要被保护节点的前一跳与后一跳之间配置p2p(peertopeer，对等网络)备份隧道；

检测所配置的p2p备份隧道是否能够形成frr节点保护；

当检测所配置的p2p备份隧道能够形成frr节点保护后，通过将p2mp主隧 道节点保护相关信息与所述p2p备份隧道基本信息绑定，形成frr保护关系；

在所述需要被保护节点发生故障时，利用所述frr保护关系将经过被保护节点的业务切换到形成frr保护的p2p备份隧道上。

优选地，所述被保护节点包括中间节点和分支节点。

优选地，所述在p2mp主隧道需要被保护节点的前一跳与后一跳之间配置p2p备份隧道包括：

在p2mp主隧道中间节点的上游节点与下游节点之间配置一条p2p备份隧道。

优选地，所述在p2mp主隧道需要被保护节点的前一跳与后一跳之间配置p2p备份隧道包括：

在p2mp主隧道分支节点的上游节点与各个分支不同下游节点之间配置多条p2p备份隧道；

其中，所述多条p2p备份隧道的头节点相同，尾节点不同。

优选地，所述p2p备份隧道的头尾节点在所述p2mp主隧道上中间间隔一个中间节点或分支节点。

优选地，所述检测所配置的p2p备份隧道是否能够形成frr节点保护包括：

通过所述p2p备份隧道的头尾节点与所述p2mp主隧道放入记录路由信息比较，判断p2p备份隧道的尾节点是否是头节点的下下节点；

若判断p2p备份隧道的尾节点是头节点的下下节点，则所配置的p2p备份隧道能够形成frr节点保护；

若判断p2p备份隧道的尾节点不是头节点的下下节点，则所配置的p2p备份隧道不能够形成frr节点保护。

优选地，所述p2mp主隧道节点保护相关信息包括所述p2mp主隧道基本信息、记录路由信息以及被保护节点下游节点的子标签交换路径所属的子组信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种p2mp主隧道节点保护的装置，包括：

配置模块，用于在p2mp主隧道需要被保护节点的前一跳与后一跳之间配置p2p备份隧道；

检测模块，用于检测所配置的p2p备份隧道是否能够形成frr节点保护；

形成模块，用于当检测所配置的p2p备份隧道能够形成frr节点保护后，通过将p2mp主隧道节点保护相关信息与所述p2p备份隧道基本信息绑定，形成frr 保护关系；

切换模块，用于在所述需要被保护节点发生故障时，利用所述frr保护关系将经过被保护节点的业务切换到形成frr保护的p2p备份隧道上。

优选地，所述被保护节点包括中间节点和分支节点。

优选地，所述p2p备份隧道的头尾节点在所述p2mp主隧道上中间间隔一个中间节点或分支节点。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明通过在p2mplsp路径的被保护节点前一跳配置p2p备份隧道，针对经过该被保护节点的分支路径的不同下游节点进行保护，防止p2mplsp链路中间节点故障引起的业务中断。

附图说明

图1是现有技术提供的链路保护和节点保护的示意图；

图2是现有技术提供的备份隧道保护隧道内多条lsp示意图；

图3是本发明实施例提供的一种p2mp主隧道节点保护的方法流程图；

图4是本发明实施例提供的一种p2mp主隧道节点保护的装置结构图；

图5是本发明实施例提供的备份隧道保护多条隧道的示意图；

图6是本发明实施例提供的隧道间和隧道内共享带宽链路保护的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图3是本发明实施例提供的一种p2mp主隧道节点保护的方法流程图，如图3所示，包括以下步骤：

步骤s301：在p2mp主隧道需要被保护节点的前一跳与后一跳之间配置p2p备份隧道；

步骤s302：检测所配置的p2p备份隧道是否能够形成frr节点保护；

步骤s303：当检测所配置的p2p备份隧道能够形成frr节点保护后，通过将p2mp主隧道节点保护相关信息与所述p2p备份隧道基本信息绑定，形成frr 保护关系；

步骤s304：在所述需要被保护节点发生故障时，利用所述frr保护关系将经过被保护节点的业务切换到形成frr保护的p2p备份隧道上。

其中，所述被保护节点包括中间节点和分支节点。具体地说，所述在p2mp主隧道需要被保护节点的前一跳与后一跳之间配置p2p备份隧道包括：在p2mp主隧道中间节点的上游节点与下游节点之间配置一条p2p备份隧道；在p2mp主隧道分支节点的上游节点与各个分支不同下游节点之间配置多条p2p备份隧道；其中，所述多条p2p备份隧道的头节点相同，尾节点不同。所述p2p备份隧道的头尾节点在所述p2mp主隧道上中间间隔一个中间节点或分支节点。

其中，所述检测所配置的p2p备份隧道是否能够形成frr节点保护包括：通过所述p2p备份隧道的头尾节点与所述p2mp主隧道放入记录路由信息比较，判断p2p备份隧道的尾节点是否是头节点的下下节点；若判断p2p备份隧道的尾节点是头节点的下下节点，则所配置的p2p备份隧道能够形成frr节点保护；若判断p2p备份隧道的尾节点不是头节点的下下节点，则所配置的p2p备份隧道不能够形成frr节点保护。

其中，所述p2mp主隧道节点保护相关信息包括所述p2mp主隧道基本信息、记录路由信息以及被保护节点下游节点的子标签交换路径所属的子组信息。

图4是本发明实施例提供的一种p2mp主隧道节点保护的装置结构图，如图4所示，包括：配置模块401、检测模块402、形成模块403以及切换模块404。其中，所述配置模块401，用于在p2mp主隧道需要被保护节点的前一跳与后一跳之间配置p2p备份隧道；所述检测模块402，用于检测所配置的p2p备份隧道是否能够形成frr节点保护；所述形成模块403，用于当检测所配置的p2p备份隧道能够形成frr节点保护后，通过将p2mp主隧道节点保护相关信息与所述p2p备份隧道基本信息绑定，形成frr保护关系；所述切换模块404，用于在所述需要被保护节点发生故障时，利用所述frr保护关系将经过被保护节点的业务切换到形成frr保护的p2p备份隧道上。

其中，所述被保护节点包括中间节点和分支节点。所述p2p备份隧道的头尾节点在所述p2mp主隧道上中间间隔一个中间节点或分支节点。

本发明使用p2p备份隧道对p2mp主隧道进行节点保护的方法包括下列步骤：

①各个节点按照rsvp-te信令交互完成p2mp主隧道的建立；

②在需要被保护节点上游节点出接口配置p2p备份隧道；

③检查是否可以形成frr节点保护；

检查条件：p2mp主隧道支持record-route(简称rro)；p2mp主隧道需要支持bfd(bi-directionalforwardingdetection，双向转发检测)或hello等检测报文；p2mp主隧道支持fast-reroute；p2p备份隧道头尾节点都与p2mp主隧道经过节点重合；p2p备份隧道头尾节点在p2mp主隧道上中间间隔一个中间节点或分支节点。

其中，p2mp主隧道支持的rro，用来在建立frr关系时判断p2p备份隧道是否满足节点保护的拓扑条件以及记录切换后导流使用的内层标签。p2mp主隧道需要支持bfd或hello等检测报文，用来检查节点故障并通知故障节点上游进行frr切换。

④p2mp主隧道基本信息，算路节点出接口，下一跳，record-route信息中记录的mp(mergepoint，合并点，备份隧道与被保护路径或被保护节点下游路径合并的节点)节点信息与p2p备份隧道基本信息绑定形成frr保护关系；

⑤当被保护节点发生故障，故障信息通告给算路节点，算路节点将经过故障节点的业务切换到已形成frr保护的备份p2p备份隧道。

流量经过备份p2p备份隧道经外层标签转发到mp节点之后，剖离外层标签，使用mp节点入标签继续向下游转发。

本发明对于被保护节点是分支节点的场景，可以允许部分保护，即备份p2p备份隧道不需要包含分叉节点所有下游节点。

本发明对于单path场景，path消息在分支节点进行suboriginid更新和subgroupid重新分配，这些信息在上游节点都无法感知，无法实现在分支节点上游针对分支节点不同下游形成p2p备份隧道对分支节点的保护，所以本发明只适用于多pathp2mp主隧道lsp的节点保护。

本发明p2mp主隧道下所有经过备份p2p备份隧道头尾节点，且在两节点间只有一个p2mp节点的sublsp都可以被p2p备份隧道节点保护。

本发明同一个出接口下可以配置多条p2p备份隧道来保护同一个分支节点，只是保护的该分支节点的不同流量分发路径不同，p2p备份隧道尾节点与分支节 点下游哪个邻居节点重合，分支节点故障后经过该下游节点的业务就切换到该条p2p备份隧道上。

下面结合图5和图6对本发明的技术内容进行详细的说明：

实施例一：p2p备份隧道保护p2mp中间节点场景

如图5所示，p2mp主隧道tunnel1，目的地分别为r4，r6，r7，三条sub-lsp分别为：r1-r2-r3-r4，r1-r2-r3-r5-r6，r1-r2-r3-r5-r7，其中r1节点为隧道头结点，r2节点为隧道中间节点，r3，r5节点为隧道分支节点，r4，r6，r7为隧道尾节点。在r1节点出接口配置绑定一条p2p备份隧道tunnel2，tunnel2隧道路径为：r1-r13-r3。在p2mp主隧道配置rro，frr功能，并且配置bfd或者hello报文检测功能。r1节点出接口绑定tunnel2后，tunnel2的尾节点r3和r1上保存的p2mp主隧道各个目的地发送的resv消息携带rro做比较，发现r3是r1的nnhop(next-next-hop)节点，可以形成frr节点保护。p2mp主隧道在r1节点的出接口，rro信息，以及经过r3这个节点的sublsp所属的subgroup信息与p2p的信息形成绑定，一旦r2节点发生故障，则r1节点进行切换，将p2mp主隧道经过r2节点的业务切换到p2p备份隧道tunnel2上，在r3节点将外层标签剖离，继续延p2mp的lsp路径向下游转发业务流量。

实施例二：p2p备份隧道保护p2mp分支节点场景

如图6所示，p2mp主隧道tunnel1，目的地分别为r4，r6，r7，三条sub-lsp分别为：r1-r2-r3-r4，r1-r2-r3-r5-r6，r1-r2-r3-r5-r7，其中r1节点为隧道头结点，r2节点为隧道中间节点，r3，r5节点为隧道分支节点，r4，r6，r7为隧道尾节点。在r2节点出接口配置绑定两条p2p备份隧道tunnel2，tunnel3，隧道路径分别为：r2-r4(经过链路l24)，r2-r5(经过链路l25)。在p2mp主隧道配置rro，frr功能，并且配置bfd或者hello报文检测功能。r2节点出接口绑定tunnel2和tunnel3后，tunnel2隧道头尾节点r2，r4与p2mp主隧道rro信息匹配，找到r4作为r2的nnhop节点的subgroup与tunnel2形成frr绑定关系，同样，tunnel3隧道头尾节点r2，r5与p2mp主隧道rro信息匹配，找到r5作为r2的nnhop节点的subgroup与tunnel3形成frr绑定关系。

一旦r3节点发生故障，则r2节点进行切换，将p2mp主隧道经过r3节点的业务切换到p2p备份隧道tunnel2和tunnel3上，由于需要将一份流量切换到多 条p2p备份隧道，所以在r3节点需要进行流量复制。在r4节点和r5节点将外层标签剖离，继续延p2mp的lsp路径向下游转发业务流量。由于r3节点是分支节点，下游节点超过一个，如果配置的p2p备份tunnel数量或者路径与下游节点没有全部匹配则只能形成部分保护，即，经过该节点的业务还是会存在着部分丢包的现象，这一点可以通过配置规避的方法解决。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

本发明通过在p2mp标签交换路径的被保护节点前一跳配置p2p备份隧道，经过该被保护节点的分支路径的不同下游节点进行保护，防止p2mp标签交换路径链路中间节点故障引起的业务中断。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。