专利名称：一种实时恢复业务的装置及方法
技术领域：
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种实时恢复业务的装置及方法。
背景技术：
在现有的网络系统中，当主用路由器出现故障时，为了尽快的恢复业务，保证通讯的连续性和可靠性，多采用VRRP(虚拟路由冗余协议)协议实现主备路由器之间的切换操作。该协议保证了当主机的下一跳路由器出现故障时，可以及时的由另一台处于备份状态的路由器来代替，从而在设备出现故障时，尽快自动地恢复业务。
该VRRP协议的工作原理为一组VRRP路由器协同工作，共同构成一台虚拟路由器。该虚拟路由器对外表现为一个具有唯一固定IP地址和MAC地址的逻辑路由器。处于同一个VRRP组中的路由器具有两种互斥的角色主用路由器和备用路由器，一个VRRP组中有且只有一台处于主用角色的路由器，可以有一个或者多个处于备份角色的路由器。VRRP协议使用竞争策略从路由器组中选出一台作为主用，负责ARP响应和转发IP数据包，VRRP组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。当由于某种原因主用路由器发生故障时，备份路由器能在几秒钟的时延后升级为主用路由器。
一个VRRP路由器组有唯一的标识VRID，范围为0-255。该路由器对外表现为唯一的虚拟MAC地址，地址的格式为00-00-5E-00-01-[VRID]。
VRRP定时发送控制报文进行故障检测，VRRP控制报文只有一种VRRP通告(advertisement)。它使用IP多播数据包进行封装，组地址为224.0.0.18，发布范围只限于同一局域网内。这保证了VRID在不同网络中可以重复使用。为了减少网络带宽消耗只有主用路由器才可以周期性的发送VRRP通告报文。备份路由器在连续三个通告间隔内收不到VRRP或收到优先级为0的通告后启动新的一轮VRRP选举。
该VRRP能够兼容多种网络技术和链路层技术，目前在VPN(虚拟私有网)、流量工程、QoS(服务质量)等领域得到了广泛应用。
作为一种容错协议的VRRP解决的主要问题是实现多个出口的自动备份和切换，如图1所示，通常在主机侧设置缺省的路由器，下一跳指向一个路由器，从而实现主机与外部的通信。
传统的VRRP采用定时发送HELLO报文的方式进行故障检测，缺省发送VRRP协议报文时间间隔为1秒，当备用路由器连续3次接收不到主用路由器的HELLO报文时，自己主动变主来实现主备的切换。由于通常HELLO报文的最小时间粒度是1秒，所以至少3秒才能被备用的路由器感知链路故障状态，对于需要快速感知链路故障状态的实时业务这个收敛时间太长，同时VRRP协议报文的发送是在控制平面处理，因此简单地采用缩小VRRP报文发送时间间隔的方法，一方面浪费大量的系统资源，另一方面在分布式系统中并不能保证VRRP在50ms内收敛，远远不能满足实时通信的要求。
为了保证使用VRRP协议的网络在主用路由器故障后，备用路由器快速变主，以便业务快速恢复，保证语音业务不间断，需要采用一种方法使备份状态的路由器快速感知出现的故障，并通知VRRP协议模块。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实时恢复业务的装置及方法，由BFD(双向转发检测)检测出故障，管控模块根据所述检测到的故障构造VRRP故障报文上报给VRRP模块，所有备用路由器主动进行变主竞争，实现了主备用路由器的快速切换操作。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种实时恢复业务的方法，包括双向转发检测BFD检测到主用路由器故障后，构造虚拟路由冗余协议VRRP故障报文，上报给VRRP模块，由VRRP模块完成主备用路由器的切换。
所述主用路由器故障包括主用路由器与备用路由器之间的链路故障；或，主用路由器的控制平面出现故障。
所述的VRRP故障报文中承载的信息包括用于表示该报文为上报路由器故障的报文类型信息。
所述报文类型信息具体包括报文版本号、报文类型。
所述报文版本号与报文类型的关系为当报文版本号的值为指定的表示该报文为VRRP故障报文时，所述的报文类型值用于表示具体的故障类型信息。
所述的故障类型信息与报文类型值对应。
一种实时恢复业务的装置，包括用于检测及判断主用路由器故障消息的BFD模块和用于处理所述故障的VRRP模块，还包括管控模块。
所述管控模块与BFD模块及VRRP模块关连。
所述管控模块用于接收BFD模块检测到的故障消息，并根据所述故障消息构造VRRP报文，发送给VRRP模块。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实现了BFD技术与VRRP的结合，通过BFD对故障进行检测，可快速检测到故障，克服了当前的VRRP收敛时间长的缺陷；BFD在检测到故障后，由一个管控模块构造VRRP报文上报给VRRP模块，实现了主备用路由器的快速切换。
图1为现有技术VRRP系统架构图；图2为本发明BFD工作原理图；图3为本发明所述装置模块图；图4为本发明所述方法的操作流程图。
具体实施例方式
BFD(双向转发检测)是从基础传输技术中经过逐步发展而来的一种路由器故障检测协议，它可以检测网络各层的故障，可以用于检测以太网、多协议标记交换(MPLS)路径、普通路由封装以及包括IPSec(IP网络安全协议)隧道在内的多种类型的传输正确性。
从本质上讲，BFD是一种高速的独立HELLO协议，能够与相邻系统建立对等关系，然后，每个系统以协商的速率监测来自其他系统的BFD速率，监测速率能够以毫秒级增量设定。当对等系统没有接到预先设定数量的数据包时，它推断BFD保护的软件或硬件基础设施发生故障，不管基础设施是标记交换路径、其他类型的隧道还是以太网络。
BFD的工作原理如图2所示，BFD通过定期发送基于UDP(用户数据包协议)层的故障检测数据包，不但可以检测和判断传输链路、光接口和设备端口的中断故障，还可以检测和判断传输层、链路层、IP层和应用层存在的误码、丢包等软故障，弥补了目前基于SDH(同步数字体系)故障检测只能实现传输层故障检测的不足。
目前BFD缺省检测时间间隔是10ms，连续3次检测到故障就判断链路故障，也就是30ms就可以检测和判断故障，BFD技术不依赖于任何其他协议或者应用，可以采用硬件实现，不影响设备性能。
因此，本发明提出了一种实时恢复业务的装置及方法，使BFD与VRRP相结合，可以在最短的时间内实现业务流的切换，从而满足实时业务的需要。
本发明的核心思想是提供一种实时恢复业务的装置及方法，由BFD检测出故障，上报给管控模块，由管控模块构造VRRP故障报文将故障消息上报给VRRP模块，处于备用状态路由器上的VRRP模块收到这个报文后，立即开始备用路由器变主竞争，最终优先级高的或优先级相同、IP地址大的备用路由器竞争为主用，接替原来故障的主用路由器开始转发工作，实现主备用路由器的快速切换。
本发明提供了一种实时恢复业务的装置，所述装置的模块图如图3所示，该装置包括BFD模块1、管控模块2、VRRP模块3；其中BFD模块1用于检测及判断主用路由器与备用路由器之间的链路故障及主用路由器的控制平面故障等，其缺省检测时间间隔是10ms，连续3次检测到故障就判断链路故障，也就是30ms就可以检测和判断故障；所述的管控模块2与所述BFD模块1关连，用于接收BFD模块1发送的故障消息，根据故障消息构造VRRP故障报文，该VRRP故障报文承载的信息包括用于表示主备用路由器故障类型信息，如故障发生的位置、类型等；所述VRRP模块3与控制管理模块2关连，用于接收管控模块2发来的VRRP故障报文，并根据报文中所承载的信息进行故障处理。
本发明还提供一种实时恢复业务的方法，如图4所示为本发明所述方法的操作流程图，如图4可知，该方法具体包括如下步骤步骤10在备份组的所有路由器上使能BFD模块检测及VRRP；在备份组的所有路由器上采用BFD模块1检测主用路由器的工作状态，包括检测主用路由器与备用路由器之间的链路是否发生故障，及主用路由器控制平面是否发生故障等。
步骤11BFD模块1检测到故障，通知管控模块2，由管控模块2构造VRRP故障报文并将其发送给VRRP模块3；BFD模块1检测到的故障包括主用路由器与备用路由器之间的链路故障，及主用路由器的控制平面出现故障。当所述故障发生时，BFD模块1能够快速检测到，并将故障信息按一定的格式发送给管控模块2，由管控模块2根据故障信息构造一个新的VRRP故障报文，将构造好的VRRP故障报文上报给VRRP模块3，所述VRRP故障报文的版本Version填写为希望的版本号；报文的类型Type填写为约定的代表路由器故障的报文类型，不同的故障填写不同的Type值，每一Type值代表特定的故障，可预先设定；所述的报文的格式如下
其中，Version版本号，通常为2，在VRRP故障报文中根据需要可以改变该版本号值；Type报文的类型，通常为1，表示广播报文，在VRRP故障报文中当版本为用户指定的值时，不同的Type值代表不同的故障类型，值为1的Type不再表示广播报文，而是一种具体的故障，也就是说1被复用了，后面对其详述；Virtual Rtr ID(VRID)配置的VRRP备份组号，1～255，必配，唯一标示该虚拟组；Priority优先级，0-255(其中，0和255不可配置)，选配，值越大，优先级越高；Count IP Addrs配置的备份组虚拟IP地址的个数，一个备份组可以对应多个虚拟地址，必配，可配多个，至少为1，备份组内必须一致，顺序可以不一样；Auth Type认证类型，协议中规定了三种认证类型，0表示不认证，1表示简单文本口令，2表示IP认证头Adver Int发送HELLO报文的时间间隔，缺省为1秒；Checksum校验和；IP Address(es)配置的备份组的虚拟IP地址列表；Authentication Data认证字；在管控模块2构造的VRRP故障报文中，当版本号改变时，Type值表示各种故障类型，该故障类型由管控模块2根据BFD模块1的检测结果综合后确定，填写在新的VRRP故障报文中，具体的映射关系可以为如下所示TYPE值故障类型1 主备间链路故障；2 主用管理故障；3 主用上行链路中的一个故障；4 主用路由器转发平面复位；5 主用路由器上行链路全部出现故障；该具体的映射关系可预先设定；步骤12VRRP模块3实现主备用路由器切换；上述操作完成后，若主备之间或主用路由器控制平面出现故障，则由VRRP模块3开始控制备用路由器变主的竞争，备份组中优先级别最高，或当备用路由器的优先级别相同时，IP地址最大的备份路由器进行变主切换，这个过程由VRRP模块3根据收到的新的VRRP故障报文实现。
综上所述，本发明实现了BFD与VRRP的结合，通过BFD对故障进行检测，可实现快速检测到故障及主备用路由器的切换，克服了当前的VRRP收敛时间长的缺陷。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种实时恢复业务的方法，其特征在于，包括双向转发检测BFD检测到主用路由器故障后，构造虚拟路由冗余协议VRRP故障报文，上报给VRRP模块，由VRRP模块完成主备用路由器的切换。
2.如权利要求1所述的一种实时恢复业务的方法，其特征在于，所述主用路由器故障包括主用路由器与备用路由器之间的链路故障；或，主用路由器的控制平面出现故障。
3.如权利要求1所述的一种实时恢复业务的方法，其特征在于，所述的VRRP故障报文中承载的信息包括用于表示该报文为上报路由器故障的报文类型信息。
4.如权利要求3所述的一种实时恢复业务的方法，其特征在于，所述报文类型信息具体包括报文版本号、报文类型。
5.如权利要求4所述的一种实时恢复业务的方法，其特征在于，所述报文版本号与报文类型的关系为当报文版本号的值为指定的表示该报文为VRRP故障报文时，所述的报文类型值用于表示具体的故障类型信息。
6.如权利要求5所述的一种实时恢复业务的方法，其特征在于，所述的故障类型信息与报文类型值对应。
7.一种实时恢复业务的装置，包括用于检测及判断主用路由器故障消息的BFD模块和用于处理所述故障的VRRP模块，其特征在于，还包括管控模块。
8.如权利要求7所述的一种实时恢复业务的装置，其特征在于，所述管控模块与BFD模块及VRRP模块关连。
9.如权利要求7或8所述的一种实时恢复业务的装置，其特征在于，所述管控模块用于接收BFD模块检测到的故障消息，并根据所述故障消息构造VRRP报文，发送给VRRP模块。
全文摘要
本发明涉及网络通信技术领域中一种实时恢复业务的装置及方法。本发明基于BFD(双向转发检测)技术，提供了一种VRPP(虚拟路由冗余协议)快速收敛的方法，由BFD检测出主用路由器的故障，构造成VRRP报文传送给VRRP模块，实现主备用路由器的快速切换。本发明实现了BFD与VRRP的结合，通过BFD对故障进行检测，可实现快速的备用路由器变主，克服了当前的VRRP收敛时间长的缺陷。
文档编号H04L12/24GK1863198SQ200510093688
公开日2006年11月15日 申请日期2005年9月1日 优先权日2005年9月1日
发明者杨建军 申请人:华为技术有限公司