专利名称：一种快速保护倒换的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通信保护技术，尤其涉及一种快速保护倒换的方法和装置。
背景技术：
随着运营商级以太网概念的提出，为了使以太网达到电信级别标准，对以太网的 保护倒换提出了更高的要求，通常要求保护倒换的时间达到50ms以下。在现有的支持流量 工禾呈白勺运营商骨干桥接技术(PBB-TE, Provider Backbone Bridge-Traffic Engineering) 中，支持对流量工程服务实例(TESI，Traffic Engineering Service hstance)的保护，即 为一种端到端的隧道保护。在对TESI的保护中，一旦中间某条链路或某个节点出现故障， 则必须整条TESI进行切换，而且该故障链路或故障节点上通过有多条TESI时，会引起多条 TESI的切换。也就是说，PBB-TE端到端保护的保护对象是TESI，当检测到某条工作的TESI 出现故障，则需对进入该PBB-TE隧道的用户报文用另一条保护TESI进行重新封装，使流量 走保护PBB-TE隧道。此处的TESI由一组以太网交换路径(ESP，Ethernet Switch Path) 组成，形成一个双向的服务；ESP由一个三元组确定〈骨干网目的MAC，骨干网源MAC，骨干 网VLAN〉，即<B-DA，B-SA, B_VID>。这种端到端的保护方案不仅保护倒换的时间较长，占用 大量的TESI资源，而且牵涉的节点太多，无法对中间链路和中间节点进行保护。对以太网而言，链路和节点保护是以太网保护的一部分，大部分的网络故障都是 出现在某条链路或某个节点上，因此，对PBB-TE部分隧道或整条隧道进行链路保护也变得 更加紧迫。目前已有多家运营商提出了对PBB-TE进行链路保护的需求，即对PBB-TE隧道 的某一部分工作链路、或覆盖整条PBB-TE隧道的工作链路专门配置备用链路加以保护，工 作链路和备用链路组成 IPGGnfrastructure Protection Group)。所谓 IPG，是 IEEE802. 1 工作组目前正在开发的项目IEEE802. IQbf中所讨论的为了对PBB-TE中的一段链路和其中 中间节点进行保护而规定的一段工作段和几段保护段所组成的保护组。现有的PBB-TE段保护如图1所示，正常情况下所有受PBB-TE段保护的流量从 工作链路上转发；当该段工作链路发生故障时，作为PBB-TE保护的IPG端点，即段端点桥 (SEB, Segment Endpoint Bridge)，能及时检测到该故障，并将受到该段IPG保护的TESI 对应的转发表表项的出端口修改为备用链路所对应的出端口，从而将流量切换到备用链路 上，实现了对工作链路的保护，保证网络流量的正常转发，提高了网络的可靠性。此处的 SEB，可以是PBB-TE中的骨干边缘桥(BEB，Backbone Edge Bridge)，也可以是骨干核心桥 (BCB, Backbone Core Bridge)。在目前的PBB-TE infrastructure保护中，当检测到工作链路发生故障后，是直接 更新转发表中相应的表项，然后再通过查询转发表来实现报文的转发。由于需要保护的链 路通常都是重要链路，而且对于保护链路来说很可能属于多条TESI所经过的路径，需要重 点保护。因此，如果该段重点保护的链路出现故障，则对于PBB-TE infrastructure保护中 的SEB而言，其转发表可能会有大量的表项需要进行更新；而这样可能会导致保护倒换时 间增长，从而增加丢包率，严重影响SEB的转发性能，更严重的可能导致无法满足电信级以太网50ms倒换的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种快速保护倒换的方法和装置，以实现 快速保护倒换，并提高保护倒换时的转发性能。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快速保护倒换的方法，该方法包括在IPG的段端点桥(SEB)上维护保护组列表(IPG List)，以及所述IPG List的各 IPG表项所对应的保护成员列表；所述SEB在检测到故障或接收到切换指令时，根据所述IPG List中的IPG表项 以及对应的保护成员列表更新转发表；并在更新转发表的过程中，根据所述IPG List中的 IPG表项以及对应的保护成员列表，对接收的报文进行转发。所述IPG List的各IPG表项采用IPG ID唯一标识，且所述各IPG表项中还包括 与各IPG对应的工作链路、保护链路、切换标识和指向对应保护成员列表的指针；所述保护成员列表中包括IPG ID所对应的保护对象流量工程服务实例(TESI)信 肩、ο所述SEB在检测到故障或接收到切换指令时，根据IPG List中的IPG表项以及对 应的保护成员列表更新转发表，具体为所述SEB在检测到故障或接收到切换指令时，将所述转发表的全局修改标识(MF) 置位，表示所述转发表进入修改模式；并将所述故障或切换指令所对应IPG表项中的切换 标识置位，表示对应的IPG进入切换模式；所述SEB根据所述IPG表项对应的保护成员列表中的TESI信息，将所述转发表中 与TESI信息对应表项的出端口更改为所述IPG表项中的保护链路对应的出端口。该方法进一步包括所述SEB在IPG的保护成员对应在转发表的表项完成更新后， 将所述IPG的切换标识清零；在完成所述转发表的更新后，将MF清零。所述在更新转发表的过程中，根据IPG List中的IPG表项以及对应的保护成员列 表，对接收的报文进行转发，具体为所述SEB在接收到报文时，根据所述报文的头部信息查找所述转发表的对应表 项，获取对应表项中的出端口 ；所述SEB判断MF是否置位，如果置位，则根据获取的出端口以及所述报文的头部 信息，查找IPG List中的对应IPG表项，并在所述IPG表项中的切换标识置位时，从所述 IPG表项中获取保护链路的出端口，按照所述保护链路的出端口进行报文转发；在所述MF没有置位和/或切换标识没有置位时，所述SEB按照查找所述转发表获 取的出端口进行报文转发。本发明还提供了一种快速保护倒换的装置，该装置包括列表维护模块，用于在IPG的Sm上维护IPG List,以及所述IPG List的各IPG 表项所对应的保护成员列表；更新模块，用于在所述SEB检测到故障或接收到切换指令时，根据所述IPGList中 的IPG表项以及对应的保护成员列表更新转发表；
报文转发模块，用于在更新转发表的过程中，根据所述IPG List中的IPG表项以 及对应的保护成员列表，对接收的报文进行转发。所述IPG List的各IPG表项采用IPG ID唯一标识，且所述各IPG表项中还包括 与各IPG对应的工作链路、保护链路、切换标识和指向对应保护成员列表的指针；所述保护成员列表中包括IPG ID所对应的保护对象TESI信息。所述更新模块进一步用于，在所述SEB检测到故障或接收到切换指令时，将所述 转发表的MF置位，并将所述故障或切换指令所对应IPG表项中的切换标识置位；根据所述 IPG表项对应的保护成员列表中的TESI信息，将所述转发表中与TESI信息对应表项的出端 口更改为所述IPG表项中的保护链路对应的出端口。所述更新模块进一步用于，在IPG的保护成员对应在转发表的表项完成更新后， 将所述IPG的切换标识清零；在完成所述转发表的更新后，将MF清零。所述报文转发模块进一步用于，在接收到报文时，根据所述报文的头部信息查找 所述转发表的对应表项，获取对应表项中的出端口 ；判断MF是否置位，如果置位，则根据获取的出端口以及所述报文的头部信息，查 找IPG List中的对应IPG表项，并在所述IPG表项中的切换标识置位时，从所述IPG表项 中获取保护链路的出端口，按照所述保护链路的出端口进行报文转发；在所述MF没有置位和/或切换标识没有置位时，按照查找所述转发表获取的出端 口进行报文转发。本发明所提供的一种快速保护倒换的方法和装置，通过引入一个表示转发表修改 状态的全局修改标志(MF)，以及保护组列表(IPG List)和各个保护组的切换标识来实现 对PBB-TE的infrastructure保护中工作链路和保护链路的快速切换。MF置位，表示转发 表正在修改相关表项，在完成转发表的修改之前进行转发报文时，需要依据该端点上的IPG List中相应IPG表项中的相关信息来转发报文。通过本发明，解决了如果需要更新大量转发表表项时主备倒换时间长，容易产生 大量丢包而导致可靠性能下降的问题，从而实现在检测到工作链路故障后，能迅速将报文 通过保护链路转发出去。这种方式虽然在发生故障时在转发表修改结束之前每次转发报文 除了查询转发表外还需要查询IPG List表，但由于该表简单，查询速度很快，基本不影响转 发性能。而且该方法能将报文快速切换到保护链路上进行传输，切换时间不受受IPG保护 的TESI数目的影响，提高了转发效率，大大减少了丢包率。
图1为现有技术中PBB-TE段保护的示意图；图2为本发明中IPG List的示意图；图3为本发明实施例中的网络架构示意图；图4为本发明实施例中IPG List的初始状态示意图；图5为本发明实施例中IPG List在工作链路发生故障时的状态示意图；图6为本发明实施例中SEB检测到故障时的处理流程图；图7为本发明实施例中SEB对报文的转发处理流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。为实现快速保护倒换，并提高保护倒换时的转发性能，本发明所提供的一种快速 保护倒换的方法，其核心思想为在IPG的SEB上维护保护组列表(IPGList)，以及IPG List中的各IPG表项所对应的保护成员列表(Membership List) ；SEB在检测到故障或接 收到切换指令时，根据IPG List中的IPG表项以及对应的保护成员列表更新转发表；并在 更新转发表的过程中，根据IPG List中的IPG表项以及对应的保护成员列表获得出端口等 信息，按照获得的出端口等信息对接收的报文进行转发。如图2所示，IPG List的各IPG表项采用IPG ID唯一标识，每个IPG ID标识一个 保护组IPG。各IPG表项中包括属于该IPG ID所标识的保护组IPG的工作链路、保护链 路、切换标识和指向对应保护成员列表的指针；保护成员列表中包括IPG ID所对应的IPG 的保护对象TESI信息。其中，切换标识置位时，表示其对应的IPG进入切换模式。另外，在每个SEB上都设有一全局修改标识(MF，Modification Flag)，MF置位表 示该SEB上的转发表处于修改模式。其中，SEB在检测到故障或接收到切换指令时，根据IPG List中的IPG表项以及 对应的保护成员列表更新转发表，具体包括如下操作SEB在检测到故障或接收到切换指令时，将转发表的MF置位，表示转发表进入修 改模式；并将受故障或切换指令所影响的某IPG在IPG List对应的表项中的切换标识置 位，表示该IPG进入切换模式；SEB根据IPG表项对应的保护成员列表中的TESI信息，将转发表中与TESI信息对 应表项的出端口更改为IPG表项中的保护链路对应的出端口。SEB在更改转发表的过程中，根据IPG List表中的某IPG中对应的保护链路的出 端口，对接收的报文进行转发，具体包括如下操作SEB在接收到报文时，根据报文的头部信息查找转发表的对应表项，获取对应表项 中的出端口；SEB判断MF是否置位，如果置位，则根据获取的出端口以及报文的头部信息，查找 IPG List中的对应IPG表项，并在IPG表项中的切换标识置位时，从IPG表项中获取保护链 路的出端口，按照保护链路的出端口进行报文转发；在MF没有置位和/或切换标识没有置位时，SEB按照查找转发表获取的出端口进 行报文转发。下面结合图3所示的实施例，对本发明的快速保护倒换的方法进一步详细说明。 如图3所示，TESIl的路径是A-C-D-E，TESI2的路径是B-C-D-F。其中，在网络节点C、D之 间做了 PBB-TE的一个infrastructure保护，且节点C、D即为本发明所述的SEB，工作链路 是1-1，备用链路是2-2。在C、D节点上分别配置IPG List,如图4所示，IPGl表项中包含工作链路对应的 主端口 1，保护链路对应的保护端口 2，以及对应IPGl的切换标识。在初始状态，切换标识 为0，表示没有发生切换或切换操作已经完成。当1-1链路，即工作链路出现故障时，节点 C、D需要执行如图6所示的操作，具体包括以下步骤步骤601，设置转发表的MF，表示转发表进入修改模式，并修改IPG List中对应的IPGl的切换标识。如图5所示，由于1-1链路出现故障，节点C、D在检测到该故障时，将将转发表的 MF置为1，表示转发表进入修改模式；并将1-1链路所属的保护组IPGl所对应的切换标识 修改为1，表示IPGl目前处于切换状态，节点正在更新IPGl所对应的Membership List中 的相关转发条目的出端口。步骤602，按该IPGl对应的Membership List中的受保护成员，即IESI信息，更改 转发表中相应表项的出端口，将出端口更改为该IPGl的保护链路对应的出端口，即端口 2。步骤603，在Membership List中的受保护成员在转发表中对应的相关表项修改 完成后，将该IPGl的切换标识(取消置位)清零；在转发表更改全部完成后，将MF(取消置 位)清零，从而进入正常报文转发模式。结合图3所示的实施例，节点C、D执行报文转发的流程如图7所示，主要包括以下 步骤步骤701，接收报文准备转发。步骤702，根据报文的头部信息〈ESP-DA，ESP_VID>查找转发表对应的表项，获取 该表项的出端口。步骤703，判断MF是否是置位的，如果置位，表示有故障发生，则执行步骤704 ；否 则，表示工作正常，执行步骤707。步骤704，根据步骤702中查到的出端口以及该报文的头部信息查找IPGList，获 取保护该流量所对应的IPG表项。步骤705，根据该IPG表项的切换标识进行判断，如果该切换标识为0，表示发生故 障的部分不属于该IPG，则执行步骤707 ；否则，说明是该IPG的工作链路或保护链路出现故 障，执行步骤706。步骤706，根据步骤704所确定的IPG表项找到对应保护链路的出端口，并将需要 转发的报文由保护链路的出端口转发出去。步骤707，按照查找转发表所获得的出端口正常转发报文。对应上述快速保护倒换的方法，本发明还提供了一种快速保护倒换的装置，应用 于SEB中，该装置包括列表维护模块、更新模块和报文转发模块。其中，列表维护模块，用于在IPG的SEB上维护IPG List,以及IPG List的各表项 所对应的保护成员列表。更新模块，用于在SEB检测到故障或接收到切换指令时，根据IPG List中的IPG表项以及对应的保护成员列表更新转发表。报文转发模块，用于在更新转发 表的过程中，根据IPG List中的IPG表项以及对应的保护成员列表，对接收的报文进行转发。更新模块进一步用于，在SEB检测到故障或接收到切换指令时，将转发表的MF置 位，并将故障或切换指令所对应IPG表项中的切换标识置位；根据IPG表项对应的保护成员 列表中的TESI信息，将转发表中与TESI信息对应表项的出端口更改为IPG表项中的保护 链路对应的出端口。在完成转发表的更新后，取消MF和切换标识的置位。报文转发模块进一步用于，在接收到报文时，根据报文的头部信息查找转发表的 对应表项，获取对应表项中的出端口 ；判断MF是否置位，如果置位，则根据获取的出端口以 及所述报文的头部信息，查找IPG List中的对应IPG表项，并在IPG表项中的切换标识置位时，从IPG表项中获取保护链路的出端口，按照保护链路的出端口进行报文转发；在MF没 有置位和/或切换标识没有置位时，按照查找转发表获取的出端口进行报文转发。综上所述，本发明通过引入一个表示转发表修改状态的MF，以及IPG List和各个 保护组的切换标识来实现对PBB-TE的infrastructure保护中工作链路和保护链路的快速 切换。MF置位，表示转发表正在修改相关表项，在完成转发表的修改之前进行转发报文时， 需要依据该端点上的IPG List的相关信息来转发报文。通过本发明，解决了如果需要更新 大量转发表表项时主备倒换时间长，容易产生大量丢包而导致可靠性能下降的问题，从而 实现在检测到工作链路故障后，能迅速将报文通过保护链路转发出去。这种方式虽然在发 生故障时在转发表修改结束之前每次转发报文除了查询转发表外还需要查询IPG List表， 但由于该表简单，查询速度很快，基本不影响转发性能。而且该方法能将报文快速切换到保 护链路上进行传输，切换时间不受受保护的TESI数目的影响，提高了转发效率，大大减少 了丢包率。尤其在有数量众多的TESI受该PBB-TEinfrastructure保护的情况下效果尤为 明显。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。
权利要求
1.一种快速保护倒换的方法，其特征在于，该方法包括在IPG的段端点桥(SEB)上维护保护组列表(IPG List)，以及所述IPG List的各IPG 表项所对应的保护成员列表；所述SEB在检测到故障或接收到切换指令时，根据所述IPG List中的IPG表项以及对 应的保护成员列表更新转发表；并在更新转发表的过程中，根据所述IPG List中的IPG表 项以及对应的保护成员列表，对接收的报文进行转发。
2.根据权利要求1所述快速保护倒换的方法，其特征在于，所述IPGList的各IPG表 项采用IPG ID唯一标识，且所述各IPG表项中还包括与各IPG对应的工作链路、保护链 路、切换标识和指向对应保护成员列表的指针；所述保护成员列表中包括IPG ID所对应的保护对象流量工程服务实例(TESI)信息。
3.根据权利要求2所述快速保护倒换的方法，其特征在于，所述SEB在检测到故障或接 收到切换指令时，根据IPG List中的IPG表项以及对应的保护成员列表更新转发表，具体 为所述SEB在检测到故障或接收到切换指令时，将所述转发表的全局修改标识(MF)置 位，表示所述转发表进入修改模式；并将所述故障或切换指令所对应IPG表项中的切换标 识置位，表示对应的IPG进入切换模式；所述SEB根据所述IPG表项对应的保护成员列表中的TESI信息，将所述转发表中与 TESI信息对应表项的出端口更改为所述IPG表项中的保护链路对应的出端口。
4.根据权利要求3所述快速保护倒换的方法，其特征在于，该方法进一步包括所述 SEB在IPG的保护成员对应在转发表的表项完成更新后，将所述IPG的切换标识清零；在完 成所述转发表的更新后，将MF清零。
5.根据权利要求3或4所述快速保护倒换的方法，其特征在于，所述在更新转发表的过 程中，根据IPG List中的IPG表项以及对应的保护成员列表，对接收的报文进行转发，具体 为所述SEB在接收到报文时，根据所述报文的头部信息查找所述转发表的对应表项，获 取对应表项中的出端口；所述SEB判断MF是否置位，如果置位，则根据获取的出端口以及所述报文的头部信息， 查找IPG List中的对应IPG表项，并在所述IPG表项中的切换标识置位时，从所述IPG表 项中获取保护链路的出端口，按照所述保护链路的出端口进行报文转发；在所述MF没有置位和/或切换标识没有置位时，所述SEB按照查找所述转发表获取的 出端口进行报文转发。
6.一种快速保护倒换的装置，其特征在于，该装置包括列表维护模块，用于在IPG的SEB上维护IPG List,以及所述IPG List的各IPG表项 所对应的保护成员列表；更新模块，用于在所述SEB检测到故障或接收到切换指令时，根据所述IPGList中的 IPG表项以及对应的保护成员列表更新转发表；报文转发模块，用于在更新转发表的过程中，根据所述IPG List中的IPG表项以及对 应的保护成员列表，对接收的报文进行转发。
7.根据权利要求6所述快速保护倒换的装置，其特征在于，所述IPGList的各IPG表项采用IPG ID唯一标识，且所述各IPG表项中还包括与各IPG对应的工作链路、保护链 路、切换标识和指向对应保护成员列表的指针；所述保护成员列表中包括IPG ID所对应的保护对象TESI信息。
8.根据权利要求7所述快速保护倒换的装置，其特征在于，所述更新模块进一步用于， 在所述SEB检测到故障或接收到切换指令时，将所述转发表的MF置位，并将所述故障或切 换指令所对应IPG表项中的切换标识置位；根据所述IPG表项对应的保护成员列表中的 TESI信息，将所述转发表中与TESI信息对应表项的出端口更改为所述IPG表项中的保护链 路对应的出端口。
9.根据权利要求8所述快速保护倒换的装置，其特征在于，所述更新模块进一步用于， 在IPG的保护成员对应在转发表的表项完成更新后，将所述IPG的切换标识清零；在完成所 述转发表的更新后，将MF清零。
10.根据权利要求8或9所述快速保护倒换的装置，其特征在于，所述报文转发模块进 一步用于，在接收到报文时，根据所述报文的头部信息查找所述转发表的对应表项，获取对 应表项中的出端口；判断MF是否置位，如果置位，则根据获取的出端口以及所述报文的头部信息，查找IPG List中的对应IPG表项，并在所述IPG表项中的切换标识置位时，从所述IPG表项中获取保 护链路的出端口，按照所述保护链路的出端口进行报文转发；在所述MF没有置位和/或切换标识没有置位时，按照查找所述转发表获取的出端口进 行报文转发。
全文摘要
本发明公开了一种快速保护倒换的方法，包括在IPG的段端点桥(SEB)上维护保护组列表(IPG List)，以及该IPG List的各IPG表项所对应的保护成员列表；SEB在检测到故障或接收到切换指令时，根据IPG List中的IPG表项以及对应的保护成员列表更新转发表；并在更新转发表的过程中，根据IPG List中的IPG表项以及对应的保护成员列表，对接收的报文进行转发。本发明还公开了一种快速保护倒换的装置。通过本发明，实现了快速保护倒换，并提高了保护倒换时的转发性能。
文档编号H04L12/26GK102104491SQ20091024367
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者敖婷 申请人:中兴通讯股份有限公司