实现重启时不中断转发业务的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种实现重启时不中断转发业务的方法，应用在运行LISP协议、具有ITR转发平面功能的设备上，包括：在控制平面重启时，保持EID和RLOC的映射关系表，并根据所述映射关系表进行业务转发；在控制平面重启后，向控制平面发送所述映射关系表的更新请求；按照控制平面返回的EID和RLOC的映射关系更新所述映射关系表。通过本发明的技术方案，ITR设备在发生软件重启时能够正常转发业务报文，保持流量不间断，提高了设备的可用性。
【专利说明】实现重启时不中断转发业务的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络通信【技术领域】，尤其涉及一种实现重启时不中断转发业务的方法和装置。
【背景技术】
[0002]在传统的互联网中，IP地址一方面作为通信终端的身份标识用于建立通信连接，另一方面IP地址又表示终端的位置用于数据包寻址和路由。IP地址的双重属性给网络的进一步发展带来了一些不利因素，例如对移动IP而言，当终端的位置发生变化时，其IP地址也会改变，已有的连接将全部中断，基于这些连接的应用也将中断。再如，全局路由表的过度增长也使得核心网路由器不堪重负。
[0003]为了解决这些问题，LISP(Location-1dentifier Separation Protocol,名址分离协议)应运而生。LISP中，EID (Endpoint Identif ier,终端标识)表示终端的身份；RLOC(Routing Locator,路由位置)表示终端所在子网的位置,用来进行全局路由。换言之,RLOC描述了一个设备是怎样依附在网络上，EID定义了该设备是“谁”。当终端更换所在的子网时，只要改变其EID和所在子网RLOC的映射关系，而不必改变其EID，因此能够很好支持移动应用。而只有RLOC参与全局寻址也可以限制路由表的增长。
[0004]语音、视频等网络业务的发展，对网络的可用性提出了更高的要求。这些业务对流量中断非常敏感，对于LISP网络的维护、升级来说，因为软件版本升级导致的协议复位、设备重启等原因，都会对在线业务产生一定的丢包影响。如何提高LISP网络中设备的可用性，成为LISP大规模应用前需要解决的问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种实现重启时不中断转发业务的方法，应用在运行LISP协议、具有ITR转发平面功能的设备上，包括:
[0006]在控制平面重启时，保持EID和RLOC的映射关系表，并根据所述映射关系表进行业务转发；
[0007]在控制平面重启后，向控制平面发送所述映射关系表的更新请求；
[0008]按照控制平面返回的EID和RLOC的映射关系更新所述映射关系表。
[0009]本发明提供的另一种实现重启时不中断转发业务的方法，应用在运行LISP协议、具有ITR控制平面功能的设备上，包括:
[0010]在重启后，接收转发平面对EID和RLOC的映射关系表的更新请求；
[0011]按照所述更新请求，在LISP网络中获取EID和RLOC的映射关系；
[0012]将所获取的EID和RLOC的映射关系返回至转发平面。
[0013]本发明还提供了一种实现重启时不中断转发业务的装置，应用在运行LISP协议、具有ITR转发平面功能的设备上，包括:
[0014]映射保持单元，用于在控制平面重启时，保持EID和RLOC的映射关系表，并根据所述映射关系表进行业务转发；
[0015]更新请求单元，用于在控制平面重启后，向控制平面发送所述映射关系表的更新请求；
[0016]更新响应处理单元，用于按照控制平面返回的EID和RLOC的映射关系更新所述映射关系表。
[0017]本发明提供的另一种实现重启时不中断转发业务的装置，应用在运行LISP协议、具有ITR控制平面功能的设备上，包括:
[0018]更新请求接收单元，用于在重启后，接收转发平面对EID和RLOC的映射关系表的更新请求；
[0019]映射关系获取单元，用于按照所述更新请求，在LISP网络中获取EID和RLOC的映身寸关系;
[0020]更新请求响应单元，用于将所获取的EID和RLOC的映射关系返回至转发平面。
[0021]由以上技术方案可见，本发明的实施例通过在控制平面发生重启时由转发平面保留EID和RLOC映射关系表并据之继续进行业务转发，在控制平面重启完成后由转发平面触发对映射关系的更新，使得ITR设备在发生软件重启时能够正常转发业务报文，保持流量不间断，提高了设备的可用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是一种LISP网络的结构示例图；
[0023]图2是本发明实施例一中ITR转发平面实现重启时不中断转发业务的方法流程图；
[0024]图3是本发明实施例一中ITR控制平面实现重启时不中断转发业务的方法流程图；
[0025]图4是本发明实施例二中实现重启时不中断转发业务的方法流程图；
[0026]图5是本发明中实现重启时不中断转发业务的装置所在设备的一种硬件结构图；
[0027]图6是本发明实施例提供的一种转发平面实现重启时不中断转发业务的装置的逻辑结构图；
[0028]图7是本发明实施例提供的一种控制平面实现重启时不中断转发业务的信息同步装置的逻辑结构图。
【具体实施方式】
[0029]图1所不为一种LISP网络的结构不例图，包括ETR (Engress Tunnel Router,出口隧道路由器)、ITR (Ingress Tunnel Router,入 口隧道路由器)、MS (Map Server,映射服务器)、MR (Map Resolver,映射解析器)和 ALT (Alternative Topology,替代拓扑)。其中，ITR和ETR两个角色可以由一个设备承担(称为xTR)，MS和MR两个角色也可以由一个设备承担，最简化的网络中可以没有ALT。
[0030]LISP站点内的EID(如终端或服务器等)通过ETR、ITR或xTR连接到LISP网络，ITR从连接站点的接口接收来自EID的报文，封包发送到远端LISP站点或本地转发到非LISP站点；ETR从连接LISP网络的接口接收报文，解封包并发送到本地站点中的EID，此外，ETR向MS注册，通告其所在站点的EID和RLOC之间的映射关系。MS接受ETR的注册，将这些注册信息记录到其数据库中，并将各站点的EID和RLOC的映射关系发布给MR和ALT。ALT连接MS、MR,通过GRE (Generic Routing Encapsulation,通用路由封装)隧道传递EID路由、转发LISP协议报文。
[0031]当一个站点中的节点向另一个站点的节点发送报文时，报文的源地址为发送端的EID,目的地址为目的端的EID。报文到达发送端站点的ITR后，对目的地址为其他站点EID的报文，ITR先查找本地的缓存Map-Cache表，如果有该报文的目的EID对应的RL0C，则以该RLOC为外层目的地址、以本ITR连接外网的接口地址为外层源地址封装该报文后，将其发送至LISP网络中。
[0032]如果ITR在本地的Map-Cache表中没有找到报文的目的EID对应的RL0C，则ITR运行LISP协议的Map (映射)流程:ITR向MR发送Map-Request报文，请求该目的EID对应的RLOC。MR收到来ITR的Map-Request报文后，如果本MR是该目的EID原始注册的MS，则转发给注册该EID的ETR由其回应Map-R印Iy报文、或者自己代理注册该EID的ETR回应Map-Reply报文，Map-Reply报文中携带有该目的EID所在站点的所有ETR的RLOC ;如果本MR不是该目的EID原始注册的MS，则将Map-Request报文通过ALT转发给该目的EID原始注册的MS。ITR收到回应其Map-Request的Map-Reply报文后，将其中携带的目的EID与RLOC的映射关系保存在Map-Cache表中，以便在后续访问该目的EID时可以直接封包发送。
[0033]经过ITR进行外层封装后的报文通过LISP网络到达目的EID所在站点的ETR。ETR从连接LISP网络的接口接收报文，将外层的RLOC地址解封装后，按照内层的目的EID地址将该报文转发至本站点内的目的节点。
[0034]现有技术中，ITR设备在重新启动后，会清空缓存的Map-Cache表，这样，所有远端站点的EID与RLOC的映射关系需要重新由流量触发学习。在映射关系的学习过程中，要发送到远端站点的报文得等待学习完成后才能进行转发，常常因超时被丢弃，造成转发中断。
[0035]本发明的实施例提出一种新的实现重启时不中断转发业务的方法来解决上述问题。本发明的实施例应用运行LISP协议的具有ITR功能的设备上，例如，可以是ITR，也可以是xTR。
[0036]其中，ITR功能由分离的控制平面和转发平面协同完成:控制平面完成LISP协议的实现，包括学习EID与RLOC之间映射关系并将学习到的映射关系下发给转发平面，以及对EID与RLOC之间映射关系的动态更新；转发平面将控制平面下发的EID与RLOC之间映射关系存入映射关系表(如Map-Cache表)中，并根据该表转发业务报文，如果目的EID在映射关系表中没有对应的RL0C，则上报控制平面，由控制平面进行映射关系的学习。
[0037]分离的控制平面与转发平面可以分别由一个设备内的主控板和接口板来实现；也可以分布式部署在不同的设备上，例如控制平面运行在一个设备上而转发平面运行在另一个设备上。本发明对此不作限定。
[0038]本发明实施例一中，ITR转发平面的流程如图2所示，ITR控制平面的流程如图3所示。在重启发生前，控制平面将根据LISP协议获得(学习到或动态更新)的EID和RLOC的映射关系下发给转发平面，转发平面将其保存在映射关系表中并据之进行EID报文的转发。
[0039]在转发平面，步骤SA210，在控制平面重启时，保持EID和RLOC的映射关系表，并根据所述映射关系表进行业务转发。
[0040]某个时刻，控制平面发生重新启动，重启过程中控制平面与转发平面的连接会中断。转发平面感知到与控制平面的连接中断后，不清空缓存中的EID和RLOC的映射关系表，而是保持该映射关系表不变，并继续按照该表进行业务转发。
[0041]这样，在控制平面发生重启时，EID的报文仍然能够正常转发，不会发生流量中断。
[0042]在转发平面，步骤SA220，在控制平面重启后，向控制平面发送EID和RLOC的映射关系表的更新请求。
[0043]控制平面重新启动后，恢复与转发平面的连接。感知到连接恢复的转发平面向控制平面发送EID和RLOC的映射关系表的更新请求。现有技术中在重启发生时会清空转发平面的映射关系表，这样在重启完成后业务报文的转发会自然触发对映射关系的重新学习；本实施例中由于映射关系表维持不变，需要主动触发对映射关系的重新学习。
[0044]在控制平面，步骤SB310，在重启后，接收转发平面对EID和RLOC的映射关系表的更新请求。
[0045]控制平面重新启动后，恢复与转发平面的连接。控制平面会收到转发平面对EID和RLOC的映射关系表的更新请求。转发平面可以在更新请求中携带需要更新的EID和RLOC的映射关系。
[0046]在一种实施方式中，转发平面可以针对映射关系表中的每个表项分别向控制平面发送更新请求，在更新请求中携带该表项的EID和RLOC的映射关系。
[0047]在控制平面，步骤SB320，按照从转发平面接收的更新请求，在LISP网络中获取EID和RLOC的映射关系。
[0048]根据从转发平面接收的更新请求，控制平面可以获知需要对哪些或哪个EID和RLOC的映射关系进行更新。控制平面即可按照如前所述LISP协议的Map流程，向MR发送Map-Request报文，请求EID对应的RL0C。在收到LISP网络回应的Map-Reply报文后，从中即可解析出更新后的EID和RLOC的映射关系。
[0049]在一种实施方式中，可以定义一种新的CacheMiss (缓存丢失)消息，在消息中携带需要更新的映射关系表表项，该消息由转发平面发送给控制平面，以通知控制平面需要更新的映射关系是哪个或哪些。
[0050]在控制平面，步骤SB330，将所获取的EID和RLOC的映射关系返回至转发平面。
[0051]控制平面从LISP网络中得到EID和RLOC的映射关系，作为对转发平面更新请求的响应，将其发送至转发平面。
[0052]在转发平面，步骤SA230，按照控制平面返回的EID和RLOC的映射关系更新映射关系表。
[0053]转发平面按照从控制平面接收的EID和RLOC的映射关系更新其映射关系表，并用更新后的映射关系表指导业务报文的转发。
[0054]在完成了重启后映射关系表的刷新后，转发平面和控制平面按照常规的LISP协议流程运行即可。
[0055]本发明实施例二的流程如图4所示。实施例二与实施例一的主要不同之处在于:实施例二中在转发平面中采用老化机制删除超时未被控制平面更新的表项。实施例二中与实施例一相同的步骤请参见以上描述，不再赘述。[0056]在转发平面，当控制平面重启时，保持EID和RLOC的映射关系表，并根据所述映射关系表进行业务转发。
[0057]在转发平面，在控制平面重启后，启动老化定时器，向控制平面发送EID和RLOC的映射关系表的更新请求。
[0058]可以为EID和RLOC的映射关系表的所有表项分别启动老化定时器，也可以为所有的表项启动一个老化定时器。
[0059]可以根据映射关系表中表项的数量、或者转发平面所在设备的性能规格来设置确定老化定时器的时间，例如对支持I万条表项规格的设备，老化定时器的时间可以是5分钟。老化定时器的启动和老化时间的设置可以通过在该设备上运行命令行来进行，也可以通过网管软件来进行。
[0060]在控制平面，在重启后，接收转发平面对EID和RLOC的映射关系表的更新请求。[0061 ] 在控制平面，按照从转发平面接收的更新请求，在LISP网络中根据LISP协议获取EID和RLOC的映射关系。
[0062]在控制平面，将所获取的EID和RLOC的映射关系返回至转发平面。
[0063]在转发平面，按照控制平面返回的EID和RLOC的映射关系更新映射关系表。具体而言，转发平面接收控制平面返回的EID和RLOC的映射关系；按照接收的EID和RLOC的映射关系更新对应的表项；在老化定时器到时后，删除到时的老化定时器所在尚未被更新的表项。
[0064]如果为映射关系表的每个表项分别启动了老化定时器:在更新表项时，关闭该表项的老化定时器；在老化定时器到时后，删除到时的老化定时器所在的表项。
[0065]如果为所有的表项启动了 Iv老化定时器:在更新表项时，为该表项添加更新标记或同时更新该表项的时间戳；在老化定时器到时后，删除所有不带有更新标记的表项或时间戳早于老化定时器启动时间的表项。
[0066]本实施例可以及时删除已经过期的表项，更准确的反映远端站点EID或RLOC的变化。
[0067]在实施例三中，由控制平面启动映射关系表的老化定时器，并在老化定时器到时后通知转发平面删除未被更新的表项。实施例三可以在实施例一的基础上添加如下步骤:
[0068]在控制平面，在重启后，启动老化定时器；
[0069]在控制平面，在老化定时器到时后，向转发平面发送表项删除通知，告知转发平面进行EID和RLOC映射关系表的老化表项删除。
[0070]在转发平面，接收控制平面的表项删除通知，删除收到表项删除通知时还没有更新的映射关系表表项。
[0071]确定老化定时器定时时间的方法和设置方法请参照实施例二，不再赘述。
[0072]在应用上述各个实施例的方案之后，在具有ITR功能的设备的LISP软件模块升级或发生故障导致控制平面重启时，转发平面仍能根据原有的EID和RLOC映射关系表进行业务转发，在控制平面重启完成后，由转发平面触发对所有映射关系的及时更新，从而在控制平面的重启过程中和重启完成后，都能正常完成EID报文的转发，不会造成流量中断，提高了设备的可用性。
[0073]与上述流程实现对应，以下实施例提供了实现重启时不中断转发业务的装置，分别应用在具有ITR转发平面功能的设备上和具有ITR控制平面功能的设备上。实施例中的装置可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的CPU将非易失性存储其中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，除了图5所示的CPU、内存以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的设备通常还包括其他硬件，如负责处理报文处理的转发芯片等等；从硬件结构上来讲该设备还可能是分布式的设备，可能包括多个接口卡以在硬件层面进行报文处理的扩展。
[0074]图6所示为本实施例提供的一种实现重启时不中断转发业务的装置，应用在运行LISP协议、具有ITR转发平面功能的设备上，包括映射保持单元、更新请求单元和更新响应处理单元，其中:映射保持单元用于在控制平面重启时，保持终端标识EID和路由位置RLOC的映射关系表，并根据所述映射关系表进行业务转发；更新请求单元用于在控制平面重启后，向控制平面发送所述映射关系表的更新请求；更新响应处理单元用于按照控制平面返回的EID和RLOC的映射关系更新所述映射关系表。
[0075]在一种实现方式中，所述装置还包括老化定时单元，用于在控制平面重启后，启动老化定时器；所述更新响应处理单元包括更新响应接收模块、表项更新模块和老化处理模块，其中:更新响应接收模块用于接收控制平面返回的EID和RLOC的映射关系；表项更新模块用于按照接收的所述映射关系更新对应的表项；老化处理模块用于在老化定时器到时后，删除未被更新的表项。
[0076]在另一种实现方式中，所述所述装置还可以包括老化删除单元，用于接收控制平面的表项删除通知，删除收到所述通知时尚未更新的映射关系表表项。
[0077]所述更新请求单元可以用于:针对所述映射关系表的每个表项向控制平面发送更新请求，所述更新请求中包括该表项的EID和RLOC的映射关系。
[0078]图7所示为本实施例提供的一种实现重启时不中断转发业务的装置，应用在运行LISP协议、具有ITR控制平面功能的设备上，包括更新请求接收单元、映射关系获取单元和更新请求响应单元，其中:更新请求接收单元用于在重启后，接收转发平面对终端标识EID和路由位置RLOC的映射关系表的更新请求；映射关系获取单元用于按照所述更新请求，在LISP网络中获取EID和RLOC的映射关系；更新请求响应单元用于将所获取的EID和RLOC的映射关系返回至转发平面。
[0079]所述更新请求中可以包括需要更新的EID和RLOC的映射关系。
[0080]在一种实施方式中，所述装置还包括老化定时单元和删除通知单元，，其中:老化定时单元用于在重启后，启动老化定时器；删除通知单元用于在老化定时器到时后，向转发平面发送所述映射关系表的表项删除通知。
[0081]从以上各种方法和装置的实施方式中可以看出，相对于现有技术在ITR设备重新启动时清空缓存中的EID和RLOC的映射关系表，本发明的实施例在控制平面重启过程中，转发平面保持该映射关系表继续进行业务转发，并在控制平面重启完成后触发对表项的更新，使得ITR设备在软件升级、LISP模块重启时仍能正常进行业务转发，避免了流量中断。
[0082]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种实现重启时不中断转发业务的方法，应用在运行名址分离协议LISP、具有入口隧道路由器ITR转发平面功能的设备上，其特征在于，包括: 在控制平面重启时，保持终端标识EID和路由位置RLOC的映射关系表，并根据所述映射关系表进行业务转发； 在控制平面重启后，向控制平面发送所述映射关系表的更新请求； 按照控制平面返回的EID和RLOC的映射关系更新所述映射关系表。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:在控制平面重启后，启动老化定时器； 所述按照控制平面返回的EID和RLOC的映射关系更新所述映射关系表，包括: 接收控制平面返回的EID和RLOC的映射关系； 按照接收的所述映射关系更新对应的表项； 在老化定时器到时后，删除未被更新的表项。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:接收控制平面的表项删除通知，删除收到所述 通知时尚未更新的映射关系表表项。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述向控制平面发送所述映射关系表的更新请求，包括:针对所述映射关系表的每个表项向控制平面发送更新请求，所述更新请求中包括该表项的EID和RLOC的映射关系。
5.一种实现重启时不中断转发业务的方法，应用在运行名址分离协议LISP、具有入口隧道路由器ITR控制平面功能的设备上，其特征在于，包括: 在重启后，接收转发平面对终端标识EID和路由位置RLOC的映射关系表的更新请求； 按照所述更新请求，在LISP网络中获取EID和RLOC的映射关系； 将所获取的EID和RLOC的映射关系返回至转发平面。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:所述更新请求中包括需要更新的EID和RLOC的映射关系。
7.根据权利要求5或4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 在重启后，启动老化定时器； 在老化定时器到时后，向转发平面发送所述映射关系表的表项删除通知。
8.一种实现重启时不中断转发业务的装置，应用在运行名址分离协议LISP、具有入口隧道路由器ITR转发平面功能的设备上，其特征在于，包括: 映射保持单元，用于在控制平面重启时，保持终端标识EID和路由位置RLOC的映射关系表，并根据所述映射关系表进行业务转发； 更新请求单元，用于在控制平面重启后，向控制平面发送所述映射关系表的更新请求； 更新响应处理单元，用于按照控制平面返回的EID和RLOC的映射关系更新所述映射关系表。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于:所述装置还包括老化定时单元，用于在控制平面重启后，启动老化定时器； 所述更新响应处理单元包括: 更新响应接收模块，用于接收控制平面返回的EID和RLOC的映射关系；表项更新模块，用于按照接收的所述映射关系更新对应的表项； 老化处理模块，用于在老化定时器到时后，删除未被更新的表项。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括老化删除单元，用于接收控制平面的表项删除通知，删除收到所述通知时尚未更新的映射关系表表项。
11.根据权利要求8到10任意一项所述的装置，其特征在于，所述更新请求单元具体用于:针对所述映射关系表的每个表项向控制平面发送更新请求，所述更新请求中包括该表项的EID和RLOC的映射关系。
12.—种实现重启时不中断转发业务的装置，应用在运行名址分离协议LISP、具有入口隧道路由器ITR控制平面功能的设备上，其特征在于，包括: 更新请求接收单元，用于在重启后，接收转发平面对终端标识EID和路由位置RLOC的映射关系表的更新请求； 映射关系获取单元，用于按照所述更新请求，在LISP网络中获取EID和RLOC的映射关系; 更新请求响应单元，用于将所获取的EID和RLOC的映射关系返回至转发平面。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于:所述更新请求中包括需要更新的EID和RLOC的映射关系。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 老化定时单兀，用于在重启后，启动老化定时器； 删除通知单元，用于在老化定时器到时后，向转发平面发送所述映射关系表的表项删除通知。
【文档编号】H04L12/24GK103916277SQ201410145812
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】林长望 申请人:杭州华三通信技术有限公司