一种链路切换方法及系统与流程

本发明涉及链路的保护切换技术，具体涉及一种链路切换方法及系统。

背景技术：

目前，用于承载长期演进(lte，longtermevolution)无线回传业务的网络主要为ptn(分组传送网，packettransportnetwork)网络，多数情况下该干线ptn网络采用日字形组网方式，如图1所示。ptn网络中主要包括的网元有无线侧ptn、干线透传ptn及核心网侧ptn。如图1所示，将核心网侧ptn与无线侧ptn之间的较短路径作为主用链路，将核心网侧ptn与无线侧ptn之间的较长路径作为备用链路。通常，干线ptn网络将lte的业务流量承载在路径较短的主用链路上。当检测到主用链路存在有故障如中断时，将业务流量切换到备用链路上承载，从而实现对其承载业务的保护。在实际使用中，如果在ptn网络的主用链路、备用链路上同时出现两个或两个以上断点时，网络将中断，备用链路对于承载业务的保护功能失效，网络健壮性差。

技术实现要素：

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种链路切换方法及系统，至少能够提高网络健壮性，提升备用链路对承载业务的保护能力。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供的一种链路切换方法，所述方法包括：

在利用主用链路进行业务数据传输时，

检测为所述主用链路出现故障时，生成链路切换指令；

响应所述链路切换指令，将所述业务数据切换至备用链路进行传输；

其中，所述备用链路依据所述主用链路的第一属性信息而建立，所述备用 链路的第二属性信息与所述主用链路的第一属性信息相匹配。

上述方案中，所述方法还包括：所述主用链路为承载于分组传送网ptn网络上的链路，所述备用链路为承载于多协议标签交换三层虚拟专用组网mplsl3vpn网络上的链路。

上述方案中，所述方法还包括：

获取所述主用链路的第一属性信息；

进一步的，所述获取所述主用链路的第一属性信息，包括：

对所述主用链路的带宽、平均传输时延、所述主用链路所使用的传输系统的数量中至少一种属性信息进行获取。

上述方案中，所述备用链路依据所述主用链路的第一属性信息而建立，包括：

配置所述备用链路的带宽大于等于所述主用链路的带宽、所述备用链路的平均传输时延与所述主用链路的平均传输时延之差位于第一阈值内、和/或所述备用链路所使用的传输系统的数量多于所述主用链路的传输系统的数量；所述第二属性信息为所述备用链路的带宽、平均传输时延、所述备用链路所使用的传输系统中的至少一种。

上述方案中，所述方法还包括：

检测所述主用链路是否修复成功，并生成一检测结果；

当所述检测结果表征所述主用链路修复成功时，将所述业务数据切换回所述主用链路传输；

或者，记录所述业务数据的传输断点，将以传输断点为开始的业务数据切换回所述主用链路传输。

本发明实施例还提供一种链路切换系统，所述系统包括：

检测单元，用于在利用主用链路进行业务数据传输时，检测为所述主用链路是否出现故障，检测为出现故障时，触发生成单元；

生成单元，用于生成链路切换指令；

响应单元，用于响应所述链路切换指令，将所述业务数据切换至备用链路 进行传输；

其中，所述响应单元依据所述主用链路的第一属性信息对所述备用链路进行建立，所述备用链路的第二属性信息与所述主用链路的第一属性信息相匹配。

上述方案中，所述主用链路为承载于分组传送网ptn网络上的链路，所述备用链路为承载于多协议标签交换三层虚拟专用组网mplsl3vpn网络上的链路。

上述方案中，所述响应单元，用于获取所述主用链路的第一属性信息；

进一步的，对所述主用链路的带宽、平均传输时延、所述主用链路所使用的传输系统的数量中至少一种属性信息进行获取。

上述方案中，所述响应单元，还用于：

配置所述备用链路的带宽大于等于所述主用链路的带宽、所述备用链路的平均传输时延与所述主用链路的平均传输时延之差位于第一阈值内、和/或所述备用链路所使用的传输系统的数量多于所述主用链路的传输系统的数量；所述第二属性信息为所述备用链路的带宽、平均传输时延、所述备用链路所使用的传输系统中的至少一种。

上述方案中，所述响应单元，用于：

检测所述主用链路是否修复成功，并生成一检测结果；

当所述检测结果表征所述主用链路修复成功时，将所述业务数据切换回所述主用链路传输；

或者，记录所述业务数据的传输断点，将以传输断点为开始的业务数据切换回所述主用链路传输。

本发明实施例提供的链路切换方法及系统，所述方法包括：在利用主用链路进行业务数据传输时，检测为所述主用链路出现故障时，生成链路切换指令；响应所述链路切换指令，将所述业务数据切换至备用链路通过备份网络进行传输；其中，所述备用链路依据所述主用链路的第一属性信息而建立，所述备用链路的第二属性信息与所述主用链路的第一属性信息相匹配。所述备用链路与主用链路的属性信息相匹配，利用该备用链路，至少能够提高网络健壮性，提 升备用链路对承载业务的保护能力。

附图说明

图1为相关技术中ptn网络的日字形组网网络示意图；

图2为本发明实施例中链路切换方法的实现流程示意图；

图3为本发明实施例中主用链路与备用链路的示意图；

图4为本发明实施例中一应用场景示意图；

图5为本发明实施例中链路切换系统的组成结构示意图。

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2为本发明实施例提供的链路切换方法的实现流程示意图；如图2所示，所述方法包括：

步骤201：在利用主用链路进行业务数据传输时，检测为所述主用链路出现故障时，生成链路切换指令；

这里，所述主用链路为承载于传送网ptn网络上的链路，检测ptn网络上的网元或链路出现故障时，优选为ptn网络上的主备链路上至少同时出现两个断点时，故障断点的出现使得ptn主用链路无法执行业务流量的承载，这时生成链路切换指令。

步骤202：响应所述链路切换指令，将所述业务数据切换至备用链路进行传输；其中，所述备用链路依据所述主用链路的第一属性信息而建立，所述备用链路的第二属性信息与所述主用链路的第一属性信息相匹配。

这里，响应链路切换指令，将业务流量切换至备用链路承载传输。本方案中，虽然备用链路与主用链路是独立的传输链路，但是备用链路的建立依据于主用链路的属性信息即第一属性信息，且备用链路的属性信息即第二属性信息与主用链路的属性信息相匹配。本方案中的备用链路的建立依赖于主用链路的 属性，利用本方案的备用链路至少能够提高网络健壮性，提升备用链路对承载业务的保护能力。

本方案中，所述方法还包括：检测所述主用链路是否修复成功，并生成一检测结果；当所述检测结果表征所述主用链路修复成功时，将所述业务数据切换回所述主用链路传输；或者，记录所述业务数据的传输断点，将以传输断点为开始的业务数据切换回所述主用链路传输。即在利用备用链路进行业务数据的传输过程中，如果检测到主用链路恢复正常，则将业务数据再切换回主用链路上进行重新传输。也可以，在切换回主用链路之前记录通过备用链路已经传输的业务数据的断点，并在切换回主用链路之后从这个断点开始继续进行业务数据的传输。即本申请可实现主用链路与备用链路之间的无缝切换，缩短切换时延，提升链路切换效率。

本方案中，由于主用链路所在的网络为ptn网络，所以可以视主用链路为ptn链路，ptn网络可视为本申请的主用网络。在确定备用链路之前，需要先获知主用链路的带宽、平均传输时延、主用链路所使用的传输系统的数量中的至少一种属性信息。其中，主用链路的带宽与ptn网络使用的光纤的带宽有关；ptn主用链路的底层所使用的传输系统为波分系统、码分系统或时分系统且仅使用一个这样的系统进行流量的承载，如图1所示采用波分系统。平均传输时延可以通过对某个/些数据包传输时产生的最大时延与最小时延的平均值而得到。当然，还需要获知ptn网络的安全隔离性、配置复杂度、网络传输可靠性等属性信息。前述对于第一属性信息的获取请参见现有相关说明，此处不再赘述。

本方案中，在带宽、平均传输时延、安全隔离性等方面，备用链路应该比ptn网络更好，至少与ptn网络相当。本方案中，配置备用链路为承载于多协议标签交换(mpls，multi-protocollabelswitching)三层虚拟专用组网l3vpn网络上的链路，可视该mplsl3vpn网络为ptn网络的备份网络。配置mplsl3vpn备用链路的带宽大于等于ptn主用链路的带宽；配置所述mplsl3vpn备用链路的平均传输时延与所述主用链路的平均传输时延之差位于第一 阈值如3ms内；和/或，配置mplsl3vpn备用链路所使用的传输系统的数量多于所述主用链路的传输系统的数量，如配置备用链路底层使用的传输系统的数量为至少两个波分系统、或至少两个码分系统或至少两个时分系统。这样在其中一个传输系统存在有故障时，备用链路可利用其余的没有发生故障的传输系统进行底层传输，以避免由于传输系统的数量单一而导致的整个网络无法正常工作的问题，提升网络健壮性。且由于mplsl3vpn备用链路采用了vpn技术，所以备用链路具有很强的安全隔离性和传输可靠性，且配置复杂度不高，在工程上易于实现，适合于对lte业务的安全传输。

本方案中的mplsl3vpn网络是在目前运营商网络的基础上构建起来的，由于目前的运营商网络的网络架构为地市、省干两级结构，所以在本方案中基于两级结构对mplsl3vpn网络进行构建/建立，得到构建/建立后的mplsl3vpn备用链路，如图3所示，基站a与移动管理实体mme/服务网关sgw之间的数据传输可通过ptn主用链路也可以通过mplsl3vpn备用链路。

在建立备用链路的过程中，除了需要考虑带宽、平均传输时延、底层传输所使用的传输系统的数量等因素之外，在工程上，要想实现mplsl3vpn网络与ptn网络的正常通信，还需要执行这两种不同网络中的接口对接、mplsl3vpn网络中主要参数的配置(包括路由的配置)等过程。

1)接口对接

ptn网络和mplsl3vpn网络之间的互联接口使用n*ge链路捆绑方式；其中n为正整数、为预设值，ge为带宽单位吉比特。例如，将3(n＝3)个1ge的光纤捆绑在一起，得到3ge的带宽，可有效增加网络的带宽，提升数据传输速率。同时，将ptn侧的设备的接口设置为网络结点接口(nni，networktonetworkinterface)，将mpls侧的设备的配置为l3子接口，可实现接口的有效对接。

mplsl3vpn与ptn网络之间的互联链路的数量可以为单条，也可以为至少两条。由于互联接口为捆绑式，所以优选为mplsl3vpn网络与ptn网络之间的互联链路的数量为至少两条时，每条互联链路通过各自的单板接口连 接于对应的单板上，并将至少两条链路进行链路捆绑式使用，以得到更大的带宽。在ptn网络与mplsl3vpn网络的互联接口中，对网络互联接口配置链路汇聚控制协议(lacp，linkaggregationcontrolprotocol)，通过该协议可对互联链路的有效性进行协商。例如，以光纤为3条、单板数量为3个为例，在每个单板上选取一个单板接口供使用，光纤1、光纤2、光纤3通过各自的单板接口对应连接到单板1、单板2、单板3上，并经过链路捆绑聚合得到捆绑式链路。在进行lte的业务传输时，通过lacp协议对捆绑式链路中的链路进行检测，确定出未存在故障的链路，并将未存在故障的链路作为互联链路，用以承载lte业务由ptn网络传输至mplsl3vpn网络或者由mplsl3vpn网络传输至ptn网络。

如图3所示，在工程实现上，将mplsl3vpn网络和ptn网络在地市节点、省节点分别进行对接，通过光纤直连，并将链路捆绑聚合后得到捆绑式链路，捆绑式链路中的每条链路与不同单板上的单板接口进行连接，以保障在其中一个单板发生故障时，整个捆绑式链路仍能正常工作。

2)mplsl3vpn网络中主要参数的配置

在mplsl3vpn网络(备份网络)内部，将备份网络与ptn网络之间的互联设备作为服务提供商边缘路由器设备(pe，provideredgerouter)，其他中间设备作为服务提供商核心路由器设备(p，providerrouter)。为增加网络的可靠性，防止单点故障，在备份网络中部署边界网关协议bgp时，利用该bgp协议能够实现路由表的动态学习。对于备份网络来说，主要配置的参数主要有以下几个：

vpn路由转发表(vrf，virtualroutingforwarding)名称：对处于备份网络中的设备上配置vpn时定义的vpn名称，用于在设备上创建vpn时使用，仅本机有效。

路由标识符(rd，route-distinguisher)：路由标识符，用于区分使用相同地址空间的ipv4前，在1台设备上每个vrf都必须有且仅有一个rd值，当该值被配置后，其他vpn无法再配置该值。

mplslsr-id：标签路由交换器标识符，用于标识一个标签路由交换器，该参数值的配置是运行mpls业务的基础。本方案中，使用loopback接口的地址作为lsr-id。

rt:mpls中的路由目标routetarget属性参数；按照收发两个方向，该参数中可配置为exporttarget(ert)和importtarget(irt)这两个子参数；

ert：本地pe从直接相连site学到ipv4路由后，转换为vpnipv4路由，并为这些路由设置exporttarget属性。exporttarget属性的发布作为bgp的扩展团体属性随路由发布；

irt：pe收到其它pe发布的vpn-ipv4路由时，检查其exporttarget的取值。当该取值与pe上某个vpn实例中的importtarget匹配时，pe就把路由加入到该vpn实例的路由表。

这里，举个例子，当pe1收到其它pe为pe2发布的路由信息时，检测该路由信息中的exporttarget的取值，如果该取值为pe1上vpn实例中的importtarget相同，说明通过pe2发布过来的信息是发送给pe1的，pe1将该pe2发布来的路由信息加入到自身的路由表中。

自治系统as号：bgp协议是一种用于域间的动态路由协议，每台设备只能运行于一个as内，即备份网络中的每条设备均需要配置一个本地as号。

路由反射器的簇标识rr-cluster-id：为增加备份网络的可靠性，防止单点故障导致的整个网络瘫痪，需要在一个集群中配置一个以上的路由反射器即配置路由反射器集群，并为处于同一集群内的所有路由反射器配置相同的集群id，以便标识这个集群，避免路由环路。

本方案中，在工程实现上，如图3所示，通过对存在数据传输关系的省公司和地市pe间设置相同的rt值，对地市pe间设置不同的rt值，实现了地市pe只能和省公司pe互通，而地市pe之间不能直接学习到对方的路由，如此便可减小路由表的规模，增加了网络的安全性。本方案中将mplsl3vpn网络作为ptn网络的备份网络，ptn网络为主用网络，处于mplsl3vpn网络中的链路如由省公司pe与地市pe这两个网元组成的链路为备用链路，处于 ptn网络中的链路如由省公司落地ptn-1、省干汇聚p1、省干ptn-1等网元组成的链路为主用链路，当主用链路出现故障时切换至备用链路进行lte业务的传输，当主用链路恢复正常时切换回主用链路进行传输。在图3中，由省公司落地ptn-2、省干汇聚p2、省干ptn-2等网元组成的链路也可视为主用链路。本领域技术人员应该而知，备份网络中的网元可以与主用网络中的网元存在通信，如本方案中的省公司pe与省干ptn-2存在有网络连接，地市pe与省干落地ptn-2存在有网络连接，具体通信过程请参见相关说明，不赘述。

其中，结合图4对本方案中的路由配置做进一步的说明。

在图4中，在mme/sgw和lte基站之间可进行数据包的传输，如lte基站发数据至mme/sgw，mme/sgw发数据至基站，无论谁作为接收方、发送方。在ptn网络正常情况下，数据包可通过ptn主用链路进行传输；而在ptn网络存在故障的情况下，数据包可通过mplsl3vpn备用链路进行传输。

由于省干落地ptn网元、地市pe、省公司pe、省干ptn网元等几个网元为mplsl3vpn网络与ptn网路之间的互联设备，所以配置的路由均为静态路由。且在备份网络内部，通过bgp协议可将该路由信息学习到每个设备。本实施例中，配置省干落地ptn网元的路由信息是次优静态路由，目的地址是核心网地址a，下一跳为mplsl3vpn备份网络的接口地址。配置省干ptn网元的路由信息是到基站次优静态路由，目的地址是基站地址b，下一跳为mplsl3vpn备份网络的接口地址。配置省公司pe网元的路由信息是到核心网侧静态路由，目的地址是核心网地址a，下一跳为ptn网络的接口地址。配置地市pe网元的路由信息是到基站侧静态路由，目的地址是基站地址b，下一跳为ptn网络的接口地址。

在数据包从基站发送至mme/sgw的过程中，当省干落地ptn网元获知ptn主用链路产生故障，不再将数据包沿着ptn主用链路进行传输，省干落地ptn网元根据自身的路由信息，将数据包传递至备份网络中的省公司pe，省公司pe将该数据包从备份网络中传递出，并经过ptn网络的传递达到核心网地址a中。

在数据包从mme/sgw发送至基站的过程中，当省干落地ptn网元获知ptn主用链路产生故障，不再将数据包沿着ptn主用链路进行传输，省干ptn网元根据自身的路由信息，将数据包传递至备份网络中的地市pe，地市pe将该数据包从备份网络中传递出，并经过ptn网络的传递达到基站地址b中。

上述方案中，在ptn主用链路出现故障时，将mplsl3vpn网络作为其备用网络，利用对ptn网络和备份网络中的网元的配置路由信息，将数据包从备份网络中传递至目的地址。其中，备份网络为mplsl3vpn网络，其中利用vpn技术可提高对备份网络的安全性。利用bgp协议，可实现路由表的动态学习，完成路由表的及时更新，以便由于路由表的更新不及时而导致的数据无法正常传递的问题。由此，与现有技术中的备用链路相比较，本发明中将mplsl3vpn网络作为ptn网络的备份网络，采用了vpn技术，至少能够提高网络健壮性，提升备用链路对承载业务的保护能力。同时，本方案可在主用链路恢复正常后可自动回切到主用链路进行lte业务流量的传输，可有效保证业务的顺利传输。

本发明实施例还提供一种链路切换系统，如图5所示，所述系统包括：

检测单元51，用于在利用主用链路进行业务数据传输时，检测为所述主用链路是否出现故障，检测为出现故障时，触发生成单元；

生成单元52，用于生成链路切换指令；

响应单元53，用于响应所述链路切换指令，将所述业务数据切换至备用链路进行传输；

其中，所述响应单元53依据所述主用链路的第一属性信息对所述备用链路进行建立，所述备用链路的第二属性信息与所述主用链路的第一属性信息相匹配。

其中，所述主用链路为承载于分组传送网ptn网络上的链路，所述备用链路为承载于多协议标签交换三层虚拟专用组网mplsl3vpn网络上的链路。

所述响应单元53，用于获取所述主用链路的第一属性信息；

进一步的，对所述主用链路的带宽、平均传输时延、所述主用链路所使用 的传输系统的数量中至少一种属性信息进行获取。

所述响应单元53，还用于：

配置所述备用链路的带宽大于等于所述主用链路的带宽、所述备用链路的平均传输时延与所述主用链路的平均传输时延之差位于第一阈值内、和/或所述备用链路所使用的传输系统的数量多于所述主用链路的传输系统的数量；所述第二属性信息为所述备用链路的带宽、平均传输时延、所述备用链路所使用的传输系统中的至少一种。

所述响应单元53，用于：检测所述主用链路是否修复成功，并生成一检测结果；当所述检测结果表征所述主用链路修复成功时，将所述业务数据切换回所述主用链路传输；或者，记录所述业务数据的传输断点，将以传输断点为开始的业务数据切换回所述主用链路传输。

需要说明的是，由于本发明实施例的链路切换系统解决问题的原理与前述的链路切换方法相似，因此，链路切换系统的实施过程及实施原理均可以参见前述链路切换方法的实施过程及实施原理描述，重复之处不再赘述。

在实际应用中，所述检测单元51、生成单元52、响应单元53均可由中央处理单元(cpu，centralprocessingunit)、或数字信号处理(dsp，digitalsignalprocessor)、或微处理器(mpu，microprocessorunit)、或现场可编程门阵列(fpga，fieldprogrammablegatearray)等来实现。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或 其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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。