一种设备故障后的路由恢复方法及装置与流程

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种设备故障后的路由恢复方法及装置。

背景技术：

在WMN(Wireless Mesh Network，无线网状网络)组网中，成员设备如MP(Mesh Point，网状节点)设备和MAP(Mesh Access Point，网状访问接入点)设备可以依据HWMP(Hybrid Wireless Mesh Protocol，混合无线网状网络协议)协议来学习路由，以根据所学习的路由进行流量的转发。利用HWMP协议的基本工作机制按需路由模式学习路由时，需学习完路由后，才能转发流量，在路由学习期间流量转发不通，流量延迟较大。为了减少流量延迟，该HWMP协议在基本工作机制按需路由模式基础上，引入先验式路由学习机制。

在先验式路由学习机制下，将WMN组网中的某台成员设备配置为根节点设备，在根节点设备上启动先验式路由学习模式，根节点设备可以周期性的发送先验PREQ(Path Request，路径请求报文)报文，其中，该先验PREQ报文请求的目的地址为广播地址。WMN组网中的其他成员设备接收到该先验PREQ报文，识别出该报文为先验PREQ报文，均回复PREP(Path Reply，路径应答报文)报文，根节点设备接收到其他成员设备回复的PREP报文后，则可以学习到到达其他成员设备的路由，并且同时其他成员设备可以学习到到达根节点设备的路由。当WMN组网中的某成员设备访问其他非根节点设备时，虽然没有自身到达该其他非根节点设备的路由，但根节点设备中存在到达该其他非根节点设备的路由，该某成员设备可以将流量转发至根节点设备，由根节点设备将流量转发至该其他非根节点设备，完成访问。

然而在这种机制下，某成员设备发生故障，无论该故障仅是控制平面发生故障还是控制平面和转发平面均发生故障，都会导致该成员设备中的路由全部删除，所有转发至该成员设备的流量都会转发不通，导致流量中断。现有技术中，成员设备需等到接收到根节点设备在下一个周期发送的先验PREQ报文后，才能恢复路由。

然而，根节点设备发送先验PREQ报文的周期较长，一般为10s，即可能会出现成员设备故障延续10s后，才会开始恢复路由，在这段期间内，流量中断，较长时间的流量中断是业务所不能容忍的，那么，如何快速的恢复故障成员设备的路由成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施例公开了一种设备故障后的路由恢复方法及装置，以提高路由恢复的速度。具体方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种设备故障后的路由恢复方法，应用于无线网状网络WMN组网中的成员设备，所述方法包括：

检测到故障后，进入平滑重启GR状态；

根据预设的先验式路由学习机制，学习到达WMN组网中其他成员设备的路由；

将自身存储的路由更新为学习到的路由。

可选的，若检测到的故障仅为控制平面故障，则在进入平滑重启GR状态前，所述方法还包括：

将所述控制平面所存储的路由删除；并通过为转发平面所存储的路由增加老化标签，将所述转发平面所存储的路由标记为老化路由，使所述转发平面按照所述老化路由进行流量转发；

所述将自身存储的路由更新为学习到的路由，包括：

将学习到的路由存储至所述控制平面；

将学习到的路由更新至所述转发平面。

可选的，所述将学习到的路由更新至所述转发平面，包括：

将学习到的路由与所述老化路由进行匹配；

获得匹配的老化路由，将匹配的老化路由的老化标签删除；

将属于学习到的路由而不属于老化路由的路由发送至所述转发平面；

将不属于学习到的路由而属于老化路由的路由删除。

可选的，所述根据预设的先验式路由学习机制，学习到达WMN组网中其他成员设备的路由，包括：

根据所述预设的先验式路由学习机制，向所述WMN组网中的其他成员设备发送先验路径请求PREQ报文；以使所述其他成员设备接收到所述先验PREQ报文，向所述成员设备发送路径应答PREP报文；

接收所述其他成员设备发送的PREP报文；

根据所述PREP报文，学习到达所述其他成员设备的路由。

可选的，所述进入平滑重启GR状态，包括：

进入所述GR状态，并启动所述GR状态的定时机制；

所述方法还包括：

当所述定时机制达到时间阈值后，结束所述GR状态。

另一方面，本发明实施例提供了一种设备故障后的路由恢复装置，应用于无线网状网络WMN组网中的成员设备，所述装置包括：平滑重启进入模块、路由学习模块和路由更新模块；

所述平滑重启进入模块，用于检测到故障后，进入平滑重启GR状态；

所述路由学习模块，用于根据预设的先验式路由学习机制，学习到达WMN组网中其他成员设备的路由；

所述路由更新模块，用于将自身存储的路由更新为学习到的路由。

可选的，所述装置还包括：路由删除模块和标记模块；

所述路由删除模块，用于若检测到的故障仅为控制平面故障，则在进入平滑重启GR状态前，将所述控制平面所存储的路由删除；

所述标记模块，用于通过为转发平面所存储的路由增加老化标签，将所述转发平面所存储的路由标记为老化路由，使所述转发平面按照所述老化路由进行流量转发；

所述路由更新模块包括存储单元和更新单元；

所述存储单元，用于将学习到的路由存储至所述控制平面；

所述更新单元，用于将学习到的路由更新至所述转发平面。

可选的，所述更新单元，具体用于将学习到的路由与所述老化路由进行匹配；

获得匹配的老化路由，将匹配的老化路由的老化标签删除；

将属于学习到的路由而不属于老化路由的路由发送至所述转发平面；

将不属于学习到的路由而属于老化路由的路由删除。

可选的，所述路由学习模块包括报文发送单元、报文接收单元和路由学习单元；

所述报文发送单元，用于根据所述预设的先验式路由学习机制，向所述WMN组网中的其他成员设备发送先验路径请求PREQ报文；以使所述其他成员设备接收到所述先验PREQ报文，向所述成员设备发送路径应答PREP报文；

所述报文接收单元，用于接收所述其他成员设备发送的PREP报文；

所述路由学习单元，用于根据所述PREP报文，学习到达所述其他成员设备的路由。

可选的，所述平滑重启进入模块，具体用于进入所述GR状态，并启动所述GR状态的定时机制；

所述装置还包括：平滑重启结束模块；

所述平滑重启结束模块，用于当所述定时机制达到时间阈值后，结束所述GR状态。

在本方案中，无线网状网络WMN组网中的成员设备在检测到自身故障后，进入平滑重启GR状态；根据预设的先验式路由学习机制，学习到达WMN组网中其他成员设备的路由；将自身存储的路由更新为学习到的路由。可见，在成员设备检测到自身故障后，立即进入GR状态，根据预设的先验式路由学习机制，学习到达WMN组网中其他成员设备的路由，并将自身存储的路由更新为学习到的路由。无需等到WMN组网中的作为根节点设备的成员设备发送下一个周期性的先验PREQ报文，就能够重新学习路由，提高了路由恢复的速度。

进一步的，实现了HWMP协议和GR协议的融合。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的设备故障后的路由恢复方法的一种流程示意图；

图2为本发明实施例所提供的设备故障后的路由恢复方法的另一种流程示意图；

图3为本发明实施例所提供的设备故障后的路由恢复方法的第三种流程示意图；

图4为本发明实施例所提供的设备故障后的路由恢复装置的一种结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的设备故障后的路由恢复装置的另一种结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的设备故障后的路由恢复装置的第三种结构示意图；

图7为WMN组网中成员设备控制层面故障的一种示意图；

图8为应用本发明实施例设备故障后进入GR状态的一种示意图；

图9为应用本发明实施例设备结束GR状态后的运行结果的一种示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种设备故障后的路由恢复方法及装置，以提高路由恢复的速度。

下面首先对本发明实施例所提供的一种设备故障后的路由恢复方法进行介绍。

需要说明的是，本发明实施例所提供的一种设备故障后的路由恢复方法，可以应用于无线网状网络WMN组网中的成员设备，该成员设备中配置GR(Graceful Restart，平滑重启)协议，该成员设备在检测到自身故障后，进入GR状态，可以执行作为WMN组网中的根节点设备的动作。当该WMN组网中多个成员设备均检测到自身故障后，该故障的多个成员设备可同时进入GR状态，不互相影响。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种设备故障后的路由恢复方法，可以包括如下步骤：

S101：检测到故障后，进入平滑重启GR状态；

可以理解的是，当WMN组网中的成员设备检测到的自身出现故障时，可以进入GR状态，在该GR状态期间，该成员设备可以执行作为WMN组网中的根节点设备的动作，主动地学习到达其他成员设备的路由。现有技术中，故障的成员设备在故障恢复后，还需要等待该WMN组网中的根节点设备发送下一个周期性的先验PREQ报文，进而重新学习路由，即恢复路由。本发明实施例不同于现有技术，无需等待下一个周期性的先验PREQ报文的发送，可以在成员设备故障后，立即进入GR状态，进而执行作为WMN组网中的根节点设备的动作，主动地学习到达其他成员设备的路由。其中，该成员设备既可以是WMN组网中的根节点设备，也可能是非根节点设备，这都是可以的。

其中，当其他非根节点设备接收到先验PREQ报文时，可以根据该先验PREQ报文中所携带的源目的地址，回复PREP报文。

其中，该先验式路由学习机制依赖于基于树状拓扑的先验式路由协议(Proactive Routing Protocol)。在WMN组网中，配置一个Mesh节点(一般为连接有线域的节点)为MPP(Mesh Portal Point，网关节点)，由它作为根节点实现树状结构的路由网络。其他Mesh(Mesh Point，MP)节点先验式地维护到达根节点的路径，而根节点维护每个Mesh节点的路径，其中，此处的根节点即为根节点设备。

S102：根据预设的先验式路由学习机制，学习到达WMN组网中其他成员设备的路由；

需要强调的是，该成员设备中预先设置有先验式路由学习机制，在进入GR状态后，可以根据预设的先验式路由学习机制，执行作为WMN组网中的根节点设备的动作，学习到达该WMN组网中其他成员设备的路由。

S103：将自身存储的路由更新为学习到的路由。

可以理解的是，在该成员设备进入GR状态后，可以根据预设的先验式路由学习机制，主动学习到达WMN组网中其他成员设备的路由。在学习路由期间，该成员设备可能会学习到新的路由，也可能学习到原来已有的路由，将自身存储的路由更新为学习到的路由。

应用本发明实施例，WMN组网中的成员设备检测到自身故障后，立即进入GR状态，根据预设的先验式路由学习机制，学习到达WMN组网中其他成员设备的路由，并将自身存储的路由更新为学习到的路由，无需等到WMN组网中的作为根节点设备的成员设备发送下一个周期性的先验PREQ报文，就能够重新学习路由，提高了路由恢复的速度。

在一种具体实施方式中，如图2所示，可以包括如下步骤：

S201：检测到控制平面故障后，将控制平面所存储的路由删除；

S202：通过为转发平面所存储的路由增加老化标签，将该转发平面所存储的路由标记为老化路由，使该转发平面按照该老化路由进行流量转发；

S203：进入平滑重启GR状态；

S204：根据预设的先验式路由学习机制，学习到达WMN组网中其他成员设备的路由；

S205：将学习到的路由存储至该控制平面；

S206：将学习到的路由更新至该转发平面。

步骤S205和S206就完成了将自身存储的路由更新为学习到的路由的过程。

需要说明的是，WMN组网中的成员设备都是控制平面与转发平面分离的，当成员设备仅控制平面出现故障时，为了保证该成员设备的转发平面的流量转发不中断，本发明实施例中，该成员设备进入GR状态前，将控制平面所存储的路由删除，为转发平面所存储的路由增加老化标签，将该转发平面所存储的路由标记为老化路由，使该转发平面在成员设备GR状态期间，仍按照老化路由进行流量转发。保证了在该成员设备的控制平面故障时，转发平面流量转发不中断。当故障恢复后，将学习到的路由存储至该控制平面，并更新至该转发平面，以实现无间断的转发流量。

在一种具体实现方式中，所述将学习到的路由更新至该转发平面(S206)，可以包括：

将学习到的路由与该老化路由进行匹配；

获得匹配的老化路由，将匹配的老化路由的老化标签删除；

将属于学习到的路由而不属于老化路由的路由发送至该转发平面；

将不属于学习到的路由而属于老化路由的路由删除。

需要强调的是，在该成员设备进入GR状态时，WMN组网中的路由可能会发生变化，或者该成员设备不为该WMN组网中的根节点设备，在该成员设备根据预设的先验式路由学习机制学习路由时，会学习到比原来所存储的路由更多的路由。将所学习到的路由与老化路由进行匹配，获得匹配的老化路由，将匹配的老化路由的老化标签删除，其中，学习到的路由与老化路由匹配，可以理解为：路由既属于学习到的路由，又属于老化路由。具体的，学习到的路由与老化路由匹配表示路由中所包含的各个信息与所匹配的老化路由中所包含的各个信息完全相同，如：所包含的目的地址、下一跳以及链路开销等。

将属于学习到的路由而不属于老化路由的路由发送(同步)至转发平面，可以理解的是，该类路由为成员设备在GR状态期间新学习到的路由。将不属于学习到的路由而属于老化路由的路由删除，可以理解的是，WMN组网中可能出现路由发生变化，产生新的路由，原来的路由不通。其中，所多学习到的路由可能会存在相比于平滑重启之前所存储的路由更优的路由。

可以理解的是，当故障的成员设备不为WMN组网中的根节点设备时，进入GR状态后，可以主动学习到达其他成员设备的路由，即可以从一个被动学习路由的状态，变为主动学习路由的状态，就可能会学习到更多的路由。如图7与图9中所示的，设备D在GR前后所学习到的路由。

在一种具体实施方式中，如图3所示，可以包括如下步骤：

S301：检测到控制平面和转发平面均故障后，将控制平面和转发平面所存储的路由删除；

S302：进入平滑重启GR状态；

S303：根据预设的先验式路由学习机制，学习到达WMN组网中其他成员设备的路由；

S304：将学习到的路由存储至控制平面和转发平面。

当成员设备检测到控制平面和转发平面均出现故障，控制平面和转发平面所存储的路由均被删除，此时，可以将所学习到的路由存储至控制平面与转发平面即可。

在一种具体实现方式中，所述根据预设的先验式路由学习机制，学习到达WMN组网中其他成员设备的路由，包括：

根据该预设的先验式路由学习机制，向该WMN组网中的其他成员设备发送先验路径请求PREQ报文；以使该其他成员设备接收到该先验PREQ报文，向该成员设备发送路径应答PREP报文；

接收该其他成员设备发送的PREP报文；

根据该PREP报文，学习到达该其他成员设备的路由。

需要说明的是，成员设备在进入GR状态后，执行作为WMN组网中的根节点设备的动作，以广播的形式向WMN组网中的其他成员设备发送先验PREQ报文；其他成员设备接收到该先验PREQ报文后，向该成员设备回复PREP报文；该成员设备根据该PREP报文，学习到达该其他成员设备的路由。在本发明实施例中，实现了HWMP协议和GR协议的融合，在故障的成员设备进入GR状态后，其他成员设备利用所配置的HWMP协议(先验式路由学习机制)，针对所接收的先验PREQ报文回复PREP报文即可，无需进行做任何修改。

在一种具体实现方式中，所述进入平滑重启GR状态，包括：

进入GR状态，并启动该GR状态的定时机制；

所述方法还包括：

当定时机制达到时间阈值后，结束GR状态。

可以理解的是，可以通过设置时间阈值的方式，来标识路由学习时间，进一步标识GR状态的时间，在GR状态内，该成员设备可以恢复故障(如：替换成非故障的路由处理器)并完成路由学习，即更新完成所学习到的路由。在进入GR状态的同时，开启该GR状态的定时机制，如通过定时器等体现。当定时机制达到时间阈值后，GR状态结束，表征成员设备完成路由学习，并路由更新完成。其中，该时间阈值可以根据WMN组网的规模进行设置，一般可以设置为10s～30s。

进一步的，GR状态结束后，成员设备可以依旧按照故障前的工作流程进行工作，并且，故障的成员设备在GR状态下，并不会影响其他成员设备的处理流程，可以和不支持本发明实施例所提供的设备故障后的路由恢复方法的设备混合组网，不存在兼容问题。

下面通过具体实施例对本发明实施例所提供的一种设备故障后的路由恢复方法进行介绍。

如图7所示，在WMN组网中，存在成员设备A、B、C、D和S，其中，C为根节点设备，A、B、D和S为普通设备，其中，D的控制平面发生故障，其控制平面的路由被删除，转发平面的路由打上老化标记，被标记为老化路由。其中，各成员设备之间的连线上的数字，表示链路开销m。图7中，体现了各设备的控制平面的路由处理。

之后，D进入GR状态，并且启动GR状态的定时器，如图8所示，D根据预设的先验式路由学习机制，向其他成员设备A、B、C和S发送先验PREQ报文，主动学习到达其他成员设备A、B、C和S的路由，同时其他成员设备A、B、C和S也学习到到达D的路由。将所学习到的路由存储于控制平面，并更新转发平面的路由，具体为，将打上老化标记的老化路由“dest＝A，m＝3，next＝A”、“dest＝B，m＝7，next＝A”和“dest＝C，m＝4，next＝C”的老化标记删除，其中，上述三条老化路由为与所学习到的路由匹配的老化路由，其所包含的目的地址dest、下一跳next以及链路开销m信息分别与对应的学习到的路由完全相同，并向转发平面发送路由“dest＝S，m＝10，next＝A”。

在GR状态的定时器到达时间阈值后，结束GR状态，此时，控制平面的路由学习结果如图9所示，其中，图9中仅体现了所学习到的D分别到达A、B、C和S的最优路由。

如图9所示，从控制平面的路由学习结果看，学习结果中的路由与D平滑重启之前的路由比较，D学习到了更多的路由，所学习到的更多的路由可以进一步的优化流量的转发路径，如图9中，D多学习到的到达S的路由，此时，当有流量需要从D到S时，不需要再经过根节点设备C，再转发至S的次优路由。可以直接根据D学习到的更优的路由“D-A-B-S”进行流量转发。

认为“D-A-B-S”更优，是因为路由“D-A-B-S”对应的链路开销m＝10，相较于路由“D-C-S”的链路开销m＝12更小，其中，路由“D-A-B-S”对应的链路开销计算方式为m＝3(D-A)+4(A-B)+3(B-S)＝10。可以理解的，通过转发路径对应的链路开销，确定路由是否最优，转发路径对应的链路开销越小，路由越优。进一步的，本发明实施例还可以缓解WMN组网中流量转发选择次优路由的问题。

在另一种具体实现方式中，以图7为基础，当D的控制平面与转发平面均发生故障，控制平面与转发平面的路由均被删除时，其后，D进入GR状态，主动学习路由，并将所学习到的路由存储至控制平面与转发平面。

相应于上述方法实施例，本发明实施例提供了一种设备故障后的路由恢复装置，可以应用于无线网状网络WMN组网中的成员设备，如图4所示，所述装置可以包括：平滑重启进入模块401、路由学习模块402和路由更新模块403；

所述平滑重启进入模块401，用于检测到故障后，进入平滑重启GR状态；

所述路由学习模块402，用于根据预设的先验式路由学习机制，学习到达WMN组网中其他成员设备的路由；

所述路由更新模块403，用于将自身存储的路由更新为学习到的路由。

应用本发明实施例，WMN组网中的成员设备检测到自身故障后，立即进入GR状态，根据预设的先验式路由学习机制，学习到达WMN组网中其他成员设备的路由，并将自身存储的路由更新为学习到的路由，无需等到WMN组网中的作为根节点设备的成员设备发送下一个周期性的先验PREQ报文，就能够重新学习路由，提高了路由恢复的速度。

在一种具体实现方式中，基于图4，如图5所示，本发明实施例所提供的一种设备故障后的路由恢复装置还可以包括：路由删除模块501和标记模块502；

所述路由删除模块501，用于若检测到的故障仅为控制平面故障，则在进入平滑重启GR状态前，将所述控制平面所存储的路由删除；

所述标记模块502，用于通过为转发平面所存储的路由增加老化标签，将所述转发平面所存储的路由标记为老化路由，使所述转发平面按照所述老化路由进行流量转发；

所述路由更新模块403包括存储单元4031和更新单元4032；

所述存储单元4031，用于将学习到的路由存储至所述控制平面；

所述更新单元4032，用于将学习到的路由更新至所述转发平面。

在一种具体实现方式中，所述更新单元4032，具体用于将学习到的路由与所述老化路由进行匹配；

获得匹配的老化路由，将匹配的老化路由的老化标签删除；

将属于学习到的路由而不属于老化路由的路由发送至所述转发平面；

将不属于学习到的路由而属于老化路由的路由删除。

在一种具体实现方式中，基于图4，如图6所示，所述路由删除模块501，还用于若检测到的故障为控制平面和转发平面均故障，则在进入平滑重启GR状态前，将所述控制平面和所述转发平面所存储的路由删除；

所述路由更新模块403，具体用于将学习到的路由存储至所述控制平面和所述转发平面。

在一种具体实现方式中，所述路由学习模块403包括报文发送单元、报文接收单元和路由学习单元；

所述报文发送单元，用于根据所述预设的先验式路由学习机制，向所述WMN组网中的其他成员设备发送先验路径请求PREQ报文；以使所述其他成员设备接收到所述先验PREQ报文，向所述成员设备发送路径应答PREP报文；

所述报文接收单元，用于接收所述其他成员设备发送的PREP报文；

所述路由学习单元，用于根据所述PREP报文，学习到达其他成员设备的路由。

在一种具体实现方式中，所述平滑重启进入模块401，具体用于进入所述GR状态，并启动所述GR状态的定时机制；

所述装置还包括：平滑重启结束模块；

所述平滑重启结束模块，用于当所述定时机制达到时间阈值后，结束所述GR状态。

对于系统/装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。