專利名稱：基于主備網(wǎng)關設備狀態(tài)切換后業(yè)務恢復的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信領域，尤其是涉及一種基于主備網(wǎng)關設備狀態(tài)切換后業(yè)務恢復的方法及系統(tǒng)。
背景技術：
隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，用戶對網(wǎng)絡可靠性的要求日益提高，用戶設備通常都要求接入雙網(wǎng)關，網(wǎng)關之間運行虛擬冗余路由協(xié)議(Virtual RouterRedundancy Protocol；VRRP)，以使得網(wǎng)關設備的倒換對用戶設備是透明的。在某些場景下，用戶設備是路由器等三層設備，它與允許VRRP協(xié)議的網(wǎng)關設備之間運行BGP協(xié)議，彼此之間交互路由。在這種應用場景下，如果主用設備故障導致網(wǎng)關設備狀態(tài)發(fā)生切換，用戶設備需要拆除與先前的網(wǎng)關主用設備之間建立的邊界網(wǎng)關協(xié)議(Border Gateway Protocol；BGP)的鄰居關系，再與新的網(wǎng)關主用設備建立BGP協(xié)議的鄰居關系，這其中必然存在一個BGP協(xié)議生成的轉發(fā)表項先刪除再創(chuàng)建的一個過程，將導致較長時間(幾秒、十幾秒甚至幾十秒)的業(yè)務中斷，難以滿足客戶對網(wǎng)絡可靠性的要求。
在現(xiàn)有網(wǎng)絡系統(tǒng)中，網(wǎng)關設備不使用VRRP功能，用戶設備與雙網(wǎng)關設備之間使用網(wǎng)關設備的接口或者環(huán)回地址建立BGP協(xié)議連接，用戶設備利用BGP協(xié)議自身的優(yōu)選技術選擇一個網(wǎng)關設備作為業(yè)務上行出口，當被選中的網(wǎng)關設備發(fā)生故障時，用戶設備再利用BGP協(xié)議自身的收斂技術感知其故障，選擇另外一個網(wǎng)關設備作為業(yè)務上行出口。在該現(xiàn)有技術中，當用戶設備感知主用網(wǎng)關設備故障并且將指向主用網(wǎng)關設備的轉發(fā)表項修改成指向備用網(wǎng)關期間，業(yè)務是中斷的，當該轉發(fā)項數(shù)量較多時，其業(yè)務中斷時間依然比較長，難以滿足用戶對網(wǎng)絡可靠性的要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于主備網(wǎng)關設備狀態(tài)切換后業(yè)務恢復的方法。當網(wǎng)關主備用設備發(fā)生切換的情況下，通過優(yōu)雅重啟(Graceful Restart；GR)的方式，達到在不引起業(yè)務中斷的情況下建立新的網(wǎng)關主用設備與用戶設備之間的BGP協(xié)議的連接。
本發(fā)明提供一種基于主備網(wǎng)關設備狀態(tài)切換后業(yè)務恢復的方法，其特征在于，包括如下步驟A.當用戶設備與網(wǎng)關設備之間建立邊界網(wǎng)關協(xié)議(BGP)連接時，網(wǎng)關設備使用虛擬冗余路由協(xié)議(VRRP)虛地址作為BGP協(xié)議的源地址；B.在網(wǎng)關設備主備用狀態(tài)切換之后，新的網(wǎng)關主用設備采用優(yōu)雅重啟(GR)的方式與用戶設備建立邊界網(wǎng)關協(xié)議(BGP)連接，保證用戶設備和新的網(wǎng)關主用設備平滑地建立協(xié)議連接。
所述的步驟B具體包括，在BGP協(xié)議中增加GR技術來擴展BGP協(xié)議的功能，使用戶設備和網(wǎng)關設備之間能實現(xiàn)GR技術。
所述的步驟B還包括，B1.當網(wǎng)關設備狀態(tài)切換之后，新的網(wǎng)關主用設備中的VRRP模塊將網(wǎng)關設備狀態(tài)切換消息通告給網(wǎng)關設備的BGP模塊；B2.網(wǎng)關設備的BGP模塊收到新的網(wǎng)關主用設備發(fā)來的網(wǎng)關設備狀態(tài)切換消息后，其主動向用戶設備的BGP模塊發(fā)送BGP協(xié)議的連接請求報文；B3.用戶設備的BGP模塊根據(jù)收到的BGP連接請求報文，按照GR技術來處理所述報文。
所述的B2具體包括網(wǎng)關設備的BGP模塊在鄰居建立報文(OPEN)中放入重啟(Restart)標記，來發(fā)起與用戶設備的協(xié)議連接請求報文。
在步驟B之后，還具體包括C.在新的網(wǎng)關主用設備和先前網(wǎng)關主用設備之間建立IBGP協(xié)議連接，使新的網(wǎng)關主用設備和先前網(wǎng)關主用設備都有用戶設備發(fā)布的路由；
D.在網(wǎng)關設備狀態(tài)切換之后，新的網(wǎng)關主用設備和先前網(wǎng)關主用設備不主動刪除先前的網(wǎng)關主用設備從用戶設備學習到的路由，新的網(wǎng)關主用設備使用所述的路由來指導從承載網(wǎng)回來的流量轉發(fā)給用戶設備，以保證返回用戶設備的業(yè)務不中斷。
所述的步驟D具體包括，D1.新的網(wǎng)關主用設備與用戶設備的GR過程中，新的網(wǎng)關主用設備會從用戶設備重新學到先前網(wǎng)關主用設備指向用戶設備的路由；D2.新的網(wǎng)關主用設備通過IBGP協(xié)議將所述的路由轉發(fā)給先前網(wǎng)關主用設備，先前網(wǎng)關主用設備保留所收到的所述路由并根據(jù)所收到的所述路由刪除其從用戶設備直接學到的相對應的路由；D3.當新的網(wǎng)關主用設備與用戶設備的GR結束之后，新的網(wǎng)關主用設備刪除掉所有從先前網(wǎng)關主用設備學到的指向用戶設備的路由，同時新的網(wǎng)關主用設備向先前網(wǎng)關主用設備通告GR結束，先前網(wǎng)關主用設備再刪除掉所有直接從用戶設備獲得的路由。
在步驟D3中，所述的新的網(wǎng)關主用設備通過擴展VRRP協(xié)議報文向先前網(wǎng)關主用設備通告GR結束。
為了避免GR失效或GR恢復的時間變長，新的網(wǎng)關主用設備建立的連接的源端口號與先前的網(wǎng)關主用設備連接的端口號不同。
當網(wǎng)關主用設備與用戶設備建立連接時，網(wǎng)關主用設備通過擴展VRRP協(xié)議向網(wǎng)關備用設備通告其與用戶設備建立BGP鄰居使用的源端口號。
本發(fā)明還提供一種基于主備網(wǎng)關設備狀態(tài)切換后業(yè)務恢復的系統(tǒng)，包括網(wǎng)關設備、用戶設備、BGP模塊、VRRP模塊、VRRP切換感知模塊和切換通知模塊，所述的網(wǎng)關設備之間通過VRRP模塊運行虛擬冗余路由協(xié)議；所述的網(wǎng)關設備和用戶設備均配置優(yōu)雅重啟(GR)技術，并通過BGP模塊建立邊界網(wǎng)關協(xié)議連接；所述的切換通知模塊用于通告網(wǎng)關設備狀態(tài)切換報文給VRRP切換感知模塊
所述的VRRP切換感知模塊根據(jù)所收到的網(wǎng)關設備狀態(tài)切換報文向用戶設備的BGP模塊發(fā)起B(yǎng)GP協(xié)議連接請求報文；所述用戶設備的BGP模塊根據(jù)所收到的BGP協(xié)議連接請求報文進行優(yōu)雅重啟(GR)。
所述的切換通知模塊內(nèi)嵌于VRRP模塊內(nèi)部。
所述的VRRP切換感知模塊內(nèi)嵌于網(wǎng)關設備的BGP模塊內(nèi)部。


圖1為本發(fā)明的基本組網(wǎng)方案示意圖；圖2為本發(fā)明的的方法流程圖；圖3為本發(fā)明的一實施例的系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點表達得更加清楚明白，下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明再作進一步詳細的說明。
圖1為本發(fā)明的基本組網(wǎng)方案示意圖，參見圖1，假設網(wǎng)關A為缺省的網(wǎng)關主用設備，網(wǎng)關B為備用設備，網(wǎng)關的信令在網(wǎng)關A——交換機A——交換機B——網(wǎng)關B之間的鏈路上承載。
網(wǎng)關主備用設備發(fā)生狀態(tài)切換包括如下情形，A.當網(wǎng)關A設備發(fā)生故障時，網(wǎng)關B通過VRRP信令或者其他方式檢測到網(wǎng)關A故障，切換成網(wǎng)關主用設備；B.網(wǎng)關A與網(wǎng)關B之間的優(yōu)先級發(fā)生翻轉，網(wǎng)關B配置成搶占模式，網(wǎng)關B主動切換成網(wǎng)關主用設備；C.修改網(wǎng)關A的配置，使其離開網(wǎng)關備份組，網(wǎng)關B收到相應的信令報文之后，主動切換成網(wǎng)關主用設備；當網(wǎng)關主備用狀態(tài)發(fā)生切換后，本發(fā)明提供了一種基于主備網(wǎng)關設備狀態(tài)切換后業(yè)務恢復的方法，本發(fā)明的核心是在當網(wǎng)關主備用設備發(fā)生切換的情況下，通過GR的方式，達到在不引起業(yè)務中斷的情況下建立新的網(wǎng)關主用設備與用戶設備之間的BGP協(xié)議的連接。
本發(fā)明的具體技術方案如下，包括網(wǎng)關設備、用戶設備、BGP模塊和VRRP模塊。所述的網(wǎng)關設備之間運行虛擬冗余路由協(xié)議；所述的網(wǎng)關設備和用戶設備均配置優(yōu)雅重啟(GR)技術；所述的網(wǎng)關設備使用VRRP虛地址作為BGP協(xié)議連接的源地址；所述的用戶設備使用VRRP虛地址作為BGP協(xié)議連接的目的地址；在網(wǎng)關設備上(包括主用設備和備用設備)配置VRRP協(xié)議與BGP協(xié)議的綁定關系，這些協(xié)議與指定鄰居(用戶設備)之間的報文交互受其綁定的網(wǎng)關設備狀態(tài)的影響，使得只有網(wǎng)關主用設備能正常接收、發(fā)送與用戶設備之間的協(xié)議報文，而網(wǎng)關備用設備則既不接收也不發(fā)送這樣的報文，這樣，網(wǎng)關主用設備就可以與用戶設備建立正常的協(xié)議鄰居，而網(wǎng)關備用設備則無法建立這種鄰居關系。從用戶設備的角度看，它并不關心它的協(xié)議鄰居是網(wǎng)關A還是網(wǎng)關B，其BGP協(xié)議的鄰居地址是網(wǎng)關地址(VRRP虛地址)，相應地，這些協(xié)議生成的轉發(fā)表項的下一跳地址也是網(wǎng)關地址(VRRP虛地址)，由這些轉發(fā)項指導轉發(fā)的報文的目的MAC地址是VRRP虛地址對應的MAC地址，根據(jù)VRRP協(xié)議的原理，只能由網(wǎng)關主用設備接收并進行三層轉發(fā)；當由于前面描述的種種原因，導致網(wǎng)關設備狀態(tài)發(fā)生切換，根據(jù)本發(fā)明提供的方法，如圖2所示，步驟201、網(wǎng)關設備狀態(tài)發(fā)生切換；例如，網(wǎng)關A為先前網(wǎng)關主用設備，當網(wǎng)關設備狀態(tài)發(fā)生切換后，網(wǎng)關B升級為新的網(wǎng)關主用設備。
步驟202、切換通知模塊網(wǎng)關設備發(fā)生狀態(tài)切換；當網(wǎng)關設備狀態(tài)發(fā)生切換后，切換通知模塊將網(wǎng)關設備狀態(tài)切換消息通告給VRRP切換感知模塊；如圖3所示，切換通知模塊可內(nèi)嵌在VRRP模塊內(nèi)部，VRRP切換感知模塊可內(nèi)嵌于網(wǎng)關設備的BGP模塊內(nèi)部。
步驟203、VRRP切換感知模塊向用戶設備的BGP模塊發(fā)起B(yǎng)GP協(xié)議連接請求報文；按照我們前面的描述，網(wǎng)關B設備配置了BGP的GR能力，網(wǎng)關B的BGP模塊將該網(wǎng)關設備狀態(tài)切換消息理解成一個GR事件，主動發(fā)起與用戶設備的協(xié)議連接；例如BGP模塊在OPEN(鄰居建立)報文中放入Restart(重起)標記。
步驟204、用戶設備的BGP模塊根據(jù)所收到的連接請求報文進行優(yōu)雅重啟；由于用戶設備也配置了BGP的GR能力，而它從報文中又區(qū)分不出與之建立連接的是網(wǎng)關A還是網(wǎng)關B，因此，當網(wǎng)關設備的BGP模塊發(fā)起新的協(xié)議連接時，觸發(fā)了用戶設備的GR能力，這樣，用戶設備就可以和網(wǎng)關B設備平滑的建立協(xié)議鄰居，而且，在BGP協(xié)議建立過程中，不會刪除已經(jīng)建立的轉發(fā)項，保證用戶設備上行的業(yè)務不會中斷；為了解決從承載網(wǎng)返回的流量長時間中斷的問題，本發(fā)明的方法是在網(wǎng)關主用設備和網(wǎng)關備用設備之間建立IBGP鄰居，例如，網(wǎng)關主用設備為網(wǎng)關A，網(wǎng)關備用設備為網(wǎng)關B，這樣，網(wǎng)關A就會向網(wǎng)關B轉發(fā)從用戶設備學習到的路由，其下一跳地址設置為不修改，依然指向用戶設備，這樣，網(wǎng)關B上就同樣有用戶設備發(fā)布的路由。當網(wǎng)關設備狀態(tài)發(fā)生切換之后，網(wǎng)關A不立即刪除與用戶設備建立的BGP鄰居學到的路由，網(wǎng)關B也不立即刪除從網(wǎng)關A學到的指向用戶設備的路由，依然使用這些路由指導從承載網(wǎng)回來的流量轉發(fā)給用戶設備，以保證返回用戶設備的業(yè)務不中斷；在網(wǎng)關B與用戶設備的GR過程中，網(wǎng)關B會重新學到這些指向用戶設備的路由，網(wǎng)關B優(yōu)選從用戶設備學到的路由并通過IBGP鄰居將其轉發(fā)給網(wǎng)關A，網(wǎng)關A優(yōu)選網(wǎng)關B發(fā)來的路由，并刪除從用戶設備直接學到的與網(wǎng)關B發(fā)來的相應的路由；在網(wǎng)關B與用戶設備的GR結束之后，網(wǎng)關B刪除掉所有從網(wǎng)關A學到的指向用戶設備的路由，同時通過擴展VRRP協(xié)議報文或IBGP等其它協(xié)議報文，知會網(wǎng)關A GR結束，網(wǎng)關A再刪除掉所有直接從用戶設備獲得的路由，到這個時候為止，網(wǎng)關B上所有指向用戶設備的路由都是從與用戶設備建立的BGP鄰居直接獲得的，而網(wǎng)關A上所有指向用戶設備的路由都是從與網(wǎng)關B建立的IBGP鄰居學習到的。在這個過程中，網(wǎng)關A和網(wǎng)關B都沒有主動刪除指向用戶設備的轉發(fā)項，而是采用更新與刪除相結合的技術，有效的保證了返回用戶設備的流量不因為網(wǎng)關設備狀態(tài)的切換而中斷。當用戶對承載網(wǎng)返回的流量中斷時間不敏感，或者采用在網(wǎng)關A和網(wǎng)關B上部署靜態(tài)路由或者IBGP協(xié)議等其他技術指導從承載網(wǎng)返回的流量的轉發(fā)的時候，在網(wǎng)關A和網(wǎng)關B之間部署IBGP協(xié)議不是必須的。
此外，從GR的角度看，一般要求新建立的連接的源端口號與先前連接的端口號不同，否則TCP可能會忽略或者錯誤處理新的連接請求，導致GR失效或者GR恢復時間變長。為了解決這個問題，網(wǎng)關主用設備可通過擴展VRRP協(xié)議或IBGP等其它協(xié)議向網(wǎng)關備用設備通告其與用戶設備建立的BGP鄰居使用的源端口號，這樣，網(wǎng)關B成為新的網(wǎng)關主用設備之后，與用戶設備建立BGP鄰居時，有目的的不使用這個端口號作為源端口號。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術的人在本發(fā)明所揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種基于主備網(wǎng)關設備狀態(tài)切換后業(yè)務恢復的方法，其特征在于，包括如下步驟A.當用戶設備與網(wǎng)關設備之間建立邊界網(wǎng)關協(xié)議(BGP)連接時，網(wǎng)關設備使用虛擬冗余路由協(xié)議(VRRP)虛地址作為BGP協(xié)議的源地址；B.在網(wǎng)關設備主備用狀態(tài)切換之后，新的網(wǎng)關主用設備采用優(yōu)雅重啟(GR)的方式與用戶設備建立邊界網(wǎng)關協(xié)議(BGP)連接，保證用戶設備和新的網(wǎng)關主用設備平滑地建立協(xié)議連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟B具體包括，在BGP協(xié)議中增加GR技術來擴展BGP協(xié)議的功能，使用戶設備和網(wǎng)關設備之間能實現(xiàn)GR技術。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，包括VRRP模塊和BGP模塊，所述的步驟B具體包括，B1.當網(wǎng)關設備狀態(tài)切換之后，新的網(wǎng)關主用設備中的VRRP模塊將網(wǎng)關設備狀態(tài)切換消息通告給網(wǎng)關設備的BGP模塊；B2.網(wǎng)關設備的BGP模塊收到新的網(wǎng)關主用設備發(fā)來的網(wǎng)關設備狀態(tài)切換消息后，其主動向用戶設備的BGP模塊發(fā)送BGP協(xié)議的連接請求報文；B3.用戶設備的BGP模塊根據(jù)收到的BGP連接請求報文，按照GR技術來處理所述報文。
4.根據(jù)權利3所述的方法，其特征在于，所述的B2具體包括網(wǎng)關設備的BGP模塊在鄰居建立報文(OPEN)中放入重啟(Restart)標記，來發(fā)起與用戶設備的協(xié)議連接請求報文。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟B之后，還具體包括C.在新的網(wǎng)關主用設備和先前網(wǎng)關主用設備之間建立IBGP協(xié)議連接，使新的網(wǎng)關主用設備和先前網(wǎng)關主用設備都有用戶設備發(fā)布的路由；D.在網(wǎng)關設備狀態(tài)切換之后，新的網(wǎng)關主用設備和先前網(wǎng)關主用設備不主動刪除先前的網(wǎng)關主用設備從用戶設備學習到的路由，新的網(wǎng)關主用設備使用所述的路由來指導從承載網(wǎng)回來的流量轉發(fā)給用戶設備，以保證返回用戶設備的業(yè)務不中斷。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步驟D具體包括，D1.新的網(wǎng)關主用設備與用戶設備的GR過程中，新的網(wǎng)關主用設備會從用戶設備重新學到先前網(wǎng)關主用設備指向用戶設備的路由；D2.新的網(wǎng)關主用設備通過IBGP協(xié)議將所述的路由轉發(fā)給先前網(wǎng)關主用設備，先前網(wǎng)關主用設備保留所收到的所述路由并根據(jù)所收到的所述路由刪除其從用戶設備直接學到的相對應的路由；D3.當新的網(wǎng)關主用設備與用戶設備的GR結束之后，新的網(wǎng)關主用設備刪除掉所有從先前網(wǎng)關主用設備學到的指向用戶設備的路由，同時新的網(wǎng)關主用設備向先前網(wǎng)關主用設備通告GR結束，先前網(wǎng)關主用設備再刪除掉所有直接從用戶設備獲得的路由。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟D3中，所述的新的網(wǎng)關主用設備通過擴展VRRP協(xié)議報文向先前網(wǎng)關主用設備通告GR結束。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，為了避免GR失效或GR恢復的時間變長，新的網(wǎng)關主用設備建立的連接的源端口號與先前的網(wǎng)關主用設備連接的端口號不同。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，當網(wǎng)關主用設備與用戶設備建立連接時，網(wǎng)關主用設備通過擴展VRRP協(xié)議向網(wǎng)關備用設備通告其與用戶設備建立BGP鄰居使用的源端口號。
10.一種基于主備網(wǎng)關設備狀態(tài)切換后業(yè)務恢復的系統(tǒng)，其特征在于，包括網(wǎng)關設備、用戶設備、BGP模塊、VRRP模塊、VRRP切換感知模塊和切換通知模塊，所述的網(wǎng)關設備之間通過VRRP模塊運行虛擬冗余路由協(xié)議；所述的網(wǎng)關設備和用戶設備均配置優(yōu)雅重啟(GR)技術，并通過BGP模塊建立邊界網(wǎng)關協(xié)議連接；所述的切換通知模塊用于通告網(wǎng)關設備狀態(tài)切換報文給VRRP切換感知模塊；所述的VRRP切換感知模塊根據(jù)所收到的網(wǎng)關設備狀態(tài)切換報文向用戶設備的BGP模塊發(fā)起B(yǎng)GP協(xié)議連接請求報文；所述用戶設備的BGP模塊根據(jù)所收到的BGP協(xié)議連接請求報文進行優(yōu)雅重啟(GR)。
11.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的切換通知模塊內(nèi)嵌于VRRP模塊內(nèi)部。
12.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的VRRP切換感知模塊內(nèi)嵌于網(wǎng)關設備的BGP模塊內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于主備網(wǎng)關設備切換后業(yè)務恢復的方法及系統(tǒng)，該發(fā)明的核心在于當用戶設備與網(wǎng)關設備之間建立BGP協(xié)議連接時，網(wǎng)關設備使用VRRP虛地址作為BGP協(xié)議的源地址，在網(wǎng)關設備主備用狀態(tài)切換之后，新的網(wǎng)關主用設備采用GR的方式與用戶設備建立BGP協(xié)議連接，保證用戶設備和新的網(wǎng)關主用設備平滑地建立協(xié)議連接。通過本發(fā)明，在用戶設備與網(wǎng)關設備之間建立BGP協(xié)議鄰居的場景下，當網(wǎng)關主備設備發(fā)生切換時，采用GR的方式，可以有效縮短網(wǎng)關狀態(tài)切換造成的業(yè)務中斷時間，大大地滿足用戶對網(wǎng)絡可靠性的要求。
文檔編號H04L12/24GK1980224SQ20051010208
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月1日 優(yōu)先權日2005年12月1日
發(fā)明者熊怡 申請人:華為技術有限公司