專利名稱：通信路徑冗余保護系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及通信，并且特別涉及提供通信系統(tǒng)中的通信路徑的冗余保護。
背景技術(shù)：
保護通信系統(tǒng)以提供可靠服務(wù)和高可用性，對于運營商和服務(wù)提供商來說是一項正在進(jìn)行的挑戰(zhàn)。設(shè)備冗余是普通保護方案的一個例子。在設(shè)備冗余保護系統(tǒng)中，部署了能夠執(zhí)行相同功能或者至少普通保護功能的部件組。冗余組中僅一個冗余部件通常依賴于在任何時刻執(zhí)行保護功能，并且通常稱為“現(xiàn)用”部件。冗余組的其它部件(一個或多個“備用”部件)典型地是空閑的，直到檢測到現(xiàn)用部件出故障。在這個事件中，活動性從出故障的現(xiàn)用部件切換至備用部件，該備用部件接管該出故障現(xiàn)用部件的保護功能。
一個已知的冗余保護方案是虛擬路由器冗余協(xié)議(VRRP)。VRRP被用在盡力而為的(best-effort)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)中，以為網(wǎng)關(guān)IP路由器提供冗余保護。在一個普通類型的安裝中，網(wǎng)關(guān)IP路由器連接到默認(rèn)的靜態(tài)局域網(wǎng)(LAN)，該局域網(wǎng)包括IP主機并且向該IP主機提供到IP網(wǎng)絡(luò)的接入。
VRRP把設(shè)備冗余原則應(yīng)用于路由器，并且因此需要兩個路由器來提供冗余。然而，盡管為每個要保護的網(wǎng)關(guān)路由器在第二路由器中進(jìn)行了額外投資，然而VRRP中的活動性切換影響了主干IP網(wǎng)絡(luò)中的路由拓?fù)?，由此需要網(wǎng)絡(luò)重新收斂。這可能在全面服務(wù)恢復(fù)之前導(dǎo)致幾分鐘的通信業(yè)務(wù)中斷。根據(jù)IP網(wǎng)絡(luò)的大小和拓?fù)?，服?wù)中斷可能持續(xù)15-30分鐘或更久。
因此，盡管VRRP提供了防止網(wǎng)關(guān)路由器故障的級別，然而對于如何提供高可用性的IP服務(wù)仍然存在著很大的挑戰(zhàn)。分鐘級的服務(wù)中斷恢復(fù)時間對于IP網(wǎng)絡(luò)來說是不可行的，在該IP網(wǎng)絡(luò)中提供了關(guān)鍵業(yè)務(wù)(missioncritical)和實時服務(wù)，例如IP上的語音(VoIP)、視頻服務(wù)以及web商務(wù)服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例為具有較高網(wǎng)絡(luò)可用性約束的應(yīng)用提供了IP網(wǎng)關(guān)處的通信路徑冗余保護，所述應(yīng)用例如是VoIP和視頻應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的單個路由器冗余協(xié)議(SRRP，Single RouterRedundancy Protocol)，通過使用具有相同地址的兩個接口來提供第3層接口保護，并且因而提供了通信路徑保護。這些接口對于其它設(shè)備顯得像是單個接口。一個接口是現(xiàn)用的并且轉(zhuǎn)發(fā)第3層業(yè)務(wù)。另一個接口是非現(xiàn)用的，其以備用模式操作來被動地丟棄所有業(yè)務(wù)。當(dāng)在現(xiàn)用接口上檢測到故障時，備用接口獲得活動性并且繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于提供通信系統(tǒng)中的通信路徑冗余保護的設(shè)備包括多個接口，配置這些接口以支持在多個各自的通信路徑上與遠(yuǎn)程系統(tǒng)進(jìn)行通信。所述多個接口具有公共地址。所述設(shè)備還包括控制器，配置該控制器以在所述多個接口中選擇一個接口作為現(xiàn)用接口，用于與遠(yuǎn)程系統(tǒng)交換通信業(yè)務(wù)。
還可以配置控制器用于響應(yīng)于與現(xiàn)用接口或該現(xiàn)用接口所支持的通信路徑相關(guān)聯(lián)的故障，從所述多個接口中選擇新的現(xiàn)用接口。
控制器所進(jìn)行的故障檢測可以基于對至少一個下列內(nèi)容的監(jiān)控與現(xiàn)用接口所支持的通信路徑相關(guān)聯(lián)的端口的狀態(tài)、通信路徑上所傳送的業(yè)務(wù)，以及通信路徑上所傳送的其它信息。
在一個實施例中，在與地址相關(guān)聯(lián)的通信設(shè)備中提供所述設(shè)備，該通信設(shè)備用在通信網(wǎng)中以在通信網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程系統(tǒng)之間傳送業(yè)務(wù)。在選擇新的現(xiàn)用接口之后，所述地址仍可用于在通信網(wǎng)和遠(yuǎn)程系統(tǒng)之間傳送業(yè)務(wù)。
所述接口可以包括物理接口或邏輯接口，并且在一個實施例中，所述多個接口包括第3層接口或IP接口。
遠(yuǎn)程系統(tǒng)的例子是局域網(wǎng)，其中有效耦合了多個主機系統(tǒng)。在該情況下，公共地址可以是缺省地址，主機系統(tǒng)使用該地址以將通信業(yè)務(wù)傳送到LAN之外的外部系統(tǒng)。
所述設(shè)備還可以包括配置接口，其允許為所述多個接口配置公共地址。
在通信系統(tǒng)中，所述設(shè)備可以被實現(xiàn)在第一通信網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)處，該網(wǎng)關(guān)為第二通信網(wǎng)絡(luò)提供到該第一通信網(wǎng)絡(luò)的接入。該網(wǎng)關(guān)可以與地址相關(guān)聯(lián)，該地址用在第一通信網(wǎng)絡(luò)中以在該第一通信網(wǎng)和第二通信網(wǎng)之間傳送業(yè)務(wù)。即使在響應(yīng)于現(xiàn)用接口或其支持的通信路徑的故障而選擇新的現(xiàn)用接口之后，所述地址仍可用于在所述第一通信網(wǎng)絡(luò)和第二通信網(wǎng)絡(luò)之間傳送業(yè)務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于提供從接入網(wǎng)到通信網(wǎng)絡(luò)的接入的通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)，包括配置接口和控制器。所述配置接口允許配置通信路徑冗余組，該通信路徑冗余組包括網(wǎng)關(guān)和接入網(wǎng)之間的多個通信路徑，所述多個通信路徑是由具有與該接入網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的公共地址的各個通信接口來支持的。配置所述控制器來控制所述多個通信路徑，以將所述多個通信路徑之一指定為現(xiàn)用通信路徑，用于在通信網(wǎng)和接入網(wǎng)之間傳送通信業(yè)務(wù)。
公共地址可以是接入網(wǎng)的部件用來接入通信網(wǎng)的缺省網(wǎng)關(guān)地址。
在一個實施例中，所述網(wǎng)關(guān)與在通信網(wǎng)中被用來與接入網(wǎng)通信的地址相關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，網(wǎng)關(guān)地址與現(xiàn)用通信路徑無關(guān)。
還可以配置所述控制器以檢測與現(xiàn)用通信路徑相關(guān)聯(lián)的故障，并且響應(yīng)于該檢測而將冗余組的另一通信路徑指定為現(xiàn)用通信路徑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供通信系統(tǒng)中的通信路徑冗余的方法包括將通過具有公共地址的各個通信接口的多個通信路徑配置為通信路徑冗余組、選擇所述多個通信路徑之一作為用于傳送通信業(yè)務(wù)的現(xiàn)用通信路徑，并且響應(yīng)于與該現(xiàn)用通信路徑相關(guān)聯(lián)的故障來選擇所述多個通信路徑中的另一個作為現(xiàn)用通信路徑。
所述方法還可以包括至少監(jiān)控所述現(xiàn)用通信路徑。然后，響應(yīng)于該監(jiān)控期間所檢測的故障而選擇所述多個通信路徑中的另一個。
在通信路徑包括通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)和接入網(wǎng)之間的通信路徑的情況下，所述配置可能涉及將用在接入網(wǎng)中的缺省網(wǎng)關(guān)地址配置為公共地址。
所述方法還可以包括利用通信網(wǎng)中所使用的地址來配置另一個通信接口，以向接入網(wǎng)傳送通信業(yè)務(wù)。該通信網(wǎng)絡(luò)地址不受選擇所述多個通信路徑中另一個的操作的影響。
在一個實施例中，一種機器可讀介質(zhì)存儲指令，這些指令在被執(zhí)行時能夠?qū)崿F(xiàn)所述方法。所述指令包括被執(zhí)行時允許配置通信路徑冗余組的指令，和被執(zhí)行時實現(xiàn)選擇所述多個通信路徑之一并選擇該多個通信路徑中另一個的操作的指令。
通過查看下面對指定說明性實施例的描述，本發(fā)明的其它方面和特征對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將變得顯而易見。


現(xiàn)在，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明實施例的例子，其中圖1是實現(xiàn)冗余網(wǎng)關(guān)路由器的通信系統(tǒng)的框圖；圖2是其中可實現(xiàn)本發(fā)明實施例的通信系統(tǒng)的框圖；圖3是實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例的冗余保護系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)單元的框圖；圖4是本發(fā)明實施例的方法的流程圖。
具體實施例方式
圖1是實現(xiàn)冗余網(wǎng)關(guān)路由器的通信系統(tǒng)的框圖。通信系統(tǒng)10包括通信網(wǎng)12、冗余網(wǎng)關(guān)路由器14、16、接入網(wǎng)22以及主機系統(tǒng)24、26、28。在典型的VRRP安裝中，通信網(wǎng)12是IP網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)路由器14、16是IP路由器，接入網(wǎng)22是LAN，并且主機系統(tǒng)24、26、28是IP主機。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該熟悉圖1所示的部件，因此這里僅對其進(jìn)行簡要描述。
動態(tài)IP路由已經(jīng)是在所謂的例如通信網(wǎng)12的核心網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)部署的準(zhǔn)則。然而，連接到主機系統(tǒng)24、26、28的接入網(wǎng)22典型地保留了靜態(tài)且默認(rèn)的路由環(huán)境。
這個情景在服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中是很普遍的。在服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中，主機系統(tǒng)24、26、28可以是IP主機，例如寬帶通信服務(wù)用戶家中的設(shè)備，其包括個人計算機(PC)、機頂盒、和/或IP電話、包括媒體網(wǎng)關(guān)的VoIP/視頻后端辦公設(shè)備、軟交換機、視頻編碼器和/或中間件，或數(shù)據(jù)中心中的互聯(lián)網(wǎng)web服務(wù)器。
接入網(wǎng)22的例子是采用橋接的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)的以太網(wǎng)和異步傳輸模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)。
在只提供了路由器14、16之一的非冗余系統(tǒng)中，接入網(wǎng)12聚集來自主機系統(tǒng)24、26、28的所有業(yè)務(wù)，并且將其移交(hand off)給網(wǎng)關(guān)路由器。網(wǎng)關(guān)路由器是用于所有主機系統(tǒng)24、26、28的缺省網(wǎng)關(guān)路由器。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，主機系統(tǒng)24、26、28的數(shù)量可以從幾個到幾萬。
非冗余系統(tǒng)中的缺省網(wǎng)關(guān)路由器是主機系統(tǒng)24、26、28用來接入通信網(wǎng)12且通信網(wǎng)12和其它系統(tǒng)用來接入主機系統(tǒng)24、26、28的唯一路徑，其中所述其它系統(tǒng)能夠通過通信網(wǎng)絡(luò)12進(jìn)行通信。為確保主機系統(tǒng)24、26、28所提供或所使用的服務(wù)的高可用性，期望對缺省網(wǎng)關(guān)路由器的全面保護。
IP網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)路由器保護的一個普通方法，是通過部署圖1所示的一對缺省網(wǎng)關(guān)路由器14、16、利用來自接入網(wǎng)22的兩個出口鏈路(exit link)來提供設(shè)備冗余保護。在這個方法中，兩個路由器14、16為彼此提供冗余支持，并且兩個出口鏈路為通信網(wǎng)12和接入網(wǎng)22之間的接入通信提供路徑分集和保護。
如果連到接入網(wǎng)22的主機系統(tǒng)運行例如開放最短路徑優(yōu)先(OSPF)或路由信息協(xié)議(RIP)的動態(tài)路由協(xié)議，則這個方法非常有效。每個主機系統(tǒng)24、26、28都可以具有到每個缺省網(wǎng)關(guān)路由器14、16的路由鄰接。該路由鄰接可以被管理，以使一個網(wǎng)關(guān)路由器是現(xiàn)用，而另一個處于備用模式，或者處于負(fù)載分擔(dān)模式，在該負(fù)載分擔(dān)模式中網(wǎng)關(guān)路由器14、16二者都可用于處理通信業(yè)務(wù)。
然而，動態(tài)路由在接入網(wǎng)22中存在幾個挑戰(zhàn)。例如，不是所有的主機系統(tǒng)24、26、28都可以典型地運行動態(tài)路由協(xié)議。盡管一些高端工作站或PC可能具有運行動態(tài)路由協(xié)議的處理循環(huán)，然而例如電話和機頂盒的許多低端IP主機設(shè)備卻沒有。即使所有的主機系統(tǒng)都能夠運行動態(tài)路由協(xié)議，也非常需要缺省網(wǎng)關(guān)路由器14、16與成百上千的主機系統(tǒng)鄰接。另外，即使缺省網(wǎng)關(guān)路由器14、16可以處理所要求的鄰接數(shù)量，也通過提供成對的冗余邊緣路由器而不是單個路由器而顯著增加了通信網(wǎng)12中的路由節(jié)點的數(shù)量。這增加了路由器的數(shù)量并且因而增加了通信網(wǎng)22中的收斂次數(shù)，從而針對例如22的外部接入網(wǎng)中的主機系統(tǒng)而支持接入。
可能情況下的動態(tài)路由協(xié)議因而在實踐中趨于不可行。
互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)請求注釋(RFC)3768規(guī)定了VRRP。VRRP專用于消除缺省路由環(huán)境中固有的單個故障點，但是假定使用如圖1所示的雙路由器結(jié)構(gòu)。如果另一個路由器發(fā)生故障，則它使一個路由器能夠承擔(dān)另一個路由器的網(wǎng)關(guān)功能。
VRRP是典型地運行在兩個連接到同一IP子網(wǎng)的缺省網(wǎng)關(guān)路由器之間的選舉協(xié)議(election protocol)，IP子網(wǎng)典型地是以太網(wǎng)LAN。VRRP的細(xì)節(jié)可以在上述RFC-3768中找到，并且因此這里只簡要描述VRRP。
再次參考圖1，VRRP消息經(jīng)由接入網(wǎng)22被交換。對于以太網(wǎng)實現(xiàn)，每個網(wǎng)關(guān)路由器14、16都具有被分配給它的已知的虛擬媒體訪問控制(MAC)地址。在由對14、16的主網(wǎng)關(guān)路由器發(fā)送的所有周期性VRRP通告(advertisement)消息中使用這個虛擬的路由器MAC地址，以實現(xiàn)接入網(wǎng)22中的橋接學(xué)習(xí)(bridge learning)。
IP主機只知道一個IP缺省網(wǎng)關(guān)路由器地址，并且將設(shè)法學(xué)習(xí)該缺省網(wǎng)關(guān)路由器的MAC地址。缺省IP網(wǎng)關(guān)路由器的地址通常在每個主機系統(tǒng)24、26、28被人工地配置，并且虛擬MAC地址是通過地址解析協(xié)議(ARP)而被學(xué)習(xí)的。然后，利用作為以太網(wǎng)報頭中的目的地址的虛擬MAC地址來發(fā)送IP分組。由主機系統(tǒng)24、26、28產(chǎn)生的以太網(wǎng)幀通過接入網(wǎng)22中的以太網(wǎng)交換機(未示出)而被發(fā)送到對14、16的主網(wǎng)關(guān)路由器，該交換機通過ARP來學(xué)習(xí)主網(wǎng)關(guān)路由器位于何處。
當(dāng)期望IP網(wǎng)絡(luò)只傳送盡力而為類型的服務(wù)時設(shè)計了VRRP。具有“5個9(5-nines)”可用性需求的關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)，在該情況下超出了范圍。然而目前，IP網(wǎng)絡(luò)被部署以傳送例如語音、視頻以及IP虛擬專用網(wǎng)(VPN)優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)(premium data)的服務(wù)，其需要很高的網(wǎng)絡(luò)可用性。很多這些服務(wù)大量使用連到LAN或其它接入網(wǎng)的應(yīng)用服務(wù)器。普通的應(yīng)用服務(wù)器包括VoIP軟交換機和會話邊界控制器，視頻點播(VOD)服務(wù)器和中間件，以及其它IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)媒體服務(wù)器。這些服務(wù)器是通信系統(tǒng)中為成百萬用戶提供服務(wù)的中心點。因而，針對通過接入網(wǎng)的IP網(wǎng)絡(luò)接入的5個9可用性是很關(guān)鍵的。
盡管VRRP為接入通信提供了冗余保護，然而其涉及加倍的網(wǎng)關(guān)路由器基礎(chǔ)設(shè)施。由于它在接入網(wǎng)中對于主機系統(tǒng)的服務(wù)恢復(fù)速度和在主干網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)收斂速度，VRRP也不能確保5個9和可比擬的可用性。
服務(wù)恢復(fù)對于VRRP趨于較慢，這是因為來自主機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)只被發(fā)送到主網(wǎng)關(guān)路由器。如果主網(wǎng)關(guān)路由器發(fā)生故障，則主機系統(tǒng)24、26、28所提供或所使用的任何IP服務(wù)都將停止，直到VRRP恢復(fù)為止。VRRP恢復(fù)需要備份網(wǎng)關(guān)路由器以檢測主網(wǎng)關(guān)路由器的故障、將自己轉(zhuǎn)換成主狀態(tài)并且通告以太網(wǎng)交換機和/或接入網(wǎng)22的其它部件它現(xiàn)在是主路由器。典型地，在備份網(wǎng)關(guān)路由器完全作為主路由器操作以重新開始分組轉(zhuǎn)發(fā)并且接入網(wǎng)22中的MAC轉(zhuǎn)發(fā)表被更新之前，完全的服務(wù)恢復(fù)要占用5到10秒。
盡管來自接入網(wǎng)22的所有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通常僅被發(fā)送到主網(wǎng)關(guān)路由器，然而來自通信網(wǎng)12的通信業(yè)務(wù)可以根據(jù)發(fā)送方和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞奈恢枚话l(fā)送到主網(wǎng)關(guān)路由器或備份網(wǎng)關(guān)路由器。根據(jù)被分配給IP路由的鏈路成本或度量(metric)，通信網(wǎng)12的核心中的路由器(未示出)選擇向?qū)?4、16的主網(wǎng)關(guān)路由器或備份網(wǎng)關(guān)路由器進(jìn)行發(fā)送。
在這種情況下，核心路由器對主網(wǎng)關(guān)路由器的故障的檢測可能占用幾分鐘。不同于通?？筛鶕?jù)VRRP在幾秒內(nèi)發(fā)現(xiàn)主網(wǎng)關(guān)路由器故障的備份路由器，核心路由器沒有任何方法來快速檢測主網(wǎng)關(guān)路由器的故障，而是必須依賴于例如OSPF或邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)的路由協(xié)議，說明性地是BGP版本4(BGP4)，來檢測主和備份網(wǎng)關(guān)路由器之間的路由鄰接無效(down)。同時，核心路由器可以按照它們當(dāng)前的路由表繼續(xù)向出故障的主路由器發(fā)送業(yè)務(wù)。因此，源節(jié)點的至少一個子集不能與接入網(wǎng)22中的主機系統(tǒng)24、26、28通信。如果主機系統(tǒng)24、26、28例如是語音、視頻或媒體服務(wù)器，則用戶的子集不能獲得預(yù)訂的服務(wù)。
當(dāng)核心路由器最終檢測到主網(wǎng)關(guān)路由器發(fā)生故障時，新的路由更新被提供給其它路由器，以使整個通信網(wǎng)12可以完全地收斂，此后，所有通信業(yè)務(wù)都被發(fā)送到新的主網(wǎng)關(guān)路由器。僅在這點，接入網(wǎng)22中的主機系統(tǒng)服務(wù)才被完全地恢復(fù)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)大小和拓?fù)?，通信網(wǎng)12中的完全路由收斂可以占用5到30分鐘的時間，或者在某些情況下占用更久的時間。
圖1清楚地示出了通信網(wǎng)12中網(wǎng)關(guān)路由器的數(shù)量被加倍以利用VRRP提供冗余保護。網(wǎng)關(guān)路由器所需的地址數(shù)量也被加倍，它是在通信網(wǎng)12的邊緣所需的路由鄰接的數(shù)量。這些基礎(chǔ)設(shè)施要求增加管理通信網(wǎng)12所需的資金和操作開支。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，冗余保護模型被改變以實現(xiàn)較高的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)可用性。這里稱為SRRP的冗余保護方案規(guī)定了比傳統(tǒng)保護技術(shù)更快的恢復(fù)，并且因此為關(guān)鍵業(yè)務(wù)和實時服務(wù)提供了更高的可用性。
圖2是其中可實現(xiàn)本發(fā)明實施例的通信系統(tǒng)的框圖。通信系統(tǒng)30包括通信網(wǎng)32、網(wǎng)關(guān)34、經(jīng)由網(wǎng)關(guān)34有效耦合到通信網(wǎng)32的接入網(wǎng)42、接入網(wǎng)絡(luò)單元39，和出口鏈路或通信路徑36、38，以及接入網(wǎng)42中的主機系統(tǒng)44、46、48。
盡管可以在通信系統(tǒng)中提供許多通信網(wǎng)32、網(wǎng)關(guān)34和接入網(wǎng)42，然而圖2中僅示出了每個類型的系統(tǒng)的一個例子以避免擁塞。在接入網(wǎng)42中可以提供比三個主機系統(tǒng)44、46、48更多或更少的主機系統(tǒng)，并且網(wǎng)絡(luò)32、42可以包括圖2中未明確示出的附加部件。因此應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，圖2的系統(tǒng)以及后續(xù)附圖的內(nèi)容只用于說明的目的，并且本發(fā)明決不限于如圖中所示且這里明確描述的特定示例性實施例。
通信網(wǎng)32代表骨干網(wǎng)，說明性地是互聯(lián)網(wǎng)，例如用戶終端(未示出)的其它系統(tǒng)可以通過該網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)42中的主機系統(tǒng)44、46、48通信。在至少一些實現(xiàn)中，接入網(wǎng)42是不如通信網(wǎng)32擴展的網(wǎng)絡(luò)。通過接入網(wǎng)42，主機系統(tǒng)44、46、48相互通信并且與通信網(wǎng)32通信。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟悉很多不同類型的通信網(wǎng)，這些通信網(wǎng)可以被用來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)32、34。例如，在一個實施例中，通信網(wǎng)32是IP網(wǎng)絡(luò)，而接入網(wǎng)42是被實現(xiàn)為以太網(wǎng)LAN的IP子網(wǎng)，其具有作為主機系統(tǒng)44、46、48的IP主機。然而，本發(fā)明并不限于所述或任何其它的指定實現(xiàn)。本發(fā)明的實施例可以結(jié)合其它類型的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備和/或通信協(xié)議而被用來提供冗余保護，其中包括那些當(dāng)前已知的以及其它以后可以被開發(fā)的。
因此，網(wǎng)絡(luò)32、42的指定類型、結(jié)構(gòu)和操作可以在本發(fā)明的實施例之間改變，并且特定的實現(xiàn)細(xì)節(jié)對于不同的網(wǎng)絡(luò)來說可能是不同的。因此，盡管本發(fā)明的一些實施例在此參考網(wǎng)絡(luò)32、42的例子而被描述，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠基于本公開內(nèi)容在若干不同類型網(wǎng)絡(luò)的任一網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)本發(fā)明的原理。
網(wǎng)關(guān)34是通信網(wǎng)32的邊界或邊緣網(wǎng)絡(luò)單元，其向例如主機系統(tǒng)44、46、48的外部系統(tǒng)提供到通信網(wǎng)32的接入。在一個實施例中，網(wǎng)關(guān)34是IP網(wǎng)關(guān)路由器。
接入網(wǎng)絡(luò)單元39針對接入網(wǎng)42實現(xiàn)類似的邊緣功能。在一個實施例中，接入網(wǎng)絡(luò)單元39是在主機系統(tǒng)44、46、48和網(wǎng)關(guān)34之間傳送IP業(yè)務(wù)的以太網(wǎng)交換機。接入網(wǎng)絡(luò)單元39是接入網(wǎng)42的設(shè)備的例子，其中主機系統(tǒng)44、46、48可以通過它有效耦合到通信網(wǎng)32，并且本身可以通過其它設(shè)備而直接(如所示)或間接地連接到網(wǎng)關(guān)34。
PC和應(yīng)用服務(wù)器是主機系統(tǒng)44、46、48的說明性例子。例如，主機系統(tǒng)44、46、48可以在接入網(wǎng)42的以太網(wǎng)LAN域中在靜態(tài)缺省IP環(huán)境中被配置。在應(yīng)用服務(wù)提供商(ASP)接入點(POP，Point of Presence)或數(shù)據(jù)中心中、互聯(lián)網(wǎng)的所謂“三重服務(wù)(triple play)”提供商的安裝中、電話、和電視服務(wù)、和/或無線/IMS服務(wù)提供商系統(tǒng)中，這個類型的安排是普遍的。
在操作中，從主機系統(tǒng)44、46、48的觀點看，主機系統(tǒng)44、46、48和網(wǎng)關(guān)34之間的通信基本上類似于先前的技術(shù)。例如，主機系統(tǒng)44、46、48可以經(jīng)由接入網(wǎng)絡(luò)單元39向一個缺省網(wǎng)關(guān)和一個MAC地址發(fā)送所有IP業(yè)務(wù)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，SRRP利用網(wǎng)關(guān)34來提供具有快速恢復(fù)和高可用性的冗余保護，而不影響主機系統(tǒng)44、46、48。
接入網(wǎng)絡(luò)單元39支持接入網(wǎng)42和通信網(wǎng)32之間的兩個通信路徑36、38。在基于IP和以太網(wǎng)的實現(xiàn)中，可以配置路徑36、38以共享網(wǎng)關(guān)34處兩個IP接口上的一個IP地址和用于兩個IP接口的一個虛擬MAC地址。因此，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)單元39從主機系統(tǒng)44、46、48接收IP業(yè)務(wù)并且將接收的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)給缺省網(wǎng)關(guān)地址時，該業(yè)務(wù)實際上在兩個路徑36、38上被發(fā)送。
盡管SRRP在一個實施例中在網(wǎng)關(guān)34被實現(xiàn)，然而接入網(wǎng)絡(luò)單元39不需要具有關(guān)于在網(wǎng)關(guān)34上實現(xiàn)SRRP的任何知識。如在“啞”橋或交換機的情況下，接入網(wǎng)絡(luò)單元39可以與業(yè)務(wù)的內(nèi)容無關(guān)地、簡單地向網(wǎng)關(guān)34轉(zhuǎn)發(fā)該業(yè)務(wù)。
在網(wǎng)關(guān)34，只有所述路徑之一被配置為現(xiàn)用路徑來向網(wǎng)絡(luò)32中轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)，并且另一條路徑被配置為備用路徑并丟棄所接收的業(yè)務(wù)。
利用公共地址配置冗余通信路徑將SRRP降至內(nèi)部機制，以使網(wǎng)關(guān)34上的SRRP的操作對于接入網(wǎng)絡(luò)單元39、主機系統(tǒng)44、46、48以及通信網(wǎng)32中的核心路由器來說完全是透明的。這在實現(xiàn)SRRP的網(wǎng)關(guān)路由器(例如34)與不實現(xiàn)SRRP的其它路由器和設(shè)備之間規(guī)定了互操作性。
檢測通信路徑失效或故障的方法在某種程度上可能取決于冗余通信路徑的類型。例如，通信路徑故障檢測可以基于同步光網(wǎng)絡(luò)/同步數(shù)字體系(SONET/SDH)層故障、通過操作、管理和維護(OAM)技術(shù)所檢測的ATM層故障，或者以太網(wǎng)物理層或MAC層故障。
當(dāng)在對36、38的現(xiàn)用路徑上檢測到故障時，網(wǎng)關(guān)34在備用路徑上轉(zhuǎn)發(fā)所有業(yè)務(wù)。由于恢復(fù)機制在網(wǎng)關(guān)34內(nèi)部，因此與接入網(wǎng)42的通信可以在以秒級而不是分鐘級的恢復(fù)時間內(nèi)重新開始。
同樣，由于通信路徑冗余是由單個網(wǎng)關(guān)34提供的，因此現(xiàn)用通信路徑的故障對核心網(wǎng)絡(luò)32中的路由不會產(chǎn)生任何影響。核心路由器可以繼續(xù)向網(wǎng)關(guān)34轉(zhuǎn)發(fā)通信業(yè)務(wù)，而不管哪個路徑36、38當(dāng)前是現(xiàn)用。同樣，由于在網(wǎng)關(guān)34處針對路徑36、36二者使用相同的地址信息，因此接入網(wǎng)絡(luò)單元39不需要在活動性切換的情況下為備用路徑確定新的地址。相反，如上所述，在VRRP實現(xiàn)中從主網(wǎng)關(guān)路由器的故障中恢復(fù)，需要核心網(wǎng)絡(luò)收斂和備份網(wǎng)關(guān)路由器的標(biāo)識二者，這實質(zhì)上要占用更久的時間。
在一個實施例中，SRRP在網(wǎng)關(guān)34被操作員配置。對于基于IP和以太網(wǎng)的系統(tǒng)，操作員可以配置主接口和保護接口，用于這兩個接口的虛擬MAC地址，以及用于這兩個接口的單個IP地址。IP靜態(tài)路由還可以在兩個接口上被配置，并且通過內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)或BGP4在通信網(wǎng)32中被分配，以經(jīng)由網(wǎng)關(guān)34來通告主機系統(tǒng)44、46、48的可達(dá)到性。
圖3是實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例的冗余保護系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)單元的框圖。根據(jù)要在通信系統(tǒng)中提供的冗余度，網(wǎng)絡(luò)單元50可以例如被實現(xiàn)為例如網(wǎng)關(guān)34(圖2)的網(wǎng)關(guān)以提供到通信網(wǎng)的接入、被實現(xiàn)為例如接入網(wǎng)的39(圖2)的網(wǎng)絡(luò)單元，或者可能被實現(xiàn)為二者。網(wǎng)絡(luò)單元50還可以或替代地被實現(xiàn)在通信網(wǎng)核心中，與其邊緣相反，盡管例如動態(tài)路由的其它故障保護機制通常也可用于網(wǎng)絡(luò)核心中。網(wǎng)絡(luò)單元50可能在其它保護機制不可行的情況下特別有用，例如在靜態(tài)IP環(huán)境中。
如圖3所示，網(wǎng)絡(luò)單元50包括通信接口52、54、56、有效耦合到通信接口52、54、56的配置接口58、有效耦合到配置接口58和通信接口52、54、56的存儲器62，以及有效耦合到配置接口58、通信接口52、54、56以及存儲器62的控制器64?？刂破?4包括選擇器66和監(jiān)控器68。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，網(wǎng)絡(luò)單元可以包括比圖3明確示出的更多、更少或不同的部件，它們可以用類似或不同的方式有效地耦合。另外，圖3所示部件的特定結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)和操作可能根據(jù)(一個或多個)通信網(wǎng)絡(luò)而變化，其中網(wǎng)絡(luò)單元50結(jié)合所述通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行操作。
通信接口52、54、56代表支持與其它系統(tǒng)或設(shè)備進(jìn)行通信的資源。這些資源可以包括物理資源和邏輯資源或物理和邏輯資源的一些組合，所述物理資源例如是網(wǎng)絡(luò)接口卡、輸入/輸出(I/O)卡以及連接到不同物理線路的路由器端口，所述邏輯資源例如是ATM虛擬信道。因此，接口52、54、56可以被認(rèn)為是物理接口和/或邏輯接口。接口52、54、56的指定結(jié)構(gòu)和操作可能取決于例如以下因素可以利用遠(yuǎn)程系統(tǒng)或設(shè)備來建立的通信路徑的類型，以及在冗余接口54、56情況下的要提供的保護的級別。
在網(wǎng)絡(luò)單元50的說明性例子中，通信接口52支持與核心通信網(wǎng)的通信，而通信接口54、56支持到接入網(wǎng)的冗余通信路徑。盡管接口54、56在圖3中被示為分離的塊，然而它們可以共享至少一些物理部件。對于相對較高級別的保護，期望為通信接口54、56中每一個提供分離的物理部件。然而，可以通過利用公共、共享的物理部件來配置不同的邏輯通信路徑，來提供一種故障保護的方法。
配置接口58允許利用例如操作員終端的本地設(shè)備來配置接口52、54、56。一些類型的網(wǎng)絡(luò)單元和配置接口還可以或替代地允許例如通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)來遠(yuǎn)程配置接口52、54、56。
接口52、54、56的配置方式至少在某種程度上還取決于接口52、54、56的類型、這些接口所支持的通信路徑的類型，以及用于其中要部署網(wǎng)絡(luò)單元50的通信網(wǎng)絡(luò)的適當(dāng)?shù)目刂苹蚬芾頇C制。在一個實施例中，操作員在終端輸入例如地址信息的配置信息，并且這個配置信息通過配置接口58被接收并且被存儲在存儲器62中。
許多不同類型存儲設(shè)備中的任一個都可以被用來實現(xiàn)存儲器62。存儲器62可以包括多個相同或不同類型的存儲設(shè)備。固態(tài)存儲設(shè)備、磁盤驅(qū)動器以及用于固定、活動或甚至可拆卸的存儲介質(zhì)的其它存儲設(shè)備，都是存儲器62可能包括的設(shè)備類型的例子。
可以在硬件中、存儲于存儲器62中用于由處理器執(zhí)行的軟件中或其一些組合中，實現(xiàn)包括選擇器66和監(jiān)控器68的控制器64?？捎糜趫?zhí)行控制軟件的處理器的例子包括微處理器、微控制器、專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、可編程邏輯器件(PLD)以及場可編程門陣列(FPGA)。在一個實施例中，控制器64是利用通信設(shè)備中控制卡上的微處理器而被實現(xiàn)的。
為了本發(fā)明，控制器64執(zhí)行各種不同的功能來控制冗余通信路徑?？刂破?4還可以執(zhí)行用于控制網(wǎng)絡(luò)單元50的其它操作的功能，如圖3所示通過控制器64和通信接口52之間的連接。例如，控制卡處理器可能不是專用于冗余控制功能。
網(wǎng)絡(luò)單元50為接入網(wǎng)通信提供冗余保護。通信接口54、56通過配置接口58而被配置，用來支持在各個通信路徑上與接入網(wǎng)進(jìn)行通信，或者更一般地支持與遠(yuǎn)程系統(tǒng)進(jìn)行通信。根據(jù)本發(fā)明的一方面，冗余接口54、56使用公共地址。該公共地址可以包括如圖3所示的IP地址IP2。如上面所指出的，通信接口54、56還可以或替代地被配置用來共享公共虛擬MAC地址，其中接入網(wǎng)是以太網(wǎng)。
在一個實施例中，冗余組的通信接口通過經(jīng)由配置接口58輸入配置信息而被配置。然后，例如通過向冗余組添加其它接口以及它們的被支持通信路徑，可以創(chuàng)建該冗余組。
例如，通過指定虛擬MAC地址、IP地址以及用于通信接口的其它配置，并且然后通過為接口配置不同的冗余路徑，可以在選擇或不選擇指定現(xiàn)用路徑的情況下配置冗余路徑組。在一個實施例中，通過指定路徑和冗余路徑，其后隨包括IP地址和MAC地址的配置，來創(chuàng)建接口。
冗余組創(chuàng)建和成員可以用不同的方法來管理。冗余組可以在它的第一接口由操作員配置時被創(chuàng)建。例如，操作員可以指定主接口/路徑將針對冗余組而被配置。冗余組中的成員可以利用標(biāo)記、組名稱或配置信息中的其它字段來指示，或者可以通過標(biāo)識組成員列表中的冗余接口和/或路徑來指示。在一個實施例中，通過將例如公共地址的任何公共組配置信息自動置入(port into)被添加到該冗余組的新接口的配置信息中，簡化了配置過程。這避免讓操作員為組中的每個接口和路徑重新輸入等同的配置信息，由此即節(jié)省了配置時間又避免了潛在的數(shù)據(jù)輸入錯誤。
一旦冗余組已經(jīng)利用至少兩個接口而被配置，選擇器66就選擇現(xiàn)用接口或通信路徑用于與接入網(wǎng)交換通信業(yè)務(wù)。現(xiàn)用接口或路徑的選擇可以基于配置信息、用戶做出的明確選擇來實現(xiàn)，或者如下所述地基于來自監(jiān)控器68的輸出來實現(xiàn)。在冗余組配置期間，操作員可以將例如被配置第一接口的特定接口指定為冗余組的主接口。然后，該主接口可以在它可操作時被選擇器66選擇為現(xiàn)用接口。在一些實施例中，操作員還可以人工調(diào)用活動性切換，和/或?qū)⑻囟ń涌诨蚵窂阶鳛楝F(xiàn)用接口或路徑的強制選擇。
各種不同的機制可以被實現(xiàn)以控制冗余組內(nèi)的活動性。通信接口54、56可以只是現(xiàn)用的，以例如在被來自控制器64的控制信號啟動時執(zhí)行通信操作。在這種情況下，選擇器66可以斷言(assert)用于現(xiàn)用接口并因此用于現(xiàn)用通信路徑的使能信號，除非或直到活動性要被切換。然后，只有被啟動的通信接口可用來處理通信業(yè)務(wù)。在另一個可能的實施例中，基于與配置信息一起存儲在存儲器62中的的標(biāo)記或其它指示符來控制活動性。然后，每個通信接口54、56都可以接入存儲器62以確定它當(dāng)前是否是現(xiàn)用的。
盡管網(wǎng)絡(luò)單元50可以在多個冗余接口上接收通信業(yè)務(wù)，然而由于所述組中的所有接口具有相同的地址，因此僅現(xiàn)用接口處理通信業(yè)務(wù)。在圖3中，僅接口54、56中的現(xiàn)用接口通過通信接口52將通信業(yè)務(wù)傳遞入或傳遞出核心網(wǎng)絡(luò)，以及可能的其它通信業(yè)務(wù)處理部件(未示出)。任何備用接口都可以簡單地丟棄或放棄所接收的通信業(yè)務(wù)。
監(jiān)控器68監(jiān)控接口54、56所支持的通信路徑，或至少監(jiān)控現(xiàn)用通信路徑，以檢測故障。例如，可以基于對以下內(nèi)容中一個或多個的監(jiān)控來檢測故障物理和/或邏輯端口狀態(tài)、通信路徑上所傳送的通信業(yè)務(wù)和通信路徑上所傳送的其它信息。例如，可以基于ATM端口狀態(tài)和OAM業(yè)務(wù)中任一個或二者來檢測SONET/ATM故障，所述OAM業(yè)務(wù)例如是告警指示信號(AIS，Alarm Indication Signal)或遠(yuǎn)程缺陷指示(RDI)信元。
如果監(jiān)控器68檢測到故障，則選擇器66從接口54、56中選擇新的現(xiàn)用接口。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)與現(xiàn)用路徑相關(guān)聯(lián)的故障被檢測到時，接口54、56是第3層接口，并且第三層業(yè)務(wù)從出故障的接口或路徑被切換到備用接口和路徑。
根據(jù)本發(fā)明實施例的通信路徑冗余，可以被設(shè)計成結(jié)合其它保護機制進(jìn)行操作，例如線路卡冗余(LCR)/設(shè)備保護切換(EPS)以及SONET自動保護切換(APS)。例如，可以設(shè)計控制器64以使由APS導(dǎo)致的端口切換不會導(dǎo)致接口/路徑活動性切換，而在ATM虛擬信道(VC)級的中斷導(dǎo)致活動性切換。
對于以太網(wǎng)接口冗余保護組，鏈路聚集組(LAG，Link AggregationGroup)優(yōu)選地在保護組之下。LAG使用兩個或更多物理端口來聚集IP業(yè)務(wù)。如果冗余接口或路徑包括屬于兩個不同LAG的端口，則只要現(xiàn)用接口或路徑中的LAG保持可操作就不必切換現(xiàn)用性，即至少一個端口是可操作狀態(tài)。然后，選擇器66可以只在監(jiān)控器68檢測到整個LAG處于故障狀態(tài)時切換活動性。
示例性網(wǎng)絡(luò)單元50在圖3中被示為網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元，其中，通信接口52與核心通信網(wǎng)中的地址IP1相關(guān)聯(lián)，而通信接口54、56與接入網(wǎng)中的同一公共地址IP2相關(guān)聯(lián)。地址IP1被用在核心通信網(wǎng)中以與接入網(wǎng)傳送業(yè)務(wù)，并且與任何時刻都為現(xiàn)用的通信接口54、56中特定的一個無關(guān)。因此，即使在網(wǎng)絡(luò)單元50中進(jìn)行活動性切換，地址IP1也保持可用于在核心通信網(wǎng)和接入網(wǎng)之間傳送業(yè)務(wù)。
這個通信網(wǎng)絡(luò)地址無關(guān)的特性提供了實質(zhì)上的益處，即例如允許利用單個網(wǎng)關(guān)路由器的冗余接入路徑保護的實現(xiàn)。在基于IP的核心通信網(wǎng)中，核心網(wǎng)絡(luò)中的IP路由表不受接入路徑活動性切換的影響，并且因此接入路徑活動性切換不需要任何核心網(wǎng)絡(luò)收斂或路由表更新。
根據(jù)通信接口54、56的結(jié)構(gòu)層以及通信路徑中所涉及的較低層，在較低層的公共配置可以就接入通信的恢復(fù)操作提供類似的優(yōu)點。將具有IP主機的核心IP網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)LAN的例子考慮為接入網(wǎng)。如果通信接口54、56是用公共虛擬MAC地址來被配置的，則在網(wǎng)絡(luò)單元50處發(fā)生活動性切換的情況下，將IP地址映射到MAC地址的ARP表不需要更新。
上面主要就系統(tǒng)和設(shè)備描述了本發(fā)明的實施例。圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的方法的流程圖。方法70開始于72，即配置通信路徑冗余組。如上所述，這可能包括例如配置接口和路徑，例如靜態(tài)IP路由。冗余組包括通過具有公共地址的各個通信接口的多個通信路徑。
在74，所述通信路徑之一被選擇為用于傳送通信業(yè)務(wù)的現(xiàn)用通信路徑。在76，針對一個或多個故障條件監(jiān)控至少一個現(xiàn)用通信路徑。監(jiān)控可能是正在進(jìn)行的過程，其一直持續(xù)到在78檢測到故障為止。響應(yīng)于故障的檢測，所述通信路徑中的另一個在74被選擇為現(xiàn)用通信路徑。
方法70代表根據(jù)本發(fā)明一個實施例的方法的例子。其它實施例可以用比圖4明確示出的更多或更少的步驟來被實現(xiàn)，其可以用類似或不同順序來執(zhí)行。根據(jù)前面對系統(tǒng)和設(shè)備的描述，方法70的一些潛在變型是明顯的，并且其它變型對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。
由此，新的冗余和恢復(fù)范例由本發(fā)明的實施例提供。通信接口(說明性地是例如IP接口的第3層接口)被配置為具有公共地址的冗余組，并且因而顯得像是到使用該公共地址的遠(yuǎn)程系統(tǒng)的單個接口。所述接口中只有一個接口在任何時刻都是現(xiàn)用的，以處理通信業(yè)務(wù)。例如，現(xiàn)用接口可以轉(zhuǎn)發(fā)通信業(yè)務(wù)，而(一個或多個)非現(xiàn)用接口將丟棄所有接收的業(yè)務(wù)。
通過在單個通信設(shè)備(例如在核心網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)之間交換業(yè)務(wù)的網(wǎng)關(guān)路由器)上配置多個路徑，核心網(wǎng)絡(luò)中的通信不受冗余組內(nèi)活動性切換的影響。例如在IP核心網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)中的IP路由表不受活動性切換的影響。從路由的觀點看，只要一個接口和路徑是可操作的，冗余組就保持可用。
相對于VRRP中需要的那些操作，較不密集的故障恢復(fù)操作例如在靜態(tài)缺省路由環(huán)境中提供了IP服務(wù)的高可用性。此處公開的單個路由器結(jié)構(gòu)可以提供IP服務(wù)的較高的可用性，比起VRRP情況下的分鐘級來說具有潛在的次秒級的故障恢復(fù)時間。結(jié)合SRRP，例如視頻或VoIP服務(wù)器的服務(wù)器，實質(zhì)上可以向用戶提供不停止的多媒體服務(wù)。
SRRP還為提供商和網(wǎng)絡(luò)管理者實現(xiàn)了成本節(jié)省。例如，在網(wǎng)關(guān)路由器實現(xiàn)中，降低了投資支出，這是因為只需要一個網(wǎng)關(guān)路由器而不是像VRRP那樣需要雙路由器。也降低了操作開支，這是因為路由器的數(shù)量、基礎(chǔ)設(shè)施所需要的核心(和接入)網(wǎng)絡(luò)地址的數(shù)量以及核心網(wǎng)絡(luò)物理鏈路的數(shù)量，相對于VRRP來說都減半了。
所描述的內(nèi)容僅是本發(fā)明實施例的原理應(yīng)用的說明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明范圍的前提下實現(xiàn)其它安排和方法。
例如，本發(fā)明實施例的實際實現(xiàn)可能在設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和通信的類型之間發(fā)生變化。本發(fā)明決不限于信元中繼上的橋接封裝和以太網(wǎng)封裝的接口，或上面已經(jīng)描述的任何其它說明性例子。
本發(fā)明的實施例可以針對企業(yè)服務(wù)提供到例如企業(yè)站點中的主機的高可用性的公司IP接入。這種站點中的以太網(wǎng)交換機可以經(jīng)由ATM網(wǎng)絡(luò)而連接到公司IP網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)路由器。為了提供冗余保護，在交換機和路由器之間可以提供兩個ATM VC。
本發(fā)明實施例的另一個可能應(yīng)用是提供高可用性的非對稱數(shù)字用戶線(ADSL)寬帶服務(wù)。DSL接入復(fù)用器(DSLAM)，例如基于ATM的DSLAM或基于以太網(wǎng)的DSLAM，可以具有兩個接入網(wǎng)或中繼線接口，并且SRRP可以在邊緣路由器處被實現(xiàn)。
高可用性應(yīng)用數(shù)據(jù)中心也可以受益于如這里公開的通信路徑冗余保護。服務(wù)提供商不斷為他們的用戶計劃新的增值服務(wù)。許多新的服務(wù)依賴于在高端服務(wù)器上運行的智能應(yīng)用。例子包括視頻中間件和用于三重服務(wù)的動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)策略服務(wù)器，以及用于下一代IP多媒體/VoIP服務(wù)的軟交換機和應(yīng)用/媒體服務(wù)器。在這些例子中，即使沒有數(shù)百萬，也有數(shù)萬用戶依賴于到應(yīng)用數(shù)據(jù)中心的無中斷接入，以獲得這種服務(wù)。如上所述，也許網(wǎng)絡(luò)路由器和服務(wù)器之間最普通的互連類型是具有靜態(tài)缺省LAN網(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)。
例如，移動IMS運營商為他們的用戶提供增值服務(wù)，包括VoIP、視頻電話、現(xiàn)場(presence)、即時消息以及按鍵通話/視頻。這些服務(wù)需要用戶可靠地接入相應(yīng)的服務(wù)器。利用SRRP的運營商級路由器可以提供這種接入。
寬帶服務(wù)提供商的挑戰(zhàn)是令人生畏的。他們的VoIP和視頻服務(wù)類似地需要利用視頻頭端服務(wù)器、語音軟交換機和媒體網(wǎng)關(guān)，來恒定地、安全可靠地接入他們的后端辦公室。提供視頻和VoIP服務(wù)的寬帶服務(wù)提供商通常發(fā)現(xiàn)用戶對可靠性的期望要高于高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。SRRP可以被用來提供適合于提供這些類型的服務(wù)的可靠性和可用性的級別。
因此，本發(fā)明決不限于任何特定類型的網(wǎng)絡(luò)或拓?fù)洹?br> 還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，冗余組可以包括不止一對接口/路徑。冗余組可以包括兩個或更多接口/路徑。
此外，盡管主要就方法和系統(tǒng)進(jìn)行了描述，然而也設(shè)想了本發(fā)明的其它實現(xiàn)，例如存儲在機器可讀介質(zhì)上的指令，或用于在這種介質(zhì)上存儲配置信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.用于提供通信系統(tǒng)中的通信路徑冗余保護的設(shè)備，該設(shè)備包括多個接口，配置所述接口以支持在多個各自的通信路徑上與遠(yuǎn)程系統(tǒng)進(jìn)行通信，所述多個接口具有公共地址；和控制器，配置所述控制器以選擇所述多個接口中的一個接口，作為用于與所述遠(yuǎn)程系統(tǒng)交換通信業(yè)務(wù)的現(xiàn)用接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，還配置所述控制器以響應(yīng)于故障而從所述多個接口中選擇新的現(xiàn)用接口，其中所述故障與所述現(xiàn)用接口或該現(xiàn)用接口所支持的通信路徑相關(guān)聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其中，配置所述控制器以基于對以下內(nèi)容中至少一個的監(jiān)控來檢測故障與所述現(xiàn)用接口所支持的通信路徑相關(guān)聯(lián)的端口的狀態(tài)、在所述通信路徑上所傳送的業(yè)務(wù)，以及在所述通信路徑上所傳送的其它信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括與通信網(wǎng)中的地址相關(guān)聯(lián)的通信設(shè)備，該地址用在所述通信網(wǎng)中以在所述通信網(wǎng)和遠(yuǎn)程系統(tǒng)之間傳送業(yè)務(wù)，并且保持可用于在選擇新的現(xiàn)用接口之后在所述通信網(wǎng)和遠(yuǎn)程系統(tǒng)之間傳送業(yè)務(wù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個的設(shè)備，其中，所述多個接口包括物理接口或邏輯接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個的設(shè)備，其中，所述多個接口包括第3層接口或互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個的設(shè)備，其中，所述遠(yuǎn)程系統(tǒng)包括其中有效耦合多個主機系統(tǒng)的局域網(wǎng)，所述公共地址包括缺省地址，其中所述多個主機系統(tǒng)使用該缺省地址向所述局域網(wǎng)之外的外部系統(tǒng)傳送通信業(yè)務(wù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個的設(shè)備，還包括配置接口，其允許用于所述多個接口的公共地址的配置。
9.一種通信系統(tǒng)，其包括包括網(wǎng)關(guān)的第一通信網(wǎng)，該網(wǎng)關(guān)包括根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個的設(shè)備；和包括所述遠(yuǎn)程系統(tǒng)的第二通信網(wǎng)，所述網(wǎng)關(guān)向該第二通信網(wǎng)提供到所述第一通信網(wǎng)的接入。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的通信系統(tǒng)，其中，所述網(wǎng)關(guān)與所述第一通信網(wǎng)中的地址相關(guān)聯(lián)，該地址在所述第一通信網(wǎng)中被用來在該第一通信網(wǎng)和第二通信網(wǎng)之間傳送業(yè)務(wù)，其中，所述公共地址包括所述第二通信網(wǎng)中的地址，并且其中，還配置所述控制器以響應(yīng)于故障而從所述多個接口中選擇新的現(xiàn)用接口，該故障與所述現(xiàn)用接口或該現(xiàn)用接口所支持的通信路徑相關(guān)聯(lián)，所述第一通信網(wǎng)地址保持可用于在選擇新的現(xiàn)用接口之后在所述第一通信網(wǎng)和第二通信網(wǎng)之間傳送業(yè)務(wù)。
11.一種用于提供從接入網(wǎng)到通信網(wǎng)的接入的通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)包括配置接口，用于允許通信路徑冗余組的配置，該通信路徑冗余組包括所述網(wǎng)關(guān)和接入網(wǎng)之間的多個通信路徑，該多個通信路徑是由具有與所述接入網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的公共地址的各個通信接口來支持的；和控制器，配置所述控制器來控制所述多個通信路徑，以將該多個通信路徑之一指定為現(xiàn)用通信路徑用于在所述通信網(wǎng)和接入網(wǎng)之間傳送通信業(yè)務(wù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的網(wǎng)關(guān)，其中，所述公共地址包括由所述接入網(wǎng)的部件用來接入所述通信網(wǎng)的缺省網(wǎng)關(guān)地址。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的網(wǎng)關(guān)，其中，所述網(wǎng)關(guān)與在所述通信網(wǎng)中被用來與所述接入網(wǎng)進(jìn)行通信的地址相關(guān)聯(lián)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的網(wǎng)關(guān)，其中，所述網(wǎng)關(guān)的地址與所述現(xiàn)用通信路徑無關(guān)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11到14中任一個的網(wǎng)關(guān)，其中，還配置所述控制器以檢測與所述現(xiàn)用通信路徑相關(guān)聯(lián)的故障，并且響應(yīng)于所述檢測而將所述冗余組的另一個通信路徑指定為現(xiàn)用通信路徑。
16.一種提供通信系統(tǒng)中的通信路徑冗余的方法，該方法包括將通過具有公共地址的各個通信接口的多個通信路徑配置為通信路徑冗余組；選擇所述多個通信路徑之一，作為用于傳送通信業(yè)務(wù)的現(xiàn)用通信路徑；并且響應(yīng)于與所述現(xiàn)用通信路徑相關(guān)聯(lián)的故障，來選擇所述多個通信路徑之一作為現(xiàn)用通信路徑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括至少監(jiān)控所述現(xiàn)用通信路徑，其中，所述選擇多個通信路徑之一包括響應(yīng)于所述監(jiān)控期間所檢測的故障來選擇所述多個通信路徑中的另一個。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的方法，其中，所述通信路徑包括通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)和接入網(wǎng)之間的通信路徑，并且其中，所述配置包括將所述接入網(wǎng)中使用的缺省網(wǎng)關(guān)地址配置為所述公共地址。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，還包括利用所述通信網(wǎng)中所使用的地址來配置另一個通信接口，以向所述接入網(wǎng)傳送通信業(yè)務(wù)，該地址不受選擇所述多個通信路徑中另一個的操作的影響。
20.一種存儲指令的機器可讀介質(zhì)，所述指令在被執(zhí)行時能夠執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求16或17的方法，所述指令包括被執(zhí)行時允許配置所述通信路徑冗余組的指令，和被執(zhí)行時實現(xiàn)選擇所述多個通信路徑之一并選擇該多個通信路徑中另一個的操作的指令。
全文摘要
公開了通信路徑冗余保護系統(tǒng)和方法。具有公共地址的多個通信接口支持各個通信路徑上的通信。所述接口或通信路徑之一被選擇為現(xiàn)用接口或路徑用于傳送通信業(yè)務(wù)。如果故障與現(xiàn)用接口或路徑相關(guān)聯(lián)，則所述接口或路徑中另一個被選擇以變?yōu)楝F(xiàn)用。公共地址允許冗余接口顯得像是到其它通信設(shè)備的單個接口，而多個接口利用單個通信設(shè)備來提供冗余路徑保護。當(dāng)本發(fā)明的實施例被實現(xiàn)在例如核心通信網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)路由器中時，冗余接入路徑之間的活動性切換對核心網(wǎng)絡(luò)中的路由沒有影響。
文檔編號H04L29/10GK1893338SQ20061009422
公開日2007年1月10日 申請日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月28日
發(fā)明者M·布羅瑟斯頓, H·昌 申請人:阿爾卡特公司