一種主備倒換轉(zhuǎn)發(fā)不中斷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及主備倒換過(guò)程中轉(zhuǎn)發(fā)不中斷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]身份標(biāo)識(shí)與位置分離(LISP,Locator Identify Separat1n Protocol)協(xié)議是一種基于網(wǎng)絡(luò)的身份標(biāo)識(shí)與位置分離協(xié)議，用于解決路由擴(kuò)展性問題的方案，其基本思想包括:(1)將現(xiàn)有的IP地址系統(tǒng)分為標(biāo)識(shí)(EID，Endpoint Identifiers)和路由位置(RL0C, Routing Locator),并引入了隧道技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；(2)主機(jī)不做任何改變,主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)的IP地址用EID表示，報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中的傳遞依賴于RLOC信息，根據(jù)查找RLOC路由表進(jìn)行報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)；(3) ITR (Ingress Tunnel Router)負(fù)責(zé)報(bào)文的封裝和映射的查找，在主機(jī)IP報(bào)文的外面再封裝一層LISP報(bào)文頭和IP報(bào)文頭，根據(jù)目的EID信息查找對(duì)應(yīng)的RLOC信息；(4) ETR (Egress Tunnel Router)負(fù)責(zé)報(bào)文的解封裝。
[0003]當(dāng)ITR接收到報(bào)文的時(shí)候，如果ITR在本地的映射(MAP)緩存表中沒有找到報(bào)文的目的EID對(duì)應(yīng)的RLOC，首先向MR (Map Resolver)發(fā)送MAP請(qǐng)求報(bào)文，請(qǐng)求獲取EID-to-RL0C的映射關(guān)系。MR收到ITR的MAP請(qǐng)求報(bào)文后，并轉(zhuǎn)發(fā)給MS (Map Service)或自己代理解析該請(qǐng)求報(bào)文。ITR接收到MAP響應(yīng)報(bào)文后，將其中攜帶的目的EID與RLOC的映射關(guān)系保存在MAP緩存表中，在后續(xù)訪問該目的EID時(shí)直接封裝成LISP報(bào)文發(fā)送。
[0004]目前LISP所采用的方法，當(dāng)ITR設(shè)備進(jìn)行主備倒換時(shí)候，會(huì)刪除MAP緩存轉(zhuǎn)發(fā)表。主備倒換完成后，新的主控板需要重新學(xué)習(xí)并形成本地緩存映射轉(zhuǎn)發(fā)表，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。在主備倒換期間將造成業(yè)務(wù)中斷，對(duì)于一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)，尤其是運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)發(fā)中斷是不可容忍的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)主備倒換時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)不中斷的方法，應(yīng)用于LISP協(xié)議，ITR控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離并具備主備倒換能力的分布式設(shè)備；其中控制層負(fù)責(zé)路由學(xué)習(xí)、路由計(jì)算和MAP映射表的生成；轉(zhuǎn)發(fā)層負(fù)責(zé)IP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)和LISP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)。LISP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。為達(dá)到上述目的，實(shí)現(xiàn)該方法包括:EID注冊(cè)模塊、EID注冊(cè)響應(yīng)模塊、OSPF模塊和轉(zhuǎn)發(fā)模塊。其中:
EID注冊(cè)模塊:終端向ITR注冊(cè)自己的EID信息；
EID注冊(cè)響應(yīng)模塊:對(duì)終端的EID注冊(cè)消息進(jìn)行應(yīng)答，將EID和RLOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系通知OSPF路由協(xié)議模塊；
OSPF模塊:(I)支持OSPF基本功能；(2)負(fù)責(zé)將EID和RLOC對(duì)應(yīng)關(guān)系生成改進(jìn)五類LSA(對(duì)LSA的opt1n字段進(jìn)行擴(kuò)展)，并在LISP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行同步擴(kuò)散；將學(xué)習(xí)到的改進(jìn)的五類LSA形成映射轉(zhuǎn)發(fā)表；(3)具備OSPF GR(Graceful Restart)功能特性；
轉(zhuǎn)發(fā)模塊:(I)維護(hù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)表和映射轉(zhuǎn)發(fā)表，根據(jù)各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；(2)在GR期間維持系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)表和映射轉(zhuǎn)發(fā)表不變； 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明包括如下步驟:
1.1TR獲取到終端設(shè)備的EID和RLOC的映射關(guān)系，通知OSPF模塊生成改進(jìn)的五類LSA，并在LISP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)完成同步，各個(gè)設(shè)備形成自己的映射轉(zhuǎn)發(fā)表；
2.1TR發(fā)生主備倒換時(shí)，維持映射轉(zhuǎn)發(fā)表不發(fā)生變化；同時(shí)通知鄰居設(shè)備進(jìn)入GR協(xié)助模式，周邊設(shè)備不僅到ITR的鄰居關(guān)系、系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)表不變，還維持映射轉(zhuǎn)發(fā)表在一定時(shí)間內(nèi)保持不變；
3.主備倒換后，ITR在周邊鄰居設(shè)備協(xié)助完成鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的同步，重新計(jì)算系統(tǒng)路由表和更新映射轉(zhuǎn)發(fā)表保證LISP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，在整個(gè)主備倒換期間保證業(yè)務(wù)不中斷。
[0006]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:(I)當(dāng)ITR進(jìn)行主備倒換過(guò)程中能夠保證流量不中斷，整個(gè)設(shè)備和沒有發(fā)生倒換一樣，保證業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性和減少對(duì)重要業(yè)務(wù)的影響，提高了 LISP的可用性，使網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)定。(2)通過(guò)同步擴(kuò)散將映射關(guān)系在全網(wǎng)同步，各個(gè)ITR不再依賴MR和MS獲取映射轉(zhuǎn)發(fā)表而是根據(jù)本地轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如果映射轉(zhuǎn)發(fā)表中存在目的EID時(shí)直接封裝成LISP報(bào)文發(fā)送；如果不存在，查找系統(tǒng)路由表進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。通過(guò)這種方式提高轉(zhuǎn)發(fā)效率，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，避免因MR或者M(jìn)S單點(diǎn)故障導(dǎo)致LISP網(wǎng)絡(luò)不通的問題。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是一種LISP通信流程圖。
[0008]圖2為各模塊之間的關(guān)系。
[0009]圖3 改進(jìn) LSA opt1n 字段。
[0010]圖4主備倒換前工作流程圖。
[0011]圖5主備倒換過(guò)程工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1，LISP通信流程圖所示，目前的處理方法如下:
I) SN要與DN通信，以通信對(duì)方DN的EID2作為目的IP地址，以本機(jī)SN的EIDl作為源IP地址封裝數(shù)據(jù)包；如果DN與SN處于同一個(gè)LISP域，則按目的EID2直接進(jìn)行路由完成數(shù)據(jù)通信。如果DN與SN處于不同的LISP域，按默認(rèn)路由轉(zhuǎn)發(fā)到本LISP域?qū)?yīng)默認(rèn)路由節(jié)點(diǎn)。
[0013]2)默認(rèn)路由節(jié)點(diǎn)即為本LISP域?qū)?yīng)的ITR。ITR接收到終端主機(jī)SN發(fā)送的數(shù)據(jù)包之后，首先查詢本地緩存中是否保存了通信對(duì)端EID2的EID-to-RLOC映射信息；如果沒有，則ITR向名址映射服務(wù)器作EID2的EID-to-RLOC的查詢。
[0014]3)名址映射服務(wù)器向ITR返回所請(qǐng)求的終端主機(jī)EID2與其接入路由節(jié)點(diǎn)(ETR)的RLOC之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0015]4)獲得對(duì)端主機(jī)DN對(duì)應(yīng)的RLOCb之后，ITR將該映射信息存儲(chǔ)在本地緩存中，并且在原數(shù)據(jù)包外面封裝上LISP包頭，該包頭以對(duì)端主機(jī)接入路由節(jié)點(diǎn)(ETR)的RLOCb為目的地址，以本地ITR的RLOCa為源地址。封裝結(jié)束后將該數(shù)據(jù)包發(fā)送至核心骨干網(wǎng)絡(luò)上，以RLOC進(jìn)行路由并最終到達(dá)對(duì)端的ETR。
[0016]5)ETR對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行必要的正確性檢查后，去除LISP包頭，再根據(jù)IP包中的目的端地址EID2，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給接收方主機(jī)DN。
[0017]6)反之，DN_>SN之間通信流程也與上述流程是一樣的。
[0018]在現(xiàn)有的技術(shù)中，當(dāng)ITR設(shè)備進(jìn)行主備倒換時(shí)候，會(huì)刪除MAP緩存轉(zhuǎn)發(fā)表。主備倒換完成后，新的主控板需要重新學(xué)習(xí)并形成本地緩存映射轉(zhuǎn)發(fā)表才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。在主備倒換期間將造成業(yè)務(wù)中斷，對(duì)于一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)，尤其是運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)發(fā)中斷是不可容忍的。
[0019]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種主備倒換時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)不中斷的方法，實(shí)現(xiàn)該方法包括:EID注冊(cè)模塊、EID注冊(cè)響應(yīng)模塊、OSPF模塊和轉(zhuǎn)發(fā)模塊。模塊之間關(guān)系可參見圖2.需要說(shuō)明的是，為了更加清楚、簡(jiǎn)要的描述本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式，圖2中省略了設(shè)備的原有功能模塊，僅僅示出與本發(fā)明相關(guān)的功能模塊。
[0020]EID注冊(cè)模塊:終端向ITR注冊(cè)自己的EID信息；
EID注冊(cè)響應(yīng)模塊:對(duì)終端的EID注冊(cè)消息進(jìn)行應(yīng)答，將EID和RLOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系通知OSPF路由協(xié)議模塊；
OSPF模塊:(I)支持OSPF基本功能和GR(Graceful Restart)功能特性；(2)負(fù)責(zé)將EID和RLOC對(duì)應(yīng)關(guān)系生成改進(jìn)五類LSA，并在LISP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行同步擴(kuò)散；將學(xué)習(xí)到的改進(jìn)的五類LSA形成映射轉(zhuǎn)發(fā)表；
轉(zhuǎn)發(fā)模塊:(I)維護(hù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)表和映射轉(zhuǎn)發(fā)表，根據(jù)各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；(2)在GR期間維持系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)表和映射轉(zhuǎn)發(fā)表不變；
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。主要包括如下步驟:
1.終端向ITR發(fā)送注冊(cè)消息，通告本機(jī)的EID地址信息；
2.1TR接收到注冊(cè)消息后，保存EID和RLOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系信息，向終端發(fā)送應(yīng)答消息；然后會(huì)通知OSPF模塊，使其生成改進(jìn)五類LSA ；
3.0SPF模塊通過(guò)同步擴(kuò)散算法將分散在各個(gè)設(shè)備內(nèi)部的離散的改進(jìn)五類LSA，逐漸擴(kuò)散到LISP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個(gè)節(jié)點(diǎn)，接收的設(shè)備不使用該改進(jìn)的五類LSA參與OSPF路由計(jì)算，而是通過(guò)該LSA形成映射轉(zhuǎn)發(fā)表；
4.當(dāng)ITR接收到數(shù)據(jù)時(shí)候首先查看本地映射轉(zhuǎn)發(fā)表，如果存在則進(jìn)行LISP封裝轉(zhuǎn)發(fā)；如果不存在，查找系統(tǒng)路由表進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)；
5.當(dāng)ITR發(fā)生主備倒換時(shí)，維持本地的系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)表和映射轉(zhuǎn)發(fā)表不變，并通知周邊設(shè)備進(jìn)入GR協(xié)助模式；
6.周邊設(shè)備感知到ITR進(jìn)入GR，維持原來(lái)的鄰居關(guān)系和系統(tǒng)路由表，保持映射轉(zhuǎn)發(fā)表不變；
7.在周邊設(shè)備協(xié)助下，ITR完成鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的同步，結(jié)束GR;同時(shí)通知周邊設(shè)備也退出GR協(xié)助模式；
8.1TR結(jié)束GR后，重新進(jìn)行路由計(jì)算，還需重新生成本設(shè)備的改進(jìn)五類LSA以便能夠更新映射轉(zhuǎn)發(fā)表，并刪除無(wú)效的映射轉(zhuǎn)發(fā)表；
9.各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)更新完成后，按照步驟4中描述根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
[0021]關(guān)于本步驟中所使用的LISP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)同步的LSA，本實(shí)施例中提供了如下兩種方式:
方式一、米用改進(jìn)的五類LSA; 方式二、采用i 類Opaque LSA ；
基于上述兩種方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員所能夠延伸出的其他方式也能夠?qū)崿F(xiàn)LISP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)同步。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種主備倒換轉(zhuǎn)發(fā)不中斷的方法，其特征在于，其應(yīng)用于LISP協(xié)議，ITR控制和轉(zhuǎn) 發(fā)分離的分布式設(shè)備，且設(shè)備具有主備倒換的能力；該方法包括: 發(fā)生主備倒換的ITR，在倒換過(guò)程中維持映射轉(zhuǎn)發(fā)表不變； 發(fā)生主備倒換的ITR，通知周邊的鄰居設(shè)備維護(hù)鄰居關(guān)系，保持映射轉(zhuǎn)發(fā)表不變； 在周邊鄰居設(shè)備協(xié)助下，ITR完成鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的同步后結(jié)束GR，重新更新映射轉(zhuǎn)發(fā)表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法中，其特征在于，所述的方法還包括:終端向ITR發(fā)送注冊(cè)消息，通告本機(jī)的EID地址信息；當(dāng)ITR接收到注冊(cè)消息后，保存EID和RLOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系信息，向終端發(fā)送應(yīng)答消息；同時(shí)會(huì)通知OSPF模塊，使其生成改進(jìn)五類LSA。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法中，其特征在于，所述的方法還包括:0SPF模塊通過(guò)同步擴(kuò)散算法將分散在各個(gè)設(shè)備內(nèi)部的離散的改進(jìn)五類LSA，逐漸擴(kuò)散到LISP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個(gè)節(jié)點(diǎn)，接收的設(shè)備不使用該改進(jìn)的五類LSA參與OSPF路由計(jì)算，而是通過(guò)該LSA形成映射轉(zhuǎn)發(fā)表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法包括:在主備倒換過(guò)程中，當(dāng)ITR接收到數(shù)據(jù)時(shí)候首先查看本地映射轉(zhuǎn)發(fā)表，如果存在則進(jìn)行LISP封裝轉(zhuǎn)發(fā)；如果不存在，查找系統(tǒng)路由表進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于主備倒換轉(zhuǎn)發(fā)不中斷的方法。其基本思想：在LISP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)將EID和RLOC對(duì)應(yīng)關(guān)系全網(wǎng)同步，各個(gè)設(shè)備形成本地映射轉(zhuǎn)發(fā)表；當(dāng)ITR的主控板進(jìn)行主備倒換時(shí)，維持本地的映射轉(zhuǎn)發(fā)表不變；通知鄰居設(shè)備維護(hù)鄰居關(guān)系、保證系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)表不變和保持映射轉(zhuǎn)發(fā)表在一定時(shí)間內(nèi)不發(fā)生變化；在主備倒換后，在周邊鄰居設(shè)備協(xié)助下，ITR完成鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的同步后結(jié)束GR，重新計(jì)算系統(tǒng)路由表和更新映射轉(zhuǎn)發(fā)表。通過(guò)本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)主備倒換流量轉(zhuǎn)發(fā)不中斷，保證業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性，提高LISP的可用性，使網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)定。
【IPC分類】H04L12-24, H04L12-707, H04L12-741
【公開號(hào)】CN104539530
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510015493
【發(fā)明人】李世釗, 康宗緒, 楊曉
【申請(qǐng)人】重慶金美通信有限責(zé)任公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日