一種用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法及系統的製作方法
2023-07-18 23:05:26
專利名稱：一種用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及虛擬專用網技術，尤其涉及一種用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法及系統。
背景技術：
隨著用戶對網絡安全可靠性和網絡處理能力的要求越來越高，運營商必須在一開始設計網絡時就在網絡中引入足夠的容量和各種分集手段，以便向用戶提供足夠高的服務能力，儘可能減小故障造成的影響，提高網絡的優先恢復能力、雙重介入能力以及多種選路能力等等，以確保服務的正常提供，使用戶對所提供的服務有很高的滿意度，因此，在設備集成度、成本、容災能力以及網絡安全性等幾方面因素的綜合考慮下，引入了雙歸屬的概念，其作用在於防止網絡大面積癱機或在突發災害事故發生時能夠緊急提供通信的機制，提供在極端異常情況發生時設備通信的迅速恢復能力。
上述的雙歸屬是這樣的，每個需要交換控制中心提供服務的終端同時與兩個交換控制中心相連，即同一終端屬於兩個交換控制中心，一個為主用，一個為備用，該終端可由所屬兩個交換控制中心中的任意一個提供服務，從而保障了終端通信的高可靠性；同樣引出多歸屬的概念，每個需要交換控制中心提供服務的終端同時與多於兩個交換控制中心相連，該終端可由所屬多於兩個的交換控制中心中的任意一個提供服務，因為由多於兩個的交換控制中心為終端服務，從而通信的可靠性比雙歸屬更高。
因為發明涉及到靜態路由設備，下面介紹路由選擇方式，典型的路由選擇方式有兩種靜態路由和動態路由。靜態路由是在路由器中設置的固定的路由表，除非網絡管理員幹預，否則靜態路由不會發生變化。由於靜態路由不能對網絡的改變做出反應，一般用於網絡規模不大、拓撲結構固定的網絡中。而動態路由是網絡中的路由器之間相互通信，傳遞路由信息，利用收到的路由信息更新路由表的過程。它能實時地適應網絡結構的變化。如果路由更新信息表明發生了網絡變化，路由選擇軟體就會重新計算路由，並發出新的路由更新信息。這些信息通過各個網絡，引起各路由器重新啟動其路由算法，並更新各自的路由表以動態地反映網絡拓撲變化。
純IP LAN服務IPLS(IP-only LAN service)屬於二層虛擬專用網L2VPN(layer 2virtual private network)的一種，提供了類似VPLS(virtual private lanservice)業務的功能，現有的一種在IPLS實例中實現用戶網絡邊緣設備CE雙歸屬的方法是這樣的如圖1所示，運營商網絡邊緣設備PE1a和PE2a之間建立純IP LAN服務IPLS實例1，PE1b和PE2b之間建立IPLS實例2；接口Interface1和Interface2配置不同的網段，CE1通過Interface1和Interface2接入IPLS實例1和IPLS實例2，同樣，Interface3和Interface4配置不同的網段，CE2通過Interface3和Interface4接入IPLS實例1和IPLS實例2；圖中PE1a與PE1b，PE2a與PE2b之間的路徑是用來同步路徑信息的。CE的雙歸屬通過自身路由機制完成，例如，當PE1a和PE2a之間的隧道發生故障時，CE1的路由協議會發現故障，例如OSPF(Open Shortest Path First)路由協議可以通過hello報文發現PE1a和PE2a之間的故障，從而導致路徑的重新計算，實現路徑從IPLS實例1(PE1a→PE2a路徑)到IPLS實例2(PE1b→PE2b路徑)的切換，實現雙歸屬。
從上可知，由於該方法使用CE檢測路徑故障，導致該方法有以下缺點(一)、PE之間的隧道故障無法由PE通告到CE，所以CE需要通過自身的運行路由機制進行故障檢測，而CE相對PE來說，處理能力要差一些，所以導致效率很低，路徑倒換速度慢，而且無法結合PE上現有的路由故障檢測技術；(二)、CE必須可以運行路由協議才能使用該方法實現CE的雙歸屬，所以無法支持靜態路由設備，對CE的要求高。
發明內容
本發明的目的是提供一種用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法及系統，能夠結合PE現有的路由故障檢測技術並使用PE對路徑故障進行檢測，在路徑發生故障時，CE可以迅速的切換轉發路徑。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法，該方法包括目標用戶網絡邊緣設備配置網絡地址接入純IP LAN服務IPLS實例，接入該IPLS實例且互為主備的運營商網絡邊緣設備為所述目標用戶網絡邊緣設備服務；運營商網絡邊緣設備對當前路徑進行檢測，如果檢測到源用戶網絡邊緣設備與目標用戶網絡邊緣設備之間的路徑發生故障，備用運營商網絡邊緣設備獲得目標用戶網絡邊緣設備的識別信息；所述備用運營商網絡邊緣設備根據識別信息確定目標用戶網絡邊緣設備，並使目標用戶網絡邊緣設備切換路徑至所述備用運營商網絡邊緣設備所處的路徑。
其中，所述故障由主用運營商網絡邊緣設備檢測並通告給備用運營商網絡邊緣設備；所述識別信息由主用運營商網絡邊緣設備通告給備用運營商網絡邊緣設備。
其中，所述故障由所述備用運營商網絡邊緣設備檢測得知；所述識別信息由與源用戶網絡邊緣設備連接的運營商網絡邊緣設備通告給所述備用運營商網絡邊緣設備。
優選的，通告所述識別信息前還包括所述備用運營商網絡邊緣設備判斷本身是否保存有目標用戶網絡邊緣設備的識別信息，如果是，進入確定目標用戶網絡邊緣設備的步驟；如果否，進入獲得目標用戶網絡邊緣設備的識別信息的步驟。
優選的，如果主用運營商網絡邊緣設備恢復正常，保持當前路徑不變或切換路徑至主用運營商網絡邊緣設備所處的路徑。
優選的，所述識別信息為網絡地址或網絡地址和當前IPLS實例的服務號。
一種用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的系統，該系統包括目標用戶網絡邊緣設備以及為之服務的互為主備的運營商網絡邊緣設備，源用戶網絡邊緣設備以及為之服務的源運營商網絡邊緣設備，用戶網絡邊緣設備之間包括至少兩條由運營商網絡邊緣設備連接組成的路徑，所述路徑連接目標用戶網絡邊緣設備和源用戶網絡邊緣設備，其中目標用戶網絡邊緣設備配置網絡地址接入IPLS實例，用於接收地址解析協議報文，並根據地址解析協議報文切換路徑；接入所述IPLS實例且互為主備的運營商網絡邊緣設備用於為所述目標用戶網絡邊緣設備服務，並對當前路徑狀態進行檢測，其中如果檢測到故障，備用運營商網絡邊緣設備還用於獲得目標用戶網絡邊緣設備的識別信息，確定目標用戶網絡邊緣設備，並向所述目標用戶網絡邊緣設備發送地址解析協議報文。
其中，所述主用運營商網絡邊緣設備用於檢測當前路徑的狀態，如果檢測到路徑故障，還用於將故障通告給對應的備用運營商網絡邊緣設備，並將源運營商網絡邊緣設備通告的目標用戶網絡邊緣設備的識別信息發送給對應的備用運營商網絡邊緣設備。
其中，所述備用運營商網絡邊緣設備用於檢測對應的主用運營商網絡邊緣設備的狀態，如果檢測到故障，向源運營商網絡邊緣設備索取目標用戶網絡邊緣設備的識別信息。
優選的，所述備用運營商網絡邊緣設備還用於對自身是否保存有目標用戶網絡設備的識別信息進行判斷。
優選的，所述目標用戶網絡邊緣設備為路由器，該系統還包括交換機，所述交換機用於接收備用運營商網絡邊緣設備發送的地址解析協議報文，並根據所述報文切換轉發埠。
從以上技術方案可以看出，使用本發明，PE可以利用本身的路由故障檢測技術檢測到路徑故障，並且主動通告給CE，從而促成CE上轉發路徑的切換，使CE之間路徑發生故障時可以儘可能的對通信不造成影響，實現雙歸屬或多歸屬，利用了PE的高處理能力，使路徑錯誤的檢測效率高，路徑轉換速度更快；同時因為是由PE對路徑故障進行檢測，CE不再需要檢測路徑故障，從而降低了對CE的要求，實現了對靜態路由設備的支持；備用PE還可以對主用PE的工作狀態進行檢測，在主用PE發生故障時，備用PE能夠檢測到故障，從而故障的檢測更為及時，使路徑故障造成的影響更小，用戶的滿意度會更高。
圖1為現有雙歸屬組網的結構圖；圖2為本發明系統第一實施例的結構圖；圖3為本發明系統第二實施例的結構圖；圖4為本發明系統第三實施例的結構圖；圖5為本發明系統第四實施例的結構圖；圖6為本發明方法的流程圖；圖7為本發明方法第一實施例的具體流程圖；圖8為本發明方法第二實施例的具體流程圖；圖9為本發明方法第三實施例的具體流程圖；圖10為本發明方法第四實施例的具體流程圖；圖11為本發明方法第五實施例的具體流程圖。
具體實施例方式
本發明為一種用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法及系統，為使本發明的目的、技術方案、及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉實施例，對本發明進一步詳細說明。
參見圖2，圖2為本發明系統第一實施例的結構圖。
如圖2所示，本實施例系統包括目標用戶網絡邊緣設備CE1 201，源用戶網絡邊緣設備CE2 204，運營商網絡邊緣設備PE1a 202，運營商網絡邊緣設備PE1b 206，運營商網絡邊緣設備PE2a 203，運營商網絡邊緣設備PE2b 205，其中，CE1有兩個接口interface1和interface2，它們配置同一個IP位址，並且具有同樣的MAC地址；CE2有兩個接口interface3和interface4，它們也配置同一個IP，並且它們也具有同樣的MAC地址；interface1、PE1a、PE2a和interface3組成第一路徑，interface2、PE1b、PE2b和interface4組成第二路徑，第二路徑作為第一路徑的備用路徑，相應的，PE1b作為PE1a的備用PE，PE2b作為PE2a的備用PE；CE1與CE2在地位上是一樣的，誰接收信息就是目標CE，另一個為源CE，為源CE服務的PE就是源PE；每個PE上都為每個IPLS服務實例維護一個轉發信息庫FIB表，互為備用和主用的兩個PE上的FIB表的內容是一樣的，它們之間可以實時更新也可以定時更新，FIB表中保存有轉發的目標設備的IP位址和MAC地址；當然，PE1a和PE1b，PE2a和PE2b在地位上是完全平等的，誰處於非工作狀態就為備用PE，本發明並不對哪個作為備用PE進行限定，同樣，第一路徑和第二路徑在地位上也是完全平等的。
下面描述該系統的工作方式，其中主用PE用於檢測第一路徑的狀態，如果第一路徑發生故障，發送路徑錯誤報文給它的備用PE，路徑錯誤報文包含有目標CE的網絡地址或目標CE的網絡地址和IPLS實例服務號；備用PE用於接收主用PE發送的路徑錯誤報文，並根據網絡地址或網絡地址和IPLS實例服務號唯一確定目標CE，並向目標CE發送免費地址解析協議ARP報文，從而觸發第二路徑工作，使CE之間的通信不被中斷，達到雙歸屬的目的。
備用PE還用於檢測主用PE的工作狀態，當主用PE發生故障時，備用PE向源PE查詢目標CE的識別信息，並根據識別信息唯一確定目標CE，向目標CE發送免費ARP報文，從而觸發第二路徑工作，使CE之間的通信不會中斷，實現CE的雙歸屬；識別信息可以是網絡地址，也可以是網絡地址和當前的IPLS實例服務號，本發明並不對識別信息進行限定，只要能夠唯一確定目標用戶網絡邊緣設備，都應該在本發明的保護範圍內。
從上可以看出，本發明系統的PE能夠主動發現路徑故障，並促使CE切換路徑，從而保證CE之間通信的暢通，實現CE的雙歸屬。
參見圖3，圖3為本發明系統第二實施例的結構圖，本實施例與第一實施例的不同在於，CE採用多歸屬的方式接入網絡，同時有三個PE為CE服務。
如圖3所示，本實施例系統包括用戶網絡邊緣設備CE1 301，CE2 304；運營商網絡邊緣設備PE1a 302，PE1b 307，PE1c 306，PE2a 303，PE2b 308，PE2c 305；其中PE1a、PE1b和PE1c互為主備為CE1服務，三個PE兩兩之間均有連接，分別與CE1的三個接口interface1、interface2和interface3連接，三個接口配置有同樣的IP位址和MAC地址；PE2a、PE2b和PE2c互為主備為CE2服務，這三個PE也兩兩之間均有連接，分別與CE2的三個接口interface4、interface5和interface6連接，三個接口配置有同樣的IP位址和MAC地址；interface1、PE1a、PE2a和interface4構成第一路徑，interface2、PE1b、PE2b和interface5構成第二路徑，interface3、PE1c、PE2c和interface6構成第三路徑；以CE1作為目標CE，PE1b為主用PE，PE1b所在的第二路徑為主用路徑，該系統的工作方式如下所述PE1b檢測到當前路徑有故障，置自身為非工作狀態，將故障通知和CE1的識別信息發送給它的備用PE，備用PE可以是PE1a或PE1c，備用PE收到故障通知和CE1的識別信息後確定目標CE，將自己置為工作狀態，發送免費ARP報文，CE1根據ARP報文將工作路徑切換至備用PE所在的路徑；主用PE確定備用PE可以採用隨機的方式，也可以根據預置的PE的不同的優先級，根據優先級來確定備用PE，本發明並不對備用PE的選擇方法進行限定；
當PE1b自身發生故障時，備用PE檢測到主用PE發生故障後，將自身置於工作狀態，同時獲取目標CE的識別信息，確定目標CE，向目標CE發送免費ARP報文，目標CE根據ARP報文將工作路徑切換至所述備用PE所在的路徑。
這裡會有兩種情況，當PE1a和PE1c先後檢測到PE1b的故障時，誰先檢測到就作為備用PE開始工作；當PE1a和PE1c同時檢測到PE1b的故障時，則可以隨機選取一個作為備用PE，也可以按照預置的PE的不同的優先級，讓優先級高的一個作為備用PE，本發明並不對如何確定備用PE進行限定。
從上可以看出，在多歸屬的組網方式下，噹噹前路徑發生故障時，備用PE能夠取代主用PE的工作，將業務轉到備用PE所在的路徑上，從而保障通信的暢通。
參見圖4，圖4為本發明系統第二實施例的結構圖，本實施例與第一實施例的不同在於，只有一個運營商網絡邊緣設備為源用戶網絡邊緣設備服務。
如圖4所示，本實施例系統包括目標用戶網絡邊緣設備CE1 401，源用戶網絡邊緣設備CE2 404，運營商網絡邊緣設備PE1a 402，運營商網絡邊緣設備PE1b 405，運營商網絡邊緣設備PE2 403；其中PE1a作為主用PE，PE1b作為主用PE的備用PE，PE2為源PE；其中，CE1有兩個接口interface1和interface2，它們配置同一個IP位址，並且具有同樣的MAC地址；interface1、PE1a、PE2和CE2構成第一路徑，interface2、PE1b、PE2和CE2構成第二路徑；該系統的工作方式是這樣的，其中主用PE用於檢測第一路徑的狀態，如果第一路徑發生故障，發送路徑錯誤報文給它的備用PE，路徑錯誤報文包含有目標CE的網絡地址或目標CE的網絡地址和IPLS實例服務號；備用PE用於接收主用PE發送的路徑錯誤報文，並根據網絡地址或網絡地址和IPLS實例服務號唯一確定目標CE，並向目標CE發送免費ARP報文，從而激活第二路徑，使CE之間的通信不被中斷，達到雙歸屬的目的。
備用PE還用於檢測主用PE的工作狀態，當主用PE發生故障時，備用PE向源PE查詢目標CE的識別信息，並根據識別信息唯一確定目標CE，向目標CE發送免費ARP報文，從而觸發第二路徑工作，使CE之間的通信不會中斷，達到雙歸屬的目的。
從上可以看出，本實施例實現了CE的雙歸屬，使CE之間的通信不被中斷；本實施例只有一個運營商網絡邊緣設備為源用戶網絡邊緣設備服務，節省了成本。
參見圖5，圖5為本發明系統第三實施例的結構圖，本實施例與第一實施例的不同在於，目標用戶網絡邊緣設備與運營商網絡邊緣設備通過交換機連接。
如圖5所示，本系統實施例包括目標用戶網絡端交換機switch 501，運營商網絡邊緣設備PE1a 502，運營商網絡邊緣設備PE2a 503，源用戶網絡邊緣設備CE2 504，運營商網絡邊緣設備PE2b 505，運營商網絡邊緣設備PE1a506，目標用戶網絡端路由器router 507；其中，router配置一個IP位址接入IPLS實例，通過switch與運營商網絡邊緣設備通信，switch有兩個接口interface1和interface2，分別與PE1a和PE1b連接，但是兩個接口既沒有IP位址也沒有MAC地址；CE2有兩個接口interface3和interface4，它們配置同一個IP，並且具有同樣的MAC地址；router、interface1、PE1a、PE2a和interface3組成第一路徑，router、interface2、PE1b、PE2b和interface4組成第二路徑，第二路徑作為第一路徑的備用路徑，相應的，PE1b作為PE1a的備用PE，PE2b作為PE2a的備用PE；以switch作為目標用戶網絡邊緣設備，因為PE是直接為switch服務的，所以以switch作為目標用戶網絡邊緣設備，但是實際上還是為router服務，畢竟switch只起一個轉發的作用；又因為switch沒有識別信息，所以switch的確定根據router的識別信息確定，PE1b作為備用PE，PE1a作為主用PE，CE2作為源用戶網絡邊緣設備，下面描述該系統的工作方式，其中PE1a用於檢測第一路徑的狀態，如果第一路徑發生故障，發送路徑錯誤報文給PE1b，路徑錯誤報文包含有目標router的網絡地址或目標router的網絡地址和IPLS實例服務號；PE1b用於接收PE1a發送的路徑錯誤報文，並根據網絡地址或網絡地址和IPLS實例服務號唯一確定目標router，並向目標router對應的switch發送免費ARP報文，從而促使switch觸發第二接口工作，使router與CE2之間的通信不被中斷，達到雙歸屬的目的。
PE1b還用於檢測PE1a的工作狀態，當PE1a發生故障時，PE1b向PE2a查詢目標router的識別信息，並根據識別信息唯一確定目標router，向目標router對應的switch發送免費ARP報文，從而促使switch觸發第二接口工作，使router和CE2之間的通信不會中斷，實現router的雙歸屬。
從上可以看出，為目標router服務的PE在發現路徑故障時，可以促使備用PE向目標router對應的switch發送免費ARP報文，從而促使switch觸發第二接口工作，實現目標router的雙歸屬。
參見圖6所示，圖6為本發明方法的流程圖，參見該圖，本發明的核心思想是步驟601、目標用戶網絡邊緣設備配置網絡地址接入純IP LAN服務IPLS實例，接入該IPLS實例且互為主備的兩個運營商網絡邊緣設備為所述目標用戶網絡邊緣設備服務；配置網絡地址是為了讓與之連接的PE可以確定CE，互為主備的PE屬於同一個IPLS實例是為了進一步根據IPLS實例來確定CE，從而實現CE的雙歸屬；雖然有兩個運營商網絡邊緣設備與用戶網絡邊緣設備連接，但是同時只有一個對報文進行轉發，當其中一個處於工作狀態時，另一個就處於非工作狀態，當一個不能工作時，就會觸發另一個工作，從而不會中斷報文的轉發；步驟602、運營商網絡邊緣設備對當前路徑進行檢測，如果檢測到源用戶網絡邊緣設備與目標用戶網絡邊緣設備之間的路徑故障，觸發備用運營商網絡邊緣設備獲得目標用戶網絡邊緣設備的識別信息；
路徑故障可以是設備之間的鏈路故障也可以是設備本身的故障，其中鏈路故障由處於當前路徑的主用運營商網絡邊緣設備檢測並通告給對應的備用運營商網絡邊緣設備，並且將目標用戶網絡邊緣設備的網絡地址通告給備用運營商網絡邊緣設備；設備故障是由與發生故障的設備對應的備用運營商網絡邊緣設備檢測，此時目標用戶網絡邊緣設備的地址需要由備用運營商網絡邊緣設備向源運營商網絡邊緣設備索取；步驟603、所述備用運營商網絡邊緣設備根據識別信息確定目標用戶網絡邊緣設備，並發送信息促使目標用戶網絡邊緣設備切換路徑至所述備用運營商網絡邊緣設備所處的路徑。
識別信息可以是網絡地址，也可以是網絡地址和IPLS實例的服務號，網絡地址一般來說在網絡上都是唯一的，所以可以根據網絡地址來確定目標用戶網絡邊緣設備，又因為不排除網絡地址有重複的可能，所以還可以根據網絡地址和IPLS實例的服務號來共同確定目標用戶網絡邊緣設備，這樣準確度更高；發送的信息可以是免費地址解析協議ARP報文，目標用戶網絡邊緣設備可以根據ARP報文的內容切換路徑。
從上可以看出，使用本方法，備用運營商網絡邊緣設備發現用戶網絡邊緣設備之間當前路徑傳輸故障後，獲得目標用戶網絡設備的網絡地址，並根據網絡地址唯一確定目標用戶網絡邊緣設備，從而促使目標用戶網絡邊緣設備切換轉發路徑，保證用戶網絡邊緣設備之間通信的連貫性，實現雙歸屬；因為是運營商網絡邊緣設備發現路徑故障，所以有效的利用了運營商網絡邊緣設備上現有的路徑故障檢測技術，使路徑故障的檢測更為及時，路徑的轉換速度更快；同時因為用戶網絡邊緣設備不需要去檢測路徑故障，降低了對用戶網絡邊緣設備的要求，可以對靜態路徑進行支持。
參見圖7，圖7為本發明方法第一實施例的具體流程圖，本實施例是在圖1所描述的系統上實現。
在本實施例中，CE1作為目標CE，PE1a和PE1b為它服務，其中PE1b作為備用PE，識別信息為目標用戶邊緣設備的IP位址和MAC地址。
步驟701、對CE和PE進行配置；配置包括CE1的兩個接口配置一個IP位址，CE2的兩個接口配置一個IP位址，PE1a，PE1b，PE2a和PE2b接入同一個IPLS服務實例，其中，PE1b作為PE1a的備用，PE2b作為PE2a的備用；步驟702、PE1a檢測到PE1a和PE2a之間的包交換隧道PSN發生故障；PE1a檢測到故障後，要觸發自身處於非工作狀態；故障的檢測是使用PE上現有的檢測機制，可以使用雙向轉發探測BFD(Bidirectional Forwarding Detection)機制，也可以使用標記交換路徑LSP(Label Switched Path)ping機制，也可以使用LSP追蹤路徑(Trace router)機制，還可以使用虛電路連接確認VCCV機制，當然也還可以使用其它的機制，無論使用什麼機制，只要能夠檢測到CE之間的路徑故障，都應該在本發明的保護範圍內，本發明並不對故障的檢測機制進行限定。
步驟703、PE1a通告PE1b當前路徑發生故障，並將PE2a通告的CE1的IP位址和MAC地址發送給PE1b；IP位址和MAC地址包含在隧道錯誤報文中發送給PE1b；步驟704、PE1b收到故障信息，在收到IP位址和MAC地址後，根據IP位址和MAC地址唯一確定CE1，並向CE1發送免費ARP報文；PE1b收到故障信息後，觸發自身處於工作狀態；觸發處於工作狀態可以在PE的配置參數中增加一個參數值，比如說為0的時候就是處於非工作狀態，在收到故障信息後，該參數值更改為1，從而處於工作狀態；因為PE同時為多個CE服務，所以需要對CE1進行確定；CE1的確定還可以根據IP位址和IPLS實例的服務號確定，也可以根據MAC地址和IPLS實例的服務號確定，還可以由IP位址、MAC地址和IPLS實例服務號共同確定，本發明並不對如何確定CE進行限定，只要能對CE進行唯一確定都應該在本發明的保護範圍內。
步驟705、CE1收到免費ARP報文後，切換工作路徑至備用運營商網絡邊緣設備所處的路徑；CE1收到免費ARP報文後，根據免費ARP報文的內容，切換工作路徑；這在現有技術中已經有多種完善的解決方案，本說明書就不對這方面的內容進行贅述。
從上可以看出，PE1a發現路徑故障後，向備用PE1b發隧道錯誤報文，從而促使CE1的轉發路徑切換，實現雙歸屬的目的，保證了CE1和CE2之間通信的高可靠性。
參見圖8，圖8為本發明方法第二實施例的具體流程圖，本實施例在系統第二實施例所描述的系統上實現的，並且本實施例增加了主用PE設備故障恢復後的處理過程。
在本實施例中，CE1作為目標CE，PE1b作為主用PE，預置的優先級PE1a比PE1c高。
步驟801、對CE和PE進行配置；配置包括CE的三個接口配置同樣的IP位址和MAC地址，接入IPLS服務實例，為它服務的PE也接入該IPLS服務實例，並對PE的優先級進行配置；步驟802、PE1b檢測到PE1b和PE2b之間的PSN發生故障；故障還可以發生在PE1b與CE1之間、PE2b與CE2之間；步驟803、PE1b根據優先級確定PE1a為備用PE，通告PE1a當前路徑發生故障，並將CE1的IP位址和MAC地址發送給PE1a；因為PE1a的預置優先級要比PE1c高，所以確定PE1a為備用PE，還可以採用隨機的方式確定備用PE，採用何種方式確定備用PE並不影響本發明的實現；步驟804、PE1a收到故障信息，在收到IP位址和MAC地址後，根據IP位址和MAC地址唯一確定CE1，並向CE1發送免費ARP報文；步驟805、CE1收到免費ARP報文，切換工作路徑為備用運營商網絡邊緣設備所處的路徑；步驟806、PE1b檢測到PSN故障恢復，通知PE1a；因為此時PE1a處於工作狀態，所以通知PE1a，如果此時處於工作狀態的是PE1c，則要通知PE1c；步驟807、PE1a得到故障恢復信息，將目標CE的IP位址和MAC地址發送給PE1b；步驟808、PE1b收到IP位址和MAC地址後，確定目標CE，並向目標CE發送免費ARP報文；步驟809、目標CE收到ARP報文後，根據ARP報文切換路徑至PE1b所在的路徑。
從上可以看出，在多歸屬的組網方式下，使用本發明的方法同樣能夠在當前路徑發生故障時，PE檢測到故障，並促使CE切換業務路徑，保障通信的順利進行；本實施例中，是由三個PE為CE服務，而在實際應用中，還可以有更多的PE為CE服務，在更多的PE的情況下，所採用的方法還是一樣的，本說明書中就不再贅述了；多歸屬與雙歸屬相比，多了對備用PE進行取捨的步驟，其餘處理過程都與雙歸屬相同，而如何對備用PE進行取捨並不影響本發明的實現，所以以下都採用雙歸屬組網的方式對方法實施例進行描述，但並不排除多歸屬組網方式下同樣可以實現本發明。
在第二實施例中描述了主用路徑的故障恢復後，要將業務承載路徑轉回主用路徑，在實際應用中，還可以不將業務承載路徑進行轉換，因為各個PE在本質上是一樣的，並沒有主次之分，所以在以下的三個實施例中都沒有故障恢復後進行路徑切換的步驟，在這三個實施例中，故障恢復後，保持現有路徑不變。
參見圖9，圖9為本發明方法第三實施例的具體流程圖，本實施例與方法第一實施例的不同在於路徑故障由備用PE檢測，本實施例是在圖4所描述的系統上實現的。
本實施例中，CE1作為目標CE，PE1a和PE1b為它服務，其中，PE1b作為備用PE，識別信息為目標用戶網絡邊緣設備的MAC地址和當前的IPLS實例的服務號。
步驟901、對CE和PE進行配置；配置包括CE1的兩個接口配置同一個IP位址，PE1a，PE1b和PE2接入同一個IPLS服務實例，其中，PE1b作為PE1a的備用；步驟902、PE1a與PE1b之間採用雙向轉發探測BFD(BidirectionalForwarding Detection)機制通信；BFD協議是PE上現有的路徑故障檢測技術，可以採用異步模式、查詢功能、異步模式與回聲功能組合和查詢功能與回聲功能組合的方式進行檢測，採用不同的方式有不同的檢測時間，如果在檢測時間內BFD會話中斷就證明有路徑故障；故障的檢測還可以採用路徑收斂機制；本發明並不對故障檢測機制進行限定，只要互為主備的PE能夠檢測到對方的故障都應該在本發明的保護範圍內，本說明書採用BFD進行描述；步驟903、PE1a發生故障，重新啟動；步驟904、PE1b在檢測時間內沒有收到PE1a的BFD控制報文；PE1a與PE1b之間採用BFD的異步模式通信，它們周期的向對方發送BFD控制報文，因為PE1a故障重啟，不能向PE1b發送控制報文，所以PE1b在一個檢測時間內沒能收到PE1a發送的BFD控制報文；步驟905、PE1b向PE2發送標籤請求消息；請求PE2返回當前IPLS實例的服務號以及CE1的MAC地址，同時觸發自身處於工作狀態；因為PE1b的FIB表沒有和PE1a的FIB表沒有實時更新，PE1b上沒有當前的目標CE的一些信息，所以需要向PE2發送標籤請求消息；步驟906、PE2收到標籤請求消息後，將當前IPLS實例的服務號和CE1的MAC地址發送給PE1b；IPLS實例服務號和MAC地址包含在標籤通告消息中返回給PE1b；步驟907、PE1b收到IPLS實例服務號和MAC地址，根據IPLS實例服務號和MAC地址唯一確定CE1，並向CE1發送免費ARP報文；步驟908、CE1收到免費ARP報文後，切換工作路徑為PE1b所處的路徑。
從上可以看出，本實施例中PE發生故障的時候，主用PE不能向它的備用PE發隧道錯誤報文，所以只能由備用PE利用現有的路徑故障檢測技術去感知它的主用PE發生故障，從而保證CE之間通信的連貫性，實現雙歸屬。
參見圖10，圖10為本發明方法第四實施例的具體流程圖，本實施例與第三實施例的不同在於，備用PE向另一主用PE發送標籤請求信息前要對本身是否保存有相關信息進行判斷。
本實施例中，CE1作為目標CE，PE1a和PE1b為它服務，其中PE1a作為備用PE，識別信息為目標用戶的IP位址和MAC地址以及當前的IPLS實例的服務號。
步驟1001、對PE和CE進行配置；配置包括CE1的兩個接口配置一個IP位址，CE2的兩個接口配置一個IP位址，PE1a，PE1b，PE2a和PE2b接入同一個IPLS服務實例，其中，PE1a作為PE1b的備用，PE2a作為PE2b的備用，CE1作為目標CE；步驟1002、PE1a與PE1b之間採用BFD機制通信；步驟1003、PE1b發生故障，重新啟動；步驟1004、PE1a在檢測周期內沒有收到PE1b的BFD控制報文；步驟1005、判斷PE1a上是否存在PE2b通告的CE1的IP位址和MAC地址以及當前的IPLS實例服務號？如果是，直接進入步驟1008；如果否，進入步驟1006；步驟1006、PE1a向PE2b發送標籤請求消息；同時觸發自身處於工作狀態；步驟1007、PE2b收到標籤請求消息後，將CE1的IP位址和MAC地址發送給PE1a以及當前的IPLS實例服務號；步驟1008、PE1a根據IP位址和MAC地址以及當前的IPLS實例服務號唯一確定CE1，並向CE1發送免費ARP報文；步驟1009、CE1收到免費ARP報文後，切換工作路徑為PE1a所處的路徑；從上可以看出，本實施例在主用PE發生故障時，備用PE能夠探測到主用PE發生故障，探測到路徑故障後，觸發自身處於工作狀態，同時對自身是否保存有相關信息進行判斷，如果有就直接發送免費ARP報文，省去了查詢的步驟，使CE之間的通信更加流暢。
參見圖11，圖11為本發明方法第五實施例的具體流程圖，本實施例在圖5所示系統的基礎上實現，本實施例與第四實施例的不同在於，為目標CE服務的PE的信息是通過switch轉發給目標router。
步驟1101、對router、CE和PE進行配置；配置包括router配置一個IP位址，通過switch與運營商網絡邊緣設備通信，CE2的兩個接口配置一個IP位址，PE1a，PE1b，PE2a和PE2b接入同一個IPLS服務實例，其中，PE1a作為PE1b的備用，PE2a作為PE2b的備用；步驟1102、PE1a與PE1b之間採用BFD機制通信；步驟1103、PE1b發生故障，重新啟動；步驟1104、PE1a在檢測周期內沒有收到PE1b的BFD控制報文；步驟1105、判斷PE1a上是否存在PE2b通告的router的IP位址和MAC地址以及當前的IPLS實例服務號？如果是，直接進入步驟1108；如果否，進入步驟1106；步驟1106、PE1a向PE2b發送標籤請求消息；在發送標籤信息的同時觸發自身處於工作狀態；步驟1107、PE2b收到標籤請求消息後，將router的IP位址和MAC地址以及當前的IPLS實例服務號發送給PE1a；步驟1108、PE1a根據IP位址和MAC地址以及當前的IPLS實例服務號唯一確定router，並向對應的switch發送免費ARP報文；步驟1109、switch收到免費ARP報文後，根據ARP報文內容，刷新接口，促使第二接口工作；從而切換工作路徑為備用運營商網絡邊緣設備所處的路徑。
從上可以看出，本實施例在目標用戶網絡邊緣設備與運營商網絡邊緣設備之間採用switch通信時，備用PE能夠探測到路徑故障後，觸發自身處於工作狀態，促使switch刷新工作接口，同時對自身是否保存有相關信息進行判斷，如果有就直接發送免費ARP報文，省去了查詢的步驟，實現CE的雙歸屬，使CE之間的通信更加流暢。
以上對本發明所提供的一種用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法及系統進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法，其特徵在於，該方法包括目標用戶網絡邊緣設備的接口配置網絡地址接入純IP LAN服務IPLS實例，接入該IPLS實例且互為主備的運營商網絡邊緣設備為所述目標用戶網絡邊緣設備服務；運營商網絡邊緣設備對當前路徑進行檢測，如果檢測到源用戶網絡邊緣設備與目標用戶網絡邊緣設備之間的路徑發生故障，備用運營商網絡邊緣設備獲得目標用戶網絡邊緣設備的識別信息；所述備用運營商網絡邊緣設備根據識別信息確定目標用戶網絡邊緣設備，並使目標用戶網絡邊緣設備切換路徑至所述備用運營商網絡邊緣設備所處的路徑。
2.如權利要求1所述的用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法，其特徵在於，所述故障由主用運營商網絡邊緣設備檢測並通告給備用運營商網絡邊緣設備；所述識別信息由主用運營商網絡邊緣設備通告給備用運營商網絡邊緣設備。
3.如權利要求1所述的用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法，其特徵在於，所述故障由所述備用運營商網絡邊緣設備檢測得知；所述識別信息由與源用戶網絡邊緣設備連接的運營商網絡邊緣設備通告給所述備用運營商網絡邊緣設備。
4.如權利要求3所述的用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法，其特徵在於，通告所述識別信息前還包括所述備用運營商網絡邊緣設備判斷本身是否保存有目標用戶網絡邊緣設備的識別信息，如果是，進入確定目標用戶網絡邊緣設備的步驟；如果否，進入獲得目標用戶網絡邊緣設備的識別信息的步驟。
5.如權利要求1至4任一所述的用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法，其特徵在於，如果主用運營商網絡邊緣設備恢復正常，保持當前路徑不變或切換路徑至主用運營商網絡邊緣設備所處的路徑。
6.如權利要求1至5任一所述的用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法，其特徵在於，所述識別信息為網絡地址或網絡地址和當前IPLS實例的服務號。
7.一種用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的系統，該系統包括目標用戶網絡邊緣設備以及為之服務的互為主備的運營商網絡邊緣設備，源用戶網絡邊緣設備以及為之服務的源運營商網絡邊緣設備，用戶網絡邊緣設備之間包括至少兩條由運營商網絡邊緣設備連接組成的路徑，所述路徑連接目標用戶網絡邊緣設備和源用戶網絡邊緣設備，其特徵在於目標用戶網絡邊緣設備配置網絡地址接入IPLS實例，用於接收地址解析協議報文，並根據地址解析協議報文切換路徑；接入所述IPLS實例且互為主備的運營商網絡邊緣設備用於為所述目標用戶網絡邊緣設備服務，並對當前路徑狀態進行檢測，其中如果檢測到故障，備用運營商網絡邊緣設備還用於獲得目標用戶網絡邊緣設備的識別信息，確定目標用戶網絡邊緣設備，並向所述目標用戶網絡邊緣設備發送地址解析協議報文。
8.如權利要求7所述的用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的系統，其特徵在於，所述主用運營商網絡邊緣設備用於檢測當前路徑的狀態，如果檢測到路徑故障，還用於將故障通告給對應的備用運營商網絡邊緣設備，並將源運營商網絡邊緣設備通告的目標用戶網絡邊緣設備的識別信息發送給對應的備用運營商網絡邊緣設備。
9.如權利要求7所述的用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的系統，其特徵在於，所述備用運營商網絡邊緣設備用於檢測對應的主用運營商網絡邊緣設備的狀態，如果檢測到故障，向源運營商網絡邊緣設備索取目標用戶網絡邊緣設備的識別信息。
10.如權利要求9所述的用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的系統，其特徵在於，所述備用運營商網絡邊緣設備還用於對自身是否保存有目標用戶網絡設備的識別信息進行判斷。
11.如權利要求7所述的用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的系統，其特徵在於，所述目標用戶網絡邊緣設備為路由器，該系統還包括交換機，所述交換機用於接收備用運營商網絡邊緣設備發送的地址解析協議報文，並根據所述報文切換轉發埠。
全文摘要
本發明公開了一種用戶網絡邊緣設備雙歸屬或多歸屬的實現方法及系統，其中，方法包括目標用戶網絡邊緣設備配置網絡地址接入IPLS實例，接入該IPLS實例且互為主備的運營商網絡邊緣設備為目標用戶網絡邊緣設備服務；運營商網絡邊緣設備對當前路徑進行檢測，如果檢測到源用戶網絡邊緣設備與目標用戶網絡邊緣設備之間的路徑發生故障，備用運營商網絡邊緣設備獲得目標用戶網絡邊緣設備的識別信息，並使目標用戶網絡邊緣設備切換路徑至所述備用運營商網絡邊緣設備所處的路徑；本發明利用運營商網絡邊緣設備檢測路徑故障，觸發用戶網絡邊緣設備上轉發路徑的切換，實現用戶網絡邊緣設備的雙歸屬或多歸屬。
文檔編號H04L12/26GK1909494SQ20061011137
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月24日 優先權日2006年8月24日
發明者石悌君, 子康 申請人:華為技術有限公司