用戶接入備份時下行流量切換保護方法及備份轉發系統的製作方法
2023-08-11 11:22:41 2
專利名稱：用戶接入備份時下行流量切換保護方法及備份轉發系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及多設備流量切換技術，尤其涉及一種多設備間的用戶接入備份時下行 流量切換保護方法及一種備份轉發系統。
背景技術：
SN(Service Node業務節點)一般可以由用戶業務控制設備實現，如 BRAS (Broadband Remote Access Server，寬帶遠端接入伺服器)，或者由 SR(Service Router，業務路由器)等其他設備實現。隨著SN所接入的寬帶用戶數量越來越多，寬帶用戶對寬帶的高可靠性要求越來 越高，因此，運營商要求對用戶備份的接入也越來越高。如圖1所示，現有使用的用戶備份技術是雙機熱備或多機熱備，該項技術使 AN (Access Node接入節點)接入多個上行SN，主用SN的接入埠和備用SN的備份埠 ——對應，主備SN採用VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol虛擬路由器冗餘協 議)和BFD (Bidirectional Forwarding Detection雙向轉發檢測)技術來切換狀態。主 用SN把接入的用戶信息同步到備用SN，備用SN收到主用SN傳遞的用戶信息時，備用SN馬 上將該用戶信息以用戶表的方式下發到接口模塊。當主用SN的接入埠下接入用戶的鏈 路發生故障時，備用SN切換成主用SN，用戶流量切換，流量從備用SN轉發。現有技術在主備切換時，採用發布主機路由或者網段路由的方式來切換。這種方 式的原理是，當SN狀態是備用時，SN不發布用戶的網段路由或主機路由到其上行路由器， 當SN的狀態是主用時，SN發布用戶的網段路由或主機路由到其上行路由器。當SN從主用 向備用切換時，SN撤銷發包的網段路由或者主機路由。由於上行路由器根據路由來確定流 量轉發，因此通過這種方式可以隨著SN主備狀態，切換用戶的下行流量。這種現有方式存在一個問題是，只要存在路由發布撤銷，就存在路由收斂的問題。 在路由收斂的期間，也就是原來的主用SN(現在的備用)在撤銷用戶的網段路由或主機路 由時，由於撤銷需要一定的時間，所以仍然有一部分流量會被轉發到故障的SN。由於故障的 SN下行無法轉發到用戶，因此流量會短暫丟失。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種用戶接入備份時下行流量切換保護方法及 備份轉發系統，將下行到用戶的流量重定向到備用SN的方式來達到主備SN切換過程中的 下行流量不丟失的效果。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用戶接入備份時下行流量切換保護方 法，包括主用業務節點(SN)上為用戶地址配置備用下一跳，所述備用下一跳指向所述主 用SN的備用SN ；所述主用SN檢測到其下行鏈路發生故障時，切換至備用狀態，在路由收斂的期間將由網絡側到用戶側的回程流量通過所述備用下一跳發送到所述備用SN，再轉發給用戶。進一步的，所述備用SN配置有主用下一跳，所述主用下一跳指向用戶地址，所述 備用SN根據所述主用下一跳將所述主用SN發來的回程流量轉發給相應的用戶。進一步的，所述主用SN為用戶地址創建備用下一跳時，採用關聯虛擬路由器冗餘 協議(VRRP)的方式，當VRRP主備切換時，根據所述主用SN上的配置流量切換到備用下一 跳；或採用鏈路探測協議的方式，當所述探測協議狀態變遷由UP轉為DOWN時，根據所述主 用SN上的配置流量切換到備用下一跳；或採用優先級的方式，當優先級高的下一跳不可到 達時，優先級低的備用下一跳生效，多個備用下一跳通過不同的優先級來確認生效的順序； 或採用服務質量重定向或策略路由的方式實現。進一步的，所述主用SN還配置有主用下一跳，該主用下一跳指向所述用戶地址； 所述備用SN還配置有備用下一跳，該備用下一跳指向所述主用SN ；所述主用SN檢測到其 下行鏈路故障恢復時，切換回主用狀態，在路由收斂的期間，所述備用SN將由網絡側到用 戶側的回程流量通過所述備用下一跳發送到所述主用SN ；所述主用SN將由網絡側到用戶 側的回程流量通過所述主用下一跳發送給所述用戶。進一步的，所述主用SN為各用戶配置不同的備用SN時，所述備用下一跳指向每個 用戶對應的備份SN ；為各用戶配置相同的備用SN時，為每個用戶設置的備用下一跳均指向 該備份SN。為了解決上述技術問題，本發明還提供了一種備份轉發系統，包括主用業務節點 (SN)、對應的備用SN和接入節點，其中，所述主用SN，用於為用戶地址創建備用下一跳，該 備用下一跳指向所述主用SN對應的備用SN ；當檢測到其下行鏈路發生故障時，切換至備用 狀態，在路由收斂的期間將由網絡側到用戶側的回程流量通過所述備用下一跳發送到所述 備用SN;所述備用SN，用於將所述主用SN發送來的回程流量轉發至所述用戶。進一步的，所述備用SN，配置有主用下一跳，該主用下一跳指向用戶地址，根據所 述主用下一跳將所述主用SN發來的回程流量轉發給相應的用戶。進一步的，所述主用SN，為用戶地址創建備用下一跳時，採用關聯虛擬路由器冗餘 協議(VRRP)的方式，當VRRP主備切換時，根據所述主用SN上的配置流量切換到備用下一 跳；或採用鏈路探測協議的方式，當所述探測協議狀態變遷由UP轉為DOWN時，根據所述主 用SN上的配置流量切換到備用下一跳；或採用優先級的方式，當優先級高的下一跳不可到 達時，優先級低的備用下一跳生效，多個備用下一跳通過不同的優先級來確認生效的順序； 或採用QOS重定向、策略路由的方式實現。進一步的，所述主用SN，還配置有主用下一跳，該主用下一跳指向所述用戶地址， 檢測到其下行鏈路故障恢復時，切換回主用狀態，將由網絡側到用戶側的回程流量通過所 述主用下一跳發送給所述用戶；所述備用SN，還配置有備用下一跳，該備用下一跳指向所 述主用SN ；在所述主用SN下行鏈路故障恢復時，在路由收斂的期間將由網絡側到用戶側的 回程流量通過所述備用下一跳發送到所述主用SN。進一步的，所述主用SN，為各用戶配置不同的備用SN時，所述備用下一跳指向每 個用戶對應的備份SN ；為各用戶配置相同的備用SN時，為每個用戶設置的備用下一跳均指 向該備份SN。本發明的有益技術效果
本發明採用將下行到用戶的流量重定向到備用SN的方式來達到主備SN切換過程 中下行流量不丟失的效果，避免了備用SN向上層網絡刷新用戶路由過程中的用戶下行流量丟失。
圖1是本發明實施例中所涉及的網絡拓撲示意圖；圖2是本發明實施例中所涉及的網絡在主備SN沒有故障切換時下行流量路徑示 意圖；圖3是本發明實施例中所涉及的網絡在主備SN故障切換時下行流量路徑示意 圖；圖4是本發明實施例中的方法流程圖；圖5是本發明實施例中的系統結構圖。
具體實施例方式本發明的核心在於主用SN上為需要備份的用戶的地址創建備用下一跳，出接口 指向該SN的備用設備；當所述SN的下行鏈路發生故障導致進行主備切換時，在路由收斂的 期間，從網絡側到用戶側的回程流量通過所述SN的出接口重定向到其備用設備，再轉發給 用戶。其流量切換的示意參見圖2和3。下面以一個實施例對本發明進行說明。參見圖4。步驟Si，在主用SN設備上進行配置，主用SN設備上對需要備份的用戶地址創建備 用下一跳，該下一跳出口最終指向備用SN設備；主用SN設備上當前使用主用下一跳，指向 用戶地址；此時在備用SN設備也要進行配置，備用SN設備配置有主用下一跳，該主用下一跳 指向用戶地址；備用SN設備上對上述用戶地址創建備用下一跳，該下一跳出口最終指向主 用SN設備；步驟S2，主用SN設備檢測到其主用下一跳發生故障，主用下一跳指向用戶地址， 涉及由網絡側到用戶側的下行鏈路；步驟S3，在路由收斂的期間，主用SN設備進行用戶下行流量重定向，轉發到其備 用下一跳；主用SN設備將其狀態切換至備用，此時其主用下一跳失效，備用下一跳生效，主 用SN設備將接收到的流量轉發到其備用下一跳，備用下一跳指向備用SN設備，該備用SN 設備已切換至主用狀態；備用SN設備根據其主用下一跳將所述主用SN發來的回程流量轉發給相應的用 戶；顯然，在發生故障時，路由收斂的期間，流量始終是由主用SN設備經備用SN設備 轉發至用戶，所以流量不會發生損失。至此，進行一次下行流量切換保護，由主用SN設備切換至備用SN設備。路由收斂後，此時上述主用SN設備已切換成備用狀態，備用SN設備已切換成主用 狀態，由備用SN設備進行正常的下行流量轉發，其當前使用的下一跳指向用戶地址；
步驟S4，主用SN設備檢測到其主用下一跳故障恢復；步驟S5，在路由收斂的期間，備用SN設備進行用戶下行流量重定向，轉發到其備 用下一跳，指向主用SN設備；備用SN設備將其狀態由主用切換回備用狀態，主用SN設備已由備用切換回主用 狀態；步驟S6，主用SN設備將到用戶下行的流量重新轉發到其主用下一跳，主用下一跳 指向用戶地址。至此，再次進行下行流量切換，由原備用SN設備切換至原主用SN設備。特別注意，主用SN設備為各用戶配置不同的備用SN時，所述備用下一跳指向每個 用戶對應的備份SN ；為各用戶配置相同的備用SN時，為每個用戶設置的備用下一跳均指向 該備份SN。下面以一個應用實例對本發明進行說明，採用QoS(Quality of Service服務質 量)策略重定向實現備用下一跳。步驟100，配置重定向策略；在當前主用BRAS設備上，為不同的用戶建立QoS策略，如ACL(Access Control List訪問控制列表)重定向規則，策略內容在用戶的主用BRAS設備狀態變為備用時，將收 到的該用戶的下行流量發往該用戶的備用BRAS設備(此時該備用BRAS設備已切換至主用 狀態)；當前主用BRAS設備使用的是其主用下一跳，指向用戶地址；備用BRAS設備也進行如上的備用下一跳配置，指向主用BRAS設備；同時備用 BRAS設備還配置有主用下一跳，該主用下一跳指向用戶地址，以便在接收到主用BRAS設備 發來的流量時，可以正確轉發給對應的用戶；步驟101，當主用BRAS設備的下行鏈路發生故障時，路由收斂的期間，主用BRAS設 備觸發QoS策略生效，其主用下一跳失效；步驟102，主用BRAS設備的狀態切換為備用，同時將接收到的發往用戶的流量根 據對應的QoS策略轉發到該用戶的備用BRAS設備；備用BRAS設備根據其主用下一跳將所述主用BRAS設備發來的回程流量轉發給相 應的用戶；備用BRAS設備在檢測到主用BRAS設備的下行鏈路發生故障時，狀態自動切換為主用；步驟103，路由收斂後，由原備用BRAS設備進行正常的下行流量轉發；當原主用BRAS設備下行鏈路故障恢復時，原主用BRAS設備的狀態恢復回主用，路 由收斂的期間，備用BRAS設備將接收到的發往用戶的流量根據對應的QoS策略轉發到主用 BRAS設備；該主用BRAS設備的主用下一跳生效，流量由主用設備直接轉發至用戶。下面再以一個應用實例對本發明進行說明，採用路由策略重定向實現備用下一 跳。步驟200，配置重定向策略；在當前主用的SR設備上，為不同的用戶建立路由策略，如配置或動態下發策略路由，策略內容在用戶的主用SR設備狀態變為備用時，將收到的該用戶的下行流量發往該用 戶的備用SR設備(此時該備用SR設備已切換至主用狀態)；當前主用SR設備使用的是主用下一跳，指向用戶地址；備用SR設備也進行如上的備用下一跳配置，指向主用SR設備；同時備用SR設備 還配置有主用下一跳，該主用下一跳指向用戶地址，以便在接收到主用SR設備發來的流量 時，可以正確轉發給對應的用戶；步驟201，當主用SR設備的下行鏈路發生故障時，路由收斂的期間，主用SR觸發路 由策略生效，其主用下一跳失效；步驟202，主用SR設備的狀態切換為備用，同時將接收到的發往用戶的流量根據 對應的路由策略轉發到該用戶的備用SR設備；備用SR設備根據其主用下一跳將所述主用SR設備發來的回程流量轉發給相應的 用戶；備用SR設備在檢測到主用SR設備的下行鏈路發生故障時，狀態自動切換為主 用；步驟203，路由收斂後，由原備用SR設備進行正常的下行流量轉發；當原主用SR設備下行鏈路故障恢復時，原主用SR設備的狀態恢復回主用，路由收 斂的期間，備用SR設備將接收到的發往用戶的流量根據對應的路由策略轉發到主用SR設 備；該主用SR設備的主用下一跳生效，流量由主用設備直接轉發至用戶。下面再以一個應用實例對本發明進行說明，採用設備配置的備用下一跳，關聯 VRRP切換來重定向流量。步驟300，在當前主用的BRAS設備上，配置轉發的目的地址為用戶地址，其為主用 下一跳；同時配置備用下一跳，該下一跳出口指向主用BRAS設備和備用BRAS設備直連的鏈 路；備用BRAS設備也進行如上的備用下一跳配置，其備用下一跳指向主用BRAS設備； 同時備用BRAS設備還配置有主用下一跳，該主用下一跳指向用戶地址，以便在接收到主用 BRAS設備發來的流量時，可以正確轉發給對應的用戶；步驟301，當主用BRAS設備下行鏈路故障時，主用BRAS的VRRP切換成備用，路由 收斂的期間，此時設備上配置的目的地址的主用下一跳失效，備用下一跳生效；步驟302，主用BRAS設備的狀態切換為備用，同時將接收到的發往用戶的流量根 據配置的備用下一跳將流量轉發到該用戶的備用BRAS設備；備用BRAS設備根據其主用下一跳將所述主用BRAS設備發來的回程流量轉發給相 應的用戶；備用BRAS設備在檢測到主用BRAS設備的下行鏈路發生故障時，狀態自動切換為主用；步驟303，路由收斂後，由原備用BRAS設備進行正常的下行流量轉發；當原主用BRAS設備下行鏈路故障恢復時，原主用BRAS設備的狀態恢復回主用，路 由收斂的期間，備用BRAS設備將接收到的發往用戶的流量根據配置的備用下一跳轉發到 主用BRAS設備；
該主用BRAS設備的主用下一跳生效，流量由主用設備直接轉發至用戶。另外，本發明在主用SN為用戶地址創建備用下一跳時，還可以採用關聯BFD、以太 OAM(Operations Administration and Maintenance操作管理和維護)等鏈路探測協議的 方式，以及優先級的方式的實現。在另一應用實例中，本發明在主用SN為用戶地址創建備用下一跳時，即採用關聯 BFD、以太OAM等鏈路探測協議的方式實現。當這些探測協議狀態變遷由UP轉為DOWN時， 根據SN設備上的配置流量切換到備用下一跳。在另一應用實例中，本發明在主用SN為用戶地址創建備用下一跳時，即採用採用 優先級的方式實現。當優先級高的下一跳不可達時，優先級低的備用下一跳生效，備用下一 跳不限制於一條，不同的備用下一跳通過不同的優先級來確認生效的順序。如圖5所示，為本發明的備份轉發系統，包括，主用SN 1、對應的備用SN 2和接入 節點3，其中，主用SN 1，用於為需要備份的用戶的地址創建備用下一跳，指向備用設備 』為需 要備份的用戶的地址創建主用下一跳，指向用戶地址；當檢測到其下行鏈路發生故障時，切 換至備用狀態，並從網絡側到用戶側的回程流量通過備用下一跳發送備用設備；當檢測到 其下行鏈路故障恢復時，切換回主用狀態，並從網絡側到用戶側的回程流量通過主用下一 跳直接發送至用戶；備用SN 2，檢測到主用設備的下行鏈路發生故障時，切換至主用狀態，並將主用設 備發送來的回程流量轉發至所述用戶；檢測到主用設備的下行鏈路故障恢復時，切換回備 用狀態。本發明的主用、備用SN從結構上是一致的，都涉及相同的設備，包括配置模塊 10、檢測切換模塊20和接收轉發模塊30 ；其中，作為主用設備工作時配置模塊10，用於對需要備份的用戶地址創建備用下一跳，該下一跳出口最終指 向當前設備的備用設備；還用於配置當前設備使用的主用下一跳，指向用戶地址；將所述 主備用下一跳通知所述檢測切換模塊20 ；檢測切換模塊20，檢測到用戶地址的主用下一跳發生故障時，將當前設備的狀態 切換至備用，並置主用下一跳失效，備用下一跳生效，並通知所述接收轉發模塊30 ；檢測切換模塊20，檢測到其下行鏈路故障恢復時，切換回主用狀態，將由網絡側到 用戶側的回程流量通過所述主用下一跳發送給所述用戶；接收轉發模塊30，接收檢測切換模塊20的通知，將接收到的流量轉發到備用下一 跳；接收檢測切換模塊20的通知，將接收到的流量轉發到主用下一跳。其中，作為備用設備工作時檢測切換模塊20，檢測到其主用設備的下行鏈路發生故障時，切換至主用狀態； 檢測到主用設備的下行鏈路故障恢復時，切換回備用狀態；並將主備用狀態通知所述接收 轉發模塊30 ；接收轉發模塊30，接收其主用設備發送來的流量，並根據所述主用下一跳將轉發 流量至對應的用戶；配置模塊10，配置有主用下一跳，該主用下一跳指向用戶地址，根據所述主用下一跳將所述主用SN發來的回程流量轉發給相應的用戶。配置模塊10，為各用戶配置不同的備用SN時，所述備用下一跳指向每個用戶對應 的備份SN ；為各用戶配置相同的備用SN時，為每個用戶設置的備用下一跳均指向該備份 SN。其與前述的方法的操作流程對應，不足之處參考上述方法部分的敘述，不再贅述。另外，請注意，本發明中主用、備用設備連接的是同一個上層網絡，但並不一定是 同一個節點。在本發明的附圖中，示出主用、備用設備連接到同一個接入節點，但本發明並 不限於此。上述說明示出並描述了本發明的一個優選實施例，但如前所述，應當理解本發明 並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、 修改和環境，並能夠在本文所述發明構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識 進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發 明所附權力要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種用戶接入備份時下行流量切換保護方法，其特徵在於，包括主用業務節點(SN)上為用戶地址配置備用下一跳，所述備用下一跳指向所述主用SN 的備用SN ；所述主用SN檢測到其下行鏈路發生故障時，切換至備用狀態，在路由收斂的期間將由 網絡側到用戶側的回程流量通過所述備用下一跳發送到所述備用SN，再轉發給用戶。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述備用SN配置有主用下一跳，所述主用下一跳指向用戶地址，所述備用SN根據所述 主用下一跳將所述主用SN發來的回程流量轉發給相應的用戶。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述主用SN為用戶地址創建備用下一跳時，採用關聯虛擬路由器冗餘協議(VRRP)的 方式，當VRRP主備切換時，根據所述主用SN上的配置流量切換到備用下一跳；或採用鏈路探測協議的方式，當所述探測協議狀態變遷由UP轉為DOWN時，根據所述主 用SN上的配置流量切換到備用下一跳；或採用優先級的方式，當優先級高的下一跳不可到達時，優先級低的備用下一跳生效， 多個備用下一跳通過不同的優先級來確認生效的順序；或採用服務質量重定向或策略路由的方式實現。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述主用SN還配置有主用下一跳，該主用下一跳指向所述用戶地址；所述備用SN還配 置有備用下一跳，該備用下一跳指向所述主用SN ；所述主用SN檢測到其下行鏈路故障恢復時，切換回主用狀態，在路由收斂的期間，所 述備用SN將由網絡側到用戶側的回程流量通過所述備用下一跳發送到所述主用SN ；所述主用SN將由網絡側到用戶側的回程流量通過所述主用下一跳發送給所述用戶。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述主用SN為各用戶配置不同的備用SN時，所述備用下一跳指向每個用戶對應的備 份SN ；為各用戶配置相同的備用SN時，為每個用戶設置的備用下一跳均指向該備份SN。
6.一種備份轉發系統，包括主用業務節點(SN)、對應的備用SN和接入節點，其特徵在於，所述主用SN，用於為用戶地址創建備用下一跳，該備用下一跳指向所述主用SN對應的 備用SN;當檢測到其下行鏈路發生故障時，切換至備用狀態，在路由收斂的期間將由網絡 側到用戶側的回程流量通過所述備用下一跳發送到所述備用SN ；所述備用SN，用於將所述主用SN發送來的回程流量轉發至所述用戶。
7.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述備用SN，配置有主用下一跳，該主用下一跳指向用戶地址，根據所述主用下一跳將 所述主用SN發來的回程流量轉發給相應的用戶。
8.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述主用SN，為用戶地址創建備用下一跳時，採用關聯虛擬路由器冗餘協議(VRRP)的 方式，當VRRP主備切換時，根據所述主用SN上的配置流量切換到備用下一跳；或採用鏈路 探測協議的方式，當所述探測協議狀態變遷由UP轉為DOWN時，根據所述主用SN上的配置 流量切換到備用下一跳；或採用優先級的方式，當優先級高的下一跳不可到達時，優先級低的備用下一跳生效，多個備用下一跳通過不同的優先級來確認生效的順序；或採用QOS重 定向、策略路由的方式實現。
9.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述主用SN，還配置有主用下一跳，該主用下一跳指向所述用戶地址，檢測到其下行鏈 路故障恢復時，切換回主用狀態，將由網絡側到用戶側的回程流量通過所述主用下一跳發 送給所述用戶；所述備用SN，還配置有備用下一跳，該備用下一跳指向所述主用SN ；在所述主用SN下 行鏈路故障恢復時，在路由收斂的期間將由網絡側到用戶側的回程流量通過所述備用下一 跳發送到所述主用SN。
10.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述主用SN，為各用戶配置不同的備用SN時，所述備用下一跳指向每個用戶對應的備 份SN ；為各用戶配置相同的備用SN時，為每個用戶設置的備用下一跳均指向該備份SN。
全文摘要
本發明公開了一種用戶接入備份時下行流量切換保護方法及備份轉發系統，其中，所述方法包括主用業務節點(SN)上為用戶地址配置備用下一跳，所述備用下一跳指向所述主用SN的備用SN；所述主用SN檢測到其下行鏈路發生故障時，切換至備用狀態，在路由收斂的期間將由網絡側到用戶側的回程流量通過所述備用下一跳發送到所述備用SN，再轉發給用戶。本發明採用將下行到用戶的流量重定向到備用SN的方式來達到主備SN切換過程中下行流量不丟失的效果，避免了備用SN向上層網絡刷新用戶路由過程中的用戶下行流量丟失。
文檔編號H04L1/22GK102045245SQ200910205478
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月20日 優先權日2009年10月20日
發明者範亮, 袁博, 許健翔, 高露, 龔超美 申請人:中興通訊股份有限公司