CN102088400A - 虚拟专用网络中运营商边界设备及切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及通信领域，为了解决现有技术中不能自动配置远端PE切换策略的不足，提供了一种虚拟专用网络中运营商边界设备的方法及装置。其中方法包括利用主备选择协议与本端运营商边界设备PE组中的PE进行协商，进行本端PE的主备选择；将该PE的主用或备用状态传送给远端PE。本发明实施例的有益效果在于，通过将本端PE的主备选择结果发回给远端PE，使得远端PE可以自动的进行切换策略的配置。

Description

虚拟专用网络中运营商边界设备及切换方法

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是关于虚拟专用网络中运营商边界设备及切换方法。

背景技术

在网络高速发展的今天，三网合一的需求日益迫切，运营商对网络故障时的业务收敛速度非常重视，在任何一个节点发生故障时，相邻节点业务倒换小于50ms，端到端业务收敛小于1s已经逐步成为承载网的门槛级指标。

虚拟专用网络快速切换(Virtual Private Network Fast Reroute，VPNFRR)旨在解决用户侧边界设备(CE)双归PE的多协议标记交换虚拟专用网络(Multiprotocol Label Switching Virtual Private Network，MPLS VPN)中PE节点故障导致的端到端业务收敛时间长(大于1s)的问题，但部署远端PE指向主用PE和备用PE的主备用转发表项都是预先手动配置的，配置复杂。

发明内容

本发明实施例提供一种虚拟专用网络中运营商边界设备的方法及装置，用于解决现有技术中远端PE切换策略配置复杂的不足。

本发明实施例提供了一种虚拟专用网络中主备运营商边界设备PE切换方法，包括：利用主备选择协议与本端运营商边界设备PE组中的PE进行协商，协商出本端PE的主用或备用状态；将所述主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE；以使所述远端PE根据所述主用或备用状态和相应的路由信息生成转发表项。

本发明实施例还提供了一种运营商边界设备，包括：主备管理协议模块，用于与本端PE组中其它PE的主备管理协议模块进行协商，协商出本端PE的主用或备用状态；传送模块，用于将所述本端PE的主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE。

本发明实施例还提供了一种运营商边界设备，包括：接收模块，用于接收远端PE的主用或备用状态和相应的路由信息；生成模块，用于根据所述主用或备用状态和相应的路由信息生成转发表项；切换模块，用于如果与远端PE组的传输出现故障，则根据所述转发表项进行快速切换。

本发明实施例还提供了一种PE系统，包括：本端PE，用于利用主备选择协议与本端运营商边界设备PE组中的PE进行协商，协商出本端PE的主用或备用状态；获取所述本端PE的主用或备用状态，将所述本端PE的主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE；所述远端PE，用于接收所述本端PE发送的主用或备用状态和相应的路由信息；根据所述主用或备用状态和相应的路由信息生成转发表项，如果所述远端PE与本端PE的传输出现故障，则根据所述转发表项进行快速切换。

通过本发明实施例，通过将本端PE的主备选择结果发回给远端PE，对本端PE的资源占用小，是一种更加简单、有效的自动保护切换方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明实施例一种虚拟专用网络中传送主备PE状态的方法流程图；

图2所示为本发明实施例一种虚拟专用网络中实现快速切换的方法流程图；

图3所示为本发明实施例PE的结构示意图；

图4所示为本发明实施例PE的又一结构示意图；

图5所示为本发明实施例PE的又一结构示意图；

图6所示为本发明实施例PE系统的结构示意图；

图7所示为本发明实施例本端PE组和远端PE之间传送主用或备用状态的网络结构图；

图8所示为本发明实施例虚拟专用网络中快速切换方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示为本发明实施例一种虚拟专用网络中传送主备PE状态的方法流程图。

步骤101，本端PE利用主备选择协议与本端PE组中的PE进行协商，协商出该本端PE的主用或备用状态。

步骤102，将所述主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE；以使所述远端PE根据所述主用或备用状态和相应的路由信息生成转发表项。

其中，所述PE的主用或备用状态是指该PE当前是主用PE，还是备用PE的状态信息。

在步骤101中，所述主备选择协议可以包括，框间链路捆绑协议(multi-chassis，MC-TRUNK)，框间链路聚合协议(multi-chassis link aggregation，MC-LAG)，虚拟路由器冗余协议(virtual route redundancy protocol，VRRP)，框间通信控制协议(ICCP)或者增强的虚拟冗余协议Enhance VRRP协议进行PE的主备选择，本发明实施例并不对如何进行主备选择进行限定。

作为本发明实施例的进一步的方面，还包括，当该本端PE出现故障时，或者该本端PE与CE之间的链路出现故障时，利用边界网关协议(Border Gateway Protocol，BGP)或者双向转发协议(BFD)将所述故障的信息传送给远端PE。

所述本端PE组包括一个或者多个PE，其中只有一个为主PE(即激活的PE)其余为备用PE。

所述本端PE组中的PE获取由主备选择协议获得的本端PE组中多个PE的主用或备用状态，将所述主用或备用状态通过内部消息接口传送给例如BGP或者BFD协议。本端PE组中的PE将所述主用或备用状态通过例如BGP或者BFD传送给远端PE。

其中所述本端PE组中的PE可以单独将该PE的主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE，或者可以获取所述本端PE组中多个PE的主用或备用状态，将多个PE的主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE。

其中，通过BGP将所述主用或备用状态传送给所述远端PE时，可以扩展现有的BGP消息，增加一个新代码，例如错误代码来表示主用或备用状态和故障，其中故障包括CE与本端PE之间的链路故障。

在步骤102中，在生成转换列表后，如果所述远端PE与所述本端PE的传输出现故障，则所述远端PE根据所述转发表项进行快速切换。

通过上述实施例，本端PE通过主备选择协议确定本端PE的主备，然后将所述主用或备用状态传送给远端PE，减少了在远端PE进行手动配置的工作，降低了实现难度提高了系统的自动化。

如图2所示为本发明实施例一种虚拟专用网络中实现快速切换的方法流程图。

步骤201，本端PE接收远端PE的主用或备用状态和相应的路由信息。

步骤202，根据所述主用或备用状态和相应的路由信息生成转发表项，如果与远端PE组的传输出现故障，则根据所述转发表项进行本端PE与远端PE的快速切换。

其中，步骤201中可以接收远端PE组中的主PE发送的主用或备用状态，或者接收远端PE组中备用PE发送的主用或备用状态，或者还可以接收远端PE组中主用PE发送的主用状态和备用PE发送的备用状态。

所述与远端PE组的传输出现故障包括，接收远端PE组的故障信息，所述远端PE组的故障信息包括远端主PE故障信息，或者远端PE与CE之间的链路故障信息。

通过上述实施例，通过接收远端PE组的主用或备用状态来生成用于快速切换的转发表项，实现了自动的节点保护和自动VPN保护，并且实现简单成本低。

如图3所示为本发明实施例PE的结构示意图。

包括主备管理协议模块301，传送模块302。

主备管理协议模块301，用于与本端PE组中其它的PE的主备管理协议模块进行协商，协商出本端PE的主用或备用状态。

所述传送模块302，用于将该本端PE的主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE。

其中，还包括获取模块303，用于获取本端PE组中的多个PE的主用或备用状态，然后将所述多个PE的主用或备用状态传送给所述传送模块302，所述传送模块302具体用于将所述多个PE的主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE。

所述传送模块302，还用于当该本端PE与远端PE通信出现故障时，或者该本端PE与CE之间的链路出现故障时，将所述故障通知所述远端PE。

所述传送模块302通过使用BGP或者BFD方式将所述本端PE的主用或备用状态传送给远端PE，通过现有技术将所述本端PE的路由信息发送给远端PE。

通过上述实施例，PE可以进行主备选择后将该PE的主用或者备用状态传送给远端PE，实现自动通知远端PE该本端PE的主用或备用状态的目的。

如图4所示为本发明实施例PE的又一结构示意图。

包括接收模块401，生成模块402，切换模块403。

所述接收模块401，用于接收远端PE的主用或备用状态和相应的路由信息。

所述生成模块402，用于根据所述主用或备用状态和相应的路由信息生成转发表项。

所述切换模块403，用于如果与远端PE组的传输出现故障，则根据所述转发表项进行快速切换。

该接收模块401可以接收从远端PE组中的主PE发送的主用或备用状态，或者接收远端PE组中备用PE发送的主用或备用状态，或者还可以接收远端PE组中主PE和备用PE发送的主用或备用状态。

通过上述实施例，本发明实施例可以通过接收远端PE的主用或备用状态而自动的进行切换操作，减少了人工配置的繁琐操作，并且提高了效率，实现成本也很低。

作为本发明实施例的一个进一步的方面，上述图3和图4所述的PE可以为一个PE，如图5所示，该PE包括主备管理协议模块501，传送模块502，接收模块503，生成模块504，切换模块505。

所述主备管理协议模块501，用于与本端PE组中的PE的主备管理协议模块进行协商，进行本端PE组的主备选择。

所述传送模块502，用于将该PE的主用或备用状态传送给远端PE。该传送模块502还可以用于当该PE与远端PE通信出现故障时，或者该PE与CE之间的链路出现故障时，将所述故障通知所述远端PE。

所述接收模块503，用于接收远端PE的主用或备用状态和相应的路由信息。

所述生成模块504，用于根据所述主用或备用状态和路由信息生成转发表项。

所述切换模块505，用于如果与远端PE组的传输出现故障，则根据所述转发表项进行快速切换。

如图6所示为本发明实施例PE系统的结构示意图。

包括本端PE 601，用于利用主备选择协议与本端运营商边界设备PE组中的PE进行协商，协商出本端PE的主用或备用状态；获取所述本端PE的主用或备用状态，将所述本端PE的主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE；

所述远端PE 602，用于接收所述本端PE发送的主用或备用状态和相应的路由信息；根据所述主用或备用状态和相应的路由信息生成转发表项，如果所述远端PE与本端PE的传输出现故障，则根据所述转发表项进行快速切换。

其中，所述本端PE 601还用于获取本端PE组中的多个PE的主用或备用状态，将所述多个PE的主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE 602。

如图7所示为本发明实施例本端PE组和远端PE之间传送主用或备用状态的系统结构图。

CE设备通过链路双归接入本端PE组。首先双PE进行主备选择，通常可以采用的技术可以包括MC-TRUNK(multi-chassis)，MC-LAG(multi-chassis linkaggregation)，VRRP(virtual route redundancy protocol)，ICCP或者EnhanceVRRP技术进行PE的主备选择。

以MC-LAG/MC-TRUN为例的CE双归的接入方案，MC-LAG/MC-TRUNK扩展了LAG组的概念，使得一个LAG组能够分成两个子组连接至两个路由器(这两个路由器是一对互为备份的本端PE)，并且可以通过动态配置，将这两个子组加入同一个MC-LAG/MC-TRUNK中，使这两个子组作为此MC-LAG的成员而自动受到监控，链路汇聚控制协议(Link Aggregation Control Protocol，LACP)用于管理LAG链路，使得同一时刻只有与其中一个PE的一个子链路组处于激活(Active)状态，连接至另一个PE的链路则处于备用(Standby)状态，因此不存在环路。在本实施例中，本端PE组中的PE1为主PE，PE2为备用PE，PE3为远端PE，PE1将自身的主用或备用状态(在本例中为主PE)发送给远端PE3，PE2将自身的主用或备用状态(在本例中为备用PE)发送给远端PE3，其中所述的本端PE组中PE1和PE2的主用或备用状态也可以通过PE1或者PE2发送给远端PE3，通过BGP或者BFD将所述本端PE的主用或备用状态传送给远端PE3。

其中，PE1或者PE2还可以将本端的故障信息通知远端PE3，例如将本端PE1与CE之间的链路故障1信息通知远端PE3，或者将本端PE1的故障通2知远端PE3。

本发明实施例可以将双归PE的链路绑定在层3的(L3)VPN中，并通过多协议的边界网关协议(Multiprotocol-Border Gateway Protocol，MP-BGP)将VPN版本4的地址族(VPNv4)的路由信息发送给远端PE设备。本发明实施例本端两台PE根据主备协议自身协商出的本端PE主用或备用状态通过BGP或者BFD通知远端PE。远端PE利用主用或备用状态和相应的路由信息自动形成主备两条转发表项(Inner label1和Inner label2)。该两条转发表项包括主PE正常时的路由信息和使用备用PE时的路由信息。

以下再从总体上说明一下本发明实施例。

如图8所示为本发明实施例虚拟局域网络中快速切换方法流程图。

步骤801，本端PE根据主备选择协议，例如MC-TRUNK，MC-LAG，VRRP或者Enhance VRRP进行本端PE的主备选择。

步骤802，将该PE的主用或备用状态通过路由器内部消息接口通知BGP协议。

步骤803，该PE通过BGP的notify消息通知远端PE自身的主用或备用状态。

步骤804，远端PE通过VPN-trunk和接收到的主用或备用状态，确认出本端PE的主用或备用状态，根据所述主用或备用状态和相应的路由信息生成主备的转发表项，以备所述本端主PE故障时，或者本端PE与CE之间链路出现故障时，远端PE与本端备用PE进行切换。其中，与主用或备用状态相应的路由信息可以通过现有技术中的方式进行传送，本发明实施例只是通过主用或备用状态和路由信息建立转发表项，并不限定路由信息是如何传送给远端PE的。

在本端PE和远端PE之间建立的BFD状态可以检测远端PE故障，远端PE根据所述转发表项进行FRR(fast reroute)切换；

对于本端的PE和CE之间的链路故障，通过本端PE的主备管理协议模块感知，并通过BGP协议通知远端PE所述本端PE和CE之间的链路故障，进行FRR切换，由于远端PE选择了备用PE进行切换，所以CE使用与备用PE之间的链路与备用PE进行连接，实现了虚拟专用网络中的快速倒换。

在上述的实施例中，本端PE使用BGP协议传送主用或备用状态可以扩展现有的BGP协议，增加一个错误代码，定义该错误代码的值0x01，0x02，0x03分别来表示主状态，备用状态和故障信息。

应该可以理解的是，本发明实施例中可以使用BGP协议的notify消息传送主用或备用状态和故障信息，但是不局限于BGP notify消息的通告机制。

作为本发明实施例的有益效果在于，满足VPN场景下的CE-到PE以及PE到PE的快速链路切换，节点保护和自动VPN保护，实现链路和PE设备故障的ms级别倒换。本发明方法不需要手工配置策略和路由，并且对本端PE的资源占用也不大，只需在PE等运营商设备实现，可以被运营商进行控制和管理，因此是一种更加简单、有效、可控的自动保护切换方法。本发明实施例的优点还体现在：实现了PE和CE之间的链路保护，而不是仅仅保护PE节点。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种虚拟专用网络中主备运营商边界设备PE切换方法，其特征在于包括：

利用主备选择协议与本端运营商边界设备PE组中的PE进行协商，协商出本端PE的主用或备用状态；

将所述主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE；以使所述远端PE根据所述主用或备用状态和相应的路由信息生成转发表项。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，当所述本端PE出现故障时，或者所述本端PE与用户侧边界设备CE之间的链路出现故障时，将所出现的故障信息传送给远端PE。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE具体包括，获取所述本端PE组中多个PE的主用或备用状态，将所述多个PE的主用或备用状态和相应的路由信息发送给远端PE。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，在生成转发表项之后还包括，如果所述远端PE与所述本端PE的传输出现故障，则所述远端PE根据所述转发表项进行快速切换。

5.一种运营商边界设备PE，其特征在于包括：

主备管理协议模块，用于与本端PE组中其它PE的主备管理协议模块进行协商，协商出本端PE的主用或备用状态；

传送模块，用于将所述本端PE的主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE。

6.根据权利要求5所述的运营商边界设备，其特征在于，还包括获取模块，用于获取本端PE组中的多个PE的主用或备用状态，将所述多个PE的主用或备用状态传送给所述传送模块，所述传送模块具体用于将所述多个PE的主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE。

7.根据权利要求5或6所述的运营商边界设备，其特征在于，所述传送模块还用于当所述本端PE与远端PE通信出现故障时，或者所述本端PE与CE之间的链路出现故障时，将所述故障传送给所述远端PE。

8.一种运营商边界设备PE，其特征在于包括：

接收模块，用于接收远端PE的主用或备用状态和相应的路由信息；

生成模块，用于根据所述主用或备用状态和相应的路由信息生成转发表项；

切换模块，用于如果与远端PE的传输出现故障，则根据所述转发表项进行快速切换。

9.一种运营商边界设备PE系统，其特征在于包括：

本端PE，用于利用主备选择协议与本端运营商边界设备PE组中的PE进行协商，协商出本端PE的主用或备用状态；获取所述本端PE的主用或备用状态，将所述本端PE的主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE；

所述远端PE，用于接收所述本端PE发送的主用或备用状态和相应的路由信息；根据所述主用或备用状态和相应的路由信息生成转发表项，如果所述远端PE与本端PE的传输出现故障，则根据所述转发表项进行快速切换。

10.根据权利要求9所述系统，其特征在于，所述本端PE还用于获取本端PE组中的多个PE的主用或备用状态，将所述多个PE的主用或备用状态和相应的路由信息传送给远端PE。

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