MPLS网络双向转发检测技术

摘要

随着近年来VoIP、图像传输、视频流媒体等实时性新型的业务的不断发展，应用商对传输网络的服务质量和鲁棒性的需求越来越高。传统基于IP路由转发的检测机制已经无法满足目前网络秒级以下检测速度的需求，而基于MPLS网络的双向链路检测技术具有反应快速与架构简单等特点，兼容于多种设备与业务，能为下一代传输网提供一个通用的、标准的且与介质以及协议无关的快速检测方案，并已经被业内大部分企业作为下一代传输网改建的标准与方向。可见基于MPLS网络的BFD网络故障检技术的研究，已经成为了改善传输网络的服务质量以及鲁棒性的重要研究方向，具有重要的理论研究意义与实用价值。在深入的研究了MPLS的理论原理与BFD协议标准的基础上，本文完成了以下工作:首先，设计了基于MPLS网络的BFD检测方案，讨论了这种方案的可行性与有效性。
　　其次，通过比较多种基于MPLS网络的检测技术，分析了基于MPLS网络的BFD检测方案的优点及存在的不足。并针对缺陷，提出并实现了结合LSP-Ping技术与BFD技术配合检测、相互辅助的优化方案;该优化方案有效地弥补了原有BFD检测机制无法检测MPLS网络中数据平面和控制平面一致性的重要缺陷。并在IPRAN路由交换机上，通过各项测试工作，验证了该检测方案的有效性。
　　最后，在BFD模块的反复测试工作中，发现了BFD检测模块应用于IP RAN等交换机设备时的重要设计漏洞——IP RAN交叉板的拔插操作会造成的BFD检测机制失效。在提出对应的解决方案后，通过测试，验证了该解决方案的有效性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及趋势

1．3 主要的研究工作与组织结构

第二章 MPLS网络技术

2．1 MPLS基本原理

2．1．1 MPLS标签结构及报文格式

2．1．2 MPLS基本概念

2．2 MPLS标签转发原理

2．2．1 MPLS标签转发中的基本概念

2．2．2 MPLS报文转发流程

2．3 MPLS网络结构

2．3．1 MPLS网络控制平面

2．3．2 MPLS网络转发平面

2．4 MPLS网络优势分析

2．4．1 MPLS网络的流量工程及QoS

2．4．2 MPLS VPN技术

第三章 双向链路检测技术

3．1 双向链路检测技术BFD

3．2 双向链路检测技术原理

3．2．1 BFD会话的建立

3．2．2 BFD检测网络故障的流程

3．3 BFD报文格式

3．4 BFD会话状态机

3．5 BFD会话

3．6 基于IP RAN的BFD总体系统结构

3．6．1 IP RAN 8xx设备

3．6．2 业务盘上的BFD实现结构

第四章 基于MPLS网络故障的检测方案的设计与实现

4．1 常见MPLS网络故障检测技术比较

4．2 MPLS网络中BFD检测机制的设计需求

4．3 基于MPLS网络的总体检测方案的设计与实现

4．4 MPLS网络的总体检测方案具体实现

4．4．1 BFD控制报文在MPLS报文中的封装

4．4．2 MPLS LSP-Ping协助建立BFD会话的总体流程设计

4．4．3 BFD模块自主学习“Discriminate”功能设计

4．4．4 MPLS LSP-Ping检测机制设计

4．4．5 BFD For MPLS检测机制的设计与实现

第五章，基于BFD的MPLS网络故障检测方案的测试与验证

5．1 测试的总体方案

5．2 测试环境的搭建与实现

5．2．1 测试环境说明

5．2．2．测试环境配置

5．3 MPLS LSP-Ping协助BFD id自主学习功能测试

5．4 转发模块下发BFD控制报文的接口配置有效性的测试

5．5 基于BFD的MPLS隧道故障检测功能测试

第六章 交叉盘热拔插导致BFD检测失效的解决方案的设计与实现

6．1 交叉盘热拔插导致BFD检测失效的具体现象

6．2 交叉盘热拔插导致BFD检测失效的解决方案

6．2．1 将交叉盘热拔插事件映射到BFD状态机上

6．2．2 主控对交叉盘的监控原理

6．3 故障解决方案流程

6．3．1 交叉盘拔盘处理方案

6．3．2 交叉盘插盘处理方案

6．3．3 交叉盘重启处理方案

6．4 交叉盘状态映射BFD状态的方案的测试

第七章 总结与展望

参考文献

致谢