一种弹性分组环上感知邻居连通性的方法和装置

摘要

本发明涉及一种弹性分组环上感知邻居连通性的方法和装置。本发明的方法主要包括：A、弹性分组环上拓扑发生变化，进行拓扑收敛；B、拓扑收敛后，生成邻居连通性表；C、在所述邻居连通性表中，根据需要感知连通性的邻居节点的地址标识确定邻居连通性。因此，本发明充分利用弹性分组环自身50ms内协议收敛的特性，解决了上层控制平面协议层面检测速度慢的问题，同时没有互通性问题和可扩展性问题，也不需要额外占用带宽。

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种弹性分组环上感知邻居连通性的方法和装置。

背景技术

随着各种新一代的城域网技术层出不穷，其中RPR(弹性分组数据环)技术集IP的智能化、融合了以太网的经济性、灵活性和可扩展性等特点，同时吸收了光纤环网的高带宽效率、具有50ms快速保护、网络拓扑自动发现等优势，为宽带IP城域网提供了良好的组网方案。与传统MAC相比，RPR最吸引人的特点是具有电信级的可靠性，使其不仅仅只是局限于处理面向数据的业务传送需求，同时可以形成处理多业务传送的综合传输解决方案。

如图1所示，RPR是一种由分组交换节点组成的环形网络，相邻的节点通过一对光纤连接；与SDH拓扑结构类似，RPR的网络拓扑是基于两个相反方向传输的环，环上的每段光路工作在同一速率上。不同的是，RPR的两个环都能够传送数据，两个环被分别称为0环和1环。RPR上O环的数据传送方向为顺时针方向，1环的方向为逆时针方向。每个RPR节点都采用一个以太网中用到的48位MAC地址作为地址标识。

RPR传输能够提供50ms的源路由保护，正常情况下，RPR的两根光纤都是工作光纤。当发生光纤中断或节点故障时，节点光纤入口物理层设备检测到错误，并将该信息通知MAC层，同时发出一个控制信今分组通知其他节点，这些节点收到这个控制信令分组后，会进行拓扑自动发现，并把所有业务转移到有效环上。根据PRP协议，这种环保护倒换必须在50ms内完成，因此其拓扑收敛也需在50ms内完成。

在IP网络中，接口网络邻居连通性的检测是一个非常重要的特性。邻居连通性的快速、可靠的获得，对于IGP快速收敛、各种FRR、VRRP等倒换技术都具有非常重要的意义。当前技术中，对于接口网络邻居的连通性检测主要有两种方式：通过上层控制平面协议层面的慢速检测和通过转发平面的快速检测。

其中，上层控制平面协议层面的慢速检测包括IGP hello报文、PPP等链路层协议的Keepalive报文、VRRP等可靠性协议的advertise报文。这类检测报文需要通过运行在路由控制平面的CPU来收发，所以收发频率有很大的限制，基本是一个秒级的检测，如果检测速率提高，则对控制平面CPU压力非常大。例如ISIS协议的邻居检测时10s发送一个hello报文，如果连续4次收不到Hello报文，则认为邻居连通性丢失。VRRP的advertise报文典型配置1s发送一次，如果连续3次接收不到，则认为和对端设备的连通性丢失。这种方式的缺点主要是检测速度太慢，通常需要3秒至90秒。这个时间对于需要50ms切换的实施业务根本无法接受。

其中，转发平面的快速检测是通过BFD(双向转发检测)等协议检测邻居的连通性。BFD的hello报文通常通过转发平面直接发送，收发速度非常快，可以做到10ms发送一个hello报文，连续3次接收不到则认为邻居连通性丢失。这种检测方法可以满足速度的要求，但仍然有一些缺点：BFD报文发送需要占用不少带宽，通常一个BFD带宽需要占用将近64k带宽；另外，BFD协议标准仍在草案阶段，协议的标准化程度和互通性有一定的局限性；而且，BFD协议需要在两两邻居之间建立，对于RPR这种环状拓扑，存在可扩展性问题。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种弹性分组环上感知邻居连通性的方法，在50ms内快速获得环上邻居连通性，同时避免占用额外带宽的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种弹性分组环上感知邻居连通性的方法，包括：

A、弹性分组环上拓扑发生变化，进行拓扑收敛；

B、拓扑收敛后，生成邻居连通性表；

C、在所述邻居连通性表中，根据需要感知连通性的邻居节点的地址标识确定邻居连通性。

其中，所述方法还包括：当系统指定需要感知连通性的邻居节点时，在所述邻居连通性表中确定该邻居节点的连通性。进一步包括：如果邻居节点具有连通性，将所述邻居节点与所述弹性分组环关联，并保存关联信息。

其中，当拓扑发生变化时，根据该关联信息确定需要感知连通性的邻居节点的地址标识。

所述拓扑变化包括系统组网、或链路故障、或节点故障、或节点插入/撤出网络。

所述邻居连通性表中至少包括：弹性分组环上节点跳数、节点地址标识、节点有效性和节点可达性。

所述生成的邻居连通性表包括第一表和第二表；其中所述第一表为弹性分组环的0环表则所述第二表为弹性分组环的1环表；或，所述第一表为弹性分组环的1环表则所述第二表为弹性分组环的0环表。

所述步骤C具体包括：在所述邻居连通性表中查找需要感知连通性的邻居节点的地址标识，如果找到则具有连通性，否则不具备连通性。

所述步骤C通过顺序遍历或哈希查找邻居节点的地址标识。

所述通过顺序遍历查找邻居节点的地址标识，步骤具体包括：

I、从第一表的第一跳表项开始查找；

II、检查该弹性分组环表项的可达性和有效性，如果检查失败，执行步骤III；否则比较该弹性分组环表项中的地址标识与需要检测的邻居的地址标识是否相同，如果相同则具有连通性，否则转入下一跳表项，执行步骤II直到所述第一表的最后一个表项，如果仍没找到则执行步骤III；

III、从第二表的第一跳表项开始查找；

IV、检查该弹性分组环表项的可达性和有效性，如果检查失败，则不具备连通性；否则比较该弹性分组环拓扑表项中的地址标识与需要检测的邻居的地址标识是否相同，如果相同则具有连通性，否则转入下一跳表项，执行步骤IV直到所述第二表的最后一个表项，如果仍没找到则不具备连通性。

所述邻居连通性表为弹性分组环的拓扑表。

所述需要感知连通性的邻居节点的地址标识为MAC地址。

本发明还提供了一种网络装置，该网路装置连接到弹性分组环网络上，当系统指定连通性检测和/或网络拓扑发生变化时，在拓扑收敛后生成的邻居连通性表中根据需要感知连通性的邻居节点的地址标识，确定与邻居节点的连通性。

如果确定与邻居节点具有连通性，所述网络装置将所述邻居节点的地址标识与所述弹性分组环进行关联。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，当系统指定邻居连通性检测时或当拓扑发生变化时，都是在网络拓扑收敛后直接在生成的拓扑表中查找指定的邻居节点地址标识，检测邻居连通性。由于弹性分组协议可以确保，每次拓扑发生变化后，都可以在50ms内完成拓扑快速收敛，从而实现邻接连通性的快速检测，解决了上层控制平面协议层面检测速度慢的问题。

同时，由上述提供的技术方案可以看出，本发明充分利用弹性分组环协议本身功能，无需占用额外带宽，具有很好的扩展性。

附图说明

图1为PRP环网络通信示意图；

图2为本发明感知邻居连通性的方法流程图；

图3为在RPR拓扑表中查找邻居节点地址的流程图；

图4为PRP环网络拓扑变化示意图；

图5为PRP环网络拓扑变化示意图；

图6为PRP环网络拓扑变化示意图；

图7为PRP环网络拓扑变化示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是依据弹性分组环网络能确保在50ms内完成拓扑收敛，然后在拓扑表中查找需要进行连通性检测的邻居节点的地址标识，从而确定与邻居节点的连通性。

在本发明的第一实施例中，系统需要在某个弹性分组环上感知或检测与某个邻居节点的连通性。则源节点首先在当前弹性分组环的拓扑表中查找需要感知连通性的邻居节点的MAC地址。如果可以找到，则具有连通性，同时开始对该MAC地址和该环关联起来，并保存关联信息。表示该MAC地址为关联节点的MAC地址，以便后续拓扑发生变化时作为需要感知连通性的邻居节点以保证连通性需要。优选的，所述MAC地址和所述弹性分组环的关联可通过在拓扑表中标记实现，也可保存在网络设备中。优选的，将拓扑表、弹性分组环的关联信息等构成邻居连通性表，用于感知邻居连通性；其中，该邻居连通性表至少包括：弹性分组环上节点跳数、节点地址标识、节点有效性和节点可达性，当然也可包括其它相关信息。当拓扑每次发生变化时，可根据关联信息确定需要感知连通性的邻居节点的地址标识。

具体步骤包括：

第一步：系统中的上层应用程序指定需要查找连通性的弹性分组环，以及指定需要进行连通性检测的邻居节点的MAC地址；

第二步：根据指定的弹性分组环，找到该弹性分组环的拓扑表；

第三步：检查该弹性分组拓扑表是否完成收敛，如果收敛完成，则执行第四步，否则等待拓扑收敛后，再执行第四步；

第四步：在生成的拓扑表中查找指定的邻居节点的MAC地址，如果找到则具有连通性，否则不具备连通性。

如果感知到与系统指定的需要感知连通性的邻居节点具有连通性，则将指定的邻居节点与对应的弹性分组环关联起来，并保存关联信息。其中，关联表示该邻居节点处在该弹性分组环上，并表示拓扑发生变化时需要感知与该邻居节点的连通性。

其中，可通过顺序遍历在拓扑表中查找需要感知连通性的邻居节点的MAC地址，也可通过哈希(HASH)方法查找需要感知连通性的邻居节点的MAC地址，本领域技术人员还可利用其它方法进行查找，并不超出本发明的保护范围。

其中，生成的拓扑表包括1环拓扑表(或称东向表)和0环拓扑表(或称西向表)，参见图3，通过顺序遍历在拓扑表中查找邻居节点的MAC地址的过程包括：

I、从弹性分组环的1环拓扑表的第一跳表项开始；

II、首先需要检查此弹性分组环表项的可达性以及有效性(通过弹性分组环拓扑表里的有效性字段和可达性字段来判断)，如果检查失败，则执行步骤III；否则，查看此弹性分组环拓扑表项中MAC地址和需要检测的邻居的MAC地址是否完全相同，如果相同，查找成功，表明具有连通性；否则转入1环拓扑表的下一跳表项，执行步骤II，直到O环拓扑表的最后一个表项，如果仍没有找到，则执行步骤III；

III、从弹性分组环的O环拓扑表的第一跳表项开始；

IV、检查该弹性分组环表项的可达性和有效性，如果检查失败，则不具备连通性；否则比较该弹性分组环拓扑表项中的MAC地址与需要检测的邻居的MAC地址是否相同，如果相同则具有连通性，否则转入下一跳表项，执行步骤IV直到所述0环拓扑表的最后一个表项，如果仍没找到则不具备连通性。

当然，上述查找过程也可以从0环拓扑表开始查找。

在本发明的第二实施例中，当弹性分组环网络发生拓扑变化时，弹性分组协议可以获得拓扑变化信息并通知环上所有节点重新进行拓扑收敛，待收敛后，对需要感知连通性的邻居节点的MAC地址在收敛生成的弹性分组环的拓扑表中进行查找。如果可以找到，说明与该邻居节点连通性正常；否则，说明与该邻居节点的连通性失败。其中，此时需要感知连通性的邻居节点的地址为系统中关联节点的MAC地址，除非系统有更高优先级的需要感知连通性的邻居节点地址。

其中，第二实施例中，在拓扑表中查找MAC地址的过程与第一实施例中的查找过程一样。

本实施例中，拓扑变化包括：系统组网、弹性分组环上节点或链路发生故障引起拓扑发生变化，还包括节点插入或撤出该弹性分组环。为对本发明有进一步理解，下面结合附图对本发明所述的方法作进一步说明。

参见图4，在所示的RPR环网中，假设在R1节点上检测邻居R5节点的连通性。按照上面的方法，网络组建后，R1节点由于网络拓扑发现会形成自己的拓扑表，基本信息如下：

R1：MAC地址00.e0.fc.10.00.a1

R2：MAC地址00.e0.fc.10.00.a2

R3：MAC地址00.e0.fc.10.00.a3

R4：MAC地址00.e0.fc.10.00.a4

R5：MAC地址00.e0.fc.10.00.a5

R6：MAC地址00.e0.fc.10.00.a6

R1节点在自己的拓扑表中查找邻居R5的MAC地址00.e0.fc.10.00.a5，可以查到，所以R1与邻居R5的连通性正常。

参见图5，当R5、R6之间的链路出现故障，RPR协议检测到该故障，通知环上所有节点重新进行拓扑收敛。当R1节点拓扑收敛后，其拓扑表信息如下：

R1：MAC地址00.e0.fc.10.00.a1

R2：MAC地址00.e0.fc.10.00.a2

R3：MAC地址00.e0.fc.10.00.a3

R4：MAC地址00.e0.fc.10.00.a4

R5：MAC地址00.e0.fc.10.00.a5

R6：MAC地址00.e0.fc.10.00.a6

R1节点在自己的拓扑表中仍然存在R5节点的MAC地址，所以此时R1与邻居R5的连通性仍然正常。

参见图6，R5、R6之间的链路和R3、R4之间的链路同时或者先后出现故障，RPR协议检测到该故障，通知环上所有节点重新进行拓扑收敛。当R1节点拓扑收敛后，其拓扑表信息如下：

R1：MAC地址00.e0.fc.10.00.a1

R2：MAC地址00.e0.fc.10.00.a2

R3：MAC地址00.e0.fc.10.00.a3

R6：MAC地址00.e0.fc.10.00.a6

R1节点在自己的拓扑表中不能查到R5节点的MAC地址，所以此时R1与邻居R5的连通性失败。

参见图7，R5节点发生故障，RPR协议检测到该故障，通知环上所有节点重新进行拓扑收敛。当R1节点拓扑收敛后，其拓扑表信息如下：

R1：MAC地址00.e0.fc.10.00.a1

R2：MAC地址00.e0.fc.10.00.a2

R3：MAC地址00.e0.fc.10.00.a3

R4：MAC地址00.e0.fc.10.00.a4

R6：MAC地址00.e0.fc.10.00.a6

R1节点在自己的拓扑表中不能查到R5节点的MAC地址，所以此时R1与邻居R5的连通性失败。

综上所述，本发明通过在拓扑表中查找需要检测的邻居节点的地址标识判断与邻居节点的连通性，充分利用弹性分组环自身50ms内协议收敛的特性，解决了上层控制平面协议层面检测速度慢的问题，同时没有互通性问题和可扩展性问题，也不需要额外占用带宽。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。