一种HUB-Spoken组网的方法、系统及设备

摘要

本发明公开了一种HUB-Spoken组网的方法，应用于多个HUB PE连接同一Hub CE的HUB-Spoken组网中，包括：Spoken PE向每一HUB PE发布路由，并存储每一HUB PE发布的路由；当所述Spoken PE接收到CE侧发送的报文时，所述Spoken PE根据报文的目的地址匹配存储的路由信息，转发所述报文；当所述Spoken PE在预设时间内没有收到HUB PE发送的BFD报文时，所述Spoken PE判断该HUB PE故障，删除下一跳为该HUB PE的转发表项。本发明实现了对HUB-Spoken网络中的HUB PE的备份和保护。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种HUB-Spoken组网的方法、系统及设备。

背景技术

HUB-Spoken组网方式又称为中心服务器拓扑组网，如图1所示，包括中心Site(站点)HUB-Site和不处于中心的Site、即Spoken-Site。HUB-Site存储同一VPN内所有Spoken-Site的路由，Spoken-Site的流量通过HUB-Site到达目的地。

现有的HUB-Spoken组网方式中只有一个HUB PE(Provider Edge Router，运营商边缘网络设备)，其它均为Spoken PE。HUB PE上配置所有Spoken PE所在的VPN(Virtual Private Network，虚拟私有网)，从而获知所有Spoken PE的路由信息，并将该路由信息发布到HUB CE(Customer Edge Router，用户侧边缘网络设备)。不同Spoken CE连接不同的Spoken PE，处于不同的VPN，彼此不知道对方的路由信息；因此，各个Spoken CE相互访问时，必须经过HUB CE，由HUB CE将访问报文由源Spoken CE转发到目的Spoken CE上，从而实现HUB CE对Spoken CE的集中控制。

结合图1所示的HUB-Spoken组网方式，HUB PE上配置两个VPN，即Spoken PE1所在的VPN1和Spoken PE2所在的VPN2，从而使HUB PE可以获得VPN1和VPN2内设备的路由信息，即Spoken PE1和Spoken PE2的路由信息。具体的，VPN1引入各个Spoken PE的路由，并将该路由信息发布给HUB CE，HUB CE通过EBGP(External Border Gateway Protocol，外部边界网关协议)将路由重新发布到HUB PE，由HUB PE通过VPN2将路由发布到VPN2的各个Spoken PE，Spoken PE将接收到的路由发布到本地的CE上。

正常情况下，Spoken PE接收到CE的流量后，检查其下一跳，由于其IP下一跳总是HUB PE设备，流量将被转发到HUB PE，HUB PE将流量转发到HUB CE，而HUB CE的路由表中其IP下一跳仍然是HUB PE，流量从VPN_A的接口进入HUB PE后根据VPN_A中的路由表将报文转发到目的Spoken PE上，Spoken PE将报文弹掉标签后送到本地目的CE上。

现有的HUB-Spoke组网方式中，由于只有一个HUB PE，一旦HUB PE出现故障时，那么HUB PE与各个Spoken PE之间的IBGP(Inter Board GatewayProtocol，内部边界网关协议)连接就会断裂，VPN内的路由无法进行正常扩散，将导致整个HUB-Spoken网络陷入瘫痪，VPN内的用户之间无法访问。

但是，现有技术中，对于HUB PE本身的故障没有进行备份，即没有提供一种HUB PE的备份和保护。

发明内容

本发明提供了一种HUB-Spoken组网的方法、系统及设备，以对HUB-Spoken网络中的HUB PE进行备份和保护。

本发明提供了一种HUB-Spoken组网的方法，应用于多个HUB PE连接同一Hub CE的HUB-Spoken组网中，所述多个HUB PE之间彼此独立，每一HUB PE与该组网中所有Spoken PE连接，且HUB PE与Spoken PE通过BFD报文检测连接状态，所述方法包括：

Spoken PE向每一HUB PE发布路由，并存储每一HUB PE发布的路由；

当所述Spoken PE接收到CE侧发送的报文时，所述Spoken PE根据报文的目的地址匹配存储的路由信息，转发所述报文；

当所述Spoken PE在预设时间内没有收到HUB PE发送的BFD报文时，所述Spoken PE判断该HUB PE故障，删除下一跳为该HUB PE的转发表项。

所述Spoken PE向每一HUB PE发布路由，并存储每一HUB PE发布的路由包括：

所述Spoken PE向每一HUB PE发布路由，通过每一HUB PE将自身路由发布到其他Spoken PE，并接收每一HUB PE发布的其他Spoken PE的路由；

或者

所述Spoken PE向每一HUB PE发布路由，每一HUB PE接收该路由信息并向所述Spoken PE发布默认路由，默认路由的下一跳为对应的发布该默认路由的HUB PE。

每一HUB PE接收该路由信息并存储之后，还包括：

每一HUB PE根据预先配置的发布策略向HUB CE发布下一跳为本地的默认路由。

所述Spoken PE根据报文的目的地址匹配存储的路由信息，转发所述报文包括：

当所述报文的目的地址匹配所述Spoken PE存储的本地路由时，所述Spoken PE根据本地路由转发所述报文；

当所述报文的目的地址匹配所述Spoken PE存储的其他Spoken PE的路由时，所述Spoken PE向HUB PE发送所述报文，通过HUB PE向对应的其他Spoken PE转发所述报文；或者当所述报文的目的地址与所述Spoken PE存储的本地路由不匹配时，所述Spoken PE根据默认路由向HUB PE转发所述报文，由HUB PE根据所述报文的目的地址和存储的路由信息转发所述报文。

本发明提供了一种HUB-Spoken组网的系统，包括一个HUB CE、多个HUB PE以及多个Spoken PE，所述多个HUB PE连接所述Hub CE，所述多个HUB PE之间彼此独立，每一HUB PE与该组网中所有Spoken PE连接，其中

所述Spoken PE，用于向每一HUB PE发布路由，并存储每一HUB PE发布的路由；当接收到CE侧发送的报文时，根据所述报文的目的地址匹配存储的路由信息，转发所述报文；通过BFD报文检测与HUB PE的连接状态，当在预设时间内没有收到HUB PE发送的BFD报文时，判断该HUB PE故障，删除下一跳为该HUB PE的转发表项；

所述HUB PE，用于接收所述Spoken PE发布的路由并存储，向所述Hub

CE发布路由，并将所述HUB CE返回的路由向所述Spoken PE发布；当接收到所述Spoken PE发送的报文时，匹配存储的路由信息并转发所述报文。

所述HUB PE具体用于：

向所述Hub CE发布接收到的所有Spoken PE发布的路由，并将所述HubCE返回的所有Spoken PE发布的路由向每一Spoken PE发布；

或者

向所述Hub CE发布默认路由，并将所述Hub CE返回的默认路由向每一Spoken PE发布；所述默认路由的下一跳为所述HUB PE。

本发明提供了一种HUB-Spoken组网的设备，作为Spoken PE应用于多个HUB PE连接同一Hub CE的HUB-Spoken组网中，所述多个HUB PE之间彼此独立，每一HUB PE与该组网中所有Spoken PE连接，且HUB PE与SpokenPE通过BFD报文检测连接状态，所述设备包括：

收发单元，用于向每一HUB PE发布路由，并存储每一HUB PE发布的路由；当接收到CE侧发送的报文时，根据所述报文的目的地址匹配存储的路由信息，转发所述报文；

表项维护单元，用于在预设时间内没有收到HUB PE发送的BFD报文时，判断该HUB PE故障，删除下一跳为该HUB PE的转发表项。

所述收发单元具体用于：

向每一HUB PE发布路由，通过每一HUB PE将自身路由发布到其他Spoken PE，并接收每一HUB PE发布的其他Spoken PE的路由；

或者

向每一HUB PE发布路由，接收每一HUB PE发布的默认路由，所述默认路由的下一跳为对应的发布该默认路由的HUB PE。

所述收发单元还用于：

当所述报文的目的地址匹配存储的本地路由时，根据本地路由转发所述报文；

当所述报文的目的地址匹配存储的其他Spoken PE的路由时，向HUB PE发送所述报文，通过HUB PE向对应的其他Spoken PE转发所述报文；

或者

当所述报文的目的地址与存储的本地路由不匹配时，根据默认路由向HUB PE转发所述报文。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本发明中，通过在HUB-Spoken组网中设置多个HUB PE，使多个HUB PE之间相互备份，在有HUB PE故障时，通过备份HUB PE保证HUB-Spoken组网的正常使用。

附图说明

图1是现有技术中一种HUB-Spoken组网方式示意图；

图2是本发明提供的HUB-Spoken组网的方法的流程示意图；

图3是本发明应用场景提供的HUB-Spoken组网示意图；

图4是本发明应用场景提供的另一HUB-Spoken组网示意图；

图5是本发明提供的HUB-Spoken组网的系统的结构示意图；

图6是本发明提供的HUB-Spoken组网的设备的结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术中对HUB-Spoke组网方式中的HUB-PE没有提供备份和保护的缺点，本发明提供一种HUB-Spoken组网的方法，其核心思想是：在HUB-Spoken组网中设置多个HUB-PE，使用多个HUB-PE相互备份；对于每一Spoken PE，分别与各HUB PE连接，并通过BFD检测方式在Spoken PE与HUB PE的连接出现故障时，灵活调整Spoken PE与HUB PE的连接；为了减少路由发布，在HUB PE上设置下一跳为HUB PE的默认路由，HUB PE向Spoken PE发布的路由仅包括Spoken PE的本地路由、HUB CE的本地路由以及默认路由。对于不能匹配本地路由的报文，Spoken PE通过默认路由向HUB PE发送。

本发明提供了一种HUB-Spoken组网的方法，应用于多个HUB PE连接同一Hub CE的HUB-Spoken组网中，所述多个HUB PE之间彼此独立，每一HUB PE与该组网中所有Spoken PE连接，且HUB PE与Spoken PE通过BFD报文检测连接状态，如图2所示，包括以下步骤：

步骤201，Spoken PE向每一HUB PE发布路由，并存储每一HUB PE发布的路由；

步骤202，当所述Spoken PE接收到CE侧发送的报文时，所述Spoken PE根据报文的目的地址匹配存储的路由信息，转发所述报文；

步骤203，当所述Spoken PE在预设时间内没有收到HUB PE发送的BFD报文时，所述Spoken PE判断该HUB PE故障，删除下一跳为该HUB PE的转发表项。

下面结合具体应用场景详细介绍本发明提供的HUB-Spoken组网的方法，如图3所示，以双HUB-PE为例进行介绍。其中，HUB PE1和HUB PE2分别与HUB CE、Spoken PE1和Spoken PE2连接，HUB PE1和HUB PE2之间没有连接。Spoken PE1和Spoken PE2向每一HUB PE、即HUB PE1和HUB PE2发布路由，并存储HUB PE1和HUB PE2发布的路由，根据存储的路由信息进行报文转发。HUB PE1和HUB PE2分别接收每一Spoken PE、即Spoken PE1和Spoken PE2发布的路由，将该路由信息向HUB CE发送，再将HUB CE环回的路由向Spoken PE1和Spoken PE2发布，使Spoken PE1和Spoken PE2获知对方的路由信息。由于Spoken PE1和Spoken PE2通过HUB PE1或者HUBPE2获得的路由信息相同，因此，在Spoken PE1和Spoken PE2上形成等价路由。当HUB PE1或者HUB PE2故障时，Spoken PE1和Spoken PE2可以通过另一HUB PE继续进行报文转发，从而保证HUB-Spoken组网的正常使用。

具体的，HUB PE1和HUB PE2上分别配置两个VPN(VPN_A和VPN_B)，VPN A用于引入Spoken PE的路由，VPN_B用于发布从HUB CE接收的路由。HUB PE1和HUB PE2通过VPN_A接收Spoken PE发布的路由并经过HUB CE环回后发布给两个Spoken PE。由于HUB PE1和HUB PE2之间没有建立IBGP连接，因此HUB PE1与HUB PE2之间从HUB CE学习到的EBGP路由不会相互发布，避免了不必要的路由扩散。

HUB PE1与HUB PE2上配置的VPN_A可以为单个或者多个，即HUBPE1与HUB PE2上可以有多个VPN用于引入Spoken PE的路由。以HUB PE1为例，当图3中的Spoken PE1与Spoken PE2的引出路由属性相同时，HUB PE1上可以配置单个VPN_A，该VPN_A的引入路由属性与Spoken PE1和SpokenPE2的引出路由属性相同，HUB PE1通过该单个VPN A引入Spoken PE1和Spoken PE2的路由信息；当图3中的Spoken PE1与Spoken PE2的引出路由属性不同时，HUB PE1上需要配置两个VPN_A，该两个VPN A的引入路由属性分别对应于Spoken PE1的引出路由属性和Spoken PE2的引出路由属性，HUB PE1通过该两个VPN_A分别引入Spoken PE1和Spoken PE2的路由。

HUB PE1、HUB PE2将引入的路由分别向HUB CE发送。HUB CE将接收到的路由发送到HUB PE1、HUB PE2的VPN_B；HUB PE1、HUB PE2的VPN_B可以相同或者不同：当两者相同时，Spoken PE1和Spoken PE2的引入路由属性与该VPN_B的引出路由属性相同，接收HUB PE1、HUB PE2通过各自的VPN_B发送的路由，其中包括本地路由以及本地外的Spoken PE的路由，即Spoken PE1和Spoken PE2的路由；当两者不同时，Spoken PE1和Spoken PE2设置分别与HUB PE1和HUB PE2的VPN_B相同的引入路由属性，接收HUB PE1、HUB PE2通过各自的VPN_B发送的路由。

在Spoken PE和HUB PE的IBGP连接上使能BFD(BidirectionalForwarding Detection，双向转发检测)，用于对Spoken PE和HUB PE之间的IBGP连接状态进行检测，BFD检测时间根据链路质量要求配置，若质量要求高则检测时间短些，反之则可以配置长些。如果在检测时间内Spoken PE或者HUB PE没有收到BFD报文，则Spoken PE或者HUB PE认为该双向转发路径发生了故障，并进行相应的处理。例如，当Spoken PE在预设时间内没有接收到HUB PE发送的BFD报文时，Spoken PE判断与HUB PE之间的连接故障，删除下一跳为HUB PE的路由转发表项。

在图3中，Spoken PE1上的VPN中到HUB PE1和HUB PE2的路径存在两个等价路径，其下一跳分别是HUB PE1(1.1.1.1)和HUB PE2(4.1.1.1)。如下所示：

Routing Tables：vpn1

          Destinations：5     Routes：5

Destination/Mask  Proto    Pre Cost    NextHop    Interface

200.0.0.0/16      BGP      255 0       1.1.1.1    NULL0

200.0.0.0/16      BGP      255 0       4.1.1.1    NULL0

10.0.0.0/16       BGP      255 0       1.1.1.1    NULL0

10.0.0.0/16       BGP      255 0       4.1.1.1    NULL0

100.0.0.0/16      Direct 0 0           100.0.0.1  Vlan1001

100.0.0.1/32      Direct 0 0           127.0.0.1  InLoop0

127.0.0.0/8       Direct 0 0           127.0.0.1  InLoop0

127.0.0.1/32      Direct 0 0           127.0.0.1  InLoop0

在Spoken PE1上，从Spoken CE1侧进入的报文将分别从两个等价路径转发，具体选择哪一条路径取决于报文哈希运算的结果。

当Spoken PE1在预设时间内没有接收到HUB PE1发送的BFD报文时，Spoken PE1判断和HUB PE1之间的IBGP连接异常，将从HUB PE1学习的BGP路由设置成非激活状态，并删除对应的转发表项。此时，Spoken PE1上的路由只有经过HUB PE2一条路径，所有流量将沿着到达HUB PE2的路径转发。

在上述多HUB PE的情况下，当Spoken PE侧的路由数量比较大时，每个HUB PE上必须保留双倍的路由数量，且每一个HUB PE都会向每个SpokenPE发布这些路由。为了减少这种组网环境下HUB PE上的路由数量，也为了减少路由扩散，本发明中通过在HUB PE和HUB CE上配置默认路由解决该问题。

如图4所示，以HUB PE1为例，在HUB PE1上配置路由策略控制HUBPE1上不向HUB CE发布从Spoken PE获得的路由，而是发布配置的默认路由，该默认路由的下一跳为HUB PE1。然后，HUB PE1接收HUB CE返回的默认路由以及HUB CE的本地路由，并向各Spoken PE发布。Spoken PE接收该路由信息，在本地存储本地路由和默认路由。从CE侧接收报文后，SpokenPE根据报文的目的地址匹配存储的本地路由，当匹配失败时，根据默认路由将报文向HUB PE1发送，由HUB PE1根据存储的路由信息转发该报文。

HUB PE1上配置VPN_A引入各个Spoken PE发布过来的路由，并设置策略控制该VPN_A的路由不向HUB CE发布；配置VPN_B用于向各SpokenPE发布路由。由于HUB PE1没有将各个Spoken PE发布过来的路由发布给HUB CE，因此HUB CE只能将本地的路由发布给HUB PE1，本发明在VPN_B中配置一条默认路由，该默认路由为静态路由，其下一跳为HUB PE1。HUBPE1接收HUB CE发布的路由，包括HUB CE的本地路由以及配置的静态路由并向各Spoken PE转发。由于Spoken PE引入的路由中包括本地的私有路由、静态路由、以及HUB CE的本地路由，因此，Spoken PE可以根据本地私有路由以及静态路由进行报文发送。当报文中携带的目的地址与本地私有路由相匹配时，Spoken PE根据本地私有路由发送报文；当报文中携带的目的地址与本地私有路由不匹配时，Spoken PE根据默认路由发送报文，即将报文向HUBPE1发送，由HUB PE1进一步根据存储的路由信息进行报文转发。

对于HUB PE2配置默认路由以减少HUB-Spoken组网中路由扩散的过程同上述HUB PE1相同，可以参考上述对HUB PE1的描述。

本发明上述应用场景中以两个HUB-PE为例进行介绍，对于更多HUB-PE的情况与上述介绍相同或者相似，在此不再详细介绍。

通过采用本发明提供的方法，在HUB-Spoke组网中设置多个HUB PE，使多个HUB PE之间相互备份，在有HUB PE故障时，通过备份HUB PE保证HUB-Spoke组网的正常使用。

本发明提供一种HUB-Spoken组网的系统，如图5所示，包括一个HUBCE10、多个HUB PE20以及多个Spoken PE30，所述多个HUB PE20连接所述Hub CE10，所述多个HUB PE20之间彼此独立，每一HUB PE20与该组网中所有Spoken PE30连接，其中

所述Spoken PE30，用于向每一HUB PE20发布路由，并存储每一HUBPE20发布的路由；当接收到CE侧发送的报文时，根据所述报文的目的地址匹配存储的路由信息，转发所述报文；通过BFD报文检测与HUB PE20的连接状态，当在预设时间内没有收到HUB PE20发送的BFD报文时，判断该HUB PE20故障，删除下一跳为该HUB PE20的转发表项；

所述HUB PE20，用于接收所述Spoken PE30发布的路由并存储，向所述Hub CE10发布路由，并将所述HUB CE10返回的路由向所述Spoken PE20发布；当接收到所述Spoken PE20发送的报文时，匹配存储的路由信息并转发所述报文。

具体的，当HUB PE20中没有配置默认路由时，HUB PE20将接收到所有Spoken PE30发布的路由向Hub CE10发布，经过Hub CE10环回后将所有Spoken PE30发布的路由向每一Spoken PE30发布，使所有Spoken PE30获知彼此的路由信息；当HUB PE20中配置了默认路由时，HUB PE20接收到所有Spoken PE30发布的路由后，不向Hub CE10发布该路由，而是发布默认路由，且默认路由的下一跳为HUB PE20本身；经过Hub CE10环回后的路由为默认路由和Hub CE10的本地路由，HUB PE20向每一Spoken PE30发布该HubCE10环回后的路由，使Spoken PE30仅获得本地路由以及默认路由，此时Spoken PE30进行报文转发时，对于不能匹配本地路由的报文则根据默认路由向HUB PE20发送。

本发明还提供一种HUB-Spoken组网的设备，作为Spoken PE应用于多个HUB PE连接同一Hub CE的HUB-Spoken组网中，所述多个HUB PE之间彼此独立，每一HUB PE与该组网中所有Spoken PE连接，且HUB PE与SpokenPE通过BFD报文检测连接状态，如图6所示，所述设备包括：

收发单元11，用于向每一HUB PE发布路由，并存储每一HUB PE发布的路由；当接收到CE侧发送的报文时，根据所述报文的目的地址匹配存储的路由信息，转发所述报文。

具体的，收发单元11向每一HUB PE发布路由，接收到该路由的HUB PE可以将Spoken PE的路由经过HUB CE环回后向其他Spoken PE发布，使其他Spoken PE获知该Spoken PE的路由信息；同时，收发单元11也可以接收其他Spoken PE通过HUB PE发布的路由，获知其他Spoken PE的路由信息。当接收到CE侧发送的报文时，收发单元11根据所述报文的目的地址匹配存储的路由信息，向相应的其他设备发送报文。

特殊的，当HUB PE配置默认路由时，收发单元11向每一HUB PE发布路由，接收到该路由的HUB PE存储该路由，但是不向其他设备发布该SpokenPE的路由信息，而是发布默认路由，该默认路由的下一跳为该HUB PE。其他Spoken PE无法获知该Spoken PE的路由信息，而是获知默认路由。同时，收发单元11也接收到HUB PE发布的默认路由，该默认路由的下一跳即为HUB PE。当接收到CE侧发送的报文时，收发单元11根据报文的目的地址匹配存储的本地路由，当匹配失败时，收发单元11根据默认路由向HUB PE发送报文。

表项维护单元12，用于在预设时间内没有收到HUB PE发送的BFD报文时，判断该HUB PE故障，删除下一跳为该HUB PE的转发表项。

预设时间根据链路质量要求配置，若质量要求高则配置时间短些，反之则可以配置长些。

通过采用本发明提供的系统和设备，在HUB-Spoke组网中设置多个HUBPE，使多个HUB PE之间相互备份，在有HUB PE故障时，通过备份HUB PE保证HUB-Spoke组网的正常使用。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。