一種主備倒換轉發不中斷的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及網絡通信技術領域，尤其涉及主備倒換過程中轉發不中斷的方法。
【背景技術】
[0002]身份標識與位置分離(LISP,Locator Identify Separat1n Protocol)協議是一種基于網絡的身份標識與位置分離協議，用于解決路由擴展性問題的方案，其基本思想包括:(1)將現有的IP地址系統分為標識(EID，Endpoint Identifiers)和路由位置(RL0C, Routing Locator),并引入了隧道技術實現數據轉發；(2)主機不做任何改變,主機發送的數據的IP地址用EID表示，報文在網絡中的傳遞依賴于RLOC信息，根據查找RLOC路由表進行報文的轉發；(3) ITR (Ingress Tunnel Router)負責報文的封裝和映射的查找，在主機IP報文的外面再封裝一層LISP報文頭和IP報文頭，根據目的EID信息查找對應的RLOC信息；(4) ETR (Egress Tunnel Router)負責報文的解封裝。
[0003]當ITR接收到報文的時候，如果ITR在本地的映射(MAP)緩存表中沒有找到報文的目的EID對應的RLOC，首先向MR (Map Resolver)發送MAP請求報文，請求獲取EID-to-RL0C的映射關系。MR收到ITR的MAP請求報文后，并轉發給MS (Map Service)或自己代理解析該請求報文。ITR接收到MAP響應報文后，將其中攜帶的目的EID與RLOC的映射關系保存在MAP緩存表中，在后續訪問該目的EID時直接封裝成LISP報文發送。
[0004]目前LISP所采用的方法，當ITR設備進行主備倒換時候，會刪除MAP緩存轉發表。主備倒換完成后，新的主控板需要重新學習并形成本地緩存映射轉發表，實現數據轉發。在主備倒換期間將造成業務中斷，對于一個大型網絡，尤其是運營商網絡，轉發中斷是不可容忍的。
【發明內容】
[0005]針對上述問題，本發明提供一種實現主備倒換時轉發不中斷的方法，應用于LISP協議，ITR控制和轉發分離并具備主備倒換能力的分布式設備；其中控制層負責路由學習、路由計算和MAP映射表的生成；轉發層負責IP報文轉發和LISP報文轉發。LISP網絡內使用OSPF動態路由協議。為達到上述目的，實現該方法包括:EID注冊模塊、EID注冊響應模塊、OSPF模塊和轉發模塊。其中:
EID注冊模塊:終端向ITR注冊自己的EID信息；
EID注冊響應模塊:對終端的EID注冊消息進行應答，將EID和RLOC的對應關系通知OSPF路由協議模塊；
OSPF模塊:(I)支持OSPF基本功能；(2)負責將EID和RLOC對應關系生成改進五類LSA(對LSA的opt1n字段進行擴展)，并在LISP網絡內進行同步擴散；將學習到的改進的五類LSA形成映射轉發表；(3)具備OSPF GR(Graceful Restart)功能特性；
轉發模塊:(I)維護系統轉發表和映射轉發表，根據各個轉發表項進行數據轉發；(2)在GR期間維持系統轉發表和映射轉發表不變； 實現本發明包括如下步驟:
1.1TR獲取到終端設備的EID和RLOC的映射關系，通知OSPF模塊生成改進的五類LSA，并在LISP網絡內完成同步，各個設備形成自己的映射轉發表；
2.1TR發生主備倒換時，維持映射轉發表不發生變化；同時通知鄰居設備進入GR協助模式，周邊設備不僅到ITR的鄰居關系、系統轉發表不變，還維持映射轉發表在一定時間內保持不變；
3.主備倒換后，ITR在周邊鄰居設備協助完成鏈路狀態數據庫的同步，重新計算系統路由表和更新映射轉發表保證LISP報文轉發，在整個主備倒換期間保證業務不中斷。
[0006]本發明的有益技術效果是:(I)當ITR進行主備倒換過程中能夠保證流量不中斷，整個設備和沒有發生倒換一樣，保證業務的實時性和減少對重要業務的影響，提高了 LISP的可用性，使網絡更加穩定。(2)通過同步擴散將映射關系在全網同步，各個ITR不再依賴MR和MS獲取映射轉發表而是根據本地轉發表進行轉發。如果映射轉發表中存在目的EID時直接封裝成LISP報文發送；如果不存在，查找系統路由表進行路由轉發。通過這種方式提高轉發效率，增強網絡的可靠性，避免因MR或者MS單點故障導致LISP網絡不通的問題。
【附圖說明】
[0007]圖1是一種LISP通信流程圖。
[0008]圖2為各模塊之間的關系。
[0009]圖3 改進 LSA opt1n 字段。
[0010]圖4主備倒換前工作流程圖。
[0011]圖5主備倒換過程工作流程圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1，LISP通信流程圖所示，目前的處理方法如下:
I) SN要與DN通信，以通信對方DN的EID2作為目的IP地址，以本機SN的EIDl作為源IP地址封裝數據包；如果DN與SN處于同一個LISP域，則按目的EID2直接進行路由完成數據通信。如果DN與SN處于不同的LISP域，按默認路由轉發到本LISP域對應默認路由節點。
[0013]2)默認路由節點即為本LISP域對應的ITR。ITR接收到終端主機SN發送的數據包之后，首先查詢本地緩存中是否保存了通信對端EID2的EID-to-RLOC映射信息；如果沒有，則ITR向名址映射服務器作EID2的EID-to-RLOC的查詢。
[0014]3)名址映射服務器向ITR返回所請求的終端主機EID2與其接入路由節點(ETR)的RLOC之間的對應關系。
[0015]4)獲得對端主機DN對應的RLOCb之后，ITR將該映射信息存儲在本地緩存中，并且在原數據包外面封裝上LISP包頭，該包頭以對端主機接入路由節點(ETR)的RLOCb為目的地址，以本地ITR的RLOCa為源地址。封裝結束后將該數據包發送至核心骨干網絡上，以RLOC進行路由并最終到達對端的ETR。
[0016]5)ETR對接收到的數據包進行必要的正確性檢查后，去除LISP包頭，再根據IP包中的目的端地址EID2，將數據包轉發給接收方主機DN。
[0017]6)反之，DN_>SN之間通信流程也與上述流程是一樣的。
[0018]在現有的技術中，當ITR設備進行主備倒換時候，會刪除MAP緩存轉發表。主備倒換完成后，新的主控板需要重新學習并形成本地緩存映射轉發表才能實現數據轉發。在主備倒換期間將造成業務中斷，對于一個大型網絡，尤其是運營商網絡，轉發中斷是不可容忍的。
[0019]針對上述問題，本發明提供一種主備倒換時轉發不中斷的方法，實現該方法包括:EID注冊模塊、EID注冊響應模塊、OSPF模塊和轉發模塊。模塊之間關系可參見圖2.需要說明的是，為了更加清楚、簡要的描述本發明的實現方式，圖2中省略了設備的原有功能模塊，僅僅示出與本發明相關的功能模塊。
[0020]EID注冊模塊:終端向ITR注冊自己的EID信息；
EID注冊響應模塊:對終端的EID注冊消息進行應答，將EID和RLOC的對應關系通知OSPF路由協議模塊；
OSPF模塊:(I)支持OSPF基本功能和GR(Graceful Restart)功能特性；(2)負責將EID和RLOC對應關系生成改進五類LSA，并在LISP網絡內進行同步擴散；將學習到的改進的五類LSA形成映射轉發表；
轉發模塊:(I)維護系統轉發表和映射轉發表，根據各個轉發表項進行數據轉發；(2)在GR期間維持系統轉發表和映射轉發表不變；
為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面參照附圖，對本發明作進一步詳細說明。主要包括如下步驟:
1.終端向ITR發送注冊消息，通告本機的EID地址信息；
2.1TR接收到注冊消息后，保存EID和RLOC的對應關系信息，向終端發送應答消息；然后會通知OSPF模塊，使其生成改進五類LSA ；
3.0SPF模塊通過同步擴散算法將分散在各個設備內部的離散的改進五類LSA，逐漸擴散到LISP網絡內每個節點，接收的設備不使用該改進的五類LSA參與OSPF路由計算，而是通過該LSA形成映射轉發表；
4.當ITR接收到數據時候首先查看本地映射轉發表，如果存在則進行LISP封裝轉發；如果不存在，查找系統路由表進行路由轉發；
5.當ITR發生主備倒換時，維持本地的系統轉發表和映射轉發表不變，并通知周邊設備進入GR協助模式；
6.周邊設備感知到ITR進入GR，維持原來的鄰居關系和系統路由表，保持映射轉發表不變；
7.在周邊設備協助下，ITR完成鏈路狀態數據庫的同步，結束GR;同時通知周邊設備也退出GR協助模式；
8.1TR結束GR后，重新進行路由計算，還需重新生成本設備的改進五類LSA以便能夠更新映射轉發表，并刪除無效的映射轉發表；
9.各個轉發表項更新完成后，按照步驟4中描述根據轉發表項進行數據轉發。
[0021]關于本步驟中所使用的LISP網絡內同步的LSA，本實施例中提供了如下兩種方式:
方式一、米用改進的五類LSA; 方式二、采用i 類Opaque LSA ；
基于上述兩種方式，本領域技術人員所能夠延伸出的其他方式也能夠實現LISP網絡內同步。
【主權項】
1.一種主備倒換轉發不中斷的方法，其特征在于，其應用于LISP協議，ITR控制和轉 發分離的分布式設備，且設備具有主備倒換的能力；該方法包括: 發生主備倒換的ITR，在倒換過程中維持映射轉發表不變； 發生主備倒換的ITR，通知周邊的鄰居設備維護鄰居關系，保持映射轉發表不變； 在周邊鄰居設備協助下，ITR完成鏈路狀態數據庫的同步后結束GR，重新更新映射轉發表。
2.根據權利要求1所述的方法中，其特征在于，所述的方法還包括:終端向ITR發送注冊消息，通告本機的EID地址信息；當ITR接收到注冊消息后，保存EID和RLOC的對應關系信息，向終端發送應答消息；同時會通知OSPF模塊，使其生成改進五類LSA。
3.根據權利要求1所述的方法中，其特征在于，所述的方法還包括:0SPF模塊通過同步擴散算法將分散在各個設備內部的離散的改進五類LSA，逐漸擴散到LISP網絡內每個節點，接收的設備不使用該改進的五類LSA參與OSPF路由計算，而是通過該LSA形成映射轉發表。
4.根據權利要求1所述方法中，數據轉發方法包括:在主備倒換過程中，當ITR接收到數據時候首先查看本地映射轉發表，如果存在則進行LISP封裝轉發；如果不存在，查找系統路由表進行路由轉發。
【專利摘要】本發明公開了一種用于主備倒換轉發不中斷的方法。其基本思想：在LISP網絡內將EID和RLOC對應關系全網同步，各個設備形成本地映射轉發表；當ITR的主控板進行主備倒換時，維持本地的映射轉發表不變；通知鄰居設備維護鄰居關系、保證系統轉發表不變和保持映射轉發表在一定時間內不發生變化；在主備倒換后，在周邊鄰居設備協助下，ITR完成鏈路狀態數據庫的同步后結束GR，重新計算系統路由表和更新映射轉發表。通過本發明，可以實現主備倒換流量轉發不中斷，保證業務的實時性，提高LISP的可用性，使網絡更加穩定。
【IPC分類】H04L12-24, H04L12-707, H04L12-741
【公開號】CN104539530
【申請號】CN201510015493
【發明人】李世釗, 康宗緒, 楊曉
【申請人】重慶金美通信有限責任公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月13日