CN109981450B - 路径连通维护方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种路径连通维护方法、装置和系统。该路径连通维护方装置将与业务相关的连通性故障管理信息及转发流表项下发给相应的转发设备，以便转发设备检测相关路径是否存在故障，在接收到转发设备发送的路径故障信息后，检测路径故障信息中是否包括指定类型的告警信息，在路径故障信息中包括指定类型的告警信息的情况下，利用快速故障切换组表项进行主备组表项的切换。本公开通过在检测到路径发生故障时，能够快速进行路径切换，有效减少流量中断时间。

Description

路径连通维护方法、装置和系统

技术领域

本公开涉及通信领域，特别涉及一种路径连通维护方法、装置和系统。

背景技术

近年来，SDN(Software Defined Network，软件定义网络)已成为研究及应用热点，其本身所具有的控制与转发相分离的特性为网络发展及研究带来了新的发展方向和研究热点。

SDN网络主要由控制层和转发层构成，其中控制层负责整个网络中的资源及业务管理，而转发层面则构成了网络拓扑，承载了网络中的业务传送。二者之间通过Openflow协议进行通信。网络路径连通性检测对于控制器实时掌握网络传输路径的状态情况意义重大，网络管理者可以根据控制器提供的网络路径的状态信息，对数据流的传输进行路径的优化与调整。

针对SDN网络中的路径检测问题，现有技术中主要是通过BFD(BidirectionalForwarding Detection，双向转发检测)来检测任意类型的双向转发路径。这一方法的优点是：BFD是一种成熟的路径检测技术，部署简单。但它的主要不足有：1、检测时间慢，检测时间只有秒级，不能满足高性能网络；2、只是转发设备之间进行BFD检测，控制器没有感知，不利于上层业务对故障进行监控管理。

发明内容

本公开的实施例解决的一个技术问题是：在SDN网络中无法对路径故障进行有效地监控管理。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种路径连通维护方法，包括：

将与业务相关的连通性故障管理信息及转发流表项下发给相应的转发设备，以便转发设备检测相关路径是否存在故障；

在接收到转发设备发送的路径故障信息后，检测路径故障信息中是否包括指定类型的告警信息；

在路径故障信息中包括指定类型的告警信息的情况下，利用快速故障切换组表项进行主备组表项的切换。

可选地，利用快速故障切换组表项进行主备组表项的切换包括：

检测待切换流表项中的输出端口状态是否存在故障；

若待切换流表项中的输出端口状态不存在故障，则进行主备组表项切换；

若待切换流表项中的输出端口状态存在故障，则进行相应的拓扑更新和流表项更新，以便将更新后的转发流表项下发给相应的转发设备。

可选地，在路径故障信息中未包括指定类型的告警信息的情况下，进行相应的拓扑更新和流表项更新，以便将更新后的转发流表项下发给相应的转发设备。

可选地，指定类型的告警信息为接口TLV告警信息。

可选地，拓扑更新和流表项更新包括：

根据流表项的源主机IP地址和目的主机IP地址，确定相应的源转发设备和目的转发设备ID，并删除受故障影响的流表项；

根据当前的网络拓扑确定源转发设备和目的转发设备之间的最短路径；

为最短路径上的转发设备生成更新后的流表项；

将更新后的流表项下发给相应的转发设备。

可选地，在接收到转发设备发送的路径故障信息后，还包括：

将路径故障信息写入告警模块中；

在指定时间段内，判断是否还接收到新的路径故障信息；

若还能接收到新的路径故障信息，则用新路径故障信息更新告警模块中的路径故障信息；

在经过指定时间后，执行检测路径故障信息中是否包括指定类型的告警信息的步骤。

可选地，在检测到相应的路径故障恢复后，将相应的路径故障信息从告警模块中删除。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种路径连通维护装置，包括：

通信模块，被配置为将与业务相关的连通性故障管理信息及转发流表项下发给相应的转发设备，以便转发设备检测相关路径是否存在故障；

信息识别模块，被配置为在通信模块接收到转发设备发送的路径故障信息后，检测路径故障信息中是否包括指定类型的告警信息；

维护模块，被配置为在路径故障信息中包括指定类型的告警信息的情况下，利用快速故障切换组表项进行主备组表项的切换。

可选地，维护模块被配置为检测待切换流表项中的输出端口状态是否存在故障，若待切换流表项中的输出端口状态不存在故障，则进行主备组表项切换；若待切换流表项中的输出端口状态存在故障，则进行相应的拓扑更新和流表项更新，以便将更新后的转发流表项下发给相应的转发设备。

可选地，维护模块还被配置为在路径故障信息中未包括指定类型的告警信息的情况下，进行相应的拓扑更新和流表项更新，以便将更新后的转发流表项下发给相应的转发设备。

可选地，指定类型的告警信息为接口TLV告警信息。

可选地，维护模块还被配置为根据流表项的源主机IP地址和目的主机IP地址，确定相应的源转发设备和目的转发设备ID，并删除受故障影响的流表项，根据当前的网络拓扑确定源转发设备和目的转发设备之间的最短路径，为最短路径上的转发设备生成更新后的流表项，将更新后的流表项下发给相应的转发设备。

可选地，上述装置还包括：

信息管理模块，被配置为在接收到转发设备发送的路径故障信息后，将路径故障信息写入告警模块中；在指定时间段内，判断是否还接收到新的路径故障信息；若还能接收到新的路径故障信息，则用新路径故障信息更新告警模块中的路径故障信息；在经过指定时间后，指示信息识别模块执行检测路径故障信息中是否包括指定类型的告警信息的操作。

可选地，上述装置还包括：

故障恢复检测模块，被配置为检测路径故障是否恢复；

信息管理模块还被配置为在故障恢复检测模块检测到相应的路径故障恢复后，将相应的路径故障信息从告警模块中删除。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种路径连通维护装置，包括：

存储器，被配置为存储指令；

处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如上述任一实施例涉及的方法。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种网络控制器，包括：

如上述任一实施例涉及的路径连通维护装置。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种网络系统，包括：

如上述任一实施例涉及的网络控制器；

转发设备，被配置为根据网络控制器下发的连通性故障管理信息及转发流表项，检测相关路径是否存在故障；若检测到路径故障，则将路径故障信息上报给网络控制器。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上述任一实施例涉及的方法。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一个实施例的路径连通维护方法的示例性流程图。

图2为本公开另一个实施例的路径连通维护方法的示例性流程图。

图3为本公开又一个实施例的路径连通维护方法的示例性流程图。

图4为本公开一个实施例的路径连通维护装置的示例性框图。

图5为本公开另一个实施例的路径连通维护装置的示例性框图。

图6为本公开又一个实施例的路径连通维护装置的示例性框图。

图7为本公开一个实施例的网络控制器的示例性框图。

图8为本公开一个实施例的网络系统的示例性框图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本公开一个实施例的路径连通维护方法的示例性流程图。可选地，本实施例的方法步骤可由路径连通维护装置执行。

步骤101，将与业务相关的连通性故障管理信息及转发流表项下发给相应的转发设备，以便转发设备检测相关路径是否存在故障。

例如，上层业务可通过控制器，根据已经得到的网络拓扑，给转发设备下发OAM(Operation Administration and Maintenance，操作管理维护)报文转发的流表项及FastFailover(快速故障切换)组表项信息。

此外，上层业务选择某业务转发路径，进行OAM检测，将具体配置的CFM(Connectivity Fault Management，连通性故障管理)信息MD(Maintenance Domain，维护域)、MA(Maintenance Association，维护集)、MEP(Maintenance association End Point，维护端点)等下发给路径上的两边缘转发设备。

步骤102，在接收到转发设备发送的路径故障信息后，检测路径故障信息中是否包括指定类型的告警信息。

可选地，指定类型的告警信息为接口TLV告警信息。

接口TLV(Type-Length-Value，类型-长度-值)告警是指CFM所检测的物理端口发生物理故障后，所发送的检测报文中会携带InterfaceTLV标记位，接收端接收到携带有Interface TLV内容的报文时，会上报发送Interface TLV告警。

步骤103，在路径故障信息中包括指定类型的告警信息的情况下，利用快速故障切换组表项进行主备组表项的切换。

在上述路径连通维护方法的实施例中，当检测到路径发生故障时，能够快速进行路径切换，有效减少流量中断时间。

图2为本公开另一个实施例的路径连通维护方法的示例性流程图。可选地，本实施例的方法步骤可由路径连通维护装置执行。

步骤201，将与业务相关的连通性故障管理信息及转发流表项下发给相应的转发设备，以便转发设备检测相关路径是否存在故障。

步骤202，在接收到转发设备发送的路径故障信息后，将路径故障信息写入告警模块中。

可选地，在检测到相应的路径故障恢复后，将相应的路径故障信息从告警模块中删除。

可选地，在将路径故障信息写入告警模块后，在指定时间段内，进一步判断是否还接收到新的路径故障信息。若还能接收到新的路径故障信息，则用新路径故障信息更新告警模块中的路径故障信息。从而在经过指定时间后，以最后收到的路径故障信息为准。

步骤203，检测路径故障信息中是否包括指定类型的告警信息。

可选地，指定类型的告警信息为接口TLV告警信息。

在路径故障信息中包括指定类型的告警信息的情况下，执行步骤204；在路径故障信息中未包括指定类型的告警信息的情况下，执行步骤206。

步骤204，检测待切换流表项中的输出端口状态是否存在故障；

若待切换流表项中的输出端口状态不存在故障，则执行步骤205；若待切换流表项中的输出端口状态存在故障，则执行步骤206。

步骤205，利用Fast Failover组表项进行主备组表项切换。

步骤206，进行相应的拓扑更新和流表项更新，以便将更新后的转发流表项下发给相应的转发设备。

图3为本公开又一个实施例的路径连通维护方法的示例性流程图。如图3所示，上述实施例中的拓扑更新和流表项更新步骤包括：

步骤301，根据流表项的源主机IP地址和目的主机IP地址，确定相应的源转发设备和目的转发设备ID，并删除受故障影响的流表项。

例如，可根据流表项的源主机IP地址和目的主机IP地址，获取与主机相连的源交换机和目的交换机ID。

通过源目的主机IP地址与SDN控制器资源数据库中的流表项进行匹配，获取受故障影响的旧流表项并进行删除。

步骤302，根据当前的网络拓扑确定源转发设备和目的转发设备之间的最短路径。

步骤303，为最短路径上的转发设备生成更新后的流表项。

步骤304，将更新后的流表项下发给相应的转发设备。

由此，可实现相应的拓扑更新和流表项更新。

图4为本公开一个实施例的路径连通维护装置的示例性框图。如图4所示，该路径连通维护装置可包括通信模块41、信息识别模块42和维护模块43。其中：

通信模块41被配置为将与业务相关的连通性故障管理信息及转发流表项下发给相应的转发设备，以便转发设备检测相关路径是否存在故障。

信息识别模块42被配置为在通信模块接收到转发设备发送的路径故障信息后，检测路径故障信息中是否包括指定类型的告警信息；

可选地，指定类型的告警信息为接口TLV告警信息。

维护模块43被配置为在路径故障信息中包括指定类型的告警信息的情况下，利用快速故障切换组表项进行主备组表项的切换。

在上述路径连通维护装置的实施例中，当检测到路径发生故障时，能够快速进行路径切换，有效减少流量中断时间。

可选地，维护模块43被配置为检测待切换流表项中的输出端口状态是否存在故障，若待切换流表项中的输出端口状态不存在故障，则进行主备组表项切换；若待切换流表项中的输出端口状态存在故障，则进行相应的拓扑更新和流表项更新，以便将更新后的转发流表项下发给相应的转发设备。

可选地，维护模块43还被配置为在路径故障信息中未包括指定类型的告警信息的情况下，进行相应的拓扑更新和流表项更新，以便将更新后的转发流表项下发给相应的转发设备。

可选地，维护模块43还被配置为根据流表项的源主机IP地址和目的主机IP地址，确定相应的源转发设备和目的转发设备ID，并删除受故障影响的流表项，根据当前的网络拓扑确定源转发设备和目的转发设备之间的最短路径，为最短路径上的转发设备生成更新后的流表项，将更新后的流表项下发给相应的转发设备。

图5为本公开另一个实施例的路径连通维护装置的示例性框图。与图4所示实施例相比，在图5所示实施例中，路径连通维护装置还进一步包括信息管理模块44。其中：

信息管理模块44被配置为在接收到转发设备发送的路径故障信息后，将路径故障信息写入告警模块中；在指定时间段内，判断是否还接收到新的路径故障信息；若还能接收到新的路径故障信息，则用新路径故障信息更新告警模块中的路径故障信息；在经过指定时间后，指示信息识别模块执行检测路径故障信息中是否包括指定类型的告警信息的操作。

可选地，在图5所示实施例中，路径连通维护装置还进一步包括故障恢复检测模块45。其中：

故障恢复检测模块45被配置为检测路径故障是否恢复。

信息管理模块44还被配置为在故障恢复检测模块检测到相应的路径故障恢复后，将相应的路径故障信息从告警模块中删除。

图6为本公开又一个实施例的路径连通维护装置的示例性框图。如图6所示，该路径连通维护装置包括存储器61和处理器62。其中：

存储器61用于存储指令，处理器62耦合到存储器61，处理器62被配置为基于存储器存储的指令执行实现如图1至图3中任一实施例涉及的方法。

如图6所示，该平台还包括通信接口63，用于与其它设备进行信息交互。同时，该装置还包括总线64，处理器62、通信接口63、以及存储器61通过总线64完成相互间的通信。

存储器61可以包含高速RAM存储器，也可还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器61也可以是存储器阵列。存储器61还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。

此外，处理器62可以是一个中央处理器CPU，或者可以是专用集成电路ASIC，或者是被配置成实施本公开实施例的一个或多个集成电路。

本公开同时还涉及一种计算机可读存储介质，其中计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如图1至图3中任一实施例涉及的方法。

图7为本公开一个实施例的网络控制器的示例性框图。如图7所示，在网络控制器71中设有路径连通维护装置72。该路径连通维护装置72可为图4至图6中任一实施例涉及的路径连通维护装置。

图8为本公开一个实施例的网络系统的示例性框图。其中，控制层面中的控制器为图7中任一实施例涉及的网络控制器。数据层面中的转发设备(例如，交换机)被配置为根据网络控制器下发的连通性故障管理信息及转发流表项，检测相关路径是否存在故障；若检测到路径故障，则将路径故障信息上报给网络控制器。

通过实施本公开，可以得到以下有益效果中的至少一项：

1、本公开在利用CFM检测出故障后，通过告知Fast Failover组表项，使当前的主备流表项进行切换，实现了链路故障的快速恢复；

2、本公开采用CFM检测报文，只涉及转发设备，控制器无需参与，实现检测的同时节省了控制器带宽资源；

3、本公开在进行链路切换时，通过设置时间参数来防止链路震荡而发生的链路频繁切换。

此外，本公开不仅局限于SDN网络，可以承载链路层数据的报文及场景都可以应用，比如目前数据中心中大二层的网络场景也可以应用。

可选地，在上面所描述的功能单元模块可以实现为用于执行本公开所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称：FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (14)

1.一种路径连通维护方法，包括：

将与业务相关的连通性故障管理信息及转发流表项下发给相应的转发设备，以便转发设备检测相关路径是否存在故障；

在接收到转发设备发送的路径故障信息后，检测所述路径故障信息中是否包括指定类型的告警信息；

在所述路径故障信息中包括指定类型的告警信息的情况下，利用快速故障切换组表项进行主备组表项的切换；

其中，利用快速故障切换组表项进行主备组表项的切换包括：

检测待切换流表项中的输出端口状态是否存在故障；

若待切换流表项中的输出端口状态不存在故障，则进行主备组表项切换；

若待切换流表项中的输出端口状态存在故障，则进行相应的拓扑更新和流表项更新，以便将更新后的转发流表项下发给相应的转发设备；

在所述路径故障信息中未包括指定类型的告警信息的情况下，进行相应的拓扑更新和流表项更新，以便将更新后的转发流表项下发给相应的转发设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述指定类型的告警信息为接口TLV告警信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

拓扑更新和流表项更新包括：

根据流表项的源主机IP地址和目的主机IP地址，确定相应的源转发设备和目的转发设备ID，并删除受故障影响的流表项；

根据当前的网络拓扑确定所述源转发设备和目的转发设备之间的最短路径；

为所述最短路径上的转发设备生成更新后的流表项；

将所述更新后的流表项下发给相应的转发设备。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中：

在接收到转发设备发送的路径故障信息后，还包括：

将所述路径故障信息写入告警模块中；

在指定时间段内，判断是否还接收到新的路径故障信息；

若还能接收到新的路径故障信息，则用新路径故障信息更新告警模块中的路径故障信息；

在经过所述指定时间后，执行检测所述路径故障信息中是否包括指定类型的告警信息的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，其中：

在检测到相应的路径故障恢复后，将相应的路径故障信息从告警模块中删除。

6.一种路径连通维护装置，包括：

通信模块，被配置为将与业务相关的连通性故障管理信息及转发流表项下发给相应的转发设备，以便转发设备检测相关路径是否存在故障；

信息识别模块，被配置为在通信模块接收到转发设备发送的路径故障信息后，检测所述路径故障信息中是否包括指定类型的告警信息；

维护模块，被配置为在所述路径故障信息中包括指定类型的告警信息的情况下，利用快速故障切换组表项进行主备组表项的切换，其中检测待切换流表项中的输出端口状态是否存在故障，若待切换流表项中的输出端口状态不存在故障，则进行主备组表项切换，若待切换流表项中的输出端口状态存在故障，则进行相应的拓扑更新和流表项更新，以便将更新后的转发流表项下发给相应的转发设备，在所述路径故障信息中未包括指定类型的告警信息的情况下，进行相应的拓扑更新和流表项更新，以便将更新后的转发流表项下发给相应的转发设备。

7.根据权利要求6所述的装置，其中：

所述指定类型的告警信息为接口TLV告警信息。

8.根据权利要求6所述的装置，其中：

维护模块还被配置为根据流表项的源主机IP地址和目的主机IP地址，确定相应的源转发设备和目的转发设备ID，并删除受故障影响的流表项，根据当前的网络拓扑确定所述源转发设备和目的转发设备之间的最短路径，为所述最短路径上的转发设备生成更新后的流表项，将所述更新后的流表项下发给相应的转发设备。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，还包括：

信息管理模块，被配置为在接收到转发设备发送的路径故障信息后，将所述路径故障信息写入告警模块中；在指定时间段内，判断是否还接收到新的路径故障信息；若还能接收到新的路径故障信息，则用新路径故障信息更新告警模块中的路径故障信息；在经过所述指定时间后，指示信息识别模块执行检测所述路径故障信息中是否包括指定类型的告警信息的操作。

10.根据权利要求9所述的装置，还包括：

故障恢复检测模块，被配置为检测路径故障是否恢复；

信息管理模块还被配置为在故障恢复检测模块检测到相应的路径故障恢复后，将相应的路径故障信息从告警模块中删除。

11.一种路径连通维护装置，包括：

存储器，被配置为存储指令；

处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如权利要求1-5中任一项的方法。

12.一种网络控制器，包括：

如权利要求6-11中任一项所述的路径连通维护装置。

13.一种网络系统，包括：

如权利要求12所述的网络控制器；

转发设备，被配置为根据网络控制器下发的连通性故障管理信息及转发流表项，检测相关路径是否存在故障；若检测到路径故障，则将路径故障信息上报给网络控制器。

14.一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。

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