[發(fā)明專利]多鏈路流量重分配的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110141942.8
• 申請日: 2011-05-30
• 公開（公告）號: CN102164094A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝鑫淼
• 申請（專利權(quán)）人: 北京星網(wǎng)銳捷網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別是一種多鏈路流量重分配的方法和裝置。

背景技術(shù)

多鏈路路由應(yīng)用于IP(Internet?Protocol)網(wǎng)絡(luò)。IP網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)需要用到三層交換機(jī)，交換機(jī)根據(jù)收到的IP報(bào)文攜帶的目的地址選擇一條合適的路徑，將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)交換機(jī)，報(bào)文經(jīng)過逐跳傳遞到達(dá)目的主機(jī)，這條路徑就是路由。

多鏈路路由指的是：存在多條不同鏈路到達(dá)同一目的地址的路由，即一條路由具有多個(gè)出口。隨著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的不斷發(fā)展，校園、企業(yè)等用戶愈發(fā)感覺到單一鏈路的制約，開始部署多鏈路網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。單鏈路存在如下瓶頸：

單鏈路失效：一旦僅有的單一鏈路出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整條路由失效，造成整個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。

轉(zhuǎn)發(fā)性能：單鏈路的帶寬資源有限，無法滿足用戶網(wǎng)絡(luò)龐大的流量需求。

多鏈路路由突破了上述瓶頸，具有減少鏈路負(fù)載壓力、保證用戶訪問質(zhì)量、減少對單一鏈路依賴性的特點(diǎn)。

但是，多鏈路路由存在一個(gè)迫切需要解決的問題，即某條鏈路失效時(shí)，在路由更新的過程中，失效鏈路依然存在于ASIC芯片(Application?Specific?Integrated?Circuits，專用集成電路，這里指用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文交換的集成芯片)中，導(dǎo)致分配到這條鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的IP報(bào)文無法正常轉(zhuǎn)發(fā)，業(yè)務(wù)中斷。其具體場景如圖1所示。

交換機(jī)路由功能的軟件實(shí)現(xiàn)上分為控制面和轉(zhuǎn)發(fā)面。控制面負(fù)責(zé)通過協(xié)議交互生成路由表及路由轉(zhuǎn)發(fā)表，并將路由轉(zhuǎn)發(fā)表通告轉(zhuǎn)發(fā)面。轉(zhuǎn)發(fā)面負(fù)責(zé)將控制面生成的路由轉(zhuǎn)發(fā)表寫入ASIC芯片，讓芯片完成正確的轉(zhuǎn)發(fā)行為。

其中多鏈路路由在轉(zhuǎn)發(fā)面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可抽象為前綴表項(xiàng)和出口表項(xiàng)。多鏈路路由在轉(zhuǎn)發(fā)面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

其中，前綴表項(xiàng)存放了目的地址等信息，用于對報(bào)文攜帶的目的地址進(jìn)行LPM(Longest?Prefix?Matching，最長前綴匹配)，以實(shí)現(xiàn)路由查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

出口表項(xiàng)存放了該路由的多鏈路出口信息(包括下一跳地址，多鏈路塊的出口總數(shù)，出口的端口索引值等)，用于指定報(bào)文出口的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

由于轉(zhuǎn)發(fā)面在具體硬件結(jié)構(gòu)上將多鏈路路由信息寫入ASIC芯片，因此，ASIC芯片中的多鏈路路由表項(xiàng)可抽象為前綴表項(xiàng)和出口表項(xiàng)。多鏈路路由轉(zhuǎn)發(fā)面發(fā)送報(bào)文的流程具體參見圖3，當(dāng)交換機(jī)收到IP報(bào)文時(shí)，報(bào)文接收完畢后進(jìn)入ASIC芯片的報(bào)文處理流程，當(dāng)觸發(fā)路由引擎后(路由引擎：芯片中集成了路由轉(zhuǎn)發(fā)功能的模塊)，ASIC芯片根據(jù)前綴表項(xiàng)進(jìn)行路由查找，當(dāng)完成LPM后，就找到了相應(yīng)的路由。通過前綴表項(xiàng)可以關(guān)聯(lián)到對應(yīng)的出口表項(xiàng)，出口表項(xiàng)存放了此條路由的所有出口信息，根據(jù)ASIC芯片集成固化的鏈路選擇方案，會從所有出口中選擇一條鏈路作為最終出口，將IP報(bào)文從此出口轉(zhuǎn)發(fā)出去，完成整個(gè)多鏈路路由過程。

當(dāng)某條鏈路失效時(shí)，控制面路由協(xié)議收斂并進(jìn)行路由重計(jì)算，生成新的路由轉(zhuǎn)發(fā)表，然后將新的路由轉(zhuǎn)發(fā)表通告轉(zhuǎn)發(fā)面，轉(zhuǎn)發(fā)面逐條更新芯片中的路由。等待控制面完成路由更新的時(shí)間內(nèi)，ASIC芯片的路由出口實(shí)際上是失效的，導(dǎo)致IP報(bào)文無法轉(zhuǎn)發(fā)，業(yè)務(wù)流斷流；當(dāng)存在大量路由以此條不活躍鏈路作為出口的時(shí)候，芯片中未及時(shí)更新的路由都還以這條鏈路作為出口，問題尤為嚴(yán)重，影響到了整網(wǎng)的業(yè)務(wù)。參見圖4，具體的多鏈路路由的某鏈路失效時(shí)的方案主要是：控制面接收到鏈路失效通告后，進(jìn)行路由收斂更新，得到新的路由轉(zhuǎn)發(fā)表，然后將新的路由轉(zhuǎn)發(fā)表通告轉(zhuǎn)發(fā)面，再由轉(zhuǎn)發(fā)面更新芯片中的相應(yīng)路由并發(fā)送報(bào)文。

上述方案的主要缺點(diǎn)在于：

1.控制面路由協(xié)議收斂及路由重計(jì)算需要耗時(shí)，而在控制面進(jìn)行收斂和重計(jì)算的耗時(shí)內(nèi)，ASIC芯片仍然保存著失效的鏈路，命中路由的報(bào)文將從這條鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而這條鏈路由于下電等原因，實(shí)際上是不存在的。將導(dǎo)致報(bào)文流的丟包和業(yè)務(wù)的中斷。

2.當(dāng)大量多鏈路路由以某鏈路作為出口，而此鏈路失效，將導(dǎo)致大量路由需要更新。控制面在收到鏈路失效通告后，每進(jìn)行一次協(xié)議收斂均需要一定時(shí)間，導(dǎo)致ASIC芯片中的存在大量路由表項(xiàng)錯(cuò)誤并等待更新，將影響整網(wǎng)業(yè)務(wù)。

綜上所述，現(xiàn)有的技術(shù)方案對鏈路狀態(tài)失效的敏感度低，無法達(dá)到多鏈路路由的流量快速重分配，無法滿足用戶對低延時(shí)、高敏感度的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種多鏈路流量重分配的方法和裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中多鏈路中的某鏈路失效時(shí)，由于轉(zhuǎn)發(fā)面要等待控制面對多鏈路流量進(jìn)行重分配而導(dǎo)致報(bào)文無法正常發(fā)送的問題。