[發明專利]鄰居發現協議優雅重啟的處理方法及裝置

在審

• 申請號: 201110284735.8
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102315969A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 李洪濤;譚云橋;吳坤峰
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司南京分公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/56
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;梁麗超

技術領域

本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種鄰居發現(Neighbor?Discovery，簡稱為ND)協議優雅重啟的處理方法及裝置。

背景技術

隨著IPv4地址的日益枯竭，IPv6網絡的大量部署逐漸被提上日程，在IPv6協議中，ND協議是一個全新的協議，它實現了IPv4的地址解析協議(Address?Resolution?Protocol，簡稱為ARP)、網間控制報文協議(Internet?Control?Message?Protocol，簡稱為ICMP)中路由器發現部分、重定向部分的所有功能，并具有鄰居不可達檢測機制。當一個IPv6節點在網絡上出現的時候，直接相連的鏈路上其他IPv6節點可以通過ND協議發現它，進而獲取它的鏈路層地址。

在ND協議中，IPv6里面IPv6地址與鏈路層地址的關系表稱為鄰居條目，簡稱ND條目，一般它有三個基本字段：IPv6下一跳地址、出接口和鏈路層媒介訪問控制(Media?Access?Control，簡稱為MAC)地址(或者成為網絡硬件地址)，同時還有ND狀態、ND條目的鄰居狀態切換時間等信息。

圖1是根據相關技術中的ND條目狀態相互轉換的示意圖，下面結合圖1對ND條目的五種狀態及其相互之間的轉換關系進行如下說明。

RFC2461中規定，ND條目有五種狀態，分別是不完整(incomplete)、可達(reachable)、陳舊(stale)、延遲(delay)、探測(probe)。當節點要進行地址解析的時候，會主動創建一個狀態為incomplete的條目，并且發送鄰居請求(Neighbor?Solicitation，簡稱為NS)報文，如果收到回應的鄰居通告(Neighbor?Advertisement，簡稱為NA)報文，說明該鄰居是可達的，該條目的狀態轉換為reachable；如果收不到回應報文，說明鄰居不可達，刪除創建的該條目。在收到最后一個可達性確認的NA報文后，經過“可達時間”，默認是30秒左右，條目狀態就變成stale。在stale狀態，如果使用該條目發送報文，其狀態變為delay，delay狀態持續一段時間，默認是5秒，變成probe，并發送可達性探測的NS報文，如果收到回應報文，狀態重新變為reachable；否則，刪除該條目。處于stale狀態的條目，如果一段時間，默認是24小時，一直沒有報文發送，則把該條目老化刪除。

在路由器上，一般都是控制面和轉發面分開，轉發面的功能主要由微碼實現，負責報文的轉發；控制面的功能主要由IP協議棧實現，通過靜態配置、動態學習等手段產生轉發面所需要的轉發資源，并下發給轉發表模塊，供轉發面轉發報文使用。通常情況下，路由器故障后，其路由協議層面的鄰居會檢測到它們之間的鄰居關系Down掉，過段時間再次Up，這個過程被稱之為鄰居關系震蕩。這種鄰居關系的震蕩將最終導致路由震蕩的出現，進而導致整個網絡范圍內的路由重新匯聚，由此發生的路由重新計算和整個網絡范圍內的路由更新會消耗大量處理資源和網絡帶寬，使得重啟路由器在一段時間內出現路由黑洞或者導致鄰居將數據業務繞開重啟路由器從旁路轉發，從而導致網絡的可靠性大大降低。為了解決這種控制面出現故障重啟，轉發面仍能夠不間斷轉發數據，出現了優雅重啟(Graceful?Restart，簡稱為GR)機制，路由器雙主控互備，支持主備切換，在設備主備切換完成前，鄰居不能被重置，設備在鄰居保持時間超時之前完成切換，轉發在設備切換過程中保持不變。

但是，目前GR機制主要用在路由協議以及標簽分發上面，主要是因為這些協議會定時的發送一些保活報文，探測鄰居的狀態，在主控重啟時，如果在一定時間內不發保活報文，就可能導致鄰居關系振蕩。ND協議中存在一種鄰居可達性探測應用：一個處于stale狀態的條目，如果控制面通過它發包，就會觸發ND鄰居可達性探測，設備主動向鄰居發送單播NS報文，期望鄰居回應一個NA報文給予確認是否可達。如果鄰居不回NA，繼續隔一段時間發送一個探測報文，直到最大發送個數(協議規定是3個)，還是沒有應答，則認為鄰居已經不可達，就刪除ND條目。如果在默認的可達性探測的時間(例如，3秒)中，路由器進行GR主備倒換，那么，如果3秒之內不能正確回NA報文，就會導致鄰居設備上的鄰居條目刪除，從而可能導致鄰居設備轉發斷流，引起轉發面流量大量地上送至控制面，直到學習到ND條目。并且，對于GR設備而言，如果ND條目不是reachable狀態，在路由協議發包使用該條目時也會觸發可達性探測。出現這種情況，會影響正常的路由協議GR處理。

發明內容