[發(fā)明專利]基于有狀態(tài)數(shù)據(jù)平面的網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)故障恢復(fù)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810075644.5
• 申請(qǐng)日: 2018-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN107979499A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張棟;汪培僑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/24
• 分類號(hào): H04L12/24;H04L12/711
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種基于有狀態(tài)數(shù)據(jù)平面的網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)故障恢復(fù)方法，其特征在于，基于有狀態(tài)數(shù)據(jù)平面能夠維護(hù)狀態(tài)信息的特征，采用主備路徑及數(shù)據(jù)包回流的方式進(jìn)行故障回溯，令上游節(jié)點(diǎn)獲取下游節(jié)點(diǎn)的故障情況，避免數(shù)據(jù)包進(jìn)入故障路徑；當(dāng)出現(xiàn)主備路徑均故障時(shí)，通過采用控制器重新選路的方式，避免主備路徑造成死鎖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有狀態(tài)數(shù)據(jù)平面的網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)故障恢復(fù)方法，其特征在于，還包括如下步驟：

步驟S1：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)初始化；根據(jù)用戶自定義搭建拓?fù)洌ㄟ^控制器感知底層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，獲取拓?fù)湫畔ⅲ幻總€(gè)交換機(jī)內(nèi)部維護(hù)著自身的端口狀態(tài)信息表，用于標(biāo)記各個(gè)端口的流通性；

步驟S2：所述控制器根據(jù)所述步驟S1中所感知的拓?fù)湫畔ⅲ?jì)算物理拓?fù)渲兄鳈C(jī)的交互流量；對(duì)于每組流量，計(jì)算其主路徑及備份路徑，并結(jié)合故障因素，將轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則配置至各個(gè)交換機(jī)；

步驟S3：進(jìn)行故障分析，判斷故障情況類型，包括：主路徑發(fā)生故障，備份路徑未發(fā)生故障；主路徑未發(fā)生故障，備份路徑發(fā)生故障；主備路徑均發(fā)生故障

步驟S4：根據(jù)預(yù)設(shè)主路徑故障處理方法和預(yù)設(shè)備份路徑故障處理方法進(jìn)行故障處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于有狀態(tài)數(shù)據(jù)平面的網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)故障恢復(fù)方法，其特征在于，在所述步驟S3中，當(dāng)主路徑因單點(diǎn)或多點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)或鏈路發(fā)生故障，導(dǎo)致流量無法通過主路徑進(jìn)行傳輸時(shí)，則判定主路徑發(fā)生故障。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于有狀態(tài)數(shù)據(jù)平面的網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)故障恢復(fù)方法，其特征在于，在所述步驟S3中，當(dāng)備份路徑因單點(diǎn)或多點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)或鏈路發(fā)生故障，導(dǎo)致流量無法通過備份路徑進(jìn)行傳輸時(shí)，則判定備份路徑發(fā)生故障。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于有狀態(tài)數(shù)據(jù)平面的網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)故障恢復(fù)方法，其特征在于，在所述步驟S4中，所述預(yù)設(shè)主路徑故障處理方法還包括如下步驟：

步驟S411：與故障節(jié)點(diǎn)或鏈路連接的節(jié)點(diǎn)觸發(fā)路徑故障狀態(tài)，且記為F狀態(tài)；在所述端口狀態(tài)信息表中，將與故障節(jié)點(diǎn)或鏈路相連接的端口的狀態(tài)設(shè)置為阻塞；

步驟S412：判斷備份路徑中是否包含該節(jié)點(diǎn)；若包含，則把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至備份路徑；若不包含，則將數(shù)據(jù)包標(biāo)記上VLAN標(biāo)簽，并將數(shù)據(jù)包回流至原數(shù)據(jù)包所流經(jīng)主路徑的上一節(jié)點(diǎn)；

步驟S413：在上一節(jié)點(diǎn)檢測(cè)回流帶有VLAN標(biāo)記的數(shù)據(jù)包，在所述端口狀態(tài)信息表中，將接收回流數(shù)據(jù)包的端口設(shè)置為阻塞，并判斷備份路徑是否包含該節(jié)點(diǎn)；若包含，則把數(shù)據(jù)包的VLAN標(biāo)簽去除，并轉(zhuǎn)發(fā)至備份路徑；若不包含，則將數(shù)據(jù)包標(biāo)記上VLAN標(biāo)簽，并將數(shù)據(jù)包回流至對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)主路徑的上一節(jié)點(diǎn)；

步驟S414：在上一節(jié)點(diǎn)重復(fù)所述步驟S413中的操作，直至到達(dá)節(jié)點(diǎn)位于備份路徑中，將數(shù)據(jù)包的VLAN標(biāo)簽去除，再將其轉(zhuǎn)發(fā)至備份路徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于有狀態(tài)數(shù)據(jù)平面的網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)故障恢復(fù)方法，其特征在于，所述步驟S4中，所述預(yù)設(shè)備份路徑故障處理方法還包括如下步驟：

步驟S421：與故障節(jié)點(diǎn)或鏈路連接的節(jié)點(diǎn)觸發(fā)路徑故障狀態(tài)，且記F狀態(tài)；在所述端口狀態(tài)信息表中，將與故障節(jié)點(diǎn)或鏈路相連接的端口的狀態(tài)設(shè)置為阻塞；

步驟S422：判斷主路徑是否包含該節(jié)點(diǎn)；若包含且主路徑故障恢復(fù)，則把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至主路徑；若不包含，則將數(shù)據(jù)包標(biāo)記上VLAN標(biāo)簽，并將數(shù)據(jù)包回流至原數(shù)據(jù)包所流經(jīng)備份路徑的上一節(jié)點(diǎn)；

步驟S423：在上一節(jié)點(diǎn)檢測(cè)回流帶有VLAN標(biāo)簽數(shù)據(jù)包，在所述端口狀態(tài)信息表中，將接收回流數(shù)據(jù)包的端口設(shè)置為阻塞；判斷主路徑是否包含該節(jié)點(diǎn)，若包含且主路徑故障恢復(fù)，則去除數(shù)據(jù)包的VLAN標(biāo)簽，并轉(zhuǎn)發(fā)至主路徑；若不包含，則將數(shù)據(jù)包標(biāo)記上VLAN標(biāo)簽，并將數(shù)據(jù)包回流至預(yù)設(shè)備份路徑上一節(jié)點(diǎn)；

步驟S424：在上一節(jié)點(diǎn)重復(fù)所述步驟S423中的操作，直至到達(dá)的節(jié)點(diǎn)包含有主路徑且主路徑已恢復(fù)，則將去除數(shù)據(jù)包的VLAN標(biāo)簽，再將其轉(zhuǎn)發(fā)至主路徑；

步驟S425：若到達(dá)的節(jié)點(diǎn)位于主路徑中且主路徑尚未恢復(fù)，則向控制器發(fā)出請(qǐng)求，控制器對(duì)故障請(qǐng)求作出反應(yīng)，并通過剩余路徑計(jì)算新路徑；在新路徑的交換機(jī)部署對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，達(dá)到故障恢復(fù)；若無剩余路徑，則將數(shù)據(jù)包丟棄。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的基于有狀態(tài)數(shù)據(jù)平面的網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)故障恢復(fù)方法，其特征在于，在所述端口狀態(tài)信息表中，對(duì)于每個(gè)端口狀態(tài)信息的標(biāo)志位用0或1進(jìn)行標(biāo)記，其中，0表示該端口可流通，1表示該端口阻塞。