专利名称：用户接入备份时下行流量切换保护方法及备份转发系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及多设备流量切换技术，尤其涉及一种多设备间的用户接入备份时下行 流量切换保护方法及一种备份转发系统。
背景技术：
SN(Service Node业务节点)一般可以由用户业务控制设备实现，如 BRAS (Broadband Remote Access Server，宽带远端接入服务器)，或者由 SR(Service Router，业务路由器)等其他设备实现。随着SN所接入的宽带用户数量越来越多，宽带用户对宽带的高可靠性要求越来 越高，因此，运营商要求对用户备份的接入也越来越高。如图1所示，现有使用的用户备份技术是双机热备或多机热备，该项技术使 AN (Access Node接入节点)接入多个上行SN，主用SN的接入端口和备用SN的备份端口 ——对应，主备SN采用VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol虚拟路由器冗余协 议)和BFD (Bidirectional Forwarding Detection双向转发检测)技术来切换状态。主 用SN把接入的用户信息同步到备用SN，备用SN收到主用SN传递的用户信息时，备用SN马 上将该用户信息以用户表的方式下发到接口模块。当主用SN的接入端口下接入用户的链 路发生故障时，备用SN切换成主用SN，用户流量切换，流量从备用SN转发。现有技术在主备切换时，采用发布主机路由或者网段路由的方式来切换。这种方 式的原理是，当SN状态是备用时，SN不发布用户的网段路由或主机路由到其上行路由器， 当SN的状态是主用时，SN发布用户的网段路由或主机路由到其上行路由器。当SN从主用 向备用切换时，SN撤销发包的网段路由或者主机路由。由于上行路由器根据路由来确定流 量转发，因此通过这种方式可以随着SN主备状态，切换用户的下行流量。这种现有方式存在一个问题是，只要存在路由发布撤销，就存在路由收敛的问题。 在路由收敛的期间，也就是原来的主用SN(现在的备用)在撤销用户的网段路由或主机路 由时，由于撤销需要一定的时间，所以仍然有一部分流量会被转发到故障的SN。由于故障的 SN下行无法转发到用户，因此流量会短暂丢失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用户接入备份时下行流量切换保护方法及 备份转发系统，将下行到用户的流量重定向到备用SN的方式来达到主备SN切换过程中的 下行流量不丢失的效果。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用户接入备份时下行流量切换保护方 法，包括主用业务节点(SN)上为用户地址配置备用下一跳，所述备用下一跳指向所述主 用SN的备用SN ；所述主用SN检测到其下行链路发生故障时，切换至备用状态，在路由收敛的期间将由网络侧到用户侧的回程流量通过所述备用下一跳发送到所述备用SN，再转发给用户。进一步的，所述备用SN配置有主用下一跳，所述主用下一跳指向用户地址，所述 备用SN根据所述主用下一跳将所述主用SN发来的回程流量转发给相应的用户。进一步的，所述主用SN为用户地址创建备用下一跳时，采用关联虚拟路由器冗余 协议(VRRP)的方式，当VRRP主备切换时，根据所述主用SN上的配置流量切换到备用下一 跳；或采用链路探测协议的方式，当所述探测协议状态变迁由UP转为DOWN时，根据所述主 用SN上的配置流量切换到备用下一跳；或采用优先级的方式，当优先级高的下一跳不可到 达时，优先级低的备用下一跳生效，多个备用下一跳通过不同的优先级来确认生效的顺序； 或采用服务质量重定向或策略路由的方式实现。进一步的，所述主用SN还配置有主用下一跳，该主用下一跳指向所述用户地址； 所述备用SN还配置有备用下一跳，该备用下一跳指向所述主用SN ；所述主用SN检测到其 下行链路故障恢复时，切换回主用状态，在路由收敛的期间，所述备用SN将由网络侧到用 户侧的回程流量通过所述备用下一跳发送到所述主用SN ；所述主用SN将由网络侧到用户 侧的回程流量通过所述主用下一跳发送给所述用户。进一步的，所述主用SN为各用户配置不同的备用SN时，所述备用下一跳指向每个 用户对应的备份SN ；为各用户配置相同的备用SN时，为每个用户设置的备用下一跳均指向 该备份SN。为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种备份转发系统，包括主用业务节点 (SN)、对应的备用SN和接入节点，其中，所述主用SN，用于为用户地址创建备用下一跳，该 备用下一跳指向所述主用SN对应的备用SN ；当检测到其下行链路发生故障时，切换至备用 状态，在路由收敛的期间将由网络侧到用户侧的回程流量通过所述备用下一跳发送到所述 备用SN;所述备用SN，用于将所述主用SN发送来的回程流量转发至所述用户。进一步的，所述备用SN，配置有主用下一跳，该主用下一跳指向用户地址，根据所 述主用下一跳将所述主用SN发来的回程流量转发给相应的用户。进一步的，所述主用SN，为用户地址创建备用下一跳时，采用关联虚拟路由器冗余 协议(VRRP)的方式，当VRRP主备切换时，根据所述主用SN上的配置流量切换到备用下一 跳；或采用链路探测协议的方式，当所述探测协议状态变迁由UP转为DOWN时，根据所述主 用SN上的配置流量切换到备用下一跳；或采用优先级的方式，当优先级高的下一跳不可到 达时，优先级低的备用下一跳生效，多个备用下一跳通过不同的优先级来确认生效的顺序； 或采用QOS重定向、策略路由的方式实现。进一步的，所述主用SN，还配置有主用下一跳，该主用下一跳指向所述用户地址， 检测到其下行链路故障恢复时，切换回主用状态，将由网络侧到用户侧的回程流量通过所 述主用下一跳发送给所述用户；所述备用SN，还配置有备用下一跳，该备用下一跳指向所 述主用SN ；在所述主用SN下行链路故障恢复时，在路由收敛的期间将由网络侧到用户侧的 回程流量通过所述备用下一跳发送到所述主用SN。进一步的，所述主用SN，为各用户配置不同的备用SN时，所述备用下一跳指向每 个用户对应的备份SN ；为各用户配置相同的备用SN时，为每个用户设置的备用下一跳均指 向该备份SN。本发明的有益技术效果
本发明采用将下行到用户的流量重定向到备用SN的方式来达到主备SN切换过程 中下行流量不丢失的效果，避免了备用SN向上层网络刷新用户路由过程中的用户下行流量丢失。
图1是本发明实施例中所涉及的网络拓扑示意图；图2是本发明实施例中所涉及的网络在主备SN没有故障切换时下行流量路径示 意图；图3是本发明实施例中所涉及的网络在主备SN故障切换时下行流量路径示意 图；图4是本发明实施例中的方法流程图；图5是本发明实施例中的系统结构图。
具体实施例方式本发明的核心在于主用SN上为需要备份的用户的地址创建备用下一跳，出接口 指向该SN的备用设备；当所述SN的下行链路发生故障导致进行主备切换时，在路由收敛的 期间，从网络侧到用户侧的回程流量通过所述SN的出接口重定向到其备用设备，再转发给 用户。其流量切换的示意参见图2和3。下面以一个实施例对本发明进行说明。参见图4。步骤Si，在主用SN设备上进行配置，主用SN设备上对需要备份的用户地址创建备 用下一跳，该下一跳出口最终指向备用SN设备；主用SN设备上当前使用主用下一跳，指向 用户地址；此时在备用SN设备也要进行配置，备用SN设备配置有主用下一跳，该主用下一跳 指向用户地址；备用SN设备上对上述用户地址创建备用下一跳，该下一跳出口最终指向主 用SN设备；步骤S2，主用SN设备检测到其主用下一跳发生故障，主用下一跳指向用户地址， 涉及由网络侧到用户侧的下行链路；步骤S3，在路由收敛的期间，主用SN设备进行用户下行流量重定向，转发到其备 用下一跳；主用SN设备将其状态切换至备用，此时其主用下一跳失效，备用下一跳生效，主 用SN设备将接收到的流量转发到其备用下一跳，备用下一跳指向备用SN设备，该备用SN 设备已切换至主用状态；备用SN设备根据其主用下一跳将所述主用SN发来的回程流量转发给相应的用 户；显然，在发生故障时，路由收敛的期间，流量始终是由主用SN设备经备用SN设备 转发至用户，所以流量不会发生损失。至此，进行一次下行流量切换保护，由主用SN设备切换至备用SN设备。路由收敛后，此时上述主用SN设备已切换成备用状态，备用SN设备已切换成主用 状态，由备用SN设备进行正常的下行流量转发，其当前使用的下一跳指向用户地址；
步骤S4，主用SN设备检测到其主用下一跳故障恢复；步骤S5，在路由收敛的期间，备用SN设备进行用户下行流量重定向，转发到其备 用下一跳，指向主用SN设备；备用SN设备将其状态由主用切换回备用状态，主用SN设备已由备用切换回主用 状态；步骤S6，主用SN设备将到用户下行的流量重新转发到其主用下一跳，主用下一跳 指向用户地址。至此，再次进行下行流量切换，由原备用SN设备切换至原主用SN设备。特别注意，主用SN设备为各用户配置不同的备用SN时，所述备用下一跳指向每个 用户对应的备份SN ；为各用户配置相同的备用SN时，为每个用户设置的备用下一跳均指向 该备份SN。下面以一个应用实例对本发明进行说明，采用QoS(Quality of Service服务质 量)策略重定向实现备用下一跳。步骤100，配置重定向策略；在当前主用BRAS设备上，为不同的用户建立QoS策略，如ACL(Access Control List访问控制列表)重定向规则，策略内容在用户的主用BRAS设备状态变为备用时，将收 到的该用户的下行流量发往该用户的备用BRAS设备(此时该备用BRAS设备已切换至主用 状态)；当前主用BRAS设备使用的是其主用下一跳，指向用户地址；备用BRAS设备也进行如上的备用下一跳配置，指向主用BRAS设备；同时备用 BRAS设备还配置有主用下一跳，该主用下一跳指向用户地址，以便在接收到主用BRAS设备 发来的流量时，可以正确转发给对应的用户；步骤101，当主用BRAS设备的下行链路发生故障时，路由收敛的期间，主用BRAS设 备触发QoS策略生效，其主用下一跳失效；步骤102，主用BRAS设备的状态切换为备用，同时将接收到的发往用户的流量根 据对应的QoS策略转发到该用户的备用BRAS设备；备用BRAS设备根据其主用下一跳将所述主用BRAS设备发来的回程流量转发给相 应的用户；备用BRAS设备在检测到主用BRAS设备的下行链路发生故障时，状态自动切换为主用；步骤103，路由收敛后，由原备用BRAS设备进行正常的下行流量转发；当原主用BRAS设备下行链路故障恢复时，原主用BRAS设备的状态恢复回主用，路 由收敛的期间，备用BRAS设备将接收到的发往用户的流量根据对应的QoS策略转发到主用 BRAS设备；该主用BRAS设备的主用下一跳生效，流量由主用设备直接转发至用户。下面再以一个应用实例对本发明进行说明，采用路由策略重定向实现备用下一 跳。步骤200，配置重定向策略；在当前主用的SR设备上，为不同的用户建立路由策略，如配置或动态下发策略路由，策略内容在用户的主用SR设备状态变为备用时，将收到的该用户的下行流量发往该用 户的备用SR设备(此时该备用SR设备已切换至主用状态)；当前主用SR设备使用的是主用下一跳，指向用户地址；备用SR设备也进行如上的备用下一跳配置，指向主用SR设备；同时备用SR设备 还配置有主用下一跳，该主用下一跳指向用户地址，以便在接收到主用SR设备发来的流量 时，可以正确转发给对应的用户；步骤201，当主用SR设备的下行链路发生故障时，路由收敛的期间，主用SR触发路 由策略生效，其主用下一跳失效；步骤202，主用SR设备的状态切换为备用，同时将接收到的发往用户的流量根据 对应的路由策略转发到该用户的备用SR设备；备用SR设备根据其主用下一跳将所述主用SR设备发来的回程流量转发给相应的 用户；备用SR设备在检测到主用SR设备的下行链路发生故障时，状态自动切换为主 用；步骤203，路由收敛后，由原备用SR设备进行正常的下行流量转发；当原主用SR设备下行链路故障恢复时，原主用SR设备的状态恢复回主用，路由收 敛的期间，备用SR设备将接收到的发往用户的流量根据对应的路由策略转发到主用SR设 备；该主用SR设备的主用下一跳生效，流量由主用设备直接转发至用户。下面再以一个应用实例对本发明进行说明，采用设备配置的备用下一跳，关联 VRRP切换来重定向流量。步骤300，在当前主用的BRAS设备上，配置转发的目的地址为用户地址，其为主用 下一跳；同时配置备用下一跳，该下一跳出口指向主用BRAS设备和备用BRAS设备直连的链 路；备用BRAS设备也进行如上的备用下一跳配置，其备用下一跳指向主用BRAS设备； 同时备用BRAS设备还配置有主用下一跳，该主用下一跳指向用户地址，以便在接收到主用 BRAS设备发来的流量时，可以正确转发给对应的用户；步骤301，当主用BRAS设备下行链路故障时，主用BRAS的VRRP切换成备用，路由 收敛的期间，此时设备上配置的目的地址的主用下一跳失效，备用下一跳生效；步骤302，主用BRAS设备的状态切换为备用，同时将接收到的发往用户的流量根 据配置的备用下一跳将流量转发到该用户的备用BRAS设备；备用BRAS设备根据其主用下一跳将所述主用BRAS设备发来的回程流量转发给相 应的用户；备用BRAS设备在检测到主用BRAS设备的下行链路发生故障时，状态自动切换为主用；步骤303，路由收敛后，由原备用BRAS设备进行正常的下行流量转发；当原主用BRAS设备下行链路故障恢复时，原主用BRAS设备的状态恢复回主用，路 由收敛的期间，备用BRAS设备将接收到的发往用户的流量根据配置的备用下一跳转发到 主用BRAS设备；
该主用BRAS设备的主用下一跳生效，流量由主用设备直接转发至用户。另外，本发明在主用SN为用户地址创建备用下一跳时，还可以采用关联BFD、以太 OAM(Operations Administration and Maintenance操作管理和维护)等链路探测协议的 方式，以及优先级的方式的实现。在另一应用实例中，本发明在主用SN为用户地址创建备用下一跳时，即采用关联 BFD、以太OAM等链路探测协议的方式实现。当这些探测协议状态变迁由UP转为DOWN时， 根据SN设备上的配置流量切换到备用下一跳。在另一应用实例中，本发明在主用SN为用户地址创建备用下一跳时，即采用采用 优先级的方式实现。当优先级高的下一跳不可达时，优先级低的备用下一跳生效，备用下一 跳不限制于一条，不同的备用下一跳通过不同的优先级来确认生效的顺序。如图5所示，为本发明的备份转发系统，包括，主用SN 1、对应的备用SN 2和接入 节点3，其中，主用SN 1，用于为需要备份的用户的地址创建备用下一跳，指向备用设备 ’为需 要备份的用户的地址创建主用下一跳，指向用户地址；当检测到其下行链路发生故障时，切 换至备用状态，并从网络侧到用户侧的回程流量通过备用下一跳发送备用设备；当检测到 其下行链路故障恢复时，切换回主用状态，并从网络侧到用户侧的回程流量通过主用下一 跳直接发送至用户；备用SN 2，检测到主用设备的下行链路发生故障时，切换至主用状态，并将主用设 备发送来的回程流量转发至所述用户；检测到主用设备的下行链路故障恢复时，切换回备 用状态。本发明的主用、备用SN从结构上是一致的，都涉及相同的设备，包括配置模块 10、检测切换模块20和接收转发模块30 ；其中，作为主用设备工作时配置模块10，用于对需要备份的用户地址创建备用下一跳，该下一跳出口最终指 向当前设备的备用设备；还用于配置当前设备使用的主用下一跳，指向用户地址；将所述 主备用下一跳通知所述检测切换模块20 ；检测切换模块20，检测到用户地址的主用下一跳发生故障时，将当前设备的状态 切换至备用，并置主用下一跳失效，备用下一跳生效，并通知所述接收转发模块30 ；检测切换模块20，检测到其下行链路故障恢复时，切换回主用状态，将由网络侧到 用户侧的回程流量通过所述主用下一跳发送给所述用户；接收转发模块30，接收检测切换模块20的通知，将接收到的流量转发到备用下一 跳；接收检测切换模块20的通知，将接收到的流量转发到主用下一跳。其中，作为备用设备工作时检测切换模块20，检测到其主用设备的下行链路发生故障时，切换至主用状态； 检测到主用设备的下行链路故障恢复时，切换回备用状态；并将主备用状态通知所述接收 转发模块30 ；接收转发模块30，接收其主用设备发送来的流量，并根据所述主用下一跳将转发 流量至对应的用户；配置模块10，配置有主用下一跳，该主用下一跳指向用户地址，根据所述主用下一跳将所述主用SN发来的回程流量转发给相应的用户。配置模块10，为各用户配置不同的备用SN时，所述备用下一跳指向每个用户对应 的备份SN ；为各用户配置相同的备用SN时，为每个用户设置的备用下一跳均指向该备份 SN。其与前述的方法的操作流程对应，不足之处参考上述方法部分的叙述，不再赘述。另外，请注意，本发明中主用、备用设备连接的是同一个上层网络，但并不一定是 同一个节点。在本发明的附图中，示出主用、备用设备连接到同一个接入节点，但本发明并 不限于此。上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明 并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、 修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识 进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发 明所附权力要求的保护范围内。
权利要求
1.一种用户接入备份时下行流量切换保护方法，其特征在于，包括主用业务节点(SN)上为用户地址配置备用下一跳，所述备用下一跳指向所述主用SN 的备用SN ；所述主用SN检测到其下行链路发生故障时，切换至备用状态，在路由收敛的期间将由 网络侧到用户侧的回程流量通过所述备用下一跳发送到所述备用SN，再转发给用户。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述备用SN配置有主用下一跳，所述主用下一跳指向用户地址，所述备用SN根据所述 主用下一跳将所述主用SN发来的回程流量转发给相应的用户。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主用SN为用户地址创建备用下一跳时，采用关联虚拟路由器冗余协议(VRRP)的 方式，当VRRP主备切换时，根据所述主用SN上的配置流量切换到备用下一跳；或采用链路探测协议的方式，当所述探测协议状态变迁由UP转为DOWN时，根据所述主 用SN上的配置流量切换到备用下一跳；或采用优先级的方式，当优先级高的下一跳不可到达时，优先级低的备用下一跳生效， 多个备用下一跳通过不同的优先级来确认生效的顺序；或采用服务质量重定向或策略路由的方式实现。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主用SN还配置有主用下一跳，该主用下一跳指向所述用户地址；所述备用SN还配 置有备用下一跳，该备用下一跳指向所述主用SN ；所述主用SN检测到其下行链路故障恢复时，切换回主用状态，在路由收敛的期间，所 述备用SN将由网络侧到用户侧的回程流量通过所述备用下一跳发送到所述主用SN ；所述主用SN将由网络侧到用户侧的回程流量通过所述主用下一跳发送给所述用户。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主用SN为各用户配置不同的备用SN时，所述备用下一跳指向每个用户对应的备 份SN ；为各用户配置相同的备用SN时，为每个用户设置的备用下一跳均指向该备份SN。
6.一种备份转发系统，包括主用业务节点(SN)、对应的备用SN和接入节点，其特征在于，所述主用SN，用于为用户地址创建备用下一跳，该备用下一跳指向所述主用SN对应的 备用SN;当检测到其下行链路发生故障时，切换至备用状态，在路由收敛的期间将由网络 侧到用户侧的回程流量通过所述备用下一跳发送到所述备用SN ；所述备用SN，用于将所述主用SN发送来的回程流量转发至所述用户。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述备用SN，配置有主用下一跳，该主用下一跳指向用户地址，根据所述主用下一跳将 所述主用SN发来的回程流量转发给相应的用户。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述主用SN，为用户地址创建备用下一跳时，采用关联虚拟路由器冗余协议(VRRP)的 方式，当VRRP主备切换时，根据所述主用SN上的配置流量切换到备用下一跳；或采用链路 探测协议的方式，当所述探测协议状态变迁由UP转为DOWN时，根据所述主用SN上的配置 流量切换到备用下一跳；或采用优先级的方式，当优先级高的下一跳不可到达时，优先级低的备用下一跳生效，多个备用下一跳通过不同的优先级来确认生效的顺序；或采用QOS重 定向、策略路由的方式实现。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述主用SN，还配置有主用下一跳，该主用下一跳指向所述用户地址，检测到其下行链 路故障恢复时，切换回主用状态，将由网络侧到用户侧的回程流量通过所述主用下一跳发 送给所述用户；所述备用SN，还配置有备用下一跳，该备用下一跳指向所述主用SN ；在所述主用SN下 行链路故障恢复时，在路由收敛的期间将由网络侧到用户侧的回程流量通过所述备用下一 跳发送到所述主用SN。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述主用SN，为各用户配置不同的备用SN时，所述备用下一跳指向每个用户对应的备 份SN ；为各用户配置相同的备用SN时，为每个用户设置的备用下一跳均指向该备份SN。
全文摘要
本发明公开了一种用户接入备份时下行流量切换保护方法及备份转发系统，其中，所述方法包括主用业务节点(SN)上为用户地址配置备用下一跳，所述备用下一跳指向所述主用SN的备用SN；所述主用SN检测到其下行链路发生故障时，切换至备用状态，在路由收敛的期间将由网络侧到用户侧的回程流量通过所述备用下一跳发送到所述备用SN，再转发给用户。本发明采用将下行到用户的流量重定向到备用SN的方式来达到主备SN切换过程中下行流量不丢失的效果，避免了备用SN向上层网络刷新用户路由过程中的用户下行流量丢失。
文档编号H04L1/22GK102045245SQ200910205478
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者范亮, 袁博, 许健翔, 高露, 龚超美 申请人:中兴通讯股份有限公司