在路由器上实现LSP ping和tracert的系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种在路由器上实现LSP ping和tracert的系统及方法，涉及网络通信领域，该系统包括控制平面和转发平面，控制平面包括LSP ping和tracert应用模块、IP协议栈和控制平面信令驱动，转发平面包括转发平面信令驱动和转发微码，IP协议栈为LSP ping和tracert应用模块提供统一的收发包接口；控制平面信令驱动进行控制平面上的MAC-IN-MAC处理；转发平面信令驱动进行转发平面上的MAC-IN-MAC处理。本发明将LSP ping和tracert报文提交到转发平面，由转发平面完成相应的选路，实现LSP ping和tracert的准确性、实时性，同时性能上能获得更大的提升，降低控制平面的负担。
【专利说明】 在路由器上实现LSP ping和tracert的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络通信领域，具体是涉及一种在路由器上实现LSP(LabelSwitching Path,标签交换路径)ping (端对端连通)和tracert (跟踪路由)的系统及方法。
【背景技术】
[0002]在MPLS (Mult1-Protocol Label Switching,多协议标签交换)的应用中，对于LSP的有效性、可达性的检测，目前没有十分有效的方法。MPLS系统主要包括控制平面和转发平面，控制平面负责MPLS转发路径(LSP)的建立，但没法检测LSP传输数据失败这种错误。而转发平面由于是基于孤立的节点，也没有办法知道上下游及整条LSP的情况，因此，需要一个让用户在合理的时间内能检测出这种问题的工具，于是LSP ping和tracert应运而生。LSP ping和tracert通过基于UDP (User Data Protocol,用户数据报协议)的echo (回显)消息(包含请求和应答)，来探测LSP的连通性和LSP的整条路径。
[0003]由于电信级的组网一般带有保护场景，在此场景里，由转发平面实现检测隧道的主备状态并实现倒换，当前的隧道实时主备信息，只有转发平面感知，控制平面并不立即感知当前的主备信息，导致控制平面发送LSP ping检测报文时，并不知道该往哪条LSP发送，这是LSP ping和tracert功能实现遇到的另一个难点。
[0004]此外，在路由器上实现MPLS功能时，MPLS的转发功能仅在转发平面上面实现，控制平面无MPLS软转发功能，即使支持软转发功能，在有主备(LSP 1:1)保护的场景下，转发平面硬件能实时检查到主备状态变化，但是控制面感知到主用状态变化有很大延迟，在延迟的时间段内控制面和转发面的主备状态存在不一致的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服上述【背景技术】的不足，提供一种在路由器上实现LSPping和tracert的系统及方法,将LSP ping和tracert报文提交到转发平面，由转发平面完成相应的选路，实现LSP ping和tracert的准确性、实时性，同时性能上能获得更大的提升，降低控制平面的负担。
[0006]本发明提供一种在路由器上实现LSP ping和tracert的系统，包括控制平面和转发平面，所述控制平面包括LSP ping和tracert应用模块、IP协议栈和控制平面信令驱动，转发平面包括转发平面信令驱动和转发微码，其中:
[0007]所述LSP ping和tracert应用模块用于:对LSP ping和tracert包进行协议层面的处理；
[0008]所述IP协议栈用于:为LSP ping和tracert应用模块提供统一的收发包接口，是统一的收发包平台，IP协议栈自动创建一个操作管理维护OAM接口，加载OAM接口驱动，OAM接口驱动将LSP ping和tracert报文封装成对应的MAC-1N-MAC格式，MAC-1N-MAC是一种封装格式，用于传递控制平面和转发平面相互关注的信息；
[0009]所述控制平面信令驱动用于:进行控制平面上的MAC-1N-MAC处理，在控制平面发送报文时封装MAC-1N-MAC头，控制平面接收报文时剥离MAC-1N-MAC头；
[0010]所述转发平面信令驱动用于:进行转发平面上的MAC-1N-MAC处理；
[0011]所述转发微码用于:在路由器设备发包时，根据MAC-1N-MAC头里面携带的LSP信息，查找LSP转发表，将报文封装上LSP标签头，再封装上链路层头，最后从LSP转发表对应的物理接口或者逻辑接口发送出去；作为运营商边缘PE节点收包时，上送到转发平面信令驱动，由其统一封装后送至控制平面。
[0012]在上述技术方案的基础上，所述IP协议栈使用OAM接口发送LSP ping和tracert报文。
[0013]本发明还提供基于上述系统的在路由器上实现LSP ping和tracert的方法，包括以下步骤:
[0014]A、路由器设备发送LSP ping和tracert报文:
[0015]步骤101、控制平面启动之后，IP协议栈自动创建一个OAM接口，加载OAM接口驱动，OAM接口驱动将LSP ping和tracert报文封装成对应的MAC-1N-MAC格式，MAC-1N-MAC是一种封装格式，用于传递控制平面和转发平面相互关注的信息；
[0016]步骤102、LSP ping和tracert应用模块创建一个链路原始套接口，绑定到OAM接口上；
[0017]步骤103、LSP ping和tracert应用模块发送LSP ping包时,将包数据部分及对应的LSP信息按照一定的格式封装在一块数据里面，再通过链路原始套接口发送出去；
[0018]步骤104、链路原始套接口作为IP协议栈提供的资源供包括LSP ping和tracert应用模块在内的上层模块使用，IP协议栈判断链路原始套接口绑定的接口类型是否为OAM接口，如果链路原始套接口绑定的接口是OAM接口，则转到步骤105 ;否则转到步骤106 ；
[0019]步骤105、IP协议栈发处理发包时，如果链路原始套接口绑定的接口是OAM接口，则使用IP协议栈加载的OAM接口驱动，将按照组装时的格式，解析链路原始套接口发送的LSP ping和tracert报文携带的信息，然后将信息封装成带MAC-1N-MAC头的报文，发送给转发平面，转到步骤107;
[0020]步骤106、如果链路原始套接口绑定的接口不是OAM接口，则使用其他对应类型接口的驱动封装，转到步骤107 ；
[0021]步骤107、转发平面信令驱动接收控制平面发送给转发平面的携带有待检测的LSP信息的MAC-1N-MAC报文，发到转发微码，转到步骤108 ；
[0022]步骤108、转发微码解析MAC-1N-MAC格式，得到LSP ping和tracert报文和待检测的LSP信息，查找LSP转发表，根据LSP转发表封装上MPLS标签，然后将LSP ping和tracert报文从对应出接口发送出去；
[0023]B、路由器设备接收LSP ping和tracert报文:
[0024]步骤201、转发平面接收到生存时间TTL = O或I的LSP ping和tracert报文；
[0025]步骤202、转发微码识别LSP ping和tracert报文之后，将LSP ping和tracert报文上送给控制平面，上送时，LSP ping和tracert报文的MAC-1N-MAC格式里面携带LSPping和tracert报文的接收端口信息；
[0026]步骤203、控制平面信令驱动接收到带MAC-1N-MAC头的报文之后，根据收到的报文的MAC-1N-MAC头解析出收包接口，然后将MAC-1N-MAC头剥离后上送到IP协议栈中对应的接口 ；
[0027]步骤204、LSP ping和tracert应用模块创建链路原始套接口，该链路原始套接口未绑定OAM接口，通过该链路原始套接口从IP协议栈接收到LSP ping和tracert报文，之后再进行LSP ping和tracert应用模块的协议处理。
[0028]在上述技术方案的基础上，步骤108还包括以下步骤:如果待检测的LSP是有主备的场景，转发平面在发送LSP ping和tracert报文时,选择从主用LSP隧道发送出去。
[0029]与现有技术相比，本发明的优点如下:
[0030](I)与现有的路由器设备中控制平面未管理LSP实时主备状态的场景相比，本发明将LSP ping和tracert报文提交到转发平面，由转发平面完成相应的选路，控制平面的LSP ping和tracert应用模块和转发平面配合完成LSP ping和tracert报文的封装和发送，实现LSP ping和tracert的准确性。
[0031](2)与现有的路由器设备的控制平面管理LSP实时主备状态的场景中控制平面获取转发平面LSP状态不及时相比，本发明将OAM报文提交到转发平面，OAM报文的MPLS标签相关处理在转发平面上实现，控制平面的LSP ping和tracert应用模块和转发平面配合完成LSP ping和tracert报文的封装和发送，能够保证LSP ping和tracert的实时性，同时性能上能获得更大的提升，降低控制平面的负担。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是本发明实施例中在路由器上实现LSP ping和tracert的系统的结构框图。
[0033]图2是本发明实施例中路由器设备发送LSP报文的流程图。
[0034]图3是本发明实施例中路由器设备接收LSP报文的流程图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0036]参见图1所示，本发明实施例提供一种在路由器上实现LSP ping和tracert的系统，包括控制平面和转发平面，控制平面包括LSP ping和tracert应用模块、IP协议栈和控制平面信令驱动，转发平面包括转发平面信令驱动和转发微码，其中:
[0037]LSP ping和tracert应用模块用于:对LSP ping和tracert包进行协议层面的处理；
[0038]IP协议栈用于--为LSP ping和tracert应用模块提供统一的收发包接口，是统一的收发包平台，IP协议栈自动创建一个OAM(Operat1n、Administrat1n、Management,操作管理维护)接口，加载OAM接口驱动，OAM接口驱动将LSP ping和tracert报文封装成对应的MAC-1N-MAC格式，MAC-1N-MAC是一种封装格式，用于传递控制平面和转发平面相互关注的信息；IP协议栈使用该OAM接口发送LSP ping和tracert报文；
[0039]控制平面信令驱动用于:进行控制平面上的MAC-1N-MAC处理，在控制平面发送报文时封装MAC-1N-MAC头，控制平面接收报文时剥离MAC-1N-MAC头；
[0040]转发平面信令驱动用于:进行转发平面上的MAC-1N-MAC处理；
[0041]转发微码用于:在路由器设备发包时，根据MAC-1N-MAC头里面携带的LSP信息，查找LSP转发表，将报文封装上LSP标签头，再封装上链路层头，最后从LSP转发表对应的物理接口或者逻辑接口发送出去；作为PE (Provider Edge,运营商边缘)节点收包时,上送到转发平面信令驱动，由其统一封装后送至控制平面。
[0042]本发明实施例提供一种基于上述系统的在路由器上实现LSPping和tracert的方法，包括以下步骤:
[0043]A、参见图2所示,路由器设备发送LSP ping和tracert报文:
[0044]步骤101、控制平面启动之后，IP协议栈自动创建一个OAM接口，加载OAM接口驱动，OAM接口驱动将LSP ping和tracert报文封装成对应的MAC-1N-MAC格式，MAC-1N-MAC是一种封装格式，用于传递控制平面和转发平面相互关注的信息；
[0045]步骤102、LSP ping和tracert应用模块创建一个链路原始套接口，绑定到OAM接口上；
[0046]步骤103、LSP ping和tracert应用模块发送LSP ping包时,将包数据部分及对应的LSP信息按照一定的格式封装在一块数据里面，再通过链路原始套接口发送出去；
[0047]步骤104、链路原始套接口作为IP协议栈提供的资源供包括LSP ping和tracert应用模块在内的上层模块使用，IP协议栈判断链路原始套接口绑定的接口类型是否为OAM接口，如果链路原始套接口绑定的接口是OAM接口，则转到步骤105 ;否则转到步骤106 ；
[0048]步骤105、IP协议栈发处理发包时，如果链路原始套接口绑定的接口是OAM接口，则使用IP协议栈加载的OAM接口驱动，将按照组装时的格式，解析链路原始套接口发送的LSP ping和tracert报文携带的信息，然后将信息封装成带MAC-1N-MAC头的报文，发送给转发平面，转到步骤107;
[0049]步骤106、如果链路原始套接口绑定的接口不是OAM接口，则使用其他对应类型接口的驱动封装，转到步骤107 ；
[0050]步骤107、转发平面信令驱动接收控制平面发送给转发平面的携带有待检测的LSP信息的MAC-1N-MAC报文，发到转发微码，转到步骤108 ；
[0051]步骤108、转发微码解析MAC-1N-MAC格式，得到LSP ping和tracert报文和待检测的LSP信息，查找LSP转发表，根据LSP转发表封装上MPLS标签，然后将LSP ping和tracert报文从对应出接口发送出去；如果待检测的LSP是有主备(如LSP1:1)的场景，转发平面在发送LSP ping和tracert报文时,选择从主用LSP隧道发送出去。
[0052]B、参见图3所示,路由器设备接收LSP ping和tracert报文:
[0053]步骤201、转发平面接收到TTL (Time To Live，生存时间)=O或I的LSP ping和tracert报文；
[0054]步骤202、转发微码识别LSP ping和tracert报文之后，将LSP ping和tracert报文上送给控制平面，上送时，LSP ping和tracert报文的MAC-1N-MAC格式里面携带LSPping和tracert报文的接收端口信息；
[0055]步骤203、控制平面信令驱动接收到带MAC-1N-MAC头的报文之后，根据收到的报文的MAC-1N-MAC头解析出收包接口，然后将MAC-1N-MAC头剥离后上送到IP协议栈中对应的接口 ；
[0056]步骤204、LSP ping和tracert应用模块创建链路原始套接口，该链路原始套接口未绑定OAM接口，通过该链路原始套接口从IP协议栈接收到LSP ping和tracert报文，之后再进行LSP ping和tracert应用模块的协议处理。
[0057]本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
[0058]说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
【权利要求】
1.一种在路由器上实现LSP ping和tracert的系统，包括控制平面和转发平面，其特征在于:所述控制平面包括LSP ping和tracert应用模块、IP协议栈和控制平面信令驱动，转发平面包括转发平面信令驱动和转发微码，其中: 所述LSP ping和tracert应用模块用于:对LSP ping和tracert包进行协议层面的处理； 所述IP协议栈用于:为LSP ping和tracert应用模块提供统一的收发包接口，是统一的收发包平台，IP协议栈自动创建一个操作管理维护OAM接口，加载OAM接口驱动，OAM接口驱动将LSP ping和tracert报文封装成对应的MAC-1N-MAC格式，MAC-1N-MAC是一种封装格式，用于传递控制平面和转发平面相互关注的信息； 所述控制平面信令驱动用于:进行控制平面上的MAC-1N-MAC处理，在控制平面发送报文时封装MAC-1N-MAC头，控制平面接收报文时剥离MAC-1N-MAC头； 所述转发平面信令驱动用于:进行转发平面上的MAC-1N-MAC处理； 所述转发微码用于:在路由器设备发包时，根据MAC-1N-MAC头里面携带的LSP信息，查找LSP转发表，将报文封装上LSP标签头，再封装上链路层头，最后从LSP转发表对应的物理接口或者逻辑接口发送出去；作为运营商边缘PE节点收包时，上送到转发平面信令驱动，由其统一封装后送至控制平面。
2.如权利要求1所述的在路由器上实现LSPping和tracert的系统，其特征在于:所述IP协议栈使用OAM接口发送LSP ping和tracert报文。
3.基于权利要求1或2所述系统的在路由器上实现LSPping和tracert的方法，其特征在于，包括以下步骤: A、路由器设备发送LSP ping和tracert报文: 步骤101、控制平面启动之后，IP协议栈自动创建一个OAM接口，加载OAM接口驱动，OAM接口驱动将LSP ping和tracert报文封装成对应的MAC-1N-MAC格式，MAC-1N-MAC是一种封装格式，用于传递控制平面和转发平面相互关注的信息； 步骤102、LSP ping和tracert应用模块创建一个链路原始套接口，绑定到OAM接口上； 步骤103、LSP ping和tracert应用模块发送LSP ping包时，将包数据部分及对应的LSP信息按照一定的格式封装在一块数据里面，再通过链路原始套接口发送出去； 步骤104、链路原始套接口作为IP协议栈提供的资源供包括LSP ping和tracert应用模块在内的上层模块使用，IP协议栈判断链路原始套接口绑定的接口类型是否为OAM接口，如果链路原始套接口绑定的接口是OAM接口，则转到步骤105 ;否则转到步骤106 ； 步骤105、IP协议栈发处理发包时，如果链路原始套接口绑定的接口是OAM接口，则使用IP协议栈加载的OAM接口驱动，将按照组装时的格式，解析链路原始套接口发送的LSPping和tracert报文携带的信息,然后将信息封装成带MAC-1N-MAC头的报文,发送给转发平面，转到步骤107 ； 步骤106、如果链路原始套接口绑定的接口不是OAM接口，则使用其他对应类型接口的驱动封装，转到步骤107 ； 步骤107、转发平面信令驱动接收控制平面发送给转发平面的携带有待检测的LSP信息的MAC-1N-MAC报文，发到转发微码，转到步骤108 ； 步骤108、转发微码解析MAC-1N-MAC格式，得到LSP ping和tracert报文和待检测的LSP信息，查找LSP转发表，根据LSP转发表封装上MPLS标签，然后将LSP ping和tracert报文从对应出接口发送出去； B、路由器设备接收LSP ping和tracert报文: 步骤201、转发平面接收到生存时间TTL = 0或1的LSP ping和tracert报文； 步骤202、转发微码识别LSP ping和tracert报文之后，将LSP ping和tracert报文上送给控制平面，上送时，LSP ping和tracert报文的MAC-1N-MAC格式里面携带LSP ping和tracert报文的接收端口信息； 步骤203、控制平面信令驱动接收到带MAC-1N-MAC头的报文之后，根据收到的报文的MAC-1N-MAC头解析出收包接口，然后将MAC-1N-MAC头剥离后上送到IP协议栈中对应的接Π ； 步骤204、LSP ping和tracert应用模块创建链路原始套接口，该链路原始套接口未绑定OAM接口，通过该链路原始套接口从IP协议栈接收到LSP ping和tracert报文，之后再进行LSP ping和tracert应用模块的协议处理。
4.如权利要求3所述的在路由器上实现LSP ping和tracert的方法，其特征在于:步骤108还包括以下步骤:如果待检测的LSP是有主备的场景，转发平面在发送LSP ping和tracert报文时，选择从主用LSP隧道发送出去。
【文档编号】H04L12/771GK104270280SQ201410442004
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】付华楷, 朱冰, 许赛群, 高璐晓 申请人:烽火通信科技股份有限公司