一种对多颜色路由完善保护机制的方法和装置与流程

一种对多颜色路由完善保护机制的方法和装置
【技术领域】
1.本发明涉及多颜色路由领域，特别是涉及一种对多颜色路由完善保护机制的方法和装置。


背景技术：

2.在现有技术中，如果bgp(border gateway protocol，边界网关协议)收到邻居发来的业务路由r/r(前缀r,前缀长度r)，该路由下一跳为n，且具有多种颜色扩展团体属性(c1,c2...ck，其中，c1，c2...ck均为数值且分别代表一种颜色)，则bgp将引导r/r致有效的、具有最高颜色数值和端点n的sr policy(segment routing policy，段路由策略路径，以下简称策略路径)。如图1所示，为现有技术中具有多种颜色(用于主备)的业务路由示意图，节点1收到bgp路由4.4.4.0/24，下一跳为1.1.1.4，具有两种颜色：20(代表“蓝色/blue”)和30(代表“绿色/green”)。两条sr policy均有效且具备引流授权，那么bgp会将流量引导至具有最高颜色数值的sr policy green。如果sr policy green失效(例如图中r3节点故障)，bgp重新解析路由4.4.4.0/24，选取sr policy blue作为解析结果下发到节点1转发面，将流量引导至blue对应的路径上继续转发。
3.在上述多颜色路由场景下，在主用策略路径(即sr policy green)不能指导转发的情况时，流量的收敛依赖于bgp协议重新解析路由，该收敛通过检测
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策略管理
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bgp协议收敛
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转发更新表项来实现，其是一种切换工作的方式，而不是一个保护机制。如图2所示，在这个收敛过程中，由于主用策略路径故障，所以收敛完成前流量一直中断，待新的解析结果在转发面生效后流量才能继续转发，也就是说，从节点故障
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主用策略路径检测
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告警上报主控bgp协议
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bgp协议重新解析备用策略路径
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收敛结果在转发面生效的整个过程中，一直处于持续丢包状态，这对设备来说是百毫秒级的损耗切换。
4.鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决目前主备用策略路径切换时持续丢包时间长的问题，是本技术领域待解决的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明通过引入策略路径包的概念，将主用策略和备用策略加入到策略路径包中，并分别与主颜色和备颜色相对应。bgp进行请求时，不再携带单一颜色进行策略请求，而是携带主备颜色进行请求，策略管理模块在两种颜色都存在可用策略的情况下，按需生成策略路径包返回给bgp，同时下发数据平面，实现多颜色路由场景下主备策略信息在转发面的预埋，提升主用策略失效后的流量收敛效率，极大减少了该场景的收敛时间，将切换损耗从百毫秒级别优化到50毫秒以内，减少丢包数。
6.本发明实施例采用如下技术方案：
7.第一方面，本发明提供了一种对多颜色路由完善保护机制的方法，包括：
8.bgp收到包含主备颜色的业务路由，并携带包含主备颜色的四元组向策略管理模块请求可用策略路径信息；
9.策略管理模块通过四元组进行解析，若对主备颜色均能解析出可用策略路径，则创建集合可用策略路径的策略路径包，并将策略路径包的索引信息返回给bgp；
10.bgp以及策略管理模块将业务路由及策略路径包相关信息下发到数据转发平面；
11.在数据转发平面对流量进行封装转发，若发生故障，则通过策略路径包进行主备用策略路径的切换。
12.进一步的，所述包含主备颜色的四元组包括：源地址、目的地址、主颜色以及备颜色。
13.进一步的，所述策略管理模块通过四元组进行解析，若对主备颜色均能解析出可用策略路径，则创建集合可用策略路径的策略路径包，并将策略路径包的索引信息返回给bgp具体包括：
14.策略管理模块收到bgp请求所携带的四元组信息；
15.根据主颜色 源地址 目的地址解析出可用的主用策略路径，根据备颜色 源地址 目的地址解析出可用的备用策略路径；
16.按需动态创建策略路径包，将主用策略路径与备用策略路径添加进策略路径包，其中，主用策略路径与主颜色关联，备用策略路径与备颜色关联；
17.将策略路径包的索引信息返回给bgp。
18.进一步的，若策略管理模块根据主备颜色不能都解析出对应的可用策略路径，则按原有流程处理。
19.进一步的，所述若策略管理模块根据主备颜色不能都解析出对应的可用策略路径，则按原有流程处理具体包括：
20.若只有主颜色 源地址 目的地址解析出主用策略路径，则返回主用策略路径给bgp，bgp将业务路由及主用策略路径信息下发到转发平面；
21.若只有备颜色 源地址 目的地址解析出备用策略路径，则返回备用策略路径给bgp，bgp将业务路由及备用策略路径信息下发到转发平面；
22.若主备颜色 源地址 目的地址均无法解析出可用策略路径，则返回解析失败给bgp，bgp将业务路由下发到转发平面，不携带策略路径信息,业务走尽力而为方式转发。
23.进一步的，所述bgp以及策略管理模块将业务路由及策略路径包相关信息下发到数据转发平面具体包括：
24.bgp将业务路由下发数据转发平面，并将策略路径包的索引信息作为出口信息；
25.策略管理模块将策略路径包以及解析出的主备用策略路径下发数据转发平面。
26.进一步的，所述在数据转发平面对流量进行封装转发，若发生故障，则通过策略路径包进行主备用策略路径的切换具体包括：
27.数据转发平面的头节点将流量引入策略路径包中，先按主用策略路径和封装信息对流量进行封装并转发；
28.主用策略路径出现故障时，将流量切换到备用策略上；
29.控制面将协议收敛到备用策略路径上，更新表项后沿备用策略路径进行封装和转发。
30.进一步的，对主用策略路径的故障检测通过部署在主用策略路径上的bfd或sbfd来实现。
31.进一步的，所述策略路径包的索引信息包括策略路径包的id。
32.另一方面，本发明提供了一种对多颜色路由完善保护机制的装置，具体为：包括至少一个处理器和存储器，至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，存储器存储能被至少一个处理器执行的指令，指令在被处理器执行后，用于完成第一方面中的对多颜色路由完善保护机制的方法。
33.与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：完善了多颜色路由业务层次，通过策略管理按需自动生成同一目的地以及不同颜色的sr policy bundle(段路由策略路径捆绑组，实施例中简称为策略路径包)，并在转发面新增这一级保护机制，实现了对多颜色路由这一特殊场景的保护；提升了多颜色路由场景下，主用策略失效后的流量收敛效率，极大减少了该场景的收敛时间，从百毫秒级别优化到50毫秒以内，减少丢包数；bgp和策略管理模块消息交互的复杂度不变，依然是一次性的请求和应答，没有额外消耗通信资源；解放了多颜色路由场景下bgp对策略失效后刷新解析的性能要求，bgp可以优先处理其他高优先级的任务，例如路由收敛。
【附图说明】
34.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明背景技术提供的多颜色业务路由示意图；
36.图2为本发明背景技术提供的收敛过程示意图；
37.图3为本发明实施例1提供的一种对多颜色路由完善保护机制的方法流程图；
38.图4为本发明实施例1提供的策略路径包管理结构示意图；
39.图5为本发明实施例1提供的步骤200的详细流程图；
40.图6为本发明实施例1提供的步骤300的详细流程图；
41.图7为本发明实施例1提供的步骤400的详细流程图；
42.图8为本发明实施例2提供的对多颜色路由完善保护机制的系统模块框图；
43.图9为本发明实施例2提供的系统对携带主备颜色的业务路由处理流程图；
44.图10为本发明实施例2提供的系统对主备颜色路由的解析流程图；
45.图11为本发明实施例3提供的一种对多颜色路由完善保护机制的装置结构示意图。
【具体实施方式】
46.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
47.本发明是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。
48.此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未
构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。
49.实施例1：
50.如图3所示，本发明实施例提供一种对多颜色路由完善保护机制的方法，具体步骤如下。
51.步骤100：bgp收到包含主备颜色的业务路由，并携带包含主备颜色的四元组向策略管理模块请求可用策略信息。
52.在该步骤中，bgp指边界网关协议(border gateway protocol)，其可以支持基于策略路径的选路。主备颜色包括主颜色(主color)和备颜色(备color)，两者分别代表主用策略路径和备用策略路径。本实施例中，包含主备颜色的四元组除了包括主颜色以及备颜色，还包括业务路由的源地址(source address，sa)以及目的地址(destination address，da)，以实现业务路由与策略路径的对应。
53.也即，上述步骤具体体现为：bgp收到包含主备颜色业务路由，携带sa da m_color b_color向策略管理模块请求可用策略路径信息。其中的m_color为主颜色，b_color为备颜色。
54.步骤200：策略管理模块通过四元组进行解析，若对主备颜色均能解析出可用策略路径，则创建集合可用策略路径的策略路径包，并将策略路径包的索引信息返回给bgp。
55.在该步骤中，作为一个具体化描述的前提，首先引入一个策略路径包(policy bundle)的概念和管理结构。如图4所示，策略路径包包括key值(图中policy_bundle_key)、主用策略路径(图中main sr_policy)以及备用策略路径(图中backup sr_policy)。结合背景技术的图1为例，图4中的key值包括sa(source address)、da(destination address)、主color(main_color)、备color(backup_color)四元组，主用策略路径与sr policy green(背景技术中绿色代表的策略路径)相对应，备用策略路径与sr policy blue(背景技术中蓝色代表的策略路径)相对应，以实现主用color和备用color与对应的策略路径形成绑定保护关系。需说明的是，附图1因为去除颜色的缘故，没有体现出绿色和蓝色的区别，而实际上，图中上方从节点1到4且经过节点3的箭头指向就是本实施例中的绿色路径(也即主用策略路径)，图中下方从节点1到4且经过节点8的箭头指向就是本实施例中的蓝色路径(也即备用策略路径)。
56.步骤300：bgp以及策略管理模块将业务路由及策略路径包相关信息下发到数据转发平面。
57.步骤400：在数据转发平面对流量进行封装转发，若发生故障，则通过策略路径包进行主备用策略路径的切换。
58.如图5所示，在本优选实施例中，对于上述步骤200，还可以细分为如下步骤：
59.步骤201：策略管理模块收到bgp请求所携带的四元组信息。
60.步骤202：根据主颜色 源地址 目的地址解析出可用的主用策略路径，根据备颜色 源地址 目的地址解析出可用的备用策略路径。
61.继续以背景技术中绿(主颜色)、蓝(备颜色)两种颜色的业务路由为例，在本实施例中，策略管理模块根据路由的绿色路径以及源地址、目的地址解析出与绿色相对应且可用的主用策略路径路径(policy green)，也即从节点1到节点3、再到节点4的路径；根据路由的蓝色路径以及源地址、目的地址解析出与蓝色相对应且可用的备用策略路径路径
(policy blue)，也即从节点1到节点8、再到节点4的路径。
62.步骤203：按需动态创建策略路径包，将主用策略路径与备用策略路径添加进策略路径包。其中，主用策略路径与主颜色关联，备用策略路径与备颜色关联。
63.在该步骤中，通过策略管理模块内的odn(on
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demand nexthop,按需下一跳)子模块创建出策略路径包a(policy bundle a)，并将主用策略路径(policy green)与备用策略路径(policy blue)添加进策略路径包a中，将主用策略路径与绿色实体路径关联，将备用策略路径与蓝色实体路径关联。
64.步骤204：将策略路径包的索引信息返回给bgp。其中，策略路径包的索引信息包括策略路径包的id，以使bgp能根据策略路径包的id确定对应的策略路径包，从而选定特定的策略路径进行流量的转发处理。
65.以上为对主备颜色均能解析出可用策略路径，则创建策略路径包的流程，当策略管理模块根据主备颜色不能都解析出对应的可用策略路径时，对业务路由按原有流程处理。
66.例如，若只有主颜色 源地址 目的地址解析出主用策略路径，则返回主用策略路径给bgp，bgp按原有流程处理，将业务路由及主用策略路径信息下发到转发平面；若只有备颜色 源地址 目的地址解析出备用策略路径，则返回备用策略路径给bgp，bgp按原有流程处理，将业务路由及备用策略路径信息下发到转发平面；若主备颜色 源地址 目的地址均无法解析出可用策略，则返回解析失败给bgp，bgp按原有流程处理，将业务路由下发到转发平面，不携带策略路径信息,业务走尽力而为方式转发。
67.如图6所示，在本优选实施例中，对于上述步骤300，还可以细分为如下步骤：
68.步骤301：bgp将业务路由下发数据转发平面，并将策略路径包的索引信息作为出口信息。在索引信息是策略路径包id的情况下，bgp通过策略路径包id确定对应的路由策略。
69.步骤302：策略管理模块将策略路径包以及解析出的主备用策略路径下发数据转发平面。该步骤实现多颜色路由场景下主备策略路径信息在转发面的预埋，提升主用策略路径失效后的流量收敛效率。
70.如图7所示，在本优选实施例中，对于上述步骤400，还可以细分为如下步骤：
71.步骤401：数据转发平面的头节点将流量引入策略路径包中，先按主用策略路径指向的路径和封装信息对流量进行封装并转发。本实施例中的头节点为图1中的节点1，主用策略路径指向的路径即为图中上方从节点1到节点3再到节点4的箭头指向路径(也即上述步骤中的绿色路径)。
72.步骤402：主用策略路径出现故障时，将流量切换到备用策略路径上。例如，主用策略路径上的r3节点(节点3)掉电，在感知到故障后，驱动便将流量切换到备用策略路径上。需说明的是，本优选实施例中，对主用策略路径的故障检测通过部署在主用策略路径上的bfd或sbfd来实现。其中，bfd全称为bidirectional forwarding detection，也即：双向转发检测机制，是一个用于检测两个转发点之间故障的网络协议；sbfd(seamless bidirectional forwarding detection)是bfd的一种简化机制，sbfd简化了bfd的状态机，缩短了协商时间，提高了整个网络的灵活性，能够支撑sr隧道检测。
73.步骤403：控制面将协议收敛到备用策略路径上，更新表项后沿备用策略路径进行
封装和转发。
74.具体的，控制面协议收敛(例如igp,控制器等)感知主用策略路径状态不能指导转发，向策略管理模块下发主用策略路径删除或标识为不可用状态，策略管理模块向bgp更新解析结果，由之前的策略路径包更新为备用策略路径，bgp将业务路由及备用策略路径信息下发更新到数据转发平面，实现bgp协议和转发表项统一。该步骤因为主备策略路径信息已经在转发面预埋，所以bgp和策略管理模块通过策略路径包选择备用策略路径时，可以直接通过下发的策略路径包以及主备用策略路径进行主备用策略路径的切换，免去了再次请求可用策略的步骤，减少了收敛时间，降低了丢包数。
75.需要说明的是，本实施例的上述描述中，策略路径包的建立是按业务需求动态申请创建的，而在其他实施例中，该管理实体还可以通过静态配置的方式实现。例如，输入命令行：sr
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te policy
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bundle bundle
‑
name[endpoint ipv4
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address main
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color color
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value backup
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color color
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value]。
[0076]
上述命令行中，参数说明如下表所示。
[0077][0078]
通过上述实施例，本发明引入策略路径包的概念，将主用策略路径和备用策略路径加入到策略路径包中，并分别与主颜色和备颜色相对应。bgp进行请求时，不再携带单一颜色进行策略请求，而是携带主备颜色进行请求，策略管理模块在两种颜色都存在可用策略的情况下，按需生成策略路径包返回给bgp，同时下发数据平面，实现多颜色路由场景下主备策略信息在转发面的预埋，提升主用策略路径失效后的流量收敛效率，极大减少了该场景的收敛时间，将切换损耗从百毫秒级别优化到50毫秒以内，减少丢包数。
[0079]
另外，本发明完善了多颜色路由业务层次，通过策略管理按需自动生成同一目的地以及不同颜色的策略路径包，并在转发面新增这一级保护机制，实现了对多颜色路由这一特殊场景的保护；；bgp和策略管理模块消息交互的复杂度不变，依然是一次性的请求和
应答，没有额外消耗通信资源；解放了多颜色路由场景下bgp对策略失效后刷新解析的性能要求，bgp可以优先处理其他高优先级的任务，例如路由收敛。
[0080]
实施例2：
[0081]
基于实施例1提供的对多颜色路由完善保护机制的方法，本实施例2提供与实施例1对应的一种对多颜色路由完善保护机制的系统，如图8所示，该系统包括控制面以及数据转发平面。其中，控制面包括bgp以及策略管理模块，策略管理模块还包括odn子模块，数据转发平面包括各个路由节点以及路由管理模块。
[0082]
如图9所示，上述系统对携带主备颜色的业务路由处理流程如下：bgp收到携带主备颜色的业务路由，确定路由头节点为4.4.4.0/24，下一跳为节点4，携带的颜色信息为“蓝色”、“绿色”；bgp根据主备颜色 源地址 目的地址的四元组向策略管理模块请求可用策略；策略管理模块收到bgp请求后，根据主颜色 源地址 目的地址命中policy green(对应绿色的主用策略路径)，根据备颜色 源地址 目的地址命中policy blue(对应蓝色的备用策略路径)；odn子模块按需动态创建策略路径包a(policy bundle a)，策略路径包a关联policy green和policy blue；策略管理模块将策略路径包a的索引信息返回给bgp，bgp将业务路由下发数据转发平面，并携带策略路径包a的索引信息作为出口信息；策略管理模块将策略路径包a以及主用策略路径、备用策略路径下发数据转发平面。
[0083]
在数据转发平面上，路由管理模块控制路由头节点r1将流量引入策略路径包a中，按主用策略路径指向的路径和封装信息对流量进行封装并转发，在该过程中，路由管理模块建立起驱动路由表、驱动nh表以及驱动策略路径包表，其中，驱动路由表中记录路由头节点为4.4.4.0/24；驱动nh表记录下一跳节点为节点4，且策略路径包id为a(该信息由bgp下发的策略路径包a索引信息获取)；驱动策略路径包表中记录策略路径包id为a，主用策略路径为绿色对应的路径，备用策略路径为蓝色对应的路径(该信息由策略管理模块下发的信息获取)；最后，根据主用策略路径的选用，建立驱动策略表，且该驱动策略表中记录的策略信息为绿色路径，若主用策略路径路径故障，切换为备用策略路径后，建立另外一个驱动策略表，该驱动策略表中记录的策略信息为蓝色路径。
[0084]
如图10所示，为系统工作时对主备颜色路由的解析流程图，首先，bgp收到含有主备颜色的路由，同时携带两种颜色和双地址(sa、da)向策略管理模块请求引流结果，策略管理模块通过解析判断主备颜色是否都有可用策略，若只解析出一个或者两个颜色都解析失败，则走原有流程；若两个都解析成功，则动态创建策略路径包a,将两种颜色代表的策略路径分别作为主备用策略路径，且保证策略路径和颜色的主备关系一致，然后策略管理模块将策略路径包a信息返回给bgp，bgp将路由下发给数据转发平面的路由管理模块，且使路由携带策略路径包a的id信息作为出口信息，同时，策略管理模块也将携带两个策略路径成员(主用策略路径、备用策略路径)的策略路径包a下发到数据转发平面，以供选择策略路径进行流量的封装转发。
[0085]
实施例3：
[0086]
在上述实施例1至实施例2提供的对多颜色路由完善保护机制的方法与系统的基础上，本发明还提供了一种可用于实现上述方法及系统的对多颜色路由完善保护机制的装置，如图11所示，是本发明实施例的装置架构示意图。本实施例的对多颜色路由完善保护机制的装置包括一个或多个处理器21以及存储器22。其中，图11中以一个处理器21为例。
[0087]
处理器21和存储器22可以通过总线或者其他方式连接，图11中以通过总线连接为例。
[0088]
存储器22作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如实施例1至实施例2中的对多颜色路由完善保护机制的方法、系统。处理器21通过运行存储在存储器22中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行对多颜色路由完善保护机制的装置的各种功能应用以及数据处理，即实现实施例1至实施例2的对多颜色路由完善保护机制的方法及系统。
[0089]
存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器21。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0090]
程序指令/模块存储在存储器22中，当被一个或者多个处理器21执行时，执行上述实施例1至实施例2中的对多颜色路由完善保护机制的方法、系统，例如，执行以上描述的图1和图10所示的各个步骤。
[0091]
本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(read only memory，简写为：rom)、随机存取存储器(random access memory，简写为：ram)、磁盘或光盘等。
[0092]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。