CN102025616B - 一种实现双向转发检测的方法、装置及交换机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据通信领域，公开了一种实现双向转发检测的方法、装置及交换机，能够利用软件在LACP链路的接口上实现BFD功能。本发明的方法包括：主控板通过LACP链路接收到建立BFD会话的协商报文并协商成功后，确定处理该BFD会话的线卡，并将确定的线卡通过广播发送给LACP链路的各线卡；所述线卡接收到广播后，当确定自身是处理该BFD会话的线卡，则发送该BFD会话对应的BFD报文给对端设备或者从对端设备接收到该BFD会话对应BFD报文。

Description

一种实现双向转发检测的方法、装置及交换机

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其是涉及一种实现双向转发检测的方法、装置及交换机。

背景技术

BFD（双向转发检测）的一个作用是在相邻的转发引擎（包括接口、数据链路和一些可能的扩展引擎）间，通过建立路径（path），提供一种低负载、短侦测周期的失效侦测方法。BFD的另外一个作用是提供一种可以在任何协议层面、任何媒质上进行运行的独立的侦测机制。

目前，分布式系统的BFD有两种软件实现机制：

一、主控板处理所有BFD报文的集中式方法。即协商报文、检测报文及发送报文都由主控板处理。优点是：所有报文都由主控板处理，支持任何三层链路的BFD，包括基于LACP的BFD。缺点是：1、不能满足交换机性能要求，线卡收到报文先送主控，由主控检测并发包，再由线卡转发。BFD对报文实时性要求很高，虽然主控板和线卡之间交换报文采用快速异步消息，但仍达不到10ms的性能要求。2、不能满足规格要求。目前，一个显卡支持128个session（会话），12个线卡支持1536个session，每个session的检测时间间隔为100ms，则主控板每秒检测和发送的报文将达到15360个，大大超过了主控板的处理能力。3、主控板要处理大量的报文，会造成主控板CPU繁忙。主控板处理报文能力有限，大量的BFD报文上送主控板，会导致主控板的CPU繁忙，各个业务模块都无法正常使用。

为解决上述问题，现有技术中一般采用下述方式实现分布式系统的BFD检测。具体实现方法是：主控板只处理协商报文，协商成功后会话由线卡来检测报文、发送报文。这样的优点是：协商报文与检测报文及发送报文分开处理，协商报文对实时性要求不高，由主控板集中处理，检测报文和发送报文由某一个线卡处理，而不必转发给主控板处理，实时性能得到很大提高，并降低了对主控板CPU处理能力的要求。目前的分布式交换机系统中，大都采用这种处理方式。

但是采用这种方式的BFD检测，不支持基于LACP的业务需求。目前LACP的应用越来越多，因此对基于LACP的BFD检测的需求也越来越高。目前，基于LACP的成员端口有同板和跨版两种情况，BFD的会话建立在哪个线卡、从哪个成员端口发送，以及当部分成员端口down，而其它成员端口up，BFD该如何处理都是需要解决的问题。因此，现有的主控板只处理协商报文的BFD检测方法，不支持基于LACP的业务需求。

发明内容

本发明提供一种实现双向转发检测的方法、装置及交换机，能够利用软件在LACP链路的接口上实现BFD功能。

一种实现双向转发检测的方法，包括：

主控板通过LACP链路接收到建立BFD会话的协商报文并协商成功后，确定处理该BFD会话的线卡，并将确定的线卡通过广播发送给LACP链路的各线卡；

所述线卡接收到广播后，当确定自身是处理该BFD会话的线卡，则发送该BFD会话对应的BFD报文给对端设备或者从对端设备接收到该BFD会话对应BFD报文。

一种交换机，包括：

主控板，用于通过LACP链路接收到建立BFD会话的协商报文并协商成功后，确定处理该BFD会话的线卡，并将确定的线卡通过广播发送给LACP链路的各线卡；

至少一个线卡，用于接收所述广播，并当确定自身是处理该BFD会话的线卡，则发送该BFD会话对应的BFD报文给对端设备或者从对端设备接收到该BFD会话对应BFD报文。

一种实现双向转发检测的装置，包括：

确定模块，用于通过LACP链路接收到建立BFD会话的协商报文并协商成功后，确定处理该BFD会话的线卡，并将确定的线卡通过广播发送给LACP链路的各线卡；

处理模块，用于在线卡接收到广播后，当确定自身是处理该BFD会话的线卡，则发送该BFD会话对应的BFD报文给对端设备或者从对端设备接收到该BFD会话对应BFD报文。

本发明实施例提供的实现双向转发检测的方法，主控板通过LACP链路接收到BFD的协商报文并协商成功后，能够从该LACP链路对应的线卡中确定一个线卡作为处理BFD会话的线卡，并将处理BFD会话的线卡标识通过广播发送给各线卡，该处理BFD会话的线卡向对端设备发送BFD会话对应的BFD报文或者接收对端设备发送的BFD报文。采用该方法，使得在主控板只需要处理协商报文的前提下，也能够利用软件在LACP链路接口上实现BFD功能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的实现双向转发检测的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的更新BFD会话所在的线卡的流程图；

图3为本发明实施例提供的两个交换机间实现双向转发检测的处理流程示意图；

图4为本发明实施例提供的BFD板间报文的结构图；

图5为本发明实施例提供的BFD会话通告报文的结构图；

图6为本发明实施例提供的交换机的结构图；

图7为本发明实施例提供的实现双向转发检测的装置的结构图。

具体实施方式

基于现有的利用软件实现的分布式的BFD方法，不能在LACP接口上实现BFD功能，本发明实施例提供一种实现双向转发检测的方法，能够在主控板只处理协商报文的前提下，在LACP链路的LACP接口下，实现BFD功能。

本发明实施例提供的实现BFD的方法，主控板通过LACP链路接收到BFD的协商报文并协商成功后，能够从该LACP链路对应的线卡中确定一个线卡作为处理BFD会话的线卡，并将处理BFD会话的线卡标识通过广播发送给各线卡，该处理BFD会话的线卡向对端设备发送BFD会话对应的BFD报文或者接收对端设备发送的BFD报文。较佳地，该LACP链路对应的其他线卡接收到该BFD会话对应的BFD报文后，确定该BFD报文对应的BFD会话不是由本线卡处理，则查询确定处理该BFD会话的线卡，并将该BFD报文转发给处理该BFD会话的线卡。

如图1所示，为本发明实施例提供的实现双向转发检测的方法流程图，包括：

S101、主控板通过LACP链路接收到建立BFD会话的协商报文并协商成功后，确定处理该BFD会话的线卡，并将确定的线卡通过广播发送给LACP链路的各线卡；

S102、线卡接收到广播后，当确定自身是处理该BFD会话的线卡时，则发送该BFD会话对应的BFD报文给对端设备或者从对端设备接收到该BFD会话对应BFD报文。

当线卡收到消息收，确定自身是处理该BFD会话的线卡，发送BFD报文给对端设备或者从对端设备接收到该BFD会话对应BFD报文；

较佳地，上述步骤还包括：

S103、该LACP链路对应的其他线卡接收到该BFD会话对应的BFD报文，查询处理该BFD会话的线卡，并将该BFD报文转发给处理该BFD会话的线卡。

当线卡收到广播后，确定自身不是处理该BFD会话的线卡，则不向对端设备发送BFD报文，并当接收到对端设备发送的BFD报文后，会查询确定处理该BFD会话的线卡，并将该BFD报文转发给处理该BFD会话的线卡。

因为对于LACP链路，本端通过LACP链路发送给对端的BFD报文，可以由对端设备的任意线卡的任意端口接收，同理，对端发送的BFD报文，也可以由LACP链路对应的本端设备的任意线卡的任意端口接收。当LACP链路对应的线卡接收到对端发送的该BFD会话对应的BFD报文后，确定该BFD会话是否是自身线卡处理的，如果不是自身线卡处理的，则查询处理该BFD会话的线卡，并将该BFD报文转发给该线卡。

上述步骤是BFD会话的建立及接收、发送BFD报文流程，当处理该BFD会话的线卡离线或者故障时，则需要更新处理BFD会话的线卡（处理BFD会话的线卡，以下简称BFD会话所在的线卡）。下面详细介绍更新BFD会话所在的线卡的流程图。

本发明中的LACP链路是指两个相邻设备的LACP成员端口之间的所有链路的统称。

如图2所示，为更新BFD会话所在的线卡的流程图，包括：

S201、处理BFD会话的线卡定时发送会话通告报文给该LACP链路对应的其他线卡；

其中，发送会话通告报文的目的是告诉其他线卡，本线卡是该BFD会话的处理者，较佳地，发送BFD报文的时间间隔同发送会话通告报文的时间间隔相同；

S202、其他线卡接收到会话通告报文，当其他线卡在设定的时间内没有接收到会话通告报文，则确定原处理BFD会话的线卡出现故障或者离线；

S203、其他线卡各自确定自身为处理该BFD会话的线卡，并开始向本端的其他线卡发送会话通告报文。

其中，当两个或者两个以上的线卡同时确定自身为处理该BFD会话的线卡，则协商确定其中一个线卡为处理该BFD会话的线卡。协商的原则可以根据需要设定，可设定成员端口号最小的线卡为处理该BFD会话的线卡，或者成员端口号最大的线卡，或者根据需要设定其中的某一个线卡为处理该BFD会话的线卡。

确定某一个线卡为处理该BFD会话的线卡，则该处理BFD会话的线卡继续向对端设备发送BFD报文。

下面结合具体的附图详细说明本发明实施例的方案。

如图3所示，为本发明实施例提供的两个交换机间实现双向转发检测的处理流程示意图，具体的过程包括：

以交换机1的处理流程为例进行说明，对交换机2来说，其处理过程和交换机1相同，这里不再赘述。

1）交换机1的主控板通过LACP链路和交换机2之间通过协商报文协商建立BFD会话，当协商成功后，交换机会根据路由确定该BFD会话由其上的哪个线卡处理。对于交换机1，其主控板确定该BFD会话由线卡1处理，对于交换机2，其主控板确定该会话由其上的线卡2处理。

其中，主控板之间的协商过程为现有技术，主要是协商BFD报文的发送时间间隔等参数，这里不再详细描述。协商成功后，主控板需指定该LACP链路中的一个线卡为处理该BFD会话的线卡，一般依据最小原则，即选举LACP链路中最小成员端口对应的线卡为处理该BFD会话的线卡，当然，也可以根据需要选定线卡。

当交换机1的主控板确定线卡1为处理该BFD会话的线卡之后，会将线卡1为处理该BFD会话的消息广播通告该LACP链路对应的各线卡。

2）发送BFD报文

当线卡1接收到主控板广播的消息后，确定自身为处理该BFD会话的线卡，会向交换机2发送该BFD报文。

当其他线卡（2、3）接收到主控板广播的消息后，确定自身不是处理该BFD会话的线卡，则不发送BFD报文。

3）接收BFD报文

当线卡1接收到对端设备发送的该BFD会话对应的BFD报文后，确定该BFD会话是自身处理的，则直接更新该会话的接收时间，并确定该BFD报文是UP报文时，直接丢弃，该BFD报文不是UP报文时，将该BFD报文上报主控板。

当其他线卡（2、3）接收到对端设备发送的该BFD会话对应的BFD报文后，确定自身不是该BFD会话的处理者，则查询确定线卡1是该BFD会话的处理者，则将接收的BFD报文直接转发给线卡1，线卡1接收到其他线卡转发的BFD报文，则将该BFD会话的接收时间更新，并确定该BFD报文是UP报文时，直接丢弃，该BFD报文不是UP报文时，将该BFD报文上报主控板。

较佳地，其他线卡（2、3）接收到对端设备发送的BFD报文后，当确定该BFD报文对应的BFD会话由线卡1处理，则将接收的该BFD报文封装为BFD板间报文，并发送给线卡1。BFD板间报文是指在一个交换机内部的各个线卡之间发送的BFD报文。

其中，BFD板间报文的结构图如图4所示，具体包括：

DMAC：源线卡的MAC；

SMAC：目的线卡的MAC；

TYPE：报文类型，两个字节，这里定义为0xeeee，表示BFD板间报文；

BFD报文内容：BFD板间报文的具体内容，与接收到的BFD报文内容完全一致。

其中，BFD会话通告报文的结构图如图5所示，具体包括：

DMAC：源线卡的MAC；

SMAC：目的线卡的MAC；

TYPE：报文类型，两个字节，这里定义为0xeeef，表示BFD会话通告报文；

会话通告报文内容：本端描述符localDiser，4个字节；远端描述符remoteDiser，4个字节。

上面的过程是BFD会话的建立、以及发送、接收BFD报文的流程。下面介绍线卡1离线或者故障时的处理流程。

具体的处理流程包括：

1）线卡1正常工作时，定时发送会话通告报文给其他线卡（2、3），发送会话通告报文的目的是通知其他线卡，线卡1是处理该BFD会话的处理者。

2）其他线卡（2、3）则会定时接收到线卡1发送的会话通告报文，并记录会话通告报文的接收时间。

当线卡1离线或者出现故障时，则线卡（2、3）会接收不到会话通告报文，当线卡（2、3）在设定的时间内没有接收到线卡1发送的会话通告报文，则线卡（2、3）各自确定自身为处理该BFD会话的线卡，线卡2、3各自开始向对端设备发送BFD报文，并向LACP链路的其它线卡发送会话通告报文。

其中，当线卡（2、3）同时确定自身为该BFD会话的处理者，则线卡2、线卡3会同时开始向其他线卡发送会话通告报文，即线卡2会接收到线卡3的会话通告报文，线卡3会接收到线卡2的会话通告报文，则线卡2、3会依据设定的原确定其中一个线卡为处理该BFD会话的线卡。其中，设定的原则可以是最小原则，即选举槽位号小的线卡为处理者，槽位号大的线卡自动停止发送会话通告报文。当然，设定的原则也可以是其他原则，可根据需要任意设定。设定的原则可以由主控板直接发送给各线卡，或者是由线卡1在发送控制报文时，同时将设定的原则（即切换原则）发送给其他线卡，当然，也可以由其他线卡之间协商确定。线卡2、3确定其中一个为处理该BFD会话的线卡，继续向对端设备发送BFD报文，同时向LACP的其它线卡发送BFD会话通告报文，则另外一个线卡自动停止发送BFD报文和会话通告报文。

较佳地，在1）中，线卡1定时发送会话通告报文给其他线卡时，还可以间隔固定的时间，其中，间隔的时间与BFD报文的发送时间间隔相同；则在2）中，其他线卡设定的时间内没有接收到会话通告报文时，设定的时间至少一个间隔时间，最大为对端设备的检测倍数-1个间隔时间。对端设备的检测倍数，是指对端设备在该检测倍数的时间间隔内没有接收到BFD报文，则确定该LACP链路故障，因此，需要在对端设备报故障之前，将线卡1的会话切换到线卡2或3，也就是线卡2或3要在对端设备报故障之前确定线卡1故障，即设定的时间最大为对端设备的检测倍数-1个间隔时间。

采用上述实施例的方法，能够在主控板只处理协商报文，各线卡负责发送及接收BFD报文的前提下，能够在LACP链路的接口上实现BFD功能。

本发明实施例还提供一种交换机，如图6所示，包括：

主控板61，用于通过LACP链路接收到建立BFD会话的协商报文并协商成功后，确定处理该BFD会话的线卡，并将确定的线卡通过广播发送给LACP链路的各线卡；

至少一个线卡62，用于接收所述广播，并当确定自身是处理该BFD会话的线卡时，则发送该BFD会话对应的BFD报文给对端设备或者从对端设备接收到该BFD会话对应BFD报文。

较佳地，线卡62，还用于接收到该BFD会话对应的BFD报文，查询处理该BFD会话的线卡，并将该BFD报文转发给处理该BFD会话的线卡。

较佳地，线卡62，还用于当自身是处理该BFD会话的线卡时，还定时发送会话通告报文给该LACP链路对应的其他线卡；或者

线卡62，还用于当自身不是处理该BFD会话的线卡时，在设定的时间内没有接收到所述会话通告报文，则各自确定自身为处理该BFD会话的线卡。

本发明实施例还提供一种实现双向转发检测的装置，如图7所示，包括：

确定模块71，用于通过LACP链路接收到建立BFD会话的协商报文并协商成功后，确定处理该BFD会话的线卡，并将确定的线卡通过广播发送给LACP链路的各线卡；

处理模块72，用于在线卡接收到广播后，当确定自身是处理该BFD会话的线卡时，则发送该BFD会话对应的BFD报文给对端设备或者从对端设备接收到该BFD会话对应BFD报文。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种实现双向转发检测BFD的方法，其特征在于，包括：

主控板通过链路聚合控制协议LACP链路接收到建立BFD会话的协商报文并协商成功后，确定处理该BFD会话的线卡，并将确定的线卡通过广播发送给LACP链路的各线卡；

所述线卡接收到广播后，当确定自身是处理该BFD会话的线卡，则发送该BFD会话对应的BFD报文给对端设备或者从对端设备接收到该BFD会话对应BFD报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

该LACP链路对应的其他线卡接收到该BFD会话对应的BFD报文，查询处理该BFD会话的线卡，并将该BFD报文转发给处理该BFD会话的线卡。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述处理该BFD会话的线卡还定时发送会话通告报文给该LACP链路对应的其他线卡；

所述其他线卡在设定的时间内没有接收到所述会话通告报文，则各自确定自身为处理该BFD会话的线卡。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

当至少两个线卡同时确定自身为处理该BFD会话的线卡，则协商或者依照设定的原则确定其中一个线卡为处理该BFD会话的线卡。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将该BFD报文转发给处理该BFD会话的线卡，具体为：

该LACP链路对应的其他线卡将接收到的BFD报文，封装为BFD板间报文，并发送给处理该BFD会话的线卡。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述BFD板间报文包括：目的线卡的MAC、源线卡的MAC、报文类型以及报文内容。

7.一种交换机，其特征在于，包括：

主控板，用于通过链路聚合控制协议LACP链路接收到建立双向转发检测BFD会话的协商报文并协商成功后，确定处理该BFD会话的线卡，并将确定的线卡通过广播发送给LACP链路的各线卡；

至少一个线卡，用于接收所述广播，并当确定自身是处理该BFD会话的线卡，则发送该BFD会话对应的BFD报文给对端设备或者从对端设备接收到该BFD会话对应BFD报文。

8.如权利要求7所述的交换机，其特征在于，所述线卡，还用于接收到该BFD会话对应的BFD报文，查询处理该BFD会话的线卡，并将该BFD报文转发给处理该BFD会话的线卡。

9.如权利要求7所述的交换机，其特征在于，所述线卡，还用于当自身是处理该BFD会话的线卡时，还定时发送会话通告报文给该LACP链路对应的其他线卡；或者

所述线卡，还用于当自身不是处理该BFD会话的线卡时，在设定的时间内没有接收到所述会话通告报文，则各自确定自身为处理该BFD会话的线卡。

10.一种实现双向转发检测BFD的装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于通过链路聚合控制协议LACP链路接收到建立BFD会话的协商报文并协商成功后，确定处理该BFD会话的线卡，并将确定的线卡通过广播发送给LACP链路的各线卡；

处理模块，用于在线卡接收到广播后，当确定自身是处理该BFD会话的线卡，则发送该BFD会话对应的BFD报文给对端设备或者从对端设备接收到该BFD会话对应BFD报文。