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CN110572317B - 电信网络中实现动态arp热备份的方法及系统 - Google Patents

电信网络中实现动态arp热备份的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电信网络中实现动态ARP热备份的方法及系统，涉及通信传输设备的配置同步领域。该方法包括以下步骤：在主辅2转3节点之间建立基于L3VPN的虚拟通道，查找VPN路由，将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份。当主节点发生故障时，本发明能够实现业务的快速切换，提高L3VPN网络的可靠性。

Description

电信网络中实现动态ARP热备份的方法及系统
技术领域
本发明涉及通信传输设备的配置同步领域，具体是涉及一种电信网络中实现动态ARP热备份的方法及系统。
背景技术
目前业界处理LTE(Long Term Evolution，长期演进)基站业务多是分层分段配置，分为L2VPN(Level 2Virtual Private Network，2层虚拟专用网)网络和L3VPN(Layer3Virtual Private Network，三层虚拟专用网)网络，L2VPN网络和L3VPN网络相交的通信设备称为2转3设备。
LTE业务的建立是通过在L2VPN网络中建立PW(Pseudo Wire，伪线)业务并上话到2转3设备通过VE(Virtual-Ethernet，虚拟以太网)接口桥接到L3VPN网络的方式来传输业务，参见图1所示。
图1中，每个接入层设备都下挂一个LTE基站(BS)，B1和B2为L2VPN网络与L3VPN网络相交的2转3设备，B3和B4为L3VPN网络中的设备。以A2下挂的基站BS2上的LTE业务为例，通过A2与2转3设备B1之间建立的PW将业务上话到B1，在B1节点通过VE接口将L2VPN业务桥接到L3VPN网络。其他A类设备下挂的LTE基站的业务按照类似的方式进行传输。
LTE业务在L2VPN网络中以端到端的二层业务承载技术PW的方式进行传输，PW可看做是连接LTE基站和2转3设备的一条链路；在L3VPN网络中，以三层路由的方式进行传输。以BS2基站的LTE业务为例，在上行方向，A2将基站BS2的IP报文通过PW传送到B1设备，B1设备就可以学习到BS2的ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)地址，并保存下来，同时通过查找路由转发表，将IP报文转发到L3VPN网络中；在下行方向，B1设备收到L3VPN网络的IP报文，通过VE接口转发到L2VPN网络。在B1设备上通过查找之前保存下来的ARP表，就可以将IP报文封装成能被基站识别的二层以太网报文。由此可见，ARP在LTE业务传输中起到非常重要的作用。
为了保证业务的可靠性，LTE业务一般会配置冗余保护，参见图2所示。同样以基站BS2的LTE业务为例，为LTE业务建立PW冗余保护，其中主用PW是A2与B1之间的PW，备用PW是A2与B2之间的PW。B1和B2作为2转3设备的主辅节点，其中B2作为B1的备份。网络拓扑正常的情况下，LTE业务通过B1进行转发；当主用链路故障或者B1节点故障时，LTE业务通过B2节点进行转发。所以，为了保证故障倒换的及时性，B1和B2上必须要有相同的ARP。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于现网中2转3设备上基站的ARP都是动态学习的，若主用链路故障或者主用节点故障，由备用节点重新学习ARP再进行业务转发，会导致业务中断时间较长。因此，在主辅节点之间实现动态ARP的热备份对提高网络上业务的可靠性显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种电信网络中实现动态ARP热备份的方法及系统，当主节点发生故障时，能够实现业务的快速切换，提高L3VPN网络的可靠性。
第一方面，提供一种电信网络中实现动态ARP热备份的方法，包括以下步骤：
在主辅2转3节点之间建立基于L3VPN的虚拟通道，查找VPN路由，将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份。
根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述基于L3VPN的虚拟通道为LSP1：1的隧道，能够实现虚拟通道的备份，在主用路径发生故障的情况下，还可以通过备用路径将动态ARP信息备份到辅节点，提高了动态ARP信息备份虚拟通道的可靠性。
根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份，具体包括以下步骤：
将主节点的动态ARP信息打包封装成IP报文，目的地址为辅节点的环回口；查找VPN路由转发表，通过MPLS隧道转发IP报文。将IP报文封装在MPLS隧道中，能够提高报文的转发效率。
根据第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述通过MPLS隧道转发IP报文，具体包括以下步骤：
L3VPN网络正常时，通过MPLS隧道的主用LSP转发IP报文；
L3VPN网络的主用LSP发生故障时，通过MPLS隧道的备用LSP转发IP报文，能够提高L3VPN网络的可靠性。
根据第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述通过MPLS隧道转发IP报文之后，还包括以下步骤：
辅节点收到IP报文，解析IP报文中的动态ARP信息，进行保存或更新，实现将主节点的动态ARP信息备份到辅节点。
第二方面，提供一种电信网络中实现动态ARP热备份的系统，包括虚拟通道建立单元和备份单元，其中：
虚拟通道建立单元，用于：在主辅2转3节点之间建立基于L3VPN的虚拟通道；
路由查找单元，用于：查找VPN路由；
备份单元，用于：查找VPN路由，将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份。
根据第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述基于L3VPN的虚拟通道为LSP1：1的隧道，能够实现虚拟通道的备份，在主用路径发生故障的情况下，还可以通过备用路径将动态ARP信息备份到辅节点，提高了动态ARP信息备份虚拟通道的可靠性。
根据第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述备份单元将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份，具体过程为：
将主节点的动态ARP信息打包封装成IP报文，目的地址为辅节点的环回口；查找VPN路由转发表，通过MPLS隧道转发IP报文。将IP报文封装在MPLS隧道中，能够提高报文的转发效率。
根据第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述备份单元通过MPLS隧道转发IP报文，具体过程为：
L3VPN网络正常时，通过MPLS隧道的主用LSP转发IP报文；
L3VPN网络的主用LSP发生故障时，通过MPLS隧道的备用LSP转发IP报文，能够提高L3VPN网络的可靠性。
根据第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述备份单元通过MPLS隧道转发IP报文之后，辅节点收到IP报文，解析IP报文中的动态ARP信息，进行保存或更新，实现将主节点的动态ARP信息备份到辅节点。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明在主辅2转3节点之间建立一个基于L3VPN的虚拟通道，通过查找VPN路由的方式，将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份，当主用链路或者主节点发生故障时，能够实现业务的快速切换，提高L3VPN网络的可靠性。
(2)基于L3VPN的虚拟通道为LSP1：1的隧道，能够实现虚拟通道的备份，在主用路径发生故障的情况下，还可以通过备用路径将动态ARP信息备份到辅节点，提高了动态ARP信息备份虚拟通道的可靠性。
(3)将主节点的动态ARP信息打包封装成IP报文，目的地址为辅节点的环回口；查找VPN路由转发表，通过MPLS隧道转发IP报文。将IP报文封装在MPLS隧道中，能够提高报文的转发效率。
(4)L3VPN网络正常时，通过MPLS隧道的主用LSP转发IP报文；L3VPN网络的主用LSP发生故障时，通过MPLS隧道的备用LSP转发IP报文，能够提高L3VPN网络的可靠性。
(5)备份单元通过MPLS隧道转发IP报文之后，辅节点收到IP报文，解析IP报文中的动态ARP信息，进行保存或更新，能够实现将主节点的动态ARP信息备份到辅节点。
附图说明
图1是现有LTE基站业务传输的网络拓扑图；
图2是现有LTE基站业务主用和备用PW的走向示例图；
图3是本发明实施例中主辅2转3设备之间动态ARP热备份的通道示例图。
具体实施方式
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。
实施例1
参见图3所示，本发明实施例提供一种电信网络中实现动态ARP热备份的方法，包括以下步骤：
在主辅2转3节点之间建立基于L3VPN的虚拟通道，查找VPN(Virtual PrivateNetwork，虚拟专用网)路由，将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份。
作为优选的实施方式，所述基于L3VPN的虚拟通道为LSP(Label Switched Path，标签交换路径)1：1的隧道，能够实现虚拟通道的备份，在主用路径发生故障的情况下，还可以通过备用路径将动态ARP信息备份到辅节点，提高了动态ARP信息备份虚拟通道的可靠性。
作为优选的实施方式，所述将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份，具体包括以下步骤：
将主节点的动态ARP信息打包封装成IP报文，目的地址为辅节点的环回口；查找VPN路由转发表，通过MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)隧道转发IP报文。将IP报文封装在MPLS隧道中，能够提高报文的转发效率。
作为优选的实施方式，所述通过MPLS隧道转发IP报文，具体包括以下步骤：
L3VPN网络正常时，通过MPLS隧道的主用LSP转发IP报文；
L3VPN网络的主用LSP发生故障时，通过MPLS隧道的备用LSP转发IP报文，能够提高L3VPN网络的可靠性。
作为优选的实施方式，所述通过MPLS隧道转发IP报文之后，还包括以下步骤：
辅节点收到IP报文，解析IP报文中的动态ARP信息，进行保存或更新，实现将主节点的动态ARP信息备份到辅节点。
实施例2
参见图3所示，为了在主辅节点之间实现动态ARP的热备份，本发明实施例在主辅2转3节点设备B1、B2之间建立一个基于L3VPN的虚拟通道，此虚拟通道通过LSP1：1的方式实现；能够实现虚拟通道的备份，在主用路径发生故障的情况下，还可以通过备用路径将动态ARP信息备份到辅节点，提高了动态ARP信息备份虚拟通道的可靠性。
通过查找VPN路由的方式，将主节点的动态动态ARP信息发送到辅节点进行备份。
本发明实施例在主辅2转3节点之间建立基于L3VPN的虚拟通道，来传递动态ARP备份信息，保证主辅节点之间通信的可靠性。当主用链路发生故障或者主用节点发生故障时，能够实现业务的快速切换，提高网络的可靠性。
参见图3所示，本发明实施例通过在主辅节点之间建立L3VPN业务转发动态ARP信息，主辅节点之间的通信通道是基于LSP1：1的MPLS隧道通道，主用通道发生故障时，主辅节点之间依然可以通过备用通道进行通信。
参见图3所示，在实际应用中，具体操作步骤如下：
S1、在主节点2转3设备B1和辅节点2转3设备B2之间建立一个LSP(Label SwitchPath)1：1的MPLS隧道，其中B1到B2方向的主用路径为B1-B2，备用路径经过网络中其他节点B3、B4，具体路径为：B1-B3-B4-B2；B2到B1方向的主用路径为：B2-B1，备用路径为：B2-B4-B3-B1。
S2、在主辅2转3节点B1、B2之间创建一个基于L3VPN的虚拟通道，并分别配置一条指向对方环回口的L3VPN路由，路由的出接口为承载虚拟通道的隧道接口。
S3、通过B1、B2之间的L3VPN进行动态动态ARP信息的转发。
实施例3
在实施例2的基础上，参见图3所示，以2转3设备B1为主节点，2转3设备B2为辅节点为例，步骤S3具体包括如下步骤：
S301、设备B1通过主用PW学到BS2的动态ARP，此ARP可以是一个新的ARP配置，也可以是对原有ARP配置的更新；设备B1将此动态ARP信息打包封装成IP报文，目的地址为B2的环回口；B1通过查找路由转发表，将此IP报文通过MPLS隧道转发出去。
S302、在L3VPN网络正常的情况下，IP报文通过MPLS隧道的主用LSP进行传输，转发路径为：B1-B2。当主用路径发生故障时，IP报文通过MPLS隧道的备用LSP进行传输，转发路径为B1-B3-B4-B2。
S303、B2收到B1发过来的IP报文，解析其中的ARP配置数据进行保存或者更新，实现将主节点的动态ARP信息备份到辅节点，同时给B1一个确认回复消息。
如果B1在规定的时间内收到B2的确认回复消息，对发送过的报文已收到确认回复，则不需要重复发送已发送过的报文，继续发送剩余的报文。
如果B1在规定的时间内没有收到确认回复，则每隔1秒向B2重复发送一次，重复发送3次还没有收到确认回复消息，则认为B2已经发生故障，停止发送剩余动态ARP信息和后续新学到的动态ARP信息，直到B2再次请求。
实施例4
本发明实施例还提供一种电信网络中实现动态ARP热备份的系统，包括虚拟通道建立单元、路由查找单元和备份单元，其中：
虚拟通道建立单元，用于：在主辅2转3节点之间建立基于L3VPN的虚拟通道；
路由查找单元，用于：查找VPN路由；
备份单元，用于：查找VPN路由，将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份。
作为优选的实施方式，所述基于L3VPN的虚拟通道为LSP1：1的隧道，能够实现虚拟通道的备份，在主用路径发生故障的情况下，还可以通过备用路径将动态ARP信息备份到辅节点，提高了动态ARP信息备份虚拟通道的可靠性。
作为优选的实施方式，所述备份单元将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份，具体过程为：
将主节点的动态ARP信息打包封装成IP报文，目的地址为辅节点的环回口；查找VPN路由转发表，通过MPLS隧道转发IP报文。将IP报文封装在MPLS隧道中，能够提高报文的转发效率。
作为优选的实施方式，所述备份单元通过MPLS隧道转发IP报文，具体过程为：
L3VPN网络正常时，通过MPLS隧道的主用LSP转发IP报文；
L3VPN网络发生故障时，通过MPLS隧道的备用LSP转发IP报文，能够提高L3VPN网络的可靠性。
作为优选的实施方式，所述备份单元通过MPLS隧道转发IP报文之后，辅节点收到IP报文，解析IP报文中的动态ARP信息，进行保存或更新，实现将主节点的动态ARP信息备份到辅节点。
实施例5
为了在主辅节点之间实现动态ARP的热备份，本发明实施例提供一种电信网络中实现动态ARP热备份的系统，包括虚拟通道建立单元、路由查找单元和备份单元，其中：
虚拟通道建立单元，用于：在主辅2转3节点之间建立基于L3VPN的虚拟通道；具体的，在主辅2转3节点设备B1、B2之间建立一个基于L3VPN的虚拟通道，此虚拟通道通过LSP1：1的方式实现；能够实现虚拟通道的备份，在主用路径发生故障的情况下，还可以通过备用路径将动态ARP信息备份到辅节点，提高了动态ARP信息备份虚拟通道的可靠性。
路由查找单元，用于：查找VPN路由；
备份单元，用于：将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份。
本发明实施例中的虚拟通道建立单元在主辅2转3节点之间建立基于L3VPN的虚拟通道，路由查找单元查找VPN路由，备份单元将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份，保证主辅节点之间通信的可靠性。当主用链路发生故障或者主用节点发生故障时，能够实现业务的快速切换，提高网络的可靠性。
参见图3所示，本发明实施例通过在主辅节点之间建立L3VPN业务转发动态ARP信息，主辅节点之间的通信通道是基于LSP1：1的MPLS隧道通道，主用通道发生故障时，主辅节点之间依然可以通过备用通道进行通信。
参见图3所示，在实际应用中，虚拟通道建立单元在主节点2转3设备B1和辅节点2转3设备B2之间建立一个LSP(Label Switch Path)1：1的MPLS隧道，其中B1到B2方向的主用路径为B1-B2，备用路径经过网络中其他节点B3、B4，具体路径为：B1-B3-B4-B2；B2到B1方向的主用路径为：B2-B1，备用路径为：B2-B4-B3-B1。
虚拟通道建立单元在主辅2转3节点B1、B2之间创建一个基于L3VPN的虚拟通道，并分别配置一条指向对方环回口的L3VPN路由，路由的出接口为承载虚拟通道的隧道接口。路由查找单元查找VPN路由。备份单元将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份，具体的，备份单元通过B1、B2之间的L3VPN进行动态动态ARP信息的转发。
实施例6
在实施例5的基础上，参见图3所示，以2转3设备B1为主节点，2转3设备B2为辅节点为例，备份单元通过B1、B2之间的L3VPN进行动态动态ARP信息的转发，具体包括如下步骤：
设备B1通过主用PW学到BS2的动态ARP，此ARP可以是一个新的ARP配置，也可以是对原有ARP配置的更新；设备B1将此动态ARP信息打包封装成IP报文，目的地址为B2的环回口；B1通过查找路由转发表，将此IP报文通过MPLS隧道转发出去。
在L3VPN网络正常的情况下，IP报文通过MPLS隧道的主用LSP进行传输，转发路径为：B1-B2。当主用路径发生故障时，IP报文通过MPLS隧道的备用LSP进行传输，转发路径为B1-B3-B4-B2。
B2收到B1发过来的IP报文，解析其中的ARP配置数据进行保存或者更新，实现将主节点的动态ARP信息备份到辅节点，同时给B1一个确认回复消息。
如果B1在规定的时间内收到B2的确认回复消息，对发送过的报文已收到确认回复，则不需要重复发送已发送过的报文，继续发送剩余的报文。
如果B1在规定的时间内没有收到确认回复，则每隔1秒向B2重复发送一次，重复发送3次还没有收到确认回复消息，则认为B2已经发生故障，停止发送剩余动态ARP信息和后续新学到的动态ARP信息，直到B2再次请求。
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。
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。

Claims (4)

1.一种电信网络中实现动态ARP热备份的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在主辅2转3节点之间建立基于L3VPN的虚拟通道，查找VPN路由，将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份；
所述基于L3VPN的虚拟通道为LSP1：1的隧道；
所述将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份，具体包括以下步骤：
将主节点的动态ARP信息打包封装成IP报文，目的地址为辅节点的环回口；查找VPN路由转发表，通过MPLS隧道转发IP报文；
所述通过MPLS隧道转发IP报文之后，还包括以下步骤：
辅节点收到IP报文，解析IP报文中的动态ARP信息，进行保存或更新，实现将主节点的动态ARP信息备份到辅节点，同时给主节点一个确认回复消息；
如果主节点在规定的时间内收到辅节点的确认回复消息，对发送过的报文已收到确认回复，则不需要重复发送已发送过的报文，继续发送剩余的报文；
如果主节点在规定的时间内没有收到确认回复，则每隔1秒向辅节点重复发送一次，重复发送3次还没有收到确认回复消息，则认为辅节点已经发生故障，停止发送剩余动态ARP信息和后续新学到的动态ARP信息，直到辅节点再次请求。
2.如权利要求1所述的电信网络中实现动态ARP热备份的方法，其特征在于：所述通过MPLS隧道转发IP报文，具体包括以下步骤：
L3VPN网络正常时，通过MPLS隧道的主用LSP转发IP报文；
L3VPN网络的主用LSP发生故障时，通过MPLS隧道的备用LSP转发IP报文。
3.一种电信网络中实现动态ARP热备份的系统，其特征在于，包括：
虚拟通道建立单元，用于：在主辅2转3节点之间建立基于L3VPN的虚拟通道；
路由查找单元，用于：查找VPN路由；
备份单元，用于：将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份；
所述基于L3VPN的虚拟通道为LSP1：1的隧道；
所述备份单元将主节点的动态ARP信息发送到辅节点进行备份，具体过程为：
将主节点的动态ARP信息打包封装成IP报文，目的地址为辅节点的环回口；查找VPN路由转发表，通过MPLS隧道转发IP报文；
所述通过MPLS隧道转发IP报文之后，还包括以下步骤：
辅节点收到IP报文，解析IP报文中的动态ARP信息，进行保存或更新，实现将主节点的动态ARP信息备份到辅节点，同时给主节点一个确认回复消息；
如果主节点在规定的时间内收到辅节点的确认回复消息，对发送过的报文已收到确认回复，则不需要重复发送已发送过的报文，继续发送剩余的报文；
如果主节点在规定的时间内没有收到确认回复，则每隔1秒向辅节点重复发送一次，重复发送3次还没有收到确认回复消息，则认为辅节点已经发生故障，停止发送剩余动态ARP信息和后续新学到的动态ARP信息，直到辅节点再次请求。
4.如权利要求3所述的电信网络中实现动态ARP热备份的系统，其特征在于：所述备份单元通过MPLS隧道转发IP报文，具体过程为：
L3VPN网络正常时，通过MPLS隧道的主用LSP转发IP报文；
L3VPN网络的主用LSP发生故障时，通过MPLS隧道的备用LSP转发IP报文。
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