基于BFD的MPLS网络自愈恢复技术的研究与实现

王建国 景鑫 温海鹏

【摘要】 在Internet网络迅猛增长的态势下，传统的IP网络显现出在实时业务需求方面的滞后性，为了在网络的故障状态下的服务业务可用性，使网络在自动检测失效的前提下，能够尽快地从故障中恢复，是人们需要思考的课题。在骨干网的核心技术背景下，基于BFD的MPLS网络多协议标签交换技术可以比传统IP技术更能有效地保证流量，故障检测和故障自愈恢复技术在无须人为干预的条件下，具有自动恢复业务和网络生存的能力，从而确保网络的健壮性和高效性。

关键词：MPLS网络；自愈恢复；故障

在网络业务流量不断增长的态势下，如何保障网络故障状态下的连续服务性和服务质量，是我们需要关注的课题，在网络核心技术的应用之下，基于BFD的MPLS网络自愈恢复技术可以构建极为有效的标签交换机制，一旦MPLS网络节点出现故障，则可以在自动的状态下对故障进行检测和实施网络自愈恢复，提升了MPLS网络的安全可靠性和高效性。

一、MPLS概述

MPLS也即多协议标签交换技术，是优于IP技术的新一代广域网传输技术，在数据标签的引导之下，使数据包可以在通信网络中得以快速而高效的传输，它可以兼容各种主流网络技术，极大程度上降低了网络连接的复杂性，从而可以最大限度地提升网络通信服务和数据传输的安全与质量。MPLS技术的工作原理主要是在引入转发等价类FEC的条件下，每一个FEC都依循一定的转发路径，并由标签转发路由器进行标签报文的转发、传输和处理，在MPLS技术之中，数据包的标签具有唯一性，因而无须再对数据包进行网络层的分析，在通用路由协议的支持下，从而减少了对转发表的查找，提高了数据的转发速度。

二、MPLS故障检测技术

1、RSVP。RSVP主要是利用对保留信息和路径信息的创建，从而对路由器和主机中的资源进行管理和维护，它是一种使用的“软状态”，可以对资源的保留状态和路径状态进行重构和传输，在路由发生变化的状态下，信息资源可以建立保留状态，并为了确保数据不被丢失，需要进行对网络进行人工配置，要保证足够的带宽，确保RSVP信息的顺畅与完整。同时，由于RSVP的“软状态”是默认在30s左右，因而，这种故障检测技术不适宜于网络的快速恢复机制。

2、RSVP HELLO技术。这种故障检测技术是基于节点的故障检测能力，它对邻近节点的Instance值进行采集和存储，一旦邻近节点的Instant值无法按照送达，则依此判定节点出现故障，这一技术可以准确地检测邻近节点的链路故障以及LSR的控制平面工作状态，然而，对于自身的故障判断则无法实现，也不能检测LSR的转发平面工作状态。

3、LSP Ping/Traceroute。它主要是为用户层提供的检测机制，可以独立地进行LSP的状态信息的传输，并在LSP诊断接口的条件下，为网络进行性能检测，它运行于MPLS层，并通过Traceroute对网络的连通速率、网络延时等进行诊断。这种检测MPLS LSP的数据平面故障技术简便有效，可以及时、快捷地发现网络控制平面无法发现的故障。

4、双向转发检测BED检测技术。双向转发检测即BED检测技术可以将网络故障处理在毫秒级，实现对LSR的转发平面的快速检测，它以太网、多协议标记交换路径等不同类型的传输正确性进行检测，是一种高速而独立的HELLO协议，它是一种轻负荷、耗时短的快速检测技术，可以进行快速的LSP故障检测。

三、BFD的MPLS网络自愈恢复技术实现

BFD是高速而独立的HELLO协议，它有两种工作模式，即：Asynchronous异步模式和Demand查询模式，其中：Asynchronous异步模式是基本的BFD工作模式，它是周期而连续的BFD控制报文发送过程，如果这些周期而连续的BFD控制报文没有被接收，则说明会话失败。Demand查询模式与BFD会话状态不相冲突，它可以在双方的系统中设置BFD控制报文的D位，当双方协商与请求一致时，才会被启用，从而达到维系不同两个系统之间的连通性的要求。

基于BFD的MPLS网络自愈恢复技术主要采用两种方式，即：重路由机制和保护交换机制，在这两种不同机制的运用之下，实现对网络故障的局部恢复和全局恢复。其中：重路由机制是在网络出现故障后，在汇聚的路由条件下，实现对网络流量的重新传输，它可以根据网络故障信息、预定义设置和网络拓扑信息，建立全新的路径段，对路由算法进行重新收敛并生成新的路由表。

总之，基于BFD的MPLS网络自愈恢复技术可以实现对网络故障的准确判定和检测，并在故障检测的前提下，进行网络自愈恢复机制之下的网络保护，在自愈恢复技术的应用之下，实现网络流量的正常转发，并最大限度地保证网络故障自愈恢复后流量的完整性，从而提升网络通信的业务水平和服务质量，提升网络的生存能力，增强网络的健壮性和高效性，引领网络技术向前发展。

参 考 文 献

[1] 陈秋红. 基于MoCA的EoC局端的研究与软件设计[D]. 武汉邮电科学研究院 2014

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[3] 黄舒. IPv6网络中PIM协议的优化设计与实现[D]. 武汉邮电科学研究院 2014

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