用于在路由器级对故障进行管理的方法和路由器

摘要

在路由器中实现用于在电信网络中管理故障的本方法，所述路由器具有多个通信接口和在路由器接口上复制的标称运行路由方案。本方法的特征在于，在标称运行过程中，本方法包括：用于计算用于降级运行模式的次级运行路由方案的步骤(10)；以及用于将次级方案传递到每个接口的步骤(20)；以及如果检测到故障，用于使所有接口从标称方案切换到次级方案的步骤(40)，所述次级方案对应于由检测到的故障产生的降级运行模式。

权利要求

1.一种用于在路由器(50)中对电信网络(70)中的故障进行管理的方法，所述路由器具有多个与所述网络(70)之间的通信接口(60)，并且在所述接口(60)上复制标称运行路由方案，所述方法的特征在于，在标称运行过程中，在检测到创建了降级运行模式的条件的故障之前所述方法包括执行如下步骤：·用于计算至少一个用于所述网络(70)的降级运行模式的次级运行路由方案的步骤(10)；以及·用于将次级运行路由方案传递到所述接口(60)的步骤(20)；

当检测到所述网络(70)中的故障时，所述方法包括：

用于将所述接口(60)从所述标称运行路由方案切换到与由检测到的故障产生的降级运行模式相对应的次级运行路由方案的步骤(40)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述接口(60)用于管理一个或更多的网络通信协议。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算步骤(10)包括：·用于模拟故障的子步骤(12)；

·用于考虑到所述模拟出的故障而更新与所述接口(60)有关的单一的路由数据库(52)的子步骤(14)；以及·用于计算一个用于所述降级运行模式的次级运行路由方案的子步骤(16)，所述降级运行模式由所述模拟出的故障产生。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，周期性地执行所述计算和传递步骤(10、

20)。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用于切换所述接口(60)的所述步骤(40)包括：·用于选择与由检测到的故障产生的降级运行模式相对应的次级运行路由方案的子步骤(42)；以及·用于发送同步信息以使所述接口(60)同时切换到所述选择的次级运行路由方案的子步骤(44)。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，用于发送同步信息的所述步骤(44)包括发送标识了所述选择的次级运行路由方案的信息，并且随后发送切换指令。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由设备(50)具有两个与所述网络(70)之间的通信接口，并且所述计算步骤(10)包括计算单个的次级运行路由方案。

8.一种路由器(50)，包括与电信网络(70)之间的多个通信接口(60)，并且还包括：·单一的数据库(52)，包括用于所述接口(60)的路由信息；

·计算装置(54)，用于根据所述单一的数据库(52)来计算标称运行路由方案；以及·用于将信息传递到与所述接口(60)相关的存储器的装置(56)；

所述路由器的特征在于，所述计算装置(52)与用于模拟故障的装置(64)协作，用于计算用于所述网络的降级运行模式的次级运行路由方案，以及所述传递装置(56)用于在检测到故障之前就将所述次级运行路由方案传递到与所述接口(60)相关的所述存储器(62)，所述故障创建降级运行模式的条件；

还包括同步装置(68)，所述同步装置用于当检测到故障时，同步所述接口(60)以使所述接口从所述标称运行路由方案切换到次级运行路由方案。

9.如权利要求8所述的路由器，其特征在于，所述路由器包括所述模拟故障的装置(64)。

10.如权利要求8所述的路由器，其特征在于，所述路由器包括连接到所述网络(70)和所述同步装置(68)的用于检测故障的故障检测装置。

说明书

用于在路由器级对故障进行管理的方法和路由器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于在路由设备级上对电信网络中的故障进行管理的方法，并涉及此种路由设备。

[0002] 技术背景

[0003] 在电信网络中，将路由定义为用于在路由设备的不同实体之间传送数据分组，为简便起见，这里将所述路由设备称为“路由器”。

[0004] 所有的路由器都具有多个与网络之间的通信接口。每个路由器使用一种通信协议，并且将一些路由器设置成为生成用于传送数据分组的多种不同通信协议。

[0005] 因此，在传统的方式中，对于每一种路由协议，特定的路由器都有一个单一的路由信息的数据库，这里将其称为所述路由器的“路由信息库”(RIB)。例如，特定的路由器能够在其中具有一个用于在域间使用的、被称为“外部网关协议”的路由协议的路由信息库(RIB-EGP)，以及另一个用于在域内使用的、被称为“内部网关协议”的路由协议的路由信息库(RIB-IGP)。

[0006] 通过路由器将这些单元数据库组合来形成被称为“转发信息库”(FIB)的运行路由方案，所述转发信息库对应于集合在一起的所有单一的数据库并包括路由叠加的专门管理，以便获得给出特定路由器的所有路由解决方案的数据结构。

[0007] 然后将这个运行路由方案发送到路由器的所有接口以使其能够以独立或相关的方式来路由分组。

[0008] 在这样的电信网络中，当发生故障时(例如结果为特定路由器不可用)，为了适应于网络降级运行模式，网络中其他的路由器中的全部或一些需要修改其运行路由方案。

[0009] 在现有的用于管理故障的方法中，在故障检测之后，紧跟着的是传播信息的周期，该信息专用于警告所有的路由器哪一个路由器的运行将受故障所干扰。

[0010] 然后每个路由器重新计算新的路由路径并更新与有关协议相关的单一的数据库。在这个更新之后，紧跟着的是重新计算运行路由方案，然后需要将所述运行路由方案传递到每个接口。

[0011] 这些操作漫长且复杂，并且由于具有大量的接口和路由使得这些操作变得更坏。

[0012] 尤其是，计算对每个单一的数据库进行的更新以及然后计算运行路由方案所需的时间，紧跟着的是将方案传递到所有接口所需的时间，以一种作为一个总体对网络特别有害的方式导致路由器不可用。

发明内容

[0013] 本发明的目的是通过定义一种管理网络故障的方法来解决这个问题，所述方法使得在检测到故障之后，能够迅速地重建运行。

[0014] 为此目的，本发明提供如权利要求1中定义的管理故障的方法。

[0015] 对多个次级运行路由方案进行预先计算以及在标称的运行过程中将其向每个接口传递，使得在检测到故障时，快速切换接口成为可能。

[0016] 在从属权利要求中定义了本发明的方法的其他特性。

[0017] 本发明还提供了如权利要求9所述的路由器。

附图说明

[0018] 通过阅读仅仅作为非限定性实例给出的下面的描述并结合附图，将会对本发明有更好的理解，其中：

[0019] 图1是本发明的方法的流程图；以及

[0020] 图2是实现图1的方法的路由器的方框图。

具体实施方式

[0021] 图1是用于在电信网络中管理故障的本发明的方法的流程图。

[0022] 在特定的路由器中实现本方法，所述路由器具有用于与网络进行通信的多个通信接口、以及通常所说的“转发信息库”(FIB)的标称运行路由方案，在通信接口上复制所述转发信息库。

[0023] 在所述实施例中，路由器具有多个通信接口，并且该路由器用于管理多个网络协议。路由器具有与这些协议的每一个相关的单一的路由信息数据库，并被称为“路由信息库”(RIB)。

[0024] 如上所述，例如，为每个路由协议定义一个单一的数据库。尤其是对于每个用于在域间使用的、被称为“外部网关协议”的协议，存在一个单一的数据库(RIB-EGP)，其中一个这样的例子是通常所说的“BGP4”协议。类似地，对于每个用于在域内使用的、被称为“内部网关协议”的路由协议，存在一个单一的数据库(RIB-IGP)，其中这样的协议的例子是通常所说的“ISIS”和“OSPF”，并且对于每个在网络上被传送的其他协议族，例如通常所说的“多播”协议，还存在一个单一的数据库。

[0025] 本发明的方法包括被称为A的第一阶段，所述第一阶段在路由器的标称运行周期过程中执行。

[0026] 该第一阶段A以步骤10开始，在步骤10中计算用于网络的降级运行模式的多个次级运行路由方案。

[0027] 在实例中，该步骤10包括了子步骤12，子步骤12对于所考虑的路由器模拟一个故障。作为实例，通过使用与路由设备不同的模拟器、以及通过手动选择在网络的拓扑结构中可能发生的故障，来执行这个子步骤12。

[0028] 在子步骤12之后，紧跟着的是子步骤14，在子步骤14中计算用于在由子步骤12中的故障所产生的降级运行模式中传送信息的最短路径。

[0029] 对于路由器的每个接口，使用传统算法执行子步骤14。在子步骤16中，将在这些子步骤14过程中所获得的结果集进行组合，用来定义用于降级运行模式的一个次级运行路由方案，所述降级运行模式是由模拟出的故障产生的。

[0030] 重复子步骤12、14和16，以使对于所有可能的故障、或至少对于可能发生的主要故障、或实际上最关键的故障，获得次级运行路由方案。

[0031] 在步骤10结束时，可以得到一个或更多用于网络降级运行模式的次级运行路由方案。

[0032] 自然地，多个降级运行模式可以与同一次级运行路由方案相关联。

[0033] 然后本方法包括步骤20，在步骤20中将次级运行路由方案传递到路由器的接口。

[0034] 这个步骤20也是在阶段A期间(即，当路由器在标称运行周期中时)实现的，所以传递所有次级方案所需的时间对路由器的运行行为没有任何影响。

[0035] 因此，在步骤20结束时，路由器的接口不仅可以得到标称运行路由方案，也可以得到用于网络的降级运行模式的多个次级运行路由方案。

[0036] 然后本发明的方法具有阶段B，阶段B是在检测到网络中的故障时实现的，其中阶段B，很自然地，可能在相对于阶段A的任意时间发生。

[0037] 阶段B以步骤30开始，在步骤30中路由器检测到一个故障。例如，这个检测步骤30以传统方式对应于物理信号的损失、所接收到的数据分组或帧的缺失，所述接收到的数据分组或帧对应于协议声明，所述协议声明由路由器定期地向其邻居发送以便向它们通知其自身的运行状态。

[0038] 在检测步骤30之后，跟着的是步骤40，在步骤40中，将路由器接口从标称运行路由方案切换到一个次级运行路由方案，所述次级运行路由方案对应于由检测故障产生的降级运行模式。

[0039] 这个步骤40首先包括子步骤42，在子步骤42中，从多个在阶段A中预先计算的次级方案中选择一个特定的次级方案，其后跟着的是子步骤44，在子步骤44中，向通信接口发送同步信息，从而使得这些接口同时且立即切换到所选的次级方案。

[0040] 尤其是能够通过发送两个连续的消息来实现这个子步骤44，第一消息告知每个接口已经选中了哪个次级方案，其后跟着的是用于导致所选的次级方案将被应用的同步的第二消息。

[0041] 因此本发明的方法使得显著减少在步骤30和步骤40结束之间花费的时间成为可能，其中在步骤30中检测故障，在步骤40结束时，路由器以网络的降级运行模式运行。

[0042] 依靠本发明的方法，计算次级运行路由方案和将其传递到接口这二者都是可预先处理的，即，在标称运行周期过程中较早地执行它们。

[0043] 因此，在检测到故障时和路由器再次变得可用的时间之间，不需要执行任何计算，并且只需要传递简短的同步信息。

[0044] 自然地，本发明的方法能够与现有方法共存，使得例如在检测到的故障不与任何已经在阶段A的过程中预先处理和预先计算的降级运行模式相对应时实施传统模式，从而当检测到故障时没有次级运行路由方案可用。

[0045] 有利的是，周期性地执行本发明的方法的阶段A，使得将次级运行路由方案更新为网络拓扑结构变化的一个函数。尤其是，如果故障变成永久的，那么降级的运行模式变成标称的运行模式，并且次级运行路由方案变成标称运行路由方案，同时其他的次级运行路由方案被计算且存储在接口中。

[0046] 对于由位于网络外围的路由器实施的实现，本发明的方法尤其有利，并且因此具有的与网络核心之间的接口数目较少，且有可能只有两个对应于标称运行和紧急运行的接口。在这样的配置中，计算一个标称运行路由方案和一个单个的次级运行路由方案能够覆盖所有潜在的故障。

[0047] 参照图2，下面是实现本发明的方法的路由器的方框图的描述。

[0048] 在传统方式中，路由器50包括多个单一的数据库RIB-1到RIB-N，这些数据库一起被给予一个总参考数字52。

[0049] 所述路由器还包括用于计算运行路由方案的单元54，将所述单元连接到数据库52并用于传送被称为FIB-O的标称运行路由方案。然后所述路由器具有用于将信息传递到多个网络接口I-1到I-N的装置56。这些接口一起被给予一个总参考数字60。

[0050] 每个网络接口有其自身的存储单元621到62N，尤其是用于存储标称运行路由方案FIB-O。

[0051] 在本发明中，路由器50包括用于模拟故障的装置64，将装置64连接到计算单元54并且通过计算单元54连接到数据库52。

[0052] 此外，路由器装置具有用于检测故障的装置66，将装置66连接到用于同步接口60的装置68，并且用于控制装置56以将信息传递到接口60。

[0053] 将用于检测故障的装置66和接口60连接到其参考数字被给定为70的电信网络。

[0054] 在标称运行中，数据库52使计算单元54能够计算标称运行路由方案FIB-O，由传递装置56将所述标称运行路由方案传递到接口60。为了实现标称方案，每个接口60在其自己的存储器62中存储标称方案。

[0055] 在本发明的方法中，在标称运行周期期间，模拟装置64修改由数据库52发出的参数以便对于降级的运行模式，能够由计算单元54计算次级运行路由方案。换句话说，将计算装置54设置成与模拟装置64一同运行以计算次级运行路由方案。

[0056] 因此模拟装置64和计算单元54实现本发明的方法的步骤10。

[0057] 然后由传递装置56将被称为FIB-S1到FIB-S4的次级运行路由方案传递到接口I-1到I-N的存储器621到62N，从而实现本方法的步骤20。

[0058] 因此每个接口60存储了标称运行路由方案FIB-O，以及所有的次级运行路由方案FIB-S1到FIB-SR。

[0059] 在这点上应当观察到，在检测到故障之前分别执行用于计算次级运行路由方案和将次级运行路由方案传递到接口的步骤10和20，其中所述方案对应于网络的降级运行模式，所述故障导致运行需要以降级模式发生的条件。

[0060] 随后，装置66通过实现本方法的步骤30来检测在网络70上的故障的出现。

[0061] 将故障的特性发送到同步装置68，同步装置68从先前计算的多个方案中选择其中一个次级路由方案并经由装置56将切换指令发送到接口60。

[0062] 由接口60同时接收这个指令，接口60从标称运行路由方案FIB-O切换到一个已经被预先存储的确定的次级方案。

[0063] 这个切换对应于完成步骤40并且非常迅速地发生。

[0064] 在一种变形中，模拟装置64在路由器50的外部，并且经由传统的连接(例如，经由USB类型的连接)连接到路由器50，或者它们是不同的内部处理。

[0065] 类似地，在一种变形中，用于检测故障的装置66在路由器50的外部，路由器50具有用于连接于这种装置以检测故障的装置。

[0066] 在所述的实施例中，由计算单元54的模拟装置64形成的计算装置、传递装置56、以及切换装置68全都被集成在一个单个的微处理器中。自然地，能够在本发明的范围之内设想到其它的硬件解决方案，例如使用编程组件、多个微处理器或各种其它等效的解决方案。

[0067] 还能够理解的是，在计算机程序的软件指令的控制之下，由作为计算机设备的路由器50执行所述管理故障并且尤其包括了步骤10和步骤20的方法，其中步骤10计算一个次级路由方案，步骤20将这样的一个方案传递到接口。因此，本发明还提供用于路由器的计算机程序，程序包括用于使路由器执行上述方法的软件指令。可以将程序存储在数据介质中或者通过数据介质进行传递。数据介质可以是硬件存储介质，例如，CD-ROM、软磁盘、或硬盘或者甚至诸如电、光、或无线电信号的传输介质。因此本发明也提供这样的数据介质。