基于BFD的MPLS網絡自愈恢復技術的研究與實現

王建國 景鑫 溫海鵬

【摘要】 在Internet網絡迅猛增長的態勢下，傳統的IP網絡顯現出在實時業務需求方面的滯后性，為了在網絡的故障狀態下的服務業務可用性，使網絡在自動檢測失效的前提下，能夠盡快地從故障中恢復，是人們需要思考的課題。在骨干網的核心技術背景下，基于BFD的MPLS網絡多協議標簽交換技術可以比傳統IP技術更能有效地保證流量，故障檢測和故障自愈恢復技術在無須人為干預的條件下，具有自動恢復業務和網絡生存的能力，從而確保網絡的健壯性和高效性。

關鍵詞：MPLS網絡；自愈恢復；故障

在網絡業務流量不斷增長的態勢下，如何保障網絡故障狀態下的連續服務性和服務質量，是我們需要關注的課題，在網絡核心技術的應用之下，基于BFD的MPLS網絡自愈恢復技術可以構建極為有效的標簽交換機制，一旦MPLS網絡節點出現故障，則可以在自動的狀態下對故障進行檢測和實施網絡自愈恢復，提升了MPLS網絡的安全可靠性和高效性。

一、MPLS概述

MPLS也即多協議標簽交換技術，是優于IP技術的新一代廣域網傳輸技術，在數據標簽的引導之下，使數據包可以在通信網絡中得以快速而高效的傳輸，它可以兼容各種主流網絡技術，極大程度上降低了網絡連接的復雜性，從而可以最大限度地提升網絡通信服務和數據傳輸的安全與質量。MPLS技術的工作原理主要是在引入轉發等價類FEC的條件下，每一個FEC都依循一定的轉發路徑，并由標簽轉發路由器進行標簽報文的轉發、傳輸和處理，在MPLS技術之中，數據包的標簽具有唯一性，因而無須再對數據包進行網絡層的分析，在通用路由協議的支持下，從而減少了對轉發表的查找，提高了數據的轉發速度。

二、MPLS故障檢測技術

1、RSVP。RSVP主要是利用對保留信息和路徑信息的創建，從而對路由器和主機中的資源進行管理和維護，它是一種使用的“軟狀態”，可以對資源的保留狀態和路徑狀態進行重構和傳輸，在路由發生變化的狀態下，信息資源可以建立保留狀態，并為了確保數據不被丟失，需要進行對網絡進行人工配置，要保證足夠的帶寬，確保RSVP信息的順暢與完整。同時，由于RSVP的“軟狀態”是默認在30s左右，因而，這種故障檢測技術不適宜于網絡的快速恢復機制。

2、RSVP HELLO技術。這種故障檢測技術是基于節點的故障檢測能力，它對鄰近節點的Instance值進行采集和存儲，一旦鄰近節點的Instant值無法按照送達，則依此判定節點出現故障，這一技術可以準確地檢測鄰近節點的鏈路故障以及LSR的控制平面工作狀態，然而，對于自身的故障判斷則無法實現，也不能檢測LSR的轉發平面工作狀態。

3、LSP Ping/Traceroute。它主要是為用戶層提供的檢測機制，可以獨立地進行LSP的狀態信息的傳輸，并在LSP診斷接口的條件下，為網絡進行性能檢測，它運行于MPLS層，并通過Traceroute對網絡的連通速率、網絡延時等進行診斷。這種檢測MPLS LSP的數據平面故障技術簡便有效，可以及時、快捷地發現網絡控制平面無法發現的故障。

4、雙向轉發檢測BED檢測技術。雙向轉發檢測即BED檢測技術可以將網絡故障處理在毫秒級，實現對LSR的轉發平面的快速檢測，它以太網、多協議標記交換路徑等不同類型的傳輸正確性進行檢測，是一種高速而獨立的HELLO協議，它是一種輕負荷、耗時短的快速檢測技術，可以進行快速的LSP故障檢測。

三、BFD的MPLS網絡自愈恢復技術實現

BFD是高速而獨立的HELLO協議，它有兩種工作模式，即：Asynchronous異步模式和Demand查詢模式，其中：Asynchronous異步模式是基本的BFD工作模式，它是周期而連續的BFD控制報文發送過程，如果這些周期而連續的BFD控制報文沒有被接收，則說明會話失敗。Demand查詢模式與BFD會話狀態不相沖突，它可以在雙方的系統中設置BFD控制報文的D位，當雙方協商與請求一致時，才會被啟用，從而達到維系不同兩個系統之間的連通性的要求。

基于BFD的MPLS網絡自愈恢復技術主要采用兩種方式，即：重路由機制和保護交換機制，在這兩種不同機制的運用之下，實現對網絡故障的局部恢復和全局恢復。其中：重路由機制是在網絡出現故障后，在匯聚的路由條件下，實現對網絡流量的重新傳輸，它可以根據網絡故障信息、預定義設置和網絡拓撲信息，建立全新的路徑段，對路由算法進行重新收斂并生成新的路由表。

總之，基于BFD的MPLS網絡自愈恢復技術可以實現對網絡故障的準確判定和檢測，并在故障檢測的前提下，進行網絡自愈恢復機制之下的網絡保護，在自愈恢復技術的應用之下，實現網絡流量的正常轉發，并最大限度地保證網絡故障自愈恢復后流量的完整性，從而提升網絡通信的業務水平和服務質量，提升網絡的生存能力，增強網絡的健壯性和高效性，引領網絡技術向前發展。

參 考 文 獻

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[3] 黃舒. IPv6網絡中PIM協議的優化設計與實現[D]. 武漢郵電科學研究院 2014

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