[发明专利]基于双向转发检测协议的通信故障检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种基于双向转发检测协议的通信故障检测方法及系统。

背景技术

在数据通信技术领域，为了具有电信级可靠性，要求网络在出现故障时快速自愈，保证业务不至中断，因此需要检测技术快速检测出网络故障，并迅速做出路由或者链路切换。

在现有技术中，通常采用发送HELLO(一种侦测链路的报文)报文的检测机制检测网络故障，但是采用HELLO报文的检测时间一般都大于1秒，对于一些特殊的应用检测时间过长，无法检测和发现在短时间内发生的链路状态，而且当路由协议不在运行状态的时候，HELLO报文机制也没有得到支持。为了解决上述问题，现有技术又提出了双向转发检测协议(Bidirectional Forwarding Detection简称BFD)。

BFD是一种通用高速Hello机制，能够为各种上层控制协议，例如开放式最短路径优先(Open Shortest Path First，简称OSPF)协议提供一种通用的低开销快速故障检测服务，它是从基础传输技术中经过逐步发展而来的。之所以称为双向，是因为BFD协议通过三次握手机制，能提供链路两个方向的连通性检测。BFD可以快速检测到转发路径上的接口和链路故障、节点的转发引擎故障等，并把故障通知上层协议，使上层协议能够快速收敛。BFD可用于检测任何形式的路径，包括直接相连的物理链路、虚电路、隧道、MPLS LSP乃至多跳的路由通道。甚至对于单向链路(如MPLS TE隧道)，只要有回来的路径，都可以检测。BFD可以适用于任何传输介质和封装格式，可以方便的用软件或硬件来实现。BFD检测到的网络故障可以由转发平面恢复或由控制平面恢复。

BFD没有自己的邻居发现机制，要靠被服务的上层应用通知BDF相关的邻居信息。在获取邻居信息以后，两台配置BFD协议的设备上建立会话并快速发送BFD报文。如果在检测时间内没有收到BFD报文，则认为双向转发路径出现故障，通知上层应用进行处理。

BFD的工作机制可以分为两个阶段：第一个阶段是BFD会话的建立，包括状态机的切换和定时间隔的协商；第二个阶段是会话建立之后定时发送保活报文，并检测是否超时。

图1是根据现有技术的BFD会话建立的流程图，如图1所示，BFD会话建立采用三次握手方式来进行：

1、设备A和设备B接到上层应用通知后，处于DOWN状态，并发送状态为DOWN的BFD控制报文；

2、收到对端发送的BFD DOWN报文以后，本地会话的状态迁移到INIT状态，并发送状态为INIT的BFD控制报文；

3、当收到对端的BFD INIT报文以后状态切换到UP，并发送状态为UP的BFD控制报文。

BFD会话建立时会进行参数的协商，协商出发送间隔和超时间隔，之后双方协商的发送间隔发送保活(keepalive)报文。当一方收到对端的BFD keepalive报文以后重置本地检测定时器，保持本端设备的UP状态，这个过程称为保活。如果在超时时间内没有收到BFD keepalive报文，则将本端设备的状态迁移到DOWN，并做出相应的补救处理。

图2是根据现有技术的BFD故障检测的工作流程图，如图2所示，该流程包括以下步骤：

1、链路出现故障；

2、BFD检测到故障，BFD邻居撤消，如果BFD与快速重路由(Fast Reroute，简称FRR)绑定，通知FRR切换到备份链路；

3、BFD通知其支撑的路由协议OSPF邻居断链；

4、OSPF感知到邻居断链后重新计算路由。

在实际的应用网络中，由于流过检测路径的报文长度是不完全相等的，可能存在某种长度的报文能够正常转发而其它长度不能够正常转发的情况。例如，流量报文存在分片的情况下，可能存在分出的大包不能正常转发的分片故障。而传统的BFD检测机制并不能检测出上述问题，标准的BFD的keepalive报文(不带认证字段的情况下)IP层以上长度只有52个字节(MPLS报文因为IP层携带4个字节的ROUTER ALERT选项字段，共56个字节)，无法满足针对其他报文长度的业务流量的检测需求。也就是说，如果业务流量的报文长度非52(或者56)字节时，即使出现转发故障，BFD也可能检测不出来。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于双向转发检测协议的通信故障检测方案，用以解决现有技术中BFD检测机制无法检测报文长度不同于标准BFD keepalive报文长度的业务流量报文在转发时是否出现故障的问题。