接口备份技术白皮书

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1、Error!Referencesourcenotfound.保密接口备份技术白皮书华为技术有限公司HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.2004-09-24版权所有，侵权必究Allrightsreserved第7页,共7页Page7,Total7Error!Referencesourcenotfound.保密1概述NGN、3G等实时、时延敏感业务承载在IP数据网络上是大势所趋。实时业务对数据通信设备的可靠性提出了越来越苛刻的要求：在毫秒级别检测故障，并且做出相应的业务流量的切换。当前数据通信设备对链路的故障检测能

2、力还相当弱，主要是通过对接口的UP/DOWN物理状态获知链路的好坏，如果两台路由器之间存在传输设备，对端接口的物理状态的变化往往难以感知，链路故障就无法检测出来。并且在链路故障后，设备需要重新进行路由计算，选择新的路由下一跳，这样业务才能恢复。当前数据通信设备的这种链路检测、路由收敛机制对故障的响应速度都在秒级，链路检测的响应时间>1s，OSPF/ISIS路由收敛时间>1s，远远不能达到毫秒级要求。可见，基于控制平面的接口物理状态的UP/DOWN检测以及路由的重新收敛，实时性都很差，在高可靠性要求环境下故障检测周期太长了，根本

3、无法满足毫秒级的业务保护要求。华为公司为满足电信级网络的建设需求，实现了接口备份技术。接口备份提供低代价、更快的链路故障检测机制，支持链路热备份，在链路故障时快速将流量切换到备份链路中，保证业务不中断，提高了数据设备的可靠性。接口备份技术检测故障、切换业务的响应速度<50ms，最快20ms。2技术方案接口备份对实时业务的可靠性作了充分的保障。分为三个步骤：1、故障检测－APDP；2、链路快速切换；3、故障恢复。1.故障检测－－APDP（AllPathDetectionProtocol），全路径故障检测接口备份的链路故障检测通过

4、华为公司自主设计开发的一个新协议——APDP（AllPathDetectionProtocol，全路径检测协议）实现。APDP分为两种模式，本地模式和远程模式。两种模式可以单独使用，也可以同时使用。本地模式：接口状态直接由数据平面感知，快速检测到故障，而且对远端设备没有要求。可以检测到本地发生的故障以及部分远端故障，但是不能应用于路由器之间有传输设备的情况。远端模式：APDP报文采用EF流，由数据平面直接发送与处理，因此能够实现故障的低时延、快速检测。远端设备必须支持APDP，可以检测所有本地故障和远端故障，从本地到远端以及返

5、回的全路径做检测，在这条路径上所有发生的故障均可检测到。2004-09-24版权所有，侵权必究Allrightsreserved第7页,共7页Page7,Total7Error!Referencesourcenotfound.保密图1本地模式、远端模式工作原理图1.链路快速切换－－通过备份下一跳快速切换业务链路发生故障后，路由重新收敛的时间通常在秒级，单纯依靠路由收敛，会导致秒级的业务中断，这在业务量大的核心网是不能容忍的。接口备份针对路由收敛慢的固有问题，引入了备份下一跳的概念。链路故障发生后，在路由收敛前，通过备份下一跳将

6、流量切换至以备份下一跳指定的链路，在路由收敛后，按照路由选择新的链路转发，接口备份使命结束。可见，备份下一跳的作用是填补了路由收敛的时间间隙，通过将流量快速切换到备份下一跳的备份链路，保证业务不中断。目前，接口备份能够保证在50ms内切换业务，最快甚至达到了20ms左右，对业务的实时保护能力是相当强大的。链路切换原理图如下图所示。图2链路切换原理图首先定义主链路、次优链路、备份链路三种链路。主链路指路由最优链路，在网路稳定、路由收敛的情况下，业务量从该链路转发。次优链路指路由cost值比主链路大的链路，主链路失效时，路由会收敛

7、到该链路。备份链路指备份下一跳指定的链路。这三种链路的路由是不等值的。正常情况，路由表中以主链路为出接口的最优路由被选中。当主链路2004-09-24版权所有，侵权必究Allrightsreserved第7页,共7页Page7,Total7Error!Referencesourcenotfound.保密故障后，路由重新收敛，路由表会选中以次优链路为出接口的次优路由。接口备份在需要进行备份的主链路上指定备份下一跳，同时在主链路上使能APDP，启用快速链路故障检测。如果主链路突然发生故障，故障会被APDP迅速发现，但路由收敛到次优

8、链路的时间比较长，在路由收敛到次优链路前，通往目标网络的报文依旧通过主链路转发，这时接口备份根据备份下一跳重新查找路由，将报文重定向至备份下一跳出接口的备份链路，从而使报文丢弃减少到最低限度。在接下来的几秒钟里，链路故障将被路由协议感知，经过路由器间的信息交互，最终完成重新选