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

2、前数据通信设备对链路的故障检测能力还相当弱，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

3、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－－APD

4、P（AllPathDetectionProtocol），全路径故障检测接口备份的链路故障检测通过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

5、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，

6、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

7、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

8、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