承载网保护技术 -FRR( 一)摘要： FRR 是一项旨在解决高可靠性网络中，故障发生后信令协议收敛相对较慢的问题，保证流量较少的丢失FRR 技术包括 IP FRR 、 LDP FRR 、 TE FRR 、VPN FRR ，分别应用于不同的场景，以保证业务端到端的快速收敛本文介绍了部分FRR(IP FRR 、LDP FRR) 技术的实现原理，描述了其部署上的局限性，并给出了一些简单的部署建议关键词： FRR 、IP FRR 、LDP FRR 、面向连接、无状态、有状态一、背景介绍电信网络发展至今， 几网合一、简化网络模型的需求日益迫切融合后的广义NGN，将形成“承载”和“业务”分离的网络模型，基于“一个核心”承载各种不同的业务利用 MPLS/MBGP 技术，基于业务部署的VPN ，彻底改变了传统IP 网络“尽力而为”的服务模型，提供不同等级的服务承诺，真正实现了对多业务的承载，使得IP 作为 NGN 的承载部分成为趋势但同时，承载网的角色对IP 网络提出了新的需求电信级高可靠性严格 Qos 保证网络安全电信级管理本文将针对“电信级高可靠性”相关技术进行讨论二、高可靠性需求业务需求：语音、视频等业务对延迟和抖动的敏感，对承载网的可靠性要求更高技术层面：IP 网络本身用以转发流量的拓扑，以及用来驱动建立MPLS LSP 的拓扑，都是靠IP 信令协议来建立的。
另外，信令协议产生的初衷，便是对拓扑变化的自动感知、重新收敛到目前为止，IP 信令协议在技术上的成熟度，已基本可以让我们信赖其正确性和容错能力现在，需要解决的，就是速度的问题，对变化的响应速度收敛，是网络行为需要在感知环境变化或故障后，作出响应但是，无论对于何种形式的流量转发，都是本机的操作行为所以从目前来看，收敛是要滞后于流量转发操作的，两者时间上相差一个数量级那么，故障发生后，在收敛之前这段存在拓扑黑洞的时间内， 如何正确的指导转发，尽量的减少流量的丢失？现在提出一种解决方案—名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - —FRRFRR 技术快速重路由——是在故障发生后，依靠之前建立的备用方案，快速的将流量进行重新路由 所以， FRR 的重点在于如何在信令层面建立备用方案，即如何进行FRR 的方法而重路由(或重转发 )操作本身，只是在设备上实现的简单动作三、IP FRR IP 转发的讨论对于 IP 转发，根本上来说，其信令协议建立和维护的只是某个节点本身的转发信息，转发也是逐跳进行的单机行为。
对于一个节点， 只要按照自己的转发信息将流量送往自己的下一跳节点，就已是“尽力而为”了信令的建立是非面向连接的，或者说是“无状态”的；转发同样也是“无状态”的IP FRR 的实现IP 转发所依据的转发信息，主要包括两个部分：区分流量的依据(例如：目的地址)和流量的去向(即下一跳节点 )网络出现故障后，原本的下一跳变得不可达，通过协议的能力一段时间后将重新找到一个可用的下一跳但是，为了在一个新的可用下一跳被找到之前，使流量不丢失或很少量丢失(依据产品实现性能)，我们可以人为地为原本的下一跳指定一个备用的下一跳在检测到原本主用下一跳不可用时，直接将流量倒换到备用下一跳节点，同时等待协议收敛将转发信息刷新IP FRR 在信令层面建立备用转发方案时，是针对转发条目信息(或者说其中的“目的地址”元素)，为其人为指定备用下一跳因为是纯粹的本机行为，所以只要相应的转发条目存在，便可在本地成功的实现并在故障发生后迅速切换，临时指导转发，将流量倒换至人为指定的备用下一跳IP FRR 局限性IP FRR 备用方案的建立，不会对协议建立的原有拓扑和流量转发有所影响即本机的动作， 包括备用方案的建立和流量的转发，都不会影响其下一跳节点以及其备用下一跳节点。
然而，临时状态中，流量在被倒换至备用下一跳之后的去向和状态，我们便不得而知请考虑如下拓扑：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 例一：假如链路cost 如图分布时，将形成如下流量模型例二：假如链路cost 如图分布时，将形成如下流量模型LR NR BNR LR=Local Router NR=Nexthop Router BNR=Backup Nexthop Router 10 10 10 50 10 100 LR NR BNR 当 LR 和 NR 之间的链路故障，或者NR 故障时， IP FRR 形成的备用转发方案不可用名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - IP FRR 是完全的单机行为，备用下一跳路由器的下一跳，不能是自己本身或自己的主用下一跳。
总之，必须在网络方案的设计上来规避IP FRR 的局限性，必要时全网实施，以保证其部署后的可用IP 的 FRR 可以称之为FRR，因为信令建立和流量转发都是单机行为对于本机而言所需要知道的仅仅是下一跳在哪而已；所需要做得仅仅是独立的完成自身这一跳的转发，而IP FRR 已完成了自己的这种职责IP FRR 部署建议组网建议：双平面网络，两个平面之间互为保护，网络部署简单；单平面网络，需要人工计算确保每条备份路由没有发生环路，需要全网去考虑IGP 的 Cost 值的部署，存在部署复杂的情况典型案例：移动 T 局一期，双平面网络，两个平面之间互为保护四、LDP FRR MPLS 转发的讨论LSP 是基于拓扑， 驱动建立的， 流量的模型和IP 拓扑一致 对于每个 MPLS 节点来说，转发所使用的标签是其下一跳分配的，下一跳对其分配标签的可用性有所承诺所以，虽然LSP 建立的过程是非面向连接的，或者说是“无状态”的，但是MPLS 流量的转发 (标签交换)是“有状态”的LDP FRR 的实现LDP 作为一种建立LSP 的信令协议，其标签的分发依据的是收敛之后的稳定拓扑所以， LSP 的容错根本上依靠的是维护IP 拓扑的协议，流量转发和收敛之间同样也存在数量10 100 10 10 50 50 LR NR BNR 当 NR 发生故障时， IP FRR 形成的备用转发方案不可用。
此时，需要为备用方案再提供备用方案，同时导致故障发生后的状态不可控名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 级的差距 LDP FRR 就是为了提供临时解决方案，在故障发生后暂时指导转发LDP FRR 的局限性因为 LSP 是拓扑驱动的，所以与IP FRR 的实现有同样的限制LDP FRR 在信令层面建立备用转发方案时，与IP FRR 有些差别，针对的是下一跳而不是转发信息 (标签 )，为“主用下一跳分配的标签”设置一个“由备用下一跳分配的标签”作为备份这就要求存在有“由备用下一跳分配的标签”，即在网络设计时需要保证其首先能够部署，然后考虑部署后的可用考虑如下拓扑：Cost=A、B、C、D LR NR BNR A D B C LR 必须收到BNR 分发的标签，所以对于BNR 来说，必须有：C+D
只能通过全网部署，来一定程度上保证其“状态”相对于 TE， LDP 及 FRR 的部署相对简单简单的就是美的” ， 但前提是“简单而可用” LDP FRR 部署建议组网建议：建议部署在单平面和非完全对称双平面拓扑中，需要人工计算确保每条备份路由没有发生环路，全网去考虑IGP 的 Cost 值，同时确保备份链路已经分发了备份标签，同样存在部署复杂的情况典型案例：尚无规模应用Cost=A、B、C、D R A D B C 对应图二，同理可得A