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平滑重启(GR)在电力系统应用

【发布时间:2008-02-29】

简介

Graceful Restart简称GR,字面意义是平滑重起,主要实现的能力是在路由协议重起的时候保证数据转发的正常,以保证关键业务不中断。

GR技术是属于高可靠性(HA, High Availability)技术的一种。HA是一整套综合技术,主要包括冗余容错、链路保证、节点故障修复及流量工程。GR是一种冗余容错技术,目前已经被广泛的使用在主备切换和系统升级方面,以保证关键业务的不间断转发。

GR的实现前提

随着网络设备普遍采用了控制和转发分离的技术,GR技术就成为了可能。在传统的路由器中控制和转发是由同一个处理器(RPRoute Processor)完成的,这个处理器既通过路由协议发现并维护路由,同时也维护着路由表和转发表。为了提高设备的转发性能和可靠性,中高端设备普遍采用了多RP的结构。负责路由协议等控制模块的处理器一般位于主控板,而负责数据转发的处理器则位于线卡上。这样在主处理器重起的时候才有可能不影响线卡上的数据转发。

基于上面的原因,目前实现GR的设备都需要有以下特征:双主控结构,并且线卡具有自己独立的处理器和内存即设备为分布式转发体系架构。

 

传统技术和GR技术的比较

在没有使用GR的时候,因为各种原因出现的主备切换,都会造成短时间的转发中断,并且在全网造成路由振荡。通过图1可以看到问题所在。

如果R1是自治系统的ASBR,那么会通过BGP引入大量外部路由,当R1发生主备切换时,会造成下面的影响:

所有外部路由丢失,当R1恢复时,再次学到路由,造成网络路由振荡。

R1的备份主控单元完成路由计算和发布之前,所有通过R1的数据转发中断。

R1的所有邻居需要重新进行路由计算,并改写转发表。

R1恢复正常时,R1的所有邻居需要重新进行邻居协商和交互,并计算路由,改写转发表。

对于一个大型网络,尤其是电力调度、通信网络,对于这些路由振荡和业务中断是不可容忍的。

 

 

                                                                                                                                        图1 传统主备切换时造成的网络问题

而使用GR技术则可以解决全部的问题。在R1与其它邻居建立邻接关系的时候,就会进行能力的协商。这样在R1进行切换的时候,它的邻居会维护邻接关系不变,并保持路由的稳定和正常的转发。除了R1的邻居,网络中的其它设备并不知道R1进行了协议的重起。

                                                                                                                    图2 采用GR技术解决了主备切换时造成的网络问题

 

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