寬帶業(yè)務(wù)快速發(fā)展,，給傳統(tǒng)電信業(yè)和IT業(yè)帶來了深刻的變革。多業(yè)務(wù),、多網(wǎng)絡(luò)的融合已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢,。寬帶城域網(wǎng)作為城域網(wǎng)內(nèi)的主要網(wǎng)絡(luò)實體將成為3G、NGN以及其它新興增值業(yè)務(wù)的承載平臺,。
3G,、NGN這類實時的語音和視頻應(yīng)用，要求城域網(wǎng)提供服務(wù)質(zhì)量保證和類似于傳統(tǒng)電信技術(shù)99.999％的電信級網(wǎng)絡(luò)可靠性要求,。同時,，激烈的競爭也推動運營商向客戶提供類似SLA有服務(wù)質(zhì)量保證的服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)可靠性是其中的首要也是最重要的指標(biāo),。通過提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性,，運營商可以通過提供差別化的服務(wù)，在運營商之間的競爭中占居有利的地位,，進一步樹立和鞏固企業(yè)的品牌形象,。
城域網(wǎng)路由器的可靠性體現(xiàn)在以下兩個方面，一個是設(shè)備層的可靠性,，另一個是網(wǎng)絡(luò)層的可靠性,。網(wǎng)絡(luò)可靠性是城域網(wǎng)路由器可靠性保障的一個重要內(nèi)容，由于傳統(tǒng)的路由器協(xié)議收斂比較慢（IGP在秒級,，BGP在分鐘級）,，不能滿足承載實時業(yè)務(wù)的需求。網(wǎng)絡(luò)可靠性也是城域網(wǎng)路由器新技術(shù)比較活躍的領(lǐng)域,。
目前新出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)層可靠性技術(shù)主要有IP路由快速收斂,、端到端LSP備份、MPLS快速重路由,、平穩(wěn)重啟等,。
IP路由快速收斂
IP動態(tài)路由是最基本的網(wǎng)絡(luò)層可靠性保障機制，是IP路由網(wǎng)絡(luò)與生俱來的功能,。IP動態(tài)路由協(xié)議負(fù)責(zé)進行網(wǎng)絡(luò)層IP轉(zhuǎn)發(fā)路徑計算,，在鏈路或者節(jié)點發(fā)生故障導(dǎo)致原數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑中斷時，路由協(xié)議對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑進行動態(tài)重新計算,，雖然各種路由協(xié)議通過采用不同的機制,，其響應(yīng)時間有差別，但是平均水平在秒一級,。對于傳統(tǒng)IP業(yè)務(wù)這個恢復(fù)時間可以接受,，但是對于承載實時業(yè)務(wù)等多業(yè)務(wù)的電信級IP網(wǎng)來說要求毫秒級恢復(fù)響應(yīng)時間,，傳統(tǒng)IP動態(tài)路由技術(shù)和這一要求有很大差距,。
在傳統(tǒng)路由協(xié)議的基礎(chǔ)上,，進行改進可以縮短IP路由協(xié)議的故障響應(yīng)時間，這些措施主要是加快路由協(xié)議的收斂,。加快路由協(xié)議收斂速度可以分為鏈路故障檢測,、路由重計算、路由信息更新等幾個方面考慮,。通過加快鏈路之間Hello消息的發(fā)送頻率,，加快SPF計算速度和為路由更新消息設(shè)定高優(yōu)先級，路由協(xié)議可以快速發(fā)現(xiàn),、處理故障,，并且準(zhǔn)確快速地進行路由更新，加快路由協(xié)議的收斂,，通過優(yōu)化IGP路由協(xié)議可以實現(xiàn)小于1s的收斂,。
另一種加快路由協(xié)議收斂的方法是采用IGP和EGP對網(wǎng)絡(luò)進行合理的層次規(guī)劃，IGP進行域內(nèi)設(shè)備的路由,，EGP（BGP4）承載外部路由,，兩種路由之間進行有效隔離，不相互進行重分配,。IGP和BGP的合理分工,，形成了一個層次化的路由結(jié)構(gòu)，域內(nèi)和域間路由協(xié)議的收斂相互獨立,，互不影響,，可以實現(xiàn)最快速度收斂。
LSP保護切換
保護切換是ITU－T采用的術(shù)語,，保護切換技術(shù)對于提高MPLS網(wǎng)絡(luò)的可用性和穩(wěn)定性具有關(guān)鍵意義,。保護切換一般對受保護LSP路由的預(yù)計算和資源的預(yù)分配，所以可以保證在LSP連接失效或者中斷后可以快速重新獲得網(wǎng)絡(luò)資源,。
目前技術(shù)的發(fā)展只可以支持對點到點LSP的保護切換,，保護可以采用兩種方式：1＋1保護和1：1保護。
1＋1保護使用一條專用的備份LSP作為主LSP保護,，在IngressLSR處,，主LSP和備份LSP橋接在一起，主LSP上的流量復(fù)制到備份LSP上同時傳送到EgressLSR,，EgressLSR根據(jù)故障指示參數(shù)的取值,，選擇接收主備LSP上的流量。
1：1保護時也使用專用的備份LSP作為主LSP的保護,，但是主備LSP不同時傳送相同的流量,，備份LSP在主LSP工作正常的前提下可以傳送其它流量，流量的保護切換裁決在IngressLSR進行。
MPLS快速重路由（FRR）
為了滿足諸如像視頻會議電視這一類業(yè)務(wù)的實時應(yīng)用,，必須對這些流量提供類似于傳統(tǒng)SDHAPS毫秒級的LSP保護能力,。
LSP保護切換技術(shù)，需要信令協(xié)議的介入,，故障點到恢復(fù)點的故障指示信令傳遞引入了不必要的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)延時,。MPLS快速重路由技術(shù)可以實現(xiàn)在沒有信令介入情況下，由故障檢測點直接對故障鏈路流量根據(jù)預(yù)先設(shè)定的保護路徑進行重定向,，恢復(fù)點即為故障點,。多數(shù)的快速重路由方案依賴預(yù)先建立的備份通道，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)點檢測到網(wǎng)絡(luò)故障時,，它要做的工作就是簡單地更新LSP交換表,，使流量從故障端口的LSP切換到預(yù)先在正常端口建立的LSP內(nèi)。
快速重路由的優(yōu)勢除了可以提高保護恢復(fù)的速度外,，通過有選擇的在網(wǎng)絡(luò)薄弱環(huán)節(jié)配置保護能力,，避免了在可靠網(wǎng)絡(luò)重復(fù)保護、無謂消耗核心網(wǎng)絡(luò)資源,。MPLS快速重路由技術(shù)提供50ms內(nèi)的保護切換,，可以作為SDHAPS保護機制的替代。
MPLS快速重路由采用如下配置過程：
首先,，在LSP的入口處即LSR1,，使用一條用戶命令激活MPLS保護切換功能；LSR1向LSP路徑上的所有LSR發(fā)送信令,，每個LSR都計算出一條旁路下一跳LSR的備份LSP,，LSP快速重路由配置即完成。當(dāng)LSP路徑上的某個LSR檢測到下游故障時,，由該LSR在本地將流量切換到備份LSP內(nèi),。
在IETF中有多種快速重路由的方案，主流的兩種保護方式為鏈路保護和節(jié)點保護,，其解決問題的思路和復(fù)雜度各異,，目前該技術(shù)還沒有形成正式的RFC.
平穩(wěn)重啟（Gracefulrestart）
引起控制平面重啟的可能因素包括：軟件升級、軟件Bug或者硬件故障,，無中斷重啟可以做到控制平面重啟時,，數(shù)據(jù)平面無間斷轉(zhuǎn)發(fā)。但是如果控制平面故障,，對等路由器將重新計算路由,，旁路故障路由器，數(shù)據(jù)平面的不間斷轉(zhuǎn)發(fā)就沒有意義,，而且故障路由會擴散到整個網(wǎng)絡(luò)范圍,。在MPLSVPNPE路由器上如果發(fā)生這種情形,，其結(jié)果是災(zāi)難性的。
控制平面平穩(wěn)重啟技術(shù)可以有效解決這個難題,，采用該技術(shù)的路由器在控制平面發(fā)生故障時,，可以通知鄰近路由器繼續(xù)使用原路徑進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，同時重啟路由器重新和鄰近路由器建立路由狀態(tài),，保證在重啟過程中業(yè)務(wù)可用性,，最小化單個設(shè)備重啟對整個網(wǎng)絡(luò)的影響,。
在平穩(wěn)重啟的過程中路由器不保存相關(guān)的協(xié)議狀態(tài),，所以引起的重啟軟件故障不會延續(xù)到重啟后。
平穩(wěn)重啟是新特性,，很多舊設(shè)備無法支持,，所以可以在局部子網(wǎng)內(nèi)支持該特性的設(shè)備上使用。
在網(wǎng)絡(luò)邊界,，運營商邊界路由器面對眾多客戶,，而且一般都沒有冗余措施，最適合使用平穩(wěn)重啟技術(shù),。網(wǎng)絡(luò)核心一般都采用冗余路徑進行保護,，而且?guī)I(yè)務(wù)重啟容易造成路由環(huán)，所以不建議在網(wǎng)絡(luò)核心采用平穩(wěn)重啟技術(shù),。