介紹了實現網絡快速收斂的相關協議以及引起收斂的原因，IXIA正在申請專利的集成在IxNetwork產品中TrueView網絡收斂時間測試技術和傳統技術的差異。

1? 引言

收斂（Convergence）描述了網絡從故障恢復以及網絡變更的方式?，F代網絡通過提供冗余或備用路徑來應對預期的網絡故障。故障倒換是指網絡自動檢測服務中斷和調整并切換到備用路徑的過程。重路由的信息流重新歸并到無故障路徑某點時，傳輸網絡即發(fā)生了收斂。與之相反，故障倒回則是指修復服務中斷后網絡恢復至初始鏈路的過程。

從技術上而言，所有受影響路由從主路徑切換到備用路徑后網絡路由收斂才會視為完成。

2? 網絡收斂時間測試方案

2.1? 實現快速收斂的協議介紹

在OSI模型的第2層，如果出現鏈接故障或網絡變更，STP，RSTP，MSTP和LDP/RSVP-TE等交換協議便會提供流量重定向機制。如果出現鏈接或網絡故障，第3層的RIP，OSPF，ISIS和BGP等路由協議有能力重路由IP流量。這些傳統技術需要數秒方可完成，實際時間取決于其所處理網絡的規(guī)模和復雜性。下一代網絡要求快得多的恢復時間，以滿足其高可用性要求。為實現快速故障倒換時間，眾多擴展協議和新協議已被使用。這些協議包括：

（1）平滑無中斷重啟：路由器向鄰近路由器發(fā)送其正在重啟路由過程的消息，并要求鄰近路由器在其重啟期間繼續(xù)轉發(fā)數據包。

（2）虛擬路由器冗余協議(VRRP)：定義并宣告一個“虛擬的”路由器為網關，兩個或更多路由器為該網關提供服務。

（3）MPLS快速重路由：本地網絡保護恢復機制。每條LSP均受備用路徑保護。此機制滿足實時應用要求，可以達到SONET環(huán)路不到50ms的恢復時間。

（4）雙向轉發(fā)檢測：一種簡單、高速的HELLO協議，可提供低開銷、短期（低至1ms）的路徑故障檢測。

（5）OAM/CFM鏈接：提供以太網鏈接和服務故障檢測和隔離。CFM可以完成低至10ms的服務中斷檢測的時間。

（6）協議計時器設置：網絡通常使用路由協議的相對低速的HELLO機制，在硬件沒有發(fā)送求助信號時檢測故障。許多計時器均可以調低以減少反應時間。

服務提供商在服務等級協議(SLA)中向企業(yè)客戶保證其服務的可靠性級別，通常為99.999%。這聽起來毫無價值，但99.999%可靠性保證意味著一年中斷累計時間超過5min。此項極富挑戰(zhàn)性的要求導致網絡服務提供商實施多項功能，最大限度地縮短故障時間，加快收斂時間。

受故障倒換影響的不僅僅是路由協議。路由器還需要轉發(fā)大量流量，同時執(zhí)行服務質量(QoS)和其他策略。信息服務器和負載均衡設備必須對付丟棄的包文和連接的沖擊。因此，收斂測試必須在網絡流量模仿用戶真實負載的環(huán)境中進行。

2.2? 網絡中斷的原因

網絡連接中斷的原因有很多，從明顯的電源故障或線路切斷到設備配置錯誤，或軟件錯誤和升級導致的故障。以下的討論旨在調查不同網絡堆棧等級造成或發(fā)生的故障。

（1）第1層——物理層中斷

導致物理層網絡中斷的故障范例包括：

●斷電。即使是短暫的停電也會導致故障發(fā)生。

●線路切斷。瞬時故障可視為線路切斷所致。

●設備故障。可能是電源故障，損壞的內存，CPU插件故障或接口插件故障所致。

SONET網絡包括此類故障的內置保護部件，但以太網沒有此類內置保護部件。雖然物理網絡連接擁有許多可行的選擇，但以太網將作為下一代網絡選擇的要素顯而易見。無論以太網鏈接使用的是銅線還是光纖，物理層設備(PHY)的管理界面只提供最低的鏈接故障可見度。至于網絡接口方面，鏈接要么接上，要么沒有接上。有效監(jiān)測鏈接狀況必須用到如OAM鏈接等更高級別的協議。

（2）第2層——數據連接層中斷

交換機是第2層最常見的設備。導致第2層故障的原因可歸類如下：

●容量。MAC地址數目達到容量極限。

●環(huán)境。環(huán)境過熱可導致設備無法正常運行。

●硬件/軟件故障。如果沒有妥善規(guī)劃并測試，IT網絡操作人員移動、添加和更改軟、硬件均會誘導硬件或軟件故障。

●事件。認證問題（例如802.1x）、互操作性或配置錯誤。

故障發(fā)生的方式各種各樣，包括流量泛濫或突降、流量受損、連接中斷、高延時以及低性能、導致性能下降的間歇性流量突降、網絡連接受限。