浅析IP网络的快速故障恢复

摘　要：网络时代的规模化、智能化发展使人们对网络通信的依赖性越来越高，面对网络功能的强大及其信息资源高度的共享性，IP层故障恢复能力却体现出无法适应信息化、数字化服务应用的现实弊端。因此笔者基于这一现象展开了对IP网络快速故障恢复的探讨，并提出了故障恢复的重要途径及科学策略，对构建良好、安全、快速的网络环境有重要的推进作用。

关键词：IP网络；故障恢复；安全
1、 前言
　　随着互联网络构建规模的持续扩大，全球已全面进入了网络时代，大量的实时性服务业务走进了人们的生活，业务的复用性越来越高，密集度越来越强，同时越来越多的关键性业务也逐步实现了网络传输及全面数字化的办公模式。而这些网络体系的全新格局又给互联网故障的恢复机制提出了全新的挑战，基于互联网的拓扑动态结构，其系统中会不断的有新设备涌入及故障设备遭到淘汰，因此进一步导致了互联网络的高度动态变化性。加之人为的操作故障、网络漏洞攻击及一些偶发自然环境灾害因素，更给互联网络的安全运行环境造成了巨大的威胁。因此为了稳定互联网络的多元化、协调化与动态稳定性快速发展，对其故障恢复可靠性研究尤为重要。笔者基于互联网络内部故障机理展开了对其快速故障恢复策略及途径的探讨，意图通过IP网络故障恢复的有效方案制定切实构建互联网络的良好运营服务环境，并推进其在稳定的秩序化发展中促进信息化网络时代的持续完善与迅速提升。
2、IP网络故障恢复机理及恢复方案的合理选择
　　当网络内部节点及链路发生故障现象时，互联网会自动利用IP层路由进行算法的查找并进一步确定其替代路径。在路由协议中链路状态作为其中的主流域内协议，通过其状态的通告进行网络本地拓扑结构的描述，倘若网络出现了内部故障，那么首先影响的便是与故障点及链路连接的路由器，并进一步导致网络的拓扑结构产生根本的改变。这时检测到具体故障的路由器会利用一系列的收敛行为更新自身相应的链路数据库并连同路由器实施重新的过程计算，从而有效的保障了互联网的良性健康及安全状态。然而路由的收敛行为是一个极其复杂的过程，需要通过几秒的时间耗费才可完成故障恢复过程，因此面对目前互联网络使用需求的日益更新，其恢复过程显然体现出滞后效应的不良弊端。依据IP网络恢复故障的机理与操作时间我们可将其分为主动式恢复及被动式故障恢复两类。前者主要依据备份预留的思想在网络发生故障之前便对其工作路径进行有效的备份并预留一定的资源空间，即采取主动的应对方式预防故障并在故障发生时利用备份恢复的方式使故障迅速得以解决，该方式的故障恢复速率较快，但却存在资源利用效率不高的弊端。被动式故障恢复方式主要操作于网络故障发生的后期，依据网络的故障特点及状态，通过对空闲资源的利用科学建立备份路径。该方式虽然弥补了主动式故障恢复方式资源利用效率不高的弊端，然而却需要经过较长的故障恢复时间。由此我们不难看出，在网络故障恢复中如何有效的缩短路径备份及计算的时间，同时切实提高其网络资源的利用效率，使两种目标冲突性与矛盾性有效降低，才是目前IP网络故障恢复研发的主要问题。笔者认为，我们可以采取一种折中的处理方式使两种矛盾得到有效的淡化，即在IP层通过主动式故障恢复中采用不预留资源的方式达到故障恢复速率及资源利用率的双重提升。
3、IP网络快速故障恢复的科学策略
　　依据前文所述的IP网络故障恢复机理及其现实存在的弊端我们应从实践入手，通过科学策略的制定切实提高网络故障的恢复速率。
3．1强化IP路由的收敛效率
　　强化IP路由的收敛速度及效率是缩短故障恢复时间的最直接、最有效的策略之一。在IP路由进行收敛行为时，其所占用的时间主要包括对网络故障的检测时间、传播时间及对路由最短路径重新计算的时间等。如果对收敛的时间做进一步细化分隔，我们又可将其分为对端口变化所需的检测时间、通知链路变化的时间、做出新反映并开始进行算法实施前期的计时器延迟时间、洪乏时间、路由更新时间及插入新路由入口时间等。由此不难为了切实缩短IP路由的收敛时间，我们应从以上细化环节入手。首先在故障检测环节我们应在保障网络稳定的前提下，切实降低其HELLO层的间隔时间，从而有效的缩短其在端口检测中所需要的时间。为了防止网络设备在运行中频繁发生变化从而导致控制开销环节的冗余，我们应采取控制其更新时间间隔的方式降低其操作控制时间。由于SPF算法运行过程所需的时间较多，因此为了有效简化其算法运行环节，我们可通过对运行时间间隔进行有效限制的方式强化收敛效率的提高。另外为了降低SPF算法复杂程度造成的计算时间增加，我们可采用增量SPF算法的方式达到减少开销的目的。
3．2推进主动式故障恢复方式的科学应用
　　依据前文所述的故障恢复操作实践我们不难看出，确保网络运行的稳定性，切实降低其故障恢复的延迟性是提升故障恢复速率的科学原则。在IP路由完成收敛行为的前期，其数据包由于故障不可达到节点或因路由的环路作用因而会被丢弃，而为了高效保障网络的稳定性及安全运行性，我们应对这些短暂、频发及应用中常见的故障进行过滤处理，因此有效的采用不预留资源的主动式恢复故障方式则可有效的实现这一目标。首先我们应在网络系统的故障发展之前依据常见及频发的故障进行替代路径的计算，当故障来临时则可直接采用替代路径的方式进行网络服务通信。例如采用FIR主动式故障恢复方法，基于网络端口的故障转发方式达到快速故障恢复的目标。该方式适用于单链路的频发式故障现象中，当网络发生故障时，FIR方法可有效的抑制由故障产生的IP路由收敛效应，同时通过故障发生前期备份路径的合理确定达到快速、主动恢复故障的科学目标。另外我们还可采用多配置路由及二出度路由的主动故障恢复设置方案充分弥补传统故障恢复方式中的不足之处。
4、 结语
　　总之对于网络内部故障的快速恢复研究是一项长期而又艰巨的任务，我们只有本着主动、稳步、科学注重实践的原则，依据互联网拓扑结构频繁变化特点，在保证网络可靠性、稳定性的基础上切实加快其IP路由的收敛过程，推进主动式故障恢复方案的合理使用，进行统一链路及节点的假设，并采用相对独立的检测故障协议标准，注重对链路权值的合理调节、采用互操作的测试方式，有效杜绝负载通信失衡的现象，才能最终构建成熟的故障恢复协议方案并促进IP网络故障快速恢复目标的全面实现。
参考文献：
[1]石兵.宽带网络中预先恢复路由配置的研究[J]．电子学报，2004（7).
[2]徐明伟.域内自愈路由研究综述[J]．电子学报，2009 (12). 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jsjwl/238531.html