CN100420222C

CN100420222C - 一种实现分布式rpr节点状态同步切换的方法

Info

Publication number: CN100420222C
Application number: CNB2006100604666A
Authority: CN
Inventors: 王少华; 张洁; 高游
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-04-22
Filing date: 2006-04-22
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2026-04-22
Also published as: CN1984013A

Abstract

本发明适用于通信领域，提供了一种实现分布式RPR节点状态同步切换的方法，当从正常模式切换到倒换模式时，所述方法包括步骤：A1.本侧MAC切换到倒换模式状态，并向对侧MAC发送请求帧，所述请求帧中携带本侧MAC要求切换到倒换模式的状态信息；B1.对侧MAC根据所述请求帧进行状态切换；本发明通过在两个MAC之间使用协议帧进行通讯，完成分布式RPR节点两个MAC工作状态的同步切换，为以后的扩展需求提供可靠、简单的操作接口，并且通过循环冗余码校验可以有效保证内部协议的正常运行。同时，本发明还可以实现两个MAC的定时器同步，并且通过可配置的修正使两个MAC的定时器真正的同步起来。

Description

一种实现分布式RPR节点状态同步切换的方法

技术领域

本发明属于通信领域，尤其涉及一种实现分布式RPR节点状态同步切换的方法。

背景技术

弹性分组环(Resilient Packet Ring，RPR)是IEEE 802.17工作组标准化的一种新的介质访问控制(Medium Access Control，MAC)层技术。这种新的二层链路技术可基于任何物理层进行业务传输，例如以太网、SDH(SynchronousDigital Hierarchy，同步数字系列)/SONET(Synchronous Optical Network，同步光网络)以及DWDM(Dense Wave-length Division Multiplexing，密集波分复用)等。RPR环网结构如图1所示，采用双纤结构，每根纤都可以传送数据业务和控制信息。为了区别两个环，一个定义为外环即环向0(ringlet0)，一个定义为内环即环向1(ringlet1)。整个RPR环网最大支持255个节点(station)。它融合了SDH/SONET和以太网的技术优势，具有小于50ms保护倒换、拓扑自动发现以及高带宽利用率、权重公平等多种技术特点。

根据807.17协议，RPR节点有3种工作模式：穿通模式(Pass)，正常模式(Norm)以及倒换模式(Wrap)。对于穿通模式和正常模式数据路径是相同的，如图2所示，倒换模式的数据路径如图3所示。其中，west mac为ringlet0的MAC；client0为ringlet0的上下环业务接口；datapath0为ringlet0的数据路径，负责业务上下环和业务转发，同时在Wrap状态下将业务送往另一个环向；fairness0为公平算法实现逻辑，通过提取datapath0的信息(图2或图3中的虚线)进行ringlet0环网流量控制。相应的，east mac、client1、datapath1以及fairness1对应于ringlet1，具体功能分别与east mac、client0、datapath0以及fairness0相同。东西向两个MAC的工作模式由CPU统一配置，并共用一个定时器，以保证两个MAC能够定时器同步和状态同步切换，即在Norm和Wrap状态之间的同步切换。

随着RPR环网组网形式越来越灵活，实际组网中存在分布式RPR节点，即一个RPR节点的东西向MAC分布在两块电路板上，两个MAC分别由两个CPU独立控制，每个MAC都有一个定时器，两个MAC之间的数据业务通过背板、光纤或特殊高速电缆连接。

现有的一种实现方案利用同步序列实现两个MAC在Norm和Wrap状态之间的同步切换。同步序列是指以太网中的K字符和D字符编码，具体可参见IEEE 802.3，本发明在此引用，不再赘述。同步过程如下：

一个RPR节点包括东西向两个MAC，当前所指MAC为本侧，另一个MAC为对侧，当本侧MAC工作状态发生改变时，将当前状态进行编码，以同步序列的方式发送给对侧MAC，对侧MAC根据接收到的同步序列进行状态更新。这种利用同步序列实现状态同步切换的方式，编码实现复杂，尤其当两个MAC有较多的信息需要传递，利用编码很难实现。同时，该方案没有一个可扩展的操作接口，扩展性差。另外这种同步序列编码的方式没有校验功能，一旦链路传输质量发生问题会出现错误编码，导致环网状态错误切换。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现分布式RPR节点状态同步切换的方法，旨在于解决现有技术中利用同步序列实现两个MAC工作状态同步切换时编码复杂，扩展性差的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种实现分布式RPR节点状态同步切换的方法，当从正常模式切换到倒换模式时，所述方法包括下述步骤：

A1.本侧MAC切换到倒换模式状态，并向对侧MAC发送请求帧，所述请求帧中携带本侧MAC要求切换到倒换模式的状态信息；

B1.对侧MAC根据所述请求帧进行状态切换；

当从倒换模式切换到正常模式时，所述方法包括下述步骤：

A2.本侧MAC向对侧MAC发送请求帧，所述请求帧中携带本侧MAC要求退出倒换模式的状态信息；

B2.对侧MAC根据自身状态判断是否退出倒换模式，并向本侧MAC返回相应的应答帧，本侧MAC根据应答帧进行状态切换，所述应答帧包含对侧MAC是否同意退出倒换模式的状态信息。

所述步骤B2包括：

B21.对侧MAC根据自身状态决定是否退出倒换模式，如果对侧MAC退出倒换模式，则执行步骤B22，否则执行步骤B23；

B22.向本侧MAC返回同意退出倒换模式状态的应答帧，本侧MAC根据应答帧退出倒换模式状态；

B23.向本侧MAC返回不同意退出倒换模式状态的应答帧，本侧MAC根据应答帧保持倒换模式状态。

所述请求帧中进一步包括本侧MAC定时器的值。

所述步骤B1或B2中进一步包括对侧MAC根据请求帧中定时器的值刷新本地定时器的步骤。

所述对侧MAC根据下式刷新本地定时器：

对侧MAC本地定时器的值＝本侧MAC定时器值+α，

其中，α为本侧MAC与对侧MAC间的传输延时误差。

所述的请求帧或应答帧包括帧头、净荷以及校验和。

一种实现分布式RPR节点状态同步切换的方法，所述方法包括下述步骤：

A.本侧MAC从正常模式切换到倒换模式状态，并向对侧MAC发送请求帧，所述请求帧中携带本侧MAC要求切换到倒换模式的状态信息；

B.对侧MAC根据请求帧进行状态切换。

所述请求帧中进一步包括本侧MAC定时器的值。

所述步骤B1中进一步包括对侧MAC根据请求帧中定时器的值刷新本地定时器的步骤。

所述对侧MAC根据下式刷新本地定时器：

对侧MAC本地定时器的值＝本侧MAC定时器值+α，

其中，α为本侧MAC与对侧MAC间的传输延时误差。

所述的请求帧包括帧头、净荷以及校验和。

A.本侧MAC向对侧MAC发送请求帧，所述请求帧中携带本侧MAC要求退出倒换模式的状态信息；

B.对侧MAC根据自身状态判断是否退出倒换模式，并向本侧MAC返回相应的应答帧，本侧MAC根据应答帧进行状态切换，所述应答帧包含对侧MAC是否同意退出倒换模式的状态信息。

所述步骤B2包括：

所述请求帧中进一步包括本侧MAC定时器的值。

所述步骤B2中进一步包括对侧MAC根据请求帧中定时器的值刷新本地定时器的步骤。

所述对侧MAC根据下式刷新本地定时器：

对侧MAC本地定时器的值＝本侧MAC定时器值+α，

其中，α为本侧MAC与对侧MAC间的传输延时误差。

所述的请求帧或应答帧包括帧头、净荷以及校验和。

本发明通过在分布式RPR节点两个MAC的MATE接口之间使用具有较好扩展性的协议帧进行通讯，完成分布式RPR节点两个MAC工作状态的同步切换，为以后的扩展需求提供可靠、简单的操作接口，并且通过循环冗余码校验可以有效保证内部协议的正常运行。同时，本发明还可以实现两个MAC的定时器同步，并且通过可配置的修正使两个MAC的定时器真正的同步起来。

附图说明

图1是RPR环网的结构图；

图2是RPR节点在穿通模式和正常模式下数据路径示意图；

图3是RPR节点在倒换模式下数据路径示意图；

图4是RPR协议中一种控制帧的结构示意图；

图5是本发明提供的分布式RPR节点状态同步切换的实现流程图；

图6～8是本发明提供的实现分布式RPR节点状态同步切换的示例图；

图9是本发明提供的分布式RPR节点定时器同步的实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明通过在分布式RPR节点两个MAC的MATE接口之间使用协议帧进行通讯，完成两个MAC工作状态同步切换，同时还可以实现定时器的同步，具有较强的扩展性。

本发明定义的MATE接口之间的通讯协议帧为mate帧，包括请求帧(materequest)和应答帧(mate response)。在本发明的一个实施例中，为了便于此协议帧在RPR环上传送，将此协议帧定义为RPR协议中一种已定义的控制帧，图4示出了此控制帧的格式，包括帧头1、净荷2以及校验和3，括号内为各域的长度，单位为字节，n表示长度不确定。校验和3(frame check sequence，FCS)为4个字节，存储使用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)算法对帧头1和净荷2部分计算出的CRC值，用于进行差错控制。有关该控制帧各个域的详细含义可参见IEEE 802.17，本发明在此引用，不再赘述。

本发明定义mate帧净荷的组成结构如下表所示：

controlType
controlType	controlVersion
wrapRequestEnable	controlVersion
wrapRequestEnable	wrapRequest
wrapResponse	wrapRequest
wrapResponse	timeStampSyn
timeStamp	timeStampSyn

其中：

controlType为RPR控制帧类型，取值为IEEE 802.17的预留值。由于其取值从0x01至0x0A都已经在IEEE 802.17中被定义，本发明定义mate request的controlType值为0x0B，mate response的controlType值为0x0C，当然也可以使用其他RPR协议未使用的值；

controlVersion为控制帧结构的版本，目前固定为0；

wrapRequestEnable为状态切换使能控制位，1代表协议帧中的状态切换请求有效，即wrapRequest值有效，0代表协议帧中的状态切换请求无效；

wrapRequest为wrap请求标志，1代表本侧要进入wrap，0代表本侧要退出wrap；

wrapResponse为wrap应答标志，1代表对侧希望进入或维持wrap状态，0代表对侧希望退出wrap状态；

timeStampSyn为定时器同步指示标志，1代表当前帧中定时器值timeStamp有效，0代表当前帧中定时器值timeStamp无效；

timeStamp为当前本侧的定时器值。

当然协议帧的格式并不限于此，只要能和其它RPR报文区分开，同时能携带相应信息即可。

图5示出了利用以上定义的协议帧实现分布式RPR节点状态同步切换的实现过程，当分布式RPR节点在Norm和Wrap之间进行状态同步切换时，以任一侧MAC为状态切换发起端为例，分以下两种情况，详述如下：

1.RPR节点从Norm切换到Wrap状态

1.1CPU下发倒换命令，本侧MAC进入wrap，并发送mate request通知对侧MAC；

其中，controlType＝0x0B，wrapRequestEnalbe＝1，wrapRequest＝1。

1.2对侧MAC收到mate request帧后，通过解析发现wrapRequest域为1，由于Wrap请求不能拒绝，则对侧MAC也进入Wrap状态。

在本发明的一个实施例中，可以向本侧MAC返回mate response。其中，controlType＝0x0C，wrapResponse＝1，表示同意进入wrap，如图6所示。

2.RPR节点从Wrap切换到Norm状态

2.1CPU下发退出倒换命令，本侧MAC向对侧MAC发送mate request；

其中，controlType＝0x0B，wrapRequestEnalbe＝1，wrapRequest＝0。同时本侧MAC进入wtr状态，即等待进入Norm状态，但实际仍处于Wrap状态；

2.2对侧MAC收到mate request后，通过解析发现wrapRequest域为0，则根据当前状态决定是否退出wrap，如果可以退出，向本侧MAC返回materesponse，其中，controlType＝0x0C，wrapResponse＝0。同时，对侧MAC进入Norm状态，本侧MAC收到mate response后退出wrap状态，如图7所示。

如果对侧MAC认为不应当退出Wrap，则向本侧MAC返回mate response，其中，controlType＝0x0C，wrapResponse＝1。同时，对侧MAC仍然保持Wrap状态，本侧MAC收到mate response后仍然保持wrap状态，如图8所示。

需要说明的是一旦对侧MAC拒绝退出Wrap，主动权交给对侧MAC，由对侧MAC掌握退出Wrap的请求主动权。

利用上述协议帧，也可以实现分布式RPR节点定时器同步，如图9所示，详述如下：

1.当系统复位，CPU进行配置，触发本侧MAC向对侧MAC发送materequest，进行定时器同步；

其中，mate request帧的timeStampSyn域置为1，timeStamp域添加本侧MAC的当前定时器值；

2.对侧MAC收到mate request帧后根据帧中指示的定时器值timeStamp刷新本地的定时器。由于东西向两个MAC通过背板或短光纤连接，传输延时小，可以通过可配置的修正使两个MAC的定时器真正同步起来，例如估算出两个MAC间较为准确的延时误差α，则对侧MAC定时器的值＝本侧MAC定时器值+α。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，

当从正常模式切换到倒换模式时，所述方法包括下述步骤：

B1.对侧MAC根据所述请求帧进行状态切换；

当从倒换模式切换到正常模式时，所述方法包括下述步骤：

2. 如权利要求1所述的实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述步骤B2包括：

3. 如权利要求1所述的实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述请求帧中进一步包括本侧MAC定时器的值。

4. 如权利要求3所述的实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述步骤B1或B2中进一步包括对侧MAC根据请求帧中定时器的值刷新本地定时器的步骤。

5. 如权利要求4所述的实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述对侧MAC根据下式刷新本地定时器：

对侧MAC本地定时器的值＝本侧MAC定时器值+α，

其中，α为本侧MAC与对侧MAC间的传输延时误差。

6. 一种实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

A1.本侧MAC从正常模式切换到倒换模式状态，并向对侧MAC发送请求帧，所述请求帧中携带本侧MAC要求切换到倒换模式的状态信息；

B1.对侧MAC根据请求帧进行状态切换，进入倒换模式状态。

7. 如权利要求6所述的实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述请求帧中进一步包括本侧MAC定时器的值。

8. 如权利要求7所述的实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述步骤B1中进一步包括对侧MAC根据请求帧中定时器的值刷新本地定时器的步骤。

9. 如权利要求8所述的实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述对侧MAC根据下式刷新本地定时器：

对侧MAC本地定时器的值＝本侧MAC定时器值+α，

其中，α为本侧MAC与对侧MAC间的传输延时误差。

10. 如权利要求6至9任一权利要求所述的实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述的请求帧包括帧头、净荷以及校验和。

11. 一种实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

12. 如权利要求11所述的实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述步骤B2包括：

13. 如权利要求11所述的实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述请求帧中进一步包括本侧MAC定时器的值。

14. 如权利要求13所述的实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述步骤B2中进一步包括对侧MAC根据请求帧中定时器的值刷新本地定时器的步骤。

15. 如权利要求14所述的实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述对侧MAC根据下式刷新本地定时器：

对侧MAC本地定时器的值＝本侧MAC定时器值+α，

其中，α为本侧MAC与对侧MAC间的传输延时误差。

16. 如权利要求11至15任一权利要求所述的实现分布式弹性分组环RPR节点状态同步切换的方法，其特征在于，所述的请求帧或应答帧包括帧头、净荷以及校验和。