CN100461739C - Rpr桥冗余保护方法及rpr桥环设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RPR桥冗余保护方法及RPR桥环设备，应用于至少两个RPR环分别与一个公共的RPR环相交于两个节点时的RPR桥冗余保护过程，该方法包括以下步骤：分别将所述RPR环与所述公共RPR环相交的两个节点中的一个节点设置为主用节点，将另一个节点设置为备用节点；在所述主用节点和对应的备用节点之间进行设备状态控制报文的交互；所述备用节点接收到所述设备状态控制报文时，根据所述备用节点和对应的主用节点在所述公共RPR环上是否连通，决定是否进行RPR桥冗余保护倒换。当一个环与多环相交与两节点时，采用本发明可避免环路的形成。

Description

RPR桥冗余保护方法及RPR桥环设备

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种RPR桥冗余保护方法以及RPR桥环设备。

背景技术

随着各种新一代的城域网技术层出不穷，RPR(Resilient Packet Ring，弹性分组数据环)技术以其先进性、投资的有效性、性能的优越性、支持业务的多样性为城域网越来越多的使用。

RPR技术是一种由分组交换节点组成的环形网络，单一的RPR环存在应用局限，对于一些应用场合，需要多个RPR环配合，即多个RPR环存在相交的情况。相交的两个RPR环其相交的方式有相切和相交，RPR相切环的组网性能存在单点故障，可靠性差，因此最好的方式是采用相交环。

在相交环中，不同的环的地位是不同的，接近用户网络的RPR环一般称为接入环，而接近IP骨干网的RPR环一般称为汇聚环。为了描述的方便，接入环也可以叫做子环，汇聚环也可以叫做主环。在实际组网中，一个主环可以与多个子环相交。用户接入子环，然后通过主环访问IP骨干网络。在城域以太网组网中，用户的业务通过RPR环逐级向上汇聚到IP骨干网络中。

RPR相交环提供了快速的环保护倒换功能和拓扑的自动发现等功能，提高了接入的可靠性。但是，多个RPR环跨环相交时会出现环路问题。

如图1所示，RPR桥设备通过Ethernet Over RPR的方式承载二层以太网报文，使用RPR扩展帧在RPR环上转发。由于RPR上承载的是二层以太网报文，如果不对跨环的两个点进行控制的话，则在两个跨环节点会出现环路，很容易出现广播风暴、环路问题。如图2所示，图中RPR跨环桥设备1和RPR跨环桥设备2便会形成相应的环路。

为了解决上述问题，现有技术通过STP(生成树协议)、或者RSTP(快速生成树协议)协议进行链路裁减，生成无环路的最小生成树，然后依据最小生成树来转发在二层以太网上的报文，以防止二层网络通信形成环路。当二层网络上出现设备或者链路故障的时候，STP或者RSTP会重新进行最小生成树计算，获得一个新的转发树，从而确保了故障发生后，保护业务正常工作。

但是，这种解决方案存在以下缺点：STP、RSTP的收敛速度比较慢，即使RSTP也只能达到秒级的收敛速率水平，使得业务中断时间过长，无法达到电信级的要求。

通过将同时位于两个RPR桥环上的跨环桥设备组建为一个保护组，实现RPR桥环网络的冗余保护，可以避免环路的形成。但是，这种解决方案只适用于两个相交环的跨环情况，当一个环与多环相交于两点，且一个环上的一个跨环节点的两侧都出现故障时，采用这种方案将有可能形成环路，引起广播风暴。

如图3所示，作为主环的环2分别与作为子环的环1和环3相交，环2与环1相交于A、B两个节点，环2与环3相交于C、D两个节点。当环2上的E点和F点故障时，由于在环2上A、B两节点是不可达的，为了保证两个环之间的节点间能够尽量到达，A、B两点都可以进行跨环业务的转发，即A、B两个节点设备都为迁移为Master状态。同理，C、D两个节点也有可能都迁移为Master状态。这样，在A、B、C、D跨环节点都可以进行跨环业务转发的情况下，就会出现图3所示的广播环路，从而引起广播风暴。

发明内容

本发明实施例提供一种RPR桥冗余保护方法，用以避免形成桥环间的广播环路。本发明实施例提供的RPR桥冗余保护方法，包括以下步骤：

分别将所述RPR环与所述公共RPR环相交的两个节点中的一个节点设置为主用节点，将另一个节点设置为备用节点；在所述主用节点和对应的备用节点之间进行设备状态控制报文的交互；所述备用节点接收到所述设备状态控制报文时，判断所述备用节点和对应的主用节点在所述公共RPR环上是否连通，当判断为不连通时，则保持该备用节点的备用状态。

本发明实施例还提供了一种RPR桥环设备，该设备包括：状态设置单元、报文接收单元、状态修改单元和检测单元，其中，

状态设置单元，用于设置RPR桥环设备的主用状态或备用状态；当所述设备是RPR环与一个公共RPR环相交的两个RPR桥环设备中的一个时，使所述两个RPR桥环设备的状态分别为主用状态和备用状态；

报文接收单元，用于接收设备状态控制报文，并发送到所述状态修改单元；

检测单元，用于检测所述RPR桥环设备，与该设备所在的RPR环和公共RPR环相交的另一个RPR桥环设备，在所述公共RPR环上是否连通；

状态修改单元，用于当从所述报文接收单元接收到设备状态控制报文时，向所述状态设置单元获取该RPR桥环设备当前的状态，并向所述检测单元获取检测结果；若该RPR桥环设备当前的状态为备用状态，且获取到的检测结果表明该处于备用状态的RPR桥环设备与对应的处于主用状态的RPR桥环设备在所述公共RPR环上不连通，则指示所述状态设置单元保持该备用设备的备用状态。

本发明的上述实施例中，在多个子环与一个主环分别相交于两节点的情况下，当备用节点收到设备状态控制报文后，该备用节点首先检测在主环上是否与相应的主用节点连通，若不连通，则不进行状态迁移，而是保持该备用节点的备用状态。这样，当主环上的跨环节点的两侧都出现故障时，由于这两个跨环节点不能连通，备用状态的跨环节点不会迁移到主用状态，因此避免环路的形成，因而避免了广播风暴的形成，保护了桥环间业务，提高了业务的可靠性。

附图说明

图1为现有技术中RPR桥环网络通信示意图；

图2为现有技术中RPR桥环网络产生广播风暴的示意图之一；

图3为现有技术中RPR桥环网络产生广播风暴的示意图之二；

图4为本发明实施例1的RPR桥冗余保护的方法示意图；

图5为本发明实施例的RPR桥环设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

本发明实施例描述2个子环与1个主环相交时的RPR桥冗余保护的方法。如图3所示，环2(主环)与环1(子环)相交于A、B两个节点(RPR桥环设备A和RPR桥环设备B)，环2和环3(子环)相交于C、D两个节点(RPR桥环设备C和RPR桥环设备D)。可将环2与环1形成保护组1，其中包括桥环设备A和桥环设备B；将环2与环3形成保护组2，其中包括桥环设备C和桥环设备D。保护组中的每个设备都设置有各自的优先级。

参见图4，为本发明实施例的RPR桥冗余保护的方法示意图。当环2上的E点和F点故障时，网络系统发送设备状态控制报文和拓扑保护发现报文，报文中包含E和F节点的故障信息，执行以下步骤：

步骤401：当系统拓扑发生变化时，保护组1和保护组2中的RPR桥环设备分别接收到设备状态控制报文和拓扑保护发现报文，并执行步骤402。

步骤402：RPR桥环设备接收到设备状态控制报文后，更新RPR桥环网络设备状态列表，保存当前的桥环网络设备状态，并执行步骤403。

步骤403：保护组根据接收的拓扑报文和设备控制报文中的设备信息，判断该保护组中当前RPR桥环网络中的设备状态是否是Slave状态还是Master状态，若是Slave状态，则执行步骤404；若是Master状态，则执行步骤408。

步骤404：若当前RPR桥环网络中的设备是Slave状态，则进一步判断该保护组的桥环设备在主环(环2)内是否连通，若不连通，则执行步骤405；若连通，则执行步骤406。

在保护组1中，判断RPR桥环设备A和RPR桥环设备B在环2上是否能够通信；在保护组2中，判断RPR桥环设备C和RPR桥环设备D在环2上是否能够通信。判断的方式可以是：

在一个保护组中，某个RPR桥环设备通过环2定期向该保护组中的其他设备发送信号，若在指定时间间隔内从环2收到对方返回的应答信号，则表明两个设备在环2上能够通信，否则表明两个设备在环2上不能通信；或者

RPR桥环设备监听拓扑保护发现报文，根据收到的拓扑保护发现报文中的信息，判断两个桥环设备在环2上是否能通信。

步骤405：若保护组中的两个RPR桥环设备在主环上不连通，则保持该设备的Slave状态，并返回步骤401。

在保护组1中，由于环2上的E、F两节点故障，因此在环2上A、B两节点间不能通信，此时保持保护组1中的设备的Slave状态。同理，在保护组2中，由于环2上的E、F两节点故障，因此在环2上C、D两节点间不能通信，此时保持保护组2中的设备的Slave状态。这样，避免了A、B、C、D节点都为Master状态而导致环路的形成。

步骤406：若保护组中当前RPR桥环网络中的设备是Slave状态，且在主环内可与该保护组中的主用设备通信，则在满足以下条件时，执行步骤407，将该设备的Slave状态迁移为Master状态：

在本设备所在的保护组内既找不到Master状态设备，同时也找不到优先级比本设备高的Slave状态设备。

步骤407：该Slave状态的设备迁移为Master状态设备，并返回步骤410。

步骤408：若保护组根据接收的拓扑报文和设备状态控制报文中的设备信息，判断当前设备的状态是Master状态，则在满足以下条件时，执行步骤409，将该设备的Master状态迁移为Slave状态：

在本设备所属的保护组内找到优先级比本设备高的Master状态设备。

若不满足该迁移条件，则保持当前的Master状态，并返回步骤401。

步骤409：若保护组中当前RPR桥环网络中的设备是Master状态，但是该保护组中还存在有优先级比自己高的Master状态设备，该低优先级的Master设备的当前配置为可以被该高优先级的Master状态设备抢占，但需要检测该高优先级Master状态设备这种状态持续的时间，判断能否超过一个预先设定的阈值，如果能够，则当前RPR桥环网络中的低优先级的Master状态设备退出Master状态，成为Slave状态设备，并返回步骤410。

在两个非联通的Master状态设备由于链路恢复，刚刚联通的时候，会有一个短暂的冲突，此时冲突极易产生广播风暴。通过让刚恢复正常的原故障点链路，延迟一段时间后，再进行转发广播数据报文的方式，以此来避免产生广播风暴。

步骤410：当前RPR桥环网络中的设备的已经成功执行以上的步骤，判断环网上的设备状态是否发生变化，若是，则执行步骤411；否则返回步骤401。

步骤411：将设备的状态变化信息以及网络的拓扑结果的变化在RPR桥环网络通过Master状态设备广播出去，通过设备状态控制报文等信息通知其他节点，以更新各节点上的设备地址映射关系信息，然后返回步骤401。

本实施例仅以2个子环与主环分别相交于两个节点为例描述了RPR桥冗余的保护流程，对于2个以上的多个子环与主环相交于两个节点情况下的RPR桥冗余的保护流程与上述流程类似。

本发明的另一个实施例提供了一种RPR桥环设备。

参见图5，为本发明实施例提供的RPR桥环设备结构示意图。该设备包括：状态设置单元、状态修改单元、报文接收单元、检测单元和保护组设置单元。

下面结合该设备的各单元，描述利用该设备实现RPR桥冗余保护的过程。

当多个RPR环与一个公共RPR环相交于两个节点时，每个RPR环与公共环相交的两个节点的RPR设备的保护组设置单元，将这两个节点上的RPR桥环设备形成一个保护组；

RPR桥环设备上的状态设置单元根据保护组设置单元设置的保护组，将该RPR桥环设备的状态设置为主用状态或备用状态，使该保护组中的一个RPR桥环设备为主用设备，另一个设备为备用设备。

当报文接收单元接收到设备状态控制报文时，将该报文发送到状态修改单元。设备状态控制报文携带设备信息，如设备标识和/或优先级属性。

状态修改单元接收到设备状态控制报文后，从状态设置单元获取该设备当前的状态。当状态修改单元获知该设备当前的状态为备用状态时，向检测单元获取本保护组中两个节点设备在公共RPR环上的连通情况，若不连通，则指示状态设置单元保持该设备的备用状态；若连通，则根据接收到的设备状态控制报文和设备当前的状态，决定是否更新该设备的状态，若需要更新，则指示状态设置单元进行相应的状态修改。例如，若设备当前状态为备用状态，且在所属的保护组中没有找到主用状态的设备，同时也找不到优先级比本设备高的Slave状态设备时，则状态修改单元指示状态设置单元将设备当前的备用状态修改为主用状态；若设备当前状态为主用状态，且在所属的保护组中找到优先级更高的主用设备时，则状态修改单元指示状态设置单元将设备当前的主用状态。

检测单元的检测方式包括：

1)RPR桥环设备的检测单元通过公共RPR环向本设备所属保护组中的另一个RPR桥环设备发送消息，并等待对方应答；若检测单元未在规定时间内从公共RPR环上接收到对方的应答，则判断本保护组中的两个RPR桥环设备在公共RPR环上不能连通；否则，判断本保护组中的两个RPR桥环设备在公共RPR环上能够连通。

2)RPR桥环设备的检测单元接收拓扑报文，并根据接收到的拓扑报文判断本保护组中的两个RPR桥环设备在公共RPR环上是否连通。

综上所述，本发明实施例通过在多个子环与一个主环分别相交于两节点的情况下，当备用节点收到设备状态控制报文时，使该备用节点首先检测在主环上是否与相应的主用节点连通来确定是否进行状态迁移。若不连通，则不进行状态迁移，而是保持该备用节点的备用状态，这样，当主环上的跨环节点的两侧都出现故障时，这两个跨环节点不能连通，备用状态的跨环节点不会迁移到主用状态，因此避免环路的形成，因而避免了广播风暴的形成，保护了桥环间业务，提高了业务的可靠性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种RPR桥冗余保护方法，应用于至少两个RPR环分别与一个公共的RPR环相交于两个节点时的RPR桥冗余保护过程，其特征在于，包括以下步骤：

分别将所述RPR环与所述公共RPR环相交的两个节点中的一个节点设置为主用节点，将另一个节点设置为备用节点；

在所述主用节点和对应的备用节点之间进行设备状态控制报文的交互；

所述备用节点接收到所述设备状态控制报文时，判断所述备用节点和对应的主用节点在所述公共RPR环上是否连通，当判断为不连通时，保持该备用节点的备用状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括，分别将所述RPR环与所述公共RPR环相交的两个节点形成保护组；

所述分别将所述RPR环与所述公共RPR环相交的两个节点中的一个节点设置为主用节点，将另一个节点设置为备用节点具体为，将每个所述保护组中的两个节点分别设置为主用节点和备用节点；

判断所述备用节点和对应的主用节点在所述公共RPR环上是否连通，具体为：判断所述备用节点与所在保护组中的其它节点在所述公共RPR环上是否连通；

当判断为连通，并且在所述备用节点所在的保护组内既找不到主用状态的节点也找不到优先级比所述备用节点高的备用节点时，将所述备用节点迁移为主用节点。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述备用节点通过检测对应的主用节点，或通过接收到的拓扑报文，判断与该主用节点在所述公共RPR环上是否能够连通。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述备用节点通过检测所述主用节点，判断两者之间是否连通的过程，包括步骤：

所述备用节点通过所述公共RPR环向所述主用节点发送消息，并等待该主用节点应答；

若该主用节点未在规定时间内通过所述公共RPR环返回应答消息，则判断所述备用节点和所述主用节点在所述公共RPR环上不能连通；否则，判断所述备用节点和所述主用节点在所述公共RPR环上能够连通。

5.一种RPR桥环设备，其特征在于，包括状态设置单元、报文接收单元、状态修改单元和检测单元，其中，

状态设置单元，用于设置RPR桥环设备的主用状态或备用状态；当所述设备是RPR环与一个公共RPR环相交的两个RPR桥环设备中的一个时，使所述两个RPR桥环设备的状态分别为主用状态和备用状态；

报文接收单元，用于接收设备状态控制报文，并发送到所述状态修改单元；

检测单元，用于检测所述RPR桥环设备，与该设备所在的RPR环和公共RPR环相交的另一个RPR桥环设备，在所述公共RPR环上是否连通；

状态修改单元，用于当从所述报文接收单元接收到设备状态控制报文时，向所述状态设置单元获取该RPR桥环设备当前的状态，并向所述检测单元获取检测结果；若该RPR桥环设备当前的状态为备用状态，且获取到的检测结果表明该处于备用状态的RPR桥环设备与对应的处于主用状态的RPR桥环设备在所述公共RPR环上不连通，则指示所述状态设置单元保持该备用设备的备用状态。

6.如权利要求5所述的RPR桥环设备，其特征在于，所述检测单元通过所述公共RPR环向对应的RPR桥环设备发送消息，并等待对方应答；若所述检测单元未在规定时间内从所述公共RPR环上接收到应答，则判断两者在所述公共RPR环上不能连通；否则，判断两者在所述公共RPR环上能够连通；

或者，所述检测单元接收拓扑报文，并根据接收到的拓扑报文判断所述RPR桥环设备，与该设备所在的RPR环和公共RPR环相交的另一个RPR桥环设备在所述公共RPR环上是否连通。

7.如权利要求5所述的RPR桥环设备，其特征在于，还包括：

保护组设置单元，用于将所述RPR桥环设备，与该设备所在RPR环与公共RPR环相交的另一个RPR桥环设备设置为保护组；

所述状态设置单元，进一步用于根据所述保护组设置单元设置的保护组，将该保护组中的两个RPR桥环设备的状态分别设置为主用状态和备用状态；

所述检测单元，进一步用于检测所述RPR桥环设备所在保护组中两个RPR桥环设备在所述公共RPR环上是否连通。

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