CN101072237A - 以太环智能保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以太环智能保护方法。该方法将支持相同业务VLAN、使用相同域ID和控制VLAN的交换机节点限定在一个以太环智能保护域内。该方法包括以下步骤：S402，将多个以太环中的一个以太环作为主层次环，将连接在主层次环或上一层次段链路的两个接入端口之间的分段链路作为低层次段链路；S404，主层次环上的各个节点对主层次环链路进行检测，保持主层次环上保护业务VLAN内的任意两个节点之间最多有一条连通的逻辑路径；以及S406，低层次段链路上的各个节点对低层次段链路进行检测，保持低层次环上保护业务VLAN内的任意一个节点与其他节点之间最多有一条连通的逻辑路径。本发明从根本上解决了在多环相切复杂拓扑情况下的以太环网故障保护倒换的难题。

Description

以太环智能保护方法

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种以太环智能保护方法。

背景技术

随着IP网络向着多业务承载方向的发展，下一代网络(NextGeneration Network，简称NGN)、网络电视(Internet ProtocolTelevision，简称IPTV)等业务对于网络的可靠性、实时性要求越来越高，接入网二层网络的传统环网保护STP技术逐渐不能满足快速收敛、链路切换的要求。RFC3619定义了一种以太网自动保护切换(Ethernet Automatic Protection Switching，简称EAPS)方法，该方法解决了以太网设备在环状网络拓扑时网络故障收敛慢的问题，利用该方法能够使得收敛时间在50ms以内。EAPS环由多个节点相连组成，环上可以有多个EAPS域(Domain)，一个Domain可以定义自己的主节点和传输节点，可以定义一组属于某个EAPS Domain的用于用户数据的业务转发的业务虚拟局域网(Virtual Local AreaNetwork，简称VLAN)和用于EAPS协议报文转发的控制VLAN，对于一个特定的EAPS Domain，主节点阻塞了一个端口的业务VLAN，从而保证了业务VLAN不会形成环路，防止了由于环路引起的“广播风暴”。

EAPS很好地解决了单个物理环网的快速收敛问题，然而实际组网通常比较复杂，存在多个物理环相切的情况。图1a示出了多个EAPS环相切的拓扑结构，图中S1、S2、S3、S4组成环1，S1是主节点；S3、S4、S5组成环2，S5是主节点；S3、S4、S6组成环3，S6是主节点；正常情况下，环1的S1和S2之间的业务VLAN是阻塞的，环2的S5和S3之间的业务VLAN是阻塞的，环3的S6和S3之间的业务VLAN是阻塞的。假设S3和S4之间的链路出现故障，环1、环2、环3的三个主节点检测到上述故障后，会执行保护倒换，解除相关业务VLAN的阻塞状态，此时网络由S1、S2、S3、S4、S5、S6形成多个闭环。如图1b所示，引起“广播风暴”，最终导致网络瘫痪。Extreme Networks公司提出了多个物理环相切的方法，如图1c所示，公共链路的两端节点分别定义为Partner和Control，Control节点有一个端口定义为主动放开端口(active-open port)，其余端口定义为闭塞端口(blocked port)，两个环分别为Segment1和Segment2，Control节点和Partner节点之间对发分段检测帧Segment Health-Check，当公共链路断后，各个Segment的环上主节点放开次端口，为了防止新的环路产生，Control节点将阻塞住闭塞端口。但是该方法只适用于含有一段公共链路的相切环，当环路拓扑变得复杂时，如图2c所示的组网，公共链路很多时候是无法运行的。

中国发明专利1747439A公布了一种“以太网自动保护系统相切环的故障处理方法”，该方法从多个EAPS相切环中选出一个主环，其余的为从环，各环各有一个主节点，当相交节点检测到共享直连链路出现故障时，向主环和从环发送不同的告警通知，主环主节点执行保护倒换操作，从环主节点对自身屏蔽，不执行相应的保护倒换操作，屏蔽时间过后，从环主节点的环路检测报文通过主环链路作大环检测。该方法虽然在一定程度上提高了EAPS相切环的抗故障能力，但是其具有如下局限性：首先是相切节点之间为直连共享链路，不能是非直连共享链路，如图2a所示，如果S7节点发生故障停止转发，S3和S4节点是根本检测不到的；其次是主环上不能有包括共享链路的两条以上链路同时发生故障，如图2b所示，如果环1是主环，S1和S2之间的链路、S3和S4之间的链路同时故障，从环主节点S5和S6会执行保护倒换，此时网络由S3、S4、S5、S6组成闭环，引起“广播风暴”，最终导致网络不可用；还有当组网比较复杂时，在公共链路出现故障的情况下，各个从环主节点的屏蔽时间非常复杂，从而导致该方法无法实现，如图2c所示。

由上可见，需要一种新的以太环智能保护方法，以保护交换机节点形成的任意拓扑结构环。

发明内容

鉴于以上一个或多个问题，本发明提出了一种新的以太环智能保护方法。

根据本发明的以太环智能保护方法包括以下步骤：

1.主层次环上各个节点对主层次环链路进行检测，使得主层次环上保护业务VLAN内任意两个节点之间最多只有一条可以连通的逻辑路径，主节点发送的链路健康检测hello帧、通知链路故障flush-down帧、通知链路完好flush-up帧，以及传输节点发送的链路故障告警link-down帧，都在主层次环内传输，不会发给低层次环。

2.低层次上的各个节点对该层次段的链路进行检测，使得该层次环上保护业务VLAN内任意一个节点与其他节点(也包括其他层次段内节点)之间最多只有一条可以连通的逻辑路径，主节点或者边界控制节点发送的链路健康检测hello帧，以及传输节点发送的链路故障告警link-down帧，都在该层次段链路内传输，不会发给其他层次段链路节点，该层次主节点或者边界节点发出的通知链路故障flush-down帧、通知链路完好flush-up帧会通过边界节点传给高层次节点，通知高层次节点更新端口MAC地址表。

本发明将复杂的网络结构划分为主层次环和低层次段链路，通过配置的方式，主层次环中有一个主节点，其余为传输节点，主层次环上节点只负责维护本层次链路的状态。低层次环中有一个主节点或者边界控制节点，其余为传输节点或者边界协主节点，低层次段链路只负责维护本层次链路的状态。当主层次环完好时，主节点阻塞了次端口，当主层次环发生故障时，主节点放开了次端口；当低层次段链路完好时，主节点(边界控制节点)阻塞了一个端口，当低层次段链路发生故障时，主节点(边界控制节点)放开了端口。各个层次的健康检测hello帧、链路故障告警link-down帧都只在本层次内节点上传输。当低层次的链路进行切换需要更新端口地址表时，也要通知高层次链路更新端口地址表，高层次的链路进行切换时，不需要通知低层次链路更新端口地址表。节点之间通信的协议帧在rfc3619定义的基础上增加了层次号(level)和段号(segment)的信息。本发明保证了复杂拓扑网络结构中的任意两个节点之间最多只有一条可以连通的逻辑链路，且链路切换收敛时间对网络拓扑直径不敏感。

其中，主层次环对环路进行保护的方法包括如下步骤：

1.链路故障检测采用两种方法：主层次主节点从主端口周期性地发送链路健康检测hello帧，如果在规定时间内没有从次端口收到hello帧，则认为主层次环链路发生故障；当主层次传输节点检测到链路故障时，发送链路故障告警link-down帧，为了防止链路恢复时有环路产生，阻塞故障链路的相邻两个端口。主层次环的主节点接收到link-down帧后，可判断主层次环链路发生故障。

2.主层次主节点利用上述的链路故障检测方法探测主层次环链路的故障状态，无故障时主节点阻塞上次端口保护业务VLAN对应的实例，防止环路产生。

3.主层次主节点利用上述的链路故障检测方法检测到主层次环链路发生故障时，发送通知链路故障flush-down帧，同时主节点执行保护倒换，放开次端口，刷新主端口MAC地址表。主层次环上传输节点收到flush-down帧后，刷新端口MAC地址。

4.在链路有故障期间，主层次环的主节点也周期性的从主端口发送hello帧，当从次端口收到hello帧时，认为链路恢复，阻塞次端口，发送通知链路完好flush-up帧，同时刷新次端口MAC地址表。主层次环上的传输节点收到flush-up帧后，刷新端口MAC地址。故障链路相邻的两个端口检测到该链路恢复后，置端口状态为预放开(pre-forward)状态，如果收到flush-up帧，则放开端口；如果在规定的时间内没有收到flush-up帧，则自动超时打开端口。

其中，低层次环链路通过ZESR机制对该链路进行保护的方法包括如下步骤：

1.低层次主节点或者边界主节点发送检测hello帧的方法：低层次段链路上有一个主节点或者边界控制节点，当有一个主节点时，该层次段链路的两个边界节点都为边界协助节点；当有一个边界节点为边界控制节点时，该层次段链路的另外一个边界节点为边界协助节点，其他节点为传输节点。对于第一种配置情况，主节点从主次端口周期性地发送hello帧，边界协助节点收到hello帧后，把该帧从接收端口反弹回去，如果链路完好，主节点可以收到反弹回来的hello帧，从而判断主次端口对应的链路有无故障，如果主节点的主端口(次端口)在规定时间内没有收到hello帧，则认为该层次段链路发生故障；对于第二种配置情况，边界控制节点周期性地从所属层次段的端口发送hello帧，边界协助节点收到hello帧后，把该帧从接收端口反弹回去，如果链路完后，边界控制节点可以收到反弹回来的hello帧，如果边界控制节点的该层次段对应链路的端口在规定的时间内没有收到hello帧，则认为该层次段的链路断开。如果边界协助节点在规定的时间内没有收到hello帧，也认为该层次段的链路断开。

2.低层次节点探测到端口对应链路故障的处理方法：节点探测到自己端口链路状态故障时，通过发送链路故障告警link-down帧给该层次段链路的主节点(边界控制节点)和边界协助节点，主节点(边界控制节点)和边界协助节点就获知链路发生了故障。为了防止链路恢复时有环路产生，阻塞故障链路的相邻两个端口。

3.低层次主节点(边界控制节点)和边界协助节点利用步骤1或2的方法探测该层次段链路的故障状态，无故障时主节点阻塞次端口保护业务VLAN对应的实例，边界控制节点阻塞边界接入端口保护业务VLAN对应的实例，防止环路产生。

4.低层次主节点利用步骤1或2的方法检测到本层次段链路发生故障时，从主端口和次端口发送通知链路故障帧flush-down，同时执行保护倒换，放开次端口，刷新主端口MAC地址表；低层次边界控制节点利用步骤1或2的方法检测到本层次段链路发送故障时，从边界接入端口以及被接入层次的两个端口发送通知链路故障帧flush-down，放开边界接入端口；低层次边界协助节点利用步骤1或2的方法检测到本层次段链路发送故障时，从边界接入端口以及被接入层次的两个端口发送通知链路故障帧flush-down。

5.主节点和传输节点收到flush-down帧时，如果该节点的层次高于或者等于发送源的层次，则刷新端口MAC地址。边界节点从边界接入端口收到flush-down帧时，如果该边界接入端口对应的层次高于或者等于发送源的层次，则向上层次转发该flush-down帧，同时刷新端口地址。

6.在链路有故障期间，如果该层次配置了低层次主节点，则主节点也周期性地发送hello帧，当从主次端口都收到hello帧时，认为链路恢复，阻塞次端口，发送通知链路完好帧flush-up，同时刷新次端口MAC地址表；如果该层次配置了边界控制节点，则边界控制节点也周期性地从边界接入端口发送hello帧，当收到了边界协助节点发弹回来的hello帧时，认为链路恢复，阻塞次端口，从边界接入端口和被接入层次的两个端口发送通知链路完好帧flush-up，同时刷新边界接入端口MAC地址表。

7.主节点和传输节点收到flush-up帧时，如果该节点的层次高于或者等于发送源的层次，则刷新端口MAC地址。边界节点从边界接入端口收到flush-up帧时，如果该边界接入端口对应的层次高于或者等于发送源的层次，则向上层次转发该flush-up帧，同时刷新端口地址。故障链路相邻的两个端口检测到该链路恢复后，置端口状态为预放开状态，如果收到本层次段的flush-up帧，则放开端口；如果在规定的时间内没有收到flush-up帧，则自动超时打开端口。

由上可见，本发明对网络拓扑层次和段的划分，提出了ZESR运行机制，引入了低层次主节点、边界控制节点、和边界协助节点，共同配合对本层次段链路的故障进行检测，从根本上解决了在多环相切复杂拓扑情况下的以太环网故障保护倒换的难题，避免了由于故障引起闭环出现导致网络不可用的情况，提高了相切环的抗故障能力，扩大了EAPS组网应用范围，极大地保障了业务可靠、稳定地运行。另外，本发明不受网络拓扑复杂性影响；实现简单，实用性强，配置方便；算法精炼，系统耗费低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1a示出了多个EAPS环相切的拓扑结构的示意图；

图1b示出了多个EAPS环相切出现故障的示意图；

图1c示出了Extreme Networks公司提出的多环相切的解决方案示意图；

图2a示出了中国发明专利1747439A的多环相切的公共链路非直连时出现故障的示意图；

图2b示出了中国发明专利1747439A的多环相切的两段公共链路故障时出现闭环的示意图；

图2c示出了EAPS和中国发明专利1747439A无法解决复杂拓扑网络结构的示意图；

图3示出了根据本发明实施例的协议报文格式；

图4示出了根据本发明实施例的以太环智能保护方法的流程图；

图5示出了应用根据本发明实施例的以太环智能保护方法的实例的示意图；

图6示出了根据本发明实施例的低层次段链路的一种配置的流程图；以及

图7示出了根据本发明实施例的低层次段链路的另一种配置的流程图。

具体实施方式

下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。

根据本发明实施例的以太环智能保护方法通过对于VLAN内链路进行层次和段的划分，来保护交换机节点形成的任意拓扑结构环。当链路完好时阻塞端口防止环路上的广播风暴，链路故障时启用备份链路恢复各个节点间的通信，具有实现简单、实用性强、快速收敛的特点，且收敛时间和被保护环上节点数无关。

根据本发明实施例的以太环智能保护方法在单环的情况下可以将以太环退化成EAPS形式，从而可以从根本上避免由于故障引起网络出现闭环、导致网络性能下降或网络瘫痪的问题，极大地提高了复杂多环环的抗故障能力。

根据本发明实施例的以太环智能保护方法将支持相同业务VLAN、使用相同的域ID、和控制VLAN的交换机节点群体定义在一个以太环智能保护(ZESR)域内。一个ZESR域包含如下要素：

保护环(ZESR ring)：一个ZESR环物理上对应一个环形连接的以太网拓扑，对于拓扑结构的复杂性没有限制。

保护层次(ZESR level)：一个ZESR环中包含一个主层次环，主层次选定后，其他的环都退化为一条链路。层次号数值越大，其层次越低。主层次环是一个单环，按照单环ZESR运行，低层次段链路是连接在上个层次的两个接入端口之间的分段链路，且层次低于被接入的链路层次。每个层次分段只负责维护本层次段的链路状态和端口状态，健康检测hello帧和故障告警link down帧也只在本层次段链路上传送。某一层次的分段链路ZESR协议的运行，以上层次的主环或分段链路可以连通为前提，即上层次的环路状态对下层次屏蔽。

保护段(ZESR segment)：在一个层次上可以有多个段，用来区分相同层次的不同链路。

主节点：主节点是ZESR环上的主要决策和控制节点，主层次环上有一个主节点，而且只能有一个。低层次链路上有一个主节点，也可以把主节点设置在边界节点上，设置在边界节点上的主节点称为边界控制节点。主节点和边界控制节点负责本层次段的链路控制。主节点的两个端口分别为主端口和次端口，当链路完好时，次端口处于阻塞状态；边界控制节点在相应的层次段链路中只有一个端口，在该层次段链路完好时，该端口处于阻塞状态。

传输节点：主环上除了主节点外，其他节点都是传输节点，传输节点在发现链路故障时通知主节点，并根据主节点发送的控制帧对端口进行刷新地址和打开端口操作等。低层次链路上的传输节点可以设置在边界节点上，设置在边界节点上的传输节点称为边界协助节点，边界协助节点协助低层次链路上的主节点保护该段链路。

边界节点：边界节点是两个环相交的交点，关联着多个不同的层次，至少有三个端口在ZESR域内，是一种复合型的角色。边界节点在不同的层次中可以有不同的角色，在接入的低层次中，可以是边界控制节点或者边界协助节点，在被接入的高层次中，可以是主节点或者传输节点。

根据本发明实施例的以太环智能保护方法定义的各个节点之间通信的协议报文如图3所示，报文格式说明如下：

目的MAC地址：48bits，固定为0x00E02B000004；

源MAC地址：48bits，发送节点的MAC地址；

TPID：8bits，  固定为0x8100；

PRI+CFI：4bits，未定义，优先级可以定义(建议默认为7)，CFI为0的规范格式帧；

VLAN ID：16bits，未定义；

Frame Length：16bits，以太网帧长度，固定为0x40；

DSAP/SSAP：16bits，固定为0xAAAA；

CONTROL：8bits，固定为0x03；

OUI：24bits，固定为0x00E02B；

ZESR_LENGTH：16bits，固定为0x40；

ZESR_VERS：16bits，固定为0x0001；

ZESRTYPE：16bits，报文类型；

CTRL_VLAN_ID：16bits，控制VLAN ID；

LEVEL：8bits，分段链路层次号，主层次环为0，低层次环大于0；

SEG_ID：8bits，分段链路ID标识，主环为0；

SYSTEM_MAC_ADDR：48bits，发送节点的MAC地址；

HELLO_TIMER：16bits，主节点设置hello发送周期(单位为秒)；

FAIL_TIMER：16bits，主节点设置的fail超时时间(单位为秒)；

STATE：8bits，节点状态；

HELLO_SEQ：16bits，hello帧的序列号，由主节点生成；

ZESRTYPE值定义：

HEALTH             ＝5

RING-UP-FLUSH-FDB  ＝6

RING-DONW-FLUSH-FDB＝7

LINK-DOWN          ＝8

其他值保留；

STATE值定义：

IDLE               ＝0

COMPLETE           ＝1

FAILED             ＝2

LINKS-UP           ＝3

LINKS-DOWN      ＝4

PRE-FORWARDING  ＝5

其他值保留。

参考图4，说明根据本发明实施例的以太环智能保护方法。该以太环智能保护方法将支持相同业务VLAN、使用相同域ID和控制VLAN的交换机节点限定在一个以太环智能保护域内。如图4所示，该方法包括以下步骤：S402，将多个以太环中的一个以太环作为主层次环，将连接在主层次环或上一层次段链路的两个接入端口之间的分段链路作为低层次段链路，其中，主层次环为单环；S404，主层次环上的各个节点对主层次环链路进行检测，保持主层次环上保护业务VLAN内的任意两个节点之间最多有一条连通的逻辑路径，其中，第一协议帧在主层次环内传输；以及S406，低层次段链路上的各个节点对低层次段链路进行检测，保持低层次环上保护业务VLAN内的任意一个节点与其他节点之间最多有一条连通的逻辑路径，其中，第二协议帧在该低层次段链路内传输并且低层次段链路中的主节点或边界节点将第三协议帧发送至高层次节点，通知高层次节点更新端口MAC地址表。

其中，其他节点包括除任意一个节点所在的低层次段链路外的其他层次段链路内的节点。

其中，主层次环中的主节点包括主端口和次端口，在主层次环完好的情况下，主层次环中的主节点阻塞其次端口；在主层次环发生故障的情况下，主层次环中的主节点放开其次端口，并刷新端口MAC地址。

在低层次段链路完好的情况下，低层次段链路中的主节点或边界控制节点阻塞其次端口；在低层次段链路发生故障的情况下，低层次段链路中的主节点或边界控制节点放开其次端口，并刷新端口MAC地址。

在较低层次的低层次段链路进行切换需要更新端口地址表的情况下，较低层次的低层次段链路通知较高层次的低层次段链路更新端口地址表；在较高层次的低层次段链路进行切换需要更新端口地址表的情况下，较高层次的低层次段链路不通知较低层次的低层次段链路更新端口地址表。

其中，第一协议帧包括以下至少一种：链路健康检测帧、通知链路故障帧、通知链路完好帧、链路故障告警帧。第二协议帧包括以下至少一种：链路健康检测帧、链路故障告警帧。第三协议帧包括以下至少一种：通知链路故障帧、通知链路完好帧。

在主层次环或低层次段链路故障期间，检测链路，在链路恢复的情况下，主层次环的主节点或低层次段链路的主节点或边界控制节点阻塞其次端口，并刷新端口的MAC地址表。协议帧包括：层次号信息和段号信息。

参考图5，说明应用了根据本发明实施例的以太环智能保护方法的实例。首先，从多个相交环中预先选定一个主层次环，其余的环就退化为低层次段链路。如图5所示，节点S1、S2、S3、S4组成了主层次环，S2为主节点。对其他链路进行层次和段的划分，(level 1，seg1)包括节点S1、S5、S4，其中，S1是边界控制节点，S5是传输节点，S4是边界协助节点，S1和S4都是边界节点，在不同的层次中角色不一样；(level 1，seg 2)包括节点S3、S6、S4，其中，S3是边界协助节点，S6是主节点，S4是边界协助节点；(level2，seg 1)包括节点S5、S7、S6，其中，S5是边界协助节点，S7是主节点，S6是边界协助节点。层次号level数值越大，其层次越低。

在主层次环中，主节点S2从主端口1周期性地发送hello帧，在次端口2接收hello帧，同时主层次上各个节点也在检测各自端口的链路状态。当主层次环无故障时，主层次主节点的次端口阻塞，即节点S2的端口2阻塞。如果在规定的时间内主节点的次端口没有收到hello帧，或者主节点收到链路故障告警link-down帧，则认为环发生故障，主节点S2的端口2放开，向主层次环发送flush-down帧，主层次的传输节点收到flush-down帧后，刷新两个端口的MAC地址表。为了避免链路恢复时有环路产生，节点检测到端口对应链路有故障时把端口阻塞。当主层次主节点S2的次端口2收到hello帧时，认为环恢复，将次端口2阻塞，向主层次链路发送flush-up帧，主层次的传输节点收到flush-up帧后，刷新两个端口的MAC地址表。故障链路两端的端口检测到链路恢复时，把端口置为pre-forward状态，如果收到本层次flush-up帧，则把端口放开，如果超时未收到本层次flush-up帧，则自动放开。

低层次段链路上的边界控制节点、边界辅助节点和主节点同主层次环的节点角色有一些差别，对于链路的节点角色定义有两种方式，一是层次段链路中将两个边界接入节点分别配置为边界控制节点和边界协助节点，层次段链路中的其他节点为传输节点；二是层次段链路中将两个边界接入节点都配置为边界协助节点，层次段链路中的还需要配置一个主节点，其余节点为传输节点。图5中的链路(level 1，seg 1)为定义一，链路(level 1，seg 2)、(level 2，seg 1)为定义二。

低层次段链路(level 1，seg 1)中的配置是上述定义一，具体实现包括以下步骤：

S602，边界控制节点S1从边界接入端口3周期性地发送hello帧；

S604，边界协助节点S4从边界接入端口4收到步骤S602中的hello帧后，从端口4把帧反弹回去；

S606，边界控制节点S1从端口3收到边界协助节点反弹回来的hello帧；

S608，节点S1的端口3、节点S5的端口1和2、节点S4的端口4也在检测端口的链路状态，当检测到链路故障时，向边界控制节点S1和边界协助节点S4通知链路故障告警，发送故障告警帧link-down，当低层次段链路(level 1，seg 1)无故障时，边界控制节点S1的边界接入端口3阻塞；

S610，如果边界控制节点S1在规定的时间内没有收到hello帧，或者收到链路故障告警通知，则认为链路(level 1，seg 1)发生故障，将边界接入端口3放开，向本层次和上层次发送flush-down帧，即从端口3、1、2发送；

S612，如果边界协助节点S4在规定的时间内没有收到hello帧，或者收到链路故障告警通知，则认为链路(level 1，seg 1)发生故障，向本层次和上层次发送flush-down帧，即从端口4、1、2发送；

S614，本层次的节点和上层次的节点收到flush-down帧后，刷新端口的MAC地址表；

S616，当边界控制节点S1重新收到hello帧时，认为链路恢复，将边界接入端口3阻塞，向本层次和上层次发送flush-up帧，即从端口3、1、2发送；

S618，本层次的节点收到flush-up帧后，刷新端口地址；

S620，对于边界协助节点S4，如果发现上层次还没有收到flush-up帧，则主动把flush-up帧转送到上个层次；

S622，上层次的节点收到flush-up帧后，刷新端口地址，故障链路两端的端口检测到链路恢复时，把端口置为预放开状态，如果收到本层次flush-up帧则把端口放开，如果超时未收到本层次flush-up帧，则自动放开。

低层次段链路(level 1，seg 2)中的配置是上述定义二，具体实现包括以下步骤：

S702，主节点S6从主端口2和次端口1周期性地发送hello帧；

S704，边界协助节点从边界接入端口收到步骤S702中的hello帧后把帧反弹回去；

S706，主节点S6从主次端口收到步骤S704中反弹回来的hello帧；

S708，节点S3的端口2、节点S6的端口1和2、节点S4的端口3也在检测端口的链路状态，当检测到链路故障时，向边界协助节点和主节点通知链路故障告警，发送故障告警帧link-down，当低层次段链路(level 1，seg 2)无故障时，主节点的次端口1阻塞；

S710，如果主节点的主端口或者次端口在规定的时间内没有收到hello帧，或者收到链路故障告警通知，则认为链路(level 1，seg2)发生故障，将次端口1放开，向主端口和次端口发送flush-down帧；

S712，如果边界协助节点在规定的时间内没有收到hello帧，或者收到链路故障告警通知，则认为链路(level 1，seg 2)发生故障，向本层次和上层次发送flush-down帧；

S714，本层次的节点和上层次的节点收到flush-down帧后，刷新端口的MAC地址表，边界协助节点收到flush-down帧后，如果发现上层次还没有收到flush-down帧，则还要向上层次传送；

S716，当主节点重新在主端口和从端口都收到hello帧时，认为链路恢复，将从端口1阻塞，向主端口和从端口发送flush-up帧，即从端口1、2发送；

S718，本层次的节点收到flush up帧后，刷新端口地址；

S720，对于边界协助节点，如果发现上层次还没有收到flush-up帧，则主动把flush-up帧转送到上个层次；

S722，上层次的节点收到flush-up帧后，刷新端口地址；故障链路两端的端口检测到链路恢复时，把端口置为pre-forward状态，如果收到本层次flush-up帧则把端口放开，如果超时未收到本层次flush-up帧，则自动放开。

低层次段链路(level 2，seg 1)的运行方式与(level 1，seg 2)相同，但是当(level 1，seg 1)、(level 1，seg 2)的边界接入控制节点和边界协助节点从边界接入端口收到低层次段链路(level 2，seg1)的flush-up帧和flush-down帧时，都要继续向上层次转送。

从上述的实例可见，基于EAPS和ZESR机制的以太环网保护方法对网络拓扑进行层次和段的划分，不受网络拓扑复杂性的限制，配置简单，可操作性强，从根本上解决了在多环相切复杂拓扑情况下的以太环网故障保护倒换的难题，提高了相切环的抗故障能力，极大的扩大了以太环网组网应用范围。

综上所述，本发明提供了一种保护以太复杂多环的方法。该方法通过对于VLAN(Virtual Local Area Network)内链路进行层次和段的划分，保护交换机节点形成的任意拓扑结构环。当链路完好时阻塞端口防止环路上的广播风暴，链路故障时启用备份链路恢复各个节点间的通信，具有实现简单、实用性强、快速收敛的特点(不超过50ms)，且收敛时间和被保护环上节点数无关。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种以太环智能保护方法，将支持相同业务VLAN、使用相同域ID和控制VLAN的交换机节点限定在一个以太环智能保护域内，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S402，将所述多个以太环中的一个以太环作为主层次环，将连接在主层次环或上一层次段链路的两个接入端口之间的分段链路作为低层次段链路，其中，所述主层次环为单环；

S404，所述主层次环上的各个节点对所述主层次环链路进行检测，保持所述主层次环上保护业务VLAN内的任意两个节点之间最多有一条连通的逻辑路径，其中，第一协议帧在所述主层次环内传输；以及

S406，所述低层次段链路上的各个节点对所述低层次段链路进行检测，保持所述低层次环上保护业务VLAN内的任意一个节点与其他节点之间最多有一条连通的逻辑路径，其中，第二协议帧在该低层次段链路内传输并且所述低层次段链路中的主节点或边界节点将第三协议帧发送至高层次节点，通知高层次节点更新端口MAC地址表。

2.根据权利要求1所述的以太环智能保护方法，其特征在于，所述其他节点包括除所述任意一个节点所在的低层次段链路外的其他层次段链路内的节点。

3.根据权利要求1所述的以太环智能保护方法，其特征在于，所述主层次环中的主节点包括主端口和次端口，其中：

在所述主层次环完好的情况下，所述主层次环中的主节点阻塞其次端口；以及

在所述主层次环发生故障的情况下，所述主层次环中的主节点放开其次端口，并刷新端口MAC地址。

4.根据权利要求3所述的以太环智能保护方法，其特征在于：

在所述低层次段链路完好的情况下，所述低层次段链路中的主节点或边界控制节点阻塞其次端口；以及

在所述低层次段链路发生故障的情况下，所述低层次段链路中的主节点或边界控制节点放开其次端口，并刷新端口MAC地址。

5.根据权利要求4所述的以太环智能保护方法，其特征在于：

在较低层次的低层次段链路进行切换需要更新端口地址表的情况下，所述较低层次的低层次段链路通知较高层次的低层次段链路更新端口地址表；以及

在较高层次的低层次段链路进行切换需要更新端口地址表的情况下，所述较高层次的低层次段链路不通知较低层次的低层次段链路更新端口地址表。

6.根据权利要求5所述的以太环智能保护方法，其特征在于，所述第一协议帧包括以下至少一种：链路健康检测帧、通知链路故障帧、通知链路完好帧、链路故障告警帧。

7.根据权利要求5所述的以太环智能保护方法，其特征在于，所述第二协议帧包括以下至少一种：链路健康检测帧、链路故障告警帧。

8.根据权利要求5所述的以太环智能保护方法，其特征在于，所述第三协议帧包括以下至少一种：通知链路故障帧、通知链路完好帧。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的以太环智能保护方法，其特征在于，在所述主层次环或所述低层次段链路故障期间，检测链路，在链路恢复的情况下，所述主层次环的主节点或所述低层次段链路的主节点或边界控制节点阻塞其次端口，并刷新所述端口的MAC地址表。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的以太环智能保护方法，其特征在于，所述协议帧包括：层次号信息和段号信息。

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