CN101079795A - 数据转发方法及转发设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据转发方法，该方法包括：创建至少包括三个端口的扩展灵活链路组，其中，一个端口为从端口，其余端口都为主端口；正常情况下，通过主端口转发数据；当主端口故障时，激活从端口转发数据。本发明采用一个从端口来备份多个主端口，从而提高了端口利用率和带宽利用率。与上述方法相对应，本发明还提供一种转发设备。

Description

数据转发方法及转发设备

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种数据转发方法及转发设备。

背景技术

为了消除网络环路，可通过生成树协议(STP)有选择性地阻塞网络冗余链路。STP是“计算型”的协议，网络中的每个转发设备通过计算自身端口角色，从而决定自身端口是进入转发状态或是阻塞状态。然而，STP收敛速度很慢，不能满足应用的深入和网络的发展。

为了达到阻塞冗余链路的目的，本申请人针对双上行环网推出了灵活链路技术。灵活链路技术核心在于将转发设备的两个端口设置为主备关系，正常情况下，阻塞从端口，通过主端口转发数据，主端口故障时，通过从端口转发数据。在阻塞冗余链路的同时，具备备份链路功能。

参见图1，是灵活链路技术应用的一个典型组网示意图。其中，转发设备X1具有两个上行端口X11和X12，为端口X11和端口X12创建一个灵活链路组(smart_link)。目前的灵活链路组，都只针对两个端口，一个为主端口，另一个为从端口，所谓从端口即包含备份主端口数据的含义。其中，设置端口X11为主端口，其所在链路为主链路；设置端口X12为从端口，其所在链路为从链路。正常情况下，阻塞从端口X12，通过主端口X11转发数据；当主端口X11故障时，切换到从端口X12，通过从端口X12转发数据。可见，一个smart link配置有统一的数据允许范围，例如实例n，所述实例是指多个虚拟局域网(VLAN)的集合，在正常情况下，主端口转发实例n的数据，主端口故障时，激活从端口转发数据，也就是说主端口和从端口配置的“数据范围”是相同的，只是主备关系而已。

由于现有灵活链路技术是针对只有两个端口的双上行环网提出的，也即采用一个从端口备份一个主端口的机制，对于更为复杂或更为广泛的组网方式，这种“一对一”的主备机制不够灵活，例如，当有3个主端口时，必须要有3个从端口分别备份，网络绝大多数正常运行的情况下，这多个备用端口只能处于阻塞状态，从资源利用最大化的角度，是一种较大浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明在现有灵活链路技术的基础上，提供一种更加灵活、适用更广泛组网方式的数据转发方法及转发设备。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种数据转发方法，包括步骤：创建至少包括三个端口的扩展灵活链路组，其中，一个端口为从端口，其余端口都为主端口；正常情况下，通过主端口转发数据；当主端口故障时，激活从端口转发数据。

优选地，配置某些主端口互为备份；当一个主端口故障时，判断是否存在正常的备份主端口，若是，利用所述备份主端口转发故障主端口的数据，否则，启动从端口转发故障主端口的数据。

或者，配置所有主端口互为备份；当一个主端口故障时，选择其余一个正常主端口转发故障主端口的数据；当所有主端口故障时，才启动从端口转发数据。

或者，只要任一个主端口故障，即启动从端口，利用从端口转发故障主端口的数据。

其中，对从端口的配置是静态进行的：在对转发设备初始化阶段，配置从端口允许转发所有主端口所允许转发的数据。

或者，对从端口的配置是动态进行的：当某一个主端口故障时，将该故障主端口所允许转发的数据实时配置到从端口；当某一个主端口从故障状态转为正常，取消从端口允许转发该主端口对应数据的配置。

一种转发设备，包括用于判断端口状态并发出端口正常或故障指示的端口状态判断单元，以及负责接收数据的接收单元，该设备还包括至少由三个端口组成的端口集，以及：配置单元，用于对各端口进行角色配置，其中，配置一个端口为从端口，其余都为主端口；调度单元，当主端口故障时，用于激活从端口转发所述数据。

所述调度单元，当获知一个主端口故障时，立即激活从端口，控制从端口转发故障主端口的数据。

上述转发设备还包括：配置指示单元，用于指示所述配置单元配置某些主端口互为备份；所述调度单元，当获知一个主端口故障时，用于控制该故障主端口的备份主端口转发数据；当备份主端口也故障时，用于激活从端口，控制从端口转发故障主端口的数据。

上述转发设备还包括：配置指示单元，用于指示所述配置单元配置所有主端口互为备份；所述调度单元，当获知一个主端口故障时，用于控制另一个正常主端口转发故障主端口数据；当获知所有主端口都故障时，用于激活从端口，控制从端口转发故障主端口的数据。

对于现有技术与本发明的对比分析如下：

不同于现有技术中采用一对一的备份机制，本发明采用一个从端口备份多个主端口，在网络正常情况下，仅有一个从端口空闲，而不至于像现有技术中那样浪费多个从端口的资源，因此，提高了端口利用率和带宽利用率，本发明可适用于环形组网方式以及倒树型组网方式，更具有广泛性。优选地，可配置各主端口互为备份，从而在各主端口之间进行负载分担。

附图说明

图1为现有灵活链路技术所应用的组网示意图；

图2为本发明实施例一中组网示意图；

图3为本发明实施例二中组网示意图；

图4为本发明实施例三流程图；

图5为本发明转发设备结构示意图之一；

图6为本发明转发设备结构示意图之二。

具体实施方式

本发明在现有灵活链路技术上进行改进，以适用更加灵活的组网方式，在防止网络环路、实现链路备份的基础上，提高带宽资源利用率。

概括而言，本发明是对现有灵活链路组进行扩展，扩展灵活链路组(扩展smart_link)包含至少三个端口，一个为从端口，其余都为主端口；当所述转发设备接收到数据后，正常情况下，通过主端口转发数据；当主端口故障时，启动从端口转发数据。

本发明中的从端口和现有灵活链路技术中的从端口含义一致。

本发明中的端口可以是一个聚合组。其中，有多种情况会导致端口故障，包括启用和关闭、光纤的错纤故障及单纤故障等。

在具体实施时，可以在主端口和从端口上配置实例，通过实例来作为允许转发数据的标识。正如前面介绍，所谓实例就是多个VLAN的集合，这种将多个VLAN捆绑到一个实例中去的方式可以节省通信开销和资源占用率。当然，本发明并不限于在端口上配置实例来标识所允许转发的数据，也可以直接配置VLAN ID，或者直接配置数据标识等。

可见，由于本发明针对存在多个主端口的组网情况，因此对一个“扩展smart_link”中各主端口所配置的数据范围是不同的，对于从端口，则需要配置所有故障主端口数据，这样才能起到备份的作用，这其中从端口配置又分为静态配置和动态配置之分。

下面结合附图，对本发明实施例作详细介绍。

首先，介绍本发明实施例一：

参见图2，为一种组网示意图。其中，交换设备A具有上行的三个端口：端口A11、端口A12和端口A13，其中配置一个端口为从端口，其余端口为主端口，从端口作为所有主端口的备份端口。正常情况下，通过主端口转发数据，阻塞从端口，当主端口故障，启用从端口代替主端口转发数据。本实施例对主端口和从端口的配置采用静态配置的方式，即各端口所允许转发的数据范围在一开始即配置完成。

对于图1，本实施例的步骤包括：

1、对各端口进行配置，包括实例的配置以及端口状态的配置；

①配置端口A11为转发状态，并在端口A11上配置实例1，实例1包括VLAN1-VLAN500；

②配置端口A12为转发状态，并在端口A12上配置实例2，实例2包括VLAN501-VLAN1000；

③配置端口A13为阻塞状态，并在端口A13上配置实例1和实例2，包括VLAN1-VLAN1000。

通过上述配置，即确定了端口A11和端口A12为主端口、端口A13为从端口的角色。

2、交换设备A接收数据，假设该数据来自VLAN30；

3、交换设备A解析数据，获知该数据来自VLAN30；

4、由于预先在端口A11配置VLAN30，因此，在正常情况下，通过端口A11转发该数据；

5、当端口A11故障时，激活从端口A13，通过端口A13转发该数据；

6、当主端口A11恢复后，将从端口A13去激活，又重新通过主端口A11转发来自VLAN30的数据。

可见，通过本实施例提供的方法，能够实现一条链路(从端口对应的链路)备份多条链路(所有主端口对应的链路)的效果。如果采用现有技术，有两个主端口时，必须要分别配置两个从端口分别备份两个主端口，而本实施例只需要一个从端口，即可完成，提高了资源利用率。

下面，介绍本发明实施例二：

与实施例一对各端口采用静态配置的方式不同，本实施例对从端口采用动态配置。而且，为了体现本发明所适用组网结构的广泛性，本实施例以“倒树型”结构网络为例，对动态配置从端口实施的过程进行说明。对于与图2类似的环形结构网络，本实施例也是同样适用的。

参见图3，为一个倒树型结构组网示意图。其中，交换设备B具有上行的四个端口，分别是端口B11、端口B12、端口B13和端口B14。

对于图3所示的组网方式，因为没有形成环路，因而无法通过目前的二层网络协议STP等计算出各端口的状态；而现有的灵活链路技术也是从仅具有两个上行端口的环形网络出发，对于具有大量端口的倒树型组网结构则没有涉及。

对于上面提到的动态配置从端口，是指当从端口阻塞时，不对其配置任何VLAN。当某一个或某些主端口故障时，再将故障主端口所配置的VLAN动态配置到从端口上，继而通过从端口转发数据。当故障主端口恢复后，再将从端口相应配置的VLAN取消。

对于图2，本实施例的步骤包括：

1)对各端口进行配置，包括对主端口实例的配置及端口状态的配置，对从端口状态的配置；

①配置端口B11为转发状态，并在端口B11上配置实例1，实例1包括VLAN1-VLAN500；

②配置端口B12为转发状态，并在端口B12上配置实例2，实例2包括VLAN501-VLAN1000；

③配置端口B13为转发状态，并在端口B13上配置实例3，实例3包括VLAN1001-VLAN2000；

④配置端口B14为阻塞状态。

通过上述配置，即确定了端口B11、端口B12和端口B13均为主端口、端口B14为从端口的地位。

2)交换设备B接收数据，假设该数据来自VLAN1050；

3)交换设备B解析数据，获知该数据来自VLAN1050；

4)由于预先在端口B13配置VLAN1050，因此，在正常情况下，通过端口B13转发该数据；

5)当端口B13故障时，激活从端口B14，并且，对端口B14进行配置实例3，也即VLAN1001-VLAN2000；

6)通过端口B14转发来自VLAN1050的数据；

7)取消配置端口B14上的实例3；

8)当主端口B13恢复后，重新激活主端口B13转发来自VLAN1050的数据。

实际上，实施例一所采用的静态配置的方式，可以理解为在主端口和从端口上对某一实例进行了“双重配置“，例如，对实施例一中所提供的实例1，不但在端口A11进行了配置，在端口A13配置的范围也包括了实例1。而本实施例中，则可以理解为“抢占配置”，例如，对于实例3，正常情况下是端口B13配置，当端口B13故障时，由端口B14抢占配置，当端口B13恢复后，端口B13又抢占实例3，而端口B14取消配置。

本实施例这种配置方式更加灵活，当各主端口都正常时，不需要对从端口进行预先配置，减少了配置操作，简化了操作流程。而且，由于在实际运行中，各主端口上所配置的VLAN可能是变化的，因此这种方式更加灵活，实用性更强。

最后，介绍本发明实施例三：

本实施例在上述实施例的基础上，对各主端口的配置进一步改进，在各主端口上实现了负载分担的功能。

简言之，本实施例配置多个主端口所允许转发的VLAN范围相同，但在正常情况下又各自负责转发来一部分VLAN的数据，可以理解为，在各主端口之间引入备份机制，当一个主端口故障时，采用另外正常的主端口转发故障主端口的数据，而不激活从端口，当所有主端口故障时，才激活从端口，利用从端口来转发数据。当然，对于从端口的配置，可采用实施例一的静态配置方式，也可以采用实施例二的动态配置方式。

仍以图3为例，采用静态配置从端口的本实施例方法流程参见图4，包括：

步骤401：对各端口进行配置，包括对实例的配置及端口状态的配置，从而完成主端口和从端口的角色，其中配置各主端口的VLAN范围相同、但正常情况下又各自转发总范围内的一部分VLAN；

例如，各主端口VLAN范围是VLAN1-VLAN2000，那么，将VLAN1-VLAN2000划分为主端口个数相应的分数，每份VLAN与每个主端口对应，正常情况下，各主端口转发来自对应VLAN的数据。

配置端口B11、B12和B13为转发状态，VLAN范围都是VLAN1-VLAN2000，并进一步配置端口B11、B12和B13对应的VLAN为：VLAN1-500、VLAN501-VLAN1000和VLAN1001-VLAN2000；

配置端口B14为阻塞状态，并配置VLAN1-VLAN2000。

通过上述配置，即确定了端口B11、端口B12和端口B13均为主端口、端口B14为从端口的地位。

步骤402：交换设备B接收数据，假设该数据来自VLAN1050；

步骤403：交换设备B解析数据，获知该数据来自VLAN1050；

步骤404：判断VLAN1050对应的主端口B13是否正常？若是，执行步骤405，否则，执行步骤406；

步骤405：通过端口B13转发该数据；

步骤406：判断是否存在正常的其余主端口？如果是，执行步骤407，否则，说明所有主端口都故障，此时执行步骤408；

步骤407：利用一个正常的主端口，例如B11或B12，转发来自VLAN1050的数据；

步骤408：激活从端口B14，通过端口B14转发来自VLAN1050的数据。

可见，当一个主端口故障时，启用另一个主端口转发故障主端口数据，也即在主端口之间进行负载分担，只有在所有主端口都故障时，才会激活从端口，从而备份主端口。

实际上，除了配置所有主端口互为备份，还可以只选择主端口中的一部分互为备份，当某个主端口故障时，判断是否存在正常的备份主端口，若是，可以通过正常的备份主端口转发数据，否则，激活从端口转发数据。仍以图3为例，只配置B11和B12互为备份，而B13与它们转发数据范围不同，例如B11和B12允许范围都是VLAN1-VLAN1000，正常情况下，B11对应VLAN1-VLAN500，B12对应VLAN501-VLAN1000，另外，配置B13转发范围是VLAN1001-VLAN2000，配置从端口B14范围是VLAN1-VLAN2000；当B11故障时，首先判断它的备份主端口B12是否正常，若是，通过B12转发B11的数据，否则，再激活从端口B14，利用B14转发B11的数据，此时，由于B12也是故障的，因此B12的数据也是由B14转发。

与上述方法相对应，本发明还提供一种转发设备。该设备可应用于环形网络或者倒树型网络。

参见图5，为本发明提供的转发设备示意图之一。该转发设备包括至少由三个端口组成的端口集501，此外，该设备还包括配置单元502、端口状态判断单元503、接收单元504和调度单元505。配置单元502，用于对各端口进行角色配置，其中，配置一个端口为从端口，其余都为主端口；端口状态判断单元503，用于判断主端口状态，并发出主端口正常或故障的指示；接收单元504，负责接收数据；调度单元505，当主端口故障时，用于激活从端口转发数据。调度单元505，当获知一个主端口故障时，立即激活从端口，控制从端口转发故障主端口的数据。

优选地，

参见图6，本发明提供的转发设备还包括配置指示单元506，用于指示配置单元502配置各主端口互为备份；调度单元505，当获知一个主端口故障时，用于控制另一个正常主端口转发故障主端口数据；当获知所有主端口都故障时，用于激活从端口，控制从端口转发故障主端口的数据。

或者，

配置指示单元506，用于指示配置单元502配置某些主端口互为备份；调度单元505，当获知一个主端口故障时，用于控制正常备份主端口转发故障主端口数据；若备份主端口也故障，用于激活从端口，控制从端口转发故障主端口的数据。

对于转发设备的实现细节，与方法实施例类似，在此不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1、一种数据转发方法，其特征在于，包括：

创建至少包括三个端口的扩展灵活链路组，其中，一个端口为从端口，其余端口都为主端口；

正常情况下，通过主端口转发数据；当主端口故障时，激活从端口转发数据。

2、根据权利要求1所述方法，其特征在于，

只要任一个主端口故障，即启动从端口，利用从端口转发故障主端口的数据。

3、根据权利要求1所述方法，其特征在于，

配置某些主端口互为备份；

当一个主端口故障时，判断是否存在正常的备份主端口，若是，利用所述备份主端口转发故障主端口的数据，否则，启动从端口转发故障主端口的数据。

4、根据权利要求1所述方法，其特征在于，

配置所有主端口互为备份；

当一个主端口故障时，选择其余一个正常主端口转发故障主端口的数据；当所有主端口故障时，才启动从端口转发数据。

5、根据权利要求1、2、3或4所述方法，其特征在于，

对从端口的配置是静态进行的：在对转发设备初始化阶段，配置从端口允许转发所有主端口所允许转发的数据。

6、根据权利要求1、2、3或4所述方法，其特征在于，

对从端口的配置是动态进行的：当某一个主端口故障时，将该故障主端口所允许转发的数据实时配置到从端口。

7、根据权利要求6所述方法，其特征在于，当某一个主端口从故障状态转为正常，取消从端口允许转发该主端口对应数据的配置。

8、一种转发设备，包括用于判断端口状态并发出端口正常或故障指示的端口状态判断单元，以及负责接收数据的接收单元，其特征在于，该设备还包括至少由三个端口组成的端口集，以及：

配置单元，用于对各端口进行角色配置，其中，配置一个端口为从端口，其余都为主端口；

调度单元，当主端口故障时，用于激活从端口转发所述数据。

9、根据权利要求8所述设备，其特征在于，

所述调度单元，当获知一个主端口故障时，立即激活从端口，控制从端口转发故障主端口的数据。

10、根据权利要求8所述设备，其特征在于，还包括：

配置指示单元，用于指示所述配置单元配置某些主端口互为备份；

所述调度单元，当获知一个主端口故障时，用于控制该故障主端口的备份主端口转发数据；当备份主端口也故障时，用于激活从端口，控制从端口转发故障主端口的数据。

11、根据权利要求8所述设备，其特征在于，还包括：

配置指示单元，用于指示所述配置单元配置所有主端口互为备份；

所述调度单元，当获知一个主端口故障时，用于控制另一个正常主端口转发故障主端口数据；当获知所有主端口都故障时，用于激活从端口，控制从端口转发故障主端口的数据。

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