CN101083625B - 一种加快链路收敛的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加快链路收敛的方法及装置。本发明实施例中，采用链路状态检测协议，对链路状态进行检测，获取链路状态变化信息；根据所述链路状态变化信息，应用生成树协议进行链路收敛处理，从而快速、准确的获取传输链路状态变化信息，确保了拓扑计算结果的正确性，加快了进行链路收敛处理的速度。

Description

一种加快链路收敛的方法及装置 

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种加快链路收敛的方法及装置。 

背景技术

多生成树协议(MSTP)是生成树协议(STP)的一个最新版本。MSTP可以弥补STP和快速生成树协议(RSTP)中存在的一些缺点。MSTP既可以快速收敛，也能使不同虚拟局域网(VLAN)的流量沿各自的路径分发，从而为冗余链路提供了很好的负载分担机制。 

MSTP把一个交换网络划分成多个域，每个域内形成多棵生成树，生成树之间彼此独立。每棵生成树叫做一个多生成树实例(MSTI)，每个域叫做一个多生成树(MST)域。 

MSTP通过设置VLAN映射表(即VLAN和MSTI的对应关系表)，把VLAN和MSTI联系起来。 

当网络中的设备，如路由器，采用MSTP作为数据链路层的管理协议，通过直联链路或传输设备、隧道等进行连接时，路由器按照MSTP的规定，周期性的从优先级较高的端口向对端优先级较低的端口发送MSTP所属的桥协议数据单元(BPDU)报文。 

如果直联链路发生故障，如附图1所示，依据以太网接口的Link机制，路由器的端口物理状态将变化为Down，随后这一事件通告给路由器，触发路由器根据MSTP进行拓扑变化过程。从链路Down到路由器获知这一事件大约在1-2秒左右。 

如果链路中间的传输设备或隧道出现故障，如附图2所示，此时链路实际 已不可用，但路由器上的接口物理状态不会发生变化，因为有可能从路由器到中间传输设备的链路是畅通的。此时路由器不能得到端口物理状态的通知。随后，经过3个BPDU HelloTime时间，下游路由器由于不能收到BPDU报文，引发路由器根据MSTP进行拓扑变化过程。由于默认的BPDUHelloTime为2秒，因此从链路故障到路由器获知这一事件大约在6秒以上。 

而且，当路由器根据MSTP开始拓扑重新计算时，完全依据接口物理状态。当传输链路发生故障后，网络中相连的一个路由器由于无法收到其对端路由器发来的BPDU报文，从而触发拓扑变化。但由于所述两个相连路由器对应端口物理状态都为UP，但又互相接收不到对方的BPDU报文，因此，最终计算结果根据路由器上其他端口的优先级，有可能是双方都会发送BPDU报文，而使得其他正常链路处于Discarding状态，导致拓扑计算错误。 

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术存在以下缺点：目前采用MSTP作为数据链路层管理协议的路由器，根据端口的物理状态变化来触发拓扑变化过程，链路状态变化的感知较慢，而且主要基于硬件实现，可扩展性差，不能适应大型二层城域网或二层广域承载网高可靠性的需要。由于采用MSTP的路由器不能尽早感知到链路状态的变化，从而可能导致链路收敛速度将受到影响，且有发生错误的可能。 

发明内容

本发明实施例要解决的主要技术问题是提供一种加快链路收敛的方法及装置，从而加快了传输链路进行正确链路收敛的速度。 

本发明实施例提供了一种加快链路收敛的方法，所述方法包括： 

采用链路状态检测协议，对链路状态进行检测，获取链路状态变化信息，并将所述获取的链路状态变化信息保存于网络设备的端口状态表中； 

查询所述端口状态表，根据所述端口状态表中描述的链路状态变化信息，触发应用生成树协议进行链路收敛处理。 

本发明实施例还提供了一种加快链路收敛的装置，所述装置包括： 

链路状态变化信息获取模块，用于采用链路状态检测协议，对链路状态进行检测，获取链路状态变化信息，并将所述获取的链路状态变化信息保存于网络设备的端口状态表中； 

链路收敛处理模块，用于查询所述网络设备的端口状态表，并根据所述链路状态变化信息获取模块保存于所述端口状态表中的链路状态变化信息，触发应用生成树协议进行链路收敛处理。 

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例中，采用链路状态检测协议，对链路状态进行检测，获取链路状态变化信息；根据所述链路状态变化信息，应用生成树协议进行链路收敛处理，从而快速、准确的获取传输链路状态变化信息，确保了拓扑计算结果的正确性，加快了进行链路收敛处理的速度。 

附图说明

图1为现有技术中，路由器采用直联链路结构示意图； 

图2为现有技术中，路由器采用传输设备、隧道等组网结构示意图； 

图3为本发明实施例提供的加快链路收敛方法的流程图； 

图4为本发明实施例提供的加快链路收敛装置的结构示意图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。 

本发明实施例提供的加快链路收敛方法中，采用链路状态检测协议，对链路状态进行检测，获取链路状态变化信息，并根据链路状态变化信息，应用生成树协议进行链路收敛处理，从而加快了路由器进行链路收敛处理的速度。 

本发明实施例提供的加快链路收敛方法，可以适用于采用生成树协议(STP)，快速生成树协议(RSTP)，以及多生成树协议(MSTP)的链 路，即本发明实施例中涉及的生成树协议包括STP，RSTP及MSTP。 

本发明实施例提供的加快链路收敛方法，可以采用双向链路前向检测技术协议(BFD)，或者全路径检测协议(APDP)等链路状态检测协议，或者其他链路状态检测协议，对传输链路进行检测，以获取链路状态变化信息。 

本发明实施例提供的加快链路收敛方法，将获取的链路状态变化信息保存于网络设备的端口状态表中。且网络设备可以为路由器，或者其他网络设备。 

本发明实施例提供的加快链路收敛方法，在实际应用过程中，可以通过查询网络设备的端口状态表，根据端口状态表中描述的链路状态变化信息，应用生成树协议进行链路拓扑计算，并根据计算结果进行链路收敛处理。 

本发明实施例提供的加快链路收敛方法，可以应用于采用直联链路的网络设备，也可以应用于中间存在传输设备、隧道等的组网中，或者其它情况下。下面，以网络设备为路由器，本发明应用于中间存在传输设备、隧道等的组网情况为例，对本发明进行详细表述。 

本实施例中，包括路由器R1和路由器R2，采用生成树协议作为数据链路层的管理协议，R1与R2之间包括有传输设备或隧道等，此时，在路由器R1的Ethernet 5/0/0端口，及对端路由器R2的Ethernet 2/0/0端口部署BFD或APDP等链路状态检测协议，对链路进行实时监测，以获取实施链路状态变化信息。本实施例实现流程如附图3所示，具体可以包括： 

步骤1，路由器周期性的从优先级较高的端口向对端优先级较低的端口发送桥协议数据单元(BPDU)报文。 

本实施例中，假设R1上的端口Ethernet 5/0/0优先级较高，而R2上相应的端口Ethernet 2/0/0优先级较低，那么，R1将周期性的发送BPDU报文给R2。 

此步骤中出现的周期，为MSTP所规定的Hello Time周期，这个周期通常为2秒钟，即路由器每隔2秒钟，发送一个BPDU报文。 

步骤2，获取链路状态变化信息。 

本实施例中，R1、R2均采用BFD，或者APDP等链路状态检测协议，对链路状态进行实时监测。如果链路状态发生变化，比如链路故障或链路恢复，这一变化将在毫秒级别被探测出来，大大加快了路由器获取链路状态信息的速度。本发明在具体实现过程中，也可以采用其它链路状态检测协议，对链路进行实时监测。 

步骤3，将获取的链路状态变化信息保存至对应的端口状态表中。 

当获取链路状态变化信息后，将这一信息保存至对应的网络设备中的端口状态表中。比如，若链路出现故障，将端口状态表中的端口状态设置为故障态。 

步骤4，触发拓扑计算过程。 

当链路状态变化信息被保存至路由器的端口状态表中后，路由器触发重新进行拓扑计算的过程。 

首先，路由器查询端口状态表，获取链路状态变化信息； 

然后，路由器触发本身的生成树协议功能模块，根据获取的链路状态变化信息，立即启动拓扑变化计算。 

这样将现有技术中通过端口物理状态变化，大约需要1秒左右的触发方式，改变为通过链路状态检测协议的触发方式，将路由器开始进行拓扑计算的时间提高到了50ms左右。 

步骤5，进行链路收敛处理。 

路由器根据重新进行的拓扑计算结果，对链路进行收敛处理。 

本实施例中，由于链路检测协议将端口状态表中的端口状态置为故障态，此时，生成树协议功能模块计算网络拓扑可以依据端口状态表，对端口 状态的描述，获得正确的信息，认为该链路故障，停止在R1的Ethernet 5/0/0上发送BPDU报文，而将其他的备份链路(如果存在的话)置为Forwarding状态，这样就启用了备份链路，使得生成树协议的环路保护和链路冗余能够支持存在传输设备或隧道的组网应用，且消除了现有技术中出现拓扑计算错误的问题，保证可靠性。 

本发明实施例提供的加快链路收敛方法，将现有技术中，网络设备依据接口物理状态来进行拓扑变化的触发和计算，修改为通过链路检测协议，如BFD、APDP等的检测结果，来进行拓扑变化和计算。一方面加快了网络设备获知网络拓扑变化，以便网络设备中的生成树协议功能模块尽快开始拓扑计算，加快网络重新收敛；另一方面能够解决中间包含有传输设备、隧道等的组网方式可能导致的生成树协议拓扑计算错误，使得生成树协议能够支持这些组网方式，拓展了生成树协议的适用范围；同时能够使得生成树协议原有的环路保护、链路冗余等有助于提高网络可靠性的功能继续发挥作用，保留了MSTP原有的优点。 

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成的，所述的程序可以存储与一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质可以为ROM/RAM、磁碟、光盘等。 

本发明实施例还提供了一种加快链路收敛的装置，该装置结构示意图如附图4所示，具体可以包括： 

(一)链路状态变化信息获取模块，用于采用链路状态检测协议，对链路状态进行检测，获取链路状态变化信息。 

链路状态变化信息获取模块具体还可以包括： 

保存单元，用于将链路状态变化信息获取模块获取的链路状态变化信息 保存于网络设备的端口状态表中。 

链路状态变化信息获取单元采用的链路状态检测协议包括： 

双向链路前向检测技术协议(BFD)，或者全路径检测协议(APDP)。也可以采用其他链路检测协议。 

(二)链路收敛处理模块，用于根据链路状态变化信息获取模块获取的链路状态变化信息，应用生成树协议进行链路收敛处理。 

链路收敛处理模块具体还可以包括： 

查询单元，用于查询网络设备中的端口状态表，以获取链路状态变化信息。 

拓扑计算单元，用于根据查询单元获取的链路状态变化信息，应用生成树协议进行拓扑计算。 

本发明实施例提供的加快链路收敛装置，可以适用于采用生成树协议(STP)，快速生成树协议(RSTP)，以及多生成树协议(MSTP)的链路，即本发明实施例中涉及的生成树协议包括STP，RSTP及MSTP。 

本发明实施例提供的加快链路收敛装置，将现有技术中，网络设备依据接口物理状态来进行拓扑变化的触发和计算，修改为通过链路检测协议，如BFD、APDP等的检测结果，来进行拓扑变化和计算。一方面加快了网络设备获知网络拓扑变化，以便网络设备中的生成树协议功能模块尽快开始拓扑计算，加快网络重新收敛；另一方面能够解决中间包含有传输设备、隧道等的组网方式可能导致的生成树协议拓扑计算错误，使得生成树协议能够支持这些组网方式，拓展了生成树协议的适用范围；同时能够使得生成树协议原有的环路保护、链路冗余等有助于提高网络可靠性的功能继续发挥作用，保留了生成树协议原有的优点。 

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例装置中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成的，所述的程序可以存储与 一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质可以为ROM/RAM、磁碟、光盘等。 

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。 

Claims (9)

1.一种加快链路收敛的方法，其特征在于，所述方法包括：

采用链路状态检测协议，对链路状态进行检测，获取链路状态变化信息，并将所述获取的链路状态变化信息保存于网络设备的端口状态表中；

查询所述端口状态表，根据所述端口状态表中描述的链路状态变化信息，触发应用生成树协议进行链路收敛处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路状态检测协议为：双向链路前向检测技术协议；

或全路径检测协议。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述链路状态变化信息，触发应用生成树协议进行链路收敛处理的过程包括：

根据所述链路状态变化信息，应用生成树协议进行链路拓扑计算，根据计算结果进行链路收敛处理。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在进行链路收敛处理的过程包括：以快速生成树协议或多生成树协议代替所述生成树协议进行链路收敛处理。

5.一种加快链路收敛的装置，其特征在于，所述装置包括：

链路状态变化信息获取模块，用于采用链路状态检测协议，对链路状态进行检测，获取链路状态变化信息，并将所述获取的链路状态变化信息保存于网络设备的端口状态表中；

链路收敛处理模块，用于查询所述网络设备的端口状态表，并根据所述链路状态变化信息获取模块保存于所述端口状态表中的链路状态变化信息，触发应用生成树协议进行链路收敛处理。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述链路状态变化信息获取模块中包括：

保存单元，用于将链路状态变化信息获取模块获取的链路状态变化信息保存于端口状态表中。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述链路状态变化信息获取模块采用的链路状态检测协议包括：

双向链路前向检测技术协议；

或全路径检测协议。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述链路收敛处理模块中包括：

查询单元，用于查询所述端口状态表，以获取所述链路状态变化信息。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述链路收敛处理模块中还包括：

拓扑计算单元，用于根据查询单元获取的链路状态变化信息，应用生成树协议进行拓扑计算。

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