CN101141325A - 一种网元标识冲突的检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网元标识冲突的检测方法，并包括如下步骤：网元接收到包含网元标识和网元区分字的检测报文，将所述检测报文中的网元标识和网元区分字，与本网元的网元标识和本网元预先获得的网元区分字分别进行比较，如果与本网元的网元标识相同，且与本网元的网元区分字不同，则确定网元标识在网络上存在冲突，触发进行冲突处理。本发明还公开了一种网元标识冲突的检测装置。使用本发明的实施例，可以在各种类型的网络中，动态并有效地检测网络中网元标识发生冲突的情况。

Description

一种网元标识冲突的检测方法和装置

技术领域

本发明涉及光网络通讯领域，特别涉及一种网元标识冲突的检测方法和装置。

背景技术

网元标识(Network Equipment Identifier，NE ID)作为网络中各网元区分于其它网元的标志，需要保证它在网络中的唯一性，如果两个网元的标识相同，那么必然会影响设备的正常运转，系统将出现异常，其上的业务也将受到影响。但是，很多情况下都会造成不同网元具有相同标识的情况，比如，多个子网合并为一个网络、修改配置某一个网元标识等，这些操作都有可能造成网元标识的冲突。在这种情况下，需要有可靠的措施进行网元标识冲突检测，确保网元标识的唯一性。然而，目前除了人为规划以外，并没有有效的手段来保证网内各网元标识的唯一性。

现有的地址解析协议(ARP)可以为IP地址和对应的物理地址之间提供动态映射。该协议中有一个特性称作免费ARP(gratuitous ARP)，指的是主机发送ARP查找自己的IP地址。而免费ARP的其中一个作用就是用于网络上的IP冲突检测；一个主机将自己的IP地址作为发送端和目的端的协议地址填入ARP请求中，并通过广播的方式在以太网上发送，但是该主机并不希望收到该请求的回答，如果收到回答，那么确定在网络上存在与本网元IP相同的网元，从而IP地址在网络上发生了冲突。

但是这种冲突检测方法具有很大的局限性：

ARP协议只能应用在广播网络中，不能用在点到点网络中；一般只用于IP地址冲突的检测，而不能对其它网元标识冲突进行检测；只能对同一网络内的冲突进行检测，而网络间的冲突无法检测。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提出一种网元标识冲突的检测方法和装置，

所述检测方法，包括如下步骤：

网元接收到包含网元标识和网元区分字的检测报文，将所述检测报文中的网元标识和网元区分字，与本网元的网元标识和本网元预先获得的网元区分字分别进行比较，如果与本网元的网元标识相同，且与本网元的网元区分字不同，则确定网元标识在网络上存在冲突，触发进行冲突处理。

所述装置包括：

网元区分字模块，用于获得网元区分字；

检测报文模块，用于接收包含网元标识和网元区分字的检测报文，在所述检测报文中解析出网元标识和网元区分字并输出；

比较模块，用于将来自所述检测报文模块的网元标识和网元区分字与本装置所在网元的网元标识和网元区分字进行比较，如果两个网元标识相同，而两个网元区分字不同，则输出冲突指示。

从以上技术方案可以看出，利用网络中唯一的网元区分字，可以在各种类型的网络中，动态并有效地检测网络中网元标识发生冲突的情况。不仅可以快速检测出网元标识发生冲突，并且也可以对冲突进行一系列的处理，本发明方案的实现并不依赖于具体的网络，或具体的网元类型，因此可以应用于任何网络的任何网元类型。

附图说明

图1为本发明实施例的处理流程图；

图2为本发明实施例中第一网元发送检测报文的情况示意图；

图3为本发明实施例中第二网元和第四网元转发检测报文的情况示意图；

图4为本发明实施例中第三网元转发检测报文的情况示意图；

图5为本发明实施例的装置结构图。

具体实施方式

本发明提供一种对于各种网络类型均适用的网元标识冲突的检测方法，主要包括如下三个方面：

1)网元标识冲突的判断：为了判断网元标识冲突，需要每一个网元分配额外的信息，称之为“网元区分字”，并保证网元区分字的唯一性。将包含网元标识和网元区分字的检测报文通过网络发出，如果发现两个检测报文的网元标识相同，但是其对应的网元区分字不同，则这两个网元标识发生冲突，用冲突报文表明发生了网元冲突。

2)检测报文的收敛：为了使得检测报文在网络中能够快速收敛，每一个网元需要存储网元标识、网元区分字对应关系等信息。

3)网元标识冲突消失的判断。每一个网元定时发送检测报文，在一定的时间如果没有收到冲突报文，即确定网元标识冲突消失。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细阐述。

本发明实施例的处理流程如图1所示，包括如下步骤：

步骤101：第一网元启动时，第一网元获得一个“网元区分字”，并启动可重复的刷新定时器，刷新定时器时长可根据需要设定，例如可定为2分钟。网元区分字的获得可以根据具体情况而定，但需要能保证它的唯一性，比如：可以取网卡的媒体接入控制(MAC)地址，将所述MAC地址作为网元区分字，或者根据MAC地址生成网元区分字；也可以随机生成一个非0的随机数等。

步骤102：判断刷新定时器是否超时，若超时，则第一网元通过所有接口向网络上发送本网元的检测报文；检测报文的主要内容为自身网元标识和网元区分字，并通过协议栈的数据链路层发送该检测报文。

需要说明的是，检测报文从数据链路层发送出去，而不通过网络层，因为网络层数据收发可能依赖于网元标识的唯一性，在网元标识冲突的情况下，检测报文不一定能够发送出去并被冲突的对方网元所接收。图2示出了第一网元刷新定时器超时后发送检测报文的过程。其中，圆圈代表网元，数字表明网元的序号。图2中，第二网元和第四网元是第一网元的邻居网元，因此第一网元分别向第二网元和第四网元发送检测报文。

步骤103：当第二网元接收到相邻的第一网元的检测报文后，解析出报文中的网元标识和网元区分字，并和本网元的网元标识和网元区分字作比较：

103a、如果与本网元标识、网元区分字都相同，那么确定是本网元自己产生的报文，则不进行后续处理，直接丢弃该报文。

103b、如果与本网元标识不同，则遍历第二网元上的冲突检测数据库，查找与接收到的检测报文中网元标识和网元区分字都相同的记录。所述冲突检测数据库中保存第二网元所收到过的检测报文中的网元标识和网元区分字的对应关系。每一条记录都有对应的老化定时器，老化定时器超时将删除该记录。为了避免检测报文在网络中不断振荡，老化定时器需要保证检测报文在网络中扩散完毕后，所有网元冲突检测数据库中仍然保存有对应的记录。

查找冲突检测数据库可能有以下情况：

(1)如果查找到对应的记录，表明已经接收过第一网元发送的检测报文，则不进行后续的处理，直接丢弃报文；

(2)如果不存在对应的记录，则生成所述检测报文中的网元标识和网元区分字对应关系的记录，并将该记录加入到冲突检测数据库中，启动该记录的老化定时器，老化时间可定为1分钟。将所接收的第一网元的检测报文从每个接口发送出去，然后转至步骤104。为了减少网络上的信息量，此处可以剔除接收到检测报文的接口，本实施例中，即剔除与第一网元相连接的接口。

与此同时，第四网元也将所接收到相邻的第一网元的检测报文解析出网元标识和网元区分字，并和本网元的网元标识和网元区分字作比较，并进行与上述类似的处理。图3示出了第二网元和第四网元接收到第一网元的检测报文后，对检测报文的发送过程。其中虚线的箭头表示该接口的检测报文可省略。图4示出了第三网元接收到检测报文后对该检测报文的发送过程，第一网元此轮刷新结束，网络稳定。

103c、如果与本网元标识相同，而网元区分字不同，则执行步骤105。

根据获得网元区分字的方法的不同，某些情况下可能出现两个网元生成的网元区分字凑巧相同，这种情况可能对上述判断造成一定的影响，下面对这种特殊情况进行分析：如果这两个网元标识不同，则属于上述103b的情况，即使出现网元区分字凑巧相同也不会造成任何影响；如果这两个网元标识相同，网元区分字又凑巧相同，则会造成将所收到的检测报文误以为是本网元发出的，而没有检测出网元标识冲突，但是即使是采用随机数作为网元区分字，这种情况出现的几率也是极低的，完全可以忽略不计。而如果用MAC地址或者根据MAC地址生成网元区分字，完全可以避免这种情况的发生。

步骤104：老化定时器超时，则将对应的记录从冲突检测数据库中删除。通过维护冲突检测数据库，可以使每个网元接收来自其它网元的检测报文之后，在自身的接口上只发送一次该检测报文，从而能保证检测报文在网络中快速收敛，避免引起网络风暴；而老化定时器的作用主要是为了保证某个网元的网元标识和网元区分字信息在再次刷新前，在其它所有网元的冲突检测数据库都已经删除，从而能保证刷新的检测报文能够到达网络中的每一个网元。删除后结束本流程。

步骤105：如果检测报文中解析出的网元标识和本网元的相同，而网元区分字与本网元的不同，则确定网元标识在网络上存在冲突，触发进行冲突处理，比如：上报网元标识冲突告警；然后检查冲突结束定时器是否已经启动，如果未启动，则启动之；如果已经启动，则重启该定时器。所述冲突结束定时器需要保证至少第一网元有一次刷新未到达时，才检测出冲突结束，时长可定为10分钟。

由于网元标识冲突消失没有直接的方法可以判断，只能通过冲突结束定时器超时来进行判断；而冲突结束定时器超时即意味着已经有多次刷新没有达到，其中的原因可能是对方冲突网元的网元标识发生变化，或者对方冲突网元已经与本网元断开等等，从而可以确定网络中的网元标识冲突已经不存在，结束本次冲突检测。

当步骤105中描述的冲突结束定时器超时，则确定检测到网元标识的冲突结束。由于没有直接的办法对冲突结束进行判断，只有依靠冲突结束定时器超时，而冲突结束定时器超时，则表明已经多次没有收到对方冲突网元发送刷新的检测报文，否则，每次收到刷新的检测报文都会重启冲突结束定时器；而多次未收到对方冲突网元的报文，可以确定对方网元已经关闭，或者对方网元已经离开该网络等，从而可以确定网元标识冲突结束，则结束本次冲突检测。

如果是步骤103b(2)的情况，其它网元收到第二网元转发的检测报文，则该网元也将执行类似上述步骤103至步骤105的处理过程。

为便于理解上述步骤103至步骤105的处理过程，下面用伪代码的形式进行说明：

假设当网元(该网元可以是直接接收到第一网元的检测报文的网元，也可以是收到转发的检测报文的网元)收到检测报文后，解析出报文中的网元标识和网元区分字为A0和B0；而本网元对应的网元标识和网元区分字为A1和B1：

if(A0和A1相等并且B0和B1相等)

{

直接跳出，不做处理；

}

else

遍历冲突检测数据库，查找是否存在网元标识和网元区分字为A0和B0的记录；

if(找到了对应记录)

{

则直接跳出，不做处理；

}

else

{

将A0和B0的记录添加到冲突检测数据库中；

启动老化定时器；

if(A0和A1相等并且B0和B1不相等)

{

检测出网元标识存在冲突，进行冲突告警上报等一系列处理；

if(冲突结束定时器已经启动)

{

重新启动冲突结束定时器；

}

else

{

启动冲突结束定时器；

}

}

将A0和B0填入检测报文中，从所有控制接口发送出去；

}

注意：上面提到的三个定时器：刷新定时器、老化定时器、冲突结束定时器的时长可以根据需要进行调整，不过需要满足下面的一些限制条件：

1)老化定时器时长大于网络扩散最大时间(从报文开始在网络中传递到传递结束的时间)

为了避免检测报文在网络中不断振荡，需要保证检测报文在网络中扩散完毕后，所有网元冲突检测数据库中仍然保存有对应的记录。

2)老化定时器时长+网络扩散最大时间＜刷新定时器时长

保证每次刷新时，所有网元的冲突检测数据库中的对应记录已经删除。

3)刷新定时器时长+网络扩散最大时间＜冲突结束定时器时长

为了避免在下一次刷新未到达时，冲突结束定时器已经超时，从而会导致检测结果为检测到冲突产生和检测到冲突结束交替出现的现象。因此需要保证冲突结束定时器的时长比报文的刷新间隔时间要长，才能保证冲突检测结果的正确性。

4)老化定时器时长+网络扩散最大时间＜网元重启最小时间+刷新定时器时长

保证网元重启后，开始发送第一次检测报文时，网络上所有其它网元关于该网元的网元标识和网元区分字对应关系记录已经全部删除，从而保证检测报文能够达到所有网元。当前假设：网络扩散最大时间小于1分钟、网元重启最小时间大于1分钟。

本发明实施例的网元需要具有如图5所示的冲突检测装置，所述冲突检测装置至少需要包括如下模块：

网元区分字模块501，用于生成网络中唯一的、且与本装置所在网元的网元标识对应的网元区分字；

检测报文模块502，用于接收包含网元标识和网元区分字的检测报文，在所述检测报文中解析出网元标识和网元区分字并输出；

比较模块503，用于将来自所述检测报文模块502的网元标识和网元区分字与本装置所在网元的网元标识和网元区分字进行比较，如果两个网元标识相同，而网元区分字不同，则输出冲突指示；

冲突处理模块505，用于根据比较模块503的冲突指示进行冲突处理。

比较模块503还用于当来自所述检测报文模块502的网元标识和网元区分字与本装置所在网元的网元标识和网元区分字进行比较的结果为两个网元标识、网元区分字都分别相同时，向所述检测报文模块502发送丢弃指示；

检测报文模块502收到所述丢弃指示，则丢弃所述检测报文。

所述装置进一步包括冲突检测数据库504，用于保存其它网元的网元标识和网元区分字对应关系；

则所述比较模块503还用于当来自所述检测报文模块502的网元标识和网元区分字与本装置所在网元的网元标识和网元区分字进行比较的结果为两个网元标识不同时，则查找所述冲突检测数据库504，如果查找到与所述检测报文中网元标识和网元区分字都相同的记录，则向所述检测报文模块502发送丢弃指示；如果不存在对应的记录，则将来自检测报文模块502的网元标识和网元区分字发送至所述冲突检测数据库504，并将该记录加入到冲突检测数据库504中，向所述检测报文模块502发送转发指示；

所述检测报文模块502若收到所述丢弃指示，则丢弃所述检测报文；若收到所述转发指示，则向网络中转发所述检测报文；

所述冲突检测数据库504根据来自比较模块的网元标识和网元区分字，生成所述网元标识和网元区分字对应关系的记录，并保存所述记录。

所述冲突检测数据库504对于其保存的每一条记录设置相应的老化定时器，在老化定时器超时后，删除与所述老化定时器对应的记录。

所述冲突处理模块505中设置冲突结束定时器，当冲突处理模块收到冲突指示，则检查所述冲突结束定时器是否已经启动，若未启动，则启动冲突结束定时器，如果已经启动，则重启该定时器；当冲突结束定时器超时，则冲突处理模块505结束冲突处理。

所述检测报文模块502还用于在该装置所在网元启动时，构造包含所述网元区分字模块所生成的网元区分字和该装置所在网元的网元标识的检测报文，并向网络中发送所述检测报文。

所述检测报文模块502进一步包括刷新定时器，当该装置所在网元启动时启动刷新定时器，当所述刷新定时器超时则发送所构造的检测报文。

从以上发明实施例可以看出，本发明方案的实现并不依赖于具体的网络，或具体的网元类型，因此可以应用于任何网络的任何网元类型。使用本发明的方法，可以在各种类型的网络中，动态并有效地检测网络中网元标识发生冲突的情况。不仅可以快速检测出网元标识发生冲突，并且也可以对冲突进行一系列的处理，比如上报网元标识冲突告警等。并且在网络中确实发生了网元标识冲突的情况下，可以指导用户快速定位问题，并采取有效措施尽量避免重大灾难的发生。

以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明方案的框架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 (13)

1.一种网元标识冲突的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

网元接收到包含网元标识和网元区分字的检测报文，将所述检测报文中的网元标识和网元区分字，与本网元的网元标识和本网元预先获得的网元区分字分别进行比较，如果与本网元的网元标识相同，且与本网元的网元区分字不同，则确定网元标识在网络上存在冲突，触发进行冲突处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述将所述检测报文中的网元标识和网元区分字与本网元的网元标识和网元区分字分别进行比较的结果为与本网元的网元标识、网元区分字都相同，则包括如下步骤：丢弃该检测报文，并结束处理流程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在网元上维护用于保存其它网元的网元标识和网元区分字对应关系的冲突检测数据库；

若所述将所述检测报文中的网元标识和网元区分字与本网元的网元标识和网元区分字分别进行比较的结果为与本网元的网元标识不同，则包括如下步骤：

查找本网元上的冲突检测数据库，如果查找到与所述检测报文中网元标识和网元区分字都相同的记录，则丢弃该检测报文，并结束处理流程；如果不存在对应的记录，则生成所述检测报文中的网元标识和网元区分字对应关系的记录，并将该记录加入到冲突检测数据库中，并将所接收的检测报文从本网元的接口发送出去。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对于冲突检测数据库的每一条记录设置相应的老化定时器，在老化定时器超时后，删除与超时的老化定时器对应的记录。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述老化定时器的时长大于网络扩散的最大时间。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定网元标识在网络上存在冲突，所触发的冲突处理包括如下步骤：检查冲突结束定时器是否已经启动，若未启动，则启动冲突结束定时器，如果已经启动，则重启该冲突结束定时器；

如果冲突结束定时器超时，则结束冲突处理。

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

在网元启动时，获得与本网元的网元标识对应的网元区分字，并生成包含所述网元区分字和本网元的网元标识的检测报文，通过本网元的接口向网络发送所述检测报文。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过本网元的接口向网络发送所述检测报文包括：网元在启动的同时启动刷新定时器，当刷新定时器超时，则本网元的接口通过协议栈的数据链路层发送所述检测报文。

9.一种网元标识冲突的检测装置，其特征在于，包括：

网元区分字模块，用于获得网元区分字；

检测报文模块，用于接收包含网元标识和网元区分字的检测报文，在所述检测报文中解析出网元标识和网元区分字并输出；

比较模块，用于将来自所述检测报文模块的网元标识和网元区分字与本装置所在网元的网元标识和网元区分字进行比较，如果两个网元标识相同，而两个网元区分字不同，则输出冲突指示。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述比较模块，还用于当来自所述检测报文模块的网元标识和网元区分字与本装置所在网元的网元标识和网元区分字进行比较的结果为两个网元标识、两个网元区分字都分别相同时，向所述检测报文模块发送丢弃指示；

所述检测报文模块，还用于收到所述丢弃指示，则丢弃所述检测报文。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括冲突检测数据库，用于保存其它网元的网元标识和网元区分字对应关系；

则所述比较模块，还用于当来自所述检测报文模块的网元标识和网元区分字与本装置所在网元的网元标识和网元区分字进行比较的结果为两个网元标识不同时，则查找所述冲突检测数据库，如果查找到与所述检测报文中网元标识和网元区分字都相同的记录，则向所述检测报文模块发送丢弃指示；如果不存在对应的记录，则将来自所述检测报文模块的网元标识和网元区分字发送至所述冲突检测数据库，并将该记录加入到所述冲突检测数据库中，然后向所述检测报文模块发送转发指示；

所述检测报文模块，还用于接收所述丢弃指示，并丢弃所述检测报文；以及接收所述转发指示，并向网络中转发所述检测报文；

所述冲突检测数据库，还用于根据来自所述比较模块的网元标识和网元区分字，生成所述网元标识和网元区分字对应关系的记录，并保存所述记录。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

冲突处理模块，用于根据所述比较模块的冲突指示进行冲突处理。

13.根据权利要求9至12任一项所述的装置，其特征在于，所述检测报文模块，还用于在该装置所在网元启动时，构造包含该装置所在网元的网元标识，以及与所述网元标识对应的网元区分字的检测报文，并通过协议栈的数据链路层发送所述检测报文。

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