CN101163079A - 以太环网保护中转发数据库刷新的方法 - Google Patents

Abstract

一种以太单环保护中转发数据库刷新的方法，只有当以太网单环上节点打开阻塞端口环上拓扑发生改变时，才发起转发数据库刷新操作，且环上各节点数据库全部顺序完成刷新后，终结刷新消息。本发明方法可以减少数据帧在环内出现不必要的洪泛。

Description

以太环网保护中转发数据库刷新的方法

技术领域

本发明涉及数据通信领域，具体涉及以太环网保护中转发数据库刷新(FDB Flush)的方法。

背景技术

以太环网作为一种城域以太网技术，其自愈保护技术能够解决传统数据网保护能力弱、故障恢复时间长等问题。在正常情况下，以太环网内的RPLOwner(Ring Protection Link Owner，环保护链路主节点)将阻塞其环上一个方向的端口，以避免广播风暴的产生。一般来说，在以太环中若要打开一个阻塞端口一定有至少一个其它端口被阻塞。即任何时候，环上至少有一个端口被阻塞。在环上的每一个节点有两个端口，此两端口分别连接环的两个方向。

当环上某一链路或某一节点出现故障时，原阻塞端口将被打开，以便环上承载的业务发生倒换，使得故障情况下业务可以持续。当故障恢复后，若采用非返回式模式，环上承载业务将不发生再次倒换而保持现有承载路径不变；若采用返回式模式，RPL Owner将阻塞原有端口，业务将倒换回故障以前的承载路径。

在以太环网上倒换发生时，由于以太网数据转发是通过学习查找转发数据库(即MAC地址表)进行的，为了使业务尽快倒换到另一条路径上，需要对此数据库进行刷新操作(若不进行刷新，则需等待库中原有记录被老化，业务才能够倒换到另一条路径上，这样将大大延长业务的中断时间)。转发数据库刷新(FDB Flush)操作应该在合理的时候进行，然而，现有技术中，当环上链路有告警产生时都可能触发FDB Flush操作。而这种根据告警是否产生来触发FDB Flush的操作可能导致一些不必要的MAC地址表更新，如果过多地进行该操作，使数据帧在环内出现不必要的洪泛，降低带宽利用率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以太单环保护中转发数据库刷新的方法，可以减少数据帧在环内出现不必要的洪泛。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种以太单环保护中转发数据库刷新的方法，其特征在于：只有当以太网单环上节点打开阻塞端口环上拓扑发生改变时，才发起转发数据库刷新操作，且环上各节点数据库全部顺序完成刷新后，终结刷新消息。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：产生和终结转发数据库刷新消息的节点都是当前阻塞端口的节点。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：产生和终结转发数据库刷新消息的节点都是打开阻塞端口的节点。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：由当前阻塞端口的节点产生转发数据库刷新消息，由打开阻塞端口的节点终结刷新消息。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：由打开阻塞端口的节点产生转发数据库刷新消息，由当前阻塞端口的节点终结刷新消息。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：该方法包括以下步骤：

(a)自动保护倒换协议判断以太环网中是否打开阻塞端口；若端口被打开则进行下一步，否则继续等待；

(b)该打开阻塞端口的节点产生转发数据库消息，刷新本节点的转发数据库，并分别向环上两侧其它节点发送转发数据库刷新消息；

(c)接收到该消息的环上节点刷新自己的转发数据库并顺序向下一节点转发该消息；

(d)环上当前阻塞端口节点收到转发数据库刷新消息后，刷新本节点数据库并终结此消息。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：打开阻塞端口的节点为环保护链路主节点，当前阻塞端口的节点为端口发生故障的节点。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：打开阻塞端口的节点为端口故障恢复的节点，当前阻塞端口的节点为环保护链路主节点。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：打开阻塞端口的节点为发生低优先级端口故障且故障尚未恢复的节点，当前阻塞端口的节点为发生高优先级端口故障且故障尚未恢复的节点。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：打开阻塞端口的节点为发生高优先级端口故障且故障恢复的节点，当前阻塞端口的节点为发生低优先级端口故障且故障尚未恢复的节点。

相较于现有技术，本发明采用以太网单环内是否有节点打开阻塞端口作为拓扑是否发生改变的判断依据。根据环上拓扑是否发生改变来判断是否需要进行FDB FLUSH操作，若拓扑无改变即使环上链路有告警产生也不进行FDB FLUSH操作，从而减少数据帧在环内出现不必要的洪泛。

附图说明

图1是本发明以太环网保护中转发数据库刷新的方法示意图。

图2是本发明方法在以太环网单环单点故障时的示意图。

图3是本发明方法在单点故障恢复时的示意图。

图4是本发明方法在单环两点故障时的示意图。

图5是本发明方法在两点故障时高优先级故障先恢复时的示意图。

图6是本发明方法在两点故障时低优先级故障先恢复时的示意图。

具体实施方式

若自动保护倒换APS协议判断以太环网中打开端口，该端口可能是故障端口或收到人工命令被打开的端口，以下将该端口所在节点称作“打开阻塞端口的节点”，当前环上具有阻塞端口的节点称作“当前阻塞端口节点”，与是否打开端口操作无关。

本发明提供的以太环保护中转发数据库刷新的方法是：只有当以太环网环上节点打开阻塞端口环上拓扑发生改变时，才发起转发数据库刷新操作，且环上各节点数据库全部顺序完成刷新后，终结刷新消息。

只有当环上节点打开阻塞端口时，转发数据库刷新FDB Flush消息才产生；且FDB Flush消息由可以由打开阻塞端口的节点或当前阻塞端口的节点发起转发数据库刷新操作时，具体地，如图1所示的以太环上有节点1至节点6六个节点，其中节点5为打开阻塞端口的节点，节点2为当前阻塞端口的节点，以下结合图示对各方式进行说明：

方式一：产生和终结转发数据库刷新消息的节点都是当前阻塞端口的节点

如图1-a所示，由当前阻塞端口的节点2产生转发数据库刷新消息，刷新自己的数据库并逆时针或顺时针向环上其他节点发送刷新消息，环上收到此消息的节点刷新自己的转发数据库并向环上下一节点转发此消息，当当前阻塞端口的节点2收到刷新消息时终结该消息。

图1-a中刷新转发数据库的顺序为：

2-＞1-＞6-＞5-＞4-＞3-＞2

方式二：产生和终结转发数据库刷新消息的节点都是打开阻塞端口的节点

如图1-b所示，由打开阻塞端口的节点5产生转发数据库刷新消息，刷新自己的数据库并逆时针或顺时针向环上其他节点发送刷新消息，环上收到此消息的节点刷新自己的转发数据库并向环上下一节点转发此消息，当打开阻塞端口的节点5收到刷新消息时终结该消息。

图1-b中刷新转发数据库的顺序为：

5-＞4-＞3-＞2-＞1-＞6-＞5

方式三：由当前阻塞端口的节点产生转发数据库刷新消息，由打开阻塞端口的节点终结刷新消息。

如图1-c所示，由当前阻塞端口的节点2产生转发数据库刷新消息，刷新自己的数据库并向环上两侧其他节点发送刷新消息，环上收到此消息的节点刷新自己的转发数据库并向环上下一节点转发此消息，由打开阻塞端口的节点5终结刷新消息。

图1-c中刷新转发数据库的顺序为：5＜-6＜-1＜-2-＞3-＞4-＞5

方式四：由打开阻塞端口的节点产生转发数据库刷新消息，由当前阻塞端口的节点终结刷新消息。

如图1-d所示，由打开阻塞端口的节点5产生转发数据库刷新消息，刷新自己的数据库并向环上两侧其他节点发送刷新消息，环上收到此消息的节点刷新自己的转发数据库并向环上下一节点转发此消息，由当前阻塞端口的节点2终结刷新消息。

图1-d中刷新转发数据库的顺序为：

2＜-1＜-6＜-5-＞4-＞3-＞2

其中，方式一和方式三相对于方式二和方式四，需要增加打开阻塞端口的节点通知当前阻塞端口节点已打开端口的消息的操作，而方式三和方式四相对于方式一和方式二，产生转发数据库刷新消息的节点向环上两侧节点同时发送刷新消息，有利于提高刷新的速度。

以下以第四种方式为例，对本发明以太环保护中转发数据库刷新的方法进行详细说明。

在具有自愈功能的以太网单环中，当环上链路或节点发生故障或故障恢复时，转发数据库刷新的方法包括以下步骤：

步骤A1：自动保护倒换APS协议判断以太环网中是否打开阻塞端口；若端口被打开则进行下一步，否则继续等待；

步骤B1：该打开阻塞端口的节点产生转发数据库消息，刷新本节点的转发数据库，并分别向环上两侧其它节点发送转发数据库刷新(FDB Flush)消息；

步骤C1：接收到此消息的环上节点刷新自己的转发数据库并顺序向下一节点转发该消息；

步骤D1：环上当前阻塞端口节点收到FDB Flush消息后，刷新本节点数据库并终结此消息。

下面结合附图及四种应用实例对本发明方法作进一步的详细描述。

图2是以太环网单环中单点故障情况。

图2-a表示正常情况下主节点RPL OWNER(节点5)阻塞其一个方向的端口。

图2-b中，节点2检测到故障后阻塞故障端口并发送APS故障消息通知环上其它节点。

图2-c中，是转发数据库刷新的过程，其包括以下步骤：

步骤A2：节点5接收到该故障消息后，根据APS协议判断，节点5打开阻塞端口；

步骤B2：节点5刷新本节点的转发数据库，并向环上两侧节点4和6发送FDB Flush消息；

步骤C2：环上节点4，6，1，3接收到此消息，刷新自己的转发数据库并顺序向下一节点转发该消息；

步骤D2：节点2收到FDB Flush消息，刷新本节点数据库后终结此消息。

图3所描述的是图1中返回模式下单点故障恢复时的情况。

图3-a中，节点2检测到端口故障恢复，并发送APS故障恢复消息通知环上其它节点。

图3-b中，主节点5收到节点2的故障恢复消息后，APS协议判断阻塞节点5一个方向的端口，并发送APS节点阻塞消息通知环上其它节点。

图3-c中，转发数据库刷新的过程包括以下步骤：

步骤A3：根据APS协议判断，节点2打开故障恢复端口；

步骤B3：节点2刷新本节点转发数据库，向环上两侧节点1和3发送FDB Flush消息；

步骤C3：环上节点1，3，4，6接收到此消息将刷新自己的转发数据库并顺序向下一节点转发该消息；

步骤D3：节点5收到此消息，刷新本节点数据库后终结此消息。

图4所描述的是以太环网单环中两点故障的情况。

当节点2产生的第一个故障还没有恢复时节点3又产生了第二个故障。如果第二个故障的优先级高于第一个故障，比如第一个故障是信号劣化(SD)，而第二个故障是信号失效(SF)。

图4-a表示节点2发生信号劣化端口故障，且该故障尚未恢复时节点3又发生信号失效故障

图4-b表示节点3发送APS第二节点故障消息通知环上其它节点。

图4-c中，转发数据库刷新过程包括以下步骤：

步骤A4：APS协议判断第二个故障节点3阻塞信号失效端口，而第一个故障节点2打开信号劣化端口；

步骤B4：节点2刷新本节点转发数据库，并向环上两侧节点1和3发送FDB Flush消息；

步骤C4：环上节点1，4，5，6接收到此消息后刷新自己的转发数据库并向下一节点转发该消息；

步骤D4：节点3收到此消息，刷新本节点数据库后终结此消息。

图5所描述的是图4中高优先级故障先恢复情况。

图5-a表示节点2发生信号劣化端口故障，且该故障尚未恢复时节点3又发生信号失效故障。

图5-b表示节点3故障恢复，转发数据库刷新的过程包括以下步骤：

步骤A5：APS协议判断节点2阻塞SD端口而节点3打开阻塞端口；

步骤B5：节点3刷新本节点转发数据库，并向环上两侧节点发送FDBFlush消息；

步骤C5：环上节点1，4，5，6接收到此消息后刷新自己的转发数据库并顺序向下一节点转发该消息；

步骤D5：节点2收到此消息，刷新本节点数据库后终结此消息。

图6是图4中低优先级故障先恢复情况。由于环上没有端口被打开，FDBFlush将不会产生。

由于节点2的端口故障已经恢复，APS协议判断不需要再阻塞其他端口并改变承载路径，所以FDB Flush将不会产生。

本发明采用以太网单环内是否有节点打开阻塞端口作为拓扑是否发生改变的判断依据。根据环上拓扑是否发生改变来判断是否需要进行FDBFLUSH操作，若拓扑无改变即使环上链路有告警产生也不进行FDB FLUSH操作，从而可使以太环网保护倒换发生时有效的进行数据库刷新(即MAC地址表刷新)，而又不会过多地操作导致数据帧不必要的洪泛，使以太环网保护操作更有效并减少对业务不必要的影响。此刷新方法与目前方法相比，可以避免某些不必要的刷新，但不能完全避免不必要的刷新。可能存在环上有端口打开，但拓扑未发生变化，但也产生了刷新操作。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种以太单环保护中转发数据库刷新的方法，其特征在于：只有当以太网单环上节点打开阻塞端口环上拓扑发生改变时，才发起转发数据库刷新操作，且环上各节点数据库全部顺序完成刷新后，终结刷新消息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：产生和终结转发数据库刷新消息的节点都是当前阻塞端口的节点。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：产生和终结转发数据库刷新消息的节点都是打开阻塞端口的节点。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：由当前阻塞端口的节点产生转发数据库刷新消息，由打开阻塞端口的节点终结刷新消息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：由打开阻塞端口的节点产生转发数据库刷新消息，由当前阻塞端口的节点终结刷新消息。

6.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(a)自动保护倒换协议判断以太环网中是否打开阻塞端口；若端口被打开则进行下一步，否则继续等待；

(b)该打开阻塞端口的节点产生转发数据库消息，刷新本节点的转发数据库，并分别向环上两侧其它节点发送转发数据库刷新消息；

(c)接收到该消息的环上节点刷新自己的转发数据库并顺序向下一节点转发该消息；

(d)环上当前阻塞端口节点收到转发数据库刷新消息后，刷新本节点数据库并终结此消息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：打开阻塞端口的节点为环保护链路主节点，当前阻塞端口的节点为端口发生故障的节点。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：打开阻塞端口的节点为端口故障恢复的节点，当前阻塞端口的节点为环保护链路主节点。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于：打开阻塞端口的节点为发生低优先级端口故障且故障尚未恢复的节点，当前阻塞端口的节点为发生高优先级端口故障且故障尚未恢复的节点。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于：打开阻塞端口的节点为发生高优先级端口故障且故障恢复的节点，当前阻塞端口的节点为发生低优先级端口故障且故障尚未恢复的节点。

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