CN101197648A - 用于接入网的自环路检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于接入网的自环路检测方法和装置，该方法包括以下步骤：定时发送带有鉴别域字段的自环路检测报文；判定收到的报文是自环路检测报文；提取报文携带的鉴别域字段和其MAC地址；以及如果判定报文携带的鉴别域字段和自环路检测报文的第二鉴别域字段相同，则确认接入网存在自环路异常。本发明能够检测出接入网中各种情况的自环路情况。

Description

用于接入网的自环路检测方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种用于接入网的自环路检测方法和装置。

背景技术

图1、图2和图3示出了接入网中三种不同情况的自环路。在接入网中，自环路是比较常见的网络异常情况。产生的后果，轻者MAC地址学习错误，用户不能够正常上网。重者发生网络风暴，导致大面积网络瘫痪。为了消除自环路对网络产生的危害，大部分网络设备供应商都提供了自环路检测功能，其实现的基本原理是：发送一个报文，如果此报文原封不动的从此端口接收回来，或者是仅仅是增加一个Tag头，则说明此端口下连网络存在自环路，需要关闭此端口并发送告警信息给网络管理员以采取相应的处理措施。目前，一般根据MAC(Media Access Control，媒体访问控制)地址、PORT端口、VLAN ID(Virtual LAN Identity，虚拟局域网标识)或者鉴别域等字段来标识报文。

此种检测方法虽然在目前的网络中得到广泛的应用。但有其一定的局限性，对于附图中图1，图2两种情况，能够及时检测出自环路。但对于类似于图3的网络环境(HUB也可以是双网卡的PC主机)，上述检测方法却不能够及时地检测处理(端口1发送的报文从端口9中回来)，而图3中的自环路同样能够导致广播风暴的产生。

发明内容

本发明旨在提供一种用于接入网的自环路检测方法和装置，能够检测出接入网中各种自环路异常。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于接入网的自环路检测方法，包括以下步骤：定时发送带有鉴别域字段的自环路检测报文；判定收到的报文是自环路检测报文；提取报文携带的鉴别域字段和其MAC地址；以及如果判定报文携带的鉴别域字段和自环路检测报文的第二鉴别域字段相同，则确认接入网存在自环路异常。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于接入网的自环路检测装置，包括：发送模块，用于定时发送带有鉴别域字段的自环路检测报文；判断模块，用于判定收到的报文是自环路检测报文；提取模块，用于提取报文携带的鉴别域字段和其MAC地址；以及确认模块，用于如果判定报文携带的鉴别域字段和自环路检测报文的第二鉴别域字段相同，则确认接入网存在自环路异常。

本发明上述的自环路检测方法和装置，能够检测出接入网中各种自环路异常。

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1，2，3示出了自环路网络异常环境示例图；

图4示出了根据本发明实施例的用于接入网的自环路检测方法的流程图；

图5示出了根据本发明实施例的自环路检测报文接收处理流程图；

图6示出了根据本发明实施例的自环路检测报文的结构示意图；

图7示出了根据本发明实施例的用于接入网的自环路检测装置的方框图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

图4示出了根据本发明实施例的用于接入网的自环路检测方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S10，定时发送带有鉴别域字段的自环路检测报文；

步骤S20，判定收到的报文是自环路检测报文；

步骤S30，提取报文携带的鉴别域字段和其MAC地址；以及

步骤S40，如果判定报文携带的鉴别域字段和自环路检测报文的第二鉴别域字段相同，则确认接入网存在自环路异常。

该实施例对相关技术的自环路检测方法进行了改进。当端口收到了报文，仅仅比较鉴别域字段。即无论MAC地址，PORT端口是否一致，只要鉴别域字段相同。便认为存在大范围的自环路，采取相应的处理措施。本方法去除了交换机和端口独有信息字段的比较，检测面向的范围更大，检测机制也更为灵活。能够及时检测出类似图3的网络异常情况。

优选的，步骤S10具体包括：在接入用户的端口上使能自环路检测功能，生成鉴别域字段；设置定时发送自环路检测报文的间隔时间。生成鉴别域字段具体可包括：限定一字符串；将字符串加密；设置加密后的字符串为鉴别域字段。

优选的，步骤S20具体包括：根据报文的帧类型判定报文是自环路检测报文，其中，在定时发送带有鉴别域字段的自环路检测报文时，自环路检测报文携带包含帧类型的字段。图6示出了根据本发明实施例的自环路检测报文的结构示意图，从图6可以看到该预设的帧类型字段。

优选的，确认接入网存在自环路异常之后，还告警提示网络存在异常。

优选的，确认接入网存在自环路异常之后，如果判定系统MAC地址小于源MAC地址，则禁用接收报文的端口；如果判定系统MAC地址等于源MAC地址，则如果接收报文的端口使能了大范围自环路检测，则比较接收报文的端口的端口号和报文中携带的端口号，禁用端口号较小的端口；如果接收报文的端口未使能大范围自环路检测，则禁用报文中携带的端口号所对应的端口。

优选的禁用端口预定的禁用时间；禁用时间满，则启用端口。

优选的，禁用之后暂停发送自环路检测报文；禁用时间满，则继续定时发送自环路检测报文。

图5示出了根据本发明实施例的自环路检测报文接收处理流程图。关于鉴别域生成，可以定义字符串“EXAMPLE-XXXXXXXX”，长度为16，并将此字符串与其它信息利用MD5算法进行加密，生成特定鉴别域，防止攻击。在接入交换机上下连用户的端口使能扩展自环路检测。设置检测报文发送间隔时间和端口关闭(阻塞)时间。组建带有鉴别域字段的检测报文，并定时发送。

步骤501，端口接收到自环路检测报文。

步骤502，判断报文是否为自环路检测报文，包括目的地址为0180c2000000的伪BPDU报文，ARP广播报文或者目的地址为未知组播的IP报文。

步骤503，是自环路检测报文，从报文中提取鉴别域字段。

步骤504，比较鉴别域字段是否相同。可以由长度为16的字符串“EXAMPLE-XXXXXXXX”与其它信息利用MD5算法进行加密，生成特定鉴别域。

步骤505，鉴别域相同，说明存在自环路，从报文中提取源MAC地址和端口号。

步骤506，系统MAC地址小于等于报文的源MAC地址。

情况一：系统MAC地址小于报文的源MAC。发送接收报文的端口号和告警信息给告警模块。即，当收到不是本机发的检测报文，且本机MAC较小时，这时源报文口与收报文口相等，将该口block，出现这种情况是两台同厂家同系列交换机对接。

情况二：系统MAC地址等于报文的源MAC。如果接收报文的端口使能了大范围自环路检测，则比较接收报文的端口和报文中携带的端口号，将较小的端口和告警信息发送给告警模块。否则，直接将报文中携带的端口号和告警信息发送给告警模块。

步骤507，打印告警信息，提示网络管理员存在网络异常，需要处理。

步骤508，关闭端口或者将端口的状态置为阻塞。更新端口禁用时间，启用端口阻塞计时器。当计时器减为零时，开启端口或者将端口重新置为开通状态。重复上述检测过程。

根据本发明另一实施例实现的自环路检测方法的步骤如下：

a、在接入用户的端口上使能自环路检测功能，生成鉴别域。

b、设置检测报文发送的间隔时间和检测出自环路端口的关闭时间。

c、定时发送带有鉴别域字段的扩展自环路检测报文。

d、收到自环路检测报文，提取鉴别域字段，并比较鉴别域字段是否相同。

e、鉴别域相同，说明网络存在异常，提取报文中携带的源MAC地址和源端口号。请注意，并不是报文的源MAC而是报文中环路检测域中标识源交换机的MAC和端口号，不会因在网络通过不同的交换机传送而发生改变。

判断网络中存在环路的必要条件是收到的报文携带的鉴别域符合，但还可判断报文携带的源MAC是否本机系统MAC相同。在实际应用中会出现如下的情况：假设网络中两台交换机(同厂家使用相同的检测标识)启用了环路检测，两台交换机都需要对本机系统MAC和收到报文携带的源MAC进行比较，为了避免将两台交换机对应的发送报文端口都block(阻塞)，采取一定的规则进行判断。可以采取的规则包括比较两台交换机的MAC地址大小。如果判定收到的报文源MAC大于本机系统MAC，则阻塞本机发送报文的端口，如果判定收到的报文源MAC小于本机系统MAC，则不进行阻塞处理。

f、将源端口号和告警信息发送给告警模块。

g、告警模块接收到信息，打印告警信息，提示网络管理员网络存在异常。关闭或者阻塞端口，并将端口阻塞计时器设置为特定的禁用时间。

h、端口的阻塞计数器减为零，开启端口，重复检测过程。

只有开启环路检测的端口且在该端口为Forward(转发)，即没有发现环路时才会发包，而当该端口状态因发现环路变为Loopback(阻塞)时，该端口不再发送检测报文，只有当定时器到时将端口再次forward变为可用后才会再次发送检测报文；

而环路收包检测过程是一直存在，只要收到相关报文就会进入环路收包处理，但并不一定会处理完整，如启用了环路检测的端口已经阻塞时，再收到该端口曾经发出的包(网络会有延时)则会跳出收包检测过程。

现有技术中也提出利用生成树协议(STP)进行计算，已发现接入网中的自环路。然而计算非常复杂，很难为运营商所采用。本方法在原有的自环路检测的功能上提供了改进，功能却相对灵活，强大了很多。不但能够检测出图3中的网络异常，甚至在某种情况下可以替代STP。此改进对原有的检测功能并无丝毫影响，两种检测方法可以同时使能，也可以只使能其中一种，需要根据不同的实际环境采取合适的检测办法。

以上图5的描述对图4中的步骤S20～S40给出了一个详细的实施例。

图7示出了根据本发明实施例的用于接入网的自环路检测装置的方框图，包括：

发送模块10，用于定时发送带有鉴别域字段的自环路检测报文；

判断模块20，用于判定收到的报文是自环路检测报文；

提取模块30，用于提取报文携带的鉴别域字段和其MAC地址；以及

确认模块40，用于如果判定报文携带的鉴别域字段和自环路检测报文的第二鉴别域字段相同，则确认接入网存在自环路异常。

上述的自环路检测装置通过比较鉴别域字段和MAC即可检测出接入网中各种自环路异常。

上述的自环路检测装置涉及以下几个功能：

1、自环路检测配置管理功能，完成扩展自环路检测功能的配置工作。

2、自环路检测检测功能，完成扩展自环路检测的检测工作。

3、自环路检测告警功能，完成检测出环路的告警，处理等工作。

从以上的描述中，可以看出，本发明提出了一种全新的自环路检测方法和装置，能够检测出各种自环路网络异常，并进行有效的防护错失，减小或者消除自环路对上层网络通信产生的危害，因此功能更加强大，更加灵活。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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)

1.一种用于接入网的自环路检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

定时发送带有鉴别域字段的自环路检测报文；

判定收到的报文是所述自环路检测报文；

提取所述报文携带的鉴别域字段和其MAC地址；以及

如果判定所述报文携带的鉴别域字段和所述自环路检测报文的第二鉴别域字段相同，则确认所述接入网存在自环路异常。

2.根据权利要求1所述的自环路检测方法，其特征在于，定时发送带有鉴别域字段的自环路检测报文具体包括：

在接入用户的端口上使能自环路检测功能，生成所述鉴别域字段；

设置定时发送所述自环路检测报文的间隔时间。

3.根据权利要求2所述的自环路检测方法，其特征在于，生成所述鉴别域字段具体包括：

限定一字符串；

将所述字符串加密；

设置加密后的所述字符串为所述鉴别域字段。

4.根据权利要求1所述的自环路检测方法，其特征在于，判定收到的报文是所述自环路检测报文具体包括：

根据所述报文的帧类型判定所述报文是所述自环路检测报文，其中，在定时发送带有鉴别域字段的自环路检测报文时，所述自环路检测报文携带包含所述帧类型的字段。

5.根据权利要求1所述的自环路检测方法，其特征在于，确认所述接入网存在自环路异常之后，还包括以下步骤：

告警提示网络存在异常。

6.根据权利要求1所述的自环路检测方法，其特征在于，确认所述接入网存在自环路异常之后，还包括以下步骤：

判定系统MAC地址小于所述源MAC地址；

禁用接收所述报文的端口。

7.根据权利要求1所述的自环路检测方法，其特征在于，确认所述接入网存在自环路异常之后，还包括以下步骤：

判定所述系统MAC地址等于所述源MAC地址；

如果接收所述报文的端口使能了大范围自环路检测，则比较接收所述报文的端口的端口号和所述报文中携带的端口号，禁用端口号较小的端口；

如果接收所述报文的端口未使能大范围自环路检测，则禁用所述报文中携带的端口号所对应的端口。

8.根据权利要求6或7所述的自环路检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

禁用所述端口预定的禁用时间；

所述禁用时间满，则启用所述端口。

9.根据权利要求8所述的自环路检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

禁用之后暂停发送所述自环路检测报文；

所述禁用时间满，则继续定时发送所述自环路检测报文。

10.一种用于接入网的自环路检测装置，其特征在于，包括：发送模块，用于定时发送带有鉴别域字段的自环路检测报文；

判断模块，用于判定收到的报文是所述自环路检测报文；

提取模块，用于提取所述报文携带的鉴别域字段和其MAC地址；以及

确认模块，用于如果判定所述报文携带的鉴别域字段和所述自环路检测报文的第二鉴别域字段相同，且所述报文的MAC地址小于等于系统MAC，则确认所述接入网存在自环路异常。

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