CN101232427A - 一种以太网环保护方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以太网环保护方法及相应的装置和通信设备。本发明公开的方法和装置的核心均在于：当以太环网上的链路发生故障时，检测到故障的节点判断故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路；若所述故障链路是正常阻塞端口所在的链路，则所述检测到故障的节点抑制向环上的其它节点发送控制信息；若所述故障链路不是正常阻塞端口所在的链路，则所述检测到故障的节点向环上的其它节点发送控制信息。采用本发明提供的方法及相应的装置能够有效地减少了不必要的清空转发表，重新自学习产生的广播流量，提高了以太环网上的带宽利用率。

Description

一种以太网环保护方法及装置
技术领域
本发明涉及以太网技术，特别涉及一种以太网环保护方法及装置。
背景技术
随着电信级以太网的快速发展，ERP(Ethernet Ring Protection以太网环保护)成为业界关注的一种以太网业务保护方法。以太网环保护基于物理或逻辑环拓扑，利用闭环和以太网的特性来实现点到点、点到多点和多点到多点业务的快速保护倒换，具有带宽利用率高、保护倒换速度快、建网成本低、支持点到多点和多点到多点的业务倒换等特点。
以太环网在物理层上呈现为一种环拓扑，为防止报文在以太网环上无限环回，在链路层会设置一个阻塞端口，当业务报文经过阻塞端口时，会将报文丢弃。通常来说，在同一个物理拓扑上可以对应多个环实例，各个环实例有各自相应的阻塞端口。一个环实例可以对应一个控制VLAN和一个或一组业务VLAN。需要指出的是，控制VLAN通常用来传输环实例的控制消息，阻塞端口不阻塞控制VLAN上的报文和流量。
下面结合附图简要介绍一下ERP的故障检测和保护恢复的具体过程。
请参看图1，图1为现有技术中以太环网的示意图。如图1所示，网桥1到网桥6分别作为各个节点组成以太网环。网桥1的一个端口为阻塞端口，正常情况下，当业务报文经过该阻塞端口时，该业务报文会被阻塞端口丢弃。该以太环网的故障检测和保护恢复的具体过程如下：
1、故障检测
以太环网的故障检测是通过进行环的span级的检测实现的。具体来说，它采用周期性地发送CC(Continuity Check连续性监视)报文来检测相邻网桥之间的链路是否正常，实现故障的快速检测。当节点在预先设定的时间周期内没有收到相邻节点发送的CC报文，则可判断节点与相邻节点之间的链路发生故障。
2、故障后的业务保护
当节点检测到与相邻节点之间的链路发生故障时，将该故障链路两端的端口阻塞，并向环上其它节点发出控制消息；其它节点在接收到控制消息后，将正常阻塞端口打开，清空转发表，重新自学习。
3、故障恢复
当节点检测到故障恢复时，将因链路故障而阻塞的端口重新打开，并向环上其它节点发出故障恢复消息；其它节点在接收到故障恢复消息后，将打开的正常阻塞端口重新阻塞，清空转发表，重新自学习；以太环网恢复到正常工作状态。
从以上对现有的ERP具体过程的描述可以看出，无论是哪个链路发生故障，都会引起环上所有节点清空转发表，重新自学习。但实际上，在以下情形下无需重新自学习。
请参看图2，图2为正常阻塞端口所在的链路发生故障的以太环网拓扑示意图。如图2所示，网桥1和网桥2之间的链路发生故障以及故障恢复时，由于发生故障的链路是正常阻塞端口所在的链路，该链路发生故障后，其两端的端口都被阻塞，此时网络拓扑形态与故障前相同，这种情况下，该以太环网上的各个节点是不需要重新自学习的，因为重新自学习后的转发表项会与重新学习前的表项一致。
由于以太环网上的各个节点的转发表被清空后，必须重新自学习才能重新建立转发表，而且在建立转发表的过程中，以太环网上将存在大量的广播流量，这必然导致加重网络的负担，占用过多的带宽资源。因此，如何减少故障发生与故障恢复而导致不必要的清空转发表和自学习成为需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例公开了一种以太网环保护的方法及相应的装置、通信设备，能够抑制不必要的控制信息及的清空转发表和自学习，从而能减少因故障产生和恢复导致的广播流量。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施例提供了一种以太网环保护方法，该方法包括：
当以太环网上的链路发生故障时，检测到故障的节点判断故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路；
若所述故障链路不是正常阻塞端口所在的链路，则所述检测到故障的节点向环上的其它节点发送控制信息。
若所述故障链路是正常阻塞端口所在的链路，则所述检测到故障的节点抑制向环上的其它节点发送所述控制信息；
本发明实施例还提供了另一种以太网环保护方法，该方法包括：
当以太环网上的链路发生故障时，检测到故障的节点判断故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路；
若所述故障链路是正常阻塞端口所在的链路，则所述检测到故障的节点向环上的其它节点发送携带有不清空转发表指示的控制消息；
若所述故障链路不是正常阻塞端口所在的链路，则所述节点向环上的其它节点发送携带有清空转发表指示的控制消息。
另一方面，本发明的实施例还公开了一种以太网环保护装置，包括：
一种以太网环保护装置，其特征在于，包括：链路状态检测模块、信息存储模块、判断模块、控制信息生成模块；
所述链路状态检测模块，用于通过接收到的控制消息检测链路状态；以及当检测到的链路故障或链路故障恢复时，发送链路故障信息或链路故障恢复信息给所述判断模块；
所述信息存储模块，用于存储以太环网上的正常阻塞端口的信息；
所述判断模块，用于根据所述信息存储模块中存储的正常阻塞端口的信息判断发生故障或故障恢复的链路是否为正常阻塞端口所在的链路；当发生故障或故障恢复的链路不是正常阻塞端口所在的链路时，指示所述控制信息生成模块向其它节点发送控制信息；
所述控制信息生成模块，用于生成并向其它相邻节点发送控制信息通知其它节点清空本节点的转发表。
从对本发明实施例技术方案的描述可以看出，本发明的实施例通过判断发生故障或者故障恢复的链路是否是正常阻塞端口所在的链路，决定是否指示以太环网上的其它节点清空转发表，从而避免了现有技术中任何链路故障或恢复都会导致环网上的节点清空转发表，重新开始自学习，有效地减少了不必要的清空转发表自学习产生的广播流量，提高了以太环网上的带宽利用率。
附图说明
图1为现有技术中以太环网的示意图；
图2为正常阻塞端口所在的链路发生故障的以太环网拓扑示意图；
图3为为适用本发明方法实施例的一种以太环网的网络拓扑示意图；
图4为本发明实施例1公开的以太网环保护方法的流程图；
图5为本发明实施例2中CC报文的帧格式示意图；
图6为图5中CC报文的Flag域的格式示意图；
图7为本发明实施例3中AIS报文的帧格式示意图；
图8为图7中AIS报文的Flag域的格式示意图；
图9为本发明的实施例4公开的一种以太网环保护装置的结构示意图；
图10为本发明的实施例5公开的一种以太网环保护装置的结构示意图；
图11为本发明的实施例6公开的一种以太网环保护装置的结构示意图。
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，下面结合附图和本发明的实施例作进一步详细描述。
实施例1
请参照图3，图3为为适用本发明方法实施例的一种以太环网的网络拓扑示意图。如图3所示，网桥1至网桥6是以太网环上节点，301是正常阻塞端口，302、303、304是正常的环上端口，305和306是连接节点的链路，该以太环网上的各个节点已经预先配置了301为正常阻塞端口的信息，其它端口都是一般的环上端口。需要说明的是，图3仅是本发明的一个实施例的网络拓扑结构示意图，适用于本发明技术方案的网络形态并不限于此。
请参看图4，图4为本发明实施例1公开的以太网环保护方法的流程图。如图4所示，该方法包括：
步骤S401、判断以太环网上的节点是否在预先设定的时间内接收到相邻节点发送的控制消息，是则，执行步骤S402，否则继续执行本步骤；
本步骤中，所述控制消息可以是CC报文，以太环网上的各个节点之间可以采用CC报文检测故障。
各个节点周期性的向与其相邻的节点发送CC报文，当节点在预定的时间内没有收到CC报文，则可判定该节点与相邻节点之间的链路发生故障。利用CC报文检测链路故障的具体过程与现有技术相同，在此不再加以详细描述。
步骤S402、判断发生故障的链路是否为正常阻塞端口所在的链路，是则执行步骤S403，否则执行步骤S404；
本步骤中，由于环网上的各个节点都已经配置了正常阻塞端口的信息，当故障链路的端口和预先配置的正常阻塞端口信息一致时，即可判断发生故障的链路是正常阻塞端口所在的链路。
步骤S403、检测到链路故障的节点屏蔽向以太环网上的其它节点发送控制信息；
本步骤中，由于发生故障的链路是正常阻塞端口所在的链路，则故障后的网络拓扑和故障前相同，因此检测到故障的节点无需向其它节点发送控制信息，则其它节点也不会刷新转发表，重新自学习。
步骤S404、检测到链路故障的节点向以太环网上的其它节点发送控制信息，通知其它节点刷新本节点的转发表。
控制信息可以采用以太网OAM机制中的AIS(Alarm Indication Signal告警指示信号)，也可以采用以太网保护倒换机制中的APS(AutomaticProtection Switching自动保护倒换)信息，它们通过控制VLAN进行传输。在本实施例中，采用AIS故障告警信息进行举例。
本步骤中，由于发生故障的链路不是正常阻塞端口所在的链路，则故障发生后，正常阻塞端口会被打开，故障链路两端的端口会被阻塞，故障后网络拓扑会发生改变，因此检测到故障的节点需要向其它节点发送告警信息，通知其它节点也刷新转发表，重新开始自学习建立新的转发表。
本实施例中，当环网上的节点检测到故障恢复时，该方法还可以进一步包括：
判断故障恢复的链路是否是阻塞端口所在的链路，是则屏蔽向环网上的其它节点发送故障恢复信息；否则向其它节点发送故障恢复消息；
环网上的其它节点接收到故障恢复消息后，清空本地的转发表，重新开始自学习。同时，故障恢复的链路两端的端口重新打开，正常阻塞端口被重新阻塞，该以太环网恢复到正常状态。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：以太环网上的各个节点上没有预先配置正常阻塞端口的信息，节点根据CC报文中携带的正常阻塞端口的标识信息来判断发生故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路。
本实施例中的操作步骤与图4所示的步骤相同，区别在于，在步骤S401中的CC报文中携带了是否是正常阻塞端口的标识信息。
请参看图5，图5为是CC报文的帧格式示意图。如图5所示，CC报文中有一个Flags域，该Flags域的标准格式如图6所示。可以看到，该Flags域中有几个保留比特，可以利用其中的一个bit来指示发送CC报文的端口是否是正常阻塞端口。例如：可以选用Flags的第7个保留bit来标识发送CC报文的端口是否是正常阻塞端口。当第7个保留bit的取值为1时，则该端口是正常阻塞端口；取值为0时，则该端口是正常端口。
举例来说，当图3中的节点1从正常阻塞端口向节点2发送CC报文时，将CC报文中的Flags域的第7保留bit设置为1，标识发送CC报文的端口301是正常阻塞端口；而当节点1从正常阻塞端口向节点6发送CC报文时，将CC报文中的Flags域的bit7设置为0，标识发送CC报文的端口为正常端口。
相应地，步骤S402中：发生故障时，以太环网上的节点根据接收到的控制消息中的标识信息来判断发生故障的链路是否是正常阻塞端口所在的链路。
举例来说，当图3中节点2从端口302收到节点1的端口301发送的CC报文，检查CC报文的Flags域的bit7是否为1，如果是1，则记录端口301所在的链路为正常阻塞端口所在链路。当节点检测到某个端口的链路发生故障时，根据之前记录的信息，判断发生故障的链路是否是正常阻塞端口所在的链路。
进一步地，本实施例也包括故障恢复时相应的处理流程，故障恢复时具体流程与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例3
实施例1、2中，由于正常阻塞端口所在的链路发生故障或者故障恢复时，以太环网上的各个节点无需清空转发表，重新开始自学习，因此可以不发送控制信息通知其它节点清空转发表。但是，这种情况下，其它节点则无法得知正常阻塞端口所在的链路故障。在本实施例中，当正常阻塞端口所在的链路发生故障时，环网上的节点无需清空转发表，重新自学习，但是会接收到控制信息，了解环网上链路的故障情况。
本实施例中的操作步骤与图4所示的步骤基本相同，区别在于：当节点检测到某个端口的链路发生故障时，在向其它节点发送的控制信息中携带是否清空转发表的指示符。指示符的确定是根据之前记录的信息，如果故障端口是正常阻塞端口所在链路的端口，则指示不清空转发表；如果故障端口不是正常阻塞端口所在链路的端口，则指示清空转发表。
控制信息可以采用以太网OAM机制中的AIS(Alarm Indication Signal告警指示信号)，也可以采用以太网保护倒换机制中的APS(AutomaticProtection Switching自动保护倒换)信息，它们通过控制VLAN进行传输。在本实施例中，采用AIS故障告警信息进行举例。
请参看图7，图7是AIS报文在以太网环上应用的标准帧格式示意图。如图7所示，AIS报文中有一个Flags域。如图8所示，可以将bit8和bit7用于指示IT(Indication Type告警类型)：可以指示该告警信息的类型是故障产生或者故障恢复，这里IT＝failure用于表示该告警信息的类型是故障产生信息，IT＝recovery用于表示该告警信息的类型是故障恢复信息。另外可以将bit6作为FI(Flush Indication清空指示符)；当FI＝1时，表示需要清空转发表；当FI＝0时表示不需要清空转发表。
举例来说，图3中所示的以太环网上的节点已经配置了端口301是正常阻塞端口，或者已从之前发送的CC报文中携带的标识信息中得知并记录了端口301是正常阻塞端口，当图3中的节点2检测到端口301所在的链路发生故障时，可以得知发生故障的链路为正常阻塞端口所在链路，则在发送告警信息时，将IT设置failure；同时将FI设置成0。
当其它节点在接收到告警信息时，检查清空指示符FI，如果FI＝1，则清空转发表，以便后续重新自学习。如果FI＝0，则不清空转发表。
本实施例中，当环网上的节点检测到故障恢复时，该方法还可以进一步包括：
当故障恢复的链路是正常阻塞端口所在的链路时，检测到故障恢复的节点向环网上的其它节点发送告警信息；该告警信息具体为故障恢复信息，本实施例中可以用AIS报文中Flag域的IT＝recovery标识该AIS报文为故障恢复消息，同时将FI设置为0；
当故障恢复的链路不是是正常阻塞端口所在的链路时，检测到故障恢复的节点向环网上的其它节点发送告警信息；该告警信息具体为故障恢复消息，本实施例中可以用AIS报文中IT＝recovery标识该AIS报文为故障恢复信息，同时将FI设置为1；
环网上的其它节点接收到故障恢复消息后，根据故障恢复消息中FI确定是否清空本地的转发表，重新开始自学习。同时，故障恢复的链路两端的端口重新打开，正常阻塞端口被重新阻塞，该以太环网恢复到正常状态。
基于与上述以太网环保护方法同一构思，本发明还公开了一种以太环网保护装置。需要说明的是，由于装置实施例和方法实施例属于同一发明构思，因此有很多相同或相应的技术特征，对于这些相同或相应的技术特征，只简而言之，不再赘述。
实施例4
请参看图9，图9为本发明的实施例4公开的一种以太环网保护装置的结构示意图，该装置位于环网的节点上。如图9所示，该装置包括：链路故障检测模块、判断模块、信息存储模块、控制消息生成模块。
其中，链路状态检测模块用于接收相邻节点发送的控制消息，并通过该控制消息判断链路状态；以及当检测到本节点与相邻节点之间的链路故障或链路故障恢复时，将链路故障信息或链路故障恢复信息发送给判断模块；
所述判断模块根据所述信息存储模块中存储的正常阻塞端口的信息判断发生故障或故障恢复的链路是否为正常阻塞端口所在的链路；当发生故障或故障恢复的链路不是正常阻塞端口所在的链路时，指示控制信息生成模块向其它节点发送控制信息通知其它节点清空本节点的转发表；
所述信息存储模块用于存储以太环网上的正常阻塞端口的信息；
所述控制信息生成模块用于生成并向其它相邻节点发送控制信息。
实施例5
请参看图10，图10为本发明的实施例5公开的一种以太网环保护装置的结构示意图。如图10所示，本实施例与实施例4的区别在于：本实施例提供的装置还可以包括标识信息提取模块，该模块从链路状态检测模块接收到的控制消息中提取发送所述控制消息的端口是否是正常阻塞端口的标识信息，并将该标识信息发送给信息存储模块。
所述判断模块根据所述信息存储模块中存储的标识信息判断发生故障或故障恢复的链路是否为正常阻塞端口所在的链路；当发生故障或故障恢复的链路不是正常阻塞端口所在的链路时，指示控制信息生成模块向其它节点发送控制信息。
实施例6
请参看图11，图11为本发明的实施例6公开的一种以太网环保护装置的结构示意图。如图11所示，本实施例与实施例5的区别在于：本实施例中还可以包括标识符添加模块，用于从判断模块得到所述发生故障或故障恢复的链路是否为正常阻塞端口所在的链路，根据所述判断模块的判断结果对所述控制消息生成模块产生的控制消息添加是否清空转发表的标识符。
具体来说，当所述发生故障或故障恢复的链路是正常阻塞端口所在的链路时，则所述标识符添加模块在所述控制消息中添加不清空转发表的标识符；当所述发生故障或故障恢复的链路不是正常阻塞端口所在的链路时，则所述标识符添加模块在所述控制消息中添加清空转发表的标识符。
应用本发明实施例提供的方法和装置，通过判断发生故障或者故障恢复的链路是否是正常阻塞端口所在的链路，决定是否指示以太环网上的其它节点清空转发表，从而避免了现有技术中任何链路故障或恢复都会导致环网上的节点清空转发表，重新开始自学习，有效地减少了不必要的清空转发表及自学习产生的广播流量，提高了以太环网上的带宽利用率。
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，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，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。

Claims (15)

1.一种以太网环保护方法，其特征在于，包括：
当以太环网上的链路发生故障时，检测到故障的节点判断故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路；
若所述故障链路不是正常阻塞端口所在的链路，则所述检测到故障的节点向环上的其它节点发送控制消息。
若所述故障链路是正常阻塞端口所在的链路，则所述检测到故障的节点抑制向环上的其它节点发送所述控制消息；
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测到故障的节点判断故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路具体包括：
所述检测到故障的节点查询本节点上预先配置的所述正常阻塞端口信息，判断所述故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测到故障的节点判断故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路具体包括：
所述检测到故障的节点根据接收到的控制消息中携带的标识信息判断所述故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路；所述标识信息用于指示发送所述控制消息的端口是否是所述正常阻塞端口。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述控制消息为连通性检测CC报文。
5.如权利要求1至4所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
当所述链路故障恢复时，检测到故障恢复的节点判断故障恢复链路是否是正常阻塞端口所在的链路；
若所述故障恢复链路不是正常阻塞端口所在的链路，则所述检测到故障恢复的节点向环上的其它节点发送控制消息。
若所述故障恢复链路是正常阻塞端口所在的链路，则所述检测到故障恢复的节点抑制向环上的其它节点发送所述控制消息；
6.所述权利要求1和权利要求5所述的方法，其特征在于：所述控制消息为告警指示信号AIS报文或自动保护倒换APS报文。
7.一种以太网环保护方法，包括：
当以太环网上的链路发生故障时，检测到故障的节点判断故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路；
若所述故障链路是正常阻塞端口所在的链路，则所述检测到故障的节点向环上的其它节点发送携带有不清空转发表指示的控制消息；
若所述故障链路不是正常阻塞端口所在的链路，则所述节点向环上的其它节点发送携带有清空转发表指示的控制消息。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述检测到故障的节点判断故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路具体包括：
所述检测到故障的节点查询本节点上预先配置的所述正常阻塞端口信息，判断所述故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述检测到故障的节点判断故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路具体包括：
所述检测到故障的节点根据接收到的控制消息中携带的标识信息判断所述故障链路是否是正常阻塞端口所在的链路；所述标识信息用于指示发送所述控制消息的端口是否是所述正常阻塞端口。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述控制消息为连通性检测CC报文。
11.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
当所述链路故障恢复时，检测到故障恢复的节点判断故障恢复链路是否是正常阻塞端口所在的链路；
若所述故障恢复的链路是正常阻塞端口所在的链路，则所述检测到故障恢复的节点向环上的其它节点发送携带有不清空转发表指示的控制消息；
若所述故障恢复的链路不是正常阻塞端口所在的链路，则所述检测到故障恢复的节点向环上的其它节点发送指示携带有清空转发表指示的控制消息。
12.所述权利要求6和权利要求11所述的方法，其特征在于：所述控制消息为告警指示信号AIS报文或自动保护倒换APS报文。
13.一种以太网环保护装置，其特征在于，包括：链路状态检测模块、信息存储模块、判断模块、控制信息生成模块；
所述链路状态检测模块，用于通过接收到的控制消息检测链路状态；以及当检测到的链路故障或链路故障恢复时，发送链路故障信息或链路故障恢复信息给所述判断模块；
所述信息存储模块，用于存储以太环网上的正常阻塞端口的信息；
所述判断模块，用于根据所述信息存储模块中存储的正常阻塞端口的信息判断发生故障或故障恢复的链路是否为正常阻塞端口所在的链路；当发生故障或故障恢复的链路不是正常阻塞端口所在的链路时，指示所述控制信息生成模块向其它节点发送控制信息；
所述控制信息生成模块，用于生成并向其它相邻节点发送控制信息通知其它节点清空本节点的转发表。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：
标识信息提取模块，用于从链路状态检测模块接收到的控制消息中提取发送所述控制消息的端口是否是正常阻塞端口的标识信息，并将该标识信息发送给信息存储模块。
15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：
标识符添加模块，用于根据所述判断模块的判断结果对所述控制消息生成模块产生的控制消息添加是否清空转发表的标识符。
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