CN101252500A - 任意拓扑相交环网的实现方法、节点和相交环网 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了任意拓扑相交环网的实现方法、节点和相交环网。其中，本发明方法包括：将多个以太环网相交形成任意拓扑的相交环网，相交环网中每一个环网均包括主节点和多个传输节点，在初始正常工作时，主节点将主端口放开，将副端口阻塞；相交环网中每一个环网的主节点仅通过协议报文交互的方式和/或主节点直连链路检测方式进行故障检测及其处理、故障恢复检测及其处理。

Description

任意拓扑相交环网的实现方法、节点和相交环网
技术领域
本发明涉及以太环网技术，特别是涉及任意拓扑的相交环网保护方法、节点和相交环网。
背景技术
目前，以太环网逐步普及并应用。图1是单个以太环网的结构示意图。参见图1，在单个以太环网中，包括一个主节点和多个传输节点，主节点与各个传输节点在以太环网上传输业务数据，完成各种业务功能。
对于单个以太环网，目前，快速环网保护协议(RRPP，Rapid RingProtection Protocol)能够提供有效的保护机制。RRPP是一个专门应用于以太网环的链路层协议，它在以太网环完整时能够防止数据环路引起的广播风暴，而当以太网环上一条链路断开时，能迅速启用备份链路以保证环网的最大连通性。
如图1所示，根据RRPP协议，在单个以太环网正常工作时，对于数据报文，主节点只打开自身一侧的主端口，并阻塞自身另一侧的副端口，这样，在传输数据报文时，以太环网则是一个链状，而不会产生环路。
根据RRPP协议，在单个的以太环网中，故障检测及其处理包括：主节点定期从主端口发送健康检测(Hello)报文，如果主节点在预定时间内未接收到自身发送的Hello报文、或者是主节点接收到传输节点上报的故障通知报文、或者是主节点检测到端口直连链路故障，则都会确定所在的以太环网发生故障，主节点则会迁移到故障状态，并打开阻塞的副端口，发送刷新转发表报文。根据RRPP协议，故障恢复检测及其处理包括：主节点定期发送Hello报文，如果环网故障之后，主节点能够接收到自身发送的Hello报文、或者是主节点接收到传输节点上报的故障恢复通知报文、或者是主节点检测到端口直连链路故障恢复，则确定所在以太环网故障恢复，则阻塞副端口，发送刷新转发表报文。
在单个以太环网中，当以太环网的故障链路直连节点检测到故障恢复时，该节点首先将故障恢复端口迁移到阻塞状态，并启动阻塞定时器，当该节点接收到主节点发来的刷新转发表报文或者是阻塞定时器超时，该节点都会将阻塞状态的端口迁移到正常转发报文的状态，从而保证链路的通畅。
随着业务的发展，单个以太环网往往无法满足业务的需要，在实际的组网应用中，经常需要将多个以太环网进行任意相交组网，形成相交环网，也就是说，一个相交环网可以包含多个以太环网，一个以太环网物理上对应一个环形连接的以太网拓扑，一个相交环网就由彼此相接的多个以太环网构成。图2是多个以太环网相交的一种拓扑结构示意图。参见图2，以太环网R1(由节点S1、S2、S3、S4组成)、R2(由节点S3、S2、S6组成)和R3(由节点S3、S2、S5组成)相交，形成了任意拓扑的相交环网。
多个以太环网相交的组网方式，能够形成更加灵活的网络拓扑结构，从而为用户提供更加丰富的业务服务。由于环网本身的特点，对于多个以太环网相交，同样需要提供一种有效的环网保护机制来保证环网链路的通畅以及避免产生环路。如图2中，不仅需要分别保证以太环网R1、R2和R3避免产生环路，而且还需要保证相交形成的大环(如节点S1、S2、S6、S3、S4、S1组成的环)不产生环路，以及需要考虑在一个环如R1发生故障时，为了保证其他环网链路的通畅，所应采取的应对措施等。
然而，在目前，仅仅存在对单个以太环网的有效环网保护机制，对于多个以太环网相交的任意拓扑方式，还没有一种有效的环网保护机制。
发明内容
本发明的目的在于提供任意拓扑相交环网的实现方法、节点和相交环网，以便于对任意拓扑的多个相交的以太环网提供有效的环网保护机制。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种任意拓扑相交环网的实现方法，该方法包括：
将多个以太环网相交形成任意拓扑的相交环网，相交环网中每一个环网均包括主节点和多个传输节点，在初始正常工作时，主节点将主端口放开，将副端口阻塞；
相交环网中每一个环网的主节点仅通过协议报文交互的方式和/或端口直连链路检测方式进行故障检测及其处理、故障恢复检测及其处理。
该方法进一步包括：将相交环网中的各个环网分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环；
协议报文在相交环网中的交互过程包括：
相交环网中任意一层环的节点发送携带所在环层信息的协议报文；相交环网中的传输节点从一个端口上接收到该协议报文后，通过自身中其他未阻塞的端口转发该报文；相交环网中的主节点在未阻塞的端口上接收到来自外层环的协议报文后，在其他未阻塞的端口上转发该协议报文，相交环网中的主节点接收到来自本层环的协议报文时，不再转发该协议报文并根据该协议报文进行对应处理，相交环网中的主节点接收到来自内层环的协议报文时，直接丢弃该协议报文。
该方法进一步包括：将相交环网中的各个环网分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环；设置边缘节点的每一个端口所属的环的层信息，其中，边缘节点为将相交环网中每一个以太环网内层的所有环组成的网络作为该以太环网的一个虚拟节点时，该虚拟节点接入该以太环网的端口所在的节点；
协议报文在相交环网中的交互过程包括：相交环网中任意一层环的节点发送携带所在环层信息的协议报文；边缘节点从自身一个端口上接收到该协议报文后，从自身其他端口中确定属于与该协议报文中携带的层信息同层环或较内层环的端口，在确定的端口上转发该协议报文。
该方法进一步包括：将相交环网中的各个环网分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环；
协议报文在相交环网中的交互过程包括：相交环网中任意一层环的传输节点接收到来自内层环的协议报文后，直接丢弃该协议报文。
该方法进一步包括：相交环网中，任意一个节点在转发协议报文时，按照协议报文的优先级高于数据报文优先级的处理方式，优先发送该协议报文。
所述协议报文为：传输节点检测到端口直连链路故障后向本层环的主节点发送的携带所在环层信息的故障通知报文；
主节点通过协议报文交互的方式进行故障检测及其处理包括：当相交环网中的主节点根据故障通知报文中携带的层信息确定自身所在环是同层环时，该主节点确定检测出所在环故障，打开副端口，并发送刷新转发表报文。
传输节点检测到端口直连链路故障包括：
传输节点检测到端口的状态从正常变为故障；
或，
如果所述传输节点的相邻节点正常工作，则每当预先设置的发送定时器超时后，向所述传输节点发送心跳报文并重启该发送定时器，所述传输节点启动接收定时器，在接收定时器超时前如果没有在与相邻节点相连的端口上接收到心跳报文，则确定该端口直连链路故障；
或，
所述传输节点每当预先设置的发送定时器超时后，向其相邻节点发送心跳报文并启动接收定时器，该相邻节点如果接收到该传输节点发来的心跳报文，则将该心跳报文返回给该传输节点，该传输节点在接收定时器超时前如果没有在与相邻节点相连的端口上接收到自身所发送的心跳报文，则确定该端口直连链路故障。
传输节点发送故障通知报文的方法包括：传输节点在检测到端口直连链路故障后，将该端口阻塞，向本层环的主节点发送携带所在环层信息的故障通知报文，并启动预先设置的故障消息发送定时器，每当该故障消息发送定时器超时，所述传输节点均发送携带所在环层信息的故障通知报文并重启该故障消息发送定时器，直至接收到本层环的主节点发来的刷新转发表报文。
所述协议报文为：主节点周期性发送的携带所在环层信息的健康检测报文；
主节点通过协议报文交互的方式进行故障恢复检测及其处理包括：该主节点接收到自身发送的携带所在环层信息的健康检测报文后，确定检测出所在环故障恢复，则将副端口阻塞，并发送携带所在环层信息的刷新转发表报文。
所述协议报文为：主节点检测到主端口直连链路故障后发送的携带所在环层信息的刷新转发表报文；或者，主节点接收到携带所在环的层信息的故障通知报文后，发送的携带本层信息的刷新转发表报文；或者，主节点接收到自身发送的健康检测报文之后发送的携带所在环层信息的刷新转发表报文；或者，主节点从自身中属于同一个环的不同端口收到携带所在环层信息的对应同一链路的故障恢复报文后，该主节点发送的携带本层信息的刷新转发表报文。
对应同一链路的故障恢复报文的确定方法包括：将携带同一节点信息的不同故障恢复报文确定为对应同一链路的故障恢复报文；或者，根据预先获取的环网拓扑结构，将分别携带同一链路两端节点信息的不同故障恢复报文确定为对应同一链路的故障恢复报文。
该方法进一步包括：相交环网中，任意一个节点在端口上接收到携带层信息的刷新转发表报文后，如果预配置的该端口所属环的层与该协议报文中携带的层信息同层或为较内层时，该节点刷新该端口的转发表。
该方法进一步包括：
相交环网中的主节点仅在接收到携带本层信息的故障通知报文和检测到主端口直连链路故障该两者中的一个发生后，执行包括打开副端口和发送携带本层信息的刷新转发表报文在内的故障保护处理，其中，该主节点为除最内层环之外的环的主节点，或为相交环网中任意一层环的主节点；
和/或，
相交环网中，节点在检测到属于除最内层环之外的环的端口直连链路故障恢复后，将该端口设置为阻塞状态，并且仅在接收到本层环的主节点发来的刷新转发表报文后，将该阻塞状态的端口打开。
一种任意拓扑的相交环网，该相交环网中包括相交的多个以太环网，相交环网中每一个环网均包括主节点和多个传输节点，在初始正常工作时，主节点的主端口放开，副端口阻塞；
相交环网中每一个环网的主节点仅通过协议报文交互的方式和/或主节点直连链路检测方式进行故障检测及其处理、故障恢复检测及其处理。
所述相交环网中的各个环网被分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环；
相交环网中任意一层环的节点发送携带所在环层信息的协议报文；相交环网中的传输节点从一个端口上接收到该协议报文后，通过自身中其他未阻塞的端口转发该报文；相交环网中的主节点在未阻塞的端口上接收到来自外层环的协议报文后，在其他未阻塞的端口上转发该协议报文，相交环网中的主节点接收到来自本层环的协议报文时，不再转发该协议报文并根据该协议报文进行对应处理，相交环网中的主节点接收到来自内层环的协议报文时，直接丢弃该协议报文。
所述相交环网中的各个环网被分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环；
该相交环网中包括边缘节点，边缘节点的各个端口属于不同层的环，其中，边缘节点为将相交环网中每一个以太环网内层的所有环组成的网络作为该以太环网的一个虚拟节点时，该虚拟节点接入该以太环网的端口所在的节点；
所述相交环网中任意一层环的节点发送携带本层信息的协议报文；边缘节点从自身一个端口上接收到该协议报文后，从自身其他端口中确定属于与该协议报文中携带的层信息同层环或较内层环的端口，在确定的端口上转发该协议报文。
一种主节点，该主节点位于任意拓扑的相交环网中，该主节点包括：
端口处理单元，用于接收其他节点发来的携带层信息的协议报文，在接收到转发通知后，在其他未阻塞的端口上转发该携带层信息的协议报文；
协议报文处理单元，用于从端口处理单元接收到的协议报文中获取层信息，如果根据该层信息确定自身所在环是较外层环时，直接丢弃该协议报文，如果根据该层信息确定自身所在环是较内层环时，向端口处理单元发送转发通知。
所述端口处理单元进一步用于在转发携带层信息的协议报文时，按照协议报文的优先级高于数据报文优先级的处理方式，优先发送该协议报文。
所述协议报文处理单元进一步用于，仅在接收到携带本层信息的故障通知报文和检测到主端口直连链路故障该两者中的一个发生后，执行包括打开副端口和发送携带本层信息的刷新转发表报文在内的故障保护处理。
一种传输节点，该传输节点位于任意拓扑的相交环网中，当该传输节点为边缘节点时，边缘节点为将相交环网中每一个以太环网内层的所有环组成的网络作为该以太环网的一个虚拟节点时，该虚拟节点接入该以太环网的端口所在的节点，该传输节点包括：
端口控制单元，用于从第一端口上接收其他节点发来的携带层信息的协议报文，在接收到转发通知后，根据转发通知中携带的端口信息，在对应的端口上转发该携带层信息的协议报文；
协议报文控制单元，用于从端口处理单元接收到的协议报文中获取层信息，从所在节点的除第一端口之外的其他端口中确定属于与该协议报文中携带的层信息同层环或较内层环的端口，将确定的端口信息携带在转发通知中发送给端口控制单元。
所述端口控制单元进一步用于在转发携带层信息的协议报文时，按照协议报文的优先级高于数据报文优先级的处理方式，优先发送该协议报文。
所述端口控制单元进一步用于在检测到属于除最内层环之外的环的端口直连链路故障恢复后，将该端口设置为阻塞状态，并且仅在接收到本层环的主节点发来的刷新转发表报文后，将该阻塞状态的端口打开。
由此可见，在本发明中，由于能够控制一个环中的协议报文仅在本层环和其内层环中完成传输，因此，可以保证各个环利用协议报文进行环的故障检测时，能够从最内层环开始逐层向外进行故障保护处理，从而对任意拓扑的多个相交的以太环网提供有效的环网保护机制。
较佳地，在本发明中，除最内层环之外的环上的主节点不再利用Hello报文来检测环是否发生故障，在确定环故障之前，即时超时没有收到Hello报文，也不再进行单环中打开副端口的处理，因此，可以避免在最内层环和外层环均发生故障时该外层环的主节点打开副端口所造成的环路问题。另外，在本发明中，除最内层环之外的环上的传输节点在将属于该环的端口设置为阻塞状态后，不再执行单环中启动阻塞定时器并在其超时后将端口从阻塞状态迁移到正常转发状态的处理，这样，则可以避免在最内层环和外层环的故障均恢复时该外层环传输节点将端口迁移到正常转发状态所造成的环路问题。
附图说明
图1是单个以太环网的结构示意图。
图2是多个以太环网相交的一种拓扑结构示意图。
图3是在本发明一个实施例中在相交环网中发送并处理故障通知报文的流程图。
图4是相交环网中发生两点故障的一种示意图。
图5是相交环网中发生三点故障的一种示意图。
图6是相交环网中发生三点故障中的两点故障恢复时的一种示意图。
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，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
本发明提出了一种任意拓扑相交环网的实现方法，该方法包括：将多个以太环网相交形成任意拓扑的相交环网，相交环网中每一个环网均包括主节点和多个传输节点，在初始正常工作时，主节点将主端口放开，将副端口阻塞；相交环网中每一个环网的主节点仅通过协议报文交互的方式和/或主节点直连链路检测方式进行故障检测及其处理、故障恢复检测及其处理。
在本发明中，为了便于管理，可以将相交环网中的各个以太环网分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环，在实现将相交环网中的各个以太环网分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环时，可以将位于核心/汇聚层的以太环网设置为最内层环。仍以图2所示的三个以太环网相交的结构为例，可以将以太环网R1设置为最内层环，将以太环网R2和R3分别设置为次外层环和最外层环，在初始正常工作时，最内层环R1的主节点。在在初始正常工作时，环R1、环R2和环R3的主节点均将主端口放开，将副端口阻塞。
在本发明中，协议报文可以是原单环中的任意一种协议报文，比如，故障通知报文、健康检测(Hello)报文和刷新转发表报文等。
下面首先以协议报文为故障通知报文为例，详细介绍在相交环网中如何传输故障通知报文，以及根据该故障通知报文所进行的处理。
图3是在本发明一个实施例中在相交环网中发送并处理故障通知报文的流程图。参见图3，该流程具体包括以下步骤：
步骤301：相交环网中，任意一层环的传输节点检测端口直连链路是否发生故障，如果是，则执行步骤302，否则，返回步骤301。
在本步骤中，传输节点检测端口直连链路是否发生故障具体可以包括如下两种实现方式：
方式一、传输节点检测端口的状态是否从正常(UP)变为故障(DOWN)，如果是，则确定端口直连链路发生故障。
方式二、通过收发心跳报文来检测。
在该方式二中，具体地，又存在两种实现过程：
过程1、相交环网中与任意一个传输节点相邻的节点启动预先设置的发送定时器，每当该发送定时器超时后，向其相邻的传输节点发送心跳报文并重启该发送定时器，该传输节点则启动预先设置的接收定时器，判断在接收定时器超时前是否能够在与相邻节点相连的端口上接收到心跳报文，如果不能接收到，则确定该端口直连链路故障，将该端口阻塞，如果能够接收到，则重启接收定时器。
过程2、相交环网中任意一个传输节点每当预先设置的发送定时器超时后，向其相邻节点发送心跳报文并启动接收定时器，该相邻节点如果接收到该传输节点发来的心跳报文，则将该心跳报文返回给该传输节点，该传输节点在接收定时器超时前如果没有在与相邻节点相连的端口上接收到自身所发送的心跳报文，则确定该端口直连链路故障，并将该端口阻塞。
步骤302：该传输节点向本层环的主节点发送携带所在环层信息的故障通知报文，并启动预先设置的故障消息发送定时器，每当该故障消息发送定时器超时，该传输节点均通过自身的各个端口发送携带所在环层信息的故障通知报文，并重启故障消息发送定时器，直至接收到本层环的主节点发来的刷新转发表报文。
步骤303：相交环网中的其他传输节点从一个端口上接收到该故障通知报文后，通过自身中其他未阻塞的端口转发该故障通知报文。
步骤304：相交环网中的主节点从端口上接收该故障通知报文，根据该故障通知报文中携带的层信息确定自身所在环是较外层环、同层环还是较内层环，如果是较外层环，则执行步骤305，如果是同层环，则执行步骤306，如果是较内层环，则执行步骤307。
步骤305：该主节点直接丢弃该故障通知报文，结束当前流程。
步骤306：该主节点不再转发该故障通知报文，确定所在环发生故障，如果副端口处于阻塞状态，则打开副端口，并发送刷新转发表报文，结束当前流程。
步骤307：如果还存在其他未阻塞的端口，该主节点则在该其他未阻塞的端口上转发携带层信息的故障通知报文。
在上述步骤304至步骤307中，通过主节点比较层的方式实现了节点发送的故障通知报文仅在本层环和其内层环中完成传输。在实际的业务实现中，也可以采用其他方式来实现节点发送的故障通知报文仅在本层环和其内层环中完成传输，比如，一种可行的方式包括：设置边缘节点，并设置边缘节点的每一个端口所属的环的层信息，其中，边缘节点为将相交环网中每一个以太环网内层的所有环组成的网络作为该以太环网的一个虚拟节点时，该虚拟节点接入该以太环网的端口所在的节点；这样，当边缘节点从自身一个端口上接收到该故障通知报文后，从自身其他端口中确定属于与该故障通知报文中携带的层信息同层环或较内层环的端口，在确定的端口上转发该故障通知报文。再如，另一种可行的实现方式包括：相交环网中任意一层环的传输节点接收到来自内层环的故障通知报文后，直接丢弃该故障通知报文。
通过本实施例中对故障通知报文的处理，只有产生该报文的节点所在的环及其内层的环可以转发该故障通知报文，并且，由该节点所在环的主节点进行对应的故障保护处理，因此，提供了相交环网中的故障保护机制，使得相交环网中不会产生环路，且最大限度地保证环网的通畅。
接下来，以协议报文为Hello报文为例，详细介绍在相交环网中如何传输Hello报文，以及根据该Hello报文所进行的处理。
在本实施例中，对于Hello报文的处理相交环网中的每一层环与单环的处理存在不同。
在现有技术的单环处理中，主节点可以利用Hello报文来检测所在的以太环网是否发生故障以及是否从故障恢复为正常。对于由多个以太环网相交形成的任意拓扑的相交环网，不能仅考虑单环本身的处理，还应该考虑各个环的处理对其他环的影响。因此，对于相交环网，每一个环的主节点不能简单地采用现有技术中单环主节点对Hello报文的处理方式，否则，则会导致相交环网中形成环路。举一个具体例子来说明该情况。图4所示的相交环网中发生了两点故障，包括节点S2与S3之间的故障以及节点S3与S4之间的故障。对于环R1(由节点S1、S2、S3和S4组成)、环R2(由节点S2、S3和S6组成)以及环R3(由节点S2、S3和S5组成)，其处于正常状态的主节点S1、S6和S5均无法接收到自身发送的Hello报文，按照现有技术中单环的处理，环R1、环R2和环R3的主节点S1、S6和S5都会确定所在的环发生了故障，都会将自身的状态迁移到故障状态，并都分别打开副端口。这样，由于环R1、R2和R3的主节点均打开了副端口，那么，该相交环网中则出现了环路，比如节点S3、S6、S2、S5和S3形成的环路。
由此可见，在相交环网中，对于Hello报文的处理不能简单地利用现有技术中单环的处理方式。为了避免环路的产生，本发明对Hello报文的处理包括：相交环网中，主节点只利用Hello报文检测环网是否故障恢复，不利用Hello报文来检测环网是否故障，取消超时收不到Hello报文而执行的包括打开副端口和发送刷新转发表在内的故障保护处理。也就是说，主节点故障检测只通过传输节点上报故障通知的方式和检测主端口直连链路的方式，即，主节点仅在接收到携带本层信息的故障通知报文和检测到主端口直连链路故障该两者中的一个发生后，执行包括打开副端口和发送携带本层信息的刷新转发表报文在内的故障保护处理。其中，可以是除最内层环之外的环的主节点采用上述对Hello报文的处理，或也可以是相交环网中任意一层环的主节点采用上述对Hello报文的处理。
因此可以得到，本发明实施例所要介绍的传输Hello报文的过程，是指在相交环网中主节点所周期性发送的携带所在环层信息的Hello报文，对于该Hello报文，在相交环网中同样仅在本层环和内层环中完成传输，具体的实现包括如下两种可行的过程：
过程一、相交环网中任意一层环的主节点周期性发送的携带所在环层信息的Hello报文；相交环网中的传输节点从一个端口上接收到该Hello报文后，通过自身中其他未阻塞的端口转发该报文；相交环网中的其他主节点从未阻塞的端口上接收该Hello报文，如果根据该Hello报文中携带的层信息确定自身所在环是较外层环时，直接丢弃该Hello报文，如果根据该Hello报文中携带的层信息确定自身所在环是同层环时，不再转发该Hello报文，如果根据该Hello报文中携带的层信息确定自身所在环较内层环时，在其他未阻塞的端口上转发该Hello报文。
过程二、在相交环网中设置边缘节点，以及边缘节点的每一个端口所属的环的层信息，其中，边缘节点为将相交环网中每一个以太环网内层的所有环组成的网络作为该以太环网的一个虚拟节点时，该虚拟节点接入该以太环网的端口所在的节点；所述相交环网中任意一层环的主节点在确定所在环故障后所周期性发送的携带所在环层信息的Hello报文；边缘节点从自身一个端口上接收到该Hello报文后，从自身其他端口中确定属于与该Hello报文中携带的层信息同层环或较内层环的端口，在确定的端口上转发该Hello报文。
过程三、相交环网中任意一层环的传输节点接收到来自内层环的Hello报文后，直接丢弃该Hello报文。
在利用上述任意一种过程实现仅在本层环和内层环中完成传输主节点用于检测环网是否恢复的Hello报文后，如果该主节点接收到自身发送的携带所在环层信息的健康检测报文，则确定所在环故障恢复，将副端口阻塞，并发送携带所在环层信息的刷新转发表报文。
最后，以协议报文为刷新转发表报文为例，详细介绍在相交环网中如何传输刷新转发表报文，以及根据该刷新转发表报文所进行的处理。对于该刷新转发表报文，在相交环网中同样仅在本层环和内层环中完成传输，具体的实现包括如下两种可行的过程：
过程A、相交环网中任意一层环的主节点在确定所在环故障后周期性发送携带所在环层信息的刷新转发表报文；相交环网中的传输节点从一个端口上接收到该刷新转发表报文后，通过自身中其他正常的端口转发该报文；相交环网中的其他主节点从未阻塞的端口上接收该刷新转发表报文，如果根据该刷新转发表报文中携带的层信息确定自身所在环是较外层环时，直接丢弃该刷新转发表报文，如果根据该刷新转发表报文中携带的层信息确定自身所在环是同层环或较内层环时，在其他未阻塞的端口上转发该刷新转发表报文。
过程B、在相交环网中设置边缘节点，以及边缘节点的每一个端口所属的环的层信息，其中，边缘节点为将相交环网中每一个以太环网内层的所有环组成的网络作为该以太环网的一个虚拟节点时，该虚拟节点接入该以太环网的端口所在的节点；所述相交环网中任意一层环的主节点在确定所在环故障后所周期性发送的携带所在环层信息的刷新转发表报文；边缘节点从自身一个端口上接收到该刷新转发表报文后，从自身其他端口中确定属于与该刷新转发表报文中携带的层信息同层环或较内层环的端口，在确定的端口上转发该刷新转发表报文。
过程C、相交环网中任意一层环的传输节点接收到来自内层环的刷新转发表报文后，直接丢弃该刷新转发表报文。
在本实施例中，刷新转发表报文可以是主节点检测到主端口直连链路故障后发送的携带所在环层信息的刷新转发表报文；或者，主节点接收到携带所在环的层信息的故障通知报文后，发送的携带本层信息的刷新转发表报文；或者，主节点接收到自身发送的健康检测报文之后发送的携带所在环层信息的刷新转发表报文；或者，主节点从自身中属于同一个环的不同端口收到携带所在环层信息的对应同一链路的故障恢复报文后，该主节点发送的携带本层信息的刷新转发表报文。
其中，主节点确定对应同一链路的故障恢复报文的方法包括：将携带同一节点信息(如节点地址)的不同故障恢复报文确定为对应同一链路的故障恢复报文；或者，根据预先获取的环网拓扑结构，将分别携带同一链路两端节点信息的不同故障恢复报文确定为对应同一链路的故障恢复报文。
其中，如果刷新转发表报文是主节点接收到携带所在环的层信息的故障恢复报文后，发送的携带本层信息的刷新转发表报文时，可以得知，在该主节点所在环中，必然有一个传输节点检测到自身端口直连链路的故障恢复，该故障恢复可以是节点检测到端口的状态从故障变为正常；或者是节点接收到端口相连的相邻节点发来的心跳报文。此后，该传输节点必然会将该故障恢复的端口设置为阻塞状态。
在现有技术的单环处理中，传输节点将该端口设置为阻塞状态后，会启动阻塞定时器，该传输节点如果接收到主节点发来的刷新转发表报文或者是阻塞定时器超时，都会将阻塞状态的端口迁移到正常转发报文的状态。
对于由多个以太环网相交形成的任意拓扑的相交环网，不能仅考虑单环本身的处理，还应该考虑各个环的处理对其他环的影响。因此，对于相交环网，每一个环的传输节点不能简单地采用现有技术中单环传输节点对阻塞端口的处理方式，否则，则会导致相交环网中形成环路。举一个具体例子来说明该情况。图5所示的相交环网中发生了三点故障，包括节点S2与S3之间的故障、节点S3与S6之间的故障以及节点S3与S4之间的故障。针对该三点故障，环R1和R2的主节点S1和S6都会将自身的副端口打开。之后，环R2中节点S3与S6之间的故障首先恢复，环R2的传输节点S3检测到该故障恢复后，将直连端口a设置为阻塞状态，并启动阻塞定时器，由于节点S2与S3之间的故障以及节点S3与S4之间的故障仍存在，因此，环R2的主节点发送的用于检测环网是否恢复的Hello报文则无法被该环R2的主节点S6接收到，因此，环R2的主节点S6的副端口仍然为打开状态，并且S6不会发送刷新转发表报文，这样，在节点S3的阻塞定时器超时前节点S3都没有接收到刷新转发表报文，按照现有技术中单环的处理方式，节点S3在阻塞定时器超时后，会打开阻塞的端口a，即，将端口a设置为正常转发状态。之后，当环R1中节点S3与S4之间的故障也恢复，端口b和c最终都转变为正常转发状态时，由于节点S2与S3之间的故障还未恢复，因此，环R1中主节点S1的副端口仍然是打开的，但是此时，参见图6，相交环网中则形成了环路，如节点S1、S4、S3、S6、S2、S1组成的环路。
由此可见，在相交环网中，传输节点对于阻塞端口的处理不能简单地利用现有技术中单环的处理方式。为了避免环路的产生，本发明的一个实施例提出的处理过程包括：相交环网中，传输节点对于属于最内层环的阻塞端口的处理采用现有技术中单环的处理方式；而在除最内层环之外的环上，传输节点在将属于除最内层环之外的环的端口设置为阻塞状态之后，仅在接收到本环的主节点发来的刷新转发表报文时，才能将该阻塞端口的状态设置为正常转发状态，而不再执行启动阻塞定时器的处理，和/或不再执行阻塞定时器超时后将所述属于除最内层环之外的环的端口设置为正常转发状态的处理。
需要说明的是，在本发明中，相交环网中的任意一个节点在转发协议报文时，均按照协议报文的优先级高于数据报文优先级的处理方式，优先发送该协议报文。
还需要说明的是，相交环网中，对于作为协议报文的Hello报文和故障通知报文，其在本层环中传输时，接收到该报文的节点需要将该报文上报给CPU进行处理，处理方式与现有技术中单环的相同，而其在内层环中传输时，接收到该报文的节点无需处理该报文，直接进行转发。对于作为协议报文的刷新转发表报文，在本层和内层环中传输时，接收到该报文的节点均需要处理该报文，具体的实现可以为，相交环网中，任意一个节点在端口上接收到携带层信息的刷新转发表报文后，如果预配置的该端口所属环的层与该协议报文中携带的层信息同层或为较内层时，该节点刷新该端口的转发表，处理方式与现有技术中单环基本相同。
另外，本发明还提出了一种任意拓扑的相交环网，该相交环网中包括相交的多个以太环网，相交环网中每一个环网均包括主节点和多个传输节点，在初始正常工作时，主节点的主端口放开，副端口阻塞；
相交环网中每一个环网的主节点仅通过协议报文交互的方式和/或主节点直连链路检测方式进行故障检测及其处理、故障恢复检测及其处理。
所述相交环网中的各个环网被分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环；
相交环网中任意一层环的节点发送携带所在环层信息的协议报文；相交环网中的传输节点从一个端口上接收到该协议报文后，通过自身中其他未阻塞的端口转发该报文；相交环网中的主节点在未阻塞的端口上接收到来自外层环的协议报文后，在其他未阻塞的端口上转发该协议报文，相交环网中的主节点接收到来自本层环的协议报文时，不再转发该协议报文并根据该协议报文进行对应处理，相交环网中的主节点接收到来自内层环的协议报文时，直接丢弃该协议报文。
所述相交环网中的各个环网被分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环；
该相交环网中包括边缘节点，边缘节点的各个端口属于不同层的环，其中，边缘节点为将相交环网中每一个以太环网内层的所有环组成的网络作为该以太环网的一个虚拟节点时，该虚拟节点接入该以太环网的端口所在的节点；
所述相交环网中任意一层环的节点发送携带本层信息的协议报文；边缘节点从自身一个端口上接收到该协议报文后，从自身其他端口中确定属于与该协议报文中携带的层信息同层环或较内层环的端口，在确定的端口上转发该协议报文。
本发明还提出了一种主节点，该主节点位于任意拓扑的相交环网中，该主节点包括：
端口处理单元，用于接收其他节点发来的携带层信息的协议报文，在接收到转发通知后，在其他未阻塞的端口上转发该携带层信息的协议报文；
协议报文处理单元，用于从端口处理单元接收到的协议报文中获取层信息，如果根据该层信息确定自身所在环是较外层环时，直接丢弃该协议报文，如果根据该层信息确定自身所在环是较内层环时，向端口处理单元发送转发通知。
所述端口处理单元进一步用于在转发携带层信息的协议报文时，按照协议报文的优先级高于数据报文优先级的处理方式，优先发送该协议报文。
述协议报文处理单元进一步用于，仅在接收到携带本层信息的故障通知报文和检测到主端口直连链路故障该两者中的一个发生后，执行包括打开副端口和发送携带本层信息的刷新转发表报文在内的故障保护处理。
本发明还提出了一种传输节点，该传输节点位于任意拓扑的相交环网中，当该传输节点为边缘节点时，边缘节点为将相交环网中每一个以太环网内层的所有环组成的网络作为该以太环网的一个虚拟节点时，该虚拟节点接入该以太环网的端口所在的节点，该传输节点包括：
端口控制单元，用于从第一端口上接收其他节点发来的携带层信息的协议报文，在接收到转发通知后，根据转发通知中携带的端口信息，在对应的端口上转发该携带层信息的协议报文；
协议报文控制单元，用于从端口处理单元接收到的协议报文中获取层信息，从所在节点的除第一端口之外的其他端口中确定属于与该协议报文中携带的层信息同层环或较内层环的端口，将确定的端口信息携带在转发通知中发送给端口控制单元。
所述端口控制单元进一步用于在转发携带层信息的协议报文时，按照协议报文的优先级高于数据报文优先级的处理方式，优先发送该协议报文。
所述端口控制单元进一步用于在检测到属于除最内层环之外的环的端口直连链路故障恢复后，将该端口设置为阻塞状态，并且仅在接收到本层环的主节点发来的刷新转发表报文后，将该阻塞状态的端口打开。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (22)

1、一种任意拓扑相交环网的实现方法，其特征在于，该方法包括：
将多个以太环网相交形成任意拓扑的相交环网，相交环网中每一个环网均包括主节点和多个传输节点，在初始正常工作时，主节点将主端口放开，将副端口阻塞；
相交环网中每一个环网的主节点仅通过协议报文交互的方式和/或端口直连链路检测方式进行故障检测及其处理、故障恢复检测及其处理。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：将相交环网中的各个环网分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环；
协议报文在相交环网中的交互过程包括：
相交环网中任意一层环的节点发送携带所在环层信息的协议报文；相交环网中的传输节点从一个端口上接收到该协议报文后，通过自身中其他未阻塞的端口转发该报文；相交环网中的主节点在未阻塞的端口上接收到来自外层环的协议报文后，在其他未阻塞的端口上转发该协议报文，相交环网中的主节点接收到来自本层环的协议报文时，不再转发该协议报文并根据该协议报文进行对应处理，相交环网中的主节点接收到来自内层环的协议报文时，直接丢弃该协议报文。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：将相交环网中的各个环网分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环；设置边缘节点的每一个端口所属的环的层信息，其中，边缘节点为将相交环网中每一个以太环网内层的所有环组成的网络作为该以太环网的一个虚拟节点时，该虚拟节点接入该以太环网的端口所在的节点；
协议报文在相交环网中的交互过程包括：相交环网中任意一层环的节点发送携带所在环层信息的协议报文；边缘节点从自身一个端口上接收到该协议报文后，从自身其他端口中确定属于与该协议报文中携带的层信息同层环或较内层环的端口，在确定的端口上转发该协议报文。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：将相交环网中的各个环网分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环；
协议报文在相交环网中的交互过程包括：相交环网中任意一层环的传输节点接收到来自内层环的协议报文后，直接丢弃该协议报文。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：相交环网中，任意一个节点在转发协议报文时，按照协议报文的优先级高于数据报文优先级的处理方式，优先发送该协议报文。
6、根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述协议报文为：传输节点检测到端口直连链路故障后向本层环的主节点发送的携带所在环层信息的故障通知报文；
主节点通过协议报文交互的方式进行故障检测及其处理包括：当相交环网中的主节点根据故障通知报文中携带的层信息确定自身所在环是同层环时，该主节点确定检测出所在环故障，打开副端口，并发送刷新转发表报文。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，传输节点检测到端口直连链路故障包括：
传输节点检测到端口的状态从正常变为故障；
或，
如果所述传输节点的相邻节点正常工作，则每当预先设置的发送定时器超时后，向所述传输节点发送心跳报文并重启该发送定时器，所述传输节点启动接收定时器，在接收定时器超时前如果没有在与相邻节点相连的端口上接收到心跳报文，则确定该端口直连链路故障；
或，
所述传输节点每当预先设置的发送定时器超时后，向其相邻节点发送心跳报文并启动接收定时器，该相邻节点如果接收到该传输节点发来的心跳报文，则将该心跳报文返回给该传输节点，该传输节点在接收定时器超时前如果没有在与相邻节点相连的端口上接收到自身所发送的心跳报文，则确定该端口直连链路故障。
8、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，传输节点发送故障通知报文的方法包括：传输节点在检测到端口直连链路故障后，将该端口阻塞，向本层环的主节点发送携带所在环层信息的故障通知报文，并启动预先设置的故障消息发送定时器，每当该故障消息发送定时器超时，所述传输节点均发送携带所在环层信息的故障通知报文并重启该故障消息发送定时器，直至接收到本层环的主节点发来的刷新转发表报文。
9、根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述协议报文为：主节点周期性发送的携带所在环层信息的健康检测报文；
主节点通过协议报文交互的方式进行故障恢复检测及其处理包括：该主节点接收到自身发送的携带所在环层信息的健康检测报文后，确定检测出所在环故障恢复，则将副端口阻塞，并发送携带所在环层信息的刷新转发表报文。
10、根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述协议报文为：主节点检测到主端口直连链路故障后发送的携带所在环层信息的刷新转发表报文；或者，主节点接收到携带所在环的层信息的故障通知报文后，发送的携带本层信息的刷新转发表报文；或者，主节点接收到自身发送的健康检测报文之后发送的携带所在环层信息的刷新转发表报文；或者，主节点从自身中属于同一个环的不同端口收到携带所在环层信息的对应同一链路的故障恢复报文后，该主节点发送的携带本层信息的刷新转发表报文。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对应同一链路的故障恢复报文的确定方法包括：将携带同一节点信息的不同故障恢复报文确定为对应同一链路的故障恢复报文；或者，根据预先获取的环网拓扑结构，将分别携带同一链路两端节点信息的不同故障恢复报文确定为对应同一链路的故障恢复报文。
12、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：相交环网中，任意一个节点在端口上接收到携带层信息的刷新转发表报文后，如果预配置的该端口所属环的层与该协议报文中携带的层信息同层或为较内层时，该节点刷新该端口的转发表。
13、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
相交环网中的主节点仅在接收到携带本层信息的故障通知报文和检测到主端口直连链路故障该两者中的一个发生后，执行包括打开副端口和发送携带本层信息的刷新转发表报文在内的故障保护处理，其中，该主节点为除最内层环之外的环的主节点，或为相交环网中任意一层环的主节点；
和/或，
相交环网中，节点在检测到属于除最内层环之外的环的端口直连链路故障恢复后，将该端口设置为阻塞状态，并且仅在接收到本层环的主节点发来的刷新转发表报文后，将该阻塞状态的端口打开。
14、一种任意拓扑的相交环网，其特征在于，该相交环网中包括相交的多个以太环网，相交环网中每一个环网均包括主节点和多个传输节点，在初始正常工作时，主节点的主端口放开，副端口阻塞；
相交环网中每一个环网的主节点仅通过协议报文交互的方式和/或主节点直连链路检测方式进行故障检测及其处理、故障恢复检测及其处理。
15、根据权利要求14所述的相交环网，其特征在于，所述相交环网中的各个环网被分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环；
相交环网中任意一层环的节点发送携带所在环层信息的协议报文；相交环网中的传输节点从一个端口上接收到该协议报文后，通过自身中其他未阻塞的端口转发该报文；相交环网中的主节点在未阻塞的端口上接收到来自外层环的协议报文后，在其他未阻塞的端口上转发该协议报文，相交环网中的主节点接收到来自本层环的协议报文时，不再转发该协议报文并根据该协议报文进行对应处理，相交环网中的主节点接收到来自内层环的协议报文时，直接丢弃该协议报文。
16、根据权利要求14所述的相交环网，其特征在于，所述相交环网中的各个环网被分别设置为从最内层环开始逐层向外的各层环；
该相交环网中包括边缘节点，边缘节点的各个端口属于不同层的环，其中，边缘节点为将相交环网中每一个以太环网内层的所有环组成的网络作为该以太环网的一个虚拟节点时，该虚拟节点接入该以太环网的端口所在的节点；
所述相交环网中任意一层环的节点发送携带本层信息的协议报文；边缘节点从自身一个端口上接收到该协议报文后，从自身其他端口中确定属于与该协议报文中携带的层信息同层环或较内层环的端口，在确定的端口上转发该协议报文。
17、一种主节点，其特征在于，该主节点位于任意拓扑的相交环网中，该主节点包括：
端口处理单元，用于接收其他节点发来的携带层信息的协议报文，在接收到转发通知后，在其他未阻塞的端口上转发该携带层信息的协议报文；
协议报文处理单元，用于从端口处理单元接收到的协议报文中获取层信息，如果根据该层信息确定自身所在环是较外层环时，直接丢弃该协议报文，如果根据该层信息确定自身所在环是较内层环时，向端口处理单元发送转发通知。
18、根据权利要求17所述的主节点，其特征在于，所述端口处理单元进一步用于在转发携带层信息的协议报文时，按照协议报文的优先级高于数据报文优先级的处理方式，优先发送该协议报文。
19、根据权利要求17或18所述的主节点，其特征在于，所述协议报文处理单元进一步用于，仅在接收到携带本层信息的故障通知报文和检测到主端口直连链路故障该两者中的一个发生后，执行包括打开副端口和发送携带本层信息的刷新转发表报文在内的故障保护处理。
20、一种传输节点，其特征在于，该传输节点位于任意拓扑的相交环网中，当该传输节点为边缘节点时，边缘节点为将相交环网中每一个以太环网内层的所有环组成的网络作为该以太环网的一个虚拟节点时，该虚拟节点接入该以太环网的端口所在的节点，该传输节点包括：
端口控制单元，用于从第一端口上接收其他节点发来的携带层信息的协议报文，在接收到转发通知后，根据转发通知中携带的端口信息，在对应的端口上转发该携带层信息的协议报文；
协议报文控制单元，用于从端口处理单元接收到的协议报文中获取层信息，从所在节点的除第一端口之外的其他端口中确定属于与该协议报文中携带的层信息同层环或较内层环的端口，将确定的端口信息携带在转发通知中发送给端口控制单元。
21、根据权利要求20所述的传输节点，其特征在于，所述端口控制单元进一步用于在转发携带层信息的协议报文时，按照协议报文的优先级高于数据报文优先级的处理方式，优先发送该协议报文。
22、根据权利要求20或21所述的传输节点，其特征在于，所述端口控制单元进一步用于在检测到属于除最内层环之外的环的端口直连链路故障恢复后，将该端口设置为阻塞状态，并且仅在接收到本层环的主节点发来的刷新转发表报文后，将该阻塞状态的端口打开。
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