CN101252503B - 环网的业务倒换方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种环网的业务倒换方法，应用于RRPP(Rapid RingProtection Protocol，快速环网保护协议)环，该快速环网保护协议环包括：传输节点和主节点，所述方法包括：获取快速环网保护协议环的状态变化信息后，根据该状态变化信息来更新转发关系信息，并根据所述更新后的转发关系信息来更新ARP(地址解析协议，Address Resolution Protocol)表项，基于所述更新后的地址解析协议表项进行业务报文的转发。利用本发明，可以缩短节点更新ARP表项的时间，缩短RRPP环的三层转发的业务倒换的延迟。

Description

环网的业务倒换方法和装置

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种环网的业务倒换方法和装置。

背景技术

环网技术，简单来说，就是将一些网络设备，通过环的形状连接到一起，实现相互通信的一种技术。已有的环网技术：比如生成树协议(STP，Spanning Tree Protocol)。发明人在实现本发明时，发现已有技术至少存在以下缺陷：拓扑收敛速度快(高于50ms)及收敛时间与环网上节点数有关。

发明内容

本发明实施例提供了一种环网的业务倒换方法和装置，从而可以缩短环网的业务倒换的延迟。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种环网的业务倒换方法，应用于快速环网保护协议环，该快速环网保护协议环包括：传输节点和主节点，所述方法包括：

获取快速环网保护协议环的状态变化信息后，根据该状态变化信息来更新转发关系信息，并根据所述更新后的转发关系信息来更新地址解析协议表项；

基于所述更新后的地址解析协议表项进行业务报文的转发。

一种环网的业务倒换装置，应用于快速环网保护协议环，该快速环网保护协议环包括：传输节点和主节点，所述装置包括：

转发关系信息获取模块，用于通过与节点进行报文交互来建立域内的节点间的转发关系信息，在获取了快速环网保护协议环的状态变化信息后，根据该状态变化信息来更新所述转发关系信息；

地址解析协议表项获取模块，用于建立包含节点的MAC地址以及端口信息的地址解析协议表项，根据转发关系信息获取模块所更新的转发关系信息，来更新所述地址解析协议表项；

业务报文转发模块，用于通过地址解析协议表项获取模块所更新的地址解析协议表项，来进行业务报文的转发。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过节点根据保存的转发关系信息来更新其地址解析协议表项，从而可以缩短节点更新ARP表的时间，缩短RRPP环的三层转发的业务倒换的延迟。

附图说明

图1为本发明实施例处于正常状态下的快速环网保护协议(RRPP，Rapid Ring Protection Protocol)环的报文传输示意图；

图2方本发明实施例所述RRPP环的业务倒换方法的处理流程图；

图3为本发明实施例提供的一个RRPP环收敛后，该RRPP环的主节点和各个传输节点为建立ARP表而进行的ARP学习过程示意图；

图4为本发明实施例提供的节点收到更新FDB的报文后，更新其ARP表项的示意图；

图5为本发明实施例提供的RRPP环的业务倒换装置的结构示意图。

具体实施方式

在本发明实施例中，RRPP是一个专门应用于以太网环的链路层协议。该协议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恢复以太网环上各个节点之间的通信。

一个应用了RRPP协议的环形连接的以太网拓扑称为RRPP环，多个RRPP环构成一个RRPP域。

主节点是RRPP环上的主要决策和控制节点。每个RRPP环上必须且只能有一个主节点，传输节点是RRPP环上除主节点之外的其它节点。

主节点和传输节点接入以太网环的两个端口中，一个为主端口，另一个为副端口，端口的角色由用户的配置决定。主节点的主端口和副端口在功能上是有区别的。主节点从其主端口发送环路状态探测报文，如果能够从主端口收到该探测报文，说明主节点所在RRPP环网完整，因此需要阻塞副端口以防止数据环路；相反如果在规定时间内收不到探测报文，说明主节点所在RRPP环网故障，此时需要打开副端口以保证环上所有节点的正常通信。传输节点的主端口和副端口在功能上没有区别。端口的角色同样由用户的配置决定。

RRPP环的三层转发是指网络设备可以识别第三层网络层信息(比如IP地址)，并以此为依据实现快速的数据交换。三层转发可以实现原来由路由器才能完成的路由等网络层功能，而数据转发的处理过程延迟却远远低于路由器。

当整个环网上所有链路都处于正常(UP)状态，RRPP环处于正常状态时。主节点为了防止RRPP环上的数据报文形成广播环路，阻塞其副端口。比如，在如图1所示的RRPP环处于正常状态下的报文传输示意图中，数据业务报文从主节点A上环，途径传输节点B-C，由传输节点D处下环。

传输节点总是在监测自己的端口链路状态，如果传输节点检测到端口状态从UP变化到Down(故障)时，它就会通过发送LINK-DOWN(链路故障)报文把这种状态变化通知给主节点。主节点收到该LINK-DOWN报文后，立即打开其副端口，以保证环上所有节点的正常通信。

在RRPP环收敛后，主节点和各个传输节点都通过与其它节点进行报文交互来建立域内的节点间的连接表，该连接表中包括多个转发表项，每个转发表项中包括源节点的MAC地址、目的节点的MAC地址，以及源节点和目的节点之间的转发端口信息。并且，主节点和各个传输节点在学习地址解析协议(ARP，Address Resolution Protoco1)表时，记录ARP报文的上环节点的MAC地址以及端口信息，并将节点的MAC地址以及端口信息保存在对应的ARP表项中。

在某个传输节点的状态发生变化后，该传输节点向其它传输节点和主节点发送携带该传输节点的MAC地址信息和端口信息的状态变化通知报文，其它传输节点和主节点根据该状态变化通知报文来更新其保存的上述连接表。

然后，主节点向传输节点发送更新转发表的报文，传输节点接收该更新转发表的报文，所述传输节点和主节点根据ARP表中对应的节点的MAC地址和端口信息和所述更新后的连接表，来更新其ARP表。

下面结合附图来详细描述本发明实施例，本发明实施例提供的RRPP环的业务倒换方法的处理流程如图2所示，包括如下步骤：

步骤21、RRPP环的各个节点在学习ARP表时，记录ARP报文的上环节点的MAC地址以及端口信息。

在目前的ARP表中记载了MAC地址和IP地址的对应关系，本发明实施例在ARP表中增加记载节点的端口信息，并增加记载上环节点的MAC地址信息和端口信息。

在本发明实施例中，在一个RRPP环收敛后，该RRPP环的主节点和各个传输节点为建立ARP表而进行的ARP学习过程示意图如图3所示。在学习过程中，一个ARP应答报文从节点D上RRPP环，该应答报文中添加该上环节点(节点D)的MAC地址信息，应答报文依次途径RRPP环上的节点C、节点B和节点A，节点D、节点C、节点B和节点A在通过该ARP应答报文学习ARP表时，记录该ARP应答报文经过的节点的MAC地址以及端口信息，并将节点的MAC地址以及端口信息保存在对应的ARP表项中。

步骤22、RRPP环的各个节点通过与其它节点进行报文交互学习，建立和维持一个域内的节点间的连接表。

在一个RRPP环收敛后，该RRPP环上的主节点和各个传输节点都通过与其它节点进行报文交互学习，来建立和维持一个域内的节点间的连接表。该报文可以为二层的速度比较快的报文，比如，可以为一个节点主动向其周围节点发送的单播报文。该连接表中包括很多表项，每个表项中包括源节点信息、目的节点信息和相应的端口信息，该源节点信息、目的节点信息可以为源节点和目的节点的MAC地址，比如，一个表项可以为：源节点信息为节点A的MAC地址、目的节点信息为节点B的MAC地址，端口信息为主端口，即表示从节点A到节点B报文从节点A的主端口转发。

上述节点的连接表中的表项可以包括节点所在的RRPP域中所有RRPP环中的表项，也可以只包括节点所在的RRPP域中指定的一个或多个RRPP环中的表项。每个RRPP环中的表项可以包括该RRPP环中的所有节点之间的转发信息，此时，需要本节点与RRPP环中的所有其他节点进行报文交互学习；也可以只包括本节点与相邻节点之间的转发信息，此时，需要本节点与RRPP环中的相邻节点进行报文交互学习。

由于在上述ARP表项中也记录了节点的MAC地址以及端口信息，上述连接表中的表项通过源节点信息的MAC地址、目的节点的MAC地址和端口信息，可以和上述ARP表中的相应记录互相对应。

步骤23、在某个传输节点的状态发生变化后，该传输节点向其它节点发送携带本节点MAC地址信息的链路状态变化通告报文，其它节点根据该链路状态变化通告报文来更新其连接表。

在RRPP环中的某个传输节点的状态发生变化后，该传输节点向其它节点发送携带本节点MAC地址信息的链路状态变化通告报文，该链路状态变化通告报文可以为link up/link down报文。比如，某个传输节点的状态从UP变化为down后，该传输节点向主节点和其它传输节点发送携带本节点的MAC地址信息和端口信息的link down报文；从down变化为UP后，该传输节点向主节点和其它传输节点发送携带本节点的MAC地址信息和端口信息的link UP报文。

主节点收到上述状态变化的传输节点发送的link down报文后，打开其副端口，并且根据上述link down报文中携带的节点的MAC地址信息和端口信息，更新其连接表中的对应表项。然后，主节点向各个传输节点发送更新转发地址表(FDB，Forward DataBase)的报文。

其它传输节点收到上述传输节点发送的link up/link down报文后，也根据上述link up/link down报文更新其连接表中的对应表项。

步骤24、传输节点和主节点根据上述更新后的连接表来更新其ARP表项。然后，通过更新后的ARP表进行报文转发。

在主节点更新了其连接表中的对应表项后，立即根据更新后的连接表来更新其对应的ARP的表项。传输节点在收到主节点发送的更新FDB的报文后，根据更新后的连接表来更新其对应的ARP的表项，在实际应用中，传输节点也可以在没有收到主节点发送的更新FDB的报文时，而在更新完连接表中的对应表项后，立即根据更新后的连接表来更新其对应的ARP的表项。

本发明实施例提供的节点收到更新FDB的报文后，更新其ARP表项的示意图如图4所示，具体处理过程如下：主节点在打开了其副端口后，向所有传输节点发送更新FDB的报文。传输节点在收到主节点发送的更新FDB的报文后，并不去删除整个ARP表，而是根据其更新后的连接表来更新其对应的ARP的表项。比如，某个传输节点在更新连接表时更新了3个表项，此时，只需要更新该3个表项在ARP表中的相应记录，即也只更新ARP表中的对应的3个表项。

ARP表项的更新方式有两种，更新ARP表项中的节点信息或端口信息，或者，对于不可达的ARP表项进行删除，已免该不可达的ARP表项错误地指导转发。

然后，上述主节点和传输节点就可以根据更新后的ARP表进行报文转发。

上述本发明实施例所述方法中的RRPP环具有简单开放、成本低廉的特点，在局域网领域中获得了广泛的应用，并逐渐向城域网发展。并且支持单环、相切环等环状网络结构。

利用上述本发明实施例所述方法的处理流程，不需要先删除整个ARP表后，再重新建立ARP表，而只需要对ARP表项进行更新。从而缩短了RRPP环的三层转发的业务倒换的延迟，提高了RRPP三层转发的业务倒换的性能。

本发明实施例提供的RRPP环的业务倒换装置的结构示意图如图5所示，包括如下模块：

转发关系信息获取模块，用于通过与节点进行报文交互来建立域内的节点间的转发关系信息，在获取了RRPP环的状态变化信息后，根据该状态变化信息来更新所述建立的域内的节点之间的转发关系信息。包括：转发关系信息建立模块和转发关系信息更新模块。

地址解析协议表项获取模块，用于建立包含节点的MAC地址以及端口信息的地址解析协议表项，根据转发关系信息获取模块所更新的转发关系信息，来更新所述地址解析协议表项。包括：地址解析协议表项建立模块和地址解析协议表项更新模块。

业务报文转发模块，用于通过地址解析协议表项获取模块所更新的地址解析协议表项，来进行业务报文的转发。

所述转发关系信息获取模块中的转发关系信息建立模块，用于在RRPP环收敛后，通过与其它节点进行报文交互来建立域内的节点间的连接表，该连接表中包括多个转发表项，每个转发表项中包括源节点的MAC地址、目的节点的MAC地址，以及源节点和目的节点之间的转发端口信息；

所述转发关系信息获取模块中的转发关系信息更新模块，用于在接收到其它节点发送的携带MAC地址信息和端口信息的状态变化通知报文后，根据该状态变化通知报文来更新所述转发关系信息建立模块所建立的域内的节点之间的转发关系信息。

所述地址解析协议表项获取模块中的地址解析协议表项建立模块，用于在RRPP环收敛后，在学习ARP表时，记录ARP报文的上环节点的MAC地址以及端口信息，并将节点的MAC地址以及端口信息保存在对应的ARP表项中；

所述地址解析协议表项获取模块中的地址解析协议表项更新模块，用于根据地址解析协议表项建立模块所建立的ARP表项对应的MAC地址以及端口信息，和转发关系信息更新模块所更新的转发关系信息，来更新其ARP表项。

上述RRPP环的业务倒换装置可以设置于主节点和传输节点中。

综上所述，本发明实施例不需要节点重新发送ARP请求、接收ARP应答以及进行ARP学习来更新ARP表项，从而缩短了节点更新ARP表的时间，使得ARP表的更新时间不依赖ARP表项的数目，可以保证ARP表的更新时间基本跟RRPP环的收敛时间保持一致。

本发明实施例缩短了RRPP环的三层转发的业务倒换的延迟，提高了RRPP三层转发的业务倒换的性能。

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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种环网的业务倒换方法，其特征在于，应用于快速环网保护协议环，该快速环网保护协议环包括：传输节点和主节点，所述方法包括：

在快速环网保护协议环收敛后，快速环网保护协议环中的各个节点在学习地址解析协议表时，记录地址解析协议报文的上环节点的MAC地址以及端口信息，并将所述上环节点的MAC地址以及端口信息保存在对应的地址解析协议表项中；

获取快速环网保护协议环的状态变化信息后，根据该状态变化信息来更新转发关系信息，并根据所述更新后的转发关系信息来更新所述地址解析协议表项；

基于所述更新后的地址解析协议表项进行业务报文的转发。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在快速环网保护协议环收敛后，快速环网保护协议环中的各个节点都通过与其它节点进行报文交互来建立域内的节点间的连接表，该连接表中包括多个转发表项，每个转发表项中包括源节点的MAC地址、目的节点的MAC地址，以及源节点和目的节点之间的转发端口信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述节点的连接表中包括节点所在的域中所有快速环网保护协议环的转发表项，或者，包括节点所在的域中指定的一个或多个快速环网保护协议环的转发表项。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述节点的连接表中的快速环网保护协议环的转发表项包括该快速环网保护协议环中所有节点之间的转发信息，或者，包括本节点与相邻节点之间的转发信息。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述获取快速环网保护协议环的状态变化信息后，根据该状态变化信息来更新转发关系信息具体包括：

在某个传输节点的状态发生变化后，该传输节点向其它节点发送携带该传输节点的MAC地址信息和端口信息的通知报文，其它节点接收到该通知报文后，根据该通知报文中携带的信息更新其保存的转发关系信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述更新后的转发关系信息来更新地址解析协议表项具体包括：

传输节点在更新了所述转发关系信息后，当收到主节点发送的更新转发表的报文后或者立即，根据所述更新后的转发关系信息和地址解析协议表项对应的节点的MAC地址和端口信息，来更新地址解析协议表项。

7.一种环网的业务倒换装置，其特征在于，应用于快速环网保护协议环，该快速环网保护协议环包括：传输节点和主节点，所述装置包括：

转发关系信息获取模块，用于通过与节点进行报文交互来建立域内的节点间的转发关系信息，在获取了快速环网保护协议环的状态变化信息后，根据该状态变化信息来更新所述转发关系信息；

地址解析协议表项获取模块，用于建立包含节点的MAC地址以及端口信息的地址解析协议表项，根据转发关系信息获取模块所更新的转发关系信息，来更新所述地址解析协议表项；

业务报文转发模块，用于通过地址解析协议表项获取模块所更新的地址解析协议表项，来进行业务报文的转发；

所述转发关系信息获取模块具体包括：

转发关系信息建立模块，用于在快速环网保护协议环收敛后，通过与节点进行报文交互来建立域内的节点间的连接表，该连接表中包括多个转发表项，每个转发表项中包括源节点的MAC地址、目的节点的MAC地址，以及源节点和目的节点之间的转发端口信息；

转发关系信息更新模块，用于在接收到节点发送的携带MAC地址信息和端口信息的状态变化通知报文后，根据该状态变化通知报文来更新所述转发关系信息建立模块所建立的转发关系信息；

所述地址解析协议表项获取模块具体包括：

地址解析协议表项建立模块，用于在快速环网保护协议环收敛后，在学习地址解析协议表时，记录地址解析协议报文的上环节点的MAC地址以及端口信息，并将所述上环节点的MAC地址以及端口信息保存在对应的地址解析协议表项中；

地址解析协议表项更新模块，用于根据地址解析协议表项建立模块所建立的地址解析协议表项对应的MAC地址以及端口信息，和转发关系信息更新模块所更新的转发关系信息，来更新其地址解析协议表项。

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