CN101305549A - 检测通信网络中的停用链路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种检测网络中停用链路的方法和管理系统，所述网络包括互连的交换机(A，B，C)。最初，处于阻塞状态的端口被识别。本发明继续对处于阻塞状态的第一端口(2)解除活动，由此使得通过停用链路连接的第二端口(1)处于链路断开状态。用链路断开状态对第二端口(1)进行标识，以推知存在连接至被解除活动的第一端口(2)以及处于链路断开状态的第二端口(1)的停用链路和其位置。本发明提供了灵活经济的停用链路检测，其中第二端口(1)的链路断开状态优选地通过SNMP中断报告给网管。

Description

检测通信网络中的停用链路
技术领域
本发明涉及一种检测通信网络中停用链路的方法和管理系统。
本发明属于网络和通信领域。更特别地，本发明增强了网管功能。
背景技术
近来网络的发展已将数据网络转变成多媒体网络。因此，未来的数据网络需要保证不同种类的具有各种需求的业务。传统的数据传输也许不会导致数据丢失。相比之下，对于语音传输，更高数据的丢失是可以接受的，但是延迟要重要的多。最终，多媒体应用要求同步语音和数据。
因此，网管需要对网络维持很好的控制。当业务量变化时，网络参数必须加以调整。实时业务使得数据的优先排列和监管成为必要。为处理这些需要，网管需要了解网络属性。网络拓扑是确定网络行为的重要因素之一。
现代网络通常以通过链路互连的节点为模型。这些节点通常包括端点(例如站、主机或终端)和交换机。交换机的功能是将数据路由和中继至它们的目的地，即至端点。路由通过地址执行。数据业务(大部分是数据分组、数据帧或信元(cell))包括将数据与它们的源(即产生业务的终端或端点)和它们的目的地(即业务要传送到的终端或端点)关联的地址信息。交换机依靠地址表或转发数据库(FDB)来确定业务在交换机的哪一个端口或接口上被转发至它的目的地。工作在OSI参考模型的第2层的交换机被称为L2交换机或网桥，工作在第3层的交换机被称为L3交换机或路由器。所使用的地址信息典型地由L2或L3地址组成，例如以太网地址或IP地址。网管必须知道交换机是如何互连的，即拓扑结构，从而根据业务需求配置网络。
因此，通信网络的网络拓扑为网管执行它的功能提供重要的输入信息。一种直接为网管提供拓扑信息的方式是手工输入该拓扑信息，例如在图形编辑器的帮助下。
拓扑信息的由网络控制的收集已经被提议给使用生成树协议(STP协议)的网络。美国专利申请公开2002/0154606公开了一种根据从网络的核心网设备收集的地址表数据确定网络拓扑的方法。通过收集到的数据建立树来确定网络拓扑。这种方法和其他方法一般假设网络拓扑是无环路的。无环路一般而言(例如以太网)对于保证网络的透明(即网络细节对端点是隐藏的)是很重要的。环会破坏透明度，并且能导致广播风暴，给网络带来过度的负担。
一种通用的确保无环路的协议是STP协议(生成树协议)。已经开发了一些生成树算法来提供数据的无环路传输。生成树一般标识用于传输数据的链路的无环子集。STP协议使用被称为BPDU(网桥协议数据单元)的STP消息来阻塞或丢弃到特定端口的所有业务，从而避免环路。因此，在两个网络之间只能有一条逻辑通道，即使它们在物理上以不只一种方式连接。目前使用的生成树协议是IEEE 802.1d(生成树协议或STP协议)、IEEE 802.1w(快速生成树协议或RSTP协议)以及IEEE 802.1s(多生成树协议或MSTP协议)。
在协议限制(物理上)可用链路的使用以确保无环路数据传输的环境中，停用或解除活动的链路不能被网管通过传统方法检测到。考虑到重配置或重部署，网管必须能够定位停用链路，例如当重新对生成树的实例建模时，能够将该停用链路再次投入使用。
可通过检查网络交换机的每个端口的STP参数来发现停用链路，以及匹配被阻塞的端口以识别对应的停用链路来发现停用链路。进行这种方法包括如下的缺点：
·STP参数的检查是寻找停用链路的一种消耗资源的方式。
·依赖于所使用的STP协议。转变至其他STP软件将需要重新调整用于识别停用链路的机制。
·被阻塞端口的匹配可能是不明确的，因而导致停用链路的检测结果是不确定的。
因此，有必要做出改进。
发明内容
本发明的目的在于提出一种灵活而经济的方法，来检测包括互连交换机的通信网络中的停用链路。
本发明基于这样的观察：通过发现链路终止的两个端口可以定位该链路。一般，连接两个交换机的链路通过阻塞与该链路接口的任一交换机的端口而被停用。根据本发明的方法，被阻塞的端口被找到并被关闭。结果，如果链路连接至被关闭的端口，该链路另一端的端口将处于链路断开状态。基于该链路断开状态，该端口能够被识别，从而停用链路的存在和位置能从该链路相对立端点的两个端口得知。识别该链路后，停用的或关闭的端口能被恢复活动。
本发明的方法允许以灵活经济的方式定位停用链路。该定位对于在网络上传输业务是不冲突的，即没必要影响当前在活动链路上传输的业务。另外，本发明的方法不依靠于增强无环路的协议的细节，例如一些STP协议。
本发明方法通过系统地列举和检测处于阻塞状态的端口，可用于检测网络中所有的停用链路。
根据本发明的一个实施例，向网管报告链路断开状态，例如通过SNMP(简单网管协议)中断(trap)。在这种情况下，最大时间段被用于在第一端口停用之后报告链路断开状态。如果在该时间段期满之前没有链路断开状态被报告，那么认为在第一端口不存在停用链路。
替换上述实施例地，检查网络交换机的端口状态是否处于链路断开状态，从而对第二端口进行标识。第一端口在检查之后可能被恢复活动，由此第二交换机的链路断开状态转变为链路启动状态，从而端口状态的连续检查结果不包括那些停用链路已经被识别的端口。
本发明还包括一种管理系统，包括实施以下步骤的装置：
·识别处于阻塞状态的所述交换机的端口，
·停用处于阻塞状态的第一端口，由此通过停用链路连接的第二端口被认为是处于链路断开状态，
·用链路断开状态对第二端口进行标识，并且
·推知存在连接至已停用的第一端口和处于链路断开状态的第二端口的停用链路。
软件、固件和硬件可用于增强具备执行上述步骤的功能的管理系统(例如专用计算机站)。
附图说明
下面参考附图描述本发明的一个实施例。附图显示：
图1：具有3个交换机和2个站的网络方案，用于示例显示点到点网络结构中环路的影响
图2：对应于图1的网络方案，根据本发明，与停用链路接口的一个端口已被解除活动
具体实施方式
图1显示了三个交换机A、B和C，它们互连两个站W1和W2。这些实体间的消息交换是基于以太网协议的。交换机A和B均具有3个端口1、2、3，这些端口分别连接至其他两个交换机和站W1和W2。交换机B通过端口1和2连接至其他两个交换机。三个交换机A、B和C之间的连接显然组成一个环。为使网络是无环路的，应用STP协议来限制链路的使用。交换机A和C之间的链路是B。相应的端口(交换机A的端口2和交换机C的端口1)被阻塞。因此，环路被解除，即所有到达交换机C和从站W2发送的业务通过端口2转发至交换机B。相应地，从站W1发送至交换机A的业务通过端口1中继至站，在STP协议的帮助下保证了无环路。
为找到停用的链路，网管检测并列出关闭的端口，例如交换机A的端口2和交换机C的端口1。因此，交换机A的端口2被标识为处于阻塞，并作为检查停用链路存在的起始点。第一步，交换机A的端口2被关闭。该端口停用引起交换机C的端口1处于链路断开状态。端口1的这种行为能够通过IEEE标准定义的第1层失效检测机制触发，例如通过IEEE 802.3中定义的用于100BaseFX接口的远端故障指示功能(FEFI)和100BaseTX/1000BaseX接口的自动协商功能。在IEEE 802.3中，承载介质由连接至介质的交换机检测。例如，在空闲时间期间传输和检测空闲信号。明显地，交换机的关闭打断空闲信号的传输，从而介质不再被对端检测到。从而，对应的端口被认为是链路断开状态。
可使用其他产生链路断开状态的触发器，比如端口关闭或定时器超时的显式通知。例如，端口的停用将导致STP协议之下的协议层发送DISCONNECT消息至它的对端，即在停用链路另一端的端口1(交换机C)。
诸如“链路断开”的链路指示在B.Aboba的RFC草案“链路指示的结构建议(Architectural Implications of Link Indications)”中被讨论。根据该文献，链路指示包括由链路层向高层提供的关于链路状态的信息。除了“链路启动”和“链路断开”指示之外，其他相关的链路信息还可以包括当前链路速率(将随时间和地点变化)、链路标识符和关于链路性能(例如延时或丢失率)的统计。
链路断开指示对应于由链路层提供的表示与接口(或端口)相关联的状态变化的事件。所述状态变化意味着接口不再能够传输数据帧。所述指示的触发器通常以高帧丢失的瞬时阶段不够用于通报链路断开的方式来设置。
链路断开状态通过RFC 1157(简单网管协议)中定义的链路断开中断(trap)被报告至网管。
SNMP中包含的一种策略是在任一重要的细节级别上的网络状态监视主要通过轮询关于监视中心的适当信息来完成。有限数量的自发消息(中断)指导轮询的定时和主题。
链路断开中断表示发送协议实体识别出其中一条通信链路中的故障，所述链路是在代理的配置中描述的。
链路断开类型的Trap-PDU(PDU：分组数据单元)包括受影响接口的名称和ifIndex(if：interface)实例的值作为它的可变绑定的第一元素。
因此，受影响的接口或端口通过链路断开中断标识。网管可以综合关于关闭端口2和处于链路断开状态的端口1的信息来定位连接对应的两个交换机A和C的停用链路。

Claims (8)

1、一种检测通信网络中的停用链路的方法，所述通信网络包括互连的交换机(A，B，C)，所述方法包括以下步骤：
-识别处于阻塞状态的所述交换机(A，B，C)的端口(1，2)，
-将处于阻塞状态的第一端口(2)解除活动，由此导致通过停用链路连接的第二端口(1)处于链路断开状态，
-用链路断开状态对第二端口(1)进行标识，并且
-推知存在连接至被解除活动的第一端口(2)和处于链路断开状态的第二端口(1)的停用链路。
2、根据权利要求1的方法，进一步包括步骤：
-列出处于阻塞状态的端口，并且
-针对停用链路检查所有列出的端口。
3、根据权利要求1或2的方法，进一步包括步骤：
-发送报告消息至网管，报告所述链路断开状态，由此第二端口(1)被识别。
4、根据权利要求3的方法，其中
-SNMP中断被用于报告链路断开状态。
5、根据权利要求3或4的方法，其中
-最大时间段被指定用于在解除第一端口(2)的活动之后报告链路断开状态，并且
-如果在该时间段期满之前没有报告链路断开状态，则推知在第一端口(2)不存在停用链路。
6、根据权利要求1或2的方法，其中
-检测网络交换机(A，B，C)的端口状态是否处于链路断开状态，以识别第二端口(1)。
7、根据权利要求6的方法，其中
所述第一端口(2)在所述检测之后被恢复活动，由此第二交换机的链路断开状态被改变。
8、一种管理系统，包括执行以下步骤的装置：
-识别处于阻塞状态的交换机(A，B，C)的端口，
-将处于阻塞状态的第一端口(2)解除活动，由此导致通过停用链路连接的第二端口(1)处于链路断开状态，
-用链路断开状态对第二端口(1)进行标识，并且
-推知存在连接至解除了活动的第一端口(2)和处于链路断开状态的第二端口的停用链路。
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