CN101345683B - 以太网自动保护切换系统中的协议报文传输控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以太环网自动保护切换系统中的协议报文传输控制方法，本发明中EAPS系统中的所有EAPS域共享一个控制VLAN，用于协议报文的传输，为每个EAPS域设置相应的域ID及受保护的VLAN，受保护的VLAN用于传输业务数据，同时为每个EAPS环设置相应的环ID，节点间传输的协议报文中携带有域ID和环ID信息，从而避免了一个EAPS域必须绑定一个专用的控制VLAN的做法，有效的节省了VLAN资源。

Description

以太网自动保护切换系统中的协议报文传输控制方法

技术领域

本发明涉及以太环网自动保护技术，具体涉及以太环网自动保护切换系统中的协议报文传输控制方法。

背景技术

随着以太网在城域网和局域网中应用规模的不断扩大，提高网络的稳定性和可靠性成为大家越来越关注的焦点。传统的以太网恢复能力主要是通过OSPE、BGP(Border Gateway Protocol，边界网关协议)和STP(Spanning TreeProtocol，生成树协议)来实现的，其收敛速度往往只能以分钟和秒来计，这显然不能满足现有网络传输语音和数据等实时业务的要求，于是EAPS(Ethernet Automatic Protection Switching，以太网自动保护切换)技术便应运而生了，EAPS技术能够使网络链路恢复时间小于1秒钟，甚至经常能达到50ms。

请参阅图1，该图为EAPS环的结构示意图，由图中可见，EAPS环是由一个主节点和多个从节点组成的环状网络结构，在EAPS环中传输的有业务数据和控制消息，在初始的正常状态下，对于业务数据，主节点阻塞自身一侧的备用物理端口P2，保证在传输业务数据时，EAPS环是一个链状，而不是一个环状，从而避免未知单播和广播在环状网络下的循环广播发生；对于控制消息，主节点无需阻塞自身一侧的备用物理端口P2，也就是说在传输控制消息时，EAPS环是一个环状，从而使得主节点从一侧物理端口P1发出的控制消息经EAPS环传输后能从另一侧物理端口P2接收到。

目前EAPS技术不仅能实现对单环单域的控制，而且能够实现对多环多域的控制。在中国专利CN200510112953.8的申请文件中公开了一种保证EAPS系统正常工作的方法，包括如下内容：在单环单域的EAPS系统中，主节点的工作状态发生改变后，备用节点及时通知环上的各个节点根据当前的实际节点连通情况刷新MAC地址表，使得在后续传输过程中的各个节点依据正确的MAC地址表来执行传输。在中国专利CN200610111382.0的申请文件中公开了相交以太环网及其自动保护方法、以及环网节点设备，包括如下内容：在多环单域的EAPS系统中，主环作为子环的虚拟主节点，主环通过第一边缘节点和第二边缘节点与子环相交，连接端口分别为虚拟主节点的第一、二端口，分别设置端口为阻塞、转发模式，当检测到子环发生链路故障时，就将虚拟主节点的第一端口设为转发模式，并发起刷新转发表通知，当子环环网恢复，则将第一端口设为阻塞模式。

上述两种方案实现了对单环和相交环拓扑的EAPS系统的自动保护切换，但是并没有涉及EAPS系统中的协议报文传输控制方法。

美国专利US6766482申请文件公开了一种以太环网自动保护技术，包括如下内容：设置EAPS域，并为每一个域定义一个不同的控制VLAN和多个受保护的VLAN，协议报文在控制VLAN内传播，用户的业务在保护VLAN内传播，通过对保护VLAN内的环端口状态进行切换，实现对业务的保护。上述方案中为每一个EAPS域定义了一个控制VLAN，协议报文通过控制VLAN进行传播，然而由于一个EAPS系统中可能同时存在多个EAPS域，因此每一个EAPS域占用一个控制VLAN会造成该VLAN除了传播协议报文外别无他用，从而导致了VLAN资源的浪费。

发明内容

本发明提供一种以太环网自动保护切换环中的协议报文传输控制方法，用以解决现有EAPS系统中的每个EAPS域都必须占用一个控制VLAN用以传输协议报文的问题。

一种以太环网自动保护切换系统中的协议报文传输控制方法，所述EAPS系统中的所有EAPS域共享一个控制VLAN，用于协议报文的传输，协议报文中携带有域ID和环ID，节点间传输协议报文的具体步骤为：

A、节点通过控制VLAN接收协议报文，根据协议报文中的域ID和环ID确定自身在该域该环中的角色，若为主节点，则执行下一步骤，若为从节点，则根据所述域ID和环ID确定报文的出端口，将协议报文转发出去；

B、节点根据报文内容确定协议报文的类型，若该报文是检测协议报文，则确定环路状态正常，设置主端口为转发状态，设置从端口为阻塞状态，若该报文是告警协议报文，则通过控制VLAN发送地址刷新报文，将主、从端口设置为转发状态。

较佳的，所述EAPS系统中的每个EAPS域具有一组受保护的VLAN，用于业务数据的传输。

较佳的，所述节点为从节点时，若协议报文的出端口不存在，则不转发接收到的协议报文。

较佳的，所述节点为主节点，传输的协议报文为检测协议报文时，步骤A前还包括所述节点通过控制VLAN发送检测协议报文的步骤。

较佳的，若节点经过预设时长没有在控制VLAN内收到检测协议报文，则确定环路状态异常，将主、从端口均设置为转发状态。

较佳的，所述节点为主节点，传输的协议报文为告警协议报文时，所述节点通过控制VLAN向同域同环中的从节点发送地址刷新报文，以此刷新各从节点的EAPS端口地址表，使各从节点重新学习MAC地址。

本发明中EAPS系统中的所有EAPS域共享一个控制VLAN，用于协议报文的传输，为每个EAPS域设置相应的域ID及受保护的VLAN，受保护的VLAN用于传输业务数据，同时为每个EAPS环设置相应的环ID，节点间传输的协议报文中携带有域ID和环ID信息，从而避免了一个EAPS域必须绑定一个专用的控制VLAN的做法，节省了VLAN资源，有效的利用了有限的VLAN资源并保证每个EAPS域能够正确处理相应的协议报文。

附图说明

图1为EAPS环的结构示意图；

图2为本发明EAPS系统中协议报文传输控制方法的流程图；

图3为本发明中节点传输检测协议报文的流程图；

图4为本发明中节点传输告警协议报文的流程图；

图5为本发明单环单域下的检测协议报文的传输示意图；

图6为本发明单环单域下的链路告警协议报文的传输示意图；

图7为本发明单环多域下的协议报文的传输示意图；

图8为本发明多环多域下的协议报文的传输示意图。

具体实施方式

本发明中EAPS系统中的所有EAPS域共享一个控制VLAN，用于协议报文的传输，为每个EAPS域设置相应的域ID及受保护的VLAN，受保护的VLAN用于传输业务数据，同时为每个EAPS环设置相应的环ID，节点间传输的协议报文中携带有域ID和环ID信息，从而避免了一个EAPS域必须绑定一个专用的控制VLAN的做法，有效的节省了VLAN资源。

下面将结合各个附图对本发明EAPS系统中协议报文传输控制方法的具体实现过程进行说明。

请参阅图2，该图为本发明EAPS系统中协议报文传输控制方法的流程图，其主要包括步骤：

步骤10、发送方节在控制VLAN内发送协议报文，报文中携带有报文传输的域ID和环ID。

步骤11、接收方节点在控制VLAN内接收协议报文，从自身所属域及环中查询协议报文中携带的域ID和环ID，确定自身在该域该环中的角色，若接收方节点在该域该环内为主节点，则执行步骤13，若接收方节点在该域该环为从节点，则执行步骤12。

步骤12、接收方节点根据所述域ID和环ID确定协议报文的出端口，将协议报文转发出去。

步骤13、接收方节点根据报文内容确定协议报文的类型，若该报文是检测协议报文，则执行步骤14，若该报文是告警协议报文，则执行步骤15。

步骤14、接收方节点确定环路状态正常，将自身的主端口设置为转发状态，将自身的从端口设置为阻塞状态。

步骤15、接收方节点通过控制VLAN发送地址刷新报文，以此刷新各从节点的EAPS端口地址表，使各从节点重新学习MAC地址，同时将自身的主、从端口设置为转发状态。

请参阅图3，该图为本发明中节点传输检测协议报文的流程图，其主要实现过程如下：

步骤20、主节点的主端口向外发送检测协议报文，发起环路状态检测。

步骤21、EAPS环上的从节点依次接收检测协议报文，根据接收到的检测协议报文中所带的域ID和环ID判断转发的出端口，使该检测协议报文依次通过EAPS环上的所有从节点后，发送至主节点的从端口。

本步骤中，若从节点判断检测协议报文的出端口不存在，则不对接收到的检测协议报文进行转发。

步骤22、主节点的从端口能否在预设时长内收到自身发出的检测协议报文，若能收到，则执行步骤23，否则，执行步骤24。

步骤23、主节点判断环路状态正常，置主节点的主端口为转发状态，从端口为阻塞状态，结束流程。

步骤24、主节点判断环网状态出现故障，置主节点的主、从端口均为转发状态，结束流程。

请参阅图4，该图为本发明中节点传输告警协议报文的流程图，其主要实现过程如下：

步骤30、链路发生故障时，故障发生处的两个从节点同时向上发送链路断开告警协议报文。

步骤31、环路上的从节点收到该告警协议报文后，根据协议报文中所带的域ID和环ID判断转发的出端口，将接收到的链路断开告警协议报文向上转发。

本步骤中，若从节点判断告警协议报文的出端口不存在，则不对接收到的告警协议报文进行转发。

步骤32、主节点的主、从端口均收到转发来的链路告警协议报文。

步骤33、主节点从主、从端口向环上各传输节点发送地址刷新报文，以便删除各节点上的EAPS端口的地址表，使其重新学习MAC地址，并将主、从端口均设置为转发状态，流程结束。

请参阅图5，该图描述了一个单环单域的网络拓扑中检测协议报文的传输及状态控制情况。其中，S1为主节点(Master)，S2～S4为从节点。S1的端口P1为主端口，P2为从端口。主节点S1的主端口P1通过控制VLAN发送HEALTH检测协议报文，S2接收到该检测协议报文后，根据检测报文中所带的域ID找到该域的另外一个EAPS端口，然后从该端口将收到的检测协议报文转发出去，依次经过S3、S4节点，最后回到主节点的从端口P2，主节点判断该帧就是自己从主端口P1所发送的检测协议报文，于是就判断环路状态正常，将主节点S1的主端口P1置为转发状态，从端口P2置为阻塞状态。

请参阅图6，该图描述了在单环单域的网络拓扑中当某条链路发生故障时告警协议报文的传输及状态控制情况。其中，S1为主节点(Master)，S2～S4为从节点。S1的端口P1为主端口，P2为从端口。当从节点S3、S4间的链路发生断路时，S3、S4节点同时在控制VLAN中向上发送一个断路告警协议报文，从节点S2收到该告警协议报文后，根据报文中所带的域ID找到该域的另外一个EAPS端口，然后从该端口将收到的告警协议报文转发出去，最终主节点S1的主、从端口都会收到该告警协议报文。主节点收到该告警协议报文后判断环路发生故障，会将从端口P2置为转发状态，同时会从主、从端口发送地址刷新报文，通过控制VLAN转发到该域所属的各个节点，刷新各节点的EAPS端口的地址表，使其重新学习MAC地址。

请参阅图7，该图描述了一个单环多域的网络拓扑中协议报文传输及状态控制情况。其中，S1～S4组成单个环路，同时存在两个EAPS域，域A和域B，域A和域B共享一个控制VLAN进行协议报文的传输。域A的域ID为1，保护着一组VLANS，其主节点(Master)为S2，S1、S3、S4为从节点；域B的域ID为2，保护着另一组VLANS，其主节点(Master)为S4，S1、S2、S3为从节点。在域A中，主节点S2会从其主端口在控制VLAN中发送检测协议报文给从节点，从节点根据检测报文中的域ID信息找到EAPS的另一端口将报文进行转发，最终回到主节点S2，主节点S2判断该报文是自己发出的，并且域ID相同，于是判断环路状态正常，就会将主节点S2的主端口置为转发状态，从端口置为阻塞状态。在域B中，主节点S4也会从其主端口在相同的EAPS控制VLAN内发送检测协议报文给从节点，同样地，经过从节点进行转发，最终回到域B的主节点S4的从端口，S4判断该报文是自己发出的，并且域ID相同，于是判断环路状态正常，就会将S4的主端口置为转发状态，从端口置为阻塞状态。当发生链路状态变化时，相关节点会同时在域A和域B中向各域的主节点发送链路告警协议报文通知各域的主节点，域A和域B的主节点也会在各自域内发送地址刷新报文并更新链路状态。域A和域B在这过程中进行交互的协议报文均是通过同一个控制VLAN完成的。

请参阅图8，该图描述了一个多环多域的网络拓扑中的协议报文传输及状态控制的情况。图中存在环1和环2两个环路，两个环通过S1、S3两个节点相交，分别对应域A和域B。域A的域ID为1，保护着一组VLANS，其主节点(Master)为S2，S1、S3为从节点；域B的域ID为2，保护着另一组VLANS，其主节点(Master)为S4，S2、S3为从节点。在域A中，主节点S2从其主端口P1在控制VLAN中发送检测报文给从节点S3，S3收到检测报文后根据协议报文中的域ID和环ID判断转发的出端口，将报文从环1上的出口转发出去，经过从节点S1回到主节点的从端口P2，S2判断该报文为自己发送的，并且域ID相同，于是判断环路状态正常，就会将主节点S2的主端口置为转发状态，从端口置为阻塞状态。在域B中，主节点S4也会从其主端口P1在相同的EAPS控制VLAN内发送检测报文给从节点S3，S3同样根据收到的检测报文判断出端口，将报文从环2上的出口转发出去，经过从节点S1回到主节点S4的从端口P2，S4判断该报文为自己发送的，并且域ID相同，于是判断环路状态正常，就会将主节点S4的主端口置为转发状态，从端口置为阻塞状态。当发生链路状态变化时，发生故障的节点会根据断开端口所在域的情况向相应域的主节点发送链路告警协议报文，该域的主节点会在收到告警协议报文后在本域内发送地址刷新报文并更新链路状态。此过程中域A和域B进行交互的协议报文均是通过同一个控制VLAN完成的。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种以太环网自动保护切换EAPS系统中的协议报文传输控制方法，其特征在于，所述EAPS系统中的所有EAPS域共享一个控制VLAN，用于协议报文的传输，协议报文中携带有域ID和环ID，节点间传输协议报文的具体步骤为：

A、节点通过控制VLAN接收协议报文，根据协议报文中的域ID和环ID确定自身在该域该环中的角色，若为主节点，则执行下一步骤，若为从节点，则根据所述域ID和环ID确定报文的出端口，将协议报文转发出去；

B、节点根据报文内容确定协议报文的类型，若该报文是检测协议报文，则确定环路状态正常，设置主端口为转发状态，设置从端口为阻塞状态，若该报文是告警协议报文，则通过控制VLAN发送地址刷新报文，将主、从端口设置为转发状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述EAPS系统中的每个EAPS域具有一组受保护的VLAN，用于业务数据的传输。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点为从节点时，若协议报文的出端口不存在，则不转发接收到的协议报文。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点为主节点，传输的协议报文为检测协议报文时，步骤A前还包括所述节点通过控制VLAN发送检测协议报文的步骤。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，若节点经过预设时长没有在控制VLAN内收到检测协议报文，则确定环路状态异常，将主、从端口均设置为转发状态。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点为主节点，传输的协议报文为告警协议报文时，所述节点通过控制VLAN向同域同环中的从节点发送地址刷新报文，以此刷新各从节点的EAPS端口地址表，使各从节点重新 学习MAC地址。 

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