CN101371524B - 分组环形网络系统、分组传送系统、冗余节点以及分组传送程序 - Google Patents

Abstract

在连接多个节点的环形网络中，即使故障发生在节点和客户机(用户终端)之间的链路中或节点本身时，也可实现在节点和客户机之间的通信。提供了节点(105a)和(105b)，使得即使故障发生在节点和客户机(102)之间的链路中的节点的任意一个处，也可通过该链路在另一个节点和客户机(102)之间进行通信。当节点(105a)有故障时，节点(105b)继续节点(105a)的操作，同时节点(105a)保持节点(105a)的状态以避免转向操作或重叠保护操作、由该操作引起的分组环中的分组消失、对分组路由改变等业务的影响、CPU以及存储资源的消耗，以及环传送带宽的减少。

Description

分组环形网络系统、分组传送系统、冗余节点以及分组传送程序

技术领域

本发明涉及分组环形网络系统、分组传送方法、冗余节点以及分组传送程序，更特别地涉及冗余分组环形网络系统、分组传送方法、冗余节点以及分组传送程序。

背景技术

分组环形网络包括根据IEEE 802.17标准化的RPR(弹性分组环)。RPR是一种MAC层协议，用于提供对环状传输介质的访问，并且对于在载波范畴中的设备，能实现快速故障恢复、有效的网络带宽利用以及最短的路由传送。

图1为说明RPR网络配置的图示。如图1中所示，RPR网络包括具有两个小环151、152的分组环，小环151、152用于沿彼此相反的方向传送分组。分组环以环的方式互相连接多个节点。

在图1所示的例子中，四个节点153a、153b、153c、153d连接到分组环。对分组环上的节点的每一个指派RPR MAC地址。当网络建立时，节点交换控制分组，且节点的每一个收集关于跳数的信息并且获得网络的拓扑信息。

用户终端可以连接到分组环上的节点的每一个。在图1中所示的例子中，用户终端154a连接到节点153a，且用户终端154b连接到节点153b。

下面将描述根据IEEE 802.17标准化的RPR数据分组。

图2为说明RPR格式的图示。当用户终端向节点发送分组时，它发送用户数据分组211。用户数据分组211包括作为用户数据分组的目标的用户终端的MAC地址(MAC DA)212、作为用户数据分组的源的用户终端的MAC地址(MAC SA)213、传输数据214以及FCS(帧校验序列)215。

当节点从用户终端接收到用户数据分组时，节点对用户数据分组进行封装以生成在节点之间发送和接收的RPR数据分组221。RPR数据分组221包括作为数据226存储的封装的用户数据分组211。

RPR数据分组221包括目标节点的MAC地址(RPR MAC SA)225、源节点的MAC地址(RPR MAC DA)224、基本控制字段223、TTL(生存时间)字段222以及FCS 227。

基本控制字段223包括用于指定拟用于传送的小环的信息和用于识别分组的类型，如控制分组等的识别信息。RPR数据分组格式的细节在非专利文献1中描述。

将在下面描述分组环上的每个节点发送、接收以及传送RPR数据分组的操作。

首先，在下面将描述关于单播数据分组的操作。各个节点接收在分组环上传送的RPR数据分组。如果RPR数据分组的RPR MAC DA与其自身的RPR MAC地址相同，则各个节点从分组环中删除该RPR数据分组。

如果接收到的RPR数据分组的RPR MAC DA与其自身的RPR

MAC地址不同，则各个节点递减TTL值(在TTL字段222中设置的值)，并再次向与已经从其接收到RPR数据分组的小环相同的小环发送RPR数据分组。如果源节点接收到由此发送的单播数据分组，则源节点从分组环中删除该单播数据分组。当TTL值变为零时，各个节点从分组环中删除该RPR数据分组。

下面将描述关于广播数据分组的操作。在递减接收到的广播数据分组的TTL值之后，各个节点将该广播数据分组传送到下一节点。如果已经发送了广播数据分组的源节点接收到由此发送的广播数据分组，则源节点从分组环中删除该广播数据分组。当TTL值变为零时，各个节点从分组环中删除该RPR分组。

将在下面描述根据IEEE 802.17标准化的RPR控制分组(下文中称作“控制分组”)。

为了使属于RPR网络的所有节点能执行包括拓扑发现功能、保护功能以及OAM(操作、管理和维护)功能的自主功能，各个RPR节点经由数据路径发送和接收控制分组。

图3为说明分组环形网络中的传统节点的配置例子的图示。在图3所示的例子中，小环0数据路径10和小环1数据路径20向各自小环发送生成的控制分组，并且从小环中接收控制分组。控制分组是根据IEEE802.17就上述功能单独定义的。以与如上所述传送RPR数据分组相同的方式，在小环0数据路径10和小环1数据路径20中传送分组。

下面将对用于连接到节点153a的用户终端154a向连接到节点153b的用户终端154b发送数据的图1中所示的RPR网络的操作进行描述。

各个节点得知在所接收的RPR数据分组中封装的源用户终端的MAC SA 213(参见图2)，和彼此关联的源RPR MAC SA 225(参见图2)，并且保留使用作为检索关键字的用户终端的MAC地址可访问的RPR MAC地址的数据库。使用作为检索关键字的用户终端的MAC地址可访问的RPR MAC地址的数据库将被称作FDB(过滤数据库)。

当用户终端154a向分组环发送数据(用户数据分组)时，节点153a接收到该用户数据分组。使用所接收的用户数据分组的MAC DA 212(参见图2)作为检索关键字，节点153搜索FDB，并使用结果作为RPRMAC DA224(目标节点的MAC地址，参见图2)。

节点153a使用其自身的MAC地址作为RPR MAC SA 225(源节点的MAC地址，参见图2)。节点153a对从用户终端154a接收到的用户数据分组进行封装。此外，节点153a搜索拓扑数据库，选择用于从源节点到目标节点提供最短路由的小环，设置TTL值，并且向分组环发送RPR数据分组。

如果作为目标的用户终端的MAC地址和对应于MAC地址的RPRMAC地址的关联还没有作为FDB的搜索的结果而得知，那么节点153a执行扩散法。将通过扩散法发送的RPR数据分组的RPR MAC DA设置为广播地址，使得RPR数据分组被分组环上的所有节点接收。

作为扩散法的结果，由用户终端154a发送的用户数据分组被目标用户终端154b接收。通常，用户终端154b在较高级的层中回复用户终端154a。在回复时，用户终端154b用作用户数据分组的源，而用户终端154a作为目标。节点153b用作RPR分组的源。

当用户终端154b回复时，节点153a得知用户终端154b的MAC地址和节点153b的RPR MAC地址之间的关联。因此，当用户终端154a再次向用户终端154b发送用户数据分组时，节点153a使用在用户数据分组中所包括的MAC DA 212作为关键字来搜索节点153b的RPR MAC地址，并且能使用搜索结果作为RPR MACC 224来执行单播传送。

用于向分组环扩散广播分组的过程包括其中源节点向小环中的任意一个发送广播分组的过程和其中源节点向两个小环发送广播分组以及向到达点传送广播分组的过程，所述到达点已经预先在分组环上建立以防止多次传送(双向扩散法)。

为防止多次传送而已经预先在分组环上建立的到达点称作割裂点(cleave point)。根据双向扩散法，取决于分组环上的节点的数目是奇数还是偶数，改变计算TTL值的过程从而分组将被传送到所有的节点且不会双重地到达这些节点是必要的。由于其与本发明关系不大，所以下面将不会描述TTL值计算过程。

下面将描述TP帧。TP帧为固定长度的帧且用作控制帧，用于指示如下信息，所述信息表示节点分段保护(span protection)和节点边界的状态以及除了其自身节点外的所有节点的序列号。组成分组环形网络的节点数目在TTL值中设置，且将TP帧广播到小环0和小环1。各个节点收集从除了其自身外的所有节点接收的TP帧的信息，并且构建拓扑数据库。

下面将参考图4A到4C来描述链路故障时的RPR的保护操作。图4A到4C为示出在链路中发生故障时的分组环形网络的例子的图示。

根据IEEE 802.17，定义了转向模式和重叠模式用于发生故障时的保护操作。将转向模式定义为基本功能，而将重叠模式定义为选择性功能。转向模式和重叠模式参考专利文献1。

图4A为说明通常的网络操作的图示。在图4A中，在小环301上将分组从节点303a传送到303b。

图4B为说明操作的转向模式的图示。如图4B中所示，在出现故障点304的情况下，分组环上的所有节点获得故障点304的位置信息。具体地，连接到包含故障点304的链路的节点303c、303d向所有的节点指示故障点304的位置信息。因此，各个节点认出了故障点304的位置。

为了发送单播分组，源节点在其本身和拟将RPR分组发送到的目标节点之间选择不包括故障点304的小环，且发送该单播分组。

例如，如果节点303a要向节点303b发送单播分组，节点303a认出了故障点304的位置并且，基于所认出的位置，将用于发送单播分组的小环从小环301改变为小环302，且向节点303b传送分组。为了发送广播分组，节点303a选择小环301、302并且将广播分组发送到小环301、302。因此，广播分组发送到了分组环上的各个节点。

图4C为说明操作的重叠模式的图示。在重叠模式中，源节点选择与正常操作相同的小环并且发送RPR分组。例如，如果节点303a要向节点303b发送RPR分组，则节点303a选择与正常操作相同的小环301(参见图4A)并且发送RPR分组。

节点303c连接到包含故障点304的链路并且已经检测到了该故障。当节点303c接收到RPR分组时，节点303c选择与已经通过其发送分组的小环不同的小环302，并且通过小环302传送RPR分组。

具体地，节点303c向无故障点304的区域传送RPR分组。通过小环302将该分组传送到连接到包含故障点304的链路并且已检测到该故障的节点303d。节点303d也选择与已经通过其发送分组的小环不同的小环，并且通过该小环来传送RPR分组。因此，节点303b接收到RPR分组。

图5A到5C为示出在节点中发生故障的情况下分组环形网络的例子的图示。如图5A到5C中所示，在节点中发生故障的情况下的RPR保护操作与在链路中发生故障的情况下的操作相同(参见图4A到4C)。

如上所述，根据IEEE 802.17的RPR的保护操作能够实现从链路故障中的快速故障恢复和从除了正在遭遇节点故障的节点之外的节点故障中的节点间通信的快速故障恢复。然而，它不能为RPR节点定义冗余配置，当故障发生在节点上时，该节点失去了与该节点已经连接到的客户机的连通性，并且不能与客户机通信。

也没有有关从关于通过其将客户连接到RPR节点的链路的链路故障中的故障恢复的定义。当这种链路故障发生时，该节点失去与客户机的连接性，并且不能与客户机通信。

此外，不论在转向模式还是在重叠模式中，环形传送带宽均窄于正常操作。

一般而言，在载波范畴的网络设备需要针对各个卡或各个设备具有冗余配置，并且需要快速地从发生在卡、设备以及它们的连接中的故障中恢复。

根据IEEE 802.17，假设图3中所示的节点作为单节点连接到客户机。没有定义关于在发生故障时RPR和客户机之间的连通性。如果图3中所示的节点作为如单个集成电路、卡或设备的硬件单元而安装，那么在硬件单元或与硬件单元的连接发生故障时，如分组传送路由改变、可利用的带宽(band)减少等等的干扰影响其它的分组环节点，并且失去了节点与其客户机的连通性。

专利文献2、专利文献3以及专利文献4公开了包括在正常状态下可操作的活动节点以及在正常状态下不可操作的备份节点的节点配置。根据该节点配置，在活动节点发生故障时，活动节点切换到备份节点。

专利文献1：JP-A No.2004-242194(0004段，0012段，图1)

专利文献2：JP-A No.4-100446(p.4-5，图1)

专利文献3：JP-A No.2005-130049(p.10-11，图1)

专利文献4：JP-A No.2005-27368(p.6-8，图1)

非专利文献1：“IEEE Standards 802.17，Part 17：Resilient packetring(RPR)access method & physical layer specifications”、“5.Architecture Overview”、“6.6.1MAC Control sublayer”、“9.Frameformats”，IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，Inc)，2004，p.27-54，p.68-69，p.221-223

发明内容

本发明将解决的问题：

如上所述，利用图1所示的环形网络配置，当故障发生在节点和客户机(用户终端)之间的链路上时，在节点和客户机之间的通信变得不可能。然而，即使在节点和客户机之间发生故障时，优选的是在不影响整个分组环形网络的情况下从故障中恢复。

可建议的是将在专利文献2、专利文献3以及专利文献4中所描述的技术应用于RPR。具体地，将各个节点构建为包括活动节点和备份节点的双重系统，活动节点和备份节点分别通过各自的链路连接到同一客户机。然而，这样的系统具有下列问题：

如上所述，RPR的保护操作包括转向模式和重叠模式。当故障发生在互联分组环形网络的节点的链路上或分组环形网络的节点上，并且该故障影响整个分组环形网络时，这些保护操作模式被执行。

在转向模式中，分组环形网络的所有的节点不得不通过控制分组指示以选择在不通过故障点的情况下，能向目标发送RPR分组的小环。节点的每一个消耗CPU以及存储资源以更新拓扑信息。

此外，在转向模式中，存在如下的所产生的节点，即所述节点被限制到能发送分组的一个小环。因此，极大地降低了分组环利用带宽的效率。

当RPR操作改变到重叠模式时，分组环遭遇了下列问题：环形带宽减少到一半，且在分组环中存在的严格的分组到达序列模式(严格模式)的分组被丢弃。

因此，在转向模式和重叠模式中，由于分组的丢失和如分组流速的改变的干扰，降低了通信质量。

在客户和活动节点正常地彼此通信时，活动节点得知封装在所接收的RPR数据分组中的彼此关联的源用户终端的MAC SA和源的RPRMAC SA，并且将它们存储在FDB中。

此时，如果备份节点没有得知相同的数据，那么当活动节点和客户机之间的链路遭遇故障并且活动节点切换到备份节点时，难于快速地恢复稳定的分组业务。

如果备份节点没有得知与活动节点相同的数据，那么备份节点不能获得RPR MAC DA，并且不得不广播其中封装了来自客户终端的用户数据分组的RPR分组。这种广播传输被执行直到该备份节点完全得知了客户机的MAC地址和节点的RPR MAC地址之间的关联。

然而，广播传输增加了通信量，对分组环形网络的环容量施加了负担。因此，当活动节点切换到备份节点时，难于快速地恢复稳定的分组业务。

在正常的操作中，客户机与活动节点通信，而不与备份节点通信。因此，在正常操作中，不能利用备份节点的业务处理能力，从而利用资源的效率是较低的。

本发明的示例性目的是提供一种在活动节点发生故障时使备份节点能够快速地恢复稳定的分组业务的分组环形网络系统、分组传送方法、冗余节点以及分组传送程序。

解决问题的手段：

根据本发明，一种包括用于发送和接收分组的节点的分组环形网络系统，所述节点分别连接到两个小环，用于沿彼此相反的方向由其传送分组，所述分组环形网络系统包括：包括具有相同地址的两个节点的冗余节点和连接到在冗余节点中包括的两个节点的客户机，该冗余节点包括分组分配装置、故障检测和指示装置以及输出选择装置，其中分组分配装置用于复制从小环接收的分组并且将所接收的分组和复制分组分配到在冗余节点中所包括的节点；故障检测和指示装置用于检测在冗余节点中所包括的节点的每一个上的故障的发生并对节点的每一个指示故障的发生；输出选择装置用于当故障发生在节点中的一个上时，选择从另一个节点输出的分组作为将从冗余节点输出的分组，而当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将从冗余节点输出的分组，包括在冗余节点中的节点的每一个包括客户机连接装置，该客户机连接装置用于当在正常状态时通过链路将冗余节点连接到客户机，而在故障发生时，从客户机断开冗余节点。

在冗余节点中所包括的节点的每一个可包括过滤装置，该过滤装置用于基于是否在作为节点之一的活动节点上存在故障，来许可或阻止从小环接收到的分组向客户机的传输，当在正常状态时，输出选择装置可选择从活动节点输出的分组作为将从冗余节点发送的分组，而当故障发生在活动节点上时，输出选择装置可选择从备份节点，即另一个节点，输出的分组作为将从冗余节点发送的分组。

根据本发明，一种包括用于发送和接收分组的节点的分组环形网络系统，所述节点分别连接到两个小环，用于沿彼此相反的方向由其传送分组，所述分组环形网络系统包括：包括具有相同地址的两个节点的冗余节点和连接到在冗余节点中所包括的两个节点的客户机，其中在冗余节点中所包括的节点中的一个向小环中的一个发送作为从冗余节点输出的分组，而在冗余节点中所包括的另一个节点向另一个小环发送作为从冗余节点输出的分组，该冗余节点包括分组分配装置、故障检测和指示装置以及输出选择装置，其中分组分配装置用于复制从小环接收的分组并且将所接收的分组和复制分组分配到在冗余节点中所包括的节点；故障检测和指示装置用于检测在冗余节点中所包括的节点的每一个上的故障的发生并对节点的每一个指示故障的发生；输出选择装置用于当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，且选择从另一个节点输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，而当故障发生在冗余节点中所包括的节点中的一个上时，选择从无故障的另一个节点输出的分组作为将发送到该节点已经向其发送分组的小环的分组，在冗余节点中包括的节点的每一个包括过滤装置、小环选择装置、复用装置、输出切换装置以及客户机连接装置，其中过滤装置用于许可传输分组的小环向客户机传输所接收的分组，而阻止不传输分组的小环向客户机传输所接收的分组；小环选择装置用于选择由其发送分组的小环；复用装置用于复用将要传输到小环中的一个由小环选择装置选择的小环的分组，并且复用将要传输到小环中的一个由设置在另一个节点中的小环选择装置选择的小环的分组；输出切换装置用于如果基于从客户机接收到的分组而生成的分组是由输出选择装置所选择的从其自身的节点向小环输出的分组，则向其自身节点的复用装置输出分组，如果基于从客户机接收到的分组而生成的分组是由输出选择装置所选择的从另一个节点向小环输出的分组，则向另一个节点的复用装置输出分组，并且如果故障发生在另一个节点上时，则向其自身节点的复用装置输出分组；客户机连接装置用于当在正常状态时通过链路将冗余节点连接到客户机，而在故障发生时，从客户机断开该冗余节点。

当故障发生在客户机和在冗余节点中所包括的两个节点之间的链路中的一个上时，客户机可向通过无故障的链路与其连接的节点发送分组，而当故障发生在另一个节点和客户机之间的链路上时，过滤装置可许可从小环的任一个所接收到的分组被发送到客户机。

根据本发明，一种包括用于发送和接收分组的节点的分组环形网络系统，所述节点分别连接到两个小环，用于沿彼此相反的方向由其传送分组，所述分组环形网络系统包括冗余节点和客户机，其中冗余节点包括用于向小环发送分组并且从小环接收分组的具有相同地址的两个分组传送单元，和用于向分组传送单元输出从客户机接收的分组并且向客户机发送通过分组传送单元从小环接收的分组的多个分组处理器，其中分组传送单元中的一个向小环中的一个发送分组，而另一个分组传送单元向另一个小环发送分组；客户机通过链路连接到冗余节点中所包括的分组处理器，冗余节点包括分组分配装置、故障检测和指示装置以及输出选择装置，其中分组分配装置用于复制从小环接收的分组并且将所接收的分组和复制分组分配到在冗余节点中所包括的分组传送单元；故障检测和指示装置用于检测在冗余节点中所包括的分组传送单元和分组处理器的每一个上的故障的发生并对分组传送单元和分组处理器的每一个指示故障的发生；输出选择装置用于当在正常状态时，选择从分组传送单元中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，且选择从另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，而当故障发生在冗余节点所包括的分组传送单元中的一个上时，选择从无故障的另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到该分组传送单元已经向其发送分组的小环的分组，分组处理器的每一个包括传送单元选择装置、复用装置、过滤装置以及客户机连接装置，其中传送单元选择装置用于当故障发生在分组传送单元中的一个上时，向另一个分组传送单元输出从客户机接收的分组；复用装置用于复用从两个分组传送单元接收的分组；过滤装置用于基于是否存在故障，来许可或阻止向客户机传输从小环接收的分组；客户机连接装置用于当在正常状态时通过链路将冗余节点连接到客户机，而在故障发生时，从客户机断开该冗余节点。

分组传送单元可以复制将向分组处理器输出的分组，由此能向在冗余节点中所包括的所有的分组处理器分配分组，并且向所有的分组处理器分配所复制的分组，且当在正常状态时，只有在分组处理器中的一个中所包括的过滤装置可许可从小环之一接收到的分组被发送到客户机，并且只有在分组处理器中的另一个中所包括的过滤装置可许可从另一个小环接收到的分组被发送到客户机，而当故障发生在包括许可从一个或另一个小环接收到的分组被发送到客户机的过滤装置的分组处理器上时，仍只有在分组处理器中的另一个中包括的过滤装置可许可从一个或另一个小环接收到的分组被发送到客户机。

根据本发明，提供了一种在分组环形网络系统中传送分组的分组传送方法，所述分组环形网络系统包括用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环、用于发送和接收分组的节点、连接到小环并且包括具有相同地址的两个节点的冗余节点以及连接到在冗余节点中所包括的节点的客户机，其中冗余节点复制从小环接收的分组并且向在冗余节点中所包括的节点分配所接收的分组和复制分组，当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将从冗余节点输出的分组，当在正常状态时，通过链路将冗余节点连接到客户机，当检测到故障发生在冗余节点所包括的节点每一个上时，向节点的每一个指示故障的发生，当故障发生在节点中的一个上时，选择从其它的节点输出的分组作为将从冗余节点发送的分组，且当故障发生时，从客户机断开冗余节点。

在冗余节点中所包括的节点的每一个基于是否在作为节点之一的活动节点上存在故障，可许可或阻止向客户机传输从小环接收到的分组，并且当在正常状态时，节点的每一个可选择从活动节点输出的分组作为将从冗余节点中发送的分组，而当故障发生在活动节点上时，节点的每一个选择从备份节点，即另一个节点，输出的分组作为将从冗余节点发送的分组。

根据本发明，提供了一种在分组环形网络系统中传送分组的分组传送方法，所述分组环形网络系统包括用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环、用于发送和接收分组的节点、连接到小环并且包括具有相同地址的两个节点的冗余节点以及连接到在冗余节点中所包括的节点的客户机，其中冗余节点中所包括的节点中的一个向小环中的一个发送作为从冗余节点输出的分组，冗余节点中所包括的另一个节点向另一个小环发送作为从冗余节点输出的分组，冗余节点复制从小环接收的分组并且向在冗余节点中所包括的节点分配所接收的分组和复制分组，当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，并且选择从另一个节点输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，检测故障在冗余节点中所包括的节点的每一个上的发生，并且向节点的每一个指示故障的发生，并且当故障发生在冗余节点中所包括的节点中的一个上时，选择从无故障的另一个节点输出的分组作为将发送到该节点已经向其发送分组的小环的分组，且在冗余节点中所包括的节点的每一个复用将传输到小环中的一个被选择为由其传输分组的小环的分组，且复用将传输到小环中的一个由另一个节点选择的小环的分组，许可传输分组的小环向客户机传输所接收到的分组，而阻止不传输分组的小环向客户机传输所接收到的分组，当在正常状态时通过链路将冗余节点连接到客户机，而当故障发生时从客户机断开冗余节点，如果基于从客户机接收到的分组而生成的分组为所选择的从其自身的节点向小环输出的分组，则在其自身节点上复用分组，而如果基于从客户机接收到的分组而生成的分组为所选择的从另一个节点向小环输出的分组，则在另一个节点上复用分组，并且如果故障发生在另一个节点上时，则在其自身节点上复用分组。

当故障发生在客户机和在冗余节点中所包括的两个节点之间的链路中的一个上时，客户机可向通过无故障的链路与其连接的节点发送分组，而当故障发生在另一个节点和客户机之间的链路上时，节点的每一个可许可从小环的任一个所接收到的分组被发送到客户机。

根据本发明，提供了一种在分组环形网络系统中传送分组的分组传送方法，所述分组环形网络系统包括用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环、包括用于向小环发送分组和从小环接收分组的具有相同地址的两个分组传送单元以及用于向客户机发送分组和从客户机接收分组的多个分组处理器的冗余节点、以及通过链路连接到在冗余节点中所包括的分组处理器的客户机，其中分组传送单元中的一个向小环中的一个发送分组，而另一个分组传送单元向另一个小环发送分组，冗余节点复制从小环接收的分组并且向在冗余节点中所包括的分组传送单元分配所接收的分组和复制分组，当在正常状态时，选择从分组传送单元中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，并且选择从另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，检测故障在冗余节点中所包括的分组传送单元和分组处理器的每一个上的发生，并且向分组传送单元和分组处理器的每一个指示故障的发生，当故障发生在冗余节点中所包括的分组传送单元中的任一个上时，选择从无故障的另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到该分组传送单元已经向其发送分组的小环的分组，当在正常状态时分组处理器的每一个通过链路将冗余节点连接到客户机，复用从两个分组传送单元接收的分组，向分组传送单元输出从客户机接收到的分组，并且向客户机发送通过分组传送单元从小环接收到的分组，基于是否存在故障来许可或阻止从小环接收到的分组向客户机传输，当故障发生时从客户机断开冗余节点，并且当故障发生在分组传送单元中的一个上时，向另一个分组传送单元输出从客户机接收到的分组，并基于通过其发送和接收分组的小环，客户机向分组处理器发送以及从分组处理器接收分组。

分组传送单元可以复制将向分组处理器输出的分组，由此能向在冗余节点中所包括的所有的分组处理器分配分组，并且向所有的分组处理器分配所复制的分组，且当在正常状态时，只有分组处理器中的一个可许可从小环中的一个接收到的分组被发送到客户机，并且只有分组处理器中的另一个可许可从另一个小环接收到的分组被发送到客户机，而当故障发生在许可从一个或另一个小环接收到的分组被发送到客户机的分组处理器上时，仍只有分组处理器的另一个可许可从一个或另一个小环接收到的分组被发送到客户机。

根据本发明，提供连接到用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环和用于发送和接收分组的客户机的冗余节点，该冗余节点包括用于发送和接收分组的具有相同地址的两个节点，其中冗余节点包括分组分配装置、故障检测和指示装置以及输出选择装置，其中分组分配装置用于复制从小环接收的分组并且向在冗余节点中所包括的节点分配所接收的分组和复制分组；故障检测和指示装置用于检测在冗余节点中所包括的节点的每一个上的故障的发生并对节点的每一个指示故障的发生；输出选择装置用于当故障发生在节点中的一个上时，选择从另一个节点输出的分组作为将从冗余节点发送的分组，而当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将从冗余节点发送的分组，在冗余节点中包括的节点的每一个包括客户机连接装置，该客户机连接装置用于当在正常状态时将冗余节点连接到客户机，而在故障发生时，从客户机断开冗余节点。

在冗余节点中所包括的节点的每一个可包括过滤装置，该过滤装置用于基于在作为节点之一的活动节点上是否存在故障，来许可或阻止从小环接收到的分组向客户机传输，并且当在正常状态时，输出选择装置可选择从活动节点输出的分组作为将从冗余节点发送的分组，而当故障发生在活动节点上时，输出选择装置可选择从备份节点，即另一节点，输出的分组作为将从冗余节点发送的分组。

根据本发明，提供连接到用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环和用于发送和接收分组的客户机的冗余节点，该冗余节点包括用于发送和接收分组的具有相同地址的两个节点，其中冗余节点中所包括的节点中的一个向小环中的一个发送作为从冗余节点输出的分组，而冗余节点中所包括的另一个节点向另一个小环发送作为从冗余节点输出的分组，冗余节点包括分组分配装置、故障检测和指示装置以及输出选择装置，其中分组分配装置用于复制从小环接收的分组并且向在冗余节点中所包括的节点分配所接收的分组和复制分组；故障检测和指示装置用于检测在冗余节点中所包括的节点的每一个上的故障的发生并对节点的每一个指示故障的发生；输出选择装置用于当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，且选择从另一个节点输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，而当故障发生在冗余节点所包括的节点中的一个上时，选择从无故障的另一个节点输出的分组作为将发送到该节点已经向其发送分组的小环的分组，在冗余节点中包括的节点的每一个包括过滤装置、小环选择装置、复用装置、输出切换装置以及客户机连接装置，其中过滤装置用于许可传输分组的小环向客户机传输接收的分组，而阻止不传输分组的小环向客户机传输接收的分组；小环选择装置用于选择由其发送分组的小环；复用装置用于复用将要传输到小环中的一个由小环选择装置选择的小环的分组，并且复用将要传输到小环中的所述一个由设置在另一个节点中的小环选择装置选择的小环的分组；输出切换装置用于如果基于从客户机接收到的分组而生成的分组是由输出选择装置所选择的从其自身的节点向小环输出的分组，则向其自身节点的复用装置输出分组，如果基于从客户机接收到的分组而生成的分组是由输出选择装置所选择的从另一个节点向小环输出的分组，则向另一个节点的复用装置输出分组，并且如果故障发生在另一个节点上时，则向其自身节点的复用装置输出分组；客户机连接装置用于当在正常状态时通过链路将冗余节点连接到客户机，而在故障发生时，从客户机断开该冗余节点。

当故障发生在另一个节点和客户机之间的链路上时，过滤装置可许可从小环中的任一个所接收到的分组被发送到客户机。

根据本发明，提供连接到用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环和用于发送和接收分组的客户机的冗余节点，用于向连接到小环和客户机的节点发送以及从连接到小环和客户机的节点接收分组，该冗余节点包括具有相同地址的用于向小环发送分组以及从小环接收分组的两个分组传送单元、用于向分组传送单元输出从客户机接收的分组以及向客户机发送通过分组传送单元从小环接收的分组的多个分组处理器、用于复制从小环接收的分组并且向在冗余节点中所包括的分组传送单元分配所接收的分组和复制分组的分组分配装置、用于检测在冗余节点中所包括的分组传送单元和分组处理器的每一个上的故障的发生，并对分组传送单元和分组处理器的每一个指示故障的发生的故障检测和指示装置以及用于当在正常状态时，选择从分组传送单元中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，且选择从另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，而当故障发生在冗余节点所包括的分组传送单元中的一个上时，选择从无故障的另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到该分组传送单元已经向其发送分组的小环的分组的输出选择装置，分组处理器的每一个包括复用装置、传送单元选择装置、过滤装置以及客户机连接装置，其中复用装置用于复用从两个分组传送单元接收的分组；传送单元选择装置用于当故障发生在分组传送单元中的一个上时，向另一个分组传送单元输出从客户机接收的分组；过滤装置用于基于是否存在故障，来许可或阻止向客户机传输从小环接收的分组；客户机连接装置用于当在正常状态时通过链路将冗余节点连接到客户机，而在故障发生时，从客户机断开该冗余节点，其中分组单元中的一个向小环中的一个发送分组，而另一个分组传送单元向另一个小环发送分组。

分组传送单元可以复制将向分组处理器输出的分组，由此能向在冗余节点中所包括的所有的分组处理器分配分组，并且向所有的分组处理器分配所复制的分组，且当在正常状态时，只有在分组处理器中的一个中所包括的过滤装置可许可从小环中的一个接收到的分组被发送到客户机，并且只有在分组处理器中的另一个中所包括的过滤装置可许可从另一个小环接收到的分组被发送到客户机，而当故障发生在包括许可从一个或另一个小环接收到的分组被发送到客户机的过滤装置的分组处理器上时，仍只有在分组处理器的另一个中包括的过滤装置可许可从一个或另一个小环接收到的分组被发送到客户机。

根据本发明，提供一种分组传送程序，该分组传送程序合并在连接到用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环和用于发送和接收分组的客户机的冗余节点中，该冗余节点包括用于发送和接收分组的具有相同地址的两个节点，其中所述分组传送程序使得计算机能执行分组分配过程、故障检测和指示过程、输出选择过程以及客户机连接过程，其中分组分配过程用于复制从小环接收的分组并且向在冗余节点中所包括的节点分配所接收的分组和复制分组；故障检测和指示过程用于检测在冗余节点中所包括的节点的每一个上的故障的发生并对节点的每一个指示故障的发生；输出选择过程用于当故障发生在节点中的一个上时，选择从另一个节点输出的分组作为将从冗余节点输出的分组，而当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将从冗余节点输出的分组；客户机连接过程用于当在正常状态时将冗余节点连接到客户机，而在故障发生时，从客户机断开冗余节点。

根据本发明，提供一种分组传送程序，该分组传送程序合并在连接到用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环和用于发送和接收分组的客户机的冗余节点中，该冗余节点包括用于发送和接收分组的具有相同地址的两个节点，其中所述分组传送程序使得计算机能执行分组分配过程、故障检测和指示过程、输出选择过程、过滤过程、复用过程、输出切换过程以及客户机连接过程，其中分组分配过程用于复制从小环接收的分组并且向在冗余节点中所包括的节点分配所接收的分组和复制分组；故障检测和指示过程用于检测在冗余节点中所包括的节点的每一个上的故障的发生并对节点的每一个指示故障的发生；输出选择过程用于当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，且选择从另一个节点输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，而当故障发生在冗余节点所包括的节点中的一个上时，选择从无故障的另一个节点输出的分组作为将发送到该节点已经向其发送分组的小环的分组；过滤过程用于许可传输分组的小环向客户机传输接收的分组，而阻止不传输分组的小环向客户机传输接收的分组；复用过程用于复用将传送到小环中的一个被选择为用于由其传输分组的小环的分组，并且复用将传输到小环中的一个由另一个节点选择为用于由其传输分组的小环的分组；输出切换过程用于如果基于从客户机接收到的分组而生成的分组是在输出选择过程中所选择的从其自身的节点向小环输出的分组，则在其自身的节点上复用分组，如果基于从客户机接收到的分组而生成的分组是在输出选择过程中所选择的从另一个节点向小环输出的分组，则在另一个节点上复用分组，并且如果故障发生在另一个节点上，则在其自身的节点上复用分组；客户机连接过程用于当在正常状态时通过链路将冗余节点连接到客户机，而在故障发生时，从客户机断开该冗余节点。

根据本发明，提供一种分组传送程序，该分组传送程序合并在分组环形网络中的冗余节点中，该分组环形网络包括用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环、包括用于向小环发送分组和从小环接收分组具有相同地址的两个分组传送单元以及用于向客户机发送分组和从客户机接收分组的多个分组处理器的冗余节点、以及通过链路连接到在冗余节点中所包括的分组处理器的客户机，其中所述分组传送程序使得计算机能够执行下列过程：从分组传送单元中的一个向小环中的一个发送分组，且从另一个分组传送单元向其它小环发送分组的过程；复制从小环接收的分组并且向在冗余节点中所包括的分组传送单元分配所接收的分组和复制分组的过程；检测在冗余节点中所包括的分组传送单元和分组处理器的每一个上的故障的发生并对分组传送单元和分组处理器的每一个指示故障的发生的过程；当在正常状态时，选择从分组传送单元中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，且选择从另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，而当故障发生在冗余节点所包括的分组传送单元的任一个上时，选择从无故障的另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到该分组传送单元已经向其发送分组的小环的分组的过程；向分组传送单元输出从客户机接收的分组，且向客户机发送通过分组传送单元从小环接收的分组的过程；复用从两个分组传送单元接收的分组的过程；基于是否存在故障，许可或阻止向客户机传输从小环接收的分组的过程；当在正常状态时，通过链路将冗余节点连接到客户机，而当故障发生时，从客户机断开冗余节点的过程；以及当故障发生在分组传送单元中的一个上时，向另一个分组传送单元输出从客户机接收的分组的过程。

根据本发明，冗余节点包括具有相同地址的两个节点，且分组分配装置复制从小环接收的分组并且向在冗余节点中所包括的节点分配所接收的分组和复制分组。因此，由于没有发送分组的节点接收分组，所以该节点与发送分组的节点保持相同的运行状态。因此，当故障发生在发送分组的节点上时，另一个节点在保持遭遇故障的节点的操作状态的同时可以接管操作。由于冗余节点包括输出选择装置，该输出选择装置用于基于在节点的每一个上是否存在故障来选择将要发送的分组，所以防止了分组冗余地传输。

在冗余节点中包括的节点的每一个包括过滤装置，该过滤装置用于基于在活动节点上是否存在故障来许可或阻止从小环接收的分组的传输。因此，防止了分组冗余地传输到客户机。

根据本发明，冗余节点包括用于向小环中的一个发送分组作为将从冗余节点中输出的分组的节点和用于向另一个小环发送分组作为将从冗余节点中输出的分组的节点，并且节点的每一个向客户机发送分组和从客户机接收分组。因此，当在正常状态时，两个节点都可以用于与客户机通信，从而提高了利用资源的效率。由于冗余节点包括输出选择装置，该输出选择装置用于基于在节点的每一个上是否存在故障来选择将要发送的分组，所以防止了分组冗余地传输。

当故障发生在另一个节点和客户机之间的链路上时，过滤装置许可从小环的任一个接收的分组被发送到客户机。因此，防止了分组不能发送到客户机。

此外，根据本发明，冗余节点包括连接到小环的两个分组传送单元和连接到客户机的多个分组处理器。分组传送单元和分组处理器的每一个因而可具有冗余配置。特别地，如果冗余节点具有三个或更多的分组处理器，那么即使当故障发生在分组处理器的其中一个上时，也可防止用于向小环发送分组和从小环接收分组的客户机的带宽减少。另外，由于冗余节点包括输出选择装置，该输出选择装置用于基于在分组传送单元的每一个上是否存在故障来选择将要发送的分组，所以防止了分组冗余地传输。

只有在分组处理器的一个中包括的过滤装置许可从小环中的一个接收的分组被发送到客户机。只有在分组处理器的另一个中包括的过滤装置许可从另一个小环接收的分组被发送到客户机。当故障发生在包括许可从一个或另一个小环接收的分组被发送到客户机的过滤装置的分组处理器上时，仍只有在分组处理器的另一个中包括的过滤装置许可从一个或另一个小环接收的分组被发送到客户机。因此，当在正常状态时或当故障发生时，防止了分组不能发送到客户机。

本发明的优点：

根据本发明，当故障发生在节点上时，可以避免分组环保护操作、由于分组环保护操作而产生的分组环中的分组的丢失、对诸如分组路由改变的业务的影响、CPU以及存储资源的消耗，以及环传输带宽的减少。避免上述问题的原因是当故障发生在冗余节点中所包括的节点中的一个上时，另一个节点可以在保持故障节点的操作状态的同时接管故障节点的操作。

此外，根据本发明，避免了分组环保护操作且避免了由于未得知地址而产生的广播传送，使得分组环形网络系统可以稳定且快速地从故障中恢复。

如果在冗余节点中包括的节点的每一个包括用于基于在节点上是否存在故障来许可或阻止从小环接收的分组的传输的过滤装置，那么防止了分组冗余地传输到客户机。

如果过滤装置布置为许可当故障发生在另一个节点和客户机之间的链路上时，从小环的任一个接收的分组被发送到客户机，那么防止了分组不能发送到客户机。

如果只有在分组处理器中的一个中包括的过滤装置布置为许可从小环中的一个接收到的分组被发送到客户机，那么防止了分组冗余地传输到客户机。

附图说明

图1为示出RPR网络的配置例子的图；

图2为示出RPR格式的图；

图3为示出根据背景技术的分组环形网络中的节点的配置例子的图；

图4A为示出在发生链路的故障时的分组环形网络的例子的图；

图4B为示出在发生链路的故障时的分组环形网络的例子的图；

图4C为示出在发生链路的故障时的分组环形网络的例子的图；

图5A为示出在发生节点的故障时的分组环形网络的例子的图；

图5B为示出在发生节点的故障时的分组环形网络的例子的图；

图5C为示出在发生节点的故障时的分组环形网络的例子的图；

图6为示出根据本发明第一示例性实施例的分组环形网络系统的配置例子的图；

图7为示出根据本发明第一示例性实施例的冗余节点的节点的配置例子的框图；

图8为示出根据本发明第一示例性实施例的冗余节点的配置例子的框图；

图9为本发明的第一示例性实施例的操作序列的流程图；

图10为示出根据本发明第二示例性实施例的分组环形网络系统的配置例子的图；

图11为示出根据本发明第三示例性实施例的分组环形网络系统的配置例子的图；

图12为示出根据本发明第三示例性实施例的在冗余节点中所包括的节点的配置例子的框图；

图13为示出根据本发明第三示例性实施例的冗余节点的配置例子的框图；

图14为本发明的第三示例性实施例的操作序列的流程图；

图15为示出根据本发明第四示例性实施例的冗余节点的配置例子的框图；

图16为本发明的第四示例性实施例的操作序列的流程图；

图17为示出包括三个RPR分组处理器的冗余节点的配置例子的框图。

附图标记的描述：

62滤波电路

103a、103b分配器

104a、104b选择器

105a、105b节点

105c、105d分组传送单元

105e、105f分组处理器

106节点故障检测及指示电路

107选择器控制电路

108E/O转换器

109O/E转换器

111冗余节点

102客户机

120小环0

121小环1

401、402转发电路

403、404、405复用电路

406小环选择电路

407拓扑管理电路

430加法选择器开关

412地址表

411分组转换电路

420控制分组处理电路

431、432选择器

具体实施方式

(第一示例性实施例)

下面将参考附图来描述本发明的第一示例性实施例。图6为示出根据本发明的第一示例性实施例的分组环形网络系统的配置例子的图示。

根据本发明的分组环形网络系统包括分组环(小环120、121)，分组环(小环120、121)包括在环形配置中互联的节点(小环120将称作小环0而小环121称作小环1)。分组环形网络系统包括冗余节点111到114，各个冗余节点包括具有相同地址的两个RPR节点(下文简单地称作节点)105a、105b，分配器(分组分配装置)103a、103b，以及选择器(输出选择装置)104a、104b的冗余组合。两个节点的组合在下文中将称作冗余节点。

在图6所示的例子中，存在两个节点的四个组合。然而，分组环形网络系统的节点的组合并不限制于四个组合。节点105a用作活动节点(在图6所示的例子中以实线来指示)，而节点105b用作备份节点(在图6所示的例子中以虚线来指示)，这些节点通过各自的链路连接到客户机102。当分组环形网络系统正常时，在节点105a和客户机102之间的通信是有效的(链路处于运行中)，而在节点105b和客户机102之间的通信是无效的(没有进行通信)。

图7为示出根据本发明的第一示例性实施例的冗余节点的节点的配置例子的图示。

节点105a包括与小环0关联的转发电路401和复用电路(复用装置)403以及与小环1关联的转发电路402和复用电路(复用装置)404。转发电路401通过链路72a连接到小环0而复用电路403通过链路73a连接到小环0。转发电路402通过链路73b连接到小环1而复用电路403通过链路72b连接到小环1。支路端口(客户机连接装置)412-1、412-2连接到客户机102。客户机102通过支路端口412-1、412-4(换句话说，通过冗余节点11)向连接到小环的节点发送分组并且通过支路端口412-1、412-4(换句话说，通过冗余节点11)从连接到小环的节点接收分组。

转发电路401、402参考向其传送的RPR分组的RPR MAC DA。如果RPR MAC DA与它们自身的节点的RPR MAC地址相同，那么转发电路401、402从小环0或小环1移除该RPR分组并且将该RPR分组传送到客户机102。从环中移除(删除)自小环传送的分组以及将该分组传送到客户机102的过程称作“剥离”。

如果所传送的RPR分组是广播分组，那么转发电路401、402将该广播分组传送到客户机102和小环。将从小环传送的分组传送到小环的过程称作“转接”。将从小环传送的分组传送到小环并且也将其传送到客户机102的过程称作“拷贝”。

如果所传送的RPR分组不适用于上述任一情况，那么转发电路401、402将该分组传送到与分组传送来自的小环相同的小环(转接)。复用电路405复用已经从小环(转发电路401、403)中接收并且将传送到客户机102的分组。

地址表412存储彼此关联的用户终端(客户机102)的MAC地址以及环的节点的RPR MAC地址。地址表412用作FDB。分组转换电路411通过各自的转发电路401、402从小环中接收将传送到客户机102的分组。

分组转换电路411接收RPR分组并且从RPR分组中移除用户数据分组(换句话说，对用户数据分组解封装)。分组转换电路411通过支路端口412-2向客户机102发送被移除的用户数据分组。分组转换电路411得知所接收的RPR分组的RPR MAC SA和被移除的用户数据分组的MAC SA之间的关联，并且在地址表412中记录该关联。被移除的用户数据分组的MAC SA代表分组转换电路411已经向其发送该用户数据分组的客户机102的MAC地址。

分组转换电路411通过支路端口412-1从客户机102接收用户数据分组。此时，分组转换电路411参考地址表412并且试图检索到与所接收的用户数据分组的MAC DA相对应的RPR MAC地址。如果存在入口(即，如果分组转换电路411成功地检索到RPR MAC地址)，那么分组转换电路411使用所检索到的RPR MAC地址作为RPR MAC DA来封装该用户数据分组。

如果不存在入口(即，如果分组转换电路411没有成功地检索到RPR MAC地址)，那么分组转换电路411使用广播地址作为RPR MACDA来封装该用户数据分组(在这种情况下，分组转换电路411生成未知的单播分组)。分组转换电路411将具有该RPR MAC DA的封装分组输出到小环选择电路(小环选择装置)406。

未知的单播分组参考RPR分组，而由于当用户数据分组被封装成为RPR分组时，该RPR分组具有被设置为广播地址的RPR MAC DA，所以对应于用户数据分组的MAC DA的RPR MAC地址不能从地址表中检索到。

如果从分组转换电路411发送的分组为单播分组，那么小环选择电路406参考拓扑管理电路407，选择通过其可沿着最短路由到达目标节点的小环，设置TTL值，并向与所选择的小环关联的复用电路输出该分组。如果从分组转换电路411发送的分组为广播分组(包括未知的单播分组)，那么小环选择电路406根据预先确定的传送方法(单向扩散法或双向扩散法)来选择小环，设置TTL值，且向与所选择的小环关联的复用电路输出该分组。

拓扑管理电路407存储并且管理在环上顺时针方向布置的包括其自身节点的节点的RPR MAC地址，以及在环上逆时针方向布置的节点的RPR MAC地址。

复用电路403复用从客户机102接收的分组以及从小环0接收的分组(由转发电路401输出的分组)，并且向小环0发送复用的分组。复用电路404复用从客户机102接收的分组以及从小环1接收的分组(由转发电路402输出的分组)，并且向小环1发送复用的分组。

图8为示出根据本发明的第一示例性实施例的冗余节点111的配置例子的框图。冗余节点111包括具有图3中所示的RPR分组传送功能以及RPR分组处理功能的节点105a、105b、分配器103a、103b、选择器104a、104b、电光信号转换器(E/O转换器)108、光电信号转换器(O/E转换器)109、节点故障检测及指示电路(故障检测及指示装置)106以及选择器控制电路107。

在下面第一示例性实施例的描述中，节点105a将描述为活动节点，而节点105b将描述为备份节点。由在激活装置(冗余节点111)时执行的较高级的供给设置过程来作出这样的节点设置。具体地，提供如个人计算机等的信息处理装置(未示出)，该信息处理装置连接到将作出设置的节点。该信息处理装置(在该例子中的个人计算机)为节点作出多种设置。当环形网络系统经历配置变化时，个人计算机基于环形网络系统的配置变化来改变节点设置。

假设节点105a、105b具有相同的功能和能力。其每一个具有单个输入端口和两个输出端口的分配器103a、104b复制已经通过冗余节点111从小环接收并且从光电信号转换器109输出的分组，且将该复制的分组提供(分配)给两个节点105a、105b。复制分组意味着生成与输入的分组相同的分组。

节点故障检测及指示电路106监控节点105a、105b的操作状态，且如果节点遭遇故障时，向节点和选择器控制电路107指示故障的发生。具体地，节点故障检测及指示电路106生成代表故障的发生、已经发生的故障的内容等的故障信息，并且向节点和选择器控制电路107输出所生成的故障信息。当节点故障检测及指示电路106向选择器控制电路107指示故障已经在节点105a或105b上发生时，选择器控制电路107向控制选择器104a、104b输出控制信号以选择适当的输入信号(分组)。其每一个具有两个输入端口、单个输出端口以及单个控制信号输入端口的选择器104a、104b基于所提供的控制信号选择将向输出端口输出的输入信号(分组)。

当故障发生时，支路端口412-1、412-2从客户机102断开冗余节点111。

虽然上面已经描述了冗余节点作为包括如转发电路401、402等的电路，但是冗余节点111可包括被编程以执行与那些电路相同的操作的计算机。

如果冗余节点111包括计算机，那么它可以具有分组传送程序，用于使得计算机能够执行分组分配过程、故障检测和指示过程、输出选择过程以及客户机连接过程。其中分组分配过程用于复制从小环接收的分组并且将所接收的分组和复制分组分配到在冗余节点中所包括的节点；故障检测和指示过程用于检测在冗余节点中所包括的节点的每一个上的故障发生并对节点的每一个指示故障的发生；输出选择过程用于当故障发生在节点中的一个上时，选择从另一个节点输出的分组作为将从冗余节点发送的分组，而当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将从冗余节点发送的分组；客户机连接过程用于在正常状态时将冗余节点连接到客户机，而在故障发生时，从客户机断开冗余节点。

下面将参考附图来描述本发明的第一示例性实施例的操作。图9为本发明的第一示例性实施例的操作序列的流程图。在下列描述中，节点105a用作活动节点而节点105b用作备份节点。然而，节点105b可用作活动节点而节点105a用作备份节点。

不管节点是正常的还是遭遇故障的，分配器103a、103b总是向两个节点105a、105b提供(分配)通过冗余节点111从小环接收的分组(步骤S101)。所以，节点105a、105b的转发电路402总是处于接收分组的状态。如果节点故障检测及指示电路106没有检测到活动节点105a的故障(在步骤S102中为否)，那么节点105a、105b根据IEEE 802.17执行RPR分组处理操作(正常操作)(步骤S103)。

下面将描述当活动节点105a正常时的操作。活动节点105a通过诸如链路聚合的分布式协议固定地连接到客户机102。因此，从小环接收到的分组通过复用电路405、滤波电路(过滤装置)62以及分组转换电路4“传送到客户机102。

如果故障发生在活动节点105a上，那么节点105a的支路端口412-2阻挡了光输出信号，使得客户机102自发地向备份节点105b发送分组以及从备份节点105b接收分组。从活动节点105a的复用电路403、404输出的分组通过选择器104a、104b传送到相邻的节点。在正常操作时，如上所述，活动节点105a根据IEEE 802.17通过由分配器和选择器与其它的RPR节点建立的连接来传送分组。

下面将描述备份节点105b正常时的操作。如上所述，备份节点105b总是通过分配器103a、103b接收与由活动节点105a接收的RPR分组相同的分组。因此，备份节点105b用与活动节点105a相同的方式来操作以接收从小环到支路(客户机102)的分组。

转发电路401、402确定分组是被拷贝还是被丢掉，并且通过复用电路405来得知在地址表412中的地址。根据该操作，备份节点105b的地址表与活动节点105a的地址表拥有相同的入口，使得当备份节点切换到活动节点时，防止由于未得知地址而作出广播。

备份节点105b的滤波电路62阻止向支路(客户机102)的分组传输，从而防止分组冗余地传输到客户机102。转发电路401、402向控制分组处理电路420输出控制分组。控制分组处理电路420基于该控制分组执行处理。具体地，控制分组处理电路420从所有其它的RPR节点接收为控制帧的TP(拓扑及保护)帧，并且将拓扑数据库保存在拓扑管理电路407中。由于所接收的TP帧与活动节点105a接收的TP帧相同，所以所生成的拓扑数据库与活动节点的拓扑数据库相同。

在正常操作中，节点105b的支路端口412-1不接收分组。因此，不存在从支路端口412-1通过分组转换电路411、小环选择电路406以及复用电路403、404向RPR发送的分组。

由复用电路403、404发送的分组包括由转发电路401、402转接的分组和由控制分组处理电路420发送的分组。因此，备份节点105b的复用电路403、404与活动节点105a的复用电路一样，通过节点105b的端口414-1、413-2向选择器104a、104b发送分组。

由于选择器104a、104b已经选择了从活动节点104b的输出端口414-1、413-2输出的分组作为将从冗余节点111发送的分组，所以选择器104a、104b丢掉从备份节点105b输出的分组。如上所述，备份节点105b以与活动节点105a相同的方式来操作，除了备份节点105b不通过支路端口向客户机102发送以及从客户机102接收分组并且不从冗余节点111向其它的RPR节点发送从复用电路403、404输出的分组。

下面将描述当故障发生在活动节点105a上时备份节点105b的操作。在这种情况下，在正常操作中为备份节点的节点105b变为活动节点。如果节点故障检测及指示电路106检测到活动节点105a的故障(在步骤S102中为是)，则节点故障检测及指示电路106使得选择器控制电路107切换选择器104a、104b以传输从备份节点105b输出的分组(步骤S104)。选择器104a、104b选择从已经从备份节点改变成活动节点的备份节点105b输出的分组作为将从冗余节点111传输的分组，并且将该分组传输到其它的RPR节点(步骤S105)。

客户机102检测到光输出信号被节点105a的支路端口412-2阻止，并且开始与节点105b的支路端口412-2通信。当节点105b的滤波电路62检测到已经成为活动节点的节点105b的故障时，滤波电路62取消分组的过滤，并且向支路节点412-2传送从复用电路405传送的分组。换句话说，节点105b向客户机发送分组且从客户机接收分组(步骤S105)。因此节点105b作为活动节点而操作。

为了使冗余节点111的节点105a、105b中由IEEE 802.17定义的拓扑数据库中的序列号达到彼此一致，TTL值被建立使得由活动节点传输的TP帧可穿过小环且可被源冗余分组环节点中的备份节点接收。备份节点接收由活动节点传输的TP帧，并且将TP帧中的序列号反映在备份节点的拓扑数据库的序列号中。

根据本示例性实施例，如上所述，当故障发生在活动节点上时，可避免分组环保护操作、由于分组环保护操作而产生的分组环中的分组的丢失、诸如分组路由的改变而对业务的影响、CPU以及存储资源的消耗以及环形传送带宽的减少。

此外，根据本示例性实施例，由于避免了分组环保护操作且避免了由于地址未被得知而产生的广播传送，所以分组环形网络系统可以稳定且快速地从故障中恢复。稳定且快速恢复的原因是当正常操作时，因为一个节点的拓扑数据库和地址得知表与另一个节点的保持一致，所以即使当故障发生在节点中的一个上时，另一个节点可参考与遭遇故障的节点基本上相同的数据库以及地址表。

(第二示例性实施例)

下面将参考附图来描述本发明的第二示例性实施例。图10为示出根据本发明的第二示例性实施例的分组环形网络系统的配置例子的图示。

在第二示例性实施例中，节点105a、105b的每一个包括用于将电信号转换为光信号的O/E转换器109和将光信号转换为电信号的E/O转换器108。

O/E转换器109从小环接收光信号分组，将该光信号分组转换为电信号分组，并且向转发电路402输出该电信号分组。E/O转换器108将从复用电路404输出的电信号分组转换为光信号分组，并且将该光信号分组传输到小环。

冗余节点111包括光解复用器203a、203b，用于向节点105a、105b分配从小环接收的光信号。冗余节点111还包括光复用器204a、104b，用于复用从节点105a、105b的E/O转换器108发送的光信号。只有当节点作为活动节点操作时，各个节点的E/O转换器传输光信号，而当节点作为备份节点操作时，各个节点的E/O转换器不传输光信号。因此，冗余节点111仅仅向小环传输由活动节点传输的光信号。

在冗余节点111中，冗余节点111的节点中的一个向小环中的一个传输TP帧，且除了其自身节点外的所有节点接收所传输的TP帧。冗余节点111的另一个节点向另一个小环传输TP帧，并且除了其自身节点外的所有节点接收所传输的TP帧。

下面将描述上述操作的原因。为了使冗余节点111的两个节点根据IEEE 802.17彼此一致地保持其拓扑数据库，对于各个从其接收TP帧的小环，节点的每一个用拓扑数据库(拓扑管理电路407)来管理由除了其自身节点之外的其它节点传输的TP帧。因此，节点105a、105b的每一个的拓扑管理电路407从小环0和小环1接收由除了自身节点之外的其它节点传输的TP帧，并且对于小环单独地管理存储在各自TP帧中的序列号。

下面将描述本示例性实施例的优点。分别以光解复用器203a、203b和光复用器204a、204b来代替根据第一示例性实施例的用于电信号的分配器103a、103b和选择器104a、104b，并且节点105a、105b包括O/E转换器109和E/O转换器108。因此可以通过诸如光耦合器的结构简单、廉价的器件来实现分配和选择主体信号(分组)的功能。因此，本示例性实施例提供了与第一示例性实施例相同的优点。

(第三示例性实施例)

下面将参考附图来描述本发明的第三示例性实施例。图11为示出根据本发明的第三示例性实施例的分组环形网络系统的配置例子的图示。

在第一示例性实施例和第二示例性实施例中，如图6中所示，节点105a用作活动节点(由实线指示)，而节点105b为备份节点(在图6所示的例子中由虚线指示)。根据第三示例性实施例，如图11中所示，两个节点105a、105b都用作活动节点(由实线指示)。

当分组环形网络系统正常时，节点105a从小环0和小环1接收分组，并且仅仅向小环0发送分组。近似地，节点10ba从小环0和小环1接收分组，并且仅仅向小环1发送分组。节点105a、105b连接到各自的客户机102。

图12为示出根据本发明的第三示例性实施例的包括在冗余节点111中的节点的配置例子的图示。根据第三示例性实施例的配置与第一示例性实施例的区别在于：各个节点包括用于基于由小环选择电路406作出的选择来向其它节点传送分组的加法选择器开关(输出切换装置)430。加法选择器开关430在下面文中将称作加法选择器SW 430。

当分组环形网络系统正常时，节点105a的小环选择电路406选择节点105b的复用电路404作为用于将分组复用到小环1上的复用电路。加法选择器SW 430然后向节点105b传送分组。

当故障发生在节点105b上时，节点105a的小环选择电路406选择其自身节点的复用电路404作为用于将分组复用到小环1上的复用电路。加法选择器SW 430然后向其自身节点的复用电路404输出分组。

图13为示出根据本发明的第三示例性实施例的冗余节点111的配置例子的框图。节点105b的复用电路104将通过节点105a的加法选择器SW 430传送的分组复用到小环1上。

在第三示例性实施例中，当分组环形网络系统正常时，节点105a的复用电路403复用从客户机102接收的分组(通过节点105b的加法选择器SW 430传送的分组和从节点105a的小环选择电路406输出的分组)，和从小环0接收的分组(从转发电路401输出的分组)，并且向小环0传输所复用的分组。

当故障发生在节点105b上时，节点105a的复用电路403复用从客户机102接收的分组(从节点105a的小环选择电路406输出的分组)，和从小环0接收的分组(从转发电路401输出的分组)，并且向小环0传输所复用的分组。当故障发生在节点105b上时，节点105a的复用电路404复用从客户机102接收的分组(从节点105a的加法选择器SW 430输出的分组)，和从小环1接收的分组(从转发电路402输出的分组)，并且向小环1传输所复用的分组。

在第三示例性实施例中，当分组环形网络系统正常时，节点105b的复用电路403复用从客户机102接收的分组(通过节点105a的加法选择器SW 430传送的分组和从节点105b的小环选择电路406输出的分组)，和从小环1接收的分组(从转发电路402输出的分组)，并且向小环1传输所复用的分组。

当故障发生在节点105a上时，节点105b的复用电路403复用从客户机102接收的分组(从节点105b的加法选择器SW430输出的分组)，和从小环0接收的分组(从转发电路401输出的分组)，并且向小环0传输所复用的分组。当故障发生在节点105a上时，节点105b的复用电路404复用从客户机102接收的分组(从节点105b的小环选择电路406输出的分组)，和从小环1接收的分组(从转发电路402输出的分组)，并且向小环1传输所复用的分组。

虽然上面已经描述了冗余节点111作为包括诸如转发电路401、402等的电路，但是冗余节点111可包括被编程以执行与那些电路相同的操作的计算机。

如果冗余节点111包括计算机，那么它可以具有分组传送程序，用于使得计算机能够执行分组分配过程、故障检测和指示过程、输出选择过程、过滤过程、复用过程、输出切换过程以及客户机连接过程。其中分组分配过程用于复制从小环接收的分组并且将所接收的分组和复制分组分配到在冗余节点中所包括的节点；故障检测和指示过程用于检测在冗余节点中所包括的节点的每一个上的故障的发生并对节点指示故障的发生；输出选择过程用于当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，且选择从另一个节点输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，而当故障发生在冗余节点中所包括的节点中的一个上时，选择从无故障的另一个节点输出的分组作为将发送到该节点已经向其发送分组的小环的分组；过滤过程用于许可传输分组的小环向客户机传输所接收的分组，并且阻止不传输分组的小环向客户机传输所接收的分组；复用过程用于复用将传输到小环中的一个的分组，所述小环中的一个被选择作为传输分组的小环，并且复用将要传输到小环中的一个的分组，所述小环中的一个被选择作为用于另一个节点的向其传输分组的小环；输出切换过程用于如果基于从客户机接收到的分组而生成的分组是在输出选择过程中所选择的从其自身的节点输出到小环的分组，则允许其自身的节点执行复用过程，如果基于从客户机接收到的分组而生成的分组是在输出选择过程中所选择的从另一个节点输出到小环的分组，则允许另一个节点执行复用过程，并且如果故障发生在另一个节点上，则允许其自身的节点执行复用过程；客户机连接过程用于在正常状态时将冗余节点连接到客户机，而在故障发生时，从客户机断开该冗余节点。

下面将参考附图来描述本发明的第三示例性实施例的操作。图14为本发明的第三示例性实施例的操作序列的流程图。

不管节点是正常的还是遭遇故障的，分配器103a、103b总是向两个节点105a、105b提供(分配)通过冗余节点111从小环接收的分组(步骤S201)。当在正常状态时(在步骤S202中为否)，以与第一示例性实施例相同的方式来处理由节点105a、105b通过端口413-1、413-2从小环接收的分组。根据第三示例性实施例，两个节点105a、105b作为活动节点操作。

节点105a增加及丢掉向小环0发送以及从小环0接收的分组，而节点105b增加及丢掉向小环1发送以及从小环1接收的分组。分组转换电路411将通过支路端口412-1从客户机102接收的分组转换为RPR分组。

小环选择电路406选择用于将分组复用到小环上的复用电路(步骤S203)。具体地，节点105a的小环选择电路406选择其自身节点的复用电路403作为用于将分组复用到小环0上的复用电路。复用电路403将分组复用到小环0上(步骤S204)。

节点105a的小环选择电路406选择节点105b的复用电路404作为用于将分组复用到小环1上的复用电路。现在通过加法选择器SW 430将分组传送到节点105b。节点105b的复用电路404将所传送的分组复用到小环1上(步骤S204)。因此，当在正常状态时，节点105a的加法选择器SW 430总是通过Add/IF(接口)416-1向另一个节点输出将被复用到小环1上的从小环选择电路406输入的分组。

节点105b的小环选择电路406选择其自身节点的复用电路404作为用于将分组复用到小环1上的复用电路。复用电路404将分组复用到小环1上(步骤S204)。

节点105b的小环选择电路406选择节点105a的复用电路403作为用于将分组复用到小环0上的复用电路。现在通过加法选择器SW 430将分组传送到节点105a。节点105a的复用电路403将所传送的分组复用到小环0上(步骤S204)。因此，当在正常状态时，节点105b的加法选择器SW 430总是通过Add/IF(接口)416-4向另一个节点输出将被复用到小环0上的从小环选择电路406输入的分组。

选择器104a选择从节点105a的端口414-1输出的分组作为将从冗余节点111传输的分组，并且将这些分组传输到小环0。选择器104b选择从节点105b的端口413-2输出的分组作为将从冗余节点111传输的分组，并且将这些分组传输到小环1。

节点105a的滤波电路62向分组转换电路411输出从小环0丢掉的分组，但是并不向分组转换电路411输出从小环1丢掉的分组。节点105b的滤波电路62向分组转换电路411输出从小环1丢掉的分组，但是并不向分组转换电路411输出从小环0丢掉的分组。

通过参考根据IEEE 802.17存储在RPR分组头中的小环ID字段(用于存储从其丢掉分组的小环的小环号码的字段)来实现滤波电路62的此操作。由于滤波电路62的操作，地址表412可得知从小环0和小环1丢掉的RPR分组的地址信息，用以防止向客户机102冗余地传送分组。

如果节点故障检测及指示电路106检测到节点105a的故障(步骤202中为是)，控制选择器104a切换以传输从节点105b输出的分组(步骤S205)。现在选择器104a选择从无故障的节点105b输出的分组作为将从冗余节点111传输的分组，并且向各个小环传输这些分组(步骤S206)。

根据诸如链路聚合的分布式协议，在各个流程中选择性地将活动节点连接到客户机102。如果故障发生在节点105a上，那么节点105a的支路端口412-2阻止光输出信号，使得客户机102自发地向备份节点105b发送分组以及从备份节点105b接收分组。因此，无故障的节点105b向客户机102发送分组以及从客户机102接收分组(步骤S206)。只有节点105b与客户机102通信，且节点105b的加法选择器开关SW选择其自身节点的复用电路43作为用于将分组复用到小环0上的复用电路。复用电路403然后将分组复用到小环0上。

下面将描述第三示例性实施例的优点。两个节点105a、105b均用作活动节点，且针对各个小环，节点的每一个操作以增加或丢掉分组，从而将用于对各个流程选择端口的分布式算法应用到与客户机102的连接，以与客户机102通信。因此，当在正常状态时，两个节点的支路端口可用于与客户机102通信，从而提高了使用资源的效率。

节点105a可包括用于将从小环选择电路406输出的分组输出到其自身节点的复用电路403或者节点105b的复用电路403的加法选择器开关，而节点105b可包括用于将从小环选择电路406输出的分组输出到其自身节点的复用电路404或者节点105a的复用电路404的加法选择器开关。

这种结构允许节点105a和105b的配置彼此相同，从而有效地降低冗余节点111的生产成本。

(第四示例性实施例)

下面将参考附图来描述本发明的第四示例性实施例。图15为示出根据本发明的第四示例性实施例的分组环形网络系统的配置例子的图示。

根据第四示例性实施例，将在第一示例性实施例中说明的节点105a(图8)分成了RPR分组传送单元105c以及RPR分组处理器105e，而将节点105b分成了分组传送单元105d以及RPR分组处理器105f。

RPR分组处理器105e、105f包括选择器(传送单元选择装置)431、432，用于基于当在正常状态时以及当故障发生在节点上时的RPR分组传送单元105c、105d以及RPR分组处理器105e、105f的故障状态来选择适当的复用电路403、404。由于第四示例性实施例的其它配置细节与第一示例性实施例相同，所以它们以相同的附图标记表示且在下面将不再描述。

复用电路405复制从转发电路401、402输出的分组，并且将这些分组传送(分配)到RPR分组处理器105e、105f的复用电路433。RPR分组处理器105e、105f的复用电路433复用通过RPR分组传送单元105c、105d的复用电路405传送的分组，并且向滤波电路62输出所复用的分组。

有必要在滤波电路62中进行滤波设置。具体地，当在正常状态时，RPR分组处理器105e(节点105a)的滤波电路62向分组转换电路411输出从小环0丢掉的分组，但是不向分组转换电路411输出从小环1丢掉的分组。

当在正常状态时，RPR分组处理器105f(节点105b)的滤波电路62向分组转换电路411输出从小环1丢掉的分组，但是不向分组转换电路411输出从小环0丢掉的分组。

通过参考根据IEEE 802.17存储在RPR分组头中的小环ID字段(用于存储从其丢掉分组的小环的小环号码的字段)来实现滤波电路62的此操作。由于滤波电路62的操作，地址表412可得知从小环0和小环1丢掉的RPR分组的地址信息，用以防止向客户机102冗余地传送分组。

虽然上面已经描述了冗余节点111作为包括诸如转发电路401、402等的电路，但是冗余节点111可包括被编程以执行与那些电路相同的操作的计算机。

如果冗余节点111包括计算机，那么它可以具有分组传送程序，用于使得计算机能够执行下列过程：从分组传送单元中的一个向小环中的一个传送分组，以及从另一个分组传送单元向另一个小环传送分组的过程；复制从小环接收的分组并且将所接收的分组和复制分组分配到在冗余节点中所包括的分组传送单元的过程；检测在冗余节点中所包括的分组传送单元和分组处理器的每一个上的故障的发生并对分组传送单元和分组处理器指示故障的发生的过程；当在正常状态时，选择从分组传送单元中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，且选择从另一个分组传送单元的输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，而当故障发生在冗余节点所包括的分组传送单元中的一个上时，选择从无故障的另一个分组传送单元选择输出的分组作为将发送到该分组传送单元已经将分组发送到的小环的分组的过程；向分组传送单元输出从客户机接收的分组，且向客户机传输通过分组传送单元从小环接收的分组的过程；复用从两个分组传送单元接收的分组的过程；基于是否存在故障，许可或阻止向客户机传输从小环接收的分组的过程；在正常状态时，通过链路将冗余节点连接到客户机，而当故障发生时，从客户机断开冗余节点的过程；以及当故障发生在分组传送单元中的一个上时，向另一个分组传送单元输出从客户机接收的分组。

下面将参考附图来描述本发明的第四示例性实施例的操作。图16为本发明的第四示例性实施例的操作序列的流程图。

不管节点是正常的还是遭遇故障的，分配器103a、103b总是向节点105a(RPR分组传送单元105c)和节点105b(RPR分组传送单元105d)提供(分配)通过冗余节点111从小环接收的分组(步骤S301)。

当在正常状态时(在步骤302中为否)，各个RPR分组处理器的选择器431、432选择将向其输出分组的目标使得节点105a的RPR分组传送单元105c的复用电路403将把分组复用到冗余节点111中的小环0上(步骤S303)。复用电路403然后将分组复用到冗余节点111中的小环1上(步骤S304)。

各个RPR分组处理器的选择器431、432选择将向其输出分组的目标使得节点105b的RPR分组传送单元105d的复用电路404将把分组复用到小环1上(步骤S303)。复用电路404然后将分组复用到冗余节点111中的小环1上(步骤S304)。

下面将描述当故障发生在RPR分组传送单元上时的冗余节点的操作。例如，下面将描述当故障发生在节点105a的RPR分组传送单元105c上时的操作。

如果节点故障检测及指示电路106检测到RPR分组传送单元105c的故障(在步骤S302中为是，在步骤305中为是)，那么节点故障检测及指示电路106向RPR分组传送单元105d、RPR分组处理器105e、105f以及选择器控制电路107输出故障信息。

当选择器控制电路107接收到指示故障已经在节点105a的RPR分组传送单元105c上发生的故障信息时，选择器控制电路107控制选择器104a切换以选择从节点105b的端口414-1输出的分组作为将从冗余节点111传输的分组(步骤S306)。

因为节点105a的RPR分组传送单元105c的复用电路404由于故障的发生而不能将分组复用到小环0上，所以选择器432改变分组输出目标并且节点105b的RPR分组传送单元105d的复用电路403、404复用分组。由于节点105b需要丢掉从两个小环接收的分组，所以改变RPR分组处理器105e的滤波电路62的过滤条件以无条件地向支路端口传送分组。

下面将描述当故障发生在RPR分组处理器上，例如，节点105a的RPR分组处理器105e上时的冗余节点的操作。

如果节点故障检测及指示电路106检测到RPR分组处理器105e的故障(在步骤S302中为是，在步骤S305中为否)，那么节点故障检测及指示电路106向RPR分组传送单元105c、105d，RPR分组处理器105f，以及选择器控制电路107输出故障信息。

如果故障发生在节点105a的RPR分组处理器105e上，那么由于节点105a的RPR分组处理器105e和客户机102不可能彼此通信，所以客户机102仅仅连接到能与其通信(发送和接收分组)的节点105b的RPR分组处理器105f。

RPR分组处理器105f的复用电路433复用从两个RPR分组传送单元105c、105d的复用电路405传送的分组，并且将所复用的分组传送到支路端口(客户机102)。由于节点105b需要丢掉从两个小环接收的分组，所以改变RPR分组处理器105f的滤波电路62的过滤条件以无条件地向支路端口传送分组(步骤S307)。

下面将描述本示例性实施例的优点。由于将节点105a、105b的每一个分成了RPR分组传送单元以及RPR分组处理器并且具有冗余配置，所以复用电路403、404对两个RPR分组传送单元105c、105d可具有多个输入端口，且可提供三个或更多的RPR分组处理器。

因此，可以准备其中优化了RPR分组处理器的处理能力以及支路端口带宽的卡菜单(例如，卡类型的电子电路)，允许以所需的最小数量的设备来开始服务且还允许基于带宽的改变来增加或减少支路带宽。以这种方式，必要时可以增加或减少所提供的RPR分组处理器的数目，从而减少设备的成本。

冗余节点111可具有三个或更多的RPR分组处理器，然而它具有两个RPR分组传送单元。图17为示出包括三个RPR分组处理器的冗余节点的配置例子的框图。

根据第三示例性实施例，当故障发生在节点105a、105b中的一个上时，与客户机102的连接容量减少到一半。然而，如果增加RPR分组处理器，提供三个RPR分组处理器，且当在正常状态时，根据分布式算法，将三个RPR分组处理器的支路端口的任何两个固定地指派为端口，那么可利用保护配置来防止当故障发生在任何功能块(RPR分组传送单元105c或105d或者RPR分组处理器105e、105f、105g中的任一个)上时，用于向小环发送分组以及从小环接收分组的客户机102的带宽的减少。

Claims (18)

1.一种分组环形网络系统，其包括用于发送和接收分组的节点，所述节点分别连接到两个小环，用于由其沿彼此相反的方向传送分组，所述分组环形网络系统包括：

冗余节点，其包括具有相同的地址的两个节点；以及

客户机，其连接到在所述冗余节点中包括的两个节点；

所述冗余节点包括：

分组分配装置，其用于复制从所述小环接收的分组，并且将所接收的分组和复制分组分配到在所述冗余节点中包括的节点；

故障检测及指示装置，其用于检测在所述冗余节点中包括的节点的每一个上的故障的发生，并对节点的每一个指示故障的发生；以及

输出选择装置，其用于当故障发生在节点中的一个上时，选择从另一个节点输出的分组作为将从所述冗余节点输出的分组，而当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将从冗余节点输出的分组；

在所述冗余节点中包括的节点的每一个包括：

客户机连接装置，其用于在正常状态时通过链路将冗余节点连接到所述客户机，而在故障发生时，从客户机断开冗余节点。

2.根据权利要求1所述的分组环形网络系统，其中，在所述冗余节点中包括的节点的每一个包括过滤装置，当作为所述冗余节点中包括的节点中的一个的任一活动节点不存在故障时，所述过滤装置用于许可从小环接收到的分组传输到客户机，并且当作为所述冗余节点中包括的节点中的一个的活动节点存在故障时，所述过滤装置用于阻止从小环接收到的分组传输到客户机；并且

其中，当在正常状态时，所述输出选择装置选择从所述活动节点输出的分组作为将从所述冗余节点发送的分组，而当故障发生在所述活动节点上时，所述输出选择装置选择从备份节点，即另一个节点，输出的分组作为将从所述冗余节点发送的分组。

3.一种分组环形网络系统，其包括用于发送和接收分组的节点，所述节点分别连接到两个小环，用于由其沿彼此相反的方向传送分组，所述分组环形网络系统包括：

冗余节点，其包括具有相同的地址的两个节点；以及

客户机，其连接到在所述冗余节点中包括的两个节点；

其中，在正常状态时，在所述冗余节点中包括的节点中的一个向小环中的一个发送作为从所述冗余节点输出的分组；且在所述冗余节点中包括的另一个节点向另一个小环发送作为从所述冗余节点输出的分组；

所述冗余节点包括：

分组分配装置，其用于复制从小环接收的分组，并且将所接收的分组和复制分组分配到在冗余节点中包括的节点；

故障检测和指示装置，其用于检测在所述冗余节点中包括的节点的每一个上的故障的发生，并对节点的每一个指示故障的发生；以及

输出选择装置，其用于当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，且选择从另一个节点输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，而当故障发生在冗余节点中包括的节点中的一个上时，选择从无故障的另一个节点输出的分组作为将发送到节点已经向其发送分组的小环的分组；

所述冗余节点中包括的节点的每一个包括：

过滤装置，其用于许可传输分组的小环向所述客户机传输所接收的分组，并且阻止不传输分组的小环向所述客户机传输所接收的分组；

小环选择装置，其用于选择用于由其发送分组的小环；

复用装置，其用于复用将传输到小环中的由所述小环选择装置选择的一个小环的分组，并且复用将传送到小环中的由设置在另一个节点中的小环选择装置选择的所述一个小环的分组；

输出切换装置，其用于：如果基于从所述客户机接收到的分组而生成的分组是由所述输出选择装置所选择的从其自身的节点向小环输出的分组，则向其自身节点的复用装置输出分组；如果基于从所述客户机接收到的分组而生成的分组是由所述输出选择装置所选择的从另一个节点向小环输出的分组，则向另一个节点的复用装置输出分组；并且如果故障发生在另一个节点上，则向其自身节点的复用装置输出分组；以及

客户机连接装置，其用于在正常状态时通过链路将冗余节点连接到所述客户机，而在故障发生时，从所述客户机断开冗余节点。

4.根据权利要求3所述的分组环形网络系统，其中，当故障发生在客户机和所述冗余节点中包括的两个节点之间的链路中的一个上时，所述客户机将分组发送到通过无故障的链路与其连接的节点；而

当故障发生在另一个节点和所述客户机之间的链路上时，所述过滤装置许可从所述小环中的任一个接收到的分组被发送到所述客户机。

5.一种分组环形网络系统，其包括用于发送和接收分组的节点，所述节点分别连接到两个小环，用于由其沿彼此相反的方向传送分组，所述分组环形网络系统包括：

冗余节点，其包括：具有相同地址的两个分组传送单元，用于向小环发送分组和从小环接收分组；和多个分组处理器，用于向所述分组传送单元输出从客户机接收到的分组并且向所述客户机发送通过所述分组传送单元从小环接收到的分组，其中，所述分组传送单元中的一个向所述小环中的一个发送分组，而另一个分组传送单元向另一个小环发送分组；以及

所述客户机，其通过链路连接到在所述冗余节点中包括的所述分组处理器；

所述冗余节点包括：

分组分配装置，其用于复制从小环接收的分组，并且将所接收的分组和复制分组分配到在所述冗余节点中包括的分组传送单元；

故障检测及指示装置，其用于检测在所述冗余节点中包括的分组传送单元和分组处理器的每一个上的故障的发生，并对分组传送单元和分组处理器的每一个指示故障的发生；以及

输出选择装置，其用于当在正常状态时，选择从分组传送单元中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，且选择从另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，而当故障发生在冗余节点中包括的分组传送单元中的一个上时，选择从无故障的另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到分组传送单元已经向其发送分组的小环的分组；

所述分组处理器的每一个包括：

传送单元选择装置，其用于当故障发生在分组传送单元中的一个上时，向另一个分组传送单元输出从所述客户机接收到的分组；

复用装置，其用于复用从两个分组传送单元接收的分组；

过滤装置，当作为所述冗余节点中包括的节点中的一个的任一活动节点不存在故障时，所述过滤装置用于许可从小环接收到的分组传输到客户机，并且当作为所述冗余节点中包括的节点中的一个的活动节点存在故障时，所述过滤装置用于阻止从小环接收到的分组传输到客户机；

客户机连接装置，其用于在正常状态时通过链路将冗余节点连接到所述客户机，而在故障发生时，从所述客户机断开冗余节点。

6.根据权利要求5所述的分组环形网络系统，其中，分组传送单元复制将输出到分组处理器的分组，由此能够向在冗余节点中包括的所有分组处理器分配分组，并且向所有分组处理器分配所复制的分组；以及

当在正常状态时，只有包括在分组处理器中的一个中的过滤装置许可从小环中的一个接收到的分组被发送到所述客户机，并且只有包括在分组处理器中的另一个中的过滤装置许可从另一个小环接收到的分组被发送到所述客户机，而当故障发生在包括许可从所述一个或另一个小环接收到的分组被发送到所述客户机的过滤装置的分组处理器上时，仍只有包括在分组处理器中的另一个中的过滤装置许可从所述一个或另一个小环接收到的分组被发送到所述客户机。

7.一种在分组环形网络系统中传送分组的分组传送方法，所述分组环形网络系统包括用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环、用于发送和接收分组的节点、连接到所述小环且包括具有相同地址的两个节点的冗余节点以及连接到在所述冗余节点中包括的节点的客户机，其中：

所述冗余节点：

复制从小环接收的分组并且将所接收的分组和复制分组分配到在冗余节点中包括的节点；

当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将从所述冗余节点输出的分组；

当在正常状态时，通过链路将冗余节点连接到所述客户机；

当检测到故障发生在所述冗余节点中包括的节点的任一个上时，向节点的每一个指示所述故障的发生；

当故障发生在节点中的一个上时，选择从另一个节点输出的分组作为将从所述冗余节点发送的分组；以及

当故障发生时，从客户机断开冗余节点。

8.根据权利要求7所述的分组传送方法，其中，当作为所述冗余节点中包括的节点中的一个的任一活动节点不存在故障时，在所述冗余节点中包括的节点的每一个许可从小环接收到的分组传输到客户机，并且当作为所述冗余节点中包括的节点中的一个的活动节点存在故障时，在所述冗余节点中包括的节点的每一个阻止从小环接收到的分组传输到客户机；且

当在正常状态时，节点的每一个选择从所述活动节点输出的分组作为将从所述冗余节点发送的分组，而当故障发生在所述活动节点上时，节点的每一个选择从备份节点，即另一个节点，输出的分组作为将从所述冗余节点发送的分组。

9.一种在分组环形网络系统中传送分组的分组传送方法，所述分组环形网络系统包括用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环、用于发送和接收分组的节点、连接到所述小环且包括具有相同地址的两个节点的冗余节点，以及连接到在所述冗余节点中包括的节点的客户机，其中：

在所述冗余节点中包括的节点中的一个向小环中的一个发送作为从所述冗余节点中输出的分组；

在所述冗余节点中包括的另一个节点向另一个小环发送作为从所述冗余节点中输出的分组；

所述冗余节点：

复制从小环接收的分组并且将所接收的分组和复制分组分配到在冗余节点中包括的节点；

当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组且选择从另一个节点输出的分组作为将发送到另一个小环的分组；

检测在所述冗余节点中包括的节点的每一个上的故障的发生并对节点的每一个指示故障的发生；且

当故障发生在冗余节点中包括的节点中的一个上时，选择从无故障的另一个节点输出的分组作为将发送到节点已经向其发送分组的小环的分组；以及

在所述冗余节点中包括的节点的每一个：

复用将传输到小环中的被选择为用于由其传输分组的一个小环的分组，并且复用将传输到小环中的由另一节点选择的所述一个小环的分组；

许可传输分组的小环向所述客户机传输所接收的分组，而阻止不传输分组的小环向所述客户机传输所接收的分组；

当在正常状态时，通过链路将冗余节点连接到所述客户机，而当故障发生时，从所述客户机断开冗余节点；

如果基于从所述客户机接收到的分组而生成的分组是所选择的从其自身的节点向小环输出的分组，则在其自身的节点上复用分组，而如果基于从所述客户机接收到的分组而生成的分组是所选择的从另一个节点向小环输出的分组，则在另一个节点上复用分组；并且

如果故障发生在另一个节点上，则在其自身的节点上复用分组。

10.根据权利要求9所述的分组传送方法，其中，当故障发生在客户机和所述冗余节点中包括的两个节点之间的链路中的一个上时，所述客户机将分组发送到通过无故障的链路与其连接的节点；而

当故障发生在另一个节点和所述客户机之间的链路上时，节点的每一个许可从所述小环中的任一个接收到的分组被发送到所述客户机。

11.一种在分组环形网络系统中传送分组的分组传送方法，所述分组环形网络系统包括用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环、包括用于向小环发送分组和从小环接收分组的具有相同地址的两个分组传送单元及用于向客户机发送分组和从客户机接收分组的多个分组处理器的冗余节点、以及通过链路连接到在所述冗余节点中包括的所述分组处理器的客户机，其中：

所述分组传送单元中的一个向所述小环中的一个发送分组，而另一分组传送单元向另一小环发送分组；

所述冗余节点：

复制从小环接收的分组并且将所接收的分组和复制分组分配到在所述冗余节点中包括的分组传送单元；

当在正常状态时，选择从分组传送单元中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，而选择从另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到另一个小环的分组；

检测在所述冗余节点中包括的分组传送单元和分组处理器的每一个上的故障的发生，并对分组传送单元和分组处理器的每一个指示故障的发生；

当故障发生在冗余节点中包括的分组传送单元中的任一个上时，选择从无故障的另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到分组传送单元已经向其发送分组的小环的分组；

所述分组处理器的每一个：

当在正常状态时，通过链路将冗余节点连接到所述客户机；

复用从两个分组传送单元接收到的分组；

向所述分组传送单元输出从所述客户机接收到的分组，且向所述客户机发送通过所述分组传送单元从小环接收到的分组；

当作为所述冗余节点中包括的节点中的一个的任一活动节点不存在故障时，许可从小环接收到的分组传输到客户机，并且当作为所述冗余节点中包括的节点中的一个的活动节点存在故障时，阻止从小环接收到的分组传输到客户机；

当故障发生时，从所述客户机断开冗余节点；而

当故障发生在分组传送单元中的一个上时，向另一个分组传送单元输出从所述客户机接收到的分组；且

所述客户机：

基于通过其发送和接收分组的小环，来向所述分组处理器发送分组和从所述分组处理器接收分组。

12.根据权利要求11所述的分组传送方法，其中，分组传送单元复制将输出到分组处理器的分组，由此能够向在冗余节点中包括的所有分组处理器分配分组，并且向所有分组处理器分配所复制的分组；以及

当在正常状态时，只有分组处理器中的一个许可从小环中的一个接收到的分组被发送到所述客户机，而只有分组处理器中的另一个许可从另一个小环接收到的分组被发送到所述客户机，而当故障发生在许可从所述一个或另一个小环接收到的分组被发送到所述客户机的分组处理器上时，仍只有分组处理器中的另一个许可从所述一个或另一个小环接收到的分组被发送到所述客户机。

13.一种冗余节点，其连接到用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环和用于发送和接收分组的客户机，所述冗余节点包括用于发送和接收分组的具有相同地址的两个节点，其中：

所述冗余节点包括：

分组分配装置，其用于复制从小环接收的分组并且将所接收的分组和复制分组分配到在冗余节点中包括的节点；

故障检测及指示装置，其用于检测在冗余节点中包括的节点的每一个上的故障的发生，并对节点的每一个指示故障的发生；

输出选择装置，其用于当故障发生在节点中的一个上时，选择从另一个节点输出的分组作为将从所述冗余节点发送的分组，而当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将从冗余节点发送的分组；

在所述冗余节点中包括的节点的每一个包括：

客户机连接装置，其用于当在正常状态时将冗余节点连接到所述客户机，而当故障发生时，从客户机断开冗余节点。

14.根据权利要求13所述的冗余节点，其中，在所述冗余节点中包括的节点的每一个包括过滤装置，所述过滤装置用于基于在作为节点中的一个的活动节点上是否存在故障，来许可或阻止从小环接收到的分组向客户机传输；以及

其中，当在正常状态时，所述输出选择装置选择从所述活动节点输出的分组作为将从所述冗余节点发送的分组，而当故障发生在所述活动节点上时，所述输出选择装置选择从备份节点，即另一个节点，输出的分组作为将从所述冗余节点发送的分组。

15.一种冗余节点，其连接到用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环和用于发送和接收分组的客户机，所述冗余节点包括用于发送和接收分组的具有相同地址的两个节点，其中：

在所述冗余节点中包括的节点中的一个向小环中的一个发送作为从所述冗余节点中输出的分组；而

在所述冗余节点中包括的另一个节点向另一个小环发送作为从所述冗余节点中输出的分组；

所述冗余节点包括：

分组分配装置，其用于复制从小环接收的分组并且将所接收的分组和复制分组分配到在冗余节点中包括的节点；

故障检测及指示装置，其用于检测在冗余节点中包括的节点的每一个上的故障的发生，并对节点的每一个指示故障的发生；以及

输出选择装置，其用于当在正常状态时，选择从节点中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，且选择从另一个节点输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，而当故障发生在冗余节点中包括的节点中的一个上时，选择从无故障的另一个节点输出的分组作为将发送到节点已经向其发送分组的小环的分组；

在所述冗余节点中包括的节点的每一个包括：

过滤装置，其用于许可传输分组的小环向所述客户机传输所接收的分组，而阻止不传输分组的小环向所述客户机传输所接收的分组；

小环选择装置，其用于选择用于由其发送分组的小环；

复用装置，其用于复用将传输到小环中的由所述小环选择装置选择的一个小环的分组，且复用将传输到小环中的由设置在另一个节点中的小环选择装置选择的所述一个小环的分组；

输出切换装置，其用于如果基于从所述客户机接收到的分组而生成的分组是由所述输出选择装置所选择的从其自身的节点向小环输出的分组，则向其自身节点的复用装置输出分组，如果基于从所述客户机接收到的分组而生成的分组是由所述输出选择装置所选择的从另一个节点向小环输出的分组，则向另一个节点的复用装置输出分组，并且如果故障发生在另一个节点上，则向其自身节点的复用装置输出分组；以及

客户机连接装置，其用于当在正常状态时通过链路将冗余节点连接到所述客户机，而当故障发生时，从所述客户机断开冗余节点。

16.根据权利要求15所述的冗余节点，其中当故障发生在另一个节点和所述客户机之间的链路上时，所述过滤装置许可从所述小环中的任一个接收到的分组被发送到所述客户机。

17.一种冗余节点，其连接到用于沿彼此相反的方向由其传送分组的两个小环和用于发送和接收分组的客户机，用于向连接到所述小环和所述客户机的节点发送分组以及从连接到所述小环和所述客户机的节点接收分组，所述冗余节点包括：

两个分组传送单元，其具有相同地址，用于向小环发送分组和从小环接收分组；

多个分组处理器，其向所述分组传送单元输出从客户机接收到的分组并且向所述客户机发送通过所述分组传送单元从小环接收到的分组；

分组分配装置，其用于复制从小环接收的分组并且将所接收的分组和复制分组分配到在所述冗余节点中包括的分组传送单元；

故障检测及指示装置，其用于检测在所述冗余节点中包括的分组传送单元和分组处理器的每一个上的故障的发生，并对分组传送单元和分组处理器的每一个指示故障的发生；以及

输出选择装置，其用于当在正常状态时，选择从分组传送单元中的一个输出的分组作为将发送到小环中的一个的分组，且选择从另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到另一个小环的分组，而当故障发生在冗余节点中包括的分组传送单元中的一个上时，选择从无故障的另一个分组传送单元输出的分组作为将发送到分组传送单元已经向其发送分组的小环的分组；

所述分组处理器的每一个包括：

复用装置，其用于复用从两个分组传送单元接收的分组；

传送单元选择装置，其用于当故障发生在分组传送单元中的一个上时，向另一个分组传送单元输出从所述客户机接收到的分组；

过滤装置，当作为所述冗余节点中包括的节点中的一个的任一活动节点不存在故障时，所述过滤装置用于许可从小环接收到的分组传输到客户机，并且当作为所述冗余节点中包括的节点中的一个的活动节点存在故障时，所述过滤装置用于阻止从小环接收到的分组传输到客户机；以及

客户机连接装置，其用于当在正常状态时通过链路将冗余节点连接到所述客户机，而当故障发生时，从所述客户机断开冗余节点；

其中，所述分组传送单元中的一个向小环中的一个发送分组，而另一个分组传送单元向另一个小环发送分组。

18.根据权利要求17所述的冗余节点，其中，分组传送单元复制将输出到分组处理器的分组，由此能够向在冗余节点中包括的所有分组处理器分配分组，并且向所有分组处理器分配所复制的分组；且

当在正常状态时，只有分组处理器中的一个中所包括的过滤装置许可从小环中的一个接收到的分组被发送到所述客户机，并且只有在分组处理器的另一个中所包括的过滤装置许可从另一个小环接收到的分组被发送到所述客户机，而当故障发生在包括许可从所述一个或另一个小环接收到的分组被发送到所述客户机的过滤装置的分组处理器上时，仍只有在分组处理器中的另一个中包括的过滤装置许可从所述一个或另一个小环接收到的分组被发送到所述客户机。

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