CN101425953A - 一种以太环网的地址更新方法和网络节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以太环网的地址更新方法，包括：为以太环网的环上节点配置两级转发表；当以太环网的拓扑发生变化时，如果环上节点与拓扑变化点相连接，则环上节点生成携带地址更新信息的报文，发送给自身的相邻环上节点；同时接收自身的环上相邻节点发送的报文；如果环上节点与拓扑变化点不相连，则环上节点接收自身的环上相邻节点发送的携带地址更新信息的报文，并将报文转发出去；依据环上节点的介质访问控制MAC地址和拓扑变化点，对以太环网上的所有节点进行区域的划分；依据携带地址更新信息的报文和区域的划分对环上节点的两级转发表中的二级转发表的地址转发条目更新；本发明还公开了一种网络节点，可以消除以太环网上的数据广播风暴。

Description

一种以太环网的地址更新方法和网络节点

技术领域

本发明涉及以太网环保护技术领域，特别是指一种以太网环的地址更新方法和网络节点。

背景技术

在以太网的实际应用中，通过广泛采用各种以太网环保护技术，以实现主用路径和备用路径之间的冗余数据备份。当主用路径和备用路径都完好时，阻塞备用路径的保护数据转发功能，使网络之间的保护数据在主用路径上传输；当主用路径发生故障时，打开备用路径的保护数据转发功能，网络之间的保护数据切换到备用路径上传输，这样可以防止在正常的网络状态下保护数据被重复接收和形成广播风暴。在网络的主用路径出现故障时启用备用路径来传输保护数据，可以提高以太网的抗故障能力，并且切换时的收敛时间需要小于50ms，以达到网络之间保护数据传输的高实时性要求。

图1所示为以太多环网的拓扑图，节点A至F都为具有以太网交换功能的节点，网络M和节点B直接相连接，网络N和节点D直接相连接。网络M和网络N之间进行通信，网络M和网络N之间有2条物理路径，即：网络N<—>节点D<—>节点C<—>节点B<—>网络M，网络N<—>节点D<—>节点E<—>节点F<—>节点A<—>节点B<—>网络M。

在应用以太网环保护技术时，定义了环保护链路和控制节点，即：在以太环网无故障的情况下，环上对数据报文进行阻塞，防止环路形成的链路为环保护链路，通过对这段环保护链路的操作，可以进行环网的主用路径和备用路径的切换。与环保护链路相连的节点，称为控制节点或者主节点，在以太环网上可以选择某一个具有以太网交换功能的节点为控制节点。如图2所示为以太多环网中链路完好时的通信路径拓扑图，环网包含的节点有A、B、C、D、E和F，包含的链路有<A，B>、<B，C>、<C，D>、<D，E>、<E，F>和<F，A>链路。以节点A为控制节点，与节点A的a2端口的直连链路<F，A>为环保护链路。当环上链路完好时，控制节点A阻塞与环保护链路<F，A>相连端口a2的数据报文转发功能，网络中无环路产生，防止了由于网络环路引起的“广播风暴”，此时网络M和N的通信路径为：网络M<—>节点B<—>节点C<—>节点D<—>网络N。

当链路发生故障时，控制节点放开与环保护链路相连端口的数据报文转发功能，从而保障了业务的连通。如图3所示为以太多环网中链路故障时的通信路径拓扑图，假设环上的<B，C>链路发生了故障，那么控制节点A开放了端口a2的数据报文转发功能，则此时网络M和N的通信路径为：网络M<—>节点B<—>节点A<—>节点F<—>节点E<—>节点D<—>网络N。

在以太环网中，每个环网上的节点连接着大量的子网，维护着一个庞大的地址转发表，在环网上转发一个报文需要花费较多的查表时间。图2中，环上的链路<A，F>是环保护链路，节点A是控制节点，假设环上各个以太网交换节点连接了10000个子网，那么每个交换节点将维护一个庞大的地址转发表，每个转发表包含的转发条目最大可以达到5×1010个。当网络拓扑发生变化时，如链路发生故障引起的链路倒换，环上的各个节点将会刷新地址转发表，各个节点的地址转发表的全部刷新不仅加重了各个节点的地址学习任务，而且大大增加了以太环网上广播风暴的规模，对网络性能带来了极大的危害。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种以太环网的地址更新方法和网络节点，能够消除以太环网上的数据广播风暴。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种以太环网的地址更新方法，该方法包括：

为以太环网上的环上节点配置两级转发表，所述两级转发表由一级转发表和二级转发表组成，所述二级转发表的地址转发条目包括：目的站和端口；

当以太环网的拓扑发生变化时，判断环上节点是否与拓扑变化点相连接；

如果环上节点与拓扑变化点相连接，则所述环上节点生成携带地址更新信息的报文，发送给自身的相邻环上节点；同时接收自身的环上相邻节点发送的携带地址更新信息的报文；

如果环上节点不与拓扑变化点相连接，则所述环上节点接收自身的环上相邻节点发送的携带地址更新信息的报文，并将报文再转发出去；

依据所述环上节点的介质访问控制MAC地址和所述拓扑变化点，对所述以太环网上的所有节点进行区域的划分；

依据所述携带地址更新信息的报文和所述区域的划分对所述环上节点的两级转发表中的二级转发表的地址转发条目更新。

所述一级转发表的地址转发条目包括：目的、目的站和端口。

所述与拓扑变化点连接的所述环上节点将携带地址更新信息的报文发送给与其相邻的环上节点，具体为：

所述与拓扑变化点连接的环上节点将所述报文发送给其不与拓扑变化点连接的环上端口，并将所述报文转发给与所述环上端口连接的环上节点。

所述携带地址更新信息的报文中含有所述以太环网为其配置的环介质访问控制MAC头，所述环MAC头包含：环上源节点MAC地址和环上目的节点MAC地址。

所述环上节点接收到其自身的环上相邻节点发送的携带地址更新信息的报文后，该方法还包括：所述环上节点从所述接收的报文中提取环上源节点MAC地址。

所述对以太环网上的所有节点进行区域的划分时，依据的节点的MAC地址为：所述环上节点自身的MAC地址和所述报文中环上源节点MAC地址中的至少一种，以及所述环保护链路两端节点的MAC地址。

所述更新二级转发表中的地址转发条目之前，该方法还包括：为所述环上节点的MAC地址排序。

依据所述携带地址更新信息的报文和所述区域的划分对所述环上节点的两级转发表中的二级转发表的地址转发条目更新，具体为：

依据所述环上节点的MAC地址的排序，判断当前环上节点是否属于当前区域，并得到判断结果；

当前环上节点属于当前区域时，当前区域中节点的二级转发表中关于所述当前节点的地址转发条目不更新；

当前环上节点不属于当前区域时，判断当前区域与当前环上节点所属的区域是否连通，并得到判断结果；

当前区域与当前环上节点所属的区域不连通时，当前区域中的节点将其二级转发表中关于当前环上节点的所有地址转发条目删除；

当前区域与当前环上节点所属的区域连通时，将当前区域中节点的二级转发表中关于当前环上节点的地址转发条目中的端口项进行更新。

本发明还提供了一种网络节点，包括：

转发表配置模块，用于为以太环网上的环上节点配置两级转发表；

检测模块，用于检测以太环网的拓扑是否发生变化，并得到检测结果；

判断模块，用于依据所述检测结果，当以太环网的拓扑发生变化时，判断环上节点是否与拓扑变化点相连接，并得到判断结果；

数据报文模块，用于依据所述判断模块的判断结果，所述与拓扑变化点相连接的环上节点生成携带地址更新信息的报文，发送给自身的相邻环上节点，同时接收自身的环上相邻节点发送的携带地址更新信息的报文；所述与拓扑变化点不相连接的环上节点接收自身的环上相邻节点发送的携带地址更新信息的报文，并将报文再转发出去；

区域划分模块，用于依据所述环上节点的MAC地址和所述拓扑变化点，对所述以太环网上的所有节点进行区域的划分；

地址更新模块，用于依据所述携带地址更新信息的报文和所述区域的划分对所述环上节点的两级转发表中的二级转发表的地址转发条目更新。

所述数据报文模块还用于从所述接收的报文中提取环上源节点MAC地址。

网络节点还包括：

排序模块，用于为所述以太环网上的环上节点的MAC地址排序；

数据存储模块，用于存储所述环上节点自身的MAC地址、所述环保护链路两端节点的MAC地址、所述数据报文模块的报文中环上源节点MAC地址和所述拓扑变化点的信息。

所述地址更新模块包括：

第一判断子模块，用于依据所述区域的划分和所述环上节点MAC地址的排序，判断当前环上节点是否属于当前区域，并得到判断结果；

第一更新子模块，用于依据第一判断子模块的判断结果，在当前环上节点属于当前区域时，对当前区域中节点的二级转发表中关于所述当前节点的地址转发条目不更新；

第二判断子模块，用于依据第一判断子模块的判断结果，在当前环上节点不属于当前区域时，判断当前区域与当前环上节点所属的区域是否连通，并得到判断结果；

第二更新子模块，用于依据所述第二判断子模块的判断结果，在当前区域与当前环上节点所属的区域不连通时，将当前区域中的节点将其二级转发表中关于当前环上节点的所有地址转发条目删除；

第三更新子模块，用于依据所述第二判断子模块的判断结果，在当前区域与当前环上节点所属的区域连通时，将当前区域中节点的二级转发表中关于当前环上节点的地址转发条目中的端口项进行更新。

本发明以太环网的地址更新方法，为环上节点配置了一种两级转发表，该转发表包含一级转发表和二级转发表，当以太环网的拓扑发生变化需要更新环上节点的转发表时，对一级转发表不更新，只更新二级转发表，依据环上节点所在的区域对节点的二级转发表中的地址转发条目进行更新；此时，数据报文在环网上进行转发时，依据一级转发表和更新后的二级转发表中详细的地址转发条目进行转发，就可以到达目的节点，从而不需要以广播的形式将该数据包发送给环网上的所有节点，如此就消除了以太环网上的数据广播风暴给网络带来的影响，大大提高了网络的性能。

附图说明

图1为现有技术以太多环网的拓扑图；

图2为现有技术以太多环网中链路完好时的通信路径拓扑图；

图3为现有技术以太多环网中链路故障时的通信路径拓扑图；

图4为本发明一种以太环网的地址更新方法的流程图示意图；

图5为本发明实施例一的以太多环网组网示意图；

图6为本发明实施例二的以太多环网组网示意图；

图7为本发明实施例三的以太多环网组网示意图；

图8为本发明一种网络节点的结构关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

本发明以太环网的地址刷新方法中，以太环网的每个环上节点维护一种两级转发表，包含一个一级转发表和一个二级转发表，当以太环网由于拓扑发生变化需要刷新地址时，环上节点不刷新一级转发表，只刷新二级转发表，从而大大减轻了以太环网上广播风暴造成的危害。

本发明中，当数据报文在环网上转发时，为该数据报文封装一个环介质访问控制(MAC，Media Access Control)头，当数据报文由环网外进入环网上转发时称为上环，当数据报文从环网上出来到环网外传输时称为下环。环MAC头中包含两个地址信息：一个是该数据报文上环处的环上节点的MAC地址，称为环上源节点MAC地址；一个是该数据报文下环处的环上节点的MAC地址，称为环上目的节点MAC地址。

需要指出的是，一个在网络中传输的数据报文中本身也包含一个MAC头，该MAC头中包含的信息有：该数据报文的源MAC地址和目的MAC地址。如图2所示，当环网中链路完好时，假设一个数据报文从网络M传输到网络N，则传输路径为网络M<—>节点B<—>节点C<—>节点D<—>网络N，可知该数据报文上环处的环上节点为节点B，下环处的环上节点为节点D。假设该数据报文的源MAC地址为：M0，目的MAC地址为：N0，则该数据报文在环上转发时的数据结构如表1所示：

 

环上源节点MAC地址：B
	环上目的节点MAC地址：D
源MAC地址：M0
	目的MAC地址：N0
控制域
	负荷

表1

当该数据报文在环外传输时，去掉在环上转发时封装的环MAC头，此时数据报文的数据结构如表2所示：

 

源MAC地址：M0
	目的MAC地址：N0
控制域
	负荷

表2

下面将通过具体的实施例来说明本发明太环网的地址刷新方法的具体流程。

图4所示为本发明以太环网的地址更新方法的流程示意图，如图4所示，该方法包括一下步骤，

步骤101，为以太环网上的各个节点配置两级转发表。

在本发明的以太环网的地址刷新方法中，为以太环网上的各个节点配置了一种两级转发表，该两级转发表包含一个一级转发表和一个二级转发表。一级转发表中包含的地址转发条目有：目的、目的站和端口，其中，“目的”表示数据报文的目的MAC地址；“目的站”表示数据报文在该环网上转发时下环处的环上节点MAC地址；“端口”表示在下环节点的输出端口或者数据报文本地交换的输出端口，其中，本地交换是指数据报文不进入环网但是需要经过环上的节点，并从该节点的一个端口输出，该端口就是数据报文本地交换的输出端口。如图3所示，当一个数据报文需要从网络N传输到网络X时，需要经过端口d3输入节点D进行本地交换，由d4端口输出给网络X，则对于该数据报文而言，端口d4就是数据报文在节点D的本地交换输出端口。一级转发表的功能是查找数据报文在环上的目的节点的MAC地址，并支持报文的下环操作和本地交换。

二级转发表包含的地址转发条目有：目的站和端口，其中“目的站”表示数据报文下环处的环上节点的MAC地址，“端口”表示数据报文在下环出的环上节点的输出端口。二级转发表的功能是查找数据报文在环上节点的环上出端口。

如图5所示为本发明实施例一的以太多环网组网示意图，假设图中环网的环上节点D的一级转发表和二级转发表如表3：

表3

其中A0、A1为与节点A相连的子网，B0为与节点B相连的子网，D0、D2为与节点D相连的子网，E0为与节点E相连的子网，F1为与节点F相连的子网，“—”表示该端口未知。

结合图5和表3可知，节点D的一级转发表中的

 

A0

A

-

表示该数据报文在环网上转发经过节点D，从节点A下环，从节点A的某个端口输出给子网A0，其中“目的：A0”可以从数据报文的MAC头中得知；“目的站：A”可以从数据报文的环MAC头中得知；对于节点D而言，节点A的哪个端口与子网A0相连是未知的，但是节点A的转发表中存储了端口与子网A0的连接关系，当数据报文转发到节点A时，节点A依据自身的转发表将数据报文从相应的端口输出给子网A0。

节点D的一级转发表中的

 

D0

D

d3

表示数据报文在环网上转发后，通过节点D下环，从端口d3输出给子网D0；也可以表示数据报文没有上环，经过节点D进行报文的本地交换，通过端口d3输出给子网D0。其中，当环上节点接收到一个数据报文后，先对该数据报文自带的MAC头进行分析，依据该节点自身的转发表对该数据报文进行转发，如果该环上节点经过分析发现该数据报文的目的网络与自身是直接相连的，则直接将该数据报文转发给目的网络，不需要给该数据报文配置环MAC头，说明该数据报文没有上环，该节点只对该数据报文进行了本地交换的操作。

节点D的二级转发表中的

 

E

d1

表示该数据报文在环上转发经过节点D，从端口d1输出给节点E，并从节点E下环。需要指出的是，该数据经过节点D也可以从端口d2输出给节点E，但是如果在该环网上选择A为控制节点，链路<A，F>为环保护链路，那么当环网中链路完好时，节点A阻塞了与环保护链路<A，F>相连的端口a2的转发功能，那么此时该报文只能通过端口d1输出给节点E，该路径比较短；当环网中链路有故障时，假设链路<D，E>出现了故障，那么此时该报文只能通过端口d2输出给节点E，该路径比较长。基于这两种情况，节点D的二级转发表可以优先存储与较短的路径相连的端口，当然根据需要也可以有其他的优先原则。

步骤102，为以太网环上各个节点的MAC地址排序。

选择环上的一个节点为控制节点，以与控制节点连接的一段链路为环保护链路，也可以称为远程启动服务(RPL，Remote Initial Program Load)链路，可以定义控制节点为RPL链路的左端节点，则从RPL链路的左端节点开始，在环上按照逆时针方向，由小到大为环上的所有节点的MAC地址排序，则序号最小的就是RPL链路的左端节点，序号最大的就是RPL链路的右端节点。如图1所示，选择节点A为控制节点，链路<A，F>为RPL链路，对环上节点排序的结果为：MAC(A)<MAC(B)<MAC(C)<MAC(D)<MAC(E)<MAC(F)。

步骤103、判断以太环网的拓扑是否发生变化，如果没有发生变化说明环网的链路完好，在以后的通信中继续判断以太环网的拓扑状态；如果发生变化则执行步骤104。

在一般的以太网通信中，有时会因为通信链路发生故障或者发生链路的故障恢复正常致使以太网的拓扑发生变化。在对以太环网上节点的转发表中的地址进行更新之前要判定环网的拓扑是否发生了变化。以太环网的拓扑是否发生变化是由节点检测相邻链路的状态来判定的，如果链路发生故障或者故障恢复，该链路两端的节点会向其在环网上的相邻节点周期性地发送协议报文，通知其相邻的节点链路发生了故障或故障已经恢复，该相邻的节点收到协议报文后再向其在环网上的相邻节点发送此协议报文，如此环网上所有的节点就会知道环网的拓扑发生了变化。

步骤104、判断节点是否与拓扑变化点相连接，如果是则执行步骤105；如果不是则执行步骤106。

此处的拓扑变化点是指网环上链路状态发生变化的部分，如发生故障的链路或者故障恢复的链路等。需要指出的是，该拓扑变化点不包括RPL链路，因为在网络拓扑稳定的状态下，RPL链路与控制节点就是不连通的，只有在网络拓扑不稳定的状态下，才需要将RPL链路连通。

环上节点会不断的检测与其相连的链路的状态，则当链路状态发生变化时节点就会检测到，说明该节点就是与拓扑变化点连接的节点。

步骤105，节点向其完好的端口以报文的形式周期性地发送地址更新信息，同时接收其相邻节点发送来的携带地址更新信息的报文，并从接收的报文中提取出环上源节点MAC地址，然后执行步骤107。

如果节点是与拓扑变化点连接的节点，那么该节点中与拓扑变化点连接的端口被称为损坏的端口，节点上不与拓扑变化点相连的环上端口称为该节点完好的端口。此时，节点将损坏的端口关闭，向其完好的端口周期性地发送携带地址更新信息的报文，该完好端口将该报文转发给与该端口连接的环上节点，报文中包含有环上源节点MAC地址，即产生报文的环上节点MAC地址；同时该环上节点接收其相邻节点发送来的携带地址更新信息的报文，并从该接收的报文中提取出环上源节点MAC地址。

步骤106，节点接收其相邻节点发送的携带地址更新信息的报文，从中提取出环上源节点MAC地址，并将报文再转发出去。

如果节点不是与拓扑变化点连接的节点，则接收其相邻节点发送的携带地址更新信息的报文，从中提取出环上源节点MAC地址，并将报文再转发给与其相邻的另外一个环上节点，直到所有的环上节点都接收到该报文为止。

步骤107，对环上所有的节点进行区域的划分。

当环上所有节点都收到携带地址更新信息的报文后，与拓扑变化点连接的节点保存的MAC地址包括：自身的MAC地址、从相邻节点接收的携带地址更新信息的报文中的环上源节点MAC地址和RPL链路左右端节点的MAC地址；与拓扑变化点不相连的节点保存的MAC地址包括：从接收的报文中提取的环上源节点MAC地址和RPL链路左右端节点的MAC地址。

如图6所示为本发明实施例二的以太多环网组网示意图，其中RPL链路<A，F>左右端节点的MAC地址分别为：MAC(A)和MAC(F)，链路<C，D>的状态发生了变化，那么节点C和节点D都会检测到自己是与拓扑变化点连接的节点，分别阻塞自身与链路<C，D>连接的端口c1和d2，此时节点C通过其完好端口c2向节点B发送携带地址更新信息的报文，最后节点D收到由节点C产生的报文，报文中的环上源节点MAC地址为：MAC(C)，则节点D中存储的MAC地址包括：MAC(A)、MAC(C)、MAC(D)、MAC(F)；同理，节点C中存储的MAC地址包括：MAC(A)、MAC(C)、MAC(D)、MAC(F)。

对于节点B，它不是与拓扑变化点链路<C，D>直接相连的节点，则节点B能收到由节点C和节点D产生的2个携带地址更新信息的报文，报文中的环上源节点MAC地址分别为：MAC(C)、MAC(D)，则节点B中存储的MAC地址包括：MAC(A)、MAC(C)、MAC(D)、MAC(F)。

经过分析可知图6中环上的所有节点包含的MAC地址是相同的，即：MAC(A)、MAC(C)、MAC(D)、MAC(F)，说明这些节点之间可以互相连通；链路<C，D>是拓扑变化点，链路<A，F>为环保护链路，则可以将环上的所有节点按照其MAC地址的排序分为两个区域，即区域1：

和区域2：

其中，节点A和C为区域1的两个边界节点，节点D和F为区域2的两个边界节点，区域1和区域2只能通过链路<A，F>进行连通。

步骤108，判断当前节点是否属于当前区域，如果是，则执行步骤109，当前区域中节点的二级转发表中关于该节点的地址转发条目不用更新；如果不是则执行步骤110。

依据节点的MAC地址的排序来判断节点是否属于当前的区域，图6中，对于节点E，它的MAC地址和节点A、C的MAC地址关系为：MAC(A)<MAC(C)<MAC(E)，所以节点E不在区域1内，而MAC(D)<MAC(E)<MAC(F)，所示节点E在区域2内。

由于节点E在区域2内，所以区域2中的两外两个节点D和F的二级转发表中关于节点E的地址转发条目保持不变，不对其进行更新。

步骤110，判断当前区域与当前节点所属的区域是否连通，如果不连通，则执行步骤111，当前区域中的节点将其二级转发表中关于当前节点的所有地址转发条目删除；如果连通则执行步骤112。

通过拓扑变化点和环保护链路可以判断出两个不同的区域是否连通。拓扑变化点处的链路的转发功能是被阻断的，环保护链路此时是被放开的，所以在环上除了拓扑变化点，其他的链路之间都是连通的。通过区域的划分可以得知，两个不同的区域之间可以通过两条链路进行连接，但是其中一条链路一定是拓扑变化点，另外一条链路可能是连通的，或者是环保护链路，或者也是拓扑变化点。如图6所示，区域1和区域2通过链路<A，F>和链路<C，D>连接，但是链路<C，D>是拓扑变化点，是不连通的；链路<A，F>是环保护链路，此时是连通的，所以区域1和区域2是连通的。如果以太环网上此时有两段链路状态发生了变化，则可以将环网分为3个区域，此时一定有一个区域脱离了环网，即与其他的两个区域是不连通的，此处将通过后面的实施例进行说明。

当前区域与当前节点所属的区域不连通时，对于当前区域中的节点，其二级转发表中关于当前节点的所有地址转发条目都要删除，说明该当前节点与该当前区域不能连通。

需要指出的是，被删除的地址转发条目需要等到拓扑变化点的链路状态恢复稳定后，才能通过数据报文在环网上的转发重新学习到被删除的地址转发条目。因为在环网的拓扑发生变化时，拓扑变化点链路两端所连接的端口是被阻塞的，则当前一区域与其他区域不连通时，当前区域中的节点与其他区域中的节点是不能通信的，所以在这种情况下，被删除的地址转发条目无法恢复，只能在该区域能与其他区域连通时，通过在环网上转发的数据报文中的环MAC头和数据报文自带的MAC头重新学习到被删除的地址转发条目。

步骤112，将当前区域中节点的二级转发表中关于当前节点的地址转发条目进行更新。

如图6所示，假设地址更新之前，节点D的二级转发表包含的地址转发条目如表4：

表4

节点D属于区域2，节点B属于区域1，且区域1与区域2是连通的，所以需要对节点D的二级转发表中关于节点B的地址转发条目进行更新。更新之前，从表4可知，环上目的站为节点B的数据报文需要经过节点D的d2端口的转发，并通过对应的链路到达节点B，而当环网的拓扑发生变化后，节点D阻塞了d2端口的转发功能，因此，数据报文只能经过d1端口的转发到达节点B。如此，需要将表4中的

 

目的站	端口
		B	d2

更新为

 

目的站	端口
		B	d1

对环上节点的二级转发表进行更新以后，当有数据报文需要在环网上转发时，上环处的环上节点给该数据报文封装环MAC头，然后依据环MAC头中的环上目的节点MAC地址和环上各个节点的一级转发表和二级转发表对该数据报文进行转发。因为环上节点中的一级转发表和二级转发表中的地址转发条目都是正确有效的，所以，数据报文在环网上就不需要以广播的形式进行转发就可以到达目的节点。

下面通过一个具体的实施例来说明本发明以太环网的地址更新方法。

某以太多环网发生了多点故障，在该情况下，环上节点应用本发明的方法对节点二级转发表的转发条目按区域进行更新。

如图7所示为本发明实施例三的以太多环网组网示意图，其中选择节点A为控制节点，链路<A，F>为环保护链路。从图中可知环网发生了多点故障，即，链路<B，C>和链路<D，E>发生了故障，则节点B、C、D和E分别通过其完好端口周期性地发送携带地址更新信息的报文，环上的各个节点收到这些报文后开始更新自身两级转发表中的二级转发表。

环上各个节点收到携带地址更新信息的报文后，其保存的MAC地址分别为：

节点A：MAC(A)、MAC(B)、MAC(E)、MAC(F)，

节点B：MAC(A)、MAC(B)、MAC(E)、MAC(F)，

节点C：MAC(A)、MAC(C)、MAC(D)、MAC(F)，

节点D：MAC(A)、MAC(C)、MAC(D)、MAC(F)，

节点E：MAC(A)、MAC(B)、MAC(E)、MAC(F)，

节点F：MAC(A)、MAC(B)、MAC(E)、MAC(F)。

可以看出节点A、B、E、F收到的报文是相同的，说明它们之间是可以互相通信的，而节点C和D之间的链路也是连通的。

依据上面的信息，且因为链路<B，C>、链路<D，E>为拓扑变化点，链路<A，F>为环保护链路，所以可以将环网分成三个区域，即：区域1

区域2

和区域3

以节点A为例，由于MAC(A)＝MAC(A)<MAC(B)，所以节点A属于区域1。因为节点A与节点B都属于区域1，所以节点B的二级转发表中，关于节点A的转发条目不更新；因为节点A不属于区域2，但是区域2与区域1连通，所以区域2中节点E和F的二级转发表中关于节点A的地址转发条目需要更新，节点E的二级转发表中目的站为A的转发端口由e2更改为e1；节点F的二级转发表中目的站为A的转发端口由f1更改为f2；因为节点A不属于区域3，且区域3与区域1不连通，所以区域3中节点C和D二级转发表中关于节点A的地址转发条目需要删除。

图8所示为本发明一种网络节点的结构关系示意图，如图所示，本发明的网络节点包括：转发表配置模块10、检测模块20、判断模块30、数据报文模块40、数据存储模块50、排序模块60和地址更新模块70，其中，

转发表配置模块10，用于为以太环网上的环上节点配置两级转发表，两级转发表由一级转发表和二级转发表组成，一级转发表的地址转发条目包括：目的、目的站和端口；二级转发表的地址转发条目包括：目的站和端口。

检测模块20，用于检测以太环网的拓扑是否发生变化，并得到检测结果。

判断模块30，用于依据检测模块20的检测结果，当以太环网的拓扑发生变化时，判断环上节点是否与拓扑变化点相连接，并得到判断结果。

数据报文模块40，用于依据判断模块30的判断结果，与拓扑变化点相连接的环上节点生成携带地址更新信息的报文，发送给自身的相邻环上节点，同时接收自身的环上相邻节点发送的携带地址更新信息的报文；与拓扑变化点不相连接的环上节点接收自身的环上相邻节点发送的携带地址更新信息的报文，并将报文再转发出去。

其中，与拓扑变化点连接的所述环上节点将携带地址更新信息的报文发送给与其相邻的环上节点，具体为：与拓扑变化点连接的环上节点将报文发送给其不与拓扑变化点连接的环上端口，然后由该端口将报文转发给与该端口连接的环上节点。

数据报文模块40还用于从所述接收的报文中提取环上源节点MAC地址。

数据存储模块50，用于存储环上节点的MAC地址、环保护链路两端节点的MAC地址、数据报文模块40的报文中环上源节点MAC地址和拓扑变化点的信息。其中拓扑变化点的信息如发生拓扑变化的链路的两端节点及其MAC地址等。

区域划分模块60，用于依据数据存储模块50的环上节点的MAC地址和拓扑变化点，对以太环网上的所有节点进行区域的划分。

排序模块70，用于为以太环网上的环上节点的MAC地址排序。

地址更新模块80，用于依据数据报文模块40携带地址更新信息的报文和区域划分模块中对环上节点的区域划分，对转发表配置模块10中环上节点的两级转发表中的二级转发表的地址转发条目更新。

其中，地址更新模块包括：

第一判断子模块81，用于依据区域划分模块60中环上节点区域的划分和排序模块70中环上节点的MAC地址排序，判断当前环上节点是否属于当前区域，并得到判断结果。

第一更新子模块82，用于依据第一判断子模块81的判断结果，在当前环上节点属于当前区域时，对当前区域中节点的二级转发表中关于当前节点的地址转发条目不更新。

第二判断子模块83，用于依据第一判断子模块81的判断结果，在当前环上节点不属于当前区域时，判断当前区域与当前环上节点所属的区域是否连通，并得到判断结果.

第二更新子模块84，用于依据第二判断子模块83的判断结果，在当前区域与当前环上节点所属的区域不连通时，将当前区域中的节点将其二级转发表中关于当前环上节点的所有地址转发条目删除.

第三更新子模块85，用于依据第二判断子模块83的判断结果，在当前区域与当前环上节点所属的区域连通时，将当前区域中节点的二级转发表中关于当前环上节点的地址转发条目中的端口项进行更新。

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。

Claims (12)

1、一种以太环网的地址更新方法，其特征在于，该方法包括：

为以太环网上的环上节点配置两级转发表，所述两级转发表由一级转发表和二级转发表组成，所述二级转发表的地址转发条目包括：目的站和端口；

当以太环网的拓扑发生变化时，判断环上节点是否与拓扑变化点相连接；

如果环上节点与拓扑变化点相连接，则所述环上节点生成携带地址更新信息的报文，发送给自身的相邻环上节点；同时接收自身的环上相邻节点发送的携带地址更新信息的报文；

如果环上节点不与拓扑变化点相连接，则所述环上节点接收自身的环上相邻节点发送的携带地址更新信息的报文，并将报文再转发出去；

依据所述环上节点的介质访问控制MAC地址和所述拓扑变化点，对所述以太环网上的所有节点进行区域的划分；

依据所述携带地址更新信息的报文和所述区域的划分对所述环上节点的两级转发表中的二级转发表的地址转发条目更新。

2、根据权利要求1所述以太环网的地址更新方法，其特征在于，所述一级转发表的地址转发条目包括：目的、目的站和端口。

3、根据权利要求1所述以太环网的地址更新方法，其特征在于，所述与拓扑变化点连接的所述环上节点将携带地址更新信息的报文发送给与其相邻的环上节点，具体为：

所述与拓扑变化点连接的环上节点将所述报文发送给其不与拓扑变化点连接的环上端口，并将所述报文转发给与所述环上端口连接的环上节点。

4、根据权利要求1所述以太环网的地址更新方法，其特征在于，所述携带地址更新信息的报文中含有所述以太环网为其配置的环介质访问控制MAC头，所述环MAC头包含：环上源节点MAC地址和环上目的节点MAC地址。

5、根据权利要求4所述以太环网的地址更新方法，其特征在于，所述环上节点接收到其自身的环上相邻节点发送的携带地址更新信息的报文后，该方法还包括：所述环上节点从所述接收的报文中提取环上源节点MAC地址。

6、根据权利要求1至5中任意一项所述以太环网的地址更新方法，其特征在于，所述对以太环网上的所有节点进行区域的划分时，依据的节点的MAC地址为：所述环上节点自身的MAC地址和所述报文中环上源节点MAC地址中的至少一种，以及所述环保护链路两端节点的MAC地址。

7、根据权利要求6所述以太环网的地址更新方法，其特征在于，所述更新二级转发表中的地址转发条目之前，该方法还包括：为所述环上节点的MAC地址排序。

8、根据权利要求7所述以太环网的地址更新方法，其特征在于，依据所述携带地址更新信息的报文和所述区域的划分对所述环上节点的两级转发表中的二级转发表的地址转发条目更新，具体为：

依据所述环上节点的MAC地址的排序，判断当前环上节点是否属于当前区域，并得到判断结果；

当前环上节点属于当前区域时，当前区域中节点的二级转发表中关于所述当前节点的地址转发条目不更新；

当前环上节点不属于当前区域时，判断当前区域与当前环上节点所属的区域是否连通，并得到判断结果；

当前区域与当前环上节点所属的区域不连通时，当前区域中的节点将其二级转发表中关于当前环上节点的所有地址转发条目删除；

当前区域与当前环上节点所属的区域连通时，将当前区域中节点的二级转发表中关于当前环上节点的地址转发条目中的端口项进行更新。

9、一种网络节点，其特征在于，所述网络节点包括：

转发表配置模块，用于为以太环网上的环上节点配置两级转发表；

检测模块，用于检测以太环网的拓扑是否发生变化，并得到检测结果；

判断模块，用于依据所述检测结果，当以太环网的拓扑发生变化时，判断环上节点是否与拓扑变化点相连接，并得到判断结果；

数据报文模块，用于依据所述判断模块的判断结果，所述与拓扑变化点相连接的环上节点生成携带地址更新信息的报文，发送给自身的相邻环上节点，同时接收自身的环上相邻节点发送的携带地址更新信息的报文；所述与拓扑变化点不相连接的环上节点接收自身的环上相邻节点发送的携带地址更新信息的报文，并将报文再转发出去；

区域划分模块，用于依据所述环上节点的MAC地址和所述拓扑变化点，对所述以太环网上的所有节点进行区域的划分；

地址更新模块，用于依据所述携带地址更新信息的报文和所述区域的划分对所述环上节点的两级转发表中的二级转发表的地址转发条目更新。

10、根据权利要求9所述网络节点，其特征在于，所述数据报文模块还用于从所述接收的报文中提取环上源节点MAC地址。

11、根据权利要求9所述网络节点，其特征在于，网络节点还包括：

排序模块，用于为所述以太环网上的环上节点的MAC地址排序；

数据存储模块，用于存储所述环上节点自身的MAC地址、所述环保护链路两端节点的MAC地址、所述数据报文模块的报文中环上源节点MAC地址和所述拓扑变化点的信息。

12、根据权利要求9、或10、或11所述网络节点，其特征在于，所述地址更新模块包括：

第一判断子模块，用于依据所述区域的划分和所述环上节点MAC地址的排序，判断当前环上节点是否属于当前区域，并得到判断结果；

第一更新子模块，用于依据第一判断子模块的判断结果，在当前环上节点属于当前区域时，对当前区域中节点的二级转发表中关于所述当前节点的地址转发条目不更新；

第二判断子模块，用于依据第一判断子模块的判断结果，在当前环上节点不属于当前区域时，判断当前区域与当前环上节点所属的区域是否连通，并得到判断结果；

第二更新子模块，用于依据所述第二判断子模块的判断结果，在当前区域与当前环上节点所属的区域不连通时，将当前区域中的节点将其二级转发表中关于当前环上节点的所有地址转发条目删除；

第三更新子模块，用于依据所述第二判断子模块的判断结果，在当前区域与当前环上节点所属的区域连通时，将当前区域中节点的二级转发表中关于当前环上节点的地址转发条目中的端口项进行更新。

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