CN101461196A - 在本地节点运行中断期间不间断的网络控制消息生成 - Google Patents

Abstract

提供一种高速缓冲存储器机制，用来在临时的控制平面运行中断的情况下防止分组网络重新配置和相应的通信量损失。

Description

在本地节点运行中断期间不间断的网络控制消息生成

技术领域

本申请通常涉及计算机网络。特别地，本发明涉及分组交换和控制面协议。

背景技术

分组交换网络包括控制面协议，例如生成树协议(STP)，通用属性注册协议(GARP)和其对于虚拟局域网的版本，VLAN注册协议(GVRP)，链路汇聚控制协议(LACP)，Y.1711快速故障检测(FFD)，和预留协议(RSVP)刷新。控制协议具有例如控制层2(L2)通信量如何流经网络的拓扑和分布的责任。这些协议在运行在每个参与网络部件上的状态机中实现。一旦已经达到了稳定的网络配置，则这些协议趋于重复它们发送给网络的相同消息。不同的消息通常是由操作者或网络中缺陷驱动改变引起。一旦超过范围从几毫秒到几秒的超时周期，由网络部件在参与协议中的故障导致通信量的重新布置。在一些情况下，通信量的重新布置涉及整个网络。

在当前的网络部件中，分组控制协议属于三种类型之一。它们是(1)无保护的；(2)通过在控制面运行中断(outage)前与相邻网络部件进行私有通信进行保护；(3)通过标准的优雅重启技术进行保护，其需要在协议运行中断之前或之后立刻就与相邻网络部件进行交互。在无保护的情况中，结果将通常是重新配置通过网络的通信量流量。在重新配置的时间期间，在网络的多个部分(其与整个网络域一样大)中将出现通信量损失。当故障的网络部件恢复时，将出现第二重新配置以重新建立在故障之前的通信量流分布。同样，会出现与之前相似数量级的通信量损失。私有执行具有两个缺点。第一，其仅覆盖了部分的问题情境，也就是那些自愿进入的情境(例如，在网络部件中操作者驱动软件升级的情况下)并且其允许故障的网络部件通知其邻居将要发生控制平面的故障。第二，其被限制为相互影响具有这些能力的网络部件，例如，在和其他设备买主的通常交互情境下其不工作。在标准的优雅重启情况下，只覆盖小的协议集。如果在故障之后告知相邻部件要应用优雅重启的时间限制很小，对于非预期的故障失去约束的可能性很高。失去时间限制将导致通信量损失，因为相邻部件将检测到控制平面的运行中断并触发网络重新配置。

相应的，在临时分组控制平面运行中断的情况下，需要一种机制来防止分组网络的重新配置和相关联的通信量损失。

发明内容

本发明的典型实施方式通过在本地节点运行中断期间提供不间断的网络控制消息生成以防止分组网络的重新配置和相关联的通信量损失。

一个实施方式是一种在本地节点运行中断期间提供不间断的网络控制消息生成的方法。消息高速缓冲存储器从用于本地节点的协议状态机接收多个发送消息并且把它们转发给网络中的其他节点。消息高速缓冲存储器也从节点接收消息。消息高速缓冲存储器在缓冲器中存储发送的和接收到的消息。协议状态机刚一发生故障，只要缓冲器保持有效，消息高速缓冲存储器发送消息给节点和从节点接收消息。消息可能被周期性地发送给节点。消息高速缓冲存储器在故障后基于缓冲器中的消息和从节点接收到的消息确定缓冲器是否有效。该方法可能还包括有效的协议状态机刚一故障就切换到备用的协议状态机，其中备用协议状态机包括复制第一个缓冲器的另一个缓冲器。

另外一个实施方式是存储指令的计算机可读介质，用以执行在本地节点运行中断期间提供不间断的网络控制消息生成的方法。

再一个实施方式是用于在本地节点运行中断期间提供不间断的网络控制消息生成的系统，包括协议状态机和消息高速缓冲存储器。协议状态机生成消息。消息高速缓冲存储器从协议状态机接收消息并将消息转发给网络中的节点。消息高速缓冲存储器在一个或多个缓冲器中存储发送的和接收到的消息。协议状态机刚一故障，只要消息高速缓冲存储器保持有效，消息高速缓冲存储器发送消息给节点和从节点接收消息。消息高速缓冲存储器可能包括定时器，用于发送周期性消息给节点，和状态控制，用于确定消息高速缓冲存储器是否有效。该系统包括工作者(worker)节点和保护节点，每个都具有协议状态机和消息高速缓冲存储器因此当工作者节点故障时保护节点能够变为有效。当工作者协议状态机有效时，保护消息高速缓冲存储器可能复制工作者消息高速缓冲存储器。

附图说明

通过考虑下面结合附图的详细描述容易理解本发明的教导，其中：

图1是图解当用于控制平面协议的状态机有效时，默认情况下高速缓冲存储器概念的典型实施方式的框图；

图2是图解当协议状态机不可用并且网络状态稳定时，在控制平面故障情况下图1的高速缓冲存储器概念的典型实施方式的框图；

图3是图解当协议状态机不可用并且网络状态不稳定时，在控制平面故障情况下图1的高速缓冲存储器概念的典型实施方式的框图；

图4是图解当存在两个状态机实例(工作者和保护)，工作者状态机是有效的，保护状态机是备用的，并且每个都与高速缓冲存储器相关联时，默认情况下高速缓冲存储器概念的典型实施方式的框图；

图5是图解当工作者状态机是有效且故障的，处于备用状态的保护状态机恢复(从备用到完全工作)，但是网络状态稳定时，中间状态下图4的高速缓冲存储器概念的典型实施方式的框图；

图6是图解当保护状态机是有效，并且工作者状态机是备用(在从工作者切换到保护后)时图4的高速缓冲存储器概念的典型实施方式的框图；

图7为图4的高速缓冲存储器概念的典型实施方式在时间线上显示所选择的状态转变和事件的曲线图；以及

图8是图解分布式的高速缓冲存储器的典型实施方式的框图。

为了便于理解，可能的话，已经采用相同的参考数字来指定图中共用的同一单元。

具体实施方式

本发明的描述主要是在分组交换网络和控制平面协议的通常上下文内。然而，本领域和在此教导的技术人员将认识到本发明的主要概念普遍适用于计算机网络并且能够广泛地应用到任何网络架构和设计，通信协议，网络软件，网络技术，网络服务和应用，和网络操作管理。相应的，本发明的一般概念是广泛适用的，并不限制于任何特定的实现。

简介——结合设备保护的L2以太网实例

在将影响L2控制平面的设备保护切换情况下，需要为L2以太网服务维持稳定的网络配置，例如生成树协议和链路汇聚控制协议，通用属性注册协议(GARP)及其变形，以及其他的协议。如果协议数据单元(PDU)分配被间断大约三秒，则对于本地保护切换来说可能会导致网络中整个生成树的重新配置。这可能会导致通信量运行中断数十秒，直到网络再次融合到稳定状态。因此，在保护切换之后立即需要网络部件执行下述步骤。首先，如果不稳定的唯一原因是设备保护切换，则网络部件应该维持稳定的网络，即在单独的故障(例如，电路分组检测)的情况下而且对于诸如手动切换的操作者驱动的事件的情况下。第二，假如网络已经经历重新配置，例如，由于远程网络部件的故障，而同时由于本地故障(双重故障)或者操作者命令需要保护切换，网络部件应该最小化网络影响。本发明的典型实施方式不但为该L2以太网实例达到这些目标，其更广泛地用于导致多种协议的任一网络的本地控制平面临时不可用的任何故障(例如硬件故障)。

网络部件性能的高级别描述

网络部件的性能可由三个状态来描述。在第一状态中，状态机是完全地可操作的且对所有请求起作用。在第二状态中，状态机不可用，但是高速缓冲存储器维持PDU的发送直到发生网络中的改变，其使高速缓冲存储器无效，或者状态机成为可操作的。在第三种状态中，状态机和高速缓冲存储器都不可用，例如，由于在状态机不可操作时网络中正在进行的重新配置，或由于协议状态机和高速缓冲存储器不同步。

高级别高速缓冲存储器概念——STP实例

高速缓冲存储器概念的典型实施方式是从如下观测中得到的，即在稳定网络中生成树协议节点重复地分配同样的PDU给其邻居。如果在三个连续的发送周期期间生成树节点没有接收到任何PDU或者PDU的内容和在前的PDU不同，则网络故障或网络改变被检测。因此在另外的稳定网络拓扑中，生成树协议机器的活动能够延缓不定的时间量，只要维持PDU的周期性发送。因此，高速缓冲存储器的概念使用这个事实以致从高速缓冲存储器满足对PDU的网络需求，而无需所有的配置，协议状态机等被启动和同步。因此，高速缓冲存储器的概念减轻了关于所有软件组件的恢复速度的需求，除了操作高速缓冲存储器的那一个组件(其处于热备份中)。当高速缓冲存储器对于PDU发送来说能够被认为是有效时存在确定的次数，当高速缓冲存储器需要是无效时存在其他次数。注意在稳定的网络拓扑中，在某种程度上，甚至能够建立新的服务(例如，转发通信量能够根据新的服务质量(QoS)参数修改，新的客户(由C-VLAN区别)能够增加到服务提供商(802.1ad)网络，等等)。

高级别高速缓冲存储器概念——概要

一个实施方式包括在分组交换网络中的控制平面和消息高速缓冲存储器。分组交换网络是在其中消息或消息片断(分组)通过如由路由算法确定的最有利的路径发送到其目的地的网络。控制平面是用于建立，维护和结束数据平面连接的虚拟网络功能。事实在某种意义上，其分布在需要交互操作以实现该功能的网络节点上。数据平面是用于在节点之间分配数据的虚拟网络路经。一些网络也可能分解控制和转发平面。术语高速缓冲存储器指的是利用接入位置所管理的任何存储器。消息高速缓冲存储器存储消息。消息高速缓冲存储器被例示，且其消息和控制平面向/从网络发送/接收的消息保持同步状态。在控制平面故障的情况下，高速缓冲存储器通过发送高速缓冲的消息满足网络的需求。一旦控制平面恢复，高速缓冲存储器再次跟随控制操作并保持同步。高速缓冲存储器允许控制平面状态机故障的情况同时仍旧传输网络中的所有通信量。这种概念在大部分情况下起作用，除了非稳定网络，双重故障，和转发平面不独立于控制平面的系统。非稳定网络是通信量流量的分配没有达到稳定状态的那些网络，例如网络部件情况的功率。除了在一个网络部件中控制平面运行中断，其他网络部件经历故障或操作者驱动的重新配置外，双重故障是那些情景。

本发明具有很多优点，包括在故障和影响控制平面的软件升级情景中显著地最小化通信量损失。如果网络部件支持如上描述的高速缓冲存储器操作，则在本地实现这种收益。网络部件中的高速缓存特性可能增加到现有网络。可以和其他设备进行互操作而无须其他设备支持高速缓冲存储器操作。

图1图解了当用于控制平面协议的状态机102有效时，默认情况下高速缓冲存储器概念100的典型实施方式。控制平面协议可能是任何种类的协议，例如，STP，VLAN注册协议，LACP，Y.1711FFD，或者RSVP刷新。在传统的网络中，协议状态机102与网络108的相邻节点106以及其他部分通信(通过中间硬件层)。相反的，该实施方式包括插入在协议状态机102和网络108之间的消息高速缓冲存储器104。协议状态机102发送消息给消息高速缓冲存储器104，消息高速缓冲存储器104然后转发这些消息给网络108。通过将发送的消息110和接收的消息112存储在缓冲器中，消息高速缓冲存储器104捕获在协议状态机102和网络之间的通信。消息高速缓冲存储器104还包括定时器114和状态控制116。可选的，状态机102可能传送另外的状态信息给状态控制116(也就是说除了交换的消息之外)，这取决于支持的特定协议。消息高速缓冲存储器104的内容根据执行的控制平面协议而变化。在状态机102故障的情况下，消息高速缓冲存储器104存储所需要的内容以临时服务网络108的需求。

图2图解当协议状态机102不可用并且网络状态稳定时，在控制平面故障情况下图1的高速缓冲存储器概念100的典型实施方式。消息高速缓冲存储器104使之免于协议状态机不可用的情况，无论何种理由通过临时继续服务网络。例如，保持协议状态机102的处理器可能重新启动。消息高速缓冲存储器104通常继续从缓冲器发送消息所以网络108中的相邻节点106并没有意识到协议状态机102不可用。基于存储在消息高速缓冲存储器104中的信息来模仿到相邻节点106的通信。因此，消息高速缓冲存储器104渡过协议状态机102不可用的至少一部分时间。能够很容易地模仿周期性地发送相同的消息(例如，hello消息，更新消息)给相邻节点106的协议。以与协议状态机102相同的方式，消息高速缓冲存储器104使用定时器114周期性地发送存储在发送消息缓冲器110中的消息。结果，相邻节点106没有检测到协议状态机102中的任何变化。消息高速缓冲存储器104从相邻节点106接收消息并将它们存储在接收的消息缓冲器112中。通过检查状态控制116和接收到的消息，消息高速缓冲存储器104能够检测到网络108中将造成消息高速缓冲存储器104无效的任何事件或改变(例如，状态改变)。状态控制116确定消息高速缓冲存储器104有效或无效。当消息高速缓冲存储器104成为无效时，其停止发送消息，因为其不能适当地对网络108中的事件或改变起作用。

消息高速缓冲存储器104是用以模仿协议状态机102的至少一部分的简化组件。消息高速缓冲存储器104的有效实施方式可能不模仿控制平面协议的全部行为。消息高速缓冲存储器104的简化或复杂度可以根据执行的控制平面协议而变化。例如使用状态控制116中的逻辑，消息高速缓冲存储器可能模仿协议状态机102的两个或多个状态之间的转变。消息高速缓冲存储器可能以硬件，固件，或软件(例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))的方式执行。消息高速缓冲存储器104持续模仿协议状态机，只要其保持有效，这根据情况可能是协议状态机不可用的很短时间或整个时间。一些协议需要在毫秒的范围进行更新，而其他的协议需要在秒的范围进行更新。本实施方式并不限于任何特定的协议或状态控制逻辑116的复杂度。

图3图解当协议状态机102不可用且网络状态不稳定时，在控制平面故障情况下图1的高速缓冲存储器概念100的典型实施方式。在这种情况下，消息高速缓冲存储器104转变为无效状态。根据接收到的消息112，状态控制116确定一些事件发生，使网络状态不稳定，因此根据执行的特定协议由消息高速缓冲存储器104模仿协议状态机102必须停止。一旦消息高速缓冲存储器104停止模仿协议状态机102，相邻节点106可能意识到协议状态机102故障或其他原因不可用，好像没有消息高速缓冲存储器104出现一样。

图4图解当存在两个状态机实例(工作者和保护)，工作者状态机是有效的，保护状态机是备用的，并且每个都与高速缓冲存储器相关联时，默认情况下高速缓冲存储器概念400的典型实施方式。本实施方式是在特定上下文中控制平面协议的特定实现；然而，本发明并不限于任何特定的执行。在该实施方式中，通过高速缓存消息改进了网络的可用性。

本实施方式是在刀片服务器(未示出)的上下文中；然而，本发明并不限于任何特定的硬件。刀片服务器是容纳称为服务器刀片的多个薄的，标准的电路板的服务器机箱。每个刀片是在电路板上的服务器，包括处理器，存储器，集成网络控制器和输入/输出(I/O)端口。刀片服务器日益允许包含诸如网络交换和路由器之类的功能作为单独刀片。在图4中示出用于两个这样刀片的状态机(SM)：对于工作者分组交换(PS)402的工作状态机406和对于保护PS404的保护状态机408。工作者状态机408最初有效且保护状态机406最初为备用而稍后变为有效。协议状态机的两个示例(有效/备用)位于不同的硬件(例如CPU)上，而仍旧在相同的网络节点内。

本实施方式图解了用于生成树协议(STP)的工作状态机406和保护状态机404；然而，本发明并不限于任何特定的协议。生成树协议为任何桥接网络提供无回路的拓扑。IEEE标准802.1D定义STP。工作者PS402和保护PS404都包括用于特定独立桥接划分(IBP)(例如，一个以太网交换示例)的STP状态机406，408和定时器416，412。网桥(如网络交换机)连接多个网络片段(例如，划分，域)并且从一个片段转发通信量到另一个片段。这些状态机406，408在控制平面中并且创建消息以发送给网络108的其他部分中相邻节点106。

在本实施方式中，工作者高速缓冲存储器410插入在工作者状态机406和网络108之间。图4描述了初始状态，其中工作者状态机406有效，向/从网络108发送/接收消息且存储消息到工作者高速缓冲存储器410。工作者高速缓冲存储器410存储发送出去的消息412和接收到的消息414。网桥协议数据单元(BPDU)是携带STP信息的帧。交换机使用端口自身唯一的MAC地址作为源地址和STP多播地址的目的地址发送BPDU帧。为了处于等待被启动的热备份状态的保护状态机408，保护高速缓冲存储器418通过高速缓冲存储器复制来与工作者高速缓冲存储器410同步。

图5图解当工作者状态机406是有效且故障的(例如，软件崩溃)，处于备用状态的保护状态机408恢复(从备用到完全工作)，但是网络状态稳定时，中间状态下图4的高速缓冲存储器概念400的典型实施方式。这种中间状态的出现是因为在工作者状态机406发生故障时的时间和保护状态机408准备好(也就是在启动后开始)为网络108服务时的时间之间具有延迟。在这个中间状态期间，保护高速缓冲存储器418现在是有效高速缓冲存储器且如图2描述的进行操作。

图6图解当保护状态机408是有效，并且工作者状态机是备用(在从工作者切换到保护后)时图4的高速缓冲存储器概念的典型实施方式。比较图4和图6，在图6图解的情境中的保护状态机408和图4中图解的工作状态机406的行为相似，也就是说，表现为有效的状态机。保护高速缓冲存储器418存储发送出去的消息420和接收到的消息422，并且因此以和图4中相同的方式进行操作。尽管保护状态机408是有效，保护高速缓冲存储器418中的消息被复制到工作者高速缓冲存储器410。

图7是图4的工作者状态机406，保护状态机408和保护高速缓冲存储器418在时间线上显示选择状态转变和事件的曲线图。(下文的表1以表格的形式描述了图7)。图7图解了当保护高速缓冲存储器418有效且能够用来临时地为网络108的需求提供服务时和当保护高速缓冲存储器418无效且不能被使用时的多种状态组合。图7图解了多个场景。第一场景从T₁到T₅，第二场景是从T₅到T₉，第三场景是从T₉到T₁₂。

第一场景从T₁开始。在T₁，当工作状态机406处于有效状态而保护状态机408处于同步状态时，保护高速缓冲存储器418是无效的且复制工作者高速缓冲存储器410。例如，因为保护PS 404刀片被添加到网络部件，保护状态机408初始化处于同步状态。当在T₂同步完成时，保护状态机408从同步转变为备用，并且保护高速缓冲存储器418准备好且非有效。当在T₃出现故障时，工作者状态机406从有效转变为故障，保护状态机408从备用转变为启动(也就是说准备接管有效角色)，并且保护高速缓冲存储器418准备好和发送，(也就是说，临时地为网络108的需求提供服务)。在从T₃向前的时间间隔的期间，工作者状态机406从故障转变为同步(例如，作为重启的结果)。对于网络部件的预期行为，精确的时间并不要紧。它们取决于执行因此并没有明确显示。在T₄，保护状态机408从启动转变为有效，并且更新保护高速缓冲存储器418(也就是说通过继续和有效协议状态机408同步获得被动角色)。在从T₃向前的时间间隔的期间，工作者状态机406从同步转变为备用。在这完成之后，在T₅，保护状态机408是有效的而工作者状态机406处于备用。

第二场景从T₅开始。在T₅，工作者状态机406是有效的，保护状态机408同步，并且保护高速缓冲存储器418是无效的。在T₆，保护状态机408从同步转变为备用，保护高速缓冲存储器418准备好且非有效。当在T₇出现网络重新配置(例如网络部件故障)，工作状态机406从有效转变为重新配置，并且保护高速缓冲存储器418在T₇变为无效。在从T₇到T₈的时间间隔期间，工作者状态机406处理网络中的改变状态。在网络在T₈稳定后，工作者状态机406从重新配置转变为有效，保护高速缓冲存储器418再次为准备好且非有效。

第三场景从T₉开始且在事件的顺序上与第二场景不同。在T₉，工作者状态机406是有效的，保护状态机408同步，并且保护高速缓冲存储器418是无效的。在从T₉到T₁₁的时间间隔期间，出现网络重新配置。在T₁₀，工作者状态机406从有效转变为重新配置。在T₁₁，保护状态机408从同步转变为备用。当工作状态机406从重新配置转变为有效时，保护高速缓冲存储器418直到T₁₂才从无效转变到准备好和非有效。

表1.PS状态机和高速缓冲存储器状态的描述

在一个实施方式中，每一个独立的桥接划分具有一个高速缓冲存储器示例。每个独立的桥接划分具有其自己的高速缓冲存储器执行以保证独立操作和重新配置。

在一个实施方式中，每个端口有两个高速缓冲存储器入口：一个用于输入PDU，一个用于输出PDU。每个端口有特定的端口状态。根据桥的状态，对PDU进行发送，接收或发送和接收。高速缓冲存储器不仅记得发送或接收的PDU，也记得不必发送或接收的PDU。注意在网络融合过程期间在一些端口上PDU发送/接收将在某一点上停止，也就是说，仅在网络融合后才填充高速缓冲存储器。

在一个实施方式中，高速缓冲存储器被维持在热备份模式中。

在一个实施方式中，高速缓冲存储器携带指示对于PDU生成其是否有效的标志。有很多种情况可能会导致高速缓冲存储器的无效，例如网络中正在进行的重新配置，提供哪个需求生成树的计算和BPDU中的改变等。

在一个实施方式中，在有效PS上的高速缓冲存储器被输入和输出的PDU更新。

在一个实施方式中，在备用PS上的高速缓冲存储器在以下情况下迅速无效：当网络提供的PDU和高速缓冲存储器的内容不相同时和当PDU不同于高速缓冲存储器的内容时。注意二者的差异指示网络中的改变，其仅仅能被工作的生成树状态机处理。过时PDU的任何复制都可能导致对客户通信量和生成树融合的严重影响。例如，可能创建环。注意在有效工作者PS的情况下保护(备用)PS上的高速缓冲存储器无效。在工作者PS故障并且保护PS从备用转变为有效的情况下，保护PS的高速缓冲存储器无效。注意当高速缓冲存储器在刚刚恢复的PS上无效时可能有必要改变所有端口的状态为放弃。

在一个实施方式中，只有当拓扑融合时才可能声明高速缓冲存储器是有效的。在融合过程期间，需要有效状态机。注意网络融合周期的结束可以通过协议状态机断定或者它也可以从足够的长期稳定网络状态导出。这可能需要在几秒中追踪PDU的改变。这增加了系统(网络)用于设备保护切换易受攻击的时间，但是仅仅在可能的影响网络配置的通信量已经出现后。注意在切换后并且处于稳定网络后，从恢复后的状态机产生的PDU对于那些在高速缓冲存储器中的来说将是不被改变的，也就是说，在这种情况下当双方都保持时，可以认为拓扑是融合的。高速缓冲存储器是有效的且通过从状态机发送的第一个PDU设置为非有效。从高速缓冲存储器被无效的时间起，高速缓冲存储器中的所有PDU至少一次被来自状态机的PDU更新。

在一个实施方式中，只有当备用PS是全部同步时才声明高速缓冲存储器是有效的。

在一个实施方式中，具有来自高速缓冲存储器的PDU生成的定时器触发。在保护PS的状态改变为有效的情况中，从被标志为有效的高速缓冲存储器发送PDU。为此，开始适当的重复定时器(并且在允许的时间段上分布)。从高速缓冲存储器创建PDU的状态从有效状态开始，假定高速缓冲存储器被标记为有效。当从网络接收到不同的PDU时或当状态机已经完全恢复时其结束。这可以通过状态机开始发送PDU给网络的事实识别。第一PDU能够被用作触发器以停止高速缓冲存储器的活动，因为状态机能够在需要的时间间隔中发送出去所有剩余的PDU。

图8图解了分布式的高速缓冲存储器的典型实施方式。这个实例示出了不同于系统中单个消息高速缓冲存储器，消息高速缓冲存储器可能是如何分布在系统中的。在这个实例中，周期性消息高速缓冲存储器810分布在两个输入/输出(I/O)部件(pack)802上。I/O部件的数目当然不局限于两个。每个I/O部件802包括分组转发硬件810和板控制器808。本地节点804包括分组转发硬件812和一个或多个中心分组控制平面处理器814。中心分组控制平面处理器814发送更新给I/O部件802的板控制器808上的周期性消息高速缓冲存储器810。周期性消息高速缓冲存储器810通过I/O部件802中的分组转发硬件810发送输出周期性消息。以这种方式，在控制平面状态机不可用或故障时，周期性消息高速缓冲存储器810模仿控制平面协议。应用协议包括任何具有不变内容的周期性输出消息的协议，例如(R)STP，GVRP，RSVP，开放最短路径优先(OSPF)，中间系统对中间系统(IS-IS或ISIS)，Y.1711，FFD等。当然，消息高速缓冲存储器可能为许多不同的系统架构广泛地以许多其他方式执行。例如，消息高速缓冲存储器可能在一些硬件刀片(hardware blade)上，在一些计算机处理单元(CPU)上，在同一个CPU中的一些线程上，在FPGA，ASIC等中。

本发明的实施方式可能在网络系统的一个或多个计算机中执行。每个计算机包括处理器和用于存储多种程序和数据的存储器。存储器可能还存储支持程序的操作系统。处理器和常规支持电路，以及帮助执行存储在存储器中的软件程序的电路协作，常规支持电路例如电源，时钟电路，高速缓冲存储器等。同样的，能够预期这里讨论的一些用软件方法实现的步骤能够在硬件内执行，例如和处理器协作执行多个方法步骤的电路。计算机也包括输入/输出(I/O)电路，其构成与计算机通信的多个功能单元间的接口。本发明的实施方式也可以在硬件或固件中执行，如FPGA或ASIC中。

本发明可能实现为计算机程序产品，其中当计算机处理计算机指令时适配计算机的操作以便调用或以其他方式提供本发明的方法和/或技术。调用本发明的方法的指令可能存储在固定或可移动的介质中，通过广播介质或其他信号承载的媒介中的数据流传输，和/或存储在根据指令进行操作的计算设备内的工作存储器中。

尽管前面的描述针对本发明的多种实施方式，但是可以在不脱离本发明的基本范围的情况下设计其它更多的本发明的实施方式。同样地，本发明的适当范围由下面的权利要求所确定。

Claims (10)

1、一种在本地节点运行中断期间提供不间断的网络控制消息生成的方法，

包括：

从协议状态机接收多个发送消息；

转发该发送消息给网络中的多个节点；

从节点接收多个接收消息；

在缓冲器中存储发送和接收的消息；以及

协议状态机刚一故障，只要缓冲器保持有效，发送消息给节点和从节点接收消息。

2、根据权利要求1的方法，其中消息被周期性地发送给节点。

3、根据权利要求1的方法，还包括：

基于缓冲器中发送和接收的消息和故障后从节点接收到的消息确定缓冲器是否有效。

4、根据权利要求1的方法，还包括：

协议状态机刚一故障就切换到备用的协议状态机，备用协议状态机包括另一个包含发送和接收的消息的复本的缓冲器。

5、一种用于在本地节点运行中断期间提供不间断的网络控制消息生成的系统，包括：

协议状态机，用于生成多个消息；

消息高速缓冲存储器，用于从协议状态机接收消息并将消息转发给网络中的多个节点，消息高速缓冲存储器在至少一个缓冲器中存储发送到节点的消息和从节点接收到的消息；

其中协议状态机刚一故障，只要消息高速缓冲存储器保持有效，消息高速缓冲存储器发送消息给节点和从节点接收消息。

6、根据权利要求5的系统，其中消息高速缓冲存储器包括定时器，用于发送周期性消息给节点。

7、根据权利要求5的系统，其中消息高速缓冲存储器包括状态控制，用于确定消息高速缓冲存储器是否有效。

8、根据权利要求7的系统，其中协议状态机是工作者协议状态机，消息高速缓冲存储器是工作者消息高速缓冲存储器，并且工作节点包括工作者协议状态机和工作者消息高速缓冲存储器；并进一步包括：

保护节点，包括保护协议状态机和保护消息高速缓冲存储器；

其中，工作者协议状态机刚一故障，保护状态机就能够变为有效。

9、根据权利要求7的系统，其中当工作者协议状态机是有效时，保护消息高速缓冲存储器复制工作者消息高速缓冲存储器。

10、一种存储了指令的计算机可读介质，用以执行在本地节点运行中断期间提供不间断的网络控制消息生成的方法，该方法包括：

从协议状态机接收多个发送消息；

转发该发送消息给网络中的多个节点；

从节点接收多个接收消息；

在缓冲器中存储发送和接收的消息；以及

协议状态机刚一故障，只要消息高速缓冲存储器保持有效，发送消息给节点和从节点接收消息。

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