CN101483608A - Eaps环网拓扑结构自动发现方法 - Google Patents

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何三波
罗向征
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Abstract

本发明涉及以太网环网自动保护交换(EAPS)协议。本发明针对EAPS环网的特点，公开了一种EAPS环网拓扑结构自动发现方法。本发明的技术方案是，拓扑请求发起节点周期性发送拓扑请求报文，拓扑请求报文在EAPS环网中传输过程中，各个节点收到拓扑请求报文后，对拓扑请求报文中的相关字段修改后进行转发，并根据自身节点信息构建拓扑应答报文返回拓扑请求发起节；拓扑请求发起节点接收到拓扑应答报文后，根据其中信息，将该拓扑请求应答节点的拓扑信息，保存在发送拓扑请求报文端口的拓扑信息列表中的对应位置。本发明用于EAPS环网，每一个节点都可以在自己的列表中自动建立完整的网络拓扑信息，为网络管理提供了方便。

Description

EAPS环网拓扑结构自动发现方法
技术领域
本发明涉及以太网技术和以太网环网自动保护交换(Ethernet Automatic ProtectionSwitching简写为EAPS)协议。
背景技术
传统EAPS环网技术中，EAPS环由一个主节点(Master)及若干传输节点(Transit)构成，其典型结构如图1所示。现有EAPS环网技术中，主节点上不知道EAPS环网有哪些传输节点；在任意传输节点上也不知道主节点的信息和其它传输节点的信息。这样不方便用户对EAPS环网进行管理。
EAPS环网技术与RPR、MSTP等环网技术相比，结构更加简单。RPR、MSTP等环网技术中的拓扑发现方法不能适应EAPS环网的结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是针对EAPS环网的特点，提供一种EAPS环网拓扑结构自动发现方法，方便用户管理网络。
本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，EAPS环网拓扑结构自动发现方法，其特征在于，所述EAPS环网中，每个节点连接环网的两个端口分别对应一个拓扑信息列表；每个节点均可作为拓扑请求发起节点或拓扑请求应答节点；具体包括以下步骤：
a、拓扑请求发起节点根据其EAPS节点信息和EAPS端口信息构建拓扑请求报文，并周期性地通过两个端口发送所述拓扑请求报文；
b、拓扑请求应答节点收到其它节点的拓扑请求报文后，修改其中生存时间信息，从另外一个端口转发修改过生存时间信息的拓扑请求报文，根据自身EAPS节点信息、接收拓扑请求报文的端口信息、拓扑请求报文转发端口信息以及修改后的拓扑请求报文构建拓扑应答报文，并从接收拓扑请求报文的端口发送出去；
c、拓扑请求发起节点接收到拓扑应答报文后，根据其中生存时间信息，将该拓扑请求应答节点的拓扑信息，保存在发送拓扑请求报文端口的拓扑信息列表中的对应位置。
具体的，步骤b中所述修改生存时间信息，是将拓扑请求报文中的生存时间信息加1。
进一步的，还包括以下步骤：
d、拓扑请求发起节点接收到自己发送的拓扑请求报文后，记录拓扑请求报文中的生存时间信息，检测拓扑结构的完整性；
具体的，步骤d所述检测拓扑结构的完整性是指：拓扑请求发起节点将记录的生存时间信息与其拓扑信息列表中的节点数进行比较，若相同，并且每个节点的位置在所述拓扑列表中连续，则说明拓扑结构是完整的；
进一步的，所述拓扑请求报文采用标准EAPS报文格式，由标准EAPS报文字段和信息头部字段构成；
进一步的，所述拓扑应答报文采用标准EAPS报文格式，由标准EAPS报文字段、信息头部字段和信息字段构成。
本发明的有益效果是，EAPS环网中，每一个节点都可以在自己的列表中自动建立完整的网络拓扑信息，为网络管理提供了方便。
附图说明
图1是现有技术EAPS环网结构示意图；
图2a是拓扑请求报文结构示意图；
图2b是标准EAPS报文结构示意图；
图2c是信息头部字段结构示意图；
图3a是拓扑应答报文结构示意图；
图3b是标准EAPS报文结构示意图；
图3c是信息头部字段结构示意图；
图3d是信息字段结构示意图；
图4是拓扑结构信息搜集原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。
本发明的EAPS环网结构如图1所示，EAPS环网每个节点的P端口和S端口分别对应一个拓扑信息列表，每一节点均可作为拓扑请求发起节点或拓扑请求应答节点。本发明的EAPS环网拓扑结构的发现具体包括以下步骤：
a、拓扑请求发起节点根据其EAPS节点信息和EAPS端口信息构建拓扑请求报文，并周期性地通过两个端口发送所述拓扑请求报文；
b、拓扑请求应答节点收到其它节点的拓扑请求报文后，修改其中生存时间信息，从另外一个端口转发修改过生存时间信息的拓扑请求报文，根据自身EAPS节点信息、接收拓扑请求报文的端口信息、拓扑请求报文转发端口信息以及修改后的拓扑请求报文构建拓扑应答报文，并从接收拓扑请求报文的端口发送出去；
c、拓扑请求发起节点接收到拓扑应答报文后，根据其中生存时间信息，将该拓扑请求应答节点的拓扑信息，保存在发送拓扑请求报文端口的拓扑信息列表中的对应位置。
本发明的拓扑请求报文和拓扑应答报文，采用标准的EAPS报文结构，下面对其结构进行简单介绍：
拓扑请求报文，如图2a所示，由“标准EAPS报文(90Byte)+信息头部字段(20Byte)”两部分构成。
标准EAPS报文，结构如图2b所示，其中：以太头部字段中DMAC(目的MAC)字段为0180.C200.0000，任何节点收到目的地址为该地址的报文需要交到控制平面；报文长度(FLEN)是指该字段后面所有字节数，即：92；ELEN是指EAPS净荷长度，为84字节；T字段为EAPS报文的类型，为15。其它字段的定义见RFC3619。
信息头部字段，结构如图2c所示。其中：type为1；生存时间(time to live，简称ttl)字段，拓扑请求发起节点填0，以后每经过一跳加1；baseMac为拓扑请求发起节点的基MAC地址；DMAC为目的MAC地址，拓扑请求发起节点填0000.0000.0000；SMAC为发送端口的MAC地址。
拓扑应答报文，如图3a所示，由“EAPS标准报文(90Byte)+信息头部字段(20Byte)+信息字段(59Byte)”三部分构成。
标准EAPS报文字段，结构如同3b所示，其中：以太头部字段中的目的MAC地址为拓扑请求发起节点的发送端口的MAC地址，只有拓扑请求发起节点的发送端口收到目的地址为该地址的报文才交给控制平面；报文长度(FLEN)是指该字段后面所有字节数，其值为151；ELEN是指EAPS净荷长度，其值为147；T字段为EAPS报文的类型，为15。其它字段的定义见RFC3619。
信息头部字段，结构如图3c所示，其中：type为2；ttl字段填写拓扑请求发起节点与拓扑请求应答节点之间的跳数；baseMac为拓扑请求应答节点的基MAC地址；DMAC为目的MAC地址，填拓扑请求发起节点的发送端口的MAC地址，该地址从拓扑请求报文中获得；SMAC为拓扑请求应答节点发送拓扑应答报文的端口的MAC地址。
信息字段，结构如图3d所示，其中：nt字段是指拓扑请求应答节点的节点属性，如主节点、传输节点和边缘节点等，根据需要还可以扩充；host-name字段，拓扑请求应答节点的主机名；base-mac字段，拓扑请求应答节点的基MAC地址；r_a字段，拓扑请求应答节点接收拓扑请求的端口的属性；r_i字段，拓扑请求应答节点接收拓扑请求报文的接收端口的索引；r_mac字段，拓扑请求应答节点接收拓扑请求的接收端口的MAC地址；s_a字段，拓扑请求应答节点转发拓扑请求报文的端口的属性；s_i字段，拓扑请求应答节点转发拓扑请求报文的端口的索引；s_mac字段：拓扑请求应答节点转发拓扑请求报文的端口的MAC地址。
实施例
每个EAPS节点的P端口对应一个拓扑信息列表，S端口对应另一个拓扑信息列表。每个节点周期地从两个端口(P端口和S端口)发送拓扑请求报文。环上任意节点接收到其它节点的拓扑请求报文后，ttl字段加1，根据本节点的信息和拓扑请求报文中的头部信息字段构建拓扑应答报文，并且从接收端口发送给拓扑请求发起节点，并从另一个端口转发修改ttl值后的拓扑请求报文。拓扑请求发起节点收到拓扑应答报文后，根据拓扑应答报文中的ttl值把拓扑请求应答节点的信息保存在对应端口拓扑信息列表中的对应位置。保存的拓扑请求应答节点的信息是指节点类型、节点主机名、基MAC地址、两个端口的端口索引和的两个端口的MAC地址等。
若拓扑请求发起节点收到自己发送出去的拓扑请求报文，记录拓扑请求报文中ttl值，记为TTL_FIN_VAL，启动拓扑完整检测定时器，定时器超时后，根据保存的TTL_FIN_VAL检测拓扑列表的完整性。完整性检测中，若拓扑列表中节点数是TTL_FIN_VAL，且各个拓扑节点对应的位置是连续的，则说明拓扑结构是完整的。若不满足这两个条件，则说明拓扑信息还没有稳定，需要继续发送拓扑请求报文。
如图4，以传输节点3作拓扑请求发起者从P端口发送拓扑请求为例作详细说明。
传输节点3作为拓扑请求发起节点，传输节点3根据本节点的信息和P端口的信息构造拓扑请求报文。
拓扑请求报文的头部信息字段中：type为1，ttl为0；基MAC地址是传输节点3的基MAC地址；SMAC为P端口的MAC地址；DMAC为FFFF.FFFF.FFFF。
传输节点2的S端口接收到传输节点3的拓扑请求报文后，修改拓扑请求报文中拓扑头部字段中的ttl值，具体地说是加1，即修改后其值为1。然后传输节点2构建拓扑应答报文，拓扑应答报文中，标准EAPS报文中，以太头部字段中的DMAC地址为拓扑请求报文中头部信息字段中的SMAC，这里实际上是传输节点3的P端口的MAC地址。拓扑应答报文的拓扑头部字段中：type为2，ttl为1；基MAC地址是传输节点2的基MAC地址；SMAC为传输节点2的S端口的MAC地址；DMAC为拓扑请求报文中拓扑头部信息字段中的SMAC，实际上是传输节点3的P端口的MAC地址。
拓扑应答报文中，信息字段中，节点类型字段nt为2；host-name为T2；baseMac为传输节点2的基MAC地址；r_a为S端口的端口属性，r_i为S端口的端口索引；r_mac为接收端口S端口MAC地址；s_a为传输节点2转发传输节点3的拓扑请求报文的P端口的属性；s_i为传输节点2的P端口的索引；s_mac为传输节点2的P端口的MAC地址。
传输节点2从其P端口转发修改了ttl值的传输节点3的拓扑请求报文，从S端口发送拓扑应答报文。
传输节点3收到传输节点2的拓扑应答后，检测到拓扑应答报文中ttl值为1，所以把传输节点2的拓扑信息保存在拓扑列表中与1对应的位置。节点2的拓扑信息是指节点2类型、节点2主机名、基MAC地址、两个端口的端口索引和的两个端口的MAC地址等。
传输节点1、主节点、传输节点5和传输节点4与传输节点2使用相同的方法构建拓扑应答报文，对作为拓扑请求发起节点的传输节点3进行应答和转发拓扑请求报文。
传输节点3收到传输节点1、主节点、传输节点5和的拓扑应答报文后，将把它们的信息保存在拓扑列表中对应的位置。
传输节点3收到自己发出的拓扑请求报文后，为了保证传输节点3已经接收到了所有的拓扑应答报文，先记下拓扑请求报文中的ttl值为TTL_FIN_VAL。启动拓扑完整检测定时器。该定时器超时后，检测拓扑列表中的拓扑节点数为TTL_FIN_VAL，且节点信息在列表中的位置是连续的，则说明传输节点3已经发现了EAPS完整的拓扑。

Claims (10)

  1. 【权利要求1】EAPS环网拓扑结构自动发现方法，其特征在于，所述EAPS环网中，每个节点连接环网的两个端口分别对应一个拓扑信息列表；每个节点均可作为拓扑请求发起节点或拓扑请求应答节点；具体包括以下步骤：
    a、拓扑请求发起节点根据其EAPS节点信息和EAPS端口信息构建拓扑请求报文，并周期性地通过两个端口发送所述拓扑请求报文；
    b、拓扑请求应答节点收到其它节点的拓扑请求报文后，修改其中生存时间信息，从另外一个端口转发修改过生存时间信息的拓扑请求报文，根据自身EAPS节点信息、接收拓扑请求报文的端口信息、拓扑请求报文转发端口信息以及修改后的拓扑请求报文构建拓扑应答报文，并从接收拓扑请求报文的端口发送出去；
    c、拓扑请求发起节点接收到拓扑应答报文后，根据其中生存时间信息，将该拓扑请求应答节点的拓扑信息，保存在发送拓扑请求报文端口的拓扑信息列表中的对应位置。
  2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的EAPS环网拓扑结构自动发现方法，其特征在于，步骤b中所述修改生存时间信息，是将拓扑请求报文中的生存时间信息加1。
  3. 【权利要求3】根据权利要求2所述的EAPS环网拓扑结构自动发现方法，其特征在于，还包括以下步骤：
    d、拓扑请求发起节点接收到自己发送的拓扑请求报文后，记录拓扑请求报文中的生存时间信息，检测拓扑结构的完整性。
  4. 【权利要求4】根据权利要求3所述的EAPS环网拓扑结构自动发现方法，其特征在于，步骤d所述检测拓扑结构的完整性是指：拓扑请求发起节点将记录的生存时间信息与其拓扑信息列表中的节点数进行比较，若相同，并且每个节点的位置在所述拓扑列表中连续，则说明拓扑结构是完整的。
  5. 【权利要求5】根据权利要求1～4任意一项所述的EAPS环网拓扑结构自动发现方法，其特征在于，所述拓扑请求报文由标准EAPS报文和信息头部字段构成，其中信息头部字段包括生存时间信息和拓扑请求发起节点信息。
  6. 【权利要求6】根据权利要求5所述的EAPS环网拓扑结构自动发现方法，其特征在于，所述的标准EAPS报文中，以太头部字段中目的MAC字段的值为0180.C200.0000。
  7. 【权利要求7】根据权利要求5所述的EAPS环网拓扑结构自动发现方法，其特征在于，所述信息头部字段中包含以下字段：
    类型字段：其值为1；
    生存时间字段：拓扑请求发起节点填为0；以后拓扑请求报文每经过一个节点，其值加1；
    基MAC地址字段：拓扑请求发起节点的基MAC地址；
    目的MAC地址字段：拓扑请求应答节点的MAC地址，拓扑请求发起者应该填广播地址FFFF.FFFF.FFFF；
    源MAC地址：拓扑请求发起节点的发送端口的MAC地址。
  8. 【权利要求8】根据权利要求5所述的EAPS环网拓扑结构自动发现方法，其特征在于，所述拓扑应答报文由标准EAPS报文、信息头部字段和信息字段构成；其中信息头部字段包括生存时间信息和拓扑请求应答节点信息。
  9. 【权利要求9】根据权利要求8所述的EAPS环网拓扑结构自动发现方法，其特征在于，所述信息头部字段中包含以下字段：
    类型字段：其值为2；
    生存时间字段：拓扑请求发起节点和拓扑请求应答节点之间的跳数；
    基MAC地址字段：拓扑请求应答节点的基MAC地址；
    目的MAC地址字段：拓扑请求应答节点的MAC地址；
    源MAC地址：拓扑请求应答节点发送拓扑应答报文的端口的MAC地址。
  10. 【权利要求10】根据权利要求8所述的EAPS环网拓扑结构自动发现方法，其特征在于，所述信息字段中包含以下字段：
    节点属性字段：主节点为1；传输节点为2；边缘节点为3；
    主机名字段：拓扑请求应答节点的主机名字；
    基MAC地址字段：拓扑请求应答节点的基MAC地址；
    接收端口属性字段：拓扑请求应答节点接收拓扑请求报文的端口的属性；
    接收端口索引字段：拓扑请求应答节点接收拓扑请求报文的接收端口的索引；
    接收端口MAC地址字段：拓扑请求应答节点接收拓扑请求的接收端口的MAC地址；
    发送端口属性字段：拓扑请求应答节点转发拓扑请求报文的端口的属性；
    发送端口索引字段：拓扑请求应答节点转发拓扑请求报文的端口的索引；
    发送端口MAC地址字段：拓扑请求应答节点转发拓扑请求报文的端口的MAC地址。
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