CN101621443B - 一种以太环网保护系统的故障恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以太环网保护系统的故障恢复方法，防止由于环路中传输环保护协议的路径被阻塞使得某些节点不能快速收到环协议帧而导致切换时间过长，提高环网收敛速度。所述方法包括：在以太环网保护系统故障恢复后的切换过程中，环保护链路的控制节点阻塞与环保护链路直连的自身端口的转发被保护数据的功能，向环上发送通知恢复切换的协议帧，非环保护链路控制节点收到通知恢复切换的协议帧后，如果所述节点环上某一个或两个端口已被阻塞了环保护协议帧的转发功能，并且在收到通知恢复切换协议帧后将要打开所述端口的环保护协议帧的转发功能，则将通知恢复切换协议帧从收到的端口的环上对端端口发送出去。

Description

一种以太环网保护系统的故障恢复方法

技术领域

本发明涉及数据通信领域，更具体地涉及一种以太环网保护系统的故障恢复的处理方法。

背景技术

以太环网保护技术中，多个节点相连构成环，环上有一段链路定义为环保护链路。当环上各段链路状态都没有故障时，环保护链路转发被保护数据的功能被阻塞，节点之间被保护的业务通信数据不能通过环保护链路进行传输，防止了由于闭环引起的“广播风暴”，环上任何两个节点之间只有一条可以通信的逻辑路径。当环上有链路出现故障时，如果该故障链路不是环保护链路，则环保护链路转发被保护数据的功能被打开，节点之间的业务通信数据可以通过环保护链路，按照新的路径传输从而重新连通，保障了节点之间的通信。

例如ITU-T G.8032v1的以太环网保护技术，环上有一段链路被定义为环保护链路(RPL，Ring Protection Link)，当环路处于正常状态，该链路转发被保护数据的功能被阻塞，防止闭环产生，与RPL相连接的负责在环正常状态时阻塞RPL转发被保护数据的功能的环节点被定义为环保护链路控制节点(RPL owner)。

当环路处于正常状态，即环路中没有故障或者请求时，RPL owner将与RPL相连接的自身端口的转发被保护数据的功能阻塞，被保护的业务通信数据无法通过RPL传输，防止环路中产生闭环。如图1a所示，节点S1、S2、S3和S4相互连接形成环，节点S2和S4之间的链路定义为RPL，节点S2定义为RPL owner，当环路处于正常状态时，节点S2阻塞了与RPL相连接的端口1的转发被保护数据功能，用户1和用户2之间的被保护业务通信数据无法经过RPL传输，因此只有一条路径：用户1<->S1<->S3<->S4<->用户2，防止了闭环的产生。

当环上某段链路发生故障时，故障链路相邻的节点检测到链路故障后，阻塞与故障链路相连接端口转发被保护数据的功能，向环上持续的发送故障通知(SF，Singal Fail)帧，RPL owner收到SF帧后，获知环上发生了故障，将与RPL相连接的自身端口转发被保护数据的功能打开，被保护业务通信数据可以通过RPL传输，各个节点在切换时还需要更新地址表，被保护业务通信数据按照新的路径传输，保障了节点之间的通信。如图1b所示，节点S3和S4之间的链路发生故障，节点S3检测到链路故障后，阻塞端口2转发被保护数据的功能，持续的向环上发送SF帧，节点S4检测到链路故障后，阻塞端口1转发被保护数据的功能，持续的向环上发送SF帧，节点S2收到SF帧后，获知环上发生了故障，将端口1的转发被保护数据的功能打开，用户1和用户2之间的被保护业务通信数据可以经过RPL传输，各个节点更新地址表后，用户1和用户2之间形成新的传输路径：用户1<->S1<->S2<->S4<->用户2，保障了用户业务通信的重新连通。

当故障链路恢复后，恢复链路相邻的节点检测到链路恢复，向环上持续发送无请求(NR，No Request)帧，RPL owner收到NR帧后，获知环上有故障链路恢复，启动等待恢复(WTR，Wait to Restore)定时器，如果RPL owner没有收到比NR优先级高的请求，并且WTR定时器超时，则进行恢复切换，RPL owner重新阻塞与RPL直连的自身端口的转发被保护数据的功能，向环上持续发送RPL阻塞的NR帧，即NR(RB)帧，其中RB指RPL阻塞(RPLBlocked)，该协议帧的作用是RPL owner通知其他节点RPL已经被阻塞，并且状态为NR，对于非RPL owner节点来说，该协议帧即为通知恢复切换的协议帧，故障链路恢复的相邻节点收到NR(RB)帧后，开始恢复切换，停止发送NR帧，打开自身阻塞端口的转发被保护数据的功能，各个节点在切换时更新地址表后，被保护业务通信数据可以重新通过故障恢复链路进行传输。如图1c所示，节点S3和S4之间的链路故障发生恢复，节点S3检测到链路故障后，向环上持续发送NR帧，节点S4检测到链路故障后，也向环上持续发送NR帧，节点S2收到NR帧后，启动WTR定时器。如图1d所示，在节点S2的WTR定时器超时后，重新阻塞端口1转发被保护数据的功能，即RPL被重新阻塞，向环上持续发送NR(RB)帧，节点S3收到NR(RB)帧后，停止发送NR帧，并将端口2的转发被保护数据功能打开，节点S4收到NR(RB)帧后，停止发送NR帧，并将端口1的转发被保护数据功能打开，各个节点更新地址表后，用户1和用户2自己按照环正常状态的传输路径：用户1<->S1<->S3<->S4<->用户2，恢复到正常状态。

在ITU-T G.8032v1的以太环网保护技术中，传输环保护协议帧通道的阻塞端口与传输被保护数据的阻塞端口相同，即当某个节点将端口转发保护数据的功能阻塞后，环保护协议帧转发功能也被阻塞，如NR帧和NR(RB)帧。例如在图1c中RPL owner的WTR定时器超时后，阻塞与RPL相连接的自身端口，然后向环上发送NR(RB)。此时节点S3阻塞着端口2的被保护数据转发功能，也阻塞了环保护协议帧的转发功能，当节点S3收到NR(RB)帧，打开端口2后，节点S3才能转发被保护数据和环保护协议帧；同样节点S4阻塞着端口1的被保护数据转发功能，也阻塞了环保护协议帧的转发功能，当节点S4收到NR(RB)帧，打开端口1后，节点S4才能转发被保护数据和环保护协议帧。这样会导致节点故障后恢复和多链路故障后同时恢复的场景下，恢复链路相邻节点较长时间都收不到NR(RB)协议帧，从而不能打开阻塞端口的被保护数据转发功能，使得业务数据通信中断较长时间。

如图1e所示，节点S3发生故障后重新启动开始恢复，节点S1检测到端口2相连链路恢复后向环上发送NR帧，节点S4检测到端口1相连接链路恢复后也向环上发送NR帧，RPL owner节点S2收到NR帧后，启动WTR定时器，在WTR定时器超时之前，节点S1的端口2、节点S4的端口1、节点S3的端口1和2都将被保护数据转发功能和环保护协议帧转发功能阻塞，用户1和用户2之间可以通过PRL传输正常通信。当RPL owner节点S2的WTR定时器超时后，如图1f所示，节点S2阻塞与RPL相连接的端口1的被保护数据转发功能，向环上持续发送NR(RB)帧，节点S1收到NR(RB)帧后，将端口2的被保护数据转发功能和环保护协议帧转发功能打开，但是由于节点S1在收到NR(RB)帧时，端口2正处于阻塞状态，因此节点S1无法转发这个收到的NR(RB)帧，节点S4收到NR(RB)帧后，并将端口1的被保护数据转发功能和环保护协议转发功能打开，但是也无法转发这个收到的NR(RB)帧。节点S2第一次向环上发出的两个NR(RB)都无法到达节点S3，只有当节点S1或者S4将端口的环保护协议帧转发功能打开后，节点S3才能收到RPL owner发出的NR(RB)帧进行切换，如图1g所示。在RPL owner已经阻塞RPL的被保护数据转发功能后，节点S3没有打开端口的数据转发功能时，用户1和用户2之间的业务通信都会中断，而节点S3只能通过收到后续的NR(RB)来切换，切换时间较晚，导致用户1和用户2自己的业务通信中断较长时间。在环上出现多点故障后同时恢复时，也会存在相似问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以太环网保护系统的故障恢复方法，防止由于环路中传输环保护协议的路径被阻塞使得某些节点不能快速收到环协议帧而导致切换时间过长，提高环网收敛速度。

当以太环网保护系统进行故障的恢复切换时，如果收到通知恢复切换协议帧的环节点是非环保护链路的控制节点，并且该节点阻塞了某一个或者两个环端口的环保护协议帧转发功能，并且该节点在接收到通知恢复切换协议帧后将要打开环端口的环保护协议帧转发功能，则该节点需要将通知恢复切换的协议帧从另外一个端口发送出去，使得环保护链路的控制节点发出的通知其他节点恢复切换的协议帧可以尽快被每个节点接收到。这样就防止了由于环路中传输环保护协议的路径被阻塞使得某些节点不能快速收到环协议帧而导致切换时间过长。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种以太环网保护系统的故障恢复方法，包括：

在以太环网保护系统故障恢复后的切换过程中，环保护链路的控制节点阻塞与环保护链路直连的自身端口的转发被保护数据的功能，向环上发送通知恢复切换的协议帧，非环保护链路控制节点收到通知恢复切换的协议帧后，如果所述节点环上某一个或两个端口已被阻塞了环保护协议帧的转发功能，并且在收到通知恢复切换协议帧后将要打开所述端口的环保护协议帧的转发功能，则将通知恢复切换协议帧从收到的端口的环上对端端口发送出去。

进一步地，所述方法进一步包括：

(a)以太环网保护系统在进行故障恢复切换的过程中，当环保护链路的控制节点进行恢复切换时，阻塞与环保护链路直连的自身端口的转发被保护数据的功能，向环上发送通知恢复切换的协议帧通知其他节点进行恢复切换；

(b)非环保护链路控制节点收到通知恢复切换协议帧后，判断如果本节点环上一个或两个端口的环保护协议帧的转发功能在恢复切换前被阻塞，并且在恢复切换时将被打开，则将收到的通知恢复切换协议帧从该节点另一环上端口发送出去，执行下一步，否则直接执行下一步；

(c)所述非环保护链路控制节点根据环网保护协议进行恢复切换。

进一步地，根据状态机判断某端口的环保护协议帧的转发功能是否将要被打开。

进一步地，本发明适用于以下场景中的一种或两种：节点故障后恢复的场景、多链路故障后同时恢复的场景。

进一步地，本发明适用于以下场景中的一种或两种：节点故障后恢复的场景、多链路故障后同时恢复的场景。

由上可见，运用本发明的以太环网保护的故障恢复方法，虽然某些节点阻塞了环保护协议帧的转发功能，但是阻塞节点又发送了通知恢复协议帧，使得该协议帧可以快速到达每个节点。这样可以防止环保护链路控制节点发出的通知恢复协议帧不能被转发而导致恢复切换时间过长，较大提高了环网收敛速度。

附图说明

图1a为环状态为正常时的拓扑图；

图1b为环上出现单链路故障时的拓扑图；

图1c为环上出现单链路故障后开始恢复时的拓扑图；

图1d为环上出现单链路故障后恢复并进行恢复切换时的拓扑图；

图1e为环上出现单节点故障后开始恢复时的拓扑图；

图1f为环上出现单节点故障后恢复并进行恢复切换时的拓扑图；

图1g为环上出现单节点故障后恢复并完成恢复切换时的拓扑图；

图2为本发明具体实施流程图；

图3a、3b、3c为本发明在单环保护中节点故障后恢复切换的具体应用；

图4a、4b、4c为本发明在单环保护中多链路故障后同时恢复并进行切换的具体应用；

图5a、5b、5c为本发明在多环保护中节点故障后恢复切换的具体应用。

具体实施方式

由于传输环保护协议帧通道的阻塞端口与传输被保护数据的阻塞端口相同，如果仅简单的让各个端点都转发NR(RB)可能会导致协议帧形成环路，本发明的技术构思是：在以太环网保护系统故障恢复后的切换过程中，环保护链路的控制节点阻塞与环保护链路直连的自身端口的转发被保护数据的功能，向环上发送通知恢复切换的协议帧即NR(RB)帧，非环保护链路控制节点收到通知恢复切换的协议帧后，如果该节点环上某一个或两个端口已被阻塞了环保护协议帧的转发功能，并且在收到通知恢复切换协议帧后将要打开所述端口的环保护协议帧的转发功能，则将通知恢复切换协议帧从收到的端口的环上对端端口发送出去。

本发明特别适用于以下场景中的一种或两种：节点故障后恢复的场景、多链路故障后同时恢复的场景。

下面参考图2，详细说明本发明的具体实施方式。

步骤201，以太环网保护系统发生故障恢复事件后，进行恢复切换；

步骤202，当环保护链路的控制节点进行恢复切换时，阻塞与环保护链路直连的自身端口的转发被保护数据的功能，向环上发送通知恢复切换的协议帧通知其他节点进行恢复切换，以及根据协议进行一些其他操作；

步骤203，非环保护链路控制节点收到步骤202中的通知恢复切换协议帧；

步骤204，如果步骤203中的节点环上一个或两个端口的环保护协议帧转发功能在恢复切换前被阻塞，并且在恢复切换时将被打开，则进入步骤205，否则进行步骤206；

可以根据状态机判断某端口的环保护协议帧的转发功能是否将要被打开。

步骤205，步骤203中的节点将收到的通知恢复切换协议帧从该节点另一环上端口发送出去；

步骤206，步骤203中的节点根据环网保护协议进行恢复切换。

实际应用举例：

在环网保护系统中，单环保护中节点故障后恢复切换时，应用上述方法，如图3a所示，节点S1、S2、S3、S4和S5相连接构成单环，节点S1和S5之间的链路为环保护链路，节点S1为环保护链路的控制节点，节点S3发生故障后恢复，环网保护系统进行恢复切换，首先节点S1阻塞与环保护链路相连的端口1后向环上发送NR(RB)帧通知其他节点进行恢复切换。节点S2在端口1收到NR(RB)帧后，由于节点S2端口2的环保护协议帧转发功能在恢复切换前被阻塞，在恢复切换时将被打开，NR(RB)帧无法通过节点S2转发传给S3，根据本发明方法，节点S2将端口1收到的NR(RB)帧从端口2发送出去，节点S4也根据本发明方法做类似的发送协议帧操作，如图3b所示。每个非环保护链路控制节点都可以尽快的收到的NR(RB)帧，可以根据环保护协议进行恢复切换，打开阻塞端口的被保护数据转发功能，使得用户1和用户2之间的通信按照正常状态的路径传输，尽量的加快了切换速度，减少业务中断时间，如图3c所示。

单环保护中多链路故障后同时恢复并进行切换时，应用本发明方法。如图4a所示，节点S1、S2、S3、S4和S5相连接构成单环，节点S1和S5之间的链路为环保护链路，节点S1为环保护链路的控制节点，节点S2和S3之间的链路以及节点S4和S5之间的链路发生故障后同时恢复，环网保护系统进行恢复切换，首先节点S1阻塞与环保护链路相连的端口1后向环上发送NR(RB)帧通知其他节点进行恢复切换。节点S2在端口1收到NR(RB)帧后，由于节点S2端口2的环保护协议帧转发功能在恢复切换前被阻塞，在恢复切换时将被打开，NR(RB)帧无法通过节点S2转发传给S3，根据本发明方法，节点S2将端口1收到的NR(RB)帧从端口2发送出去，节点S5也根据本发明方法做类似的发送协议帧操作，节点S3和S4收到NR(RB)后也根据本发明方法发送环协议帧，如图4b所示。每个非环保护链路控制节点都可以尽快的收到的NR(RB)帧，可以根据环保护协议进行恢复切换，打开阻塞端口的被保护数据转发功能，使得用户1和用户2之间的通信按照正常状态的路径传输，尽量的加快了切换速度，减少业务中断时间，如图4c所示。

多环保护中节点故障后恢复切换时，应用本发明方法。如图5a所示，环1和环2相交构成多环，节点S1和S2之间的链路为环1的环保护链路，节点S2为环1的环保护链路的控制节点，节点S4和S8之间的链路为环2的环保护链路，节点S8为环2的环保护链路的控制节点，节点S6发生故障后恢复，环2进行恢复切换，首先节点S8阻塞与环2的环保护链路相连的端口1后向环上发送NR(RB)帧通知其他节点进行恢复切换。节点S7在端口2收到NR(RB)帧后，由于节点S7端口1的环保护协议帧转发功能在恢复切换前被阻塞，在恢复切换时将被打开，NR(RB)帧无法通过节点S7转发传给S6，根据本发明方法，节点S7将端口2收到的NR(RB)帧从端口1发送出去，节点S6、S5也根据本发明方法做类似的发送协议帧操作，如图5b所示。每个非环保护链路控制节点都可以尽快的收到的NR(RB)帧，可以根据环保护协议进行恢复切换，打开阻塞端口的被保护数据转发功能，使得用户1和用户2之间的通信按照正常状态的路径传输，尽量的加快了切换速度，减少业务中断时间，如图5c所示。

综上所述，根据本发明方法，以太环网保护系统进行故障的恢复切换时，每个节点能够快速收到通知恢复切换的协议帧从而根据环保护协议进行恢复切换，加快了故障恢复时的切换速度，防止了恢复切换时业务中断时间过长导致的故障，本发明方法可以应用于单环和多环保护系统中。

Claims (5)

1.一种以太环网保护系统的故障恢复方法，其特征在于，包括：

在以太环网保护系统故障恢复后的切换过程中，环保护链路的控制节点阻塞与环保护链路直连的自身端口的转发被保护数据的功能，向环上发送通知恢复切换的协议帧，非环保护链路控制节点收到通知恢复切换的协议帧后，如果所述非环保护链路控制节点环上某一个或两个端口已被阻塞了环保护协议帧的转发功能，并且在恢复切换时将要打开所述端口的环保护协议帧的转发功能，则将通知恢复切换协议帧从收到的端口的环上对端端口发送出去。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

(a)以太环网保护系统在进行故障恢复切换的过程中，当环保护链路的控制节点进行恢复切换时，阻塞与环保护链路直连的自身端口的转发被保护数据的功能，向环上发送通知恢复切换的协议帧通知其他节点进行恢复切换；

(b)非环保护链路控制节点收到通知恢复切换协议帧后，判断如果本节点环上一个或两个端口的环保护协议帧的转发功能在恢复切换前被阻塞，并且在恢复切换时将被打开，则将收到的通知恢复切换协议帧从收到的端口的环上对端端口发送出去，执行下一步，否则直接执行下一步；

(c)所述非环保护链路控制节点根据环网保护协议进行恢复切换。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

根据状态机判断某端口的环保护协议帧的转发功能是否将要被打开。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

本发明适用于以下场景中的一种或两种：节点故障后恢复的场景、多链路故障后同时恢复的场景。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

本发明适用于以下场景中的一种或两种：节点故障后恢复的场景、多链路故障后同时恢复的场景。

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