CN101714939A - 一种以太环网主节点的故障处理方法及相应以太环网 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以太环网主节点的故障处理方法及相应以太环网，其中，所述故障处理方法，包括：主节点持续检测环上与其端口直接连接的链路的状态，如果检测到所述直接连接的链路出现故障时，所述主节点进行状态倒换，刷新地址转发表，并由无故障的端口发送地址刷新报文。应用本发明，主节点无需等待LINK-DOWN报文，直接处理相邻链路故障，可以减少主节点处理相邻链路故障的时间，加速环上链路切换时的收敛速度，提高了网络性能。

Description

一种以太环网主节点的故障处理方法及相应以太环网

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主节点的故障处理方法，和一种以太环网。

背景技术

在以太网的实际应用中，广泛采用了各种保护技术，实现主用路径和备用路径之间的冗余备份。当主用路径和备用路径都为完好时，阻塞备用路径的保护数据转发功能，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，实现网络正常状态下防止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传输保护数据，提高以太网的抗故障能力，并且满足切换时的收敛时间小于50ms的高实时性要求。

例如以太环网保护技术，如图1a所示，节点S1至S4都为具有以太网交换功能的节点，网络B和节点S2相连接，网络A和节点S4相连接。网络A和网络B之间进行通信。网络A和网络B之间有2条物理路径，即：网络A<->节点S4<->节点S3<->节点S2<->网络B，网络A<->节点S4<->节点S5<->节点S6<->节点S1<->节点S2<->网络B。

在应用以太网多环保护技术时，一般定义了环保护链路、主节点、传输节点、主节点的主端口和从端口，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。主节点是与环保护链路直接相连，并且在环网无故障的情况下阻塞与环保护链路直接相连的端口的数据报文转发的环上节点，该端口被称为主节点的从端口，主节点另一个不与环保护链路相连的环上端口为主端口。环上的非主节点为传输节点。如图2a所示，环网包含的节点有S1、S2、S3、S4、S5和S6，包含的链路有<S1，S2>、<S2，S3>、<S3，S4>、<S4，S5>、<S5，S6>和<S6，S1>链路。节点S1为主节点，它的12端口为主端口，11端口为从端口，与11端口直连链路<S6，S1>为环保护链路。环上除S1外的其它节点为传输节点。

当环上链路完好时，主节点阻塞从端口的数据转发功能，网络中无环路产生，防止了由于网络环路引起的“广播风暴”。如图2a所示，主节点S1阻塞了端口11的保护数据转发功能，网络B和A的通信路径为：网络B<->节点S2<->节点S3<->节点S4<->网络A。

当链路发生故障时，主节点放开从端口的数据报文转发功能，从而保障了业务的连通。如图2b所示，环上的<S2，S3>链路发生了故障，主节点S1放开了从端口11的数据报文转发功能，网络B和A新的通信路径为：网络B<->节点S2<->节点S1<->节点S6<->节点S5<->节点S4<->网络A。

在传统方案中，主节点同时通过以下两种机制来获知环上的相邻链路的故障状态。

第一种机制是：当传输节点检测到与主节点直连的链路发生故障时，该节点通过环上的无故障端口发送链路故障告警报文(LINK-DOWN)，LINK-DOWN报文经过环上链路的传输到达主节点，主节点收到LINK-DOWN报文时，认为环上链路发生了故障。如图2c所示，当主节点S1的相邻链路<S1，S2>发生故障时，节点S2检测到链路故障后，通过22端口在环上周期性地发送LINK-DOWN报文，通知主节点环上有链路发生了故障。

当主节点获知相邻链路发生故障时，放开从端口的数据报文的转发功能，刷新MAC地址转发表，并周期性地发送地址刷新报文(RING-DOWN-FLUSH-FDB)。环上的其它节点收到该报文后，更新环上端口MAC地址表。

第二种机制是：主节点周期地向主端口发送链路健康检测报文(HELLO)，如果主节点在规定的时间内收不到HELLO报文，就认为环上有链路发生故障。对于HELLO报文，它对检测故障只是一个辅助措施，主节点只有在LINK_DOWN丢失时，才运用它来判定链路故障，它的主要功能是检测环网的故障是否消失。

从上面的分析可以看出，主节点处理相邻链路故障的步骤过多，直接导致的后果是：环网的保护切换收敛时间过长。因此，提出一种主节点处理相邻链路故障的新方法是非常有意义的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以太环网主节点的故障处理方法及相应以太环网，减少了主节点处理相邻链路故障的时间。

为了解决上述问题，本发明提供了一种以太环网主节点的故障处理方法，主节点持续检测环上与其端口直接连接的链路的状态，如果检测到所述直接连接的链路出现故障时，所述主节点进行状态倒换，刷新地址转发表，并由无故障的端口发送地址刷新报文。

进一步的，所述主节点如果检测到与其主端口直接连接的非环保护链路出现故障时，阻塞所述主端口的数据报文转发，去阻塞从端口的数据报文转发，刷新地址转发表，并由所述从端口发送地址刷新报文。

进一步的，所述主节点如果检测到与其主节点的从端口直接连接的环保护链路出现故障时，保持阻塞所述从端口的数据报文转发，刷新地址转发表，并由所述主端口发送地址刷新报文。

进一步的，与发生故障的链路直接相连的传输节点收到所述地址刷新报文后，停止发送链路故障告警报文，并刷新地址转发表。

进一步的，与发生故障的链路不直接相连的传输节点收到所述地址刷新报文后，刷新地址转发表。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种以太环网，由主节点和传输节点构成，所述主节点，包括：主端口、从端口、检测模块、处理模块和发送模块；所述检测模块，用于持续检测环上与所述主端口和从端口直接连接的链路的状态，在检测到所述链路出现故障时，通知所述处理模块；所述处理模块，用于阻塞所述主端口并去阻塞所述从端口的数据报文转发，或者保持阻塞所述从端口的数据报文转发，刷新地址转发表，并将地址刷新报文传给所述发送模块；所述发送模块，用于通过所述从端口或主端口发送地址刷新报文；

与发生故障的链路直接相连的传输节点，收到所述地址刷新报文后，停止发送链路故障告警报文，并刷新地址转发表。

进一步的，所述检测模块，检测到与所述主端口直接连接的非环保护链路出现故障时，通知所述处理模块；所述处理模块，阻塞所述主端口的数据报文转发，并去阻塞从端口的数据报文转发，刷新地址转发表，并将地址刷新报文传给所述发送模块；所述发送模块，通过所述从端口发送地址刷新报文。

进一步的，所述检测模块，检测到与所述从端口直接连接的环保护链路出现故障时，通知所述处理模块；所述处理模块，保持阻塞所述从端口的数据报文转发，刷新地址转发表，并将地址刷新报文传给所述发送模块；所述发送模块，通过所述主端口发送地址刷新报文。

进一步的，与发生故障的链路不直接相连的传输节点，收到所述地址刷新报文后，刷新地址转发表。

与现有技术相比，应用本发明，主节点无需等待LINK-DOWN报文，直接处理相邻链路故障，可以减少主节点处理相邻链路故障的时间，加速环上链路切换时的收敛速度，提高了网络性能。

附图说明

图1a为以太多环网的拓扑图；

图2a为以太多环网中链路完好时的通信路径拓扑图；

图2b为以太多环网中链路故障时的通信路径拓扑图；

图2c为以太多环网中主节点的直连链路故障时的通信路径拓扑图；

图3a为以太环网主节点对其直连链路的故障处理流程图；

图3b为以太多环网中链路完好时的控制VLAN(虚拟局域网)的示意图；

图3c为以太多环网中主节点的直连链路故障时的控制VLAN的示意图；

图4为以太多环网中主节点的直连链路故障时的实际应用示意图；

图5为以太环网的主节点结构示意图。

具体实施方式

本发明为了解决传统技术方案存在的弊端，通过以下具体实施例进一步阐述本发明所述的一种以太环网主节点的故障处理方法及相应以太环网，以下对具体实施方式进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明得核心思路是：主节点直接检测与其相连的链路，如果发生故障即刻做状态倒换，阻塞该链路上主节点的相应端口，无需等待LINK-DOWN，并通过无故障从端口发送RING-DOWN-FLUSH-FDB报文。

实施例一，以太环网主节点对相邻链路的故障的处理：

参见图3a为以太环网主节点对相邻链路的故障的处理的流程图，具体步骤如下：

步骤301，在以太环网中配置主节点、环保护链路和控制VLAN。

例如在图3b中，环网包含的节点有S1、S2、S3、S4、S5和S6，包含的链路有<S1，S2>、<S2，S3>、<S3，S4>、<S4，S5>、<S5，S6>和<S6，S1>链路。节点S1为主节点，它的12端口为主端口，11端口为从端口，与11端口直连链路<S6，S1>为环保护链路。控制VLAN是环网的控制信道，环网的协议报文只能在控制VLAN中传播。控制VLAN包含环上的所有端口，并在主节点被阻断协议报文的转发。

步骤302，主节点不断地检测环上与其端口直接连接的链路(可以是环保护链路，也可以非环保护链路)的状态。

在现有技术中，环网上任何两个节点之间已存在故障检测机制，这些检测机制都已经很完善，所以本发明可以直接利用节点本身检测的信息，直接采取相应的措施，无需再采用专门的监测方法。本专利要解决的问题是原有方案没有明确指出主节点可以直接应用本身检测的信息，直接采取相应的措施，无需等待故障链路相邻的另一个节点发送故障状态信息。

步骤303，判断环上与主节点的端口直接连接的链路是否有故障，如果有，转入步骤304处理，否则处理其它事件。

步骤304，如果主节点检测到与其端口直接连接的链路出现故障时，立刻将该端口置于阻塞状态或保持阻塞状态(如果是与主端口直接连接的非环保护链路发生故障，则去阻塞该主端口的数据报文转发；如果是与从端口直接连接的环保护链路发生故障，则继续保持阻塞该从端口的数据报文转发)，主节点转入故障状态，刷新地址转发表，并通过无故障的端口(如果主端口被阻塞，则由无故障的从端口发出；如果从端口保持阻塞，则由无故障的主端口发出)发送RING-DOWN-FLUSH-FDB报文。

如图3c所示，当主节点S1的相邻链路<S1，S2>发生故障时，主节点S1阻塞12端口，打开11端口的数据报文的转发，转入故障状态，刷新地址转发表，并从11端口周期性地发送RING-DOWN-FLUSH-FDB报文。

步骤305，当环上节点收到RING-DOWN-FLUSH-FDB报文时，分两种情况处理，一种情况是收到该报文的节点是与发生故障的链路直接相连的传输节点，转至步骤306处理。另一种情况是收到该报文的节点是与发生故障的链路不直接相连的传输节点，转至步骤307处理。

步骤306，该节点停止发送LINK-DOWN报文，并刷新地址转发表。

步骤306，该节点刷新地址转发表。

实际应用举例：

在某以太多环网保护协议的保护切换中，应用了本发明的主节点处理相邻故障链路的新方法。

如图3a所示，环网包含的节点有S1、S2、S3、S4、S5和S6。节点S1为主节点，它的12端口为主端口，11端口为从端口，与11端口直连的链路<S6，S1>为环保护链路。控制VLAN是环网的控制信道，环网的协议报文只能在控制VLAN中传播。控制VLAN包含环上的所有端口，并由主节点阻断协议报文的转发。

如图4所示，主节点S1检测到的相邻链路<S1，S2>发生了单通故障时，主节点S1同时阻塞12端口发送和接收方向的数据报文转发，停止从12端口发送HELLO报文，去阻塞11端口的数据报文的转发，转入故障状态，刷新地址转发表，并从11端口在控制VLAN上向外周期性地发送RING-DOWN-FLUSH-FDB报文。

综上所述，本发明提出了一种主节点处理相邻链路的新方法，该方法可以提高了以太环网保护的切换质量和速度。本发明方法可以应用于多种以太环网的保护技术中。

实施例二，一种以太环网的主节点，如图5所示。

主节点S1，包括：主端口12、从端口11、检测模块100、处理模块101和发送模块102；

所述检测模块100，用于持续检测环上与其主端口12和从端口11直接连接的链路的状态，在检测到所述链路出现故障时，通知所述处理模块101；

所述处理模块101，用于阻塞主端口12并去阻塞从端口11的数据报文转发，刷新地址转发表，并将地址刷新报文传给所述发送模块102，或者保持阻塞从端口11的数据报文转发，刷新地址转发表，并将地址刷新报文传给所述发送模块102；

所述发送模块102，用于通过所述从端口11或主端口12发送地址刷新报文。

实施例二，一种由主节点和传输节点构成的以太环网，如图4b所示。

由发送模块102发出的地址刷新报文从无故障端口11发送到传输节点S6，S6为与发生故障的非环保护链路不直接相连的传输节点，所以仅刷新地址转发表，然后将地址刷新报文依次转发至S5、S4、S3和S2。

其中，S5、S4、S3均为与发生故障的非环保护链路不直接相连的所述传输节点，所以均仅刷新地址转发表；而S2为与发生故障的非环保护链路直接相连的传输节点，所以其停止发送LINK-DOWN报文，并刷新地址转发表。

在另一实施例中，环保护链路S1-S6发生故障，处理模块101保持阻塞从端口11的数据报文转发，刷新地址转发表，并将地址刷新报文传给所述发送模块102；由发送模块102发出的地址刷新报文从无故障端口12发送到传输节点S2，S2为与发生故障的环保护链路不直接相连的传输节点，所以仅刷新地址转发表，然后将地址刷新报文依次转发至S3、S4、S6和S6。

其中，S3、S4、S5均为与发生故障的环保护链路不直接相连的所述传输节点，所以均仅刷新地址转发表；而S6为与发生故障的环保护链路直接相连的传输节点，所以其停止发送LINK-DOWN报文，并刷新地址转发表。

所述以太环网和主节点的处理方法参照上述方法的对应流程，不再赘述。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种以太环网主节点的故障处理方法，其特征在于，主节点持续检测环上与其端口直接连接的链路的状态，如果检测到所述直接连接的链路出现故障时，所述主节点进行状态倒换，刷新地址转发表，并由无故障的端口发送地址刷新报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述主节点如果检测到与其主端口直接连接的非环保护链路出现故障时，阻塞所述主端口的数据报文转发，去阻塞从端口的数据报文转发，刷新地址转发表，并由所述从端口发送地址刷新报文。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述主节点如果检测到与其主节点的从端口直接连接的环保护链路出现故障时，保持阻塞所述从端口的数据报文转发，刷新地址转发表，并由所述主端口发送地址刷新报文。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

与发生故障的链路直接相连的传输节点收到所述地址刷新报文后，停止发送链路故障告警报文，并刷新地址转发表。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

与发生故障的链路不直接相连的传输节点收到所述地址刷新报文后，刷新地址转发表。

6.一种以太环网，由主节点和传输节点构成，其特征在于，所述主节点，包括：主端口、从端口、检测模块、处理模块和发送模块；

所述检测模块，用于持续检测环上与所述主端口和从端口直接连接的链路的状态，在检测到所述链路出现故障时，通知所述处理模块；

所述处理模块，用于阻塞所述主端口并去阻塞所述从端口的数据报文转发，或者保持阻塞所述从端口的数据报文转发，刷新地址转发表，并将地址刷新报文传给所述发送模块；

所述发送模块，用于通过所述从端口或主端口发送地址刷新报文；

与发生故障的链路直接相连的传输节点，收到所述地址刷新报文后，停止发送链路故障告警报文，并刷新地址转发表。

7.如权利要求6所述的以太环网，其特征在于，

所述检测模块，检测到与所述主端口直接连接的非环保护链路出现故障时，通知所述处理模块；

所述处理模块，阻塞所述主端口的数据报文转发，并去阻塞从端口的数据报文转发，刷新地址转发表，并将地址刷新报文传给所述发送模块；

所述发送模块，通过所述从端口发送地址刷新报文。

8.如权利要求6所述的以太环网，其特征在于，

所述检测模块，检测到与所述从端口直接连接的环保护链路出现故障时，通知所述处理模块；

所述处理模块，保持阻塞所述从端口的数据报文转发，刷新地址转发表，并将地址刷新报文传给所述发送模块；

所述发送模块，通过所述主端口发送地址刷新报文。

9.如权利要求6所述的以太环网，其特征在于，

与发生故障的链路不直接相连的传输节点，收到所述地址刷新报文后，刷新地址转发表。

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