CN101741670A - 一种多环以太网的保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多环以太网的保护方法，该方法包括：设置多环以太网，使所述多环以太网为没有公共链路的各个子集；所述多环以太网中的每个子集各自对以太网的保护倒换进行控制。采用本发明的方法，避免了多环以太网中出现闭环所导致的网络风暴问题，实现了多环以太网的保护。

Description

一种多环以太网的保护方法

技术领域

本发明涉及以太网保护技术，尤其涉及一种多环以太网的保护方法。

背景技术

随着以太网向着多业务承载方向的发展，特别是一些业务对网络的可靠性、实时性要求越来越高，以太网广泛采用了环形的组网，从而提高了网络的可靠性。并且在这种环形组网的保护方案中，通常要求快速保护倒换能达到50ms以下。目前，这种快速保护倒换的技术可以基于互联网工程任务组(IETF，Internet Engineering Task Force)的RFC3619协议，以及国际电信联盟(ITU-T，International Telecommunication Union)的G.8032v1协议来实现。

基于上述协议，特别是基于G.8032v1协议的以太网保护技术主要应用于单环拓扑组网的以太网保护，能有效地解决单环拓扑组网中存在的网络风暴问题。这里，就网络风暴而言，如果以太网中存在闭环，则根据以太网的转发原理，数据帧比如广播帧和未知单播帧将在闭环中持续循环的传输。由于无法中止循环，过多数据帧的传输会导致网络带宽的大量占用、甚至网络阻塞。这种现象就是网络风暴。然而，目前的以太网多数是以多环拓扑组网的，多环拓扑组网构成的多环以太网通常由多个单环相交而成来组网，且多个单环之间存在公共链路。正因为多个单环之间存在公共链路，因此，将单环拓扑组网的以太网保护技术直接应用于多环以太网，虽然可以避免多环以太网中的每个单环存在闭环，但是就多环以太网整体而言，会在该多环以太网中产生新的闭环，从而出现新的网络风暴。目前，针对如何避免多环以太网中出现闭环所导致的网络风暴问题，尚没有有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多环以太网的保护方法，避免了多环以太网中出现闭环所导致的网络风暴问题，实现了对多环拓扑组网的多环以太网的保护。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多环以太网的保护方法，该方法包括以下步骤：

设置多环以太网，使所述多环以太网为没有公共链路的各个子集；

所述多环以太网中的每个子集各自对以太网的保护倒换进行控制。

其中，所述设置多环以太网，使所述多环以太网为没有公共链路的各个子集具体为：

划分多环以太网为没有公共链路的多个子集；所述子集分为主环和子环，所述主环和所述子环归属于所述子集。

其中，所述每个子集各自对以太网的保护倒换进行控制的过程具体为：

A1、当所述主环对以太网的保护倒换进行控制时，阻塞或打开主环的环保护链路所属节点的端口；

A2、当所述子环对以太网的保护倒换进行控制时，阻塞或打开子环的环保护链路所属节点的端口。

其中，该方法还包括：进一步设置多环以太网，使所述多环以太网中的各个子集之间没有公共链路，且具有公共节点；

所述公共节点获取到指示环归属的标识时，如果根据所述指示环归属的标识判断当前子集为所述主环，则执行A1；如果根据指示环归属的标识判断当前子集为所述子环，则执行A2。

其中，当所述指示环归属的标识以本地请求的格式封装时，所述根据指示环归属的标识进行判断具体为：

根据指示环归属的标识与所属子集保护协议的对应关系，通过指示环归属的标识定位到相对应的子集保护协议；如果所述子集保护协议为主环的环保护协议，则判断当前子集为所述主环；如果所述子集保护协议为子环的环保护协议，则判断当前子集为所述子环。

其中，所述指示环归属的标识为：环标识、或者环上的链路标识。

其中，当所述指示环归属的标识以远程协议帧的格式封装时，所述根据指示环归属的标识进行判断具体为：根据指示环归属的标识与所属子集保护协议的对应关系，通过指示环归属的标识定位到相对应的子集保护协议；如果所述子集保护协议为主环的环保护协议，则判断当前子集为所述主环；如果所述子集保护协议为子环的环保护协议，则判断当前子集为所述子环；所述指示环归属的标识为：环标识、或者环上的链路标识；或者，

远程协议帧的帧标识用以标识当前子集，根据远程协议帧的帧标识来判断当前子集为主环或子环；或者，

根据所述远程协议帧上报的端口所属节点，来判断当前子集为主环或子环。

本发明设置多环以太网，使多环以太网中的各个子集之间没有公共链路；多环以太网中的每个子集各自对以太网的保护倒换进行控制。

由于本发明基于使多环以太网中多个子集之间无公共链路的原则来拓扑划分以太网，并通过拓扑划分将公共链路规定只由一个子集保护，防止了多环以太网中公共链路被多个单环保护，避免了多环以太网中公共链路故障时，导致多个单环的环保护链路所属节点打开原先阻塞的端口，在多环以太网中形成新的闭环，从而导致多环以太网中新的网络风暴问题。采用本发明，实现了对多环以太网的保护，而且操作简便，效率高。

附图说明

图1为单环以太网的拓扑组网示意图；

图2为链路正常时应用单环拓扑组网的以太网保护技术的运行示意图；

图3为链路故障时应用单环拓扑组网的以太网保护技术的运行示意图；

图4为单环拓扑组网的以太网保护技术应用于多环以太网时产生闭环的运行示意图；

图5为本发明方法的实现流程示意图；

图6为实施例一多环以太网链路正常时应用本发明方法的运行示意图；

图7为实施例一主环链路故障时应用本发明方法的运行示意图；

图8为实施例一子环链路故障时应用本发明方法的运行示意图；

图9为实施例二多环以太网链路正常时应用本发明方法的运行示意图；

图10为实施例二子环公共链路单向故障时应用本发明方法的运行示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：基于使多环以太网中多个子集之间无公共链路的原则来设置以太网，避免了多环以太网中出现闭环所导致的网络风暴问题，实现了对多环拓扑组网的多环以太网的保护。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

以下将现有技术和本发明进行对比阐述，以更好地体现本发明相对于现有技术的优点。

就现有技术而言，如图1所示，网络10是以单环拓扑组网的单环以太网，网络10由节点11、节点12、节点13、节点14，以及这四个节点之间的链路组成。其中，每个节点都是支持以太网功能的设备，可以是以太网交换机、或者支持以太网功能的其它设备。被保护数据19在通过网络10从节点12转发到节点14时有两条传输路径，分别是节点12->节点13->节点14，以及节点12->节点11->节点14。可见，被保护数据19在网络10中传输时存着两条传输路径，一直循环传输且无法中止，那么在这种情况下，被保护数据19的传输会导致网络带宽的大量占用、甚至网络阻塞。这种情况即为：以太网中存在闭环所导致的网络风暴问题。

针对单环拓扑组网的以太网保护技术而言，在网络10中运行以太网保护协议后，在环上链路都是完好时，令网络10中的一个节点阻塞该节点上与链路相交的一个相邻环上的端口，使被保护数据19不能通过这个端口，以防止以太网中闭环导致的网络风暴。其中，这个在环上链路正常时阻塞一个相邻环上端口的节点称为环保护链路所属节点。举例来说，如图2所示，可以将节点11作为网络10中的环保护链路所属节点，当环上链路都为正常时，节点11上与链路相交的端口21是打开的，而节点11上与链路相交的端口22是阻塞的，以保证网络10中只有一条传输路径，即防止被保护数据19形成闭环，则被保护数据19通过网络10从节点12转发到节点14时的传输路径仅为：节点12->节点13->节点14。如图3所示，节点13和节点14之间的环上链路发生了故障，当节点13或者节点14检测到该故障后，会分别向环上发送链路故障告警帧，即图3中分别以31a和31b标记的链路故障告警帧，当节点11收到任一个链路故障告警帧后，打开原先阻塞的端口22，因此被保护数据19在网络10中的传输路径重新连通，被保护数据19在网络10中新的传输路径为：节点12->节点11->节点14。可见，传输路径重新连通后，网络10中仍然只有一条传输路径，从而有效的防止了被保护数据19形成闭环所导致的网络风暴问题。

但是，单环拓扑组网的以太网保护技术不能直接应用于多环以太网的保护，其原因在于：多环拓扑组网构成的多环以太网通常由多个单环相交而成来组网，且存在属于多个单环的公共链路。正因为多个单环之间存在公共链路，当属于多个单环的公共链路发生故障时，多个单环都会采用单环拓扑组网的以太网保护技术进行保护，即为：每个单环打开原先环保护链路所属节点上阻塞的端口，就多环以太网整体而言，会在该多环以太网中形成一个新的以太网闭环。

举例来说，如图4所示，网络40是由单环40a和单环40b相交组成的多环以太网。其中，单环40a由节点41、节点42、节点43、节点44、节点45，以及这五个节点之间的链路组成；节点41为单环40a的环保护链路所属节点，当单环40a的环上链路都为正常时，节点41上与链路相交的端口48是阻塞的，以保证单环40a中只有一条传输路径，以避免形成闭环。单环40b由节点43、节点44、节点45、节点46、节点47，以及这五个节点之间的链路组成；节点47为单环40b的环保护链路所属节点，当单环40b的环上链路都为正常时，节点47上与链路相交的端口49是阻塞的，以保证单环40b中只有一条传输路径，以避免形成闭环。可见，如图4所示，单环40a和单环40b的公共节点为节点43和节点45，公共链路为节点43、节点44和节点45之间的链路。那么，就单环40a而言，当节点44和节点45之间的链路发生故障时，在单环40a中，根据单环拓扑组网的以太网保护技术，节点44和节点45会分别向单环40a上发送链路故障告警帧，当节点41收到任一个链路故障告警帧后，打开原先阻塞的端口48，使被保护数据可以从端口48通过，则被保护数据的传输路径重新连通后，单环40a中仍然只有一条传输路径，从而有效的防止了被保护数据形成闭环所导致的网络风暴问题。同样的，就单环40b而言，当节点44和节点45之间的链路发生故障时，在单环40b中，根据单环拓扑组网的以太网保护技术，节点44和节点45会分别向单环40b上发送链路故障告警帧，当节点47收到任一个链路故障告警帧后，打开原先阻塞的端口49，使被保护数据可以从端口49通过，则被保护数据的传输路径重新连通后，单环40b中仍然只有一条传输路径，从而有效的防止了被保护数据形成闭环所导致的网络风暴问题。然而，在端口48和端口49被打开后，网络40中形成了可双向传输的两条传输路径，形成了一个新的闭环，即为：节点41<->节点42<->节点43<->节点47<->节点46<->节点45<->节点41，从而新的闭环的形成将会导致网络40出现新的网络风暴问题。综上所述，由于单环拓扑组网的以太网保护技术直接应用于多环以太网，会在该多环以太网中产生新的闭环，从而出现新的网络风暴。因此，需要研究可以直接应用于多环以太网的保护技术，而本发明应运而生，采用本发明，操作简便，能避免了多环以太网中出现闭环所导致的网络风暴问题，实现了对多环拓扑组网的多环以太网的保护。

以下对本发明所采用的多环以太网的保护技术进行具体阐述。

如图5所示，一种多环以太网的保护方法，该方法包括以下步骤：

步骤101、设置多环以太网，使多环以太网中的各个子集之间没有公共链路。

这里，步骤101的具体处理过程为：设置比如拓扑划分多环以太网为没有公共链路的多个子集；子集分为主环和子环，主环和子环归属于该拓扑划分的子集。将多环以太网拓扑划分为主环和子环后，主环和子环之间没有公共链路，即主环和子环都为多环以太网的子集。

步骤102、多环以太网中的每个子集各自对以太网的保护倒换进行控制。

这里，步骤102的具体处理过程为：

步骤1021、当主环对以太网的保护倒换进行控制时，阻塞或打开主环的环保护链路所属节点的端口。

具体来说，最初，当主环上的链路都为正常时，一般将该主环的环保护链路所属节点的端口阻塞，以避免该主环中被保护数据的传输存在两条传输路径，从而防止闭环所导致的网络风暴。之后，当主环上的链路故障时，该主环的环保护链路所属节点收到链路故障告警帧后，打开原先阻塞的该主环的环保护链路所属节点的端口，使被保护数据可以从该主环的环保护链路所属节点的端口通过。则被保护数据的传输路径重新连通后，主环中仍然只有一条传输路径，从而有效的防止了被保护数据形成闭环所导致的网络风暴问题。

步骤1022、当子环对以太网的保护倒换进行控制时，阻塞或打开子环的环保护链路所属节点的端口。

具体来说，最初，当子环上的链路都为正常时，一般将该子环的环保护链路所属节点的端口阻塞，以避免该子环中被保护数据的传输存在两条传输路径，从而防止闭环所导致的网络风暴。之后，当子环上的链路故障时，该子环的环保护链路所属节点收到链路故障告警帧后，打开原先阻塞的该子环的环保护链路所属节点的端口，使被保护数据可以从该子环的环保护链路所属节点的端口通过。则被保护数据的传输路径重新连通后，子环中仍然只有一条传输路径，从而有效的防止了被保护数据形成闭环所导致的网络风暴问题。

执行完步骤102后，本发明的方法还可以进一步包括：

步骤201、继续设置比如拓扑划分多环以太网，使多环以太网中的各个子集之间没有公共链路，且具有公共节点。

步骤202、该公共节点获取到指示环归属的标识时，如果根据该指示环归属的标识判断当前子集为主环，则执行步骤1021；如果根据该指示环归属的标识判断当前子集为子环，则执行步骤1022。

这里，针对根据指示环归属的标识进行判断而言，该指示环归属的标识所封装的格式不同时，判断过程是不同的。

第一种情况，当指示环归属的标识以本地请求的格式封装时，根据指示环归属的标识进行判断的具体过程为：根据公共节点本地保存的、指示环归属的标识与所属子集保护协议的对应关系，通过指示环归属的标识定位到相对应的子集保护协议；如果该子集保护协议为主环的环保护协议，则判断当前子集为主环；如果该子集保护协议为子环的环保护协议，则判断当前子集为子环。其中，指示环归属的标识可以为：环标识、或者环上的链路标识。

第二种情况，当指示环归属的标识以远程协议帧的格式封装时，根据指示环归属的标识进行判断的具体过程分为以下三种类型：

a、根据指示环归属的标识与所属子集保护协议的对应关系，通过指示环归属的标识定位到相对应的子集保护协议；如果该子集保护协议为主环的环保护协议，则判断当前子集为主环；如果该子集保护协议为子环的环保护协议，则判断当前子集为子环。其中，指示环归属的标识可以为：环标识、或者环上的链路标识。

b、远程协议帧的帧标识用以标识当前子集，根据远程协议帧的帧标识来判断当前子集为主环或子环。

具体来说，远程协议帧的帧标识用以标识当前环的环子集，远程协议帧中携带了用以标识处理该远程协议帧的环子集的信息，根据该信息来确定处理该协议帧的环子集。

c、根据远程协议帧上报的端口所属节点，来判断当前子集为主环或子环。

具体来说，根据远程协议帧上报的端口所属的子集，每个端口只会对应一个子集，来判断当前子集为主环或者子环。

以下对实际应用条件下多环以太网中应用本发明方法后的运行情况进行阐述。

实施例一：

如图6所示，将多环以太网50划分为多个无公共链路的子集。多环以太网50可以划分为主环50a和子环50b，主环50a和子环50b都为多环以太网50的子集。这里，主环又可以称为高优先级环，子环又可以称为低优先级环。其中，主环50a由节点51、节点52、节点53、节点54、节点55，以及这五个节点之间的链路构成。子环50b由节点56、节点57，以及节点55和节点56之间的链路、节点56与节点57之间的链路、节点57与节点53之间的链路构成。节点51是主环50a中的环保护链路所属节点，在主环上链路都是正常时，阻塞主环50a中环保护链路所属节点的端口，该端口以58标记；节点57是子环50b中的环保护链路所属节点，在子环上链路都是正常时，阻塞子环50b中环保护链路所属节点的端口，该端口以59标记。

在多环以太网50划分为主环50a和子环50b后，节点53、节点54和节点55之间的链路由主环50a保护，并由主环50a对该保护的倒换进行控制，而不是由子环50b保护，因此，主环50a和子环50b之间没有公共链路。当主环50a或者子环50b中的链路发生故障时，故障链路相邻节点检测到链路故障后，向所属的主环50a或者子环50b发送链路故障告警帧，则故障链路所属的主环50a或者子环50b的环保护链路所属节点收到链路故障告警帧后打开无故障的阻塞端口。举例来说，如图7所示，当节点54和节点55之间的链路发生双向故障时，由于该链路被划分为由主环50a保护，因此节点54或者节点55检测到链路故障后向主环50a发送链路故障告警帧61a或者61b，节点51收到主环50a中的链路故障告警帧，打开端口58。由于节点54和节点55之间的链路不由子环50b保护，所以节点57即子环50b的环保护链路所属节点不会打开端口59。如图8所示，当节点55和节点56之间的链路发生双向故障时，由于该链路被划分为由子环50b保护，因此节点55和节点56检测到链路故障后向子环50b发送链路故障告警帧71，节点57收到子环50b中的链路故障告警帧71，打开端口59。由于节点55和节点56之间的链路不由主环50a保护，所以节点51即主环50a的环保护链路所属节点不会打开端口58。

实施例二：

实施例二区别于实施例一，在实施例一中，多环以太网在划分为主环和子环后，主环与子环之间没有公共链路，且不具有公共节点，而在实施例二中，主环与子环之间虽然没有公共链路，但是可以具有公共节点。如图9所示，多环以太网80可以分为主环80a和子环80b，主环80a和子环80b都是多环以太网80的子集，主环又可以称为高优先级环，子环又可以称为低优先级环。其中，主环80a由节点51、节点52、节点53、节点54、节点55、以及这五个节点之间的链路构成。子环80b由节点55、节点56、节点57、节点53、节点55和节点56之间的链路、节点56和节点57之间的链路、节点57与节点53之间的链路构成。在多环以太网80划分为主环80a和子环80b后，主环80a和子环80b之间没有公共链路，但是可以有公共节点，节点53和节点55就是主环80a和子环80b之间的公共节点。公共节点上运行了所属多个环的环保护协议。由于指示环归属的标识所封装的格式不同时，判断后续是由主环或者子环来对保护倒换进行控制的过程是不同的。举例来说，第一种情况，本地请求中封装了所请求的指示环归属的标识，当公共节点收到以本地请求的格式所封装的指示环归属的标识，比如环标识、或者环上的链路标识时，根据公共节点本地保存的、指示环归属的标识与所属子集保护协议的对应关系，公共节点由环标识定位到与环标识相对应的子集保护协议，或者由环上的链路标识定位到与环上链路标识相对应的子集保护协议，如果该子集保护协议为主环的环保护协议，则判断当前子集为主环，则后续由主环对保护倒换进行控制；如果该子集保护协议为子环的环保护协议，则判断当前子集为子环，后续由子环对保护倒换进行控制。第二种情况，远程协议帧中封装了所请求的指示环归属的标识，比如环标识时，所采取的判断方法和第一种情况一样；当根据远程协议帧上报的端口所属节点，来判断当前子集为主环或子环，从而执行后续由主环或子环对保护倒换进行的控制时，举例来说，如图9所示，作为公共节点的节点55分别收到从节点51、节点54或节点56上报的远程协议帧，由于节点51和节点54归属于主环80a，因此判断当前子集为主环，执行由主环对保护倒换进行的控制；由于节点56归属于主环80b，因此判断当前子集为子环，执行由子环对保护倒换进行的控制。

并且，实施例二的这样保护方式可以有效处理子环中的公共节点相邻链路发生单向故障的场景。如图10所示，当节点55和节56之间的链路发生单向故障，即节点56到节点55的链路方向出现故障，而节点55到节点56的链路方向完好时，节点55检测到该单向链路故障后，由于该故障链路属于子环80b保护，所以节点55向子环80b发送链路故障告警帧91。当节点57即子环80b的环保护链路所属节点收到本环的链路故障告警帧后，会打开原先阻塞的端口59。实施例二在处理其他形式的链路故障时，与实施例一方式相同，例如图10中处理节点54和55之间的双向链路故障或者处理节点55和节点56之间的双向链路故障。其中，针对节点检测单向链路故障而言，检测的方法比较多，比如节点扫描端口的物理状态；或者端口发送故障后进行告警通知；或者相邻节点之间互相发送协议帧进行检测，如果在一段时间内收不到该协议帧则认为故障等。

可见，采用本发明的实施例二，相较于本发明的实施例一能处理更多故障类型，比如可以检测和处理单向链路故障，而实施例一目前只能检测和处理双向链路故障。采用实施例二，子环的环保护链路所属节点还可以设置在公共节点上，比实施例一的设置范围广。具体来说，在实施例一中，子环和主环之间没有公共节点，即实施例二中的公共节点在实施例一中只属于主环，因此子环的环保护链路所属节点不会设置在公共节点上，而在实施例二中，公共节点即属于子环也属于主环，因此子环的环保护链路所属节点可以设置在公共节点上，从而实施例二的设置范围比实施例一更加广泛。

综上所述，采用本发明，避免了多环以太网中出现闭环所导致的网络风暴问题，实现了对多环拓扑组网的多环以太网的保护。防止了单环拓扑组网的以太网保护技术直接应用于多环以太网时产生的闭环和网络风暴，提高了以太环网保护的应用范围。

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 (7)

1.一种多环以太网的保护方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

设置多环以太网，使所述多环以太网为没有公共链路的各个子集；

所述多环以太网中的每个子集各自对以太网的保护倒换进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置多环以太网，使所述多环以太网为没有公共链路的各个子集具体为：

划分多环以太网为没有公共链路的多个子集；所述子集分为主环和子环，所述主环和所述子环归属于所述子集。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述每个子集各自对以太网的保护倒换进行控制的过程具体为：

A1、当所述主环对以太网的保护倒换进行控制时，阻塞或打开主环的环保护链路所属节点的端口；

A2、当所述子环对以太网的保护倒换进行控制时，阻塞或打开子环的环保护链路所属节点的端口。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：进一步设置多环以太网，使所述多环以太网中的各个子集之间没有公共链路，且具有公共节点；

所述公共节点获取到指示环归属的标识时，如果根据所述指示环归属的标识判断当前子集为所述主环，则执行A1；如果根据指示环归属的标识判断当前子集为所述子环，则执行A2。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述指示环归属的标识以本地请求的格式封装时，所述根据指示环归属的标识进行判断具体为：

根据指示环归属的标识与所属子集保护协议的对应关系，通过指示环归属的标识定位到相对应的子集保护协议；如果所述子集保护协议为主环的环保护协议，则判断当前子集为所述主环；如果所述子集保护协议为子环的环保护协议，则判断当前子集为所述子环。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述指示环归属的标识为：环标识、或者环上的链路标识。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述指示环归属的标识以远程协议帧的格式封装时，所述根据指示环归属的标识进行判断具体为：根据指示环归属的标识与所属子集保护协议的对应关系，通过指示环归属的标识定位到相对应的子集保护协议；如果所述子集保护协议为主环的环保护协议，则判断当前子集为所述主环；如果所述子集保护协议为子环的环保护协议，则判断当前子集为所述子环；所述指示环归属的标识为：环标识、或者环上的链路标识；或者，

远程协议帧的帧标识用以标识当前子集，根据远程协议帧的帧标识来判断当前子集为主环或子环；或者，

根据所述远程协议帧上报的端口所属节点，来判断当前子集为主环或子环。

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