CN101753465B - 以太环网保护系统控制vlan报文的保护方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以太环网自动保护系统控制VLAN业务报文的保护方法和设备。本发明的方法包括：以太网的主节点和传输节点对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，以判定是保护控制报文还是非保护控制报文；如果是保护控制报文，则对保护控制报文执行转发处理；如果是非保护控制报文，则根据链路状态，由相应端口阻塞或转发非保护控制报文。本发明的方法可以使得环网上使用控制VLAN的用户数据业务报文既不会形成“网络风暴”，又能像其他用户业务数据报文一样充分利用环网同一时刻有且只有一条逻辑通路的优点。

Description

以太环网保护系统控制VLAN报文的保护方法及设备

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，特别涉及以太环网自动保护技术领域，具体涉及以太环网保护系统控制VLAN报文的保护方法及设备。

背景技术

以太环网自动保护系统由多个节点连接成环，环上可以定义多域，即以太环网保护域，每个域中包括了一组被保护的用于用户数据业务转发的业务虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Area Network)和一个用于保护控制报文转发的控制VLAN，还包括一个主节点和多个传输节点。其中，主节点上的两个端口分别为主端口和从端口，被保护的业务VLAN称作保护业务VLAN，保护控制报文转发使用的VLAN为控制VLAN。

当环上链路完好时，主节点阻塞从端口的保护业务VLAN转发功能，环网中无环路产生，防止了由于网络环路引起的“网络风暴”；当链路发生故障时，主节点放开从端口的保护业务VLAN转发功能，用户业务数据可以在从端口通过，从而保障了业务的连通。

以太环网保护控制报文是域中节点之间的通信和控制报文，主要有链路健康检测报文(HELLO)、链路故障告警报文(LINK-DOWN)、链路故障通知报文(FLUSH-DOWN)、链路恢复通知报文(FLUSH-UP)等。保护控制报文有专门的控制VLAN，当节点在端口阻塞保护业务VLAN时，保护控制报文不受影响仍然可以通过。

图1是以太环网自动保护系统的拓扑图，由节点S1、S2、S3、S4组成。在这四个节点组成的环上配置了一个以太环网保护域，域的主节点(MASTER)是S2，其余节点是传输节点(TRANSIT)。主节点S2的两个位于环上的端口分别是主端口和从端口，其中端口2是主端口(P)，端口1是从端口(S)。另外，域中还定义了保护业务VLAN和控制VLAN，环上每个端口都配置在保护业务VLAN和控制VLAN中。

当环上链路完好时，主节点S2阻塞从端口1的保护业务VLAN数据转发功能，从而防止环路上出现“网络风暴”。

主节点周期性从主端口发送链路健康检测报文(HELLO)，如果环上链路完好，HELLO报文依次通过各个传输节点，到达主节点的从端口，被主节点收到。如果主节点在规定的时间内没有收到HELLO报文，就认为链路出现了故障。

传输节点检测到相邻链路发生故障时，阻塞故障链路所在端口的保护业务VLAN数据转发功能，并向环网发送链路故障告警报文(LINK-DOWN)。LINK-DOWN报文经过各个传输节点到达主节点的主端口或从端口，送给主节点。主节点收到LINK-DOWN报文，认为环上链路发生了故障。

主节点检测到相邻链路发生故障时，如果故障链路在主端口上，阻塞主端口的保护业务VLAN数据转发功能；如果故障链路在从端口上，因为原来从端口的保护业务VLAN数据转发功能是阻塞的，所以不需要再阻塞。这时候，主节点知道环网出现的故障。

当主节点检测到环上链路故障后，如果故障不是出在主节点的从端口，就放开从端口的保护业务VLAN转发功能，否则不放开。然后，更新环上端口的媒体接入控制(MAC，Media Access Control)地址表，并发送链路故障通知报文(FLUSH-DOWN)，通知环上传输节点。传输节点收到FLUSH-DOWN报文后，更新环上端口MAC地址表，保护业务VLAN中的数据开始在新的路径中传输。

端口相邻链路故障的时候，对应端口的保护业务VLAN转发功能是阻塞的；当故障消失并被检测到时，如果端口不是主节点的从端口，应该放开端口的保护业务VLAN转发功能，但暂时不放开。

在链路故障期间，主节点仍然从主端口向外发送HELLO报文，如果链路故障消失，HELLO报文可以通过阻塞的端口和故障消失的链路到达主节点的从端口，主节点收到HELLO报文，就认为链路恢复，重新阻塞从端口的保护业务VLAN转发功能，更新环上端口的MAC地址表，向环上发送链路恢复通知报文(FLUSH-UP)，通知其他节点进行链路恢复切换。

传输节点收到FLUSH-UP报文后，更新环上端口MAC地址表。链路故障消失，被检测到的端口如果不是主节点从端口，这时候打开端口的保护业务VLAN转发功能，保护业务VLAN中的数据开始通过新的路径进行传输。

因为环网保护控制报文有专门的控制VLAN，所以环上端口的保护业务VLAN功能阻塞或者放开对于环网保护控制报文的传输没有影响，环网保护控制报文可以穿过阻塞端口到达目的节点，完成节点之间的控制通信。

在传输节点，收到保护控制报文后，报文除了供传输节点使用外，还要继续向环网的下一个节点发送，保证保护控制报文在环网上的传递；在主节点上，收到保护控制报文后，报文只供主节点使用，不再向环网的下一个节点传输，保证环网上不会出现保护控制报文的“网络风暴”。

实际使用中，可能会出现这样的情况，控制VLAN是保护业务VLAN的一部分，这时候，阻塞端口的保护业务VLAN数据转发功能就会使得保护控制报文无法达到目的地。又或者，控制VLAN并不是保护业务VLAN的一部分，但在环网上也存在使用控制VLAN进行传输的用户数据业务报文，如果不加以限制，这些用户数据业务报文极可能在环网上形成“网络风暴”，而如果限制不是由以太环网自动保护系统的本保护域协议控制，而是由其他域或者其他协议控制，因为阻塞端口的不确定性，也极有可能使保护控制报文无法到达目的节点。

发明内容

鉴于以上提出的问题，本发明提出了一种以太环网自动保护系统控制VLAN业务报文的保护方法。

此外，本发明还提出了一种实现上述方法的以太环网自动保护系统控制VLAN业务报文的保护设备。

根据本发明第一方面，以太环网自动保护系统控制VLAN业务报文的保护方法，包括以下步骤：

以太网的主节点和传输节点对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，判定是保护控制报文还是非保护控制报文；

如果是保护控制报文，则主节点和传输节点对所述保护控制报文进行转发；

如果是非保护控制报文，则主节点和传输节点根据链路状态对所述报文进行转发或者阻塞。

其中，主节点和传输节点根据链路状态对所述报文进行转发或者阻塞具体包括如下步骤：

若链路状态为链路无故障，则主节点从端口对所述非保护控制报文进行阻塞，主节点主端口和传输节点端口对所述非保护控制报文进行转发；

若链路状态为链路有故障，则主节点或传输节点对应于链路故障的端口对所述非保护控制报文进行阻塞，而其他端口则对所述非保护控制报文进行转发。

其中，当主节点检测到链路无故障时，主节点从端口对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，如果是非保护控制报文则阻塞，如果是保护控制报文则转发，而主节点主端口则转发VLAN为控制VLAN的所有报文。

其中，当主节点检测到链路发生故障且对应于链路故障的端口为主节点主端口时，主节点主端口对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，如果是非保护控制报文则阻塞，如果是保护控制报文则转发，而从端口则转发VLAN为控制VLAN的所有报文。

其中，当主节点检测到链路发生故障且对应于故障链路的端口为从端口时，主节点从端口对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，如果是非保护控制报文则阻塞，如果是保护控制报文则转发。

其中，当传输节点检测到相邻链路故障时，传输节点对应于链路故障的端口对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，如果是非保护控制报文则阻塞；如果是保护控制报文则转发。

其中，当链路故障恢复时，执行以下操作：

若与链路故障恢复对应的端口为主节点从端口，则主节点从端口继续对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，转发保护控制报文，阻塞非保护控制报文；以及

若与链路故障恢复对应的端口为主节点主端口或传输节点端口，则主节点主端口或传输节点端口取消对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发。

根据本发明第二方面，以太环网自动保护系统控制VLAN业务报文的保护设备，包括：

以太网的主节点保护装置，包括：辨别模块，用于辨别VLAN为控制VLAN的报文是保护控制报文还是非保护控制报文；转发模块，用于根据链路状态，执行主节点从端口或主端口对非保护控制报文的阻塞和对保护控制报文的转发，或者对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发；

以太网的传输节点保护装置，包括：辨别模块，用于辨别VLAN为控制VLAN的报文是保护控制报文还是非保护控制报文；转发模块，用于根据链路状态，执行传输节点端口对非保护控制报文的阻塞和对保护控制报文的转发，或者对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发。

其中，主节点还包括链路状态检测模块，用于：

当检测到链路无故障时，控制所述辨别模块执行从端口对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，若为非保护控制报文则通知转发模块进行阻塞，若为保护控制报文则通知转发模块进行转发，同时控制转发模块执行主端口对VLAN为控制VLAN的报文的转发；

当检测到链路有故障且故障出现在从端口侧时，控制所述辨别模块执行从端口对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，若为非保护控制报文则通知转发模块进行阻塞，若为保护控制报文则通知转发模块进行转发；

当检测到链路有故障且故障出现在主端口侧时，控制所述辨别模块执行主端口对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，若为非保护控制报文则通知转发模块进行阻塞，若为保护控制报文则通知转发模块进行转发，控制所述转发模块执行从端口对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发。

其中，传输节点还包括链路状态检测模块，用于：

当检测到链路无故障时，控制所述转发模块执行端口对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发；

当检测到链路有故障时，控制所述辨别模块执行端口对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，若为非保护控制报文则通知转发模块进行阻塞，若为保护控制报文则通知转发模块进行转发。

本发明充分利用环网同一时刻有且只有一条逻辑通路的优点，并且，保护控制报文仍然能发挥原有的作用。

此外，利用本发明的上述方法，能够保证使用控制VLAN做VLAN的用户数据业务报文在环网上正常的连通性，同时又保证了保护控制报文的工作。

以下结合附图对本发明的原理和细节进行说明。

附图说明

图1是以太环网自动保护系统的拓扑图；

图2是显示了本发明的主节点保护装置的结构的示意图；

图3是显示了本发明的传输节点保护装置的结构的示意图；

图4是本发明的主节点对VLAN为控制VLAN的报文的处理流程图；

图5是本发明的非主节点从端口的端口对VLAN为控制VLAN的报文的处理流程图。

具体实施方式

本发明的以太环网自动保护系统控制VLAN业务报文的保护设备由本发明的主节点保护装置和传输节点保护装置构成。

图2显示了本发明的主节点保护装置的结构，包括：

辨别模块，用于辨别VLAN为控制VLAN的报文是保护控制报文还是非保护控制报文(在本发明中，保护控制报文的目的MAC是专用的，所以识别目的MAC就可以对报文进行辨别)；

转发模块，用于根据链路状态，执行主节点从端口或主端口对非保护控制报文的阻塞和对保护控制报文的转发，或者对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发。

本发明的特点之一是，如果链路状态为链路无故障，则主节点从端口对VLAN为控制VLAN的报文中的保护控制报文和非保护控制报文进行辨别，若是保护控制报文，则转发，若是非保护控制报文则阻塞；而主端口在链路无故障时，转发VLAN为控制VLAN的所有报文(既转发保护控制报文，也转发非保护控制报文)。如果链路故障出现在主端口侧，则主节点主端口对VLAN为控制VLAN的报文中的保护控制报文和非保护控制报文进行辨别，若是保护控制报文，则转发，若是非保护控制报文则阻塞。如果链路故障出现在主节点从端口侧，则主节点从端口对VLAN为控制VLAN的报文中的保护控制报文和非保护控制报文进行辨别，若是保护控制报文，则转发，若是非保护控制报文则阻塞。

图3显示了本发明的传输节点保护装置的结构，包括：

辨别模块，用于辨别VLAN为控制VLAN的报文是保护控制报文还是非保护控制报文；

转发模块，用于根据链路状态，执行传输节点端口对非保护控制报文的阻塞和对保护控制报文的转发，或者对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发。

本发明的另一特点是，如果链路状态为链路故障，传输节点对VLAN为控制VLAN的报文中的保护控制报文和非保护控制报文进行辨别，若是保护控制报文，则转发，若是非保护控制报文则阻塞。此外，如果链路状态为链路无故障，则传输节点的端口转发VLAN为控制VLAN的所有报文；如果链路状态为链路有故障，则传输节点的端口对VLAN为控制VLAN的报文中的保护控制报文和非保护控制报文进行辨别，若是保护控制报文，则转发，若是非保护控制报文则阻塞。

如图2所示，主节点保护装置还包括链路状态检测模块，用于：

当检测到链路无故障时，控制所述辨别模块执行从端口对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，若为非保护控制报文则通知转发模块进行阻塞，若为保护控制报文则通知转发模块进行转发，同时控制转发模块执行主端口对VLAN为控制VLAN的报文的转发；

或者当检测到链路有故障且故障出现在从端口侧时，控制所述辨别模块执行从端口对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，若为非保护控制报文则通知转发模块进行阻塞，若为保护控制报文则通知转发模块进行转发；

当检测到链路有故障且故障出现在主端口侧时，控制所述辨别模块执行主端口对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，若为非保护控制报文则通知转发模块进行阻塞，若为保护控制报文则通知转发模块进行转发，控制所述转发模块执行从端口对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发。

图2所示的转发模块至少具有两个转发单元，并通过总线分别连接主端口和从端口；此外，链路故障链路模块也具有分别检测主端口侧链路故障和从端口侧链路故障的2个检测单元，这2个检测单元分别控制两个转发单元的转发和阻塞操作。辨别模块也具有分别辨别主端口和从端口上的VLAN为控制VLAN的报文的辨别单元，并根据辨别结果分别控制2个转发单元的转发和阻塞操作。

参见图3，传输节点保护装置还包括链路状态检测模块，用于：

当检测到链路无故障时，控制所述转发模块执行端口对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发；

当检测到链路有故障时，控制所述辨别模块执行端口对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，若为非保护控制报文则通知转发模块进行阻塞，若为保护控制报文则通知转发模块进行转发。

图4显示了主节点对VLAN是控制VLAN的报文的处理流程，图5显示了除主节点从端口外的包括传输节点的所有其他端口对VLAN是控制VLAN的报文的处理流程。下面结合图4和图5说明本发明的以太环网自动保护系统控制VLAN业务报文的保护方法。

本发明的保护方法包括以下步骤：

以太网的主节点和传输节点对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，判定是保护控制报文还是非保护控制报文；

如果是保护控制报文，则主节点和传输节点对所述保护控制报文进行转发，也就是说，在任何情况下都要转发保护控制报文；

如果是非保护控制报文，则主节点和传输节点根据链路状态，或者进行转发或者进行阻塞。

一般来说，对于非保护控制报文，主节点和传输节点执行如下操作：

若链路无故障，则主节点从端口对所述非保护控制报文进行阻塞，主节点主端口和传输节点端口对非保护控制报文进行转发；

若链路有故障，则主节点或传输节点对应于链路故障的端口(即链路故障出现在该端口侧)对所述非保护控制报文进行阻塞；而其他端口则对所述非保护控制报文进行转发。

此外，当主节点检测到链路无故障时，主节点从端口对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，如果是非保护控制报文则阻塞，如果是保护控制报文则转发，而主节点主端口则转发VLAN为控制VLAN的所有报文。

此外，当主节点检测到链路发生故障且对应于链路故障的端口为主节点主端口时，主节点主端口对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，如果是非保护控制报文则阻塞，如果是保护控制报文则转发，而从端口则转发VLAN为控制VLAN的所有报文。

此外，当主节点检测到链路发生故障且对应于故障链路的端口为从端口时，主节点从端口对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，如果是非保护控制报文则阻塞，如果是保护控制报文则转发。

此外，当传输节点检测到相邻链路故障时，传输节点对应于链路故障的端口对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，如果是非保护控制报文则阻塞；如果是保护控制报文则转发。

另外，当链路故障恢复时，执行以下操作：

若与链路故障恢复对应的端口为主节点从端口，则主节点从端口继续对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，转发保护控制报文，阻塞非保护控制报文；以及

若与链路故障恢复对应的端口为主节点主端口或传输节点端口，则主节点主端口或传输节点端口取消对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发。

综上所述，本发明的以太环网自动保护系统控制VLAN业务报文的保护方法主要具有以下特点。

(1)环路或链路完好的时候，主节点从端口对VLAN为控制VLAN的非保护控制报文进行阻塞，其他在环上的端口对它们进行转发，保证使用控制VLAN作VLAN的非保护控制报文(即用户数据报文)在环路上可通。

(2)环路故障的时候，如果故障端口不是主节点从端口，则故障端口对VLAN为控制VLAN的非保护控制报文进行阻塞，主节点从端口则不再对它们阻塞，保证使用控制VLAN作VLAN的非保护控制报文(即用户数据报文)用户数据报文在环路上仍然可通；

(3)如果故障端口是主节点从端口，则从端口对VLAN为控制VLAN的非保护控制报文的处理仍然是阻塞，保证使用控制VLAN作VLAN的非保护控制报文(即用户数据报文)在环路上仍然可通。保护控制报文仍然按照原有协议处理，在非保护控制报文被阻塞的端口上可以继续转发。

对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种以太环网自动保护系统控制VLAN业务报文的保护方法，其特征在于包括以下步骤：

以太网的主节点和传输节点通过对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，判定所述控制VLAN的报文是保护控制报文还是非保护控制报文；

如果所述控制VLAN的报文是保护控制报文，则主节点和传输节点对是所述保护控制报文的所述控制VLAN的报文进行转发；

如果所述控制VLAN的报文是非保护控制报文，则主节点和传输节点根据链路状态对是所述非保护控制报文的所述控制VLAN的报文进行转发或者阻塞。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主节点和传输节点根据链路状态对所述报文进行转发或者阻塞具体包括如下步骤：

若链路状态为链路无故障，则主节点从端口对所述非保护控制报文进行阻塞，主节点主端口和传输节点端口对所述非保护控制报文进行转发；

若链路状态为链路有故障，则主节点或传输节点对应于链路故障的端口对所述非保护控制报文进行阻塞，而其他端口则对所述非保护控制报文进行转发。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当主节点检测到链路无故障时，主节点从端口对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，如果是非保护控制报文则阻塞，如果是保护控制报文则转发，而主节点主端口则转发VLAN为控制VLAN的所有报文。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当主节点检测到链路发生故障且对应于链路故障的端口为主节点主端口时，主节点主端口对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，如果是非保护控制报文则阻塞，如果是保护控制报文则转发，而从端口则转发VLAN为控制VLAN的所有报文。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当主节点检测到链路发生故障且对应于故障链路的端口为从端口时，主节点从端口对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，如果是非保护控制报文则阻塞，如果是保护控制报文则转发。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当传输节点检测到相邻链路故障时，传输节点对应于链路故障的端口对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，如果是非保护控制报文则阻塞；如果是保护控制报文则转发。

7.根据权利要求2-6任一项所述的方法，其特征在于，当链路故障恢复时，执行以下操作：

若与链路故障恢复对应的端口为主节点从端口，则主节点从端口继续对VLAN为控制VLAN的报文进行辨别，转发保护控制报文，阻塞非保护控制报文；以及

若与链路故障恢复对应的端口为主节点主端口或传输节点端口，则主节点主端口或传输节点端口取消对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发。

8.一种以太环网自动保护系统控制VLAN业务报文的保护设备，其特征在于包括：

以太网的主节点保护装置，包括：

辨别模块，用于辨别VLAN为控制VLAN的报文是保护控制报文还是非保护控制报文；

转发模块，用于根据链路状态，执行主节点从端口或主端口对非保护控制报文的阻塞和对保护控制报文的转发，或者对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发，其中：

在判别模块判定所述控制VLAN的报文是保护控制报文时，所述转发模块转发是所述保护控制报文的所述控制VLAN的报文；以及

在判别模块判定所述控制VLAN的报文是非保护控制报文时，所述转发模块根据链路状态转发或者阻塞是所述非保护控制报文的所述控制VLAN的报文；

以太网的传输节点保护装置，包括：

辨别模块，用于辨别VLAN为控制VLAN的报文是保护控制报文还是非保护控制报文；

转发模块，用于根据链路状态，执行传输节点端口对非保护控制报文的阻塞和对保护控制报文的转发，或者对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发，其中：

在判别模块判定所述控制VLAN的报文是保护控制报文时，所述转发模块转发是所述保护控制报文的所述控制VLAN的报文；以及

在判别模块判定所述控制VLAN的报文是非保护控制报文时，所述转发模块根据链路状态转发或者阻塞是所述非保护控制报文的所述控制VLAN的报文。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述主节点还包括链路状态检测模块，用于：

当检测到链路无故障时，控制所述辨别模块执行从端口对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，若为非保护控制报文则通知转发模块进行阻塞，若为保护控制报文则通知转发模块进行转发，同时控制转发模块执行主端口对VLAN为控制VLAN的报文的转发；

当检测到链路有故障且故障出现在从端口侧时，控制所述辨别模块执行从端口对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，若为非保护控制报文则通知转发模块进行阻塞，若为保护控制报文则通知转发模块进行转发；

当检测到链路有故障且故障出现在主端口侧时，控制所述辨别模块执行主端口对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，若为非保护控制报文则通知转发模块进行阻塞，若为保护控制报文则通知转发模块进行转发，控制所述转发模块执行从端口对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发。

10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述传输节点还包括链路状态检测模块，用于：

当检测到链路无故障时，控制所述转发模块执行端口对VLAN为控制VLAN的所有报文进行转发；

当检测到链路有故障时，控制所述辨别模块执行端口对VLAN为控制VLAN的报文的辨别，若为非保护控制报文则通知转发模块进行阻塞，若为保护控制报文则通知转发模块进行转发。

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