CN101841450A - 多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法及拓扑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法，所述相交环是以两个节点作为共用节点，两个共用节点间的链路作为共用链路，构建成的两个相交的环形拓扑或者依次相交的多个环形拓扑，共用节点中的一个为边缘节点，另一个为辅助边缘节点；当共用链路连接正常时，每个环形拓扑遵循单环单环运作机制；当共用链路断开时，边缘节点将自身的与其中一个环形拓扑相连的端口设置为阻塞状态，环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为转发状态；当断开的共用链路恢复连接时，边缘节点将打开自身处于阻塞状态的端口，环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为阻塞状态。采用本发明方法，既能实现复杂拓扑也能满足快速收敛，并且节省资源。

Description

多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法及拓扑结构

【技术领域】

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种采用多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法，以及采用该方法构建的相交环拓扑结构。

【背景技术】

随着以太网技术的迅速发展及其在商用领域的应用日渐广泛，越来越多的工业控制设备也逐渐使用以太网并采用TCP/IP协议作为主要的通信标准。虽然应用于工业控制领域的以太网标准与商用以太网相同，但在工业控制领域，还需要网络能在比较恶劣的工作环境下稳定地工作。因此，用来连接工业设备的网络产品需要经过特别设计，才能提供工业级的可靠性，以满足长期连续运行的需求。另外，在工业控制领域，所需连接的设备分布较分散，单个地方连接设备少，因此需要实现光纤冗余环路功能。

STP协议解决了冗余环路问题。但是它还是有缺点的，STP协议的缺陷主要表现在收敛速度上。当拓扑发生变化，新的配置消息要经过一定的时延才能传播到整个网络，这个时延称为Forward Delay，协议默认值是15秒。在所有网桥收到这个变化的消息之前，若旧拓扑结构中处于转发的端口还没有发现自己应该在新的拓扑中停止转发，则可能存在临时环路。为了解决临时环路的问题，生成树使用了一种定时器策略，即在端口从阻塞状态到转发状态中间加上一个只学习MAC地址但不参与转发的中间状态，两次状态切换的时间长度都是Forward Delay，这样就可以保证在拓扑变化的时候不会产生临时环路。但是，这个看似良好的解决方案实际上带来的却是至少两倍ForwardDelay的收敛时间！

申请号为“201010107799.6”的中国发明专利申请文件提出了一种环形拓扑，可以实现快速收敛，但是单个的环形拓扑结构比较简单，不能构建复杂拓扑，虽然RSTP能构建复杂拓扑，但是收敛时间满足不了一些应用。因此，有必要提供一种方法，该方法既能够实现复杂拓扑也能满足快速收敛。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于，提供一种采用多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法，该方法既能实现复杂拓扑也能满足快速收敛。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种采用多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法，所述相交环是以两个节点作为需要通信的两个环形拓扑的共用节点，两个共用节点间的链路作为两个环形拓扑的共用链路，构建成的两个相交的环形拓扑或者依次相交的多个环形拓扑，每一对共用节点中的一个为边缘节点，另一个为辅助边缘节点；所述稳定通信的方法包括以下步骤：

当所述共用链路连接正常时，每个环形拓扑遵循单环单环运作机制，相交的两个环形拓扑互不影响但可相互通信；

当相交的两个环形拓扑的共用链路断开时，与该共用链路相连的边缘节点将自身的与其中一个环形拓扑相连的端口设置为阻塞状态，每个环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为转发状态；

当相交的两个环形拓扑的断开的共用链路恢复连接时，与该共用链路相连的边缘节点将打开自身处于阻塞状态的端口，每个环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为阻塞状态。

作为优选方案，所述当相交的两个环形拓扑的共用链路断开时，与该共用链路相连的边缘节点将自身的与其中一个环形拓扑相连的端口设置为阻塞状态，每个环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为转发状态的步骤具体为：

当所述共用链路断开连接时，与该共用链路相连的辅助边缘节点分别通过两个环形拓扑发送第一通知消息；

当边缘节点第一次收到沿某一环形拓扑传送的第一通知消息时，将发送第二通知消息，该环形拓扑的主节点收到该第二通知消息时将打开其副端口；

当边缘节点第二次收到沿另一环形拓扑传送的第一通知消息时，边缘节点会将其与该环形拓扑相连的端口设置为阻塞状态，同时将发送第二通知消息，该环形拓扑的主节点收到该第二通知消息时将打开其副端口。

作为优选方案，所述稳定通信的方法进一步包括以下步骤：

自所述共用链路断开连接时起，辅助边缘节点周期性的发送第一通知消息，边缘节点收到该第一通知消息后，根据预定策略判断是否存在环路，若存在环路，则边缘节点阻塞自身的一个端口，

所述预定策略通常是：若连续收到两次第一通知消息，则说明存在环路。

作为优选方案，所述稳定通信的方法进一步包括以下步骤：

当所述共用链路断开连接时，若一个环形拓扑的一条链路断开连接，边缘节点打开之前阻塞的端口，并发出消息通知各节点刷新MAC表；

若该环形拓扑中断开的链路恢复连接，则边缘节点将阻塞之前打开的端口，并发出消息通知各节点刷新MAC表。

作为优选方案，所述当所述共用链路断开连接时，若一个环形拓扑的一条链路断开连接，边缘节点打开之前阻塞的端口，并发出消息通知各节点刷新MAC表的步骤具体为：当连接节点SW6和SW5的链路断开连接时，节点SW6和SW5分别通过各自的与其余链路相连的端口发送link_down消息，当边缘节点SW4收到该link_down消息时将打开其与第二环形拓扑相连的端口(即将该端口设置为转发状态)，并发送第三通知消息GHR_FLAGS_CLEARMAC，整个拓扑中的其余各节点收到该第三通知消息时刷新各自的MAC表。

作为优选方案，所述若该环形拓扑中断开的链路恢复连接，则边缘节点将阻塞之前打开的端口，并发出消息通知各节点刷新MAC表的步骤具体为：当第二环形拓扑中断开的链路恢复连接时，整个拓扑的收敛过程如下：与该恢复连接的链路相连的节点阻塞各自与该链路相连的端口，并从各自的另一端口发送link_up消息，该link_up消息只在该链路所在的环形拓扑中传递，当主节点收到该link_up消息时，该主节点通过其两个端口向拓扑中发送第四通知消息GHR_FLAGS_UP_INFO，当辅助边缘节点收到该第四通知消息时即向拓扑中发送第五通知消息GHR_FLAGS_UP_BACK，当边缘节点第一次收到该第五通知消息时即阻塞收到该消息的端口，同时发送第三通知消息GHR_FLAGS_CLEARMAC，拓扑中各节点收到该第三通知消息时刷新各自的MAC表，而与恢复连接的链路相连的节点收到该第三通知消息时将各自处于阻塞状态的端口设置为转发状态。

本发明还提供一种由多个环形拓扑构建的可以实现稳定通信的相交环拓扑结构，所述相交环拓扑结构是以两个节点作为需要通信的两个环形拓扑的共用节点，两个共用节点间的链路作为两个环形拓扑的共用链路，构建成的两个相交的环形拓扑或者依次相交的多个环形拓扑，每一对共用节点中的一个为边缘节点，另一个为辅助边缘节点；当所述共用链路连接正常时，每个环形拓扑遵循单环单环运作机制，相交的两个环形拓扑互不影响但可相互通信；当相交的两个环形拓扑的共用链路断开时，与该共用链路相连的边缘节点将自身的与其中一个环形拓扑相连的端口设置为阻塞状态，每个环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为转发状态；当相交的两个环形拓扑的断开的共用链路恢复连接时，与该共用链路相连的边缘节点将打开自身处于阻塞状态的端口，每个环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为阻塞状态。

本发明还提供一种用于多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的系统，所述相交环是以两个节点作为需要通信的两个环形拓扑的共用节点，两个共用节点间的链路作为两个环形拓扑的共用链路，构建成的两个相交的环形拓扑或者依次相交的多个环形拓扑；所述系统包括信息处理模块和设置模块，所述信息处理模块设置于两个环形拓扑的共用节点上，用于当共用链路断开连接或者恢复连接时，通过所在节点的端口，在环形拓扑中发送或者回应通知消息；所述设置模块也设置于两个环形拓扑的共用节点上，用于在收到所述信息处理模块发出或者回应的通知消息时，将所在节点的相应端口设置为转发状态或者阻塞状态。

采用本发明提供的采用多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的的方法，，多个环形拓扑之间可以实现稳定通信。当相交环的两个环形拓扑之间的共用链路断开连接或者恢复连接时，以及在公用链路断开连接时其它链路断开连接或者恢复连接时，可以实现链路的快速切换，整个相交环拓扑结构可以实现快速收敛。采用本发明实施例提供的方法，可以实现较为复杂的拓扑结构。另外，本发明提供的方法由于采用共用节点及链路的方式，可以节省资源，降低构建拓扑结构的成本。

【附图说明】

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是两个环形拓扑构建的相交环正常工作时的示意图；

图2是图1中的两个环形拓扑的共用链路断开连接时的示意图；

图3是图2中的一个环形拓扑的一条链路断开连接时的示意图。

【具体实施方式】

本发明实施例提供一种采用多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法。所述环形拓扑由至少三个节点和连接相邻节点的链路构成，所述的节点中有且只有一个为主节点，其余为传输节点。每一个环形拓扑在物理上对应一个环形连接的以太网拓扑，由整数表示的ID来标识。所述环形拓扑中的一个节点实质上就是一台通信设备。所述环形拓扑中的每一个节点具有若干个端口，该端口具有转发和阻塞两种状态。与节点相连的链路实际上是连接该节点的端口。当一条链路两端连接的两个端口都处于转发状态时，该链路可用于通信进行数据传递；当该链路两端的两个端口中的一个或两个处于阻塞状态时，该链路即被阻塞，不能用于数据传递。

所述环形拓扑中的主节点是环形拓扑上的主要决策和控制节点。每个环形拓扑中必须有一个主节点，而且只能有一个。主节点是环网状态主动检测机制(即Polling机制)的发起者，也是环形拓扑发生改变后执行操作的决策者。主节点周期性的从其主端口发送健康检测报文(即HELLO报文)，该报文依次经各传输节点在环形拓扑中传播。如果主节点从其副端口能够收到自己发送的健康检测报文，说明环网链路完整；如果在预先设置的时间内收不到健康检测报文，说明环网发生链路故障。

所述环形拓扑上除主节点之外的其余节点都可以称为传输节点。一个正常的环形拓扑上至少有两个或者以上传输节点。每一个环形拓扑由整数表示的ID来标识。传输节点负责监测相连接链路的状态，并把链路变化通知主节点，然后由主节点来决策如何处理。

本发明实施例提供的采用多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法，是通过以下方式实现的实现的：

两个需要通信的环形拓扑共用两个节点以及该两个节点间的一条链路，从而形成相交环。两个共用的节点通常是两个公共交换机，连接公共交换机的链路为共用链路，每个共用节点连接共用链路的端口同样被两个环形拓扑共用。正常情况下，两个环形拓扑遵循单环单环运作机制，互不影响，但两个环形拓扑之间又可相互通信。在有多个环形拓扑的情况下，所述多个环形拓扑可以依次以上述方式连接而成。采用这种方式，既可以实现多个环形拓扑相互通信，也节省了不少设备和链路资源。其中，被两个环形拓扑所共用的两个节点分别为边缘节点和辅助边缘节点，这两个共用的节点分别于共用链路相连的端口为边缘端口。

当边缘节点和辅助边缘节点间的共用链路断开连接时，两个环形拓扑均断开连接。此时，每个环形拓扑中的主节点将不能收到由自身的主端口周期性发送的健康检测报文，于是该主节点会将自身的副端口设置为转发状态。这样，两个环形拓扑中所有节点的端口都将处于转发状态，从而这个两个均发生故障的环形拓扑将构成一个单环。这就必然为产生数据广播环路，导致无法正常通信。为解决上述问题，本发明实施例提供一种通道状态检测机制。该机制由边缘节点和辅助边缘节点辅助配合完成，目的是在各环形拓扑的主节点打开副端口(即将副端口设置为转发状态)之前，将边缘节点的与其中一条环形拓扑的链路相连的端口设置为阻塞状态，从而避免形成数据广播环路。该机制的运作过程如下：

当边缘节点和辅助边缘节点间的共用链路断开连接时，辅助边缘节点分别通过两个环形拓扑发送第一通知消息，边缘节点将先后两次收到该消息。当边缘节点第一次收到沿某一环形拓扑传送的第一通知消息时，将发送第二通知消息，该环形拓扑的主节点收到该第二通知消息时将打开其副端口。当边缘节点第二次收到沿另一环形拓扑传送的第一通知消息时，边缘节点会将其与该环形拓扑相连的端口设置为阻塞状态，同时将发送第二通知消息，该环形拓扑的主节点收到该第二通知消息时将打开其副端口。于是，这两个均发生故障的环形拓扑构成的单环，其中边缘节点的一个端口被阻塞，这样保证了整个拓扑结构中的节点相同，又不形成环路，从而避免了数据广播环路的形成，整个拓扑结构可以正常通信。

事实上，自边缘节点和辅助边缘节点间的共用链路断开连接时起，辅助边缘节点周期性的向外发送第一通知消息，边缘节点收到该第一通知消息后，根据预定策略判断是否存在环路，若存在环路，则边缘节点阻塞自身的一个端口。该预定策略通常是：若连续收到两次第一通知消息，则说明存在环路。

当两个相交的环形拓扑的共用链路断开时，拓扑中的其它链路断开连接或者恢复连接时会引起整个拓扑的变化，此时整个拓扑按以下方式达到收敛：

当一个环形拓扑的一条链路断开连接时，边缘节点会打开之前阻塞的端口，并发出消息通知各节点刷新MAC表；之后再有其它链路断开连接时，各节点不需要做任何处理动作。

当一个环形拓扑中一条断开的链路恢复连接时，若整个拓扑形成环路，则边缘节点将阻塞之前打开的端口，并发出消息通知各节点刷新MAC表。

当两个相交的环形拓扑的共用链路从断开状态恢复连接时，边缘节点将打开之前阻塞的端口，各环形拓扑的主节点阻塞各自的副端口，每个环形拓扑按照单环机制进行收敛，整个拓扑达到稳定状态。

下面结合附图对本发明实施例进行详细的说明。

图1是两个环形拓扑构建的相交环正常工作时的示意图。图中，节点SW1、SW2、SW3、SW4及依次连接各节点的链路构成第一环形拓扑，其中节点SW2为主节点(即master节点)；节点SW3、SW4、SW5、SW6及依次连接各节点的链路构成第二环形拓扑，其中节点SW5为主节点(即master节点)。节点SW3和SW4为两个环形拓扑的共用节点，其中节点SW3为边缘节点(即edge节点)，节点SW4为辅助边缘节点(即assistant节点)。连接节点SW3和SW4的链路为两个环形拓扑的共用链路。两个拓扑拓扑的主节点分别周期性的发送健康检测报文，在第一环形拓扑中，健康检测报文自主节点SW2的主端口发出，依次经过节点SW1、SW4和SW3，回到主节点SW2；在第二环形拓扑中，健康检测报文自主节点SW5的主端口发出，依次经过节点SW3、SW4和SW6，回到主节点SW5。若发出健康检测报文的主节点收到自身发送的健康检测报文，说明该环形拓扑链路完整；若发出健康检测报文的主节点在预先设置的时间内不能收到自身发送的健康检测报文，则说明该环形拓扑链路发生故障。

图2是两个环形拓扑的共用链路断开连接时的示意图。当节点SW3和SW4之间的链路即两个环形拓扑的共用链路断开连接时，辅助边缘节点SW3将分别向节点SW2和SW5发送第一通知消息GHR_FLAGS_FAULT，该第一通知消息分别在第一环形拓扑和第二环形拓扑中传递，而边缘节点SW4将先后两次收到该第一通知消息。假定边缘节点SW4先收到来自第一环形拓扑的第一通知消息，随后受到来自第二环形拓扑的第二通知消息，则边缘节点将阻塞自身与第二环形拓扑相连的端口，同时分别向两个环形拓扑中发送第二通知消息GHR_FLAGS_FAULT_BACK，当两个环形拓扑中的主节点SW2和SW5分别收到该第二通知消息时，分别将自身的副端口设置为转发状态并刷新MAC表，其它节点刷新MAC表。这样，就实现了链路的快速切换，既保证了链路中各节点相同又不形成环路，避免了数据广播环路的形成。上述过程中，从两个环形拓扑的共用链路断开连接到整个拓扑达到稳定实现收敛，收敛时间不超过10ms。

图3是在两个环形拓扑的共用链路断开连接后，第二环形拓扑的一条链路断开连接时的示意图。当共用链路断开连接时，整个拓扑就不存在单环了，其余链路中的断开或者连接均会影响拓扑中的数据流向。如图，当连接节点SW6和SW5的链路断开连接时，节点SW6和SW5分别通过各自的与其余链路相连的端口发送link_down消息，当边缘节点SW4收到该link_down消息时将打开其与第二环形拓扑相连的端口(即将该端口设置为转发状态)，并发送第三通知消息GHR_FLAGS_CLEARMAC，整个拓扑中的其余各节点收到该第三通知消息时刷新各自的MAC表。这样，就实现了链路的快速切换。

在图3所示的情况下，当第二环形拓扑中断开的链路恢复连接时，整个拓扑的收敛过程如下：与该恢复连接的链路相连的节点阻塞各自与该链路相连的端口，并从各自的另一端口发送link_up消息，该link_up消息只在该链路所在的环形拓扑中传递，当主节点收到该link_up消息时，该主节点通过其两个端口向拓扑中发送第四通知消息GHR_FLAGS_UP_INFO，当辅助边缘节点收到该第四通知消息时即向拓扑中发送第五通知消息GHR_FLAGS_UP_BACK，当边缘节点第一次收到该第五通知消息时即阻塞收到该消息的端口，同时发送第三通知消息GHR_FLAGS_CLEARMAC，拓扑中各节点收到该第三通知消息时刷新各自的MAC表，而与恢复连接的链路相连的节点收到该第三通知消息时将各自处于阻塞状态的端口设置为转发状态。

下面结合附图进行说明，在拓扑中的共用链路即节点SW3和SW4之间的链路处于断开状态的前提下，当节点SW6和SW5之间断开的链路恢复连接时，节点SW6和SW5分别阻塞各自与该链路相连的端口，由于节点SW5即为主节点，主节点SW5直接向拓扑中发送第四通知消息GHR_FLAGS_UP_INFO，当辅助边缘节点SW3收到该第四通知消息时即向拓扑中发送第五通知消息GHR_FLAGS_UP_BACK，当边缘节点SW4第一次收到该第五通知消息时即阻塞收到该消息的端口，同时发送第三通知消息GHR_FLAGS_CLEARMAC，拓扑中各节点收到该第三通知消息时刷新各自的MAC表，而与恢复连接的链路相连的节点SW6和SW5收到该第三通知消息时将各自处于阻塞状态的端口设置为转发状态。从而实现链路的快速切换。

在多个环形拓扑构建的相交环中：

所述边缘节点，是通道状态检测机制的发起者和决策者，用于防止各单个环形拓扑之间形成环路。边缘节点比传输节点多一种状态：Preforwarding_IIState(临时阻塞状态II)。当相交环的共用链路断开连接时，边缘节点的分别于两个环形拓扑相连的端口将处于临时阻塞状态II。为了防止形成环路，该边缘节点不会因为超时变为UP状态，只有当其他链路断开连接或共用链路恢复连接时，才会转为UP状态。UP状态是指该节点的端口处于转发状态。

所述辅助边缘节点，是通道状态的监听者，并负责把通道状态改变及时通知边缘节点。辅助边缘节点的端口与传输节点一致，都具有阻塞和转发两种状态。当相交环的共用链路断开时辅助边缘节点会向边缘节点发送第一通知消息GHR_FLAGS_FAULT，边缘节点收到该消息后会阻塞相应的端口。自相交环的共用链路断开连接时起，辅助边缘节点便会周期性的向边缘节点发第一通知消息，若边缘节点连续收到两个第一通知消息，说明拓扑中存在环路，边缘节点将立即阻塞其中一个端口。

在多个环形拓扑构建的相交环从发生链路故障到达到收敛，拓扑中的节点发送多种通知消息，下面进行详细说明：

第一通知消息GHR_FLAGS_FAULT：边缘节点与辅助边缘节点间的共用链路断开连接时，辅助边缘节点将发送该通知消息，边缘节点收到该通知消息后将阻塞对应的边缘端口，并通知所在环形拓扑的主节点打开其副端口。

第二通知消息GHR_FLAGS_FAULT_BACK：边缘节点与辅助边缘节点间的共用链路断开连接时，辅助边缘节点将发送第一通知消息，边缘节点收到第一通知消息后将阻塞对应的边缘端口，并发送该第二通知消息通知所在环形拓扑的主节点打开其副端口。

第四通知消息GHR_FLAGS_UP_INFO：当所述边缘节点与辅助边缘节点间的共用链路处于断开状态时，拓扑中的另一条链路从断开转为连接时，与该链路连接的节点会发送该第四通知消息消息给辅助边缘节点，告知有链路恢复。

第五通知消息GHR_FLAGS_UP_BACK：当所述边缘节点与辅助边缘节点间的共用链路处于断开状态时，拓扑中的另一条链路从断开转为连接时，与该链路连接的节点会发送该第四通知消息消息给辅助边缘节点，辅助边缘节点收到该第四通知消息后会通过各环形拓扑发送第五通知消息给边缘节点，如果边缘节点连续收到两个或以上第五通知消息，则阻塞对应端口，防止形成环路。辅助边缘节点也间隔的发送该消息给边缘节点，探测是否存在环路。

采用本发明实施例提供的方法，多个环形拓扑之间可以实现稳定通信。当相交环的两个环形拓扑之间的共用链路断开连接或者恢复连接时，以及在公用链路断开连接时其它链路断开连接或者恢复连接时，可以实现链路的快速切换，整个相交环拓扑结构可以实现快速收敛。采用本发明实施例提供的方法，可以实现较为复杂的拓扑结构。另外，本发明提供的方法由于采用共用节点及链路的方式，可以节省资源，降低构建拓扑结构的成本。

本发明还提供一种由多个环形拓扑构建的可以实现稳定通信的相交环拓扑结构，所述相交环拓扑结构是以两个节点作为需要通信的两个环形拓扑的共用节点，两个共用节点间的链路作为两个环形拓扑的共用链路，构建成的两个相交的环形拓扑或者依次相交的多个环形拓扑，每一对共用节点中的一个为边缘节点，另一个为辅助边缘节点；当所述共用链路连接正常时，每个环形拓扑遵循单环单环运作机制，相交的两个环形拓扑互不影响但可相互通信；当相交的两个环形拓扑的共用链路断开时，与该共用链路相连的边缘节点将自身的与其中一个环形拓扑相连的端口设置为阻塞状态，每个环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为转发状态；当相交的两个环形拓扑的断开的共用链路恢复连接时，与该共用链路相连的边缘节点将打开自身处于阻塞状态的端口，每个环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为阻塞状态。

本发明还提供一种用于多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的系统，所述相交环是以两个节点作为需要通信的两个环形拓扑的共用节点，两个共用节点间的链路作为两个环形拓扑的共用链路，构建成的两个相交的环形拓扑或者依次相交的多个环形拓扑；所述系统包括信息处理模块和设置模块，所述信息处理模块设置于两个环形拓扑的共用节点上，用于当共用链路断开连接或者恢复连接时，通过所在节点的端口，在环形拓扑中发送或者回应通知消息；所述设置模块也设置于两个环形拓扑的共用节点上，用于在收到所述信息处理模块发出或者回应的通知消息时，将所在节点的相应端口设置为转发状态或者阻塞状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种采用多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法，其特征在于，

所述相交环是以两个节点作为需要通信的两个环形拓扑的共用节点，两个共用节点间的链路作为两个环形拓扑的共用链路，构建成的两个相交的环形拓扑或者依次相交的多个环形拓扑，每一对共用节点中的一个为边缘节点，另一个为辅助边缘节点；

所述稳定通信的方法包括以下步骤：

当所述共用链路连接正常时，每个环形拓扑遵循单环单环运作机制，相交的两个环形拓扑互不影响但可相互通信；

当相交的两个环形拓扑的共用链路断开时，与该共用链路相连的边缘节点将自身的与其中一个环形拓扑相连的端口设置为阻塞状态，每个环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为转发状态；

当相交的两个环形拓扑的断开的共用链路恢复连接时，与该共用链路相连的边缘节点将打开自身处于阻塞状态的端口，每个环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为阻塞状态。

2.根据权利要求1所述的采用多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法，其特征在于，所述当相交的两个环形拓扑的共用链路断开时，与该共用链路相连的边缘节点将自身的与其中一个环形拓扑相连的端口设置为阻塞状态，每个环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为转发状态的步骤具体为：

当所述共用链路断开连接时，与该共用链路相连的辅助边缘节点分别通过两个环形拓扑发送第一通知消息；

当边缘节点第一次收到沿某一环形拓扑传送的第一通知消息时，将发送第二通知消息，该环形拓扑的主节点收到该第二通知消息时将打开其副端口；

当边缘节点第二次收到沿另一环形拓扑传送的第一通知消息时，边缘节点会将其与该环形拓扑相连的端口设置为阻塞状态，同时将发送第二通知消息，该环形拓扑的主节点收到该第二通知消息时将打开其副端口。

3.根据权利要求1所述的采用多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法，其特征在于，所述稳定通信的方法进一步包括以下步骤：

自所述共用链路断开连接时起，辅助边缘节点周期性的发送第一通知消息，边缘节点收到该第一通知消息后，根据预定策略判断是否存在环路，若存在环路，则边缘节点阻塞自身的一个端口，

所述预定策略通常是：若连续收到两次第一通知消息，则说明存在环路。

4.根据权利要求1所述的采用多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法，其特征在于，所述稳定通信的方法进一步包括以下步骤：

当所述共用链路断开连接时，若一个环形拓扑的一条链路断开连接，边缘节点打开之前阻塞的端口，并发出消息通知各节点刷新MAC表；

若该环形拓扑中断开的链路恢复连接，则边缘节点将阻塞之前打开的端口，并发出消息通知各节点刷新MAC表。

5.根据权利要求4所述的采用多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法，其特征在于，所述当所述共用链路断开连接时，若一个环形拓扑的一条链路断开连接，边缘节点打开之前阻塞的端口，并发出消息通知各节点刷新MAC表的步骤具体为：

当连接节点SW6和SW5的链路断开连接时，节点SW6和SW5分别通过各自的与其余链路相连的端口发送link_down消息，当边缘节点SW4收到该link_down消息时将打开其与第二环形拓扑相连的端口(即将该端口设置为转发状态)，并发送第三通知消息GHR_FLAGS_CLEARMAC，整个拓扑中的其余各节点收到该第三通知消息时刷新各自的MAC表。

6.根据权利要求4所述的采用多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的方法，其特征在于，所述若该环形拓扑中断开的链路恢复连接，则边缘节点将阻塞之前打开的端口，并发出消息通知各节点刷新MAC表的步骤具体为：

当第二环形拓扑中断开的链路恢复连接时，整个拓扑的收敛过程如下：与该恢复连接的链路相连的节点阻塞各自与该链路相连的端口，并从各自的另一端口发送link_up消息，该link_up消息只在该链路所在的环形拓扑中传递，当主节点收到该link_up消息时，该主节点通过其两个端口向拓扑中发送第四通知消息GHR_FLAGS_UP_INFO，当辅助边缘节点收到该第四通知消息时即向拓扑中发送第五通知消息GHR_FLAGS_UP_BACK，当边缘节点第一次收到该第五通知消息时即阻塞收到该消息的端口，同时发送第三通知消息GHR_FLAGS_CLEARMAC，拓扑中各节点收到该第三通知消息时刷新各自的MAC表，而与恢复连接的链路相连的节点收到该第三通知消息时将各自处于阻塞状态的端口设置为转发状态。

7.一种由多个环形拓扑构建的可以实现稳定通信的相交环拓扑结构，其特征在于，所述相交环拓扑结构是以两个节点作为需要通信的两个环形拓扑的共用节点，两个共用节点间的链路作为两个环形拓扑的共用链路，构建成的两个相交的环形拓扑或者依次相交的多个环形拓扑，每一对共用节点中的一个为边缘节点，另一个为辅助边缘节点；当所述共用链路连接正常时，每个环形拓扑遵循单环单环运作机制，相交的两个环形拓扑互不影响但可相互通信；当相交的两个环形拓扑的共用链路断开时，与该共用链路相连的边缘节点将自身的与其中一个环形拓扑相连的端口设置为阻塞状态，每个环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为转发状态；当相交的两个环形拓扑的断开的共用链路恢复连接时，与该共用链路相连的边缘节点将打开自身处于阻塞状态的端口，每个环形拓扑中的主节点将自身的副端口设置为阻塞状态。

8.一种用于多个环形拓扑构建相交环实现稳定通信的系统，其特征在于，所述相交环是以两个节点作为需要通信的两个环形拓扑的共用节点，两个共用节点间的链路作为两个环形拓扑的共用链路，构建成的两个相交的环形拓扑或者依次相交的多个环形拓扑；所述系统包括信息处理模块和设置模块，

所述信息处理模块设置于两个环形拓扑的共用节点上，用于当共用链路断开连接或者恢复连接时，通过所在节点的端口，在环形拓扑中发送或者回应通知消息；

所述设置模块也设置于两个环形拓扑的共用节点上，用于在收到所述信息处理模块发出或者回应的通知消息时，将所在节点的相应端口设置为转发状态或者阻塞状态。

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