CN101953122A - 以太网保护倒换系统 - Google Patents

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CN101953122A CN2008800167479A CN200880016747A CN101953122A CN 101953122 A CN101953122 A CN 101953122A CN 2008800167479 A CN2008800167479 A CN 2008800167479A CN 200880016747 A CN200880016747 A CN 200880016747A CN 101953122 A CN101953122 A CN 101953122A
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Abstract

一种以太网保护倒换系统，包括具有以太网端口的第一收发器节点和通信地耦合到所述以太网端口中的相应一个端口的发射/接收线路。以太网端口包括一个主用接收以太网端口和至少一个备用接收以太网端口。每条发射/接收线路承载着从通信地耦合的第二收发器节点发送的数据包的副本。从发射/接收线路输入到主用接收以太网端口的复制的数据包在第一收发器节点接收。从发射/接收线路输入到至少一个备用接收以太网端口中的相应一个端口的复制的数据包在第一收发器节点丢弃。如果将复制的数据包输入到主用接收以太网端口的发射/接收线路发生故障，则至少一个备用接收以太网端口中的一个端口开始如主用接收以太网端口起作用。第一收发器节点配置成将复制的数据包从每个以太网端口输出，以便在每条发射/接收线路上传输。

Description

以太网保护倒换系统
相关申请交叉参考
本申请涉及2006年8月7日提交的题为“MAPPINGEXTERNAL PORT USING VIRTUAL LOCAL AREA NETWORK”(利用虚拟局域网映射外部端口)(‘782申请)的美国专利申请序号11/462782。通过引用将782申请结合到本文中。
背景技术
保护倒换在诸如SONET等载波类电信网络中使用，以便甚至在链路失效(go down)或者中断时也能保持通信。本质上，使用保护倒换的系统在点A与B之间采用冗余通信链路，即主链路和备用链路。如果主链路失效，则检测到这种情况，并且点A和B倒换到备用链路。但是，以太网还没有保护倒换。
发明内容
在第一方面，一种以太网保护倒换系统(ethernetprotection switching system)包括具有以太网端口的第一收发器节点和通信地耦合到所述以太网端口中的相应一个端口的发射/接收线路。以太网端口包括一个主用接收以太网端口和至少一个备用接收以太网端口。每条发射/接收线路承载着从通信地耦合的第二收发器节点发送的数据包的副本。从发射/接收线路输入到主用接收以太网端口的复制的数据包在第一收发器节点接收。从发射/接收线路输入到至少一个备用接收以太网端口中的相应一个端口的复制的数据包在第一收发器节点丢弃。如果将复制的数据包输入到主用接收以太网端口的发射/接收线路发生故障，则至少一个备用接收以太网端口中的一个端口开始如主用接收以太网端口起作用。第一收发器节点配置成将复制的数据包从每个以太网端口输出，以便在每条发射/接收线路上传输。
在第二方面，一种保护倒换以太网端口的方法包括：在受保护以太网交换机的主用接收以太网端口接收复制的数据包；在受保护以太网交换机的备用接收以太网端口接收复制的数据包；将虚拟局域网标签添加到在主用接收以太网端口接收的复制的数据包；根据接收到复制的数据包的以太网端口将虚拟局域网标识符分配给虚拟局域网标签，以便形成经修改的数据包；丢弃在备用接收以太网端口上接收的复制的数据包；以及根据虚拟局域网标识符将经修改的数据包发送给网络处理器端口。
在第三方面，一种保护倒换以太网端口的方法包括：在受保护以太网交换机的主用接收以太网端口接收复制的数据包；在受保护以太网交换机的备用接收以太网端口接收复制的数据包；丢弃在备用接收以太网端口接收的复制的数据包；以及将在主用接收以太网端口接收的复制的数据包发送给网络处理器端口。
在第四方面，一种程序产品包括在存储介质上实施的程序指令，这些程序指令可操作以使处理器执行以下步骤：将虚拟局域网标签添加到在主用接收以太网端口接收的复制的数据包；根据接收到主用数据包的主用接收以太网端口将虚拟局域网标识符分配给虚拟局域网标签，以便形成经修改的数据包；丢弃在备用接收以太网端口上接收的复制的数据包；以及根据虚拟局域网标识符将经修改的数据包发送给以太网交换机的网络处理器端口。
在第五方面，一种程序产品包括在存储介质上实施的程序指令，这些程序指令可操作以使处理器执行以下步骤：丢弃在受保护以太网交换机的备用接收以太网端口接收的复制的数据包；以及将在受保护以太网交换机的主用接收以太网端口接收的复制的数据包发送给网络处理器端口。
附图说明
图1-3示出以太网保护倒换系统的各个实施例的框图。
图4是对于进入收发器节点情形所修改的虚拟局域网数据包的一个实施例的框图。
图5是在收发器节点的以太网端口作为未修改的数据包所接收的经修改的数据包的内部路径的一个实施例的图。
图6是作为未修改的数据包从收发器节点的以太网端口发送的经修改的数据包的内部路径的一个实施例的图。
图7是对于进入收发器节点情形所修改的虚拟局域网数据包的一个实施例的框图。
图8是根据本发明对于进入情形保护倒换输入数据包的方法(a method to protection switch input data packets for ingress)的一个实施例的流程图。
图9是根据本发明对于进入情形保护倒换输入数据包的方法的一个实施例的流程图。
图10是根据本发明对于进入情形保护倒换输入数据包的方法的一个实施例的流程图。
图11是根据本发明对于外出情形保护倒换输出数据包的方法(a method to protection switch input data packets for egress)的一个实施例的流程图。
根据惯例，所描述的各种特征没有按比例绘制，而是绘制时强调与本发明相关的特征。参考标号在附图和文本中表示相似元件。
具体实施方式
在以下详细说明中，参照构成其部分的附图，附图中通过举例说明的方式示出可实施本发明的具体说明性实施例。充分详细地描述了这些实施例，以便使本领域的技术人员能够实施本发明，但是要理解，可利用其它实施例，并且在不背离本发明的范围的情况下，可进行逻辑、机械和电变更。因此，以下详细说明不是要理解为限制性的。
图1-3分别示出以太网保护倒换系统10-12的各个实施例的框图。以太网保护倒换系统为基于以太网的收发器节点提供保护倒换能力。以太网保护倒换系统10-12包括第一收发器节点，它包括一个主用接收以太网端口和至少一个备用接收以太网端口。一条发射/接收线路通信地耦合到主用接收以太网端口。另一条发射/接收线路通信地耦合到各备用接收以太网端口。每条发射/接收线路承载着从通信地耦合的第二收发器节点发送的数据包的副本。
从发射/接收线路输入到主用接收以太网端口的复制的数据包在第一收发器节点接收。从发射/接收线路输入到至少一个备用接收以太网端口中的相应一个端口的复制的数据包在第一收发器节点丢弃。如果将复制的数据包输入到主用接收以太网端口的发射/接收线路发生故障，则备用接收以太网端口中的一个端口开始如主用接收以太网端口起作用。第一收发器节点配置成将复制的数据包从每个以太网端口(主用和备用接收以太网端口)输出，以便在每条发射/接收线路上传输。
以太网保护倒换系统10-12还包括第二收发器节点，它包括一个主用接收以太网端口和至少一个备用接收以太网端口。发射/接收线路通信地耦合到第二收发器节点的以太网端口中的相应一个端口，使得第二收发器节点中的以太网端口以点对点配置通信地耦合到第一收发器节点的以太网端口中的相应一个端口。本文所述的保护倒换在全双工点对点链路上实现。保护倒换不在半双工、点对多点总线配置上实现。
每条发射/接收线路承载着从第一收发器节点发送的复制的数据包。从发射/接收线路输入到第二收发器节点中的主用接收以太网端口的复制的数据包在第二收发器节点接收。从发射/接收线路输入到第二收发器节点的备用接收以太网端口中的相应一个端口的复制的数据包在第二收发器节点丢弃。如果将复制的数据包输入到第二收发器节点中的主用接收以太网端口的发射/接收线路发生故障，则第二收发器节点的至少一个备用接收以太网端口中的一个端口开始如主用接收以太网端口起作用。第二收发器节点配置成将复制的数据包从第二收发器节点的每个以太网端口输出，以便在每条发射/接收线路上传送给第一收发器节点。
在至少一条发射/接收线路上复制在通信地耦合第一和第二收发器节点的发射/接收线路上传送和接收的数据包。本文所使用的术语“数据包”和“复制的数据包”和“复制数据包”可互换使用。通信链路包括通过发射/接收线路通信地耦合的两个相应收发器节点中的两个以太网端口。
在这个实施例的一个实现中，通信链路包括第一收发器节点中的备用接收以太网端口、第二收发器节点中的主用接收以太网端口以及通信地耦合这两个以太网端口的发射/接收线路。在这种情况下，并行通信链路包括第二收发器节点中的备用接收以太网端口、第一收发器节点中的主用接收以太网端口以及通信地耦合这两个以太网端口的发射/接收线路。
在这个实施例的另一个实现中，通信链路包括第一收发器节点中的备用接收以太网端口、第二收发器节点中的备用接收以太网端口以及通信地耦合这两个备用接收以太网端口的发射/接收线路。在这种情况下，并行通信链路包括第一收发器节点中的主用接收以太网端口、第二收发器节点中的主用接收以太网端口以及通信地耦合这两个主用接收以太网端口的发射/接收线路。将端口指定为主用端口还是备用端口最初是用户配置选项。
如果在将数据包发送给主用接收以太网端口的通信链路的任何部分中检测到故障，则对以太网保护倒换系统进行保护倒换。本文所使用的“保护倒换”通过以下方式来实现：将主用接收以太网端口的状态从“主用”改变成“备用”，同时将备用接收以太网端口的状态从“备用”改变成“主用”。当对以太网保护倒换系统进行保护倒换时，将数据包馈送给新激活的以太网端口的通信链路接管主通信链路的功能。要注意，将数据包发送给一个收发器节点的主用接收以太网端口的发射/接收线路可在那个收发器节点的主通信链路中，同时将数据包发送给另一个收发器节点的主用接收以太网端口的另一条发射/接收线路是沿相反方向接收通信的那另一个收发器节点的主通信链路。
在这个实施例的一个实现中，每条发射/接收线路是两条独立的线路：发射线路和接收线路。在这种情况下，以太网保护倒换系统包括用于从收发器节点传送数据包的发射线路以及用于在同一个收发器节点接收数据包的接收线路。以太网保护倒换系统10-12均可操作以便在进入收发器节点或者从收发器节点外出期间在使用或者没有使用VLAN标识符的情况下保护数据包。
图1是表示以太网保护倒换系统10的框图。以太网保护倒换系统10包括第一网络处理器115、第二网络处理器125、发射/接收线路151和发射/接收线路153。第一网络处理器115在本文中又称作“网络处理器115”和“收发器节点101”。第二网络处理器125在本文中又称作“网络处理器125”和“收发器节点102”。发射/接收线路151和153在网络处理器115与125之间传送数据包。网络处理器115包括以太网端口112和以太网端口114。网络处理器125包括以太网端口122和以太网端口124。
通过发射/接收线路151通信地耦合的以太网端口112和122形成由标号180一般表示的以太网端口对。以太网端口114和124形成由标号181一般表示的以太网端口对。这样，相应的以太网端口对180和181以点对点配置通信地耦合。
以太网保护倒换系统10将多个以太网端口编组为单个逻辑端口，以便提供下面将更详细论述的保护倒换。网络处理器115将以太网端口112和114看作是单个逻辑端口，使得逻辑端口受到物理以太网端口112和114的保护。以太网端口112和114形成网络处理器115中的保护端口对188。同样，网络处理器125的逻辑端口受到物理以太网端口122和124的保护。以太网端口122和124形成网络处理器125中的保护端口对189。
在这个实施例的一个实现中，网络处理器115中的配置表定义哪些端口形成保护端口对。对于网络处理器115，配置表如表1所示。网络处理器125的配置表如表2所示。
  逻辑端口  以太网端口  以太网端口
  第一  以太网端口112  以太网端口114
表1
  逻辑端口   以太网端口   以太网端口
  第一   以太网端口122   以太网端口124
表2
当网络处理器中存在两个以上保护端口对时，配置表就很重要了。表3示出具有四个以太网端口的示范收发器节点或网络处理器的配置表的一个实施例，这四个以太网端口形成两个逻辑端口，这两个逻辑端口均有一个保护端口对。
  逻辑端口   以太网端口   以太网端口
  第一   第一   第二
  第二   第三   第四
表3
表4示出具有形成两个逻辑端口的四个以太网端口的示范收发器节点的备选配置表。
  逻辑端口   以太网端口   以太网端口
  第一   第一   第三
  第二   第二   第四
表4
因为第一网络处理器115配置成从发射/接收线路151和153传送数据包，所以在发射/接收线路151和发射/接收线路153上从第一网络处理器115传送复制数据包。同样，网络处理器115配置成接收来自发射/接收线路151和153其中之一的复制的数据包之一。只有主用接收以太网端口才接收数据包，而备用接收以太网端口丢弃所接收的数据包。
在这个实施例的一个实现中，以太网端口112是受保护或主用接收以太网端口，而以太网端口114是备用接收以太网端口。在这种情况下，第一网络处理器115的主通信链路包括主用接收以太网端口112、以太网端口122和发射/接收线路151。第一网络处理器115的备用通信链路包括备用接收以太网端口114、以太网端口124和发射/接收线路153。在同一个实现中，对于第二网络处理器125存在两种可能的情形。在第一种情形中，以太网端口124是受保护或主用接收以太网端口，而以太网端口122是备用接收以太网端口。在这种情况下，第二网络处理器115的主通信链路包括主用接收以太网端口124、以太网端口114和发射/接收线路153。第二网络处理器125的备用通信链路包括备用接收以太网端口122、以太网端口112和发射/接收线路151。
在第二种情形中，以太网端口122是受保护或主用接收以太网端口，而以太网端口124是备用接收以太网端口。在这种情况下，第二网络处理器125的主通信链路包括主用接收以太网端口122、以太网端口112和发射/接收线路151。第二网络处理器125的备用通信链路包括备用接收以太网端口124、以太网端口114和发射/接收线路153。
如果第一网络处理器115的主通信链路的任何部分发生故障，则在保护倒换过程中，以太网端口114成为主用接收以太网端口。在示范情况下，发射/接收线路151发生中断。在这种情况下，第二网络处理器125中的以太网端口124必须保持为或者变成为主用接收以太网端口，因为将不能通过中断的发射/接收线路151在以太网端口122接收从以太网端口112发送的数据包。
在这个实施例的另一个实现中，以太网端口114是受保护或主用接收以太网端口，而以太网端口112是备用接收以太网端口。在这种情况下，第一网络处理器115的主通信链路包括主用接收以太网端口114、以太网端口124和发射/接收线路153。网络处理器125的备用通信链路包括备用接收以太网端口112、以太网端口122和发射/接收线路151。对于这个实施例，以上针对第二网络处理器125描述的第一或第二种情形都是可能的。
如果第一网络处理器115的主通信链路的任何部分发生故障，则在保护倒换过程中，发射/接收线路151成为主用线路，并且以太网端口112成为第一网络处理器的主用接收以太网端口。
在这个实施例的又一个实现中，每个网络处理器中存在三个以太网端口，并且三对以太网端口以点对点配置通信地耦合在网络处理器之间。这种系统在图2中示出。图2是表示以太网保护倒换系统11的框图。在这个实施例中，发射/接收线路均包括一条发射线路和一条接收线路。以太网保护倒换系统11包括第一网络处理器415、第二网络处理器425、第一网络处理器415的发射线路150、152和452以及第一网络处理器415的接收线路154、156和456。第一网络处理器415中的三个以太网端口112、114和414形成保护端口三元组195。第二网络处理器425中的三个以太网端口122、124和424形成保护端口三元组196。
以太网端口414和以太网端口424形成由标号197一般表示的以太网端口对。以太网端口414和以太网端口424、发射线路452和接收线路456形成通信链路。
以太网保护倒换系统11将多个以太网端口编组为单个逻辑端口，以便提供下面将更详细论述的保护倒换。第一网络处理器415将保护端口三元组195的以太网端口112、114和414看作是单个逻辑端口，使得逻辑端口受到物理以太网端口112、114和414的保护。同样，第二网络处理器425将保护端口三元组196的以太网端口122、124和424看作是单个逻辑端口，使得逻辑端口受到以太网端口122、124和424的保护。表5示出保护端口三元组196的这种实现的配置表。
  逻辑端口  以太网端口  以太网端口  以太网端口
  第一  以太网端口122  以太网端口124  以太网端口424
表5
如图2所示，图1中的发射/接收线路151现在是两条独立线路：发射线路150和接收线路154。同样，图1中的发射/接收线路153在图2中示为两条独立线路：发射线路152和接收线路156。以太网端口414和以太网端口424通过发射线路452和接收线路456通信地耦合。如箭头方向所示，发射线路150、152和452将数据包从第一网络处理器415传送给第二网络处理器425。同样，如箭头方向所示，接收线路154、156和456将数据包从第二网络处理器425传送给第一网络处理器415。
在这个实施例的一个实现中，以太网端口112是主用接收以太网端口，而以太网端口114和414是备用接收以太网端口。在这个实现中，以太网端口122经由作为第一网络处理器415的主接收线路的接收线路154将数据包发送给主用接收以太网端口112。在同一个实现中，对于第二网络处理器425存在三种可能的情形。在第一种情形中，以太网端口122是受保护或主用接收以太网端口，而以太网端口124和424是备用接收以太网端口。在第二种情形中，以太网端口124是受保护或主用接收以太网端口，而以太网端口122和424是备用接收以太网端口。在第三种情形中，以太网端口424是受保护或主用接收以太网端口，而以太网端口122和124是备用接收以太网端口。通信链路按以上所述配置。
在这个实施例的一个实现中，优先顺序是用户可配置选项。例如，在这个实施例的第一实现中，以太网端口122是以太网保护倒换系统11的主用接收以太网端口，以太网端口124是以太网保护倒换系统11的第一备用主用接收以太网端口，并且以太网端口424是以太网保护倒换系统11的第二备用主用接收以太网端口。例如，在这个实施例的第二实现中，以太网端口122是以太网保护倒换系统11的主用接收以太网端口，以太网端口424是以太网保护倒换系统11的第一备用主用接收以太网端口，并且以太网端口124是以太网保护倒换系统11的第二备用主用接收以太网端口。
第二网络处理器425配置成经由所有接收线路154、156和456将复制数据包发送给第一网络处理器415。第一网络处理器415的三个以太网端口112、114或414中只有一个端口接收复制的数据包，而以太网端口112、114或414中的另外两个端口丢弃所接收的数据包。
第一网络处理器415配置成经由所有发射线路150、152和452将复制数据包发送给第二网络处理器425。第二网络处理器425的三个以太网端口122、124或424中只有一个端口接收复制的数据包，而以太网端口122、124或424中的另外两个端口丢弃所接收的数据包。
数据的复制是在OSI模型的第2层进行的，使得保护倒换的至少一部分在第2层进行。在现有技术的保护倒换技术中，数据包复制是在物理层(第1层)进行的，并且每条线路上的发射信号看起来是相同的。通过如本文所述在第2层进行保护倒换的一部分，物理层信号不再一定相同。由于不需要物理层复制和匹配，所以以太网保护倒换系统11具有物理层无关性。因此，端口和布线无需相同。例如，在这个实施例的一个实现中，主用端口是电端口，而备用端口是光端口。
在这个实施例的一个实现中，禁用每个备用以太网的接收能力。在这个实施例的另一个实现中，备用接收以太网端口在备用线路上接收数据包，然后在网络处理器获取所接收的数据包的统计之后丢弃所接收的数据包。在这种情况下，利用在网络处理器处累积的统计来确定收发器节点的哪个通信链路在接收数据包时是最有效的。
网络处理器415包括用于确定在给定时间将使用哪条接收线路来接收数据包的处理能力。在这个实施例的一个实现中，实现非恢复式(non-revertive)保护倒换。在这种情况下，收发器节点连续接受来自通信地耦合到主用接收以太网端口的发射/接收线路的数据包，直到包括主用接收以太网端口的通信链路发生故障为止，然后该收发器节点开始接受来自通信地耦合到备用接收以太网端口其中之一的发射/接收线路之一的数据包。在这种实施例中，收发器节点连续接收来自新的主用接收以太网端口的数据包，直到新的主通信链路发生故障为止。
在这个实施例的另一个实现中，实现恢复式保护倒换。在这种情况下，当发生故障的通信链路恢复时，在原始通信链路恢复之后以及在可配置超时之后，以太网保护倒换系统倒换回到实现原始通信链路。超时防止系统来回倒换的系统不稳定性。
在收发器节点的主通信链路的任何部分失效的情况下，备用通信链路其中之一成为主通信链路。网络处理器415和425具有用于确定在当前主通信链路发生故障时哪条备用通信链路成为主通信链路的处理能力。在这个实施例的一个实现中，关于哪条备用通信链路成为主通信链路的确定基于由网络处理器所收集的关于在网络处理器415和425处接收的数据包的质量的统计。在这个实施例的另一个实现中，关于哪条备用通信链路成为主通信链路的确定基于物理层统计的质量或者基于简单循环。
在系统11的这个实施例的一个实现中，发射线路150、152、452和相应的接收线路154、156、456是如图1所示的单条双向发射/接收线路。在系统11的这个实施例的另一个实现中，发射线路150、152、452和相应的接收线路154、156、456不是沿相同路径设置的。在这个实施例的又一个实现中，发射线路150、152和452或者接收线路154、156和456中没有一条线路是沿相同物理路径设置的。这降低了多于一条发射线路和/或接收线路由于故障产生事件而同时中断的可能性。例如，机械故障可以是由于挖土机挖掘包括发射线路和/或接收线路的电缆而引起的中断。在这个实施例的另一个实现中，发射线路150和接收线路154沿与发射线路152和接收线路156所共享的路线物理分离并且还与发射线路452和接收线路456所共享的路线物理分离的路线安装在一起。这降低了成对发射线路和接收线路与其它成对发射线路和接收线路同时发生机械故障的可能性。
图3是表示以太网保护倒换系统12的框图。以太网保护倒换系统12包括第一收发器节点105和第二收发器节点106。第一收发器节点105包括第一以太网交换机200和第一装置320。第一装置320包括第一网络处理器300、应用251和应用252。第一网络处理器300具有第一内部端口305。
第一以太网交换机200包括第一网络处理器端口205，它通信地耦合到第一网络处理器300的第一内部端口305。第一以太网交换机200还包括两个以太网端口112和114。以太网端口112和114通信地耦合到第一以太网交换机200中的第一网络处理器端口205。
第一处理器226、第一存储器225以及包括计算机可执行指令324的存储介质322位于第一以太网交换机200中。在这个实施例的一个实现中，第一存储器225存储外出VLAN倒换表、进入VLAN倒换表和VLAN配置表。下面将分别参照图5和图6来描述外出VLAN倒换表、进入VLAN倒换表和VLAN配置表。第一存储器225通信地耦合到第一处理器226和存储介质322。第一处理器226也通信地耦合到存储介质322。
第一处理器226根据数据包中的虚拟局域网标识符(以及根据以太网端口112或114中的哪一个端口是主用接收以太网端口)来引导在以太网端口112和114与第一网络处理器端口205之间输入到第一以太网交换机200的数据包，这将在下面参照图4-7进行详细描述。引导还基于存储在第一存储器225中的进入(ingress)和外出(egress)VLAN倒换表。
第二收发器节点106包括第二以太网交换机210和第二装置330。第二装置330包括第二网络处理器310、应用351和应用352。第二网络处理器310具有第二内部端口315。
第二以太网交换机210包括第二网络处理器端口215，它通信地耦合到第二网络处理器310的第二内部端口315。第二以太网交换机210还包括两个以太网端口122和124。以太网端口122和以太网端口124通信地耦合到第二以太网交换机210中的第二网络处理器端口215。
第二处理器236、第二存储器235和存储介质332位于第二以太网交换机210中。存储介质332包括计算机可执行指令334。在这个实施例的一个实现中，第二存储器235存储外出VLAN倒换表、进入VLAN倒换表和VLAN配置表。第二存储器235通信地耦合到第二处理器236和存储介质332。第二处理器236也通信地耦合到存储介质332。
第二处理器236根据数据包中的虚拟局域网标识符(以及根据以太网端口122或124中的哪一个端口是主用接收以太网端口)来引导分别在第三和第四以太网端口122和124与第二网络处理器端口215之间输入到以太网交换机210的数据包，这将在下面参照图4-7进行详细描述。引导还基于存储在第二存储器235中的进入和外出VLAN倒换表。
如上文参照图1所述，发射/接收线路151和153在以太网交换机200与210之间传送数据包。在这个实施例的一个实现中，发射/接收线路151由发射线路150和接收线路154取代，如以上参照图2所述。在这个实施例的另一个实现中，发射/接收线路153由发射线路152和接收线路156取代，如以上参照图2所述。
在第一以太网交换机200处从第一网络处理器300中的第一内部端口305接收的数据包通过发射/接收线路151和153从第一以太网交换机200发送给第二以太网交换机210。从第二网络处理器310中的第二内部端口315发送给第二以太网交换机210的数据包通过发射/接收线路151和153从第二以太网交换机210发送给第一以太网交换机200。
在这个实施例的一个实现中，通过发射/接收线路151和153从第一以太网交换机200发送给第二以太网交换机210的数据包根据存储在第一以太网交换机200的第一存储器225中的外出VLAN倒换表来发送。在这种情况下，通过发射/接收线路151和153从第二以太网交换机210发送给第一以太网交换机200的数据包根据存储在第二以太网交换机210的第二存储器235中的外出VLAN倒换表来发送。
以太网保护倒换系统12包括用于监测通信链路的状态的状态应用253和353。第一以太网交换机200和第二以太网交换机210中的状态应用253和353分别监测通信链路的状态。例如，第一以太网交换机200配置成接收包括主用接收以太网端口(以太网端口112或以太网端口114)、通信地耦合的发射/接收线路(分别为发射线路151/接收线路153)和第二以太网交换机210中的以太网端口(分别为以太网端口122或124)的通信链路的故障状态。如果以及当通信链路发生故障时，响应于接收到故障状态，以太网交换机接受来自通信地耦合到备用接收以太网端口其中之一的发射/接收线路的数据包，并丢弃来自通信地耦合到先前的主用接收以太网端口的发射/接收线路的数据包。在这个实施例的一个实现中，第一装置320和第二装置330中的应用251和351是用于监测通信链路的状态的状态应用251和351。
在这个实施例的一个实现中，在第一以太网交换机200中，以太网端口112是主用接收以太网端口，而以太网端口114是备用接收以太网端口。在这种情况下，第一以太网交换机200配置成接受在发射/接收线路151上接收的数据包，并且丢弃在发射/接收线路153上接收的数据包。在这种情况下，根据以上描述可理解，以太网端口122或者以太网端口124都可以是第二以太网交换机210的主用接收以太网端口。
在一种示范情况下，当第一网络处理器300接收到包括发射/接收线路151的通信链路的故障状态时，第一以太网交换机200正接受来自发射/接收线路151的数据包。发射/接收线路151的故障状态指示通信链路中的发射/接收线路151已经发生故障或中断。根据接收到包括发射/接收线路151的通信链路的故障状态，第一以太网交换机200开始在以太网端口114接受来自发射/接收线路153的数据包，并将所接受的那些数据包发送给第一装置320。同时，第一以太网交换机200开始在以太网端口112丢弃来自发射/接收线路151的数据包。这些数据包在第一以太网交换机200处丢弃。
在这种示范情况的一个实现中，在发射/接收线路151失效之后，以太网保护倒换系统12倒换到发射/接收线路153，并且在发射/接收线路151恢复到正常操作之后，以太网保护倒换系统12进行倒换，使得第一以太网交换机200接受来自发射/接收线路151的数据包，并且丢弃来自发射/接收线路153的数据包。在这种情况下，仅当发射/接收线路151处于故障模式时，第一以太网交换机200才改变节点操作以从发射/接收线路153接受和发送数据包。
在这种示范情况的另一个实现中，在发射/接收线路151失效之后，以太网保护倒换系统12倒换到发射/接收线路153，并且即使在发射/接收线路151恢复到正常操作之后，以太网保护倒换系统12也不会倒换回来。因此，第一以太网交换机200继续接受来自发射/接收线路153的数据包，并且丢弃来自发射/接收线路151的数据包。在这种情况下，第一以太网交换机200仅改变节点操作以接受来自发射/接收线路153的数据包，并且如果接收到发射/接收线路153的故障状态，则丢弃来自发射/接收线路153的数据包。
第一网络处理器300将以太网端口112和以太网端口114看作是单个逻辑端口，使得逻辑端口受到以太网端口112和以太网端口114的保护。同样，第二网络处理器310将以太网端口122和以太网端口124看作是单个逻辑端口，使得逻辑端口受到以太网端口122和以太网端口124的保护。
适合有形地实施计算机程序指令和数据的存储装置包括所有形式的非易失性存储器，举例来说包括：半导体存储器装置，例如EPROM、EEPROM和闪速存储器装置；磁盘，例如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；以及DVD盘。上述任一种都可通过专门设计的专用集成电路(ASIC)进行补充或者结合在其中。
第一处理器226执行诸如软件、固件或其它程序代码的计算机可执行指令324，这些指令使第一处理器226执行这里描述的在方法800-1100期间执行的处理的至少一部分，方法800-1100将在下文参照图8-11进行描述。由第一处理器226执行的这类计算机可执行指令324和/或固件的至少一部分以及任何相关数据结构在执行期间存储在存储介质322中。第一存储器225包括现在已知或者以后开发的任何适当的存储器，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或第一处理器226中的寄存器。在一个实现中，第一处理器226包括微处理器或微控制器。此外，虽然第一处理器226和第一存储器225在图3中作为独立元件示出，但是在一个实现中，第一处理器226和第一存储器225可在单个装置(例如单个集成电路装置)中实现。第一处理器226执行计算机可执行指令324，例如软件、固件或其它程序代码，以执行下面参照图8-12所述的方法800-1200。计算机可执行指令324包括多个程序指令，它们存储在或者以其它方式包含在存储介质322上。在一个实现中，第一处理器226包括处理器支持芯片和/或系统支持芯片，如ASIC。
同样，第二处理器236执行诸如软件、固件或其它程序代码的计算机可执行指令334，以执行下面参照图8-12所述的方法800-1200。计算机可执行指令334包括多个程序指令，它们存储或者以其它方式包含在存储介质332上。在一个实现中，第二处理器236包括处理器支持芯片和/或系统支持芯片，如ASIC。
第二存储器235包括现在已知或者以后开发的任何适当的存储器，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或第二处理器236中的寄存器。在一个实现中，第二处理器236包括微处理器或微控制器。此外，虽然第二处理器236和第二存储器235在图3中作为独立元件示出，但是在一个实现中，第二处理器236和第二存储器235可在单个装置(例如单个集成电路装置)中实现。由第二处理器236执行的计算机可执行指令334和/或固件包括多个程序指令，它们存储在或者以其它方式包含在存储介质332中，可从存储介质332中读取这些程序指令的至少一部分以供第二处理器236执行。在一个实现中，第二处理器236包括处理器支持芯片和/或系统支持芯片，如ASIC。
在这个实施例的另一个实现中，系统10、11或12配置成使得系统用户能够手动倒换主用和备用端口。例如，当用户将电缆改变到主用接收以太网端口其中之一(如以太网端口112)时，用户在用户界面(未示出)键入命令，以便使以太网端口112成为主用端口。备选地，手动命令将导致禁用保护倒换。这样，当拆除至以太网端口112的电缆时，以太网端口114继续接收数据包。用户在改变电缆之后再次启用保护倒换。
当系统10、11和12采用VLAN标识符进行操作时，数据包是虚拟局域网(VLAN)数据包，并且分别在收发器节点101-102、103-104和105-106处，将VLAN标签添加到输入数据包，并从输出数据包删除VLAN标签。图4是对于以太网交换机2019(图5)中的进入情形所修改的VLAN数据包161的一个实施例的框图。在这种情况下，VLAN数据包160经过修改形成数据包161，VLAN数据包160在本文中又称作“输入数据包160”、“复制数据包160”或者“复制的数据包160”。图5是在收发器节点107的以太网端口117作为复制的数据包160接收的经修改的数据包161的内部路径185和187的一个实施例的图。
收发器节点107具有与收发器节点105(图3)相同的物理结构。收发器节点107包括网络处理器301和以太网交换机201。网络处理器301经由以太网交换机201的网络处理器端口206和网络处理器301的内部端口306通信地耦合到主用接收以太网端口117和备用接收以太网端口116。网络处理器301将诸如以太网端口117和116的多个外部端口看作是单个逻辑端口190。因此，网络处理器301的逻辑端口190受到以太网端口117和以太网端口116的保护。
相同的数据包160和163(图5)按照电气和电子工程师协会(IEEE)委员会所提出的形成802.1Q VLAN规范中的“局域网和城域网虚拟桥接局域网的标准”的标准来传送。因此，数据包160和163的格式符合电气和电子工程师协会(IEEE)委员会所提出的形成802.1QVLAN规范中的“局域网和城域网虚拟桥接局域网的标准”的标准。
如图4所示，复制的数据包160和复制的数据包163(在图4中作为数据包160示出)包括前导字段170、目标地址字段171、源地址字段172、802.1Q VLAN标签173、类型字段/长度174、数据字段175和帧校验序列(FCS)字段176。802.1Q VLAN标签173包括标签协议标识符以及紧跟其后的两个八位字节的标签控制信息。这两个八位字节的标签控制信息由三个字段组成。第一字段包括指示用户优先级的三位。第二字段包括一位规范格式标识符(CFI)。其余12位是基于网络的虚拟局域网标识符，它是通过通信网络传送数据包160时所需的。
在图5的这个示范实施例中，在发射/接收线路151上传送数据包160，而在发射/接收线路153上传送复制数据包163。数据包160配置为经修改的数据包161以发送给网络处理器301。当在以太网交换机201的网络处理器端口206接收到经修改的数据包161时，以数据包160的格式重新形成经修改的数据包161，以便经由内部端口306递送给网络处理器301。在备用接收以太网端口116接收的复制数据包163未经修改便丢弃，因为接收器路径标识符在物理层断开连接。这由位于以太网端口116与网络处理器端口206之间的内部路径186上的X指示。
在发射/接收线路151失效的情况下，收发器节点107进行保护倒换，使得以太网端口116成为主用接收以太网端口，并在以太网交换机201接收复制数据包163。在保护倒换过程中，以太网端口116在物理层连接，使得数据包163经过修改并且发送给网络处理器301。同时，以太网端口117在物理层断开连接，使得数据包160在到达以太网端口117时被丢弃。
通过在源地址字段172与802.1Q VLAN标签173之间包含VLAN标签177(图4)，来对主数据包160进行修改以形成数据包161。术语“VLAN标签”在这里又称作“端口VLAN标签”。端口VLAN标签177包含指示虚拟局域网标识符(VLAN ID)的信息，并且按照IEEE 802.1Q标准来配置。具体来说，端口VLAN标签177包括标签协议标识符以及紧跟其后的两个八位字节的标签控制信息。端口VLAN标签177按照与802.1Q VLAN标签173相同的方式来配置，并且如上所述，包括由三个字段组成的两个八位字节的标签控制信息。
图5中，通过在括号中指示端口号来示出收发器节点107的每个端口。具体来说，网络处理器301中的内部端口306具有端口标识符(ID)编号“1”。以太网交换机201中的网络处理器端口206具有标识符号“3”。以太网交换机201中的主用接收以太网端口117和备用接收以太网端口116分别具有标识符号“1”和“2”。进入VLAN倒换表存储在以太网交换机201的存储器325中。存储器325的功能和结构与以上参照图3描述的第一存储器225相似。在图5中实现的进入VLAN倒换表如表6所示。进入VLAN倒换表示出VLAN标识符(N)与以太网交换机201中的通信地耦合的端口之间的相互关系。MAC地址学习被禁用。
Figure G2008800167479D00211
表6
如表6中示出的示范进入VLAN倒换表所指示，在端口1(以太网端口117)接收的复制的数据包160形成为经修改的数据包161，该经修改的数据包161具有包括VLAN标识符2的端口VLAN标签177(图4)。以太网交换机201经由内部路径185将经修改的数据包161从端口1(以太网端口117)发送给端口3(网络处理器端口206)。
同样，表6中示出的示范进入VLAN倒换表指示，当发射/接收线路153是主用发射/接收线路时，在端口2(以太网端口116)接收的复制的数据包163形成为经修改的数据包161，该经修改的数据包161具有包括VLAN标识符3的端口VLAN标签177(图4)。数据包161发送给端口3(网络处理器端口206)。
在这个实施例的一个实现中，在包括如图3所示的收发器节点105中的第一装置320和第一以太网交换机200的通信网络(未示出)中传送示范数据包160。在这个实施例的另一个实现中，在包括如图2所示的网络处理器415的通信网络(未示出)中传送示范数据包160。在这个实施例的另一个实现中，为了减少处理时间，当添加VLAN标签177时，没有重新计算以太网包末端的帧校验序列。当删除VLAN标签177时，数据包仍然相同，并且帧校验序列仍然有效。
在又一个实施例中，收发器节点是图3中的收发器节点105，并且第一装置320包括运营商桥(未示出)。在这种情况下，在第一装置320接收的数据包包括按照IEEE 802.1AD标准配置的运营商桥VLAN标签。在‘782申请中描述了关于运营商桥VLAN标签的插入和删除的细节。
在这个实施例的又一个实现中，在包层(第2层)处理复制数据包163，并且在所接收的所有复制数据包163被丢弃之前在端口2(以太网端口116)检查其端口质量和完整性。例如，可在以太网端口117和116收集关于循环冗余度校验误差、长度误差和/或中止的数据包的统计。累积统计用于确定以太网端口117和116及其相应的通信耦合的发射/接收线路151和153的相对性能。在这种情况下，选择具有更好性能的以太网端口线路为主用接收以太网端口。当收集关于复制的数据包163的统计时，在丢弃数据包163之前没有将VLAN标签和VLAN ID添加到数据包163。
在这个实施例的又一个实现中，配置表连同进入和外出倒换表一起存储在以太网交换机210中。当启动以太网交换机201时，实现配置表，以便配置形成逻辑端口的保护端口对190的端口。对于以太网交换机201，在启动期间实现的配置表如表7所示。表7指示以太网端口117和116是收发器节点107的单个逻辑端口的保护端口对190。
  逻辑端口   以太网端口   以太网端口
  网络处理器端口206(3)   以太网端口117(1)   以太网端口116(2)
表7
VLAN配置表指定给定端口的缺省VLAN ID。在这个实施例的一个实现中，端口具有与其关联的多于一个VLAN ID，并且除非用户指定备选VLAN ID，否则使用缺省VLAN。当数据包到达以太网端口时，使用指定缺省VLAN的配置表来确定将哪一个VLAN分配给数据包。示范VLAN配置表如表8所示。
  端口号   1   2   3
  缺省VLAN   VLAN 2   VLAN 3   VLAN 1
表8
当没有端口复用时，无需VLAN标签便可实现本文所述的倒换。对于无需显式标签的交换机，不对数据包加标签，但是所述过程的其余部分相同。在交换机不使用VLAN标签的示范情况下，数据包到达端口1(以太网端口117)，缺省VLAN ID是VLAN 2，数据包根据倒换表条目按照VLAN 2进行倒换，但是不将VLAN标签添加到包中。
即使接收器路径标识符在备用接收以太网端口116的物理层断开连接，备用接收以太网端口116仍然是活动的，以便从以太网交换机201传送出数据包。这如图6所示。图6是作为未经修改的数据包160从收发器节点107的以太网端口117和116发送的经修改的数据包161的内部路径182、183和184的一个实施例的图。图6的收发器节点107是图5的相同收发器节点107，但是数据包161在外出期间所采用的内部路径182、183和184不同于主数据包161在进入期间所采用的内部路径185、186和187。外出和进入方向具有独立的VLAN倒换表。与以太网交换机201的各端口相关的VLAN标识符(ID)与图5中的相同。
如图6所示的示范数据包160和161是以上参照图4所述的数据包。为了在经由主用接收以太网端口117和备用接收以太网端口116从收发器节点107外出期间倒换输出数据包160，在网络处理器301中采用附加VLAN标签来配置数据包160。如图6所示，当在网络处理器301处从应用接收到数据包160时，将VLAN标签177中的VLAN标识符1添加到数据包160，以便形成经修改的数据包161。如果在网络处理器301中存在连接到多于一个以太网交换机201的多于一个端口，则根据阅读本说明书可理解，网络处理器301中包含倒换表。数据包161经由内部端口306和网络处理器端口206递送给以太网交换机201。
在这个实施例的一个实现中，通过网络处理器301中的内部端口306来添加VLAN ID。在这个实施例的另一个实现中，通过以太网交换机201的网络处理器端口206来添加VLAN ID。在这个实施例的又一个实现中，没有在数据包160中添加VLAN ID，并且数据包160经由路径183和184发送给相应以太网端口117和116。
以太网交换机201根据VLAN标识符1将数据包161倒换到以太网端口117和116。外出VLAN倒换表存储在以太网交换机201的存储器325中。在图6中实现的外出VLAN倒换表如表9所示。MAC地址学习被禁用。
Figure G2008800167479D00241
表9
如表8中示出的示范外出VLAN倒换表所指示，在端口3(网络处理器端口206)接收的数据包160接收VLAN标识符1，并且该数据包160被发送给保护端口对190中的两个端口，即端口1(以太网端口117)和端口2(以太网端口116)。
在这个实施例的一个实现中，在收发器节点107接收的数据包不包括802.1Q VLAN标签173。图7是对于进入以太网交换机201(图5)的情形所修改的VLAN数据包361的一个实施例的框图。在这种情况下，VLAN数据包360称作“输入数据包360”或“复制的数据包360”。数据包360与数据包160相似，但没有802.1Q VLAN标签173。具体来说，数据包360按照以太网帧的IEEE 802.3-2002标准来配置，而没有虚拟局域网标签。数据包360以这样一种方式来配置，即使得能够添加VLAN标签以在收发器节点105中进行倒换，从而形成数据包361。数据包361是以太网帧，它修改成包括附加的端口VLAN标签377。
以上参照数据包160和161对图5和图6的描述也分别适用于数据包360和361。唯一差别在于，当在网络处理器301与以太网交换机201的以太网端口117和116之间倒换数据包361时，在源地址字段172与类型字段/长度174之间采用端口VLAN标签377来配置数据包361。
端口VLAN标签377相当于图4中的端口VLAN标签177。因此，端口VLAN标签377包含指示虚拟局域网标识符(VLAN ID)的信息，并且按照IEEE 802.1Q标准来配置。具体来说，端口VLAN标签377包括标签协议标识符以及紧跟其后的两个八位字节的标签控制信息。如以上参照图4所述，端口VLAN标签377包括由三个字段组成的两个八位字节的标签控制信息。
下面分别参照图9-12的方法800-1200来概述添加和删除VLAN标签的方法。将参照图3中的以太网保护倒换系统12以及参照图4-6来描述方法800-1200。对方法800-122的论述仅参照一个收发器节点105(图3)来进行，因此，“第一以太网交换机200”称作“以太网交换机200”，“第一网络处理器端口205”称作“网络处理器端口205”，“第一存储器225”称作“存储器225”，“第一内部端口305”称作“内部端口305”，“第一网络处理器300”称作“网络处理器300”，以及“第一装置320”称作“装置320”。
图8是根据本发明对于进入情况保护倒换输入数据包的方法800的一个实施例的流程图。方法800描述输入数据包160从主用接收以太网端口112和备用接收以太网端口114进入网络处理器端口205(图3)的过程。在方框802，经由发射/接收线路151在受保护以太网交换机200的主用接收以太网端口112接收复制的数据包160。术语“以太网交换机”和“受保护以太网交换机”在本文中可互换使用。在方框804，经由发射/接收线路153在受保护以太网交换机200的备用接收以太网端口114接收复制的数据包160。在方框806，在以太网交换机200丢弃在备用接收以太网端口114接收的复制的数据包160，而无需将虚拟局域网标签和标识符添加到复制的数据包160。因此，没有将虚拟局域网标识符(VLAN ID)插入到在备用接收以太网端口114接收的复制数据包的虚拟局域网标签177的数据结构中。
在方框808，确定主用接收以太网端口的虚拟局域网标识符(VLAN ID)的缺省值。VLAN ID的值基于接收到数据包的主用接收以太网端口。
在方框810，确定是否在系统中实现加VLAN标签(VLAN tagging)。如果实现加VLAN标签，则方法800的流程进入方框812。在方框812，将四字节的虚拟局域网标签177的数据结构添加到在主用接收以太网端口112接收的复制的数据包160。在方框814，根据在方框808确定的缺省VLAN来分配VLAN标识符。因此，将VLAN ID的值插入到虚拟局域网标签177的数据结构中，以便形成经修改的数据包161(图4)。方法800的流程从方框814进入方框816。
如果在方框810确定系统中没有实现加VLAN标签，则方法800的流程进入方框816。在方框816，根据在方框808确定的虚拟局域网标识符VLAN ID来将数据包160或者经修改的数据包发送给以太网交换机200中的网络处理器端口205。如果没有实现加VLAN标签并且没有实现方框812和814，则发送给网络处理器端口205的数据包是数据包160。如果实现了加VLAN标签并且实现了方框812和814，则发送给网络处理器端口205的数据是数据包161。
图9是根据本发明对于进入情形保护倒换输入数据包的方法900的一个实施例的流程图。方法900描述数据包160或者经修改的数据包161从网络处理器端口205进入装置320中的应用252(图3)的过程。方法900的去VLAN标签过程可在网络处理器端口205或者网络处理器300的内部端口305进行。以下描述在网络处理器端口205进行的方法900的去VLAN标签过程的流程。但是，本领域技术人员在阅读对方法900的描述之后将会理解如何在内部端口305实现方法900的去VLAN标签过程。
在方框902，在以太网交换机200的网络处理器端口205接收经修改的数据包161或数据包160。在方框904，确定系统是否实现了加VLAN标签。如果在网络处理器端口205接收的数据包是数据包160，则没有实现加VLAN标签。如果在网络处理器端口205接收的数据包是经修改的数据包161，则实现了加VLAN标签。如果确定系统实现了加VLAN标签，则方法900的流程进入方框906。
在方框906，从经修改的数据包161的端口VLAN标签177提取虚拟局域网标识符。在这个实施例的一个实现中，以太网交换机200中的处理器226从经修改的数据包161的端口VLAN标签177提取虚拟局域网标识符。在方框908，根据主用接收以太网端口和VLAN配置表(如以上所示的表7)来确定逻辑端口。在方框910，从经修改的数据包161删除虚拟局域网标签177，以便重新形成复制的数据包160。在这个实施例的一个实现中，以太网交换机200中的处理器226从经修改的数据包161删除端口VLAN标签177，以便重新形成复制的数据包160。方框906-910是去标签过程所需的步骤。
流程进入方框912，并且经由网络处理器端口305将重新形成的复制的数据包160传送给网络处理器300。在方框912，将复制的数据包160传递给包括网络处理器300的装置320中的应用251或252。重新形成的复制的数据包160经由装置320的网络处理器300中的内部端口305传递。
如果确定系统没有实现加VLAN标签(和去VLAN标签)，则方法900的流程进入方框914。在方框914，根据数据包160的主用接收以太网端口和配置表(如以上所示的表7)来确定逻辑端口。流程从方框914进入方框912。在方框912，将复制的数据包160传递给包括网络处理器300的装置320中的应用251或252。所形成的复制的数据包160经由装置320的网络处理器300中的内部端口305传递。
如果方法900的过程在网络处理器300的内部端口305进行，则将数据包160或者经修改的数据包161从网络处理器端口205传递给内部端口305。如果将经修改的数据包161传递给内部端口305，则在内部端口305从经修改的数据包161删除VLAN标签。
图10是根据本发明对于进入情形保护倒换输入数据包160的方法1000的一个实施例的流程图。在方框1002，监测包括以太网端口的通信链路的故障状态。在这个实施例的一个实现中，以太网交换机200中的处理器226监测包括主用接收以太网端口112、发射/接收线路151和以太网端口122的通信链路的故障状态。在这个实施例的另一个实现中，以太网交换机200中的处理器226监测包括主用接收以太网端口112、发射/接收线路151和以太网端口122的通信链路以及包括备用接收以太网端口114、发射/接收线路153和以太网端口124的通信链路二者的故障状态。
在方框1004，接收通信链路其中之一的故障状态。在这个实施例的一个实现中，处理器226接收到包括主用接收以太网端口112、发射/接收线路151和以太网端口122的主用通信链路的故障状态。
在方框1006，基于接收到故障状态而丢弃从发生故障的通信链路接收的输入数据包160。如果包括主用接收以太网端口的复制的数据包160通信链路发生故障，则处理器226禁用主用接收以太网端口。
在这个实施例的一个实现中，当接收到包括主用发射/接收线路151的通信链路的故障状态时，如果正从主用发射/接收线路151接受复制的数据包160，则处理器226将以太网交换机200重新配置以丢弃从发射/接收线路151接收的数据包160。在这个实施例的另一个实现中，当接收到包括主用发射/接收线路153的通信链路的故障状态时，如果正从主用发射/接收线路153接收复制的数据包160，则处理器226将以太网交换机200重新配置以丢弃从发射/接收线路153接收的数据包160。在这个实施例的又一个实现中，当接收到包括发射/接收线路151的通信链路的故障状态时，如果正从发射/接收线路153接收复制的数据包160，则不重新配置以太网交换机200。在这个实施例的又一个实现中，当接收到包括发射/接收线路153的通信链路的故障状态时，如果正从发射/接收线路151接收复制的数据包160，则不重新配置以太网交换机200。
在方框1008，将在运行的发射/接收线路接收的数据包160发送给网络处理器300。在这个实施例的一个实现中，以太网交换机201对在运行的发射/接收线路接收的复制的数据包160进行修改，并将经修改的数据包161发送给网络处理器301(图5)。
图11是根据本发明对于外出情形保护倒换输出数据包160的方法1100的一个实施例的流程图。方法1100描述数据包160从应用外出到以太网端口112和114(图3)的过程。方法1100的加VLAN标签过程可在以太网交换机200的网络处理器端口205或者网络处理器300的内部端口305进行。以下描述在网络处理器端口205进行的方法1100的加VLAN标签过程的流程。但是，本领域技术人员在阅读对方法1100的描述之后将会理解如何在网络处理器300的内部端口305实现方法1100的过程。
在方框1102，在装置320的网络处理器300处从应用251接收输出数据包160(图3)。在方框1104，在以太网交换机200接收数据包160。在以太网交换机200的网络处理器端口205处从网络处理器300的内部端口305接收输出数据包160。在方框1106，确定是否实现加VLAN标签。如果确定系统实现加VLAN标签，则方法1100的流程进入方框1108。在方框1108，将虚拟局域网标签177添加到输出数据包160，以便形成数据包161。在方框1110，将虚拟局域网标识符(如VLAN 1)分配给虚拟局域网标签177。在方框1112，在主用接收以太网端口112和备用接收以太网端口114接收数据包161。
如果确定系统没有实现加VLAN标签，则方法1100的流程从方框1106进入方框1112，并且在主用接收以太网端口112和备用接收以太网端口114接收数据包160。
在方框1114，确定是否实现了加VLAN标签。如果确定系统实现了加VLAN标签，则方法1100的流程进入方框1116。在方框1116，从数据包161删除VLAN标签。具体来说，从在主用接收以太网端口112和备用接收以太网端口114接收的数据包161的VLAN标签177提取虚拟局域网标识符(如VLAN ID 1)，并从在主用接收以太网端口112和备用接收以太网端口114接收的数据包161删除虚拟局域网标签177，以便形成输出数据包160。流程进入方框1118。
如果确定系统没有实现加VLAN标签，则方法1100的流程从方框1114进入方框1118。在方框1118，从主用接收以太网端口112和备用接收以太网端口114传送输出数据包160(作为复制的数据包)。
这里描述的方法和技术可通过数字电子电路或者采用可编程处理器(例如专用处理器或通用处理器，如计算机)固件、软件或者它们的组合来实现。实施这些技术的设备可包括适当的输入和输出装置、可编程处理器以及有形地实施由可编程处理器执行的程序指令的存储介质。实施这些技术的过程可由执行指令的程序的可编程处理器来执行，以便通过对输入数据进行操作并且生成适当输出来执行预期功能。这些技术可有利地通过可在可编程系统中执行的一个或多个程序来实现，可编程系统包括经过耦合以便接收来自数据存储系统的数据和指令并向数据存储系统传送数据和指令的至少一个可编程处理器、至少一个输入装置以及至少一个输出装置。一般来说，处理器将接收来自只读存储器和/或随机存取存储器的指令和数据。
虽然本文已经说明和描述了具体实施例，但是本领域的技术人员会理解，适合用于实现相同目的的任何布置均可取代所示的具体实施例。本申请意在涵盖本发明的任何修改或变更。因此，显然，本发明仅受到权利要求书及其等效物的限制。

Claims (24)

1.一种以太网保护倒换系统，包括：
具有以太网端口的第一收发器节点，所述以太网端口包括一个主用接收以太网端口和至少一个备用接收以太网端口；
通信地耦合到所述以太网端口中的相应一个端口的发射/接收线路，每条发射/接收线路承载着从通信地耦合的第二收发器节点发送的数据包的副本，
其中，从发射/接收线路输入到所述主用接收以太网端口的复制的数据包在所述第一收发器节点接收，
从发射/接收线路输入到所述至少一个备用接收以太网端口中的相应一个端口的所述复制的数据包在所述第一收发器节点丢弃，并且
如果将所述复制的数据包输入到所述主用接收以太网端口的所述发射/接收线路发生故障，则所述至少一个备用接收以太网端口中的一个端口开始如所述主用接收以太网端口起作用，其中所述第一收发器节点配置成将复制的数据包从每个所述以太网端口输出，以便在每条所述发射/接收线路上传输。
2.如权利要求1所述的以太网保护倒换系统，所述系统包括：
具有以太网端口的第二收发器节点，所述以太网端口包括一个主用接收以太网端口和至少一个备用接收以太网端口，
其中，所述发射/接收线路通信地耦合到所述第二收发器节点的所述以太网端口中的相应一个端口，
所述第二收发器节点中的所述以太网端口以点对点配置通信地耦合到所述第一收发器节点的所述以太网端口中的相应一个端口，
每条发射/接收线路承载着从所述第一收发器节点发送的复制的数据包，
从发射/接收线路输入到所述第二收发器节点中的所述主用接收以太网端口的所述复制的数据包在所述第二收发器节点接收，
从发射/接收线路输入到所述第二收发器节点的所述至少一个备用接收以太网端口中的相应一个端口的所述复制的数据包在所述第二收发器节点丢弃，并且
如果将所述复制的数据包输入到所述第二收发器节点中的所述主用接收以太网端口的所述发射/接收线路发生故障，则所述第二收发器节点的所述至少一个备用接收以太网端口中的一个端口开始如所述主用接收以太网端口起作用，其中所述第二收发器节点配置成将复制的数据包从所述第二收发器节点中的每个所述以太网端口输出，以便在每条所述发射/接收线路上传送给所述第一收发器节点。
3.如权利要求2所述的以太网保护倒换系统，其中，每个收发器节点包括具有所述一个主用接收以太网端口和所述至少一个备用接收以太网端口的网络处理器，所述网络处理器配置成接受从通信地耦合到所述主用接收以太网端口的所述发射/接收线路输入的数据包，并且丢弃从其它发射/接收线路输入的复制的数据包，所述网络处理器还配置成将复制的数据包从所述网络处理器中的每个所述以太网端口输出，以便在每条所述发射/接收线路上传输。
4.如权利要求3所述的以太网保护倒换系统，其中，将第一网络处理器中的以太网端口通信地耦合到第二网络处理器中的以太网端口的每条发射/接收线路包括：
发射线路，用于将从所述第一网络处理器中的所述以太网端口输出的数据包传送给所述第二网络处理器中的通信地耦合的以太网端口；以及
接收线路，用于将从所述第二网络处理器中的所述以太网端口输出的数据包传送给所述第一网络处理器中的通信地耦合的以太网端口。
5.如权利要求2所述的以太网保护倒换系统，其中，每个收发器节点包括：
具有内部端口的网络处理器；以及
以太网交换机，包括：
通信地耦合到所述网络处理器的所述内部端口的网络处理器端口；
通信地耦合到所述网络处理器端口的所述以太网端口；以及
位于所述以太网交换机中的存储器，所述存储器存储倒换表。
6.如权利要求5所述的以太网保护倒换系统，其中，每个收发器节点中的以太网交换机包括所述主用接收以太网端口和所述至少一个备用接收以太网端口，
其中，在第一以太网交换机从第一网络处理器中的第一内部端口接收的数据包从所述第一以太网交换机中的所述主用接收以太网端口以及所述至少一个备用接收以太网端口的每个备用接收以太网端口输出，以便通过所述发射/接收线路发送给所述第二以太网交换机；并且
其中，在第二以太网交换机从第二网络处理器中的第二内部端口接收的数据包从所述第二以太网交换机中的所述主用接收以太网端口以及所述至少一个备用接收以太网端口的每个备用接收以太网端口输出，以便通过所述发射/接收线路发送给所述第二以太网交换机。
7.如权利要求6所述的以太网保护倒换系统，还包括：
存储在所述第一以太网交换机的第一存储器中的外出VLAN倒换表；以及
存储在所述第二以太网交换机的第二存储器中的外出VLAN倒换表，其中通过所述发射/接收线路从所述第一以太网交换机发送给所述第二以太网交换机的复制的数据包根据存储在所述第一存储器中的所述外出VLAN倒换表来发送，并且通过所述发射/接收线路从所述第二以太网交换机发送给所述第一以太网交换机的复制的数据包根据存储在所述第二存储器中的所述外出VLAN倒换表来发送。
8.如权利要求7所述的以太网保护倒换系统，其中，所述网络处理器配置成根据进入VLAN倒换表从所述以太网交换机接收数据包，所述系统还包括：
用于监测包括所述主用接收以太网端口的所述通信链路的状态的状态应用，其中所述以太网交换机配置成当包括所述主用接收以太网端口的所述通信链路发生故障时接收包括所述主用接收以太网端口的所述通信链路的故障状态，其中响应于接收到所述故障状态，所述以太网交换机接受来自通信地耦合到所述至少一个备用接收以太网端口中的一个端口的所述发射/接收线路的数据包，并且丢弃来自通信地耦合到所述主用接收以太网端口的所述发射/接收线路的数据包。
9.如权利要求6所述的以太网保护倒换系统，还包括：
第一装置，包括所述第一网络处理器和至少一个应用；以及
第二装置，包括所述第二网络处理器和至少一个应用。
10.如权利要求6所述的以太网保护倒换系统，还包括：
用于监测包括所述主用接收以太网端口的所述通信链路的状态的状态应用，其中所述以太网交换机配置成当包括所述主用接收以太网端口的所述通信链路发生故障时接收包括所述主用接收以太网端口的所述通信链路的故障状态，其中响应于接收到所述故障状态，所述以太网交换机接受来自通信地耦合到所述至少一个备用接收以太网端口中的一个端口的所述发射/接收线路的数据包，并且丢弃来自通信地耦合到所述主用接收以太网端口的所述发射/接收线路的数据包。
11.一种保护倒换以太网端口的方法，所述方法包括：
在受保护以太网交换机的主用接收以太网端口接收复制的数据包；
在所述受保护以太网交换机的备用接收以太网端口接收复制的数据包；
将虚拟局域网标签添加到在所述主用接收以太网端口接收的所述复制的数据包；
根据接收到所述复制的数据包的所述以太网端口将虚拟局域网标识符分配给所述虚拟局域网标签，以便形成经修改的数据包；
丢弃在所述备用接收以太网端口上接收的所述复制的数据包；以及
根据所述虚拟局域网标识符将所述经修改的数据包发送给网络处理器端口。
12.如权利要求11所述的方法，其中，对于进入情形保护倒换输入数据包还包括：
在所述以太网交换机的所述网络处理器端口接收所述经修改的数据包；
提取所述虚拟局域网标识符；
删除所述虚拟局域网标签，以便重新形成所述复制的数据包；
经由网络处理器端口将重新形成的复制的数据包传送给网络处理器；
经由内部端口在所述网络处理器接收所述重新形成的复制的数据包；以及
将所述重新形成的复制的数据包传递给包括所述网络处理器的装置中的应用。
13.如权利要求12所述的方法，还包括：
监测包括所述以太网端口的通信链路的故障状态。
14.如权利要求13所述的方法，还包括：
接收所述通信链路其中之一的故障状态；
基于接收到所述故障状态，丢弃从发生故障的通信链路中的发射/接收线路接收的数据包；以及
发送从运行的通信链路中的发射/接收线路接收的数据包。
15.如权利要求12所述的方法，还包括：
在装置中的网络处理器的内部端口接收来自所述装置中的应用的输出数据包；
将虚拟局域网标签添加到所述输出数据包；以及
根据所述内部端口将所述虚拟局域网标识符分配给所述虚拟局域网标签。
16.如权利要求15所述的方法，还包括：
在所述以太网交换机的网络处理器端口接收所述输出数据包；
在主用接收以太网端口和所述备用接收以太网端口接收所述输出数据包；
提取所述虚拟局域网标识符；
删除所述虚拟局域网标签；以及
从所述主用接收以太网端口和所述备用接收以太网端口传送所述输出数据包。
17.一种保护倒换以太网端口的方法，所述方法包括：
在受保护以太网交换机的主用接收以太网端口接收复制的数据包；
在所述受保护以太网交换机的备用接收以太网端口接收复制的数据包；
丢弃在所述备用接收以太网端口接收的所述复制的数据包；以及
将在所述主用接收以太网端口接收的所述复制的数据包发送给网络处理器端口。
18.如权利要求17所述的方法，还包括：
在网络处理器接收所述复制的数据包；以及
将所述复制的数据包传递给包括所述网络处理器的装置中的应用。
19.如权利要求17所述的方法，还包括：
接收来自包括网络处理器的装置中的应用的所述输出数据包；
在所述以太网交换机接收所述输出数据包；
在所述主用接收以太网端口和所述备用接收以太网端口接收所述输出数据包；以及
从所述主用接收以太网端口和所述备用接收以太网端口传送所述输出数据包。
20.一种包括在存储介质上实施的程序指令的程序产品，所述程序指令可操作以使处理器执行以下步骤：
将虚拟局域网标签添加到在主用接收以太网端口接收的复制的数据包；
根据接收到所述主用数据包的所述主用接收以太网端口将虚拟局域网标识符分配给所述虚拟局域网标签，以便形成经修改的数据包；
丢弃在备用接收以太网端口接收的所述复制的数据包；以及
根据所述虚拟局域网标识符将所述经修改的数据包发送给所述以太网交换机的网络处理器端口。
21.如权利要求20所述的程序产品，其中，程序产品包括在存储介质上实施的程序指令，所述程序指令还可操作以使处理器执行以下步骤：
从在所述以太网交换机的所述网络处理器端口接收的所述经修改的数据包提取所述虚拟局域网标识符；
删除所述虚拟局域网标签，以便重新形成所述复制的数据包；以及
经由网络处理器端口将重新形成的复制的数据包传送给网络处理器。
22.如权利要求20所述的程序产品，其中，程序产品包括在存储介质上实施的程序指令，所述程序指令还可操作以使处理器执行以下步骤：
将虚拟局域网标签添加到在装置中的网络处理器的内部端口从所述装置中的应用接收的输出数据包；以及
根据所述内部端口将所述虚拟局域网标识符分配给所述虚拟局域网标签。
23.如权利要求22所述的程序产品，其中，程序产品包括在存储介质上实施的程序指令，所述程序指令还可操作以使处理器执行以下步骤：
从在所述主用接收以太网端口和所述备用接收以太网端口接收的来自所述网络处理器端口的所述输出数据包提取所述虚拟局域网标识符；
删除所述虚拟局域网标签；以及
从所述主用接收以太网端口和所述备用接收以太网端口传送所述输出数据包。
24.一种包括在存储介质上实施的程序指令的程序产品，所述程序指令可操作以使处理器执行以下步骤：
丢弃在受保护以太网交换机的备用接收以太网端口接收的复制的数据包；以及
将在所述受保护以太网交换机的主用接收以太网端口接收的复制的数据包发送给网络处理器端口。
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