CN102045229A - 一种以太多环网的拓扑管理方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以太多环网的拓扑管理方法，包括：以太多环网上含有阻塞端口的节点通过自身的完好端口，并沿传输控制信道周期性地发送拓扑发现帧(TF)报文；以太多环网上接收到该TF报文的节点，根据TF报文中的节点标识列表(NODE_LIST)对自身的拓扑数据库进行更新，并将自身的节点标识(NODE_ID)写入TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对该TF报文进行转发。本发明还公开了一种以太多环网的拓扑管理系统。通过本发明的方法和系统，实现了对以太多环网的拓扑管理，能够发现整体以太多环网中的节点位置、拓扑状况、路径是否可达等信息。

Description

一种以太多环网的拓扑管理方法和系统
技术领域
本发明涉及数据通信中的以太多环网保护技术，尤其涉及一种以太多环网的拓扑管理方法和系统。
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以提高网络可靠性。在环网的保护中，通常要求快速保护倒换，保护倒换的时间达到50ms以下。目前这种快速保护倒换的技术有互联网工程任务组(IETF，Internet Engineering TaskForce)的RFC3619、国际电信联盟(ITU-T，International TelecommunicationUnion)的G.8032等等。
现有的以太多环网如图1所示，节点S1至S6都为以太网交换设备，网络B和节点S2相连，网络A和节点S5相连，网络A和网络B之间进行通信的物理路径有四条：网络A←→节点S5←→节点S3←→节点S2←→网络B，网络A←→节点S5←→节点S3←→节点S4←→节点S1←→节点S2←→网络B，网络A←→节点S5←→节点S6←→节点S4←→节点S3←→节点S2←→网络B，网络A←→节点S5←→节点S6←→节点S4←→节点S1←→节点S2←→网络B。
在应用以太多环网的保护技术时，通常采用环(Ring)和子环(Sub-Ring)，即环是一个完整的以太环，子环是一种通过互连节点(Interconnection Node)与其它环或者网络相连的以太环，互连节点是同时属于两个或者多个以太环的公共节点，互连节点也可以称为共享节点。如图2所示，图中包含一个环和一个子环，Ring1是环，Ring2是子环。Ring1包含的节点有S1、S2、S3和S4，包含的链路有：<S1，S2>、<S2，S3>、<S3，S4>和<S4，S1>；Ring2包含的节点有S3、S5、S6和S4，包含的链路有：<S3，S5>、<S5，S6>和<S6，S4>。需要特别强调的是，<S3，S4>链路属于Ring1，而不属于Ring2。其中，节点S3和S4是Ring1和Ring2的互连节点，节点S3的33端口和节点S4的43端口属于Ring2，称为接入端口。
在环网无故障的情况下，一个环中需要有一段链路对数据报文的转发进行阻塞以防止成环，这段链路称为环保护链路(或常阻塞链路)，通过这段环保护链路参与进行环中主用路径和保护路径的切换。拥有环保护链路的节点称为环保护链路控制节点。如图2所示，在Ring1中，节点S4为环保护链路控制节点，与节点S4的端口41直连链路为Ring1的环保护链路。在Ring2中，节点S5为环保护链路控制节点，与节点S5的端口52直连链路为Ring2的环保护链路。
当以太多环网的链路都完好时(正常状态)，环和子环的环保护链路控制节点阻塞其从端口的保护数据转发功能，防止保护数据被重复转发和形成广播风暴。如图2所示，Ring1中的节点S4阻塞了端口41的保护数据转发功能，Ring2中的节点S5阻塞了端口52的保护数据转发功能，网络B和网络A的通信路径为：网络B←→节点S2←→节点S3←→节点S5←→网络A。
当以太多环网的链路出现故障时，如果故障链路不是保护链路，则环保护链路控制节点打开从端口的保护数据转发功能，并且各个节点还需更新地址转发表，网络之间通信按照新的路径传输。如图3所示，环Ring1上的链路<S2，S3>发生了故障，节点S2和节点S3检测到链路故障后，分别阻塞端口22和端口31的数据转发功能，并通知其它节点链路发生了故障，节点S4(环保护链路控制节点)收到故障通知后，打开端口41的保护数据转发功能；另外，Ring1上的各个节点还要更新地址转发表，网络B和网络A新的通信路径为：网络B←→节点S2←→节点S1←→节点S4←→节点S3←→节点S5←→网络A。
当以太多环网的链路恢复时，进行恢复切换，网络传输恢复到正常状态时的传输路径，由于路径改变，节点也需要进行地址转发表的更新。
现有技术虽然很好的解决了以太多环网的保护问题，但是还缺少一种能够对以太多环网的拓扑进行有效管理的方法，用以发现整体以太多环网中的节点位置、拓扑状况、路径是否可达等信息。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种以太多环网的拓扑管理方法和系统，以实现对以太多环网的拓扑管理。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种以太多环网的拓扑管理方法，该方法包括：
以太多环网上含有阻塞端口的节点通过自身的完好端口，并沿传输控制信道周期性地发送拓扑发现帧(TF)报文，且如果发送TF报文的端口不是阻塞端口，则所述节点将自身的节点标识(NODE_ID)写入TF报文的节点标识列表(NODE_LIST)中；如果发送TF报文的端口是阻塞端口，则所述节点不将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST中；
以太多环网上接收到所述TF报文的节点，根据所述TF报文中的NODE_LIST对自身的拓扑数据库进行更新，并将自身的NODE_ID写入所述TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对所述TF报文进行转发。
其中，该方法进一步包括：所述发送TF报文的节点将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_ID字段中，并将自身包含的阻塞端口标识(PID)写入TF报文的PID字段中。
其中，该方法进一步包括：
在接收到所述TF报文之后，所述接收到TF报文的节点判断TF报文是否从自身的阻塞端口收到，如果是，则丢弃所述TF报文；否则，将所述TF报文中的NODE_ID和PID与自身Ω集合中的NODE_ID和PID进行比较，如果存在相同的NODE_ID和PID，则将自身的NODE_ID写入所述TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对所述TF报文进行转发；如果不存在相同的NODE_ID和PID，则将所述TF报文中的NODE_ID和PID写入自身的Ω集合中，根据所述TF报文中的NODE_LIST对自身的拓扑数据库进行更新，并将自身的NODE_ID写入所述TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对所述TF报文进行转发。
其中，所述根据TF报文中的NODE_LIST对自身的拓扑数据库进行更新，具体为：
接收到TF报文的节点将所述TF报文中的NODE_LIST，与接收所述TF报文的端口对应的拓扑数据结构进行最大路径匹配；
如果没有发现最大匹配路径，则将所述TF报文中的NODE_LIST的信息写入接收TF报文的端口所对应的拓扑数据结构中；
如果发现最大匹配路径，且所述最大匹配路径上的节点数比TF报文中的NODE_LIST的节点数少，则将所述TF报文中的NODE_LIST的信息写入接收TF报文的端口所对应的拓扑数据结构中，并覆盖最大匹配路径；
如果发现最大匹配路径，且所述最大匹配路径上的节点数与TF报文中的NODE_LIST的节点数相等，则在所述NODE_LIST中查找距离所述端口最远的节点标识，并在所述端口对应的拓扑数据结构中，将包含所述最大匹配路径的拓扑中位于所查找的节点标识之后的所有节点标识删除。
其中，删除节点标识的方向为：距离所述端口最远的节点指向所述TF报文中PID字段所标识的节点的方向。
一种以太多环网的拓扑管理系统，该系统包括：以太多环网上的发送节点和接收节点，其中，
所述发送节点含有阻塞端口，用于通过自身的完好端口，并沿传输控制信道周期性地发送TF报文，且如果发送TF报文的端口不是阻塞端口，则所述发送节点将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST中；如果发送TF报文的端口是阻塞端口，则所述发送节点不将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST中；
所述接收节点，用于接收所述TF报文，根据所述TF报文中的NODE_LIST对自身的拓扑数据库进行更新，并将自身的NODE_ID写入所述TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对所述TF报文进行转发。
其中，所述发送节点进一步用于，将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_ID字段中，并将自身包含的PID写入TF报文的PID字段中。
其中，所述接收节点进一步用于，在接收到所述TF报文之后，判断TF报文是否从自身的阻塞端口收到，如果是，则丢弃所述TF报文；否则，将所述TF报文中的NODE_ID和PID与自身Ω集合中的NODE_ID和PID进行比较，如果存在相同的NODE_ID和PID，则将自身的NODE_ID写入所述TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对所述TF报文进行转发；如果不存在相同的NODE_ID和PID，则将所述TF报文中的NODE_ID和PID写入自身的Ω集合中，根据所述TF报文中的NODE_LIST对自身的拓扑数据库进行更新，并将自身的NODE_ID写入所述TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对所述TF报文进行转发。
其中，所述接收节点进一步用于，将所述TF报文中的NODE_LIST，与接收所述TF报文的端口对应的拓扑数据结构进行最大路径匹配；
在没有发现最大匹配路径时，将所述TF报文中的NODE_LIST的信息写入接收TF报文的端口所对应的拓扑数据结构中；
在发现最大匹配路径，且所述最大匹配路径上的节点数比TF报文中的NODE_LIST的节点数少时，将所述TF报文中的NODE_LIST的信息写入接收TF报文的端口所对应的拓扑数据结构中，并覆盖最大匹配路径；
在发现最大匹配路径，且所述最大匹配路径上的节点数与TF报文中的NODE_LIST的节点数相等时，在所述NODE_LIST中查找距离所述端口最远的节点标识，并在所述端口对应的拓扑数据结构中，将包含所述最大匹配路径的拓扑中位于所查找的节点标识之后的所有节点标识删除。
其中，所述接收节点删除节点标识的方向为：距离所述端口最远的节点指向所述TF报文中PID字段所标识的节点的方向。
本发明所提供的一种以太多环网的拓扑管理方法和系统，由以太多环网上含有阻塞端口的节点通过自身的完好端口，并沿传输控制信道周期性地发送拓扑发现帧(TF)报文；以太多环网上接收到该TF报文的节点，根据TF报文中的节点标识列表(NODE_LIST)对自身的拓扑数据库进行更新，并将自身的节点标识(NODE_ID)写入TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对该TF报文进行转发。通过本发明的方法和系统，实现了对以太多环网的拓扑管理，能够发现整体以太多环网中的节点位置、拓扑状况、路径是否可达等信息，提高了以太多环网的可管理性。
附图说明
图1为现有技术中以太多环网的结构图；
图2为现有技术中以太多环网无故障情况下的数据转发示意图；
图3为现有技术中以太多环网发生故障情况下的数据流保护倒换的示意图；
图4为本发明中TF报文的发送节点所实现的操作流程示意图；
图5为本发明中TF报文的接收节点所实现的操作流程示意图；
图6为本发明实施例在以太多环网无故障情况下的拓扑发现示意图；
图7为本发明实施例在以太多环网发送故障情况下的拓扑发现示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
为实现对以太多环网的拓扑管理，本发明提供一种以太多环网的拓扑管理方法，其核心思想为：以太多环网为拓扑发现帧(TF，Topology Find Frame)在整个网络上配置传输控制信道，使得TF报文可以在整个以太多环网上传输；以太多环网上含有阻塞端口的节点通过自身的完好端口，并沿传输控制信道周期性地发送TF报文，且如果发送TF报文的端口不是阻塞端口，则该节点将自身的节点标识(NODE_ID)写入TF报文的节点标识列表(NODE_LIST)中；如果发送TF报文的端口是阻塞端口，则该节点不将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST中；以太多环网上接收到TF报文的节点，根据TF报文中的NODE_LIST对自身的拓扑数据库进行更新，并将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对TF报文进行转发。
基于上述思想，下面首先对TF报文的发送节点所实现的操作流程进行详细说明，如图4所示，主要包括以下步骤：
步骤401，节点判断自身是否含有环或子环上的阻塞端口，如果是，执行步骤402；如果否，结束整个流程。
步骤402，该节点将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_ID字段中，并将自身包含的阻塞端口标识(PID，Port ID)写入TF报文的PID字段中。
PID字段用于存储该节点在环或子环上阻塞端口的标识，本发明中的PID用与该阻塞端口相连的链路的另一个节点的标识来表示，其原因将再后续进行说明。
步骤403，该节点判断要发送TF报文的端口是否为阻塞端口，如果是，执行步骤404；否则，执行步骤405。
步骤404，节点将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST中。执行完后转到步骤405。
步骤405，节点沿发送TF报文的端口，在传输控制信道上周期性地发送TF报文。
如果发送TF报文的端口不是阻塞端口，则节点将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST中；如果发送TF报文的端口是阻塞端口，则节点不将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST中。
下面再对TF报文的接收节点所实现的操作流程进行详细说明，如图5所示，主要包括以下步骤：
步骤501，节点收到TF报文。
步骤502，判断该TF报文是否从节点自身的阻塞端口收到，如果是，执行步骤503；否则，执行步骤504。
步骤503，节点丢弃该TF报文。
步骤504，节点读取TF报文的相关字段信息，包括：NODE_ID、PID和NODE_LIST。
步骤505～506，节点将读取的NODE_ID和PID与自身的Ω集合中的NODE_ID和PID进行比较，判断是否存在相同的NODE_ID和PID，如果存在，执行步骤513；否则，执行步骤507。
本发明所谓的Ω集合，其元素都是以(NODE_ID，PID)二元组的形式存储的，Ω集合用以记录以太多环网上发送TF报文的节点的信息(包括NODE_ID和PID)。节点保存Ω集合的目的是为了防止周期性的TF报文重复更新节点的拓扑数据库。
步骤507，节点将TF报文中的NODE_ID和PID写入Ω集合中，且以(NODE_ID，PID)的二元组形式存储。
步骤508，节点将读取的NODE_LIST，与接收该TF报文的端口所对应的拓扑数据结构进行最大路径匹配。
该拓扑数据结构通常以树的形式存储，所谓最大路径匹配，即查找NODE_LIST与该树具有相同节点数最多的路径。
步骤509，根据匹配结果，分三种情况进行处理：
情况1，没有发现最大匹配路径(即端口所对应的拓扑数据结构与NODE_LIST没有相同的节点标识)，执行步骤510；
情况2，发现最大匹配路径，且最大匹配路径上的节点数比NODE_LIST的节点数少，执行步骤511；
情况3：发现最大匹配路径，且最大匹配路径上的节点数与NODE_LIST的节点数相等，执行步骤512。
需要指出的是，由于NODE_LIST中的信息是TF报文途经的节点依次加入的，因此，本发明中不存在最大匹配路径上的节点数比NODE_LIST的节点数多的情况。
步骤510，节点将NODE_LIST的信息全部写入接收TF报文的端口所对应的拓扑数据结构中。执行完后转到步骤513。
步骤511，节点将NODE_LIST的信息写入接收TF报文的端口所对应的拓扑数据结构中，并覆盖最大匹配路径。
步骤512，节点在NODE_LIST中查找距离该端口最远的节点标识，并在该端口对应的拓扑数据结构中，将包含最大匹配路径的拓扑中位于所查找的节点标识之后的所有节点标识删除。
删除节点标识的方向为：距离端口最远的节点指向TF报文中PID字段所标识的节点的方向。具体删除操作将在后续的实施例中进行详细说明。
步骤513，节点将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对该TF报文进行转发。转发端口为该节点上除接收该TF报文的端口之外的其他完好端口。
下面结合具体实施例对上述以太多环网的拓扑管理方法进一步详细阐述。首先，对以太多环网在无故障情况下的拓扑发现进行说明。在如图6所示的实施例一中，Ring1是环，包含节点S1、S2、S3、S4、S5和S6，以及链路<S1，S2>、<S2，S3>、<S3，S4>、<S4，S5>、<S5，S6>和<S6，S1>，环保护链路控制节点S1在无故障情况下，阻塞端口11的数据报文转发功能。Ring2是子环，包含节点S2、S7、S8、S9和S4，以及链路<S2，S7>、<S7，S8>、<S8，S9>和<S9，S4>，环保护链路控制节点S8在无故障情况下，阻塞端口82的数据报文转发功能。
Ring1中的节点S1沿端口11周期性地发送TF1报文，沿端口12周期性地发送TF2报文。因为节点S1的端口11是阻塞端口，所以节点S1没有将自身的NODE_ID写入TF1报文的NODE_LIST；而对于TF2报文，节点S1将自身的NODE_ID写入TF2报文的NODE_LIST。
Ring2中的节点S8沿端口82周期性地发送TF3报文，沿端口81周期性地发送TF4报文。因为节点S8的端口82是阻塞端口，所以节点S8没有将自身的NODE_ID写入TF3报文的NODE_LIST。而对于TF4报文，节点S8将自身的NODE_ID写入TF4报文的NODE_LIST。
环和子环上的节点在收到TF报文后要进行拓扑更新，下面仅以节点S1对TF报文的处理为例进行说明：
对于节点S1，由于其端口11是阻塞端口，所以节点S1丢弃收到的TF3、TF4和TF2报文，节点S1只能从端口12学习TF3、TF4和TF2报文的拓扑信息。
当节点S1首先收到TF1报文，且发现TF1报文中的(NODE_ID，PID)与自身的Ω集合的元素都不一样时，节点S1将TF1报文中的NODE_LIST的拓扑信息“S2-S3-S4-S5-S6”写入端口12对应的拓扑数据结构中，并将TF1报文中的(NODE_ID，PID)加入Ω集合中；
随后，节点S1收到TF4报文，且发现TF4报文中的(NODE_ID，PID)与自身的Ω集合的元素都不一样时，节点S1将TF4报文中的(NODE_ID，PID)加入Ω集合中；节点S1将TF4报文的NODE_LIST的拓扑信息“S8-S7-S2”与端口12的树行拓扑“S2-S3-S4-S5-S6”进行最大路径匹配，获得最大匹配路径“S2”，并获知NODE_LIST含有的节点数比最大匹配路径上的节点数要多，因此，节点S1将NODE_LIST的拓扑信息“S2-S7-S8”写入端口12对应的拓扑数据结构中，且拓扑信息“S2-S7-S8”覆盖最大匹配路径“S2”；
最后，节点S1又收到TF3报文，且发现TF3报文中的(NODE_ID，PID)与自身的Ω集合的元素都不一样时，节点S1将TF3报文中的(NODE_ID，PID)加入Ω集合中；节点S1将TF3报文的NODE_LIST的拓扑信息“S2-S3-S4-S9”与端口12的树行拓扑进行最大路径匹配，获得最大匹配路径“S2-S3-S4”，并获知NODE_LIST含有的节点数比最大匹配路径上的节点数要多，因此，节点S1将NODE_LIST的拓扑信息“S2-S3-S4-S9”写入端口12对应的拓扑数据结构中，且拓扑信息“S2-S3-S4-S9”覆盖最大匹配路径“S2-S3-S4”。至此，节点S1的端口12的拓扑信息完全建立起来，端口12的拓扑信息包括：“S2-S3-S4-S5-S6”、“S2-S7-S8”和“S2-S3-S4-S9”三条路径，以树的形式表示为：
按照与节点S1类似的处理：
节点S2的端口21的拓扑信息包括路径“S1”，端口22的拓扑信息包括路径“S7-S8”，端口23的拓扑信息包括路径“S3-S4-S5-S6”和“S3-S4-S9”；
节点S3的端口31的拓扑信息包括路径“S2-S1”和“S2-S7-S8”，端口32的拓扑信息包括路径“S4-S5-S6”和“S4-S9”；
节点S4的端口41的拓扑信息包括路径“S3-S2-S1”和“S3-S2-S7-S8”，端口42的拓扑信息包括路径“S5-S6”，43端口的拓扑信息包括路径“S9”；
节点S5的端口51的拓扑信息包括路径“S4-S3-S2-S1”、“S4-S9”和“S4-S3-S2-S7-S8”，端口52的拓扑信息包括路径“S6”；
节点S6的端口61的拓扑信息包括路径“S5-S4-S3-S2-S1”、“S5-S4-S9”和“S5-S4-S3-S2-S7-S8”，端口62没有拓扑信息；
节点S7的端口71的拓扑信息包括路径“S2-S1”、“S2-S3-S4-S5-S6”和“S2-S3-S4-S9”，端口72的拓扑信息包括路径“S8”；
节点S8的端口81的拓扑信息包括路径“S7-S2-S1”、“S7-S2-S3-S4-S9”和“S7-S2-S3-S4-S5-S6”，端口82没有拓扑信息；
节点S9的端口91没有拓扑信息，端口92的拓扑信息包括路径“S4-S3-S2-S1”、“S4-S3-S2-S7-S8”和“S4-S5-S6”。
然后，对以太多环网在发送故障情况下的拓扑发现进行说明。在如图7所示的实施例二中，节点S2和S3检测到<S2，S3>链路发生故障，节点S2和S3分别阻塞端口22和31的数据报文转发功能，控制节点S1打开端口11的数据报文转发功能。节点S2分别沿端口21和23周期性地发送TF0和TF1报文，节点S2将自身的NODE_ID写入TF0和TF1报文的NODE_LIST。节点S3沿端口32周期性地发送TF2报文，节点S3将自身的NODE_ID写入TF2报文的NODE_LIST。
子环的控制节点S8沿端口82周期性地发送TF3报文，沿端口81周期性地发送TF4报文。由于节点S8的端口82是阻塞端口，所以节点S8没有将自身的NODE_ID写入TF3报文的NODE_LIST。对于TF4报文，节点S8将自身的NODE_ID写入TF4报文的NODE_LIST。
环和子环上的节点在收到TF报文后要进行拓扑更新，下面仅以节点S1对TF报文的处理为例进行说明：
节点S1的端口12首先收到TF0报文，并发现TF0报文中的(NODE_ID，PID)与自身的Ω集合的元素都不一样时，节点S1将TF0报文中的(NODE_ID，PID)加入Ω集合中；节点S1将TF0报文的NODE_LIST的拓扑信息“S2”与端口12的树形拓扑(参见实施例一中端口12的树形拓扑)进行最大路径匹配，获得最大匹配路径“S2”，并获知NODE_LIST含有的节点数与最大匹配路径上的节点数相等；因此，节点S1将端口12的拓扑信息中S2→S3节点方向(根据TF0报文的PID字段指示)的S2节点以后的所有节点删除，此时，节点S1的端口12的拓扑信息变为“S2-S7-S8”；
随后，节点S1的端口12又收到TF4报文，并发现TF4报文的(NODE_ID，PID)与自身的Ω集合的元素都不一样时，节点S1将TF4报文的(NODE_ID，PID)加入Ω集合中；节点S1将TF4报文的NODE_LIST的拓扑信息“S2-S7-S8”与端口12的拓扑信息(当前为“S2-S7-S8”)进行最大路径匹配，获得最大匹配路径“S2-S7-S8”，并获知NODE_LIST含有的节点数与最大匹配路径上的节点数相等；因此，节点S1将端口12的拓扑信息中S8→S9节点方向(根据TF4报文的PID字段指示)的S8节点以后的所有节点删除。此时，节点S1的端口12的拓扑信息仍然为“S2-S7-S8”；
下面分析端口11对TF3和TF2报文的处理：
节点S1的端口11首先收到TF3报文，并发现TF3报文中的(NODE_ID，PID)与自身的Ω集合的元素都不一样时，节点S1将TF3报文中的(NODE_ID，PID)加入Ω集合中；节点S1将TF3报文的NODE_LIST的拓扑信息“S6-S5-S4-S9”与端口11的树形拓扑(参见实施例一中端口11的拓扑信息，实际为空)进行最大路径匹配，没有发现最大匹配路径，节点S1直接将“S6-S5-S4-S9”写入端口11对应的拓扑数据结构中；
随后，节点S1的端口11又收到TF2报文，并发现TF2报文的(NODE_ID，PID)与自身的Ω集合的元素都不一样时，节点S1将TF2报文的(NODE_ID，PID)加入Ω集合中；节点S1将TF2报文的NODE_LIST的拓扑信息“S6-S5-S4-S3”与端口11的拓扑信息(当前为“S6-S5-S4-S9”)进行最大路径匹配，获得最大匹配路径“S6-S5-S4”，并获知NODE_LIST含有的节点数比最大匹配路径上的节点数多。因此，节点S1的端口11将NODE_LIST的拓扑信息“S6-S5-S4-S3”写入端口11对应的拓扑数据结构中，且拓扑信息“S6-S5-S4-S3”覆盖最大匹配路径“S6-S5-S4”。至此，节点S1的端口11和12的拓扑信息完全建立起来，端口11的拓扑信息包括：“S6-S5-S4-S3”和“S6-S5-S4-S9”两条路径，端口12的拓扑信息包括路径“S2-S7-S8”。
按照与节点S1类似的处理：
节点S2的端口21的拓扑信息包括路径“S1-S6-S5-S4-S3”和“S1-S6-S5-S4-S9”，端口22没有拓扑信息，端口23的拓扑信息包括路径“S7-S8”；
节点S3的端口31没有拓扑信息，端口32的拓扑信息包括路径“S4-S5-S6-S1-S2-S7-S8”和“S4-S9”；
节点S4的端口41的拓扑信息包括路径“S3”，端口42的拓扑信息包括路径“S5-S6-S1-S2-S7-S8”，43端口的拓扑信息包括路径“S9”；
节点S5的端口51的拓扑信息包括路径“S4-S3”和“S4-S9”，端口52的拓扑信息包括路径“S6-S1-S2-S7-S8”；
节点S6的端口61的拓扑信息包括路径“S5-S4-S3”和“S5-S4-S9”，端口62的拓扑信息包括路径“S1-S2-S7-S8”；
节点S7的端口71的拓扑信息包括路径“S2-S1-S6-S5-S4-S3”和“S2-S1-S6-S5-S4-S9”，端口72的拓扑信息包括路径“S8”；
节点S8的端口81的拓扑信息包括路径“S7-S2-S1-S6-S5-S4-S3”和“S7-S2-S1-S6-S5-S4-S9”，端口82没有拓扑信息；
节点S9的端口91没有拓扑信息，端口92的拓扑信息包括路径“S4-S3”和“S4-S5-S6-S1-S2-S7-S8”。
需要特别说明的是，本发明中“PID用与该阻塞端口相连的链路的另一个节点的标识来表示”，其优点体现在互连节点包含阻塞端口的应用场景下。针对互连节点包含阻塞端口的情况，如果互连节点所发送的TF报文中的PID用阻塞端口所在的节点标识(而不用与该阻塞端口相连的链路的另一个节点标识)，那么其他节点收到该拥有阻塞端口的互连节点发送的TF报文并需要执行前述步骤512的操作时，就无法正确的删除互连节点的阻塞端口连接分支上的节点标识(有可能将非阻塞端口连接分支上的节点标识也删除了)。
下面再结合图6和图7举例说明。如果PID是用阻塞端口标识，那么就可能发生以下问题：
在图6中所示的实施例一中，节点S1的端口12的拓扑信息是：
Figure B2009102043636D0000141
在如图7所示的实施例二中，<S2，S3>链路发生故障，那么实施例二中节点S1的12端口更新过程变为：
节点S1的端口12首先收到TF0报文，并发现TF0报文中的(NODE_ID，PID)与自身的Ω集合的元素都不一样时，节点S1将TF0报文中的(NODE_ID，PID)加入Ω集合中；节点S1将TF0报文的NODE_LIST的拓扑信息“S2”与端口12的树形拓扑(参见实施例一中端口12的树形拓扑)进行最大路径匹配，获得最大匹配路径“S2”，并获知NODE_LIST含有的节点数与最大匹配路径上的节点数相等；因此，节点S1的端口12的拓扑信息变为“S2”，而不再是“S2-S7-S8”，因为TF0报文中的PID用的是节点S2的阻塞端口标识(即端口22)，节点S1的端口12的拓扑数据结构中不会保存该阻塞端口标识，从而节点S1不清楚删除拓扑信息中节点S2后面的哪一个拓扑分支)。
由此可以看出，本发明中“PID用与该阻塞端口相连的链路的另一个节点的标识来表示”很好的解决了上述问题。
为实现上述以太多环网的拓扑管理方法，本发明还提供一种以太多环网的拓扑管理系统，该系统由以太多环网上的发送节点和接收节点组成。
发送节点含有阻塞端口，用于通过自身的完好端口，并沿传输控制信道周期性地发送TF报文，且如果发送TF报文的端口不是阻塞端口，则发送节点将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST中；如果发送TF报文的端口是阻塞端口，则发送节点不将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST中。
接收节点，用于接收TF报文，根据TF报文中的NODE_LIST对自身的拓扑数据库进行更新，并将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对TF报文进行转发。
较佳的，发送节点进一步用于，在发送TF报文时，将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_ID字段中，并将自身包含的PID写入TF报文的PID字段中。
接收节点进一步用于，在接收到TF报文之后，判断TF报文是否从自身的阻塞端口收到，如果是，则丢弃TF报文；否则，将TF报文中的NODE_ID和PID与自身Ω集合中的NODE_ID和PID进行比较，如果存在相同的NODE_ID和PID，则将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对TF报文进行转发；如果不存在相同的NODE_ID和PID，则将TF报文中的NODE_ID和PID写入自身的Ω集合中，根据TF报文中的NODE_LIST对自身的拓扑数据库进行更新，并将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对TF报文进行转发。
接收节点还用于，将TF报文中的NODE_LIST，与接收TF报文的端口对应的拓扑数据结构进行最大路径匹配；
在没有发现最大匹配路径时，将TF报文中的NODE_LIST的信息写入接收TF报文的端口所对应的拓扑数据结构中；
在发现最大匹配路径，且最大匹配路径上的节点数比TF报文中的NODE_LIST的节点数少时，将TF报文中的NODE_LIST的信息写入接收TF报文的端口所对应的拓扑数据结构中，并覆盖最大匹配路径；
在发现最大匹配路径，且最大匹配路径上的节点数与TF报文中的NODE_LIST的节点数相等时，在NODE_LIST中查找距离端口最远的节点标识，并在端口对应的拓扑数据结构中，将包含最大匹配路径的拓扑中位于所查找的节点标识之后的所有节点标识删除。删除节点标识的方向为：距离该端口最远的节点指向TF报文中PID字段所标识的节点的方向。
需要指出的是，在实际的以太多环网中，任何节点都需要具备上述发送节点和接收节点的双重功能，以在适当场景下既能实现发送节点的功能，也能实现接收节点的功能。
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 (10)

1.一种以太多环网的拓扑管理方法，其特征在于，该方法包括：
以太多环网上含有阻塞端口的节点通过自身的完好端口，并沿传输控制信道周期性地发送拓扑发现帧(TF)报文，且如果发送TF报文的端口不是阻塞端口，则所述节点将自身的节点标识(NODE_ID)写入TF报文的节点标识列表(NODE_LIST)中；如果发送TF报文的端口是阻塞端口，则所述节点不将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST中；
以太多环网上接收到所述TF报文的节点，根据所述TF报文中的NODE_LIST对自身的拓扑数据库进行更新，并将自身的NODE_ID写入所述TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对所述TF报文进行转发。
2.根据权利要求1所述以太多环网的拓扑管理方法，其特征在于，该方法进一步包括：所述发送TF报文的节点将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_ID字段中，并将自身包含的阻塞端口标识(PID)写入TF报文的PID字段中。
3.根据权利要求2所述以太多环网的拓扑管理方法，其特征在于，该方法进一步包括：
在接收到所述TF报文之后，所述接收到TF报文的节点判断TF报文是否从自身的阻塞端口收到，如果是，则丢弃所述TF报文；否则，将所述TF报文中的NODE_ID和PID与自身Ω集合中的NODE_ID和PID进行比较，如果存在相同的NODE_ID和PID，则将自身的NODE_ID写入所述TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对所述TF报文进行转发；如果不存在相同的NODE_ID和PID，则将所述TF报文中的NODE_ID和PID写入自身的Ω集合中，根据所述TF报文中的NODE_LIST对自身的拓扑数据库进行更新，并将自身的NODE_ID写入所述TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对所述TF报文进行转发。
4.根据权利要求1或3所述以太多环网的拓扑管理方法，其特征在于，所述根据TF报文中的NODE_LIST对自身的拓扑数据库进行更新，具体为：
接收到TF报文的节点将所述TF报文中的NODE_LIST，与接收所述TF报文的端口对应的拓扑数据结构进行最大路径匹配；
如果没有发现最大匹配路径，则将所述TF报文中的NODE_LIST的信息写入接收TF报文的端口所对应的拓扑数据结构中；
如果发现最大匹配路径，且所述最大匹配路径上的节点数比TF报文中的NODE_LIST的节点数少，则将所述TF报文中的NODE_LIST的信息写入接收TF报文的端口所对应的拓扑数据结构中，并覆盖最大匹配路径；
如果发现最大匹配路径，且所述最大匹配路径上的节点数与TF报文中的NODE_LIST的节点数相等，则在所述NODE_LIST中查找距离所述端口最远的节点标识，并在所述端口对应的拓扑数据结构中，将包含所述最大匹配路径的拓扑中位于所查找的节点标识之后的所有节点标识删除。
5.根据权利要求4所述以太多环网的拓扑管理方法，其特征在于，删除节点标识的方向为：距离所述端口最远的节点指向所述TF报文中PID字段所标识的节点的方向。
6.一种以太多环网的拓扑管理系统，其特征在于，该系统包括：以太多环网上的发送节点和接收节点，其中，
所述发送节点含有阻塞端口，用于通过自身的完好端口，并沿传输控制信道周期性地发送TF报文，且如果发送TF报文的端口不是阻塞端口，则所述发送节点将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST中；如果发送TF报文的端口是阻塞端口，则所述发送节点不将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_LIST中；
所述接收节点，用于接收所述TF报文，根据所述TF报文中的NODE_LIST对自身的拓扑数据库进行更新，并将自身的NODE_ID写入所述TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对所述TF报文进行转发。
7.根据权利要求6所述以太多环网的拓扑管理系统，其特征在于，所述发送节点进一步用于，将自身的NODE_ID写入TF报文的NODE_ID字段中，并将自身包含的PID写入TF报文的PID字段中。
8.根据权利要求7所述以太多环网的拓扑管理系统，其特征在于，所述接收节点进一步用于，在接收到所述TF报文之后，判断TF报文是否从自身的阻塞端口收到，如果是，则丢弃所述TF报文；否则，将所述TF报文中的NODE_ID和PID与自身Ω集合中的NODE_ID和PID进行比较，如果存在相同的NODE_ID和PID，则将自身的NODE_ID写入所述TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对所述TF报文进行转发；如果不存在相同的NODE_ID和PID，则将所述TF报文中的NODE_ID和PID写入自身的Ω集合中，根据所述TF报文中的NODE_LIST对自身的拓扑数据库进行更新，并将自身的NODE_ID写入所述TF报文的NODE_LIST后，沿传输控制信道对所述TF报文进行转发。
9.根据权利要求6或8所述以太多环网的拓扑管理系统，其特征在于，所述接收节点进一步用于，将所述TF报文中的NODE_LIST，与接收所述TF报文的端口对应的拓扑数据结构进行最大路径匹配；
在没有发现最大匹配路径时，将所述TF报文中的NODE_LIST的信息写入接收TF报文的端口所对应的拓扑数据结构中；
在发现最大匹配路径，且所述最大匹配路径上的节点数比TF报文中的NODE_LIST的节点数少时，将所述TF报文中的NODE_LIST的信息写入接收TF报文的端口所对应的拓扑数据结构中，并覆盖最大匹配路径；
在发现最大匹配路径，且所述最大匹配路径上的节点数与TF报文中的NODE_LIST的节点数相等时，在所述NODE_LIST中查找距离所述端口最远的节点标识，并在所述端口对应的拓扑数据结构中，将包含所述最大匹配路径的拓扑中位于所查找的节点标识之后的所有节点标识删除。
10.根据权利要求9所述以太多环网的拓扑管理系统，其特征在于，所述接收节点删除节点标识的方向为：距离所述端口最远的节点指向所述TF报文中PID字段所标识的节点的方向。
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