CN102104533A - Rrpp单环网络数据发送路径优化方法及环网节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RRPP单环网数据发送路径优化方法，该方法包括：在RRPP单环网中配置一主域，该主域中设置主、副两个实例；主副实例中，主节点的主、副端口配置相反，且副实例的保护VLAN只包含节点直接与RRPP单环网相连的RRPP端口，其他设置相同；主节点收集RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息，并根据收集到的所述网络状态信息，计算主节点在两个实例中到达环网各传输节点的路径开销，生成环网拓扑表；根据环网拓扑表通过路径开销较小的实例发送主节点与其他各传输节点之间需要传输的数据。本发明还公开了一种环网节点，该方法及环网节点可以优化环网中数据的发送路径，节省RRPP单环网络带宽。

Description

RRPP单环网络数据发送路径优化方法及环网节点

技术领域

本发明涉及环网技术领域，特别涉及环形网络数据发送路径优化方法及环网节点。

背景技术

目前，环形网络，如采用快速环网保护协议(RRPP，Rapid Ring ProtectionProtocol)的环形网络，因其建设成本低，可靠性高的优点，可满足视频监控系统中监控摄像输入和编码器分布范围大，间距长且分散的特点，从而在视频监控系统组网中，被广泛地使用。

在RRPP环网中，RRPP域(RRPP Domain)是用于标识RRPP协议所计算和控制的拓扑范围。RRPP域由整数表示的ID来标识。

一组配置了相同的域ID，控制VLAN和保护VLAN，并且相互连通的环网节点设备群体构成一个RRPP域。一个RRPP环网节点设备上可以创建多个RRPP域。

一个RRPP域具有如下的组成要素：

控制VLAN。

控制VLAN是用来传递RRPP协议报文的VLAN，每个设备上接入RRPP环的端口属于控制VLAN，而且也只有接入RRPP环上的端口可以加入控制VLAN。

保护VLAN。

保护VLAN是用来传递数据报文的VLAN。保护VLAN中可以包含RRPP端口，也可以包含非RRPP端口。保护VLAN的转发状态由其所对应的RRPP域控制。

主节点。

RRPP网环上每一台设备都称为一个RRPP节点，每个RRPP环上必须有一个主节点，而且只能有一个。主节点是环网状态主动检测机制的发起者，也是检测到RRPP环故障后执行操作的决策者。

传输节点。

RRPP环上除主节点外的所有其它节点是传输节点，传输节点负责透传主节点的HELLO报文，并监测自己的直连RRPP链路的状态，把链路DOWN事件通知主节点。

主端口和副端口。

主节点和传输节点接入以太网环的两个端口中，一个为主端口，另一个为副端口，端口的角色由用户的配置决定。

主节点的主端口和副端口在功能上是有区别的。主节点从其主端口发送HELLO报文，如果能够从副端口收到该报文，说明本节点所在RRPP环网完整，因此需要阻塞副端口以防止数据环路；相反如果在规定时间内收不到该报文，说明环网故障，此时需要放开副端口以保证环上所有节点的正常通信。

传输节点的主端口和副端口在功能上没有区别。端口的角色同样由用户的配置决定。

在监控系统的组网中，为实现RRPP环网，可在现有的编码器的网络模块上，增加对RRPP功能的支持，使其能够作为一个RRPP节点，与现有的网络设备共同组成一个RRPP环。为了区别编码器和网络设备，本文中将编码器称为业务节点，网络设备称为网络节点。

图1是一个典型的RRPP单环网组网结构示意图，如图1所示：

该RRPP环网中共包括主节点S1，以及传输节点S2～S8，S1上连接由客户端P1，S4上连接有传输节点P2。其中节点S2\S3\S5～S8均为业务节点，而S4\S1为网络节点，其中主节点S1的主端口为与S2连接的端口，副端口为与S8连接的端口。

在图1所示的环网中，一般使用ARP等三层转发协议进行报文转发，而由于RRPP环中主节点接入RRPP环的副端口是被阻塞(BLOCK)的，即不能通过副端口发送数据，整个RRPP环中是单方向转发数据的，无法根据网络拓扑，选择更优的路径进行数据转发。当主节点S1上连接的客户端P1要回放编码器S6捕获到的视频数据流时，由于网络节点S1的副端口被阻塞(BLOCK)，编码器S6向客户端P1发送的数据流需要经过S5、S4、S3、S2、S1的路径到达客户端P1，而不能沿着S7、S8、S1的最优路径，造成RRPP单环网络带宽被浪费。

发明内容

本发明实施例提供一种环形网络数据发送路径优化方法，可以优化环网中数据的发送路径，节省RRPP单环网络带宽。

本发明实施例提供一种环网节点，可以优化环网中数据的发送路径，节省RRPP单环网络带宽。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种RRPP单环网数据发送路径优化方法，该方法包括：

在RRPP单环网中配置一主域，该主域中设置主、副两个实例；

主副实例中，主节点的主、副端口配置相反，且副实例的保护VLAN只包含节点直接与RRPP单环网相连的RRPP端口，其他设置相同；

主节点收集RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息，并根据收集到的所述网络状态信息，计算主节点在两个实例中到达环网各传输节点的路径开销，生成环网拓扑表；

根据环网拓扑表通过路径开销较小的实例发送主节点与其他各传输节点之间需要传输的数据。

一种RRPP环网节点，该环网节点包括：

网络配置模块，用于在节点中配置一主域，该主域中设置主、副两个实例；

主副实例中，主节点的主、副端口配置相反，且副实例的保护VLAN只包含节点直接与RRPP单环网相连的RRPP端口，其他设置相同；

拓扑生成模块，与所述网络配置模块相连，用于收集RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息，并根据收集到的所述网络状态信息，计算本节点在所述网络配置模块配置的两个实例中到达环网各传输节点的路径开销，生成环网拓扑表；

传输控制模块，与所述拓扑生成模块相连，用于根据所述拓扑生成模块生成的环网拓扑表，通过路径开销较小的实例发送主节点与其他各传输节点之间需要传输的数据。

由上述的技术方案可见，本发明的这种RRPP单环网数据发送路径优化方法和环网节点，通过设置主、副实例，实现不同的实例拥有不同的转发路径，并根据不同的转发路径建立RRPP环拓扑表，选择不同的实例进行转发，从而实现转发路径的优化，从而达到节省网络带宽的目的。

附图说明

图1为典型RRPP单环网组网结构示意图；

图2为本发明实施例的RRPP单环网数据发送路径优化方法流程图；

图3为本发明实施例的环网节点结构示意图；

图4为本发明实施例的拓扑生成模块结构示意图；

图5为本发明较佳实施例的环网节点结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明主要是在RRPP单环网中，一个域内配置主、副两个网络实例，这两个实例中，主节点的主、副端口配置相反，即报文发送方向相反，从而使主节点可以通过两个不同方向发送报文；且副实例的保护VLAN只包含节点直接与RRPP单环网相连的RRPP端口，即外部设备不会感知到副实例的保护VLAN，主副两个实例中的节点拥有相同的网络层地址，主、副实例的保护VLAN拥有相同的网络层地址，但是VLAN ID不同，因此业务节点可以根据ARP表项，通过封装不同的VLAN TAG从而以不同方向发送数据。

具体实现方法如图2所示，在图2中，包括以下流程：

步骤201，在RRPP单环网中配置一主域，该主域中设置主、副两个实例；主副实例中，主节点的主、副端口配置相反，且副实例的保护VLAN只包含节点直接与RRPP单环网相连的RRPP端口，其他设置相同。

步骤202，主节点收集RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息，并根据收集到的所述网络状态信息，计算主节点在两个实例中到达环网各传输节点的路径开销，生成环网拓扑表。

步骤203，根据环网拓扑表通过路径开销较小的实例发送主节点与其他各传输节点之间需要传输的数据。

其中，步骤202中主节点定期收集RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息，具体可以如下实现：

主节点定期在控制VLAN中从主实例的主端口向下一个传输节点发送拓扑查询报文；传输节点接收到所述报文后，记录主节点的地址信息，并将本节点的网络状态信息填充到拓扑查询报文后，继续向下个传输节点转发；主节点从副端口接收携带所述网络状态信息的RRPP拓扑查询报文，得到RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息。

网络状态信息可以包括：节点类型、IP地址、MAC地址，RRPP端口链路带宽、链路占有率和跳数等，这些信息用来进行路径开销的计算，具体包括什么信息，可以根据计算得需要从中选择任意一个或多个。

网拓扑查询报文经过RRPP单环网上所有节点后将被主节点的副端口接收到，主节点报文解析RRPP拓扑查询报文，利用报文中的携带的节点链路带宽，链路占有率和/或跳数等信息，计算出主节点在两个实例中到达各节点的路径开销，并结合节点类型、IP地址、MAC地址等信息生成RRPP环拓扑表。

RRPP环拓扑表的具体形式不限，只要能够表示出节点地址与路径开销及主、副实例VLAN之间的关系即可。下面是图1中S1为主节点，以跳数计算路径开销生成的RRPP环拓扑表的例子：

节点MAC地址	节点IP地址	VLAN ID	路径开销	节点类型
					MACS2	IPS2	10(主实例)	1	O(业务节点)
		11(副实例)	7
					MACS2	IPS2	10	2	O
		11	6
					MACS2	IPS2	10	3	N(传输节点)
		11	5
					MACS2	IPS2	10	4	O
		11	4
					MACS2	IPS2	10	5	O
		11	3
					MACS2	IPS2	10	6	O
		11	2
					MACS2	IPS2	10	7	O
		11	1

表一、RRPP环拓扑表

生成RRPP环拓扑表后，主节点就可以按照拓扑表与环上其它节点之间采用最优的路径传输数据，即选择路径开销最小的实例来传输数据，而无需使用现有ARP协议的转发方法。

同时，对于主节点中的ARP表项，还可以直接将环网拓扑表中的节点信息映射到ARP表项中，且表项中，VLAN ID设置为主实例的保护VLANID。这样，主节点就无需通过现有ARP查询等流程学习RRPP环中节点的ARP表项，使ARP表项学习的过程更加简单。

另外，如果RRPP环还需要和环外的节点进行通信，则仍需要使用ARP协议来确定二层地址与三层地址之间的对应关系，即MAC地址与IP地址之间的对应关系，以进行报文转发。针对这一情况，为优化环内节点与环外节点之间的数据传输路径，在本发明中，主节点还需要对现有ARP协议流程进行改进，对接收到的ARP协议报文进行特别的处理，具体如下：

(1)、若主节点从RRPP单环网主域的主实例的保护VLAN内的非RRPP端口(本文中的所提到的非RRPP端口，均是指RRPP环主域主实例的保换VLAN内的非RRPP端口)接收到ARP查询报文，则查询本地ARP表项中是否存在该ARP查询报文所要查找的目的IP地址，如果存在，则将主节点的MAC地址和查询的目的IP地址携带在ARP应答报文中，回应给查询者。

否则，从RRPP端口向其他各网络节点分别发送源MAC为本节点MAC，发送端MAC为本节点MAC，发送目的MAC为网络节点MAC，源MAC为本节点MAC，发送端IP为原查询报文发送端IP，目标IP为原查询报文目的IP的ARP单播请求报文；如果能从RRPP端口收到相应网络节点回应的ARP应答报文，则生成新的ARP表项，并将本节点的MAC信息和查询的目的IP地址携带在ARP应答报文中，回应给查询者。

(2)、若主节点从直接与RRPP单环网相连的RRPP端口接收到ARP查询报文，则：

检查ARP查询报文的发送端IP，如果主节点不存在所述发送端IP对应的ARP表项，则生成所述发送端IP对应得ARP表项，如果已存在所述发送端IP对应的ARP表项，则更新ARP老化时间；

检查ARP查询报文的目的IP，如果存在所述目的IP对应的ARP表项，但出接口为RRPP端口，则不作处理；如果存在查询目的IP的ARP表项，但出接口为非RRPP端口，则将主节点的MAC地址作为ARP应答报文的发送端MAC地址，再依据RRPP环拓扑表，从主、副实例中，选择路径开销最小的实例将ARP应答报文返回查询者；如果不存在查询目的IP的ARP表项，则用本节点MAC替代原ARP查询报文中的发送端MAC，向其他非RRPP端口转发修改后的ARP查询报文。

如果没有收到ARP回应报文，则不做处理；如果从非RRPP端口收到ARP应答报文，则记录该应答报文的发送者对应的ARP表项，并将主节点的MAC地址作为ARP应答报文的发送端MAC地址，再依据RRPP环拓扑表，从主、副实例中，选择路径开销最小的实例将ARP应答报文返回查询者。

具体例如图1中，业务节点S6向客户端P1发送查询报文，S6在主实例保护VLAN中发送ARP查询报文如下：

目的MAC地址	FFFF-FFFF-FFFF
		源MAC地址	MACS6
VLAN ID	10
		发送端MAC地址	MACS6
发送端IP地址	IPS6

目标MAC地址	0-0-0
		目标IP地址	IPP1

主节点S1收到上述ARP查询报文后，发现本地没有关于IPP1的ARP表项，则向非RRPP端口发送ARP查询报文如下：

目的MAC地址	FFFF-FFFF-FFFF
		源MAC地址	MACS1
VLAN ID	10
		发送端MAC地址	MACS1
发送端IP地址	IPS6
		目标MAC地址	0-0-0
目标IP地址	IPP1

客户端P1收到该ARP查询报文后，生成如下的ARP表项：

IP Address	MAC Address	Type
			IPS6	MACS1	D

主节点S1收到客户端P1回应的ARP应答报文，生成如下的ARP表项：

IP Address	MACAddress	VLAN ID	Interface	Aging	Type
						IPP1	MACP1	10	Eth1/2	20	D

并查询RRPP环拓扑表，发现主节点S1到业务节点S6，从副实例的保护VLAN转发，路径开销最小，则主节点在VLAN 11中发送ARP应答报文如下：

目的MAC地址	MACS6
		源MAC地址	MACS1
VLAN ID	11
		发送端MAC地址	MACS1

发送端IP地址	IPP1
		目标MAC地址	MACS6
目标IP地址	IPS6

则业务节点S6生成如下的ARP表项：

IP Address	MACAddress	VLAN ID	Interface	Aging	Type
						IPP1	MACP1	11	Eth1/2	20	D

通过同样的流程，业务节点S3生成关于IPP1的ARP表项如下，其学习到的VLAN为VLAN 10：

IP Address	MACAddress	VLAN ID	Interface	Aging	Type
						IPP1	MACP1	10	Eth1/2	20	D

(3)、若主节点从RRPP端口收到相应网络节点回应的ARP应答报文，生成新的表项，并将本节点的MAC信息和查询的IP地址填充到ARP应答报文后，回应给查询者。该处理方法同(1)中处理，不再详述。

(4)、若主节点从非RRPP端口收到ARP应答报文，则记录ARP表项，并将本节点MAC填充到ARP应答报文的发送端MAC地址，再依据RRPP环拓扑表，选择最优的路径发送，该处理方法同(2)中处理，不再详述。

(5)、若主节点从RRPP端口收到免费ARP报文(gratuitous ARP)，则刷新ARP和MAC表项的老化时间，不向非RRPP端口转发。

(6)、若主节点从非RRPP端口收到免费ARP报文(gratuitous ARP)，则刷新ARP和MAC表项的老化时间，不向RRPP端口转发。

通过上述步骤建立的RRPP环拓扑表及ARP表项，使得业务节点与RRPP环外的设备采用最优的路径进行通信，如图1中，客户端P1和业务节点S6进行数据通信，P1将数据报文发送到主节点S1，主节点S1根据目的IP，查询ARP，获得目的MAC，再根据RRPP环拓扑表，封装相应的VLAN TAG，选择最优的路径进行转发；业务节点S6根据学习到的ARP表项，封装相应的VLAN TAG，从对应出接口转发，转发到主节点S1(或其它传输节点)，主节点将报文的副实例保护VLAN TAG剥离，在主实例保护VLAN中，查找相应的ARP表项，替换目的MAC后，向P1转发。

另外，为了在RRPP环拓扑发生变化时，还需要使RRPP环能够及时对网络进行适应性调整，例如如果主节点检测到RRPP环拓扑发生变化，则可以刷新本节点的RRPP环拓扑表、MAC表项和ARP表项，并分别从主、副端口发送拓扑刷新报文通知环上所有传输节点刷新MAC表项和ARP表项。

上述实施例给出了主节点与其它节点之间进行数据传输路径优化的方法，但对于有多个网络节点的RRPP环，除了主节点外，其它网络节点也可能与业务节点进行数据传输，例如若图1中传输节点S4上的客户端P2与业务节点S3之间需要传输数据，则可以在RRPP单环上配置多个RRPP域，不同的RRPP域设置不同的网络节点作为主节点，在不同RRPP域中的不同的主节点可以分别利用上述步骤201～203实现与其它业务节之间采用最优路径通信。

具体地，在RRPP单环网中配置一个或一个以上的副域，每个副域的主节点与主域的主节点均不相同；每个副域中也设置主、副两个实例；且两个实例的保护VLAN中均只包含RRPP端口，其他设置与主域相同；副域的主节点通过副域中的主实例的保护VLAN收集RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息，并根据收集到的所述网络状态信息，计算副域主节点在副域两个实例中到达环网各传输节点的路径开销，生成环网拓扑表；根据环网拓扑表，通过在副域中路径开销较小的实例发送副域主节点与其他各传输节点之间需要传输的数据。

如果RRPP单环网包括多个网络节点，且网络节点之间需要进行通信，则各网络节点可依据自身的RRPP拓扑表和ARP表项，选择相应的实例进行转发，报文转发需要在两个网络节点各进行一次目的MAC和源MAC地址替换。如图1中，假设在网络节点S4配置副域，所属主实例的保护VLAN为20，副实例保护VLAN为21，客户端P1和客户端P2之间通过RRPP环进行通信，客户端P2发送向客户端P1发送报文，由于P2学习到的关于P1的MAC信息为MACS4，报文转发到网络节点S4，S4分析该报文，发现目的IP为IPP1，检查本地ARP信息，发现对应的ARP表项如下：

IP Address	MACAddress	VLAN ID	Interface	Aging	Type
						IPP1	MACS1	10	Eth1/2	20	D

发现对应的目的MAC为MACS1，则继续查询本地RRPP环拓扑表，发现该MAC为RRPP环节点MAC地址，则选择最优的RRPP转发路径，例如选择副实例保护VLAN 21，并用MACS1、MACS4填充到报文的目的MAC和源MAC，将该报文转发到网络节点S1，节点S1收到该报文后，由于携带的是副域所属副实例保护VLAN TAG，且目的MAC为本节点MAC，将VLAN TAG剥离后，在主域所属主实例保护VLAN 10中查询ARP表项，发现对应的ARP表项如下：

IP Address	MACAddress	VLAN ID	Interface	Aging	Type
						IPP1	MACP1	10	Eth1/2	20	D

表中对应的目的MAC为MACP1，不属于RRPP环节点MAC，则按照正常的转发流程，用MACP1、MACS1填充到报文的目的MAC和源MAC，将报文转发给客户端P1。

若RRPP环中节点还需要和环外跨网段的节点进行通信，可以先将报文转发到网关，再由网关进行转发。本发明还可以用于全部由网络节点组成的RRPP单环网，或利用MSTP等其他二层链路技术组成的RRPP单环网等，其实现原理相同，这里不再赘述。

下面继续介绍本发明实施例提供的一种RRPP环网节点，如图3所示该节点包括：

网络配置模块301，用于在节点中配置一主域，该主域中设置主、副两个实例；

主副实例中，主节点的主、副端口配置相反，且副实例的保护VLAN只包含节点直接与RRPP单环网相连的RRPP端口，其他设置相同；

拓扑生成模块302，与所述网络配置模块301相连，用于收集RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息，并根据收集到的所述网络状态信息，计算本节点在所述网络配置模块301配置的两个实例中到达环网各传输节点的路径开销，生成环网拓扑表；

传输控制模块303，与所述拓扑生成模块302相连，用于根据所述拓扑生成模块302生成的环网拓扑表，通过路径开销较小的实例发送主节点与其他各传输节点之间需要传输的数据。

其中，拓扑生成模块如图4所示，可以包括：

报文下发单元401，用于在控制VLAN中从主实例的主端口向下一个传输节点发送拓扑查询报文；

报文接收单元402，用于从副端口接收携带所述网络状态信息的RRPP拓扑查询报文，得到RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息；

拓扑生成单元403，与所述报文接收单元402相连，用于根据所述报文接收单元，接收到的网络状态信息，计算主节点在两个实例中到达环网各传输节点的路径开销，生成环网拓扑表。

为处理从非RRPP端口接收到的ARP查询报文，如图5所示，该节点可以进一步包括：

非RRPP端口ARP应答单元404，与所述拓扑生成模块403相连，若从RRPP单环网主域的主实例的保护VLAN内的非RRPP端口接收到ARP查询报文，则查询本地ARP表项中是否存在该ARP查询报文所要查找的目的IP地址，如果存在，则将主节点的MAC地址和查询的目的IP地址携带在ARP应答报文中，回应给查询者；

否则，从RRPP端口向其他各网络节点分别发送源MAC为本节点MAC，发送端MAC为本节点MAC，发送端IP为原查询报文发送端IP，目标IP为原查询报文目的IP的ARP单播请求报文；如果能从RRPP端口收到相应网络节点回应的ARP应答报文，则生成新的ARP表项，并将本节点的MAC信息和查询的目的IP地址携带在ARP应答报文中，回应给查询者。

为处理从RRPP端口接收到的ARP查询报文，如图5所示，该节点进一步包括：

RRPP端口ARP应答单元405，与所述拓扑生成模块403相连，若从直接与RRPP单环网相连的RRPP端口接收到ARP查询报文，则：

检查ARP查询报文的发送端IP，如果主节点不存在所述发送端IP对应的ARP表项，则生成所述发送端IP对应得ARP表项，如果已存在所述发送端IP对应的ARP表项，则更新ARP老化时间；

检查ARP查询报文的目的IP，如果存在所述目的IP对应的ARP表项，但出接口为RRPP端口，则不作处理；如果存在查询目的IP的ARP表项，但出接口为非RRPP端口，则将主节点的MAC地址作为ARP应答报文的发送端MAC地址，再依据RRPP环拓扑表，从主、副实例中，选择路径开销最小的实例将ARP应答报文返回查询者；如果不存在查询目的IP的ARP表项，则用本节点MAC替代原ARP查询报文中的发送端MAC，向其他非RRPP端口转发修改后的ARP查询报文；

如果没有收到ARP回应报文，则不做处理；如果从非RRPP端口收到ARP应答报文，则记录该应答报文的发送者对应的ARP表项，并将主节点的MAC地址作为ARP应答报文的发送端MAC地址，再依据RRPP环拓扑表，从主、副实例中，选择路径开销最小的实例将ARP应答报文返回查询者。

为处理接收到的免费ARP报文，如图5所示，该节点可以进一步包括：

免费ARP应答单元406，与所述拓扑生成模块403相连，若从RRPP端口收到免费ARP报文(gratuitous ARP)，则刷新ARP和MAC表项的老化时间，不向非RRPP端口转发；

若从非RRPP端口收到免费ARP报文(gratuitous ARP)，则刷新ARP和MAC表项的老化时间，不向RRPP端口转发。

上述节点结构中各模块和单元所执行的操作和实现的功能可以参考方法实施例，这里不再一一对应介绍。

由上述的实施例可见，本发明利用单环多域多实例的特性，通过设置主、副实例，实现不同的实例拥有不同的转发路径，并根据不同的转发路径建立RRPP环拓扑表，选择不同的实例进行转发，从而实现转发路径的优化，以达到节省网络带宽的目的。同时本发明以单网络节点的RRPP环为实现基础，可以按照相同的实现原理扩展用于多网络节点或全网路节点组成的RRPP单环网中，应用范围广泛。

所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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保护范围之内。

Claims (14)

1.一种RRPP单环网数据发送路径优化方法，其特征在于，该方法包括：

在RRPP单环网中配置一主域，该主域中设置主、副两个实例；

主副实例中，主节点的主、副端口配置相反，且副实例的保护VLAN只包含节点直接与RRPP单环网相连的RRPP端口，其他设置相同；

主节点收集RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息，并根据收集到的所述网络状态信息，计算主节点在两个实例中到达环网各传输节点的路径开销，生成环网拓扑表；

根据环网拓扑表通过路径开销较小的实例发送主节点与其他各传输节点之间需要传输的数据。

2.如权利要求1所述的环形网络数据发送路径优化方法，其特征在于，所述主节点定期收集RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息，包括：

主节点定期在控制VLAN中从主实例的主端口向下一个传输节点发送拓扑查询报文；

传输节点接收到所述报文后，记录主节点的地址信息，并将本节点的网络状态信息填充到拓扑查询报文后，继续向下个传输节点转发；

主节点从副端口接收携带所述网络状态信息的RRPP拓扑查询报文，得到RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息。

3.如权利要求1所述的环形网络数据发送路径优化方法，其特征在于，

所述网络状态信息包括：节点类型、IP地址、MAC地址，RRPP端口链路带宽、链路占有率和跳数中的任意一个或多个。

4.如权利要求1所述的环形网络数据发送路径优化方法，其特征在于，该方法进一步包括：

若主节点从RRPP单环网主域的主实例的保护VLAN内的非RRPP端口接收到ARP查询报文，则查询本地ARP表项中是否存在该ARP查询报文所要查找的目的IP地址，如果存在，则将主节点的MAC地址和查询的目的IP地址携带在ARP应答报文中，回应给查询者；

否则，从RRPP端口向其他各网络节点分别发送源MAC为本节点MAC，发送端MAC为本节点MAC，发送目的MAC为网络节点MAC，源MAC为本节点MAC，发送端IP为原查询报文发送端IP，目标IP为原查询报文目的IP的ARP单播请求报文；如果能从RRPP端口收到相应网络节点回应的ARP应答报文，则生成新的ARP表项，并将本节点的MAC信息和查询的目的IP地址携带在ARP应答报文中，回应给查询者。

5.如权利要求1所述的环形网络数据发送路径优化方法，其特征在于，该方法进一步包括：

若主节点从直接与RRPP单环网相连的RRPP端口接收到ARP查询报文，则：

检查ARP查询报文的发送端IP，如果主节点不存在所述发送端IP对应的ARP表项，则生成所述发送端IP对应得ARP表项，如果已存在所述发送端IP对应的ARP表项，则更新ARP老化时间；

检查ARP查询报文的目的IP，如果存在所述目的IP对应的ARP表项，但出接口为RRPP端口，则不作处理；如果存在查询目的IP的ARP表项，但出接口为非RRPP端口，则将主节点的MAC地址作为ARP应答报文的发送端MAC地址，再依据RRPP环拓扑表，从主、副实例中，选择路径开销最小的实例将ARP应答报文返回查询者；如果不存在查询目的IP的ARP表项，则用本节点MAC替代原ARP查询报文中的发送端MAC，向其他非RRPP端口转发修改后的ARP查询报文；

如果没有收到ARP回应报文，则不做处理；如果从非RRPP端口收到ARP应答报文，则记录该应答报文的发送者对应的ARP表项，并将主节点的MAC地址作为ARP应答报文的发送端MAC地址，再依据RRPP环拓扑表，从主、副实例中，选择路径开销最小的实例将ARP应答报文返回查询者。

6.如权利要求1所述的环形网络数据发送路径优化方法，其特征在于，该方法进一步包括：

若主节点从RRPP端口收到免费ARP报文(gratuitous ARP)，则刷新ARP和MAC表项的老化时间，不向非RRPP端口转发。

7.如权利要求1所述的环形网络数据发送路径优化方法，其特征在于，该方法进一步包括：

若主节点从非RRPP端口收到免费ARP报文(gratuitous ARP)，则刷新ARP和MAC表项的老化时间，不向RRPP端口转发。

8.如权利要求1所述的环形网络数据发送路径优化方法，其特征在于，该方法进一步包括：

在RRPP单环网中配置一个或一个以上的副域，每个副域的主节点与主域的主节点均不相同；每个副域中也设置主、副两个实例；且两个实例的保护VLAN中均只包含RRPP端口，其他设置与主域相同；

副域的主节点通过副域中的主实例的保护VLAN收集RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息，并根据收集到的所述网络状态信息，计算副域主节点在副域两个实例中到达环网各传输节点的路径开销，生成环网拓扑表；

根据环网拓扑表，通过在副域中路径开销较小的实例发送副域主节点与其他各传输节点之间需要传输的数据。

9.如权利要求1所述的环形网络数据发送路径优化方法，其特征在于，所述生成环网拓扑表之后，该方法进一步包括：

主节点将环网拓扑表中的节点信息映射到ARP表项中，且表项中，VLANID设置为主实例的保护VLAN ID。

10.一种RRPP环网节点，其特征在于，该环网节点包括：

网络配置模块，用于在节点中配置一主域，该主域中设置主、副两个实例；

主副实例中，主节点的主、副端口配置相反，且副实例的保护VLAN只包含节点直接与RRPP单环网相连的RRPP端口，其他设置相同；

拓扑生成模块，与所述网络配置模块相连，用于收集RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息，并根据收集到的所述网络状态信息，计算本节点在所述网络配置模块配置的两个实例中到达环网各传输节点的路径开销，生成环网拓扑表；

传输控制模块，与所述拓扑生成模块相连，用于根据所述拓扑生成模块生成的环网拓扑表，通过路径开销较小的实例发送主节点与其他各传输节点之间需要传输的数据。

11.如权利要求10所述的RRPP环网节点，其特征在于，所述拓扑生成模块包括：

报文下发单元，用于在控制VLAN中从主实例的主端口向下一个传输节点发送拓扑查询报文；

报文接收单元，用于从副端口接收携带所述网络状态信息的RRPP拓扑查询报文，得到RRPP单环网中其它各节点的网络状态信息；

拓扑生成单元，与所述报文接收单元相连，用于根据所述报文接收单元，接收到的网络状态信息，计算主节点在两个实例中到达环网各传输节点的路径开销，生成环网拓扑表。

12.如权利要求10所述的RRPP环网节点，其特征在于，该节点进一步包括：

非RRPP端口ARP应答单元，与所述拓扑生成模块相连，若从RRPP单环网主域的主实例的保护VLAN内的非RRPP端口接收到ARP查询报文，则查询本地ARP表项中是否存在该ARP查询报文所要查找的目的IP地址，如果存在，则将主节点的MAC地址和查询的目的IP地址携带在ARP应答报文中，回应给查询者；

否则，从RRPP端口向其他各网络节点分别发送源MAC为本节点MAC，发送端MAC为本节点MAC，发送目的MAC为网络节点MAC，源MAC为本节点MAC，发送端IP为原查询报文发送端IP，目标IP为原查询报文目的IP的ARP单播请求报文；如果能从RRPP端口收到相应网络节点回应的ARP应答报文，则生成新的ARP表项，并将本节点的MAC信息和查询的目的IP地址携带在ARP应答报文中，回应给查询者。

13.如权利要求10所述的RRPP环网节点，其特征在于，该节点进一步包括：

RRPP端口ARP应答单元，与所述拓扑生成模块相连，若从直接与RRPP单环网相连的RRPP端口接收到ARP查询报文，则：

检查ARP查询报文的发送端IP，如果主节点不存在所述发送端IP对应的ARP表项，则生成所述发送端IP对应得ARP表项，如果已存在所述发送端IP对应的ARP表项，则更新ARP老化时间；

检查ARP查询报文的目的IP，如果存在所述目的IP对应的ARP表项，但出接口为RRPP端口，则不作处理；如果存在查询目的IP的ARP表项，但出接口为非RRPP端口，则将主节点的MAC地址作为ARP应答报文的发送端MAC地址，再依据RRPP环拓扑表，从主、副实例中，选择路径开销最小的实例将ARP应答报文返回查询者；如果不存在查询目的IP的ARP表项，则用本节点MAC替代原ARP查询报文中的发送端MAC，向其他非RRPP端口转发修改后的ARP查询报文；

如果没有收到ARP回应报文，则不做处理；如果从非RRPP端口收到ARP应答报文，则记录该应答报文的发送者对应的ARP表项，并将主节点的MAC地址作为ARP应答报文的发送端MAC地址，再依据RRPP环拓扑表，从主、副实例中，选择路径开销最小的实例将ARP应答报文返回查询者。

14.如权利要求10所述的RRPP环网节点，其特征在于，该节点进一步包括：

免费ARP应答端口，与所述拓扑生成模块相连，若从RRPP端口收到免费ARP报文(gratuitous ARP)，则刷新ARP和MAC表项的老化时间，不向非RRPP端口转发；

若从非RRPP端口收到免费ARP报文(gratuitous ARP)，则刷新ARP和MAC表项的老化时间，不向RRPP端口转发。

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