CN102171974B - 一种管理维护通道的构建方法及节点 - Google Patents
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Abstract
一种管理维护通道的构建方法及节点，涉及通信技术领域。本发明实施例包括：首先，网络中各节点通过运行扩展后的特定协议获取网络中的拓扑信息；然后网络中各节点根据获取的网络中的拓扑信息通过预定的算法确定边缘节点到各节点的广播树，并根据所述拓扑信息动态配置在所述广播树的端口，所述广播树用于传播管理维护报文。本发明实施例对于任何拓扑结构的二层网络可以实现网络中各节点自动构建管理维护通道，无需人工配置，从而实现了设备的即插即用，并且对广播树的各个出端口在mVLAN上进行端口隔离使得管理维护报文只能在该广播树的入端口和出端口之间进行转发，确保了网络设备的安全和可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种管理维护通道的构建方法及节点。
背景技术
目前为了通过后台的网管系统对设备和网络进行管理维护，通常需要在网络的边缘三层设备和二层网络设备之间建立一个通道，专门用于转发来自网管系统的管理维护报文。现有技术实现的过程为：首先，在每个节点的NNI（网络节点接口，Network Node Interface）侧端口上手工配置mVLAN（虚拟管理局域网，management Virtual Local Area Network）；然后，在边缘三层设备上将该mVLAN作为所有二层网络设备的网关接口并配置接口路由，在二层网络中所有节点手工配置MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协议），基于该协议将mVLAN广播域所存在的环路破坏；最后，从边缘节点到各个节点之间建立一个在边缘三层设备和二层设备之间通道。该通道用于后台的网管系统或其它业务系统（可以包括为二层设备分配地址的动态主机配置协议服务器或为设备提供版本下载的文件传输服务器等业务系统）与各二层网络设备之间传送网管或其它业务报文。
发明内容
本发明的实施例提供了一种管理维护通道的构建方法及节点，无需手动配置VLAN，网络中的各节点可以自动确定广播树，并通过该广播树传播管理维护报文。
本发明实施例提供了一种管理维护通道的构建方法，包括：
运行扩展后的特定协议获取网络中的拓扑信息，所述拓扑信息包括：网络中的节点状态、节点间链路状态、管理虚拟局域网mVLAN信息和边缘节点信息；
根据所述获取的网络中的节点状态、节点间链路状态和边缘节点信息通过预定的算法确定到边缘节点的广播树，并根据所述mVLAN信息动态配置所述广播树的端口，所述广播树用于传播管理维护报文。
本发明实施例提供了一种节点，包括：
获取模块，用于通过运行扩展后的特定协议获取网络中的拓扑信息，所述拓扑信息包括：网络中各节点的节点状态、节点间链路状态、管理虚拟局域网mVLAN信息和边缘节点信息；
广播树确定模块，用于根据所述获取模块获取的网络中的节点状态、节点间链路状态和边缘节点信息通过预定的算法确定到边缘节点的广播树，并根据所述mVLAN信息动态配置所述广播树的端口，所述广播树用于传播管理维护报文。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，网络中各节点通过运行扩展的特定协议获取网络中的拓扑信息，并根据该拓扑信息按照预定的算法确定网络中的广播树，无需人工配置，使任意拓扑结构的网络中各节点可以自动构建管理维护通道。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种管理维护通道的构建方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的TLV报文扩展格式的示意图；
图3为本发明实施例提供的10个节点构成的二层网络结构示意图；
图4为本发明实施例提供的11个节点构成的二层网络结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种节点的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种管理维护通道的构建方法，如图1所示，包括：
11、网络中各节点通过运行扩展后的特定协议获取网络中的拓扑信息，其中网络中的拓扑信息包括但不限于网络中各节点的节点状态、节点间链路状态、管理虚拟局域网mVLAN信息和边缘节点信息。
进一步，特定的协议可以为802.1aq协议，802.1aq协议是ITU（International Telecommunications Union，国际电信联盟）的一个标准协议，由于通过运行现有的802.1aq协议即可获知网络中各节点的节点状态、节点间链路状态，故对802.1aq的扩展只需其包括mVLAN信息和边缘节点信息即可，其中节点状态可以表示各节点处于工作或关闭等状态，节点间链路状态可以表示节点间的链路处于正常或故障状态。对802.1aq的扩展具体可以对协议中的TLV报文进行扩展，扩展的格式可以如图2所示，其中“Type”用来标识报文用于传输网络中的拓扑信息；“Length”用来标识报文的长度；“mVLAN”用来标记网络预留的mVLAN信息，mVLAN信息可以用来识别该mVLAN；“Node ID”用来标识边缘节点信息，具体可以是边缘节点的MAC地址。网络中各节点通过运行扩展后的802.1aq协议，可以实现拓扑信息的全网扩散，使全网所有节点都能够感知到网络中的边缘节点。mVLAN是网络预留给边缘节点且配置在该边缘节点上，用于承载与业务系统之间通信的报文以及用于管理维护网络中的网络设备。
12、网络中各节点根据获取的网络中的节点状态、节点间链路状态和边缘节点信息通过预定的算法确定网络中边缘节点到各节点的广播树，根据所述mVLAN信息动态配置所述广播树的端口，所述广播树用于传播管理维护报文。
具体地，上述广播树确定后自动保存在各个节点中，预定的算法可以包括但不限于最短路径优先SPF算法，节点根据各节点的节点状态和节点间链路状态基于边缘节点信息通过SPF算法自动构建以边缘节点为根，其它节点为叶子节点的广播树，以如图3所示的10个节点构成的二层网络为例，虚线表示自动构建的广播树的广播路径。
由于自动构建的该广播树仅仅用于后台网管等业务系统管理维护网络设备时使用，故各节点之间无需任何通信，因此，为了防止某节点发送ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）、DHCP（Dynamic HostConfiguration Protocol，动态主机设置协议）等广播报文时被毫无意义地广播到其它节点上，增加其它节点的控制平面的负荷，故要对所述广播树的各个出端口在mVLAN上进行端口隔离，以禁止广播树中的各出端口间在mVLAN上进行报文的转发，具体可以先维护一个广播树的出端口列表，然后将该出端口列表中的所有出端口设置为端口隔离，该端口隔离的设置可以由各节点来完成，也可以由网络中的交换机来完成。通过上述端口隔离的设置使得报文只能在该广播树的入端口和出端口之间进行转发。这样可以使得每个节点只能和后台网络等业务系统之间收发管理维护报文，各节点之间不会相互收发报文，保证了网络设备的安全性和可靠性。
具体地，以如图3所示的10个节点构成的二层网络为例，其中Ifi-j表示节点i和节点j之间的端口，i和j均为正整数，以节点2的入端口If2-1、出端口If2-3和If2-5为例，将端口If2-3和If2-5设置为端口隔离，使得报文只能在If2-3和If2-1之间进行转发，或者使得报文只能在If2-5和If2-1之间进行转发。
进一步，当广播树中的节点发生故障时，与所述故障节点相邻的节点广播故障信息，则广播树中除故障节点之外的其它节点根据该故障信息和网络中的拓扑信息通过预定的算法重新确定网络中边缘节点到各节点的广播树，并更新存储的广播树；例如图3所示，若节点7发生故障时，与节点7相邻的节点1和/或节点8广播节点7故障信息，则广播树中的节点1、2、3、4、5、6、8、9和10通过SPF算法重新确定网络中边缘节点1到各节点的广播树，同时更新原来存储的根据节点1、2、3、4、5、6、7、8、9和10通过SPF算法确定的边缘节点1到各节点之间的广播树，并通过更新后的广播树进行管理维护报文的传播。
进一步还可以包括，当网络中节点与节点之间发生链路故障时，所述故障链路连接的节点广播故障信息，则广播树中各节点根据该故障信息和所述网络中的拓扑信息通过预定的算法重新确定边缘节点到各节点的广播树，并更新存储的广播树。例如图3所示，若节点7与节点8之间发生链路故障，节点7和/或节点8广播节点7与节点8之间的链路故障信息，则广播树中的节点1、2、3、4、5、6、7、8、9和10通过SPF算法重新确定边缘节点1到个节点的广播树，同时更新原来存储的广播树，并通过更新后的广播树进行管理维护报文的传播。
上述方法中，还可以包括：当广播树中新增节点时，首先，广播树中的节点通过运行扩展后的特定协议将其存储的广播树通告该新增节点；其次，广播树中的节点和该新增节点基于所述广播树通过预定的算法确定该新增节点到边缘节点的路径，最后，将该新增节点到边缘节点的路径添加到所述广播树中并存储。例如，如图4所示，当新增节点11时，节点9和/或节点10通过运行扩展后的802.1aq协议将其存储的广播树通告给节点11，广播树中的节点1至10以及新增节点11基于已确定的广播树（如图3所示的虚线）通过SPF算法确定节点11到节点1的路径（即节点1-节点7-节点8-节点9-节点11），广播树中的节点1至10以及新增节点11将节点11到节点1的路径添加到已确定的广播树中并存储，图4中的虚线表示新的广播树的广播路径。
本发明实施例中所指的网络可以是任意拓扑结构的网络，具体可以是以太网中的二层网络等。
本发明实施例还提供了一种节点，如图5所示，包括：
获取模块51，用于通过运行扩展后的特定协议获取网络中的拓扑信息，其中网络中的拓扑信息包括：网络中各节点的节点状态、节点间链路状态、管理虚拟局域网mVLAN信息和边缘节点信息。
具体地，获取模块51中特定协议可以为802.1aq协议，802.1aq协议是ITU（International Telecommunications Union，国际电信联盟）的一个标准协议，由于通过运行现有的802.1aq协议即可获知网络中各节点的节点状态、节点间链路状态，故对802.1aq的扩展只需其包括mVLAN信息和边缘节点信息即可，其中节点状态可以表示各节点处于工作或关闭等状态，节点间链路状态可以表示节点间的链路处于正常或故障状态。对802.1aq的扩展具体可以对协议中的TLV报文进行扩展，扩展的格式可以如图2所示，其中“Type”用来标识报文用于传输网络中的拓扑信息；“Length”用来标识报文的长度；“mVLAN”用来标记网络预留的mVLAN信息，mVLAN信息可以用来识别该mVLAN；“Node ID”用来标识边缘节点信息，具体可以是边缘节点的MAC地址。网络中各节点通过运行扩展后的802.1aq协议，可以实现拓扑信息的全网扩散，使全网所有节点都能够感知到网络中的边缘节点。
广播树确定模块52，用于根据所述获取模块51获取的网络中的节点状态、节点间链路状态和边缘节点信息通过预定的算法确定边缘节点到各节点的广播树，根据所述mVLAN信息动态配置所述广播树的端口，所述广播树用于传播管理维护报文。
具体地，预定的算法可以包括但不限于最短路径优先SPF算法，上述广播树确定后自动保存在各个节点中。
上述边缘节点还可以包括预留配置模块，用于将mVLAN预留给所述边缘节点且配置在所述边缘节点上，所述mVLAN用于承载与业务系统之间通信的报文以及用于管理维护网络中的网络设备。
还可以包括端口隔离模块，用于对所述广播树的各个出端口在mVLAN上进行端口隔离，以禁止广播树中的各出端口间在mVLAN上进行报文的转发。
上述节点还可以包括：故障广播模块，用于广播故障信息。
此时广播树确定模块52，还用于根据所述故障广播模块中广播的故障信息和网络中的拓扑信息通过预定的算法确定边缘节点到各节点的广播树。
更新模块，用于更新存储的所述广播树为广播树确定模块52重新确定的所述边缘节点到各节点的广播树。
具体地，当广播树中的节点发生故障时，与所述故障节点相邻的节点执行该故障广播模块，则广播树中除故障节点之外的其它节点执行广播树确定模块52和更新模块；或，
当广播树中的节点与节点之间发生链路故障时，所述故障链路连接的节点执行该故障广播模块，则广播树中各节点执行广播树确定模块52和更新模块。
上述节点还可以包括，通告模块，用于当所述广播树中新增节点时，通过运行扩展后的特定协议将其存储的所述广播树通告所述新增节点。
此时广播树确定模块52，还用于基于存储的广播树通过预定的算法确定所述新增节点到边缘节点的路径。
此时更新模块，还用于将所述新增节点到边缘节点的路径添加到存储的广播树中。
上述装置中包含的各模块的处理功能的具体实现方式在之前的方法实施例中已经描述，在此不再重复描述。
本发明实施例中所指的网络可以是任意拓扑结构的网络，具体可以是以太网中的二层网络等。
值得注意的是，上述节点实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各方法实施例中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明实施例首先，在网络边缘节点预留并配置一个mVLAN即可实现管理维护通道的自动构建，无需其它任何人工配置，其具体可以通过对802.1aq协议的扩展实现全网拓扑信息的扩散。在全网拓扑信息扩散过程中，边缘节点将本节点的属性声明为边缘节点，且将mVLAN视为附属于边缘节点的一个附属拓扑信息，这两个信息和全网网络拓扑信息被一并扩散到全网所有节点，各个节点基于全网拓扑信息，计算出从边缘节点到所有节点的一棵广播树，并根据该mVLAN动态配置所述广播树的各个端口。通过这种方法，网络中各节点可以自动构建到网络边缘节点（对应于后台网管等业务系统）之间的管理维护通道。然后，通过扩展后的802.1aq协议可以将管理维护用的mVLAN动态的配置到相应的端口上，并且是基于当前网络的拓扑信息计算出的以边缘节点为根其它节点为叶子节点的广播树后，动态配置到这棵广播树的入端口和出端口上。由于这棵广播树可以随着网络拓扑信息的变化而变化，且mVLAN是配置在边缘节点上的，故当需要更换其它VLAN作为管理维护通道的mVLAN时，只需要在网络边缘节点上重新配置一个mVLAN即可，因此，在本技术方案中mVLAN是一个动态的VLAN，且能动态、自动配置到相应的端口上。最后，对所述广播树的各个出端口在mVLAN上进行端口隔离，可以使管理维护报文只能在该广播树的入端口和出端口之间进行转发，这样使得每个节点只能和后台网络等业务系统之间收发管理维护报文，各节点之间不会相互收发报文，故避免了管理维护相关报文在设备之间相互广播复制，确保了网络设备的安全和可靠运行。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种管理维护通道的构建方法，其特征在于，包括：
运行扩展后的特定协议获取网络中的拓扑信息，所述拓扑信息包括：网络中的节点状态、节点间链路状态、管理虚拟局域网mVLAN信息和边缘节点信息；
根据所述获取的网络中的节点状态、节点间链路状态和边缘节点信息通过预定的算法确定到边缘节点的广播树，并根据所述mVLAN信息动态配置所述广播树的端口，所述广播树用于传播管理维护报文。
2.根据权利要求1所述的一种管理维护通道的构建方法，其特征在于，所述mVLAN是预留给所述边缘节点且配置在所述边缘节点上，用于承载与业务系统之间通信的报文以及用于管理维护网络中的网络设备。
3.根据权利要求1所述的一种管理维护通道的构建方法，其特征在于，网络中各节点通过运行扩展后的特定协议获取网络中的拓扑信息，包括：
若所述特定协议为802.1aq协议，则扩展所述802.1aq协议中的TLV字段用于携带所述拓扑信息，网络中各节点通过运行扩展后的802.1aq协议获取网络中的各节点的节点状态、节点间链路状态和边缘节点信息。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种管理维护通道的构建方法，其特征在于，还包括：
对所述广播树的各个出端口在mVLAN上进行端口隔离，以禁止广播树中的各出端口间在mVLAN上进行报文的转发。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种管理维护通道的构建方法，其特征在于，还包括：
当广播树中的节点发生故障时，与所述故障节点相邻的节点广播故障信息，则广播树中除故障节点之外的其它节点根据所述故障信息和所述网络中的拓扑信息通过预定的算法重新确定边缘节点到各节点的广播树，并更新存储的广播树；或，
当广播树中节点与节点之间发生链路故障时，所述故障链路连接的节点广播故障信息，则广播树中各节点根据所述故障信息和所述网络中的拓扑信息通过预定的算法重新确定边缘节点到各节点的广播树，并更新存储的广播树。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种管理维护通道的构建方法，其特征在于，当所述广播树中新增节点时，还包括：
广播树中的节点通过运行扩展后的特定协议将其存储的所述广播树通告给所述新增节点；
广播树中的节点和所述新增节点基于所述广播树通过预定的算法确定所述新增节点到边缘节点的路径，将所述新增节点到边缘节点的路径添加到所述广播树中。
7.一种节点，其特征在于，包括：
获取模块，用于通过运行扩展后的特定协议获取网络中的拓扑信息，所述拓扑信息包括：网络中各节点的节点状态、节点间链路状态、管理虚拟局域网mVLAN信息和边缘节点信息；
广播树确定模块，用于根据所述获取模块获取的网络中的节点状态、节点间链路状态和边缘节点信息通过预定的算法确定到边缘节点的广播树，并根据所述mVLAN信息动态配置所述广播树的端口，所述广播树用于传播管理维护报文。
8.根据权利要求7所述的节点，其特征在于，还包括：
预留配置模块，用于将mVLAN预留给所述边缘节点且配置在所述边缘节点上，所述mVLAN用于承载与业务系统之间通信的报文以及用于管理维护网络中的网络设备。
9.根据权利要求7所述的节点，其特征在于，所述获取模块，用于若所述特定协议为802.1aq协议，则扩展所述802.1aq协议中的TLV字段用于携带所述拓扑信息，网络中各节点通过运行扩展后的802.1aq协议获取网络中的各节点的节点状态、节点间链路状态和边缘节点信息。
10.根据权利要求7-9任一项所述的节点，其特征在于，还包括：
端口隔离模块，用于对所述广播树的各个出端口在mVLAN上进行端口隔离，以禁止广播树中的各出端口间在mVLAN上进行报文的转发。
11.根据权利要求7-9任一项所述的节点，其特征在于，还包括：
故障广播模块，用于广播故障信息；
所述广播树确定模块，还用于根据所述故障广播模块广播的故障信息和所述网络中的拓扑信息通过预定的算法重新确定边缘节点到各节点的广播树；
更新模块，用于更新存储的所述广播树为所述广播树确定模块重新确定的所述边缘节点到各节点的广播树；
具体包括：当广播树中的节点发生故障时，与所述故障节点相邻的节点执行所述故障广播模块，则广播树中除故障节点之外的其它节点执行所述广播树确定模块和所述更新模块；或，
当广播树中的节点与节点之间发生链路故障时，所述故障链路连接的节点执行所述故障广播模块，则广播树中各节点执行所述广播树确定模块和所述更新模块。
12.根据权利要求7-9任一项所述的节点，其特征在于，还包括：
通告模块，用于当所述广播树中新增节点时，通过运行扩展后的特定协议将其存储的所述广播树通告所述新增节点；
所述广播树确定模块，还用于基于存储的广播树通过预定的算法确定所述新增节点到边缘节点的路径。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130424 |