CN102271063A - 自环检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自环检测方法及系统，该方法包括如下步骤：触发端口的链路汇聚控制协议LACP接收状态机；比较本端的系统媒介访问控制MAC和从接收到的LACPDU中得到的对端的系统MAC是否相同；在本端的系统MAC和对端的系统MAC相同的情况下，确定端口发生自环。通过本发明解决了现有技术中对于LAG成员链路检测自环处理复杂度较高的问题，进而使自环检测更容易实现。

Description

自环检测方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种自环检测方法及系统。

背景技术

目前，标准的链路汇聚控制协议包含运行在物理端口上相互联系的具有特定功能的五个协议状态机。其中，链路汇聚就是一系列物理端口的聚合，对媒介访问控制(Media AccessControl，简称为MAC)客户端(Client)呈现单一的、标准IEEE802.3接口，起到增加物理端口带宽和冗余备份的作用。链路汇聚控制协议是控制链路聚合的标准协议，运行在对等的链路聚合体之间，通过协议报文交互动态决定物理端口加入或离开聚合组，并决定物理端口是否能够参与数据报文转发。

现有链路汇聚控制协议(Link Aggregation Control Protocol，简称为LACP)状态机包括以下状态机，下面对其功能和相互关系进行说明。

(1)接收(RX)状态机(Receive Machine)：该状态机解析从对端(Partner)接收到的链路聚合控制协议数据单元(Link Aggregation Control Protocol Data Unit，简称为LACPDU)并记录其中的信息，按照LACP设置的超时使用短超时或长超时使之超时，RX状态机评估从Partner来的信息，如果确定本端(Actor)和对端已经同意交换的协议信息，例如，本端保留的对端的信息与从对端接收到的信息一致，那么根根据该协议信息的内容以及相关的管理实体在一定程度上确定端口和其它端口是否聚合或是否成为独立端口，如果确定本端(Actor)和对端不同意已经交换的协议信息，例如，本端保留的对端的信息与从对端接收到的信息不一致，那么RX状态机产生端口报文发送标记NTT以发送新的协议信息到Partner，如果Partner的协议信息超时，RX状态机设置默认的参数值以供其它状态机使用。

(2)周期发送状态机(Periodic Transmission Machine)：确定Actor及其Partner的聚合模式，以及当任意一端或者两端都配置为Active，定期LACPDU交互发生时，维持聚合是否周期地交换LACPDU。

(3)选择逻辑状态机(Selection Logic Machine)：负责选择与该端口属性一致的聚合体(Aggregator)，并决策多个Aggregator中哪个Aggregator处于激活状态。

(4)MUX状态机(Mux Machine)：负责按照当前协议信息的要求将端口的帧接收(collecting)状态和帧分发(distributing)状态打开或关闭。

(5)发送(TX)状态机(Transmit Machine)：处理在其它状态机的要求下或者基于定期的LACPDU的发送。

在LACP标准协议中使用如下四个元素来唯一标识一个聚合组：Actor端系统ID(SystemIdentifier)、Actor端操作KEY值、Partner端系统ID(System Identifier)、Partner端操作KEY值。下面对四个元素的含义分别进行说明。

Actor/Partner端系统ID：由Actor/Partner端“系统优先级+系统MAC地址”组成，用来标识一个系统设备。其中，以太网设备的MAC地址是由6个字节组成，前3字节称为组织唯一标识符(Organizationally Unique Identifier，简称为OUI)，是由IEEE组织注册给网络设备生产商的，每个厂商拥有OUI中的一段或多段，彼此不同；后三字节则是由网络设备生产商分配给自己生产的每一个拥有MAC地址的设备，互不重复。

Actor/Partner端操作KEY：操作KEY值是端口的一种性能标识符，通常包括物理属性，例如，端口速率、全双工模式、上层协议指定属性等等。

交互LACPDU信息中包含两端设备系统ID，系统ID用来标识一个系统设备，由系统MAC和系统优先级组成。

LACP选择状态机通过Aggregator管理具有相同特征参数的物理链路，每个聚合组(LinkAggregation Group，简称为LAG)至少包含一个聚合体，每个聚合体具有自己的特征参数，每个聚合体的特征参数互不相同，物理链路只能加入到具有相同特征参数的聚合体中。当物理链路的特征参数改变时，物理链路必须从当前聚合体中移除，再加入到具有相同特征参数的聚合体中。

图1是根据相关技术的应用组网场景一的示意图，如图1所示，在本应用组网场景中采用标准LACP协议交互，一个聚合组中绑定有三条物理链路，其中同一个系统设备中的两个端口绑定在一个聚合组中。设备A系统MAC为MAC_A，设备B系统MAC为MAC_B，在Actor/Parnter端分别形成两个不同的Aggregator。某一时刻，只有一个Aggregator是激活状态(Active)，另外的Aggregator是非激活状态(Inactive)。如果Acotor端当前激活聚合体是Aggregator_A2，运行标准的LACP协议，gei_2/1和gei_3/1两条物理链路是可以正常聚合成功(Active状态)的；同理，Partner端gei_2/1和gei_3/1两条物理链路也是可以正常聚合成功(Active状态)的。

图2是根据相关技术的应用组网场景二的示意图，如图2所示，采用标准LACP协议交互，设备A三条物理链路绑定在LAGA中，设备B三条链路绑定在LAGB中，LAGA和LAGB三条物理链路对接。LAGA中三条物理链路分别形成三个聚合体，三个聚合体分别为：Aggregator_A1、Aggregator_A2和Aggregator_A3，经过选择逻辑状态机处理，三物理链路逻辑关联为一个聚合体Aggregator_A，是当前LAGA激活聚合体；同理，LAGB中三条物理链路逻辑关联到一个聚合体Aggregator_B，是当前LAGB激活聚合体。

将两端系统MAC配置成一致的MAC_PV，运行标准的LACP协议，LAGA和LAGB中的三条物理链路能够正常聚合成功(Active状态)。

图3是根据相关技术的应用组网场景三的示意图，如图3所示，设备CE的机架MAC为MAC_CE，设备CE上的四个端口gei_1/1、gei_1/2、gei_1/3、gei_1/4绑定到聚合组LAG_CE；设备PE1的机架MAC为MAC_PE1，设备PE1上的两个端口gei_1/1、gei_1/2绑定到聚合组LAG_PE1；设备PE2的机架MAC为MAC_PE2，设备PE2上的两个端口gei_1/3、gei_1/4绑定到聚合组LAG_PE2。

设备CE的聚合组LAG_CE默认取机架的MAC_CE；将设备PE1、设备PE2上配置与设备CE相同的系统MAC为MAC_PV。

如图3所示，三台机架均运行标准的LACP协议，对PE1(或PE2)来讲，PE1(或PE2)只和CE之间进行两台设备直连对接，PE1(或PE2)感受不到还有PE2(或PE1)，LAG_PE1、LAG_PE2使用相同的MAC_PV分别与LAG_CE交互，对CE来讲，PE1和PE2就是同一个设备。在CE端四条链路关联到一个逻辑聚合体Aggregator_CE，是当前LAG_CE激活聚合体，PE1端两条链路关联到一个逻辑聚合体Aggregator_PE1，是当前LAG_PE1激活聚合体，PE2端两条链路关联到一个逻辑聚合体Aggregator_PE2，是当前LAG_PE2激活聚合体。运行标准的LACP协议，四条物理链路均能正常聚合成功(Active状态)。

在上述的三类典型组网中，两端设备系统MAC配置为一致(也称为自环)，但是，在实际的应用中，两端设备系统MAC配置为一致的情况是不允许的，在这种情况下，需要发现该类组网错误。

在现有技术中，对于存在的两端设备系统MAC配置为一致的问题，采用生成树协议(Spanning Tree Protocol，简称为STP)可以对链路两端设备系统MAC进行检测，当一个物理链路绑定在LAG之后，STP协议是基于LAG的检测，其中的成员端口对STP是不可见的，无法完成绑定在LAG内物理链路系统MAC的检测。如果采用链路层发现协议(Link LayerDiscovery Protocol，简称为LLDP)来进行检测的话，由于LLDP是基于物理链路交互邻居信息，保存有本端系统MAC和对端系统MAC；当一个物理链路绑定在LAG之后，需要完成链路两端系统MAC的检测，并且需要将LACP与LLDP进行关联。但是，这样同时也增加了LLDP和LACP的处理复杂度，增加额外成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种自环检测方法及系统，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种自环检测方法，包括如下步骤：触发端口的链路汇聚控制协议LACP接收状态机；比较本端的系统媒介访问控制MAC和从接收到的LACPDU中得到的对端的系统MAC是否相同；在所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC相同的情况下，确定所述端口发生自环。

优选地，该方法还包括：根据以下至少之一确定所述端口未发生自环：所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC不相同；所述端口处于开始BEGIN状态，并且所述端口处于关闭DOWN状态；所述接收状态机收包定时器超时。

优选地，在确定所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC不相同之后，还包括：设置所述端口发送报文标记为真，并保存对端报文信息。

优选地，比较所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC是否相同包括：在接收到LACPDU之后或者检测到所述接收状态机状态发生变化之后，比较所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC是否相同。

优选地，确定所述端口发生自环之后，还包括：进行自环告警。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种自环检测系统，该系统包括：触发模块，用于触发端口的LACP接收状态机；比较模块，用于比较本端的系统MAC和从接收到的LACPDU中得到的对端的系统MAC是否相同；确定模块，用于在所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC相同的情况下，确定所述端口发生自环。

优选地，所述确定模块还用于根据以下至少之一确定所述端口未发生自环：所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC不相同；所述端口处于开始BEGIN状态，并且所述端口处于关闭DOWN状态；所述接收状态机收包定时器超时。

优选地，还包括：设置模块，用于在确定所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC不相同之后，设置所述端口发送报文标记为真；保存模块，用于保存对端报文信息。

优选地，比较模块用于在接收到LACPDU之后或者检测到所述接收状态机状态发生变化之后，比较所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC是否相同。

优选地，还包括：告警模块，用于在确定所述端口发生自环之后，进行自环告警。

通过本发明，采用触发端口的LACP接收状态机；比较本端的系统MAC和从接收到的LACP PDU中得到的对端的系统MAC是否相同；在所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC相同的情况下，确定所述端口发生自环，解决了现有技术中对于LAG成员链路检测自环处理复杂度较高的问题，进而使自环检测更容易实现。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的应用组网场景一的示意图；

图2是根据相关技术的应用组网场景二的示意图；

图3是根据相关技术的应用组网场景三的示意图；

图4是根据本发明实施例的自环检测方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的自环检测系统；

图6是根据本发明优选实施例的对LAG成员链路自环检测功能的流程图；

图7是根据本发明另一个优选实施例的自环检测方法的流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例中，提供了一种自环检测的方法，图4是根据本发明实施例的自环检测方法的流程图，如图4所示，该流程包括如下步骤：

步骤S402，触发端口的LACP接收状态机。

步骤S404，比较本端的系统MAC和从接收到的LACPDU中得到的对端的系统MAC是否相同。例如，可以在接收到LACPDU之后或者检测到接收状态机状态发生变化之后，对本端系统MAC和对端系统MAC进行比较，当然也可以在其他情况下进行比较。

步骤S406，在本端的系统MAC和对端的系统MAC相同的情况下，确定端口发生自环。

通过本实施例，采用了LACP接收状态机的方式来判断是否发生自环，可以兼容标准的LACP协议，使自环检测更容易实现，并且，还可以在不增加额外成本，实现自环检测。

作为一个比较优的实施方式，可以在确定发生自环之后，进行自环告警。当然，在确定自环之后，也可以仅仅标记出发生了自环，不进行主动告警，而依靠检测该标记来发现告警。

在另一个比较优的实施方式中，对于确定端口未发生自环的方式有很多种，例如：本端的系统MAC和对端的系统MAC不相同；又例如，端口处于开始BEGIN状态，并且端口处于关闭DOWN状态；又例如，接收状态机收包定时器超时。上述三个例子可以用来单独判断未发生自环，也可以结合起来用作判断未发生自环。

图5是根据本发明实施例的自环检测系统，如图5所示，该系统包括触发模块50，比较模块52和确定模块54。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统和方法较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。已经进行过说明的不再赘述，下面对该系统包括的各个模块进行说明。

触发模块50，用于触发端口的LACP接收状态机。比较模块52连接至触发模块50，该比较模块52用于比较本端的系统MAC和从接收到的LACPDU中得到的对端的系统MAC是否相同。需要说明的是，也可以但不限于在接收到LACPDU之后或者检测到接收状态机状态发生变化之后，对本端系统MAC和对端系统MAC进行比较。确定模块54连接至比较模块52，该确定模块54用于在本端的系统MAC和对端的系统MAC相同的情况下，确定端口发生自环。在确定发生自环之后，可以但不限于进行自环告警，例如也可以根据实际应用的场景对其另行分配或配置系统MAC。

作为一个比较优的实施方式，确定模块54还可以用于根据以下至少之一确定端口未发生自环：本端的系统MAC和对端的系统MAC不相同；端口处于开始BEGIN状态，并且端口处于关闭DOWN状态；接收状态机收包定时器超时。该系统还可以包括设置模块和保存模块，该设置模块用于在确定本端的系统MAC和对端的系统MAC不相同之后，设置端口发送报文标记为真；保存模块，用于保存对端报文信息。

在下面的实施例及其优选实施方式中通过扩展标准的LACP协议接收状态机，提出LACP检测自环的一种方法。

图6是根据本发明优选实施例的对LAG成员链路自环检测功能的流程图，如图6所示，该流程包括如下步骤：

需要说明的是，本优选实施例通过扩展现有LACP的标准接收(RX)状态机，兼容标准的LACP协议接收状态机，完成对LAG成员链路自环检测。

步骤S602，运行接收状态机。需要说明的是，接收状态机运行的触发源可以是但不限于定时器触发，例如，可以采用LACPDU收包触发。

步骤S604，检测物理端口LACP状态是否为开始(BEGIN)状态，物理端口LACP_Enabled是否假(FALSE)，即端口是否关闭(DOWN)状态，如果同时满足BEGIN状态和DOWN状态，置端口LOOP标记为FALSE。

步骤S606，物理端口接收状态机start current_while_timer超时，置端口LOOP标记为FALSE。

步骤S608，收到LACPDU报文，端口当前接收状态机状态是收包状态(CURRENT)，将Actor_System(系统MAC)与LACPDU中Partner_System(系统MAC)进行比较。

步骤S610，如果Actor_System与Partner_System完全一致，置端口LOOP标记为真(TRUE)。

步骤S612，设置start current_while_timer定时器，端口接收状态机状态进入超时(EXPIRED)状态。

步骤S614，如果检测到自环，则发出成员端口自环检测告警。

步骤S616，LACP的标准接收状态机，在收到LACPDU时，评估对端报文信息决定端口是否为独立端口；置端口报文发送标记为1(NTT)；记录Partner端端口信息。需要说明的是，当端口为自环状态时，不再进行步骤S616，而是接收状态机运行结束。

通过以上的优选实施例，通过标准的LACP协议接收状态机对LAG成员链路自环检测，从而克服了现有链路层协议无法对LAG成员链路自环组网的检测的缺陷，并且不需要增加额外成本，操作简单，易于实现，运行稳定；不但可以保证原有LACP的标准接收状态机的正常运行和不同厂商设备正常对接不会受到影响，而且增强了LACP的标准接收状态机功能，从而有效地完成了LAG成员链路自环检测，较大节省了网络维护人力和时间。

图7是根据本发明另一个优选实施例的自环检测方法的流程图，如图7所示，在优选实施例中，在原有LACP的标准接收状态机状态变迁步骤中增加了对自环的检测，设置自环检测标记或非自环标记，该流程包括如下步骤：

步骤S701，定时器或LACPDU触发LACP接收状态机。

步骤S702，运行接收状态机。

步骤S703，判断端口是否为BEGIN状态。需要说明的是，BEGIN状态在LACP的标准接收状态机中处于该状态机开始状态。

步骤S704，判断端口是否可用，即LACP的标准接收状态机的LACP_Enabled状态，表明端口是DOWN的。

步骤S705，如果同时满足步骤S703和步骤S704条件，则设置端口LOOP标记为FALSE，即该端口为非自环状态。

步骤S706，判断接收状态机收包定时器(例如，标准LACP协议中长短超时)是否超时。如果定时器超时，则设置端口LOOP标记为FALSE，即该端口为非自环状态。

步骤S707，判断端口接收状态机是否CURRENT状态，如果非CURRENT状态，则处理结束。

步骤S708，如果端口接收状态机当前状态是CURRENT状态，判断当前是否收到LACPDU。

步骤S709，如果端口接收状态机当前状态是收包状态，没有收到LACPDU，判断端口接收状态机当前状态是否有变化。

步骤S710，收到LACPDU或端口接收状态机状态有变化，则比较本端系统MAC和对端系统MAC。

步骤S711，判断本端系统MAC与对端系统MAC是否相等。

步骤S712，如果本端系统MAC与对端系统MAC相等，则设置端口LOOP标记为TRUE，即该端口处于自环状态。

步骤S713，设置接收状态机端口收包超时定时器。需要说明的是，通过设置定时器，可以在超时之后继续接收报文，以此来进一步确定该端口的状态，如果确定该端口的状态确实为自环，则确定该端口发生自环现象，如果再次接收的报文不相同，则该端口的状态是否为自环状态还有待于进一步确定。

步骤S714，检测到自环现象，提示LAG自环告警。

需要说明的是，上述步骤S710～S714是标准的LACP协议接收状态机扩展功能，完成LACP成员链路自环检测处理。

步骤S715，如果本端与对端系统MAC不相等，根据对端信息决定端口是否独立端口。

步骤S716，设置端口发送报文标记NTT为TRUE。

步骤S717，记录保存对端报文信息。

步骤S718，设置接收状态机端口收包超时定时器。

步骤S719，结束。

综上所述，通过上述实施例及其优选实施方式，在遵循LACP标准协议状态机的基础上，通过扩展标准的LACP协议接收状态机，有效地完成对LAG成员链路自环检测。

在另外一个实施例中，还提供了一种自环检测软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施例中描述的技术方案。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述VRRP通告链路保护软件，该存储介质包括但不限于光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

当然，针对LACP标准协议接收状态机，本发明还可有其他多种组合，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自环检测方法，其特征在于包括如下步骤：

触发端口的链路汇聚控制协议LACP接收状态机；

比较本端的系统媒介访问控制MAC和从接收到的LACPDU中得到的对端的系统MAC是否相同；

在所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC相同的情况下，确定所述端口发生自环。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据以下至少之一确定所述端口未发生自环：

所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC不相同；

所述端口处于开始BEGIN状态，并且所述端口处于关闭DOWN状态；

所述接收状态机收包定时器超时。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC不相同之后，还包括：

设置所述端口发送报文标记为真，并保存对端报文信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，比较所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC是否相同包括：

在接收到LACPDU之后或者检测到所述接收状态机状态发生变化之后，比较所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC是否相同。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述端口发生自环之后，还包括：进行自环告警。

6.一种自环检测系统，其特征在于，包括：

触发模块，用于触发端口的LACP接收状态机；

比较模块，用于比较本端的系统MAC和从接收到的LACPDU中得到的对端的系统MAC是否相同；

确定模块，用于在所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC相同的情况下，确定所述端口发生自环。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述确定模块还用于根据以下至少之一确定所述端口未发生自环：

所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC不相同；

所述端口处于开始BEGIN状态，并且所述端口处于关闭DOWN状态；

所述接收状态机收包定时器超时。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：

设置模块，用于在确定所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC不相同之后，设置所述端口发送报文标记为真；

保存模块，用于保存对端报文信息。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，比较模块用于在接收到LACPDU之后或者检测到所述接收状态机状态发生变化之后，比较所述本端的系统MAC和所述对端的系统MAC是否相同。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的系统，其特征在于，还包括：

告警模块，用于在确定所述端口发生自环之后，进行自环告警。

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