CN102752190A - 防止环路形成的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止环路形成的方法及装置，该方法包括：分布式互连端口保护网络的节点的内连端口接收到用于转发的流量；确定流量的源端口的端口类型，其中端口类型包括以下之一：互连端口、网络端口；根据端口类型，转发流量。本发明可以灵活的控制流量转发，防止环路形成，进而避免带宽浪费。

Description

防止环路形成的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种防止环路形成的方法及装置。

背景技术

随着宽带业务的飞速发展，网络与网络之间的互连使用得越来越多，承载了更多的业务。网络内部根据其所采用的技术，均可有多种方法对链路，及其上的节点实现保护。随着对流量的保护需求越来越强烈，要求越来越高，有运营商也提出了需要在网络互连的做保护的需求。这里的保护可以通过采用端口聚合的方式来实现，常用的方式可以是端口聚合，也可以是环路保护。链路聚合目前常用标准支持的是一个节点上的端口聚合，因此仅能用于链路保护上，在网络边缘端口上需要对节点保护在当前的链路聚合技术中就无法实现。

为了适用于网络与网络互连区域组网方式更加多样化，并能有些的实现不仅对链路的保护，并且对边缘节点实现保护，因此提出了链路和节点双冗余的网络互连保护需求，这种冗余需求越来越普遍，并且在以太网中需要广泛应用。目前也存在一些技术能部分解决该需求，如G.8032标准的环网保护技术，但该技术受到网络拓扑的限制，对于网络互连部分采用全网连接的方式不适用。因此需要一种更加灵活的方式来实现网络互连的保护，尤其是以太网络之间互连。

图1是根据相关技术的分布式互连端口保护网络的示意图，如图1所示，基于802.1AX标准中规范的链路聚合控制协议(Link Aggregation Control Protocol，简称为LACP)技术，构建的一种分布式链路聚合组(Link Aggregation Group，简称为LAG)的系统。在这个系统中出现了一些新的特性，其中一个重要的特性是在互连端口保护网络部分，不会在阻止某些端口，充分发挥网络的带宽，满足前面提到的保护、负载均衡、冗余的要求。

图2是根据相关技术的分布式互连端口保护网络的简化的示意图。将图1中的分布式互连端口保护网络抽象为图2，可以看出有一个明显的环路存在。

图3是根据相关技术的分布式互连端口保护网络中的基本流量的示意图，如图3所示，描述了从节点A发出的单播流量的4种可能的转发方式。对于广播流量，具体到转发方式2的流量，由于c’无法区分是从网络1过来的流量，还是从网络2过来需要转发到网络1去的流量，因此c’会再将流量转发到a’，从而形成环路。

图4是根据相关技术的分布式互连端口保护网络中的环路形成的示意图，如图4所示，描述了图3中c’再将广播流量转发到a’，从而形成环路的过程。

为了阻止环路形成，相关技术中可以主动阻止某个链路。图5是根据相关技术的环路防止方式的示意图，如图5所示，为了阻止环路形成而主动阻止某个链路，例如链路B。但是，这样会导致图3中所示的2条流量(转发方式2和转发方式3)无法转发，极大的浪费了带宽和灵活性。

发明内容

针对相关技术中通过主动阻止某个链路而防止环路形成从而浪费带宽的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种防止环路形成的方法及装置，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种防止环路形成的方法。

根据本发明的防止环路形成的方法包括：分布式互连端口保护网络的节点的内连端口接收到用于转发的流量；确定流量的源端口的端口类型，其中端口类型包括以下之一：互连端口、网络端口；根据端口类型，转发流量。

优选地，确定流量的源端口的端口类型包括：判断流量的源端口是否为内连端口；如果判断结果为是，则根据流量的转发方式，确定流量的源端口的端口类型。

优选地，如果判断结果为否，则直接确定流量的源端口的端口类型。

优选地，根据端口类型，转发流量包括：根据端口类型，确定流量的转发方式；根据转发方式，转发流量。

优选地，转发方式包括以下至少之一：封装格式、链路标识、虚拟局域网标识。

优选地，根据端口类型，转发流量包括：如果端口类型是互连端口，则仅转发流量到网络端口。

优选地，流量包括以下之一：广播的流量、单播的流量。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种防止环路形成的装置。

根据本发明的防止环路形成的装置可以应用于分布式互连端口保护网络的节点的内连端口，包括接收模块，用于接收到用于转发的流量；确定模块，用于确定流量的源端口的端口类型，其中端口类型包括以下之一：互连端口、网络端口；转发模块，用于根据端口类型，转发流量。

优选地，确定模块包括：判断子模块，用于判断流量的源端口是否为内连端口；第一确定子模块，用于在判断结果为是的情况下，根据流量的转发方式，确定流量的源端口的端口类型；第二确定子模块，用于在判断结果为否的情况下，直接确定流量的源端口的端口类型。

优选地，转发模块包括：第三确定子模块，用于根据端口类型，确定流量的转发方式；转发子模块，用于根据转发方式，转发流量。

通过本发明，根据流量的源端口的端口类型转发流量，从而可以灵活的控制流量转发，防止环路形成，进而避免带宽浪费。

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是根据相关技术的分布式互连端口保护网络的示意图；

图2是根据相关技术的分布式互连端口保护网络的简化的示意图；

图3是根据相关技术的分布式互连端口保护网络中的基本流量的示意图；

图4是根据相关技术的分布式互连端口保护网络中的环路形成的示意图；

图5是根据相关技术的环路防止方式的示意图；

图6是根据本发明实施例的防止环路形成的方法的流程图；

图7是根据本发明实施例的内连端口向外转发的流程图；

图8是根据本发明实施例的内连端口收包转发的流程图；

图9是根据本发明实施例的防止环路形成之后的分布式互连端口保护网络的示意图；

图10是根据本发明优选实施例一的分布式互连端口保护网络的示意图；

图11是根据本发明优选实施例二的分布式互连端口保护网络的示意图；

图12是根据本发明优选实施例三的分布式互连端口保护网络的示意图；

图13是根据本发明实施例的防止环路形成的装置的结构框图；

图14是根据本发明优选实施例的防止环路形成的装置的结构框图一；

图15是根据本发明优选实施例的防止环路形成的装置的结构框图二。

具体实施方式

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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供了一种防止环路形成的方法。图6是根据本发明实施例的防止环路形成的方法的流程图，如图6所示，包括如下的步骤S602至步骤S606。

步骤S602，分布式互连端口保护网络的节点的内连端口接收到用于转发的流量。

步骤S604，确定流量的源端口的端口类型，其中端口类型包括以下之一：互连端口、网络端口。

步骤S606，根据端口类型，转发流量。

相关技术中，通过主动阻止某个链路而防止环路形成，从而浪费带宽。本发明实施例中，根据流量的源端口的端口类型转发流量，从而可以灵活的控制流量转发，防止环路形成，进而避免带宽浪费。

需要说明的是，本发明中内连端口、互连端口和网络端口的含义与现有技术中是相同的，即，如图1所示，互连端口是网络间通讯的物理或者逻辑链路端口，网络端口是连接内部网络的物理或者逻辑链路端口，内连端口是同一个网络内部分布式LAG涉及到的机架间通讯的物理或者逻辑链路端口。

优选地，确定流量的源端口的端口类型包括：判断流量的源端口是否为内连端口；如果判断结果为是，则根据流量的转发方式，确定流量的源端口的端口类型。

优选地，如果判断结果为否，则直接确定流量的源端口的端口类型。

需要说明的是，通过判断流量的源端口是否为内连端口，可以支持多于2个的机架互连。

下面结合图7对本发明的确定流量的源端口的端口类型的过程进行详细描述，该过程中还相应的描述了根据端口类型转发流量的过程。

图7是根据本发明实施例的内连端口向外转发的流程图，如图7所示，包括如下的步骤S702至步骤S714。

步骤S702，内连端口收到设备内部转发过来的流量，即将从内连端口转发出去。

步骤S704，判断流量的源端口是否为内连端口，这个是为了支持多于2个的机架互连。如果是转步骤S706，如果否转步骤S712。

步骤S706，根据特定条件(如封装、虚拟局域网标识)来判断流量初始的源端口类型。

步骤S708，判断源端口是否为互连端口，如果是转步骤S710，如果否转步骤S714。

步骤S710，按照源端口是互连端口来对报文进行转发和封装，并结束。

步骤S712，既然流量不是从过来内连端口的，那么就可以立即判定源端口类型。在此判断源端口类型是否为网络端口，如果是转步骤S714，如果否转步骤S710。

步骤S714，按照源端口是网络端口来对报文进行转发和封装，并结束。

优选地，根据端口类型，转发流量包括：如果端口类型是互连端口，则仅转发流量到网络端口。

本优选实施例中，将端口类型是互连端口的流量仅转发到网络端口，不再向互连端口转发，可以防止环路形成。需要说明的是，该防止环路形成的实施方式仅仅是一种优选的实现方式，实际应用中，还可以设置其它的转发策略以便防止环路形成。

下面结合图8对本发明的端口类型是互连端口的流量仅转发到网络端口的过程进行详细描述。

图8是根据本发明实施例的内连端口收包转发的流程图，如图8所示，包括以下步骤S802至步骤S812。

步骤S802，从内连端口收到流量，即将向别的端口转发出去。

步骤S804，根据转发表，判断目的端口类型是否为内连端口，如果是转步骤S806，如果否转步骤S808。

步骤S806，向另外的内连端口转发，但是需要保持到达目的内连端口后，依然能够区分源端口类型是互连端口，还是网络端口。

步骤S808，对内连端口接收的流量进行分析，根据特定的条件，判断源端口类型是否为互连端口，如果是转步骤S810，如果否转步骤S812。

步骤S810，向相应的网络端口进行转发，因为源端口互连端口，所以不能再次向互连端口转发，防止了环路产生，此时需要将为了判断源端口而做的额外封装除去。

步骤S812，此时可以判断出来报文的源端口是网络端口，按照正常的方式进行转发。如果是通过改变报文封装方式来区分的，此时需要将为了判断源端口而做的额外封装除去。

需要说明的是，为判断源端口类型而添加的信息不得跨网络传递。

图9是根据本发明实施例的防止环路形成之后的分布式互连端口保护网络的示意图，如图9所示，STOP代表了不再向互连端口转发端口类型是互连端口的流量，该方式可以防止环路形成，并且不会造成带宽浪费。

优选地，根据端口类型，转发流量包括：根据端口类型，确定流量的转发方式；根据转发方式，转发流量。

本优选实施例中，通过不同的转发方式指示不同的转发策略，可以灵活的控制流量转发。

优选地，转发方式包括以下至少之一：封装格式、链路标识、虚拟局域网标识。

优选地，流量包括以下之一：广播的流量、单播的流量。

下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。需要说明的是，下面的转发路径的选择不在本专利的考虑范围，只是重点说明判断源端口的方式。

优选实施例一

本优选实施例一描述了2个网络、2个网络间互连机架的情形，其中按照报文封装来区分流量的源端口是互连端口还是网络端口，并且指定源端口为互连端口的流量从内连端口走时，加入额外的封装。

图10是根据本发明优选实施例一的分布式互连端口保护网络的示意图，如图10所示，包括如下的流程a’-->b’-->d’-->c’，下面对其进行详细描述。

a’-->b’：a’的内连端口发现源端口是网络端口所以没有加入额外的封装格式，正常转发到b’。

b’-->d’：b’的内连端口收到报文，根据封装格式，发现没有额外的封装，判断报文来自网络端口，正常转发，从互连端口到达d’。

d’-->c’：d’的内连端口发现源端口是互连端口所以需要加入额外的封装格式(例如PB或者PBB)，通过内连链路转发到c’。其中PB是运营商桥接(Provider Bridge)，PBB是运营商骨干网桥接(Provider Backbone Bridge)。

然后，c’的内连端口收到报文，根据封装格式，发现有额外的封装，判断出报文源端口是互连端口，因此判断不能再转发到c’的互连端口，只向c’的网络端口转发。

优选实施例二

本优选实施例二描述了2个网络，多个网络间互连机架的情形。本优选实施例二中，假设每个内连端口有多条链路，按照报文所走链路来区分源端口，看是互连端口还是网络端口。具体地，指定链路B、链路D、链路F转发源端口为互连端口的流量；链路A、链路C、链路E转发源端口为网络端口的流量。

图11是根据本发明优选实施例二的分布式互连端口保护网络的示意图，如图11所示，包括如下的流程a’-->b’-->d’-->c’-->e’，下面对其进行详细描述。

a’-->b’：a’的内连端口发现源端口是网络端口，所以将流量从链路A往外转发，正常转发到b’。

b’-->d’：b’的内连端口收到报文，根据转发来的链路判断，报文来自网络端口，正常转发到互连端口到达d’。

d’-->c’：d’的内连端口发现源端口是互连端口，所以需要从链路D转发到c’。

c’-->e’：c’发现是从链路D过来的流量，就判断出知道源端口是互连端口，就继续将流量从链路F转发到e’。

然后，e’收到从链路F转发过来的流量，判断出源端口是互连端口，因此判断不能再转发到e’的互连端口，只向e’的网络端口转发。

优选实施例三

本优选实施例三描述了2个网络，2个网络间互连机架的情形。本优选实施例三中，假设网络间节点全连接，即a’同c’、d’都有连接，b’同c’、d’都有连接。本优选实施例三按照外层封装的虚拟局域网标识(vlan-id)不同来区分源端口，看是互连端口还是网络端口。具体地，内连端口转发的流量都需要加入额外的封装格式(PB或者PBB)，通过外层vlan-id不同来区分，这里指定源端口为互连端口的流量，外层封装的vlan-id为200，源端口为网络端口的流量，外层封装的vlan-id为100。

图12是根据本发明优选实施例三的分布式互连端口保护网络的示意图，如图12所示，包括如下的流程a’-->b’-->c’-->d’，下面对其进行详细描述。

a’-->b’：a’的内连端口发现源端口是网络端口，将流量重新封装，外层vlan-id为100，往外转发，转发到b’。

b’-->c’：b’的内连端口收到报文，根据外层vlan-id为100来判断，报文来自网络端口，剥除外层封装，转发到互连端口到达c’。

c’-->d’：c’收到报文，发现需要经过内连端口转发，内连端口根据源端口是互连端口，将流量重新封装，外层vlan-id为200，往外转发，转发到d’。

然后，d’的内连端口收到报文，根据外层vlan-id为200来判断，判断出源端口是互连端口，因此判断不能再转发到d’的互连端口，只向d’的网络端口转发。剥除外层封装，转发到d’的网络端口。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明实施例提供了一种防止环路形成的装置，该防止环路形成的装置可以用于实现上述防止环路形成的方法，该防止环路形成的装置可以应用于分布式互连端口保护网络的节点的内连端口。图13是根据本发明实施例的防止环路形成的装置的结构框图，如图13所示，包括接收模块132，确定模块134和转发模块136。下面对其结构进行详细描述。

接收模块132，用于接收到用于转发的流量；确定模块134，连接至接收模块132，用于确定接收模块132接收的流量的源端口的端口类型，其中端口类型包括以下之一：互连端口、网络端口；转发模块136，连接至接收模块132和确定模块134，用于根据确定模块134确定的端口类型，转发接收模块132接收的流量。

图14是根据本发明优选实施例的防止环路形成的装置的结构框图一。

优选地，确定模块134包括判断子模块1342，第一确定子模块1344和第二确定子模块1346。下面对其结构进行详细描述。

判断子模块1342，连接至接收模块132，用于判断接收模块132接收的流量的源端口是否为内连端口；第一确定子模块1344，连接至接收模块132和判断子模块1342，用于在判断子模块1342判断结果为是的情况下，根据接收模块132接收的流量的转发方式，确定流量的源端口的端口类型；第二确定子模块1346，连接至接收模块132和判断子模块1342，用于在判断子模块1342判断结果为否的情况下，直接确定接收模块132接收的流量的源端口的端口类型。

图15是根据本发明优选实施例的防止环路形成的装置的结构框图二。

优选地，转发模块136包括第三确定子模块1362和转发子模块1364，下面对其进行详细描述。

第三确定子模块1362，连接至接收模块132和确定模块134，用于根据确定模块134确定的端口类型，确定接收模块132接收的流量的转发方式；

转发子模块1364，连接至接收模块132和第三确定子模块1362，用于根据第三确定子模块1362确定的转发方式，转发接收模块132接收的流量。

需要说明的是，装置实施例中描述的防止环路形成的装置对应于上述的方法实施例，其具体的实现过程在方法实施例中已经进行过详细说明，在此不再赘述。

综上所述，根据本发明的上述实施例，提供了一种防止环路形成的方法及装置。本发明根据流量的源端口的端口类型转发流量，从而可以灵活的控制流量转发，防止环路形成，进而避免带宽浪费。

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)

1.一种防止环路形成的方法，其特征在于，包括：

分布式互连端口保护网络的节点的内连端口接收到用于转发的流量；

确定所述流量的源端口的端口类型，其中所述端口类型包括以下之一：互连端口、网络端口；

根据所述端口类型，转发所述流量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述流量的源端口的端口类型包括：

判断所述流量的源端口是否为内连端口；

如果判断结果为是，则根据所述流量的转发方式，确定所述流量的源端口的端口类型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果判断结果为否，则直接确定所述流量的源端口的端口类型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述端口类型，转发所述流量包括：

根据所述端口类型，确定所述流量的转发方式；

根据所述转发方式，转发所述流量。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述转发方式包括以下至少之一：封装格式、链路标识、虚拟局域网标识。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述端口类型，转发所述流量包括：如果所述端口类型是互连端口，则仅转发所述流量到所述网络端口。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述流量包括以下之一：广播的流量、单播的流量。

8.一种防止环路形成的装置，应用于分布式互连端口保护网络的节点的内连端口，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收到用于转发的流量；

确定模块，用于确定所述流量的源端口的端口类型，其中所述端口类型包括以下之一：互连端口、网络端口；

转发模块，用于根据所述端口类型，转发所述流量。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

判断子模块，用于判断所述流量的源端口是否为内连端口；

第一确定子模块，用于在判断结果为是的情况下，根据所述流量的转发方式，确定所述流量的源端口的端口类型；

第二确定子模块，用于在判断结果为否的情况下，直接确定所述流量的源端口的端口类型。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述转发模块包括：

第三确定子模块，用于根据所述端口类型，确定所述流量的转发方式；

转发子模块，用于根据所述转发方式，转发所述流量。

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