CN102957588A

CN102957588A - 防止广播风暴的环网保护实现方法及系统

Info

Publication number: CN102957588A
Application number: CN201210434720XA
Authority: CN
Inventors: 黄娴婷; 陈玉强; 李跃发
Original assignee: Centec Networks Suzhou Co Ltd
Current assignee: Centec Networks Suzhou Co Ltd
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2013-03-06

Abstract

本发明提供一种防止广播风暴的环网保护实现方法及系统，其中，所述方法包括如下步骤：构建包括多个网络设备的环网，并将其中一个网络设备设置为环网保护控制节点；构建第一虚拟局域网及第二虚拟局域网，所述第一虚拟局域网用于进行普通报文的收发，其启用特定的环网闭塞机制；所述第二虚拟局域网用于进行保护倒换消息报文的收发，其不启用闭塞机制；侦测环网中是否出现故障，在监测到故障时，打开所述环网保护控制节点。本发明保证保护倒换信息报文能够与正常数据报文相隔离，使得其在环网保护控制节点上不被终结，保证了环网保护机制的正常工作。

Description

防止广播风暴的环网保护实现方法及系统

技术领域

本发明涉及以太网领域技术，尤其涉及一种防止广播风暴的环网保护实现方法及系统。

背景技术

生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）是一个二层的链路管理协议，其可应用于任意拓扑形式的以太网中，它在提供冗余备份的同时还能防止环网中产生环路，通常情况下，STP通过一定的算法，阻塞环网中的部分端口，从而避免了报文在环网中的增生和无限循环。此外，对STP进行扩展，可以得到快速生成树协议（Rapid spanning tree protocol，RSTP）以及多生成树协议（Multiple Spanning Tree Protocol，MSTP），通常，上述协议统称为STP。

G.8032以太环网保护协议同样具有防止成环的机制，其防止广播风暴的原理为通过配置将环网某一端口置为断开状态，从而消除冗余链路，该端口称为环网保护控制节点（RPL owner）。在发生故障时候该协议的保护切换速度可以达到50ms以内，整个环网通过自动保护倒换请求（Automatic Protection Switching，APS）报文交互，在发生故障的时候打开环保护控制结点，并且人为地置故障端口为断开状态，防止该端口恢复的时候网络再次成环，从而保证网络数据流的畅通。

现有技术中，基于现有的Block方式，无论是普通数据报文还是APS协议报文，都会在环网保护控制节点（RPL owner）端口上被丢弃。其实APS报文需要由协议模块来终结，而现有的方式导致报文在送上协议模块之前就已经被丢弃，导致环网保护控制节点（RPL owner）不能正常收发协议报文，进而导致环网保护切换机制无法正常工作。

发明内容

本发明所需解决的技术问题在于提供一种防止广播风暴的环网保护实现方法，保证保护倒换请求报文能够被发送到处理模块进行处理，从而实现环网保护切换机制的正常工作。

相应地，本发明还提供一种防止广播风暴的环网保护实现系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种防止广播风暴的环网保护实现方法，其包括如下步骤：

S1、构建包括多个网络设备的环网，并将其中一个网络设备设置为环网保护控制节点；

S2、构建第一虚拟局域网及第二虚拟局域网，所述第一虚拟局域网用于进行普通报文的收发，其启用特定的环网闭塞机制；所述第二虚拟局域网用于进行保护倒换消息报文的收发，其不启用环网闭塞机制；

S3、侦测环网中是否出现故障，在监测到故障时，打开所述环网保护控制节点。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2还包括：将所述第二局域网上的转发表项数据库清空，并停止动态学习功能；针对所述保护倒换消息报文的目的Mac设置相对应的转发表项，并将该第二局域网上转发表项的默认条目行为设置为丢弃；根据报文的目的Mac判断该报文是否属于保护倒换消息报文，若是，则将该报文发送到协议模块进行处理，若否，则丢弃报文。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3具体包括：在所述环网中发送相应的保护倒换消息报文，并将故障节点设置为闭塞状态，其中，所述保护倒换消息报文包括保护倒换操作的源标识、类型、以及受到故障影响的以太网实体的标识信息。

作为本发明的进一步改进，该方法还包括：在以太网环路中的故障恢复后，将所述环网保护控制节点置为闭塞状态。

此外，本发明还提供一种防止广播风暴的环网保护实现系统，其包括：

环网构建单元、用于构建包括多个网络设备的环网，并将其中一个网络设备设置为环网保护控制节点；

数据隔离单元、用于构建第一虚拟局域网及第二虚拟局域网，所述第一虚拟局域网用于进行普通报文的收发，其启用特定的环网闭塞机制；所述第二虚拟局域网用于进行保护倒换消息报文的收发，其不启用环网闭塞机制；及

故障处理单元、用于侦测环网中是否出现故障，在监测到故障时，打开所述环网保护控制节点。

作为本发明的进一步改进，所述数据隔离单元还用于：将所述第二局域网上的转发表项数据库清空，并停止动态学习功能；针对所述保护倒换消息报文的目的Mac设置相对应的转发表项，并将该第二局域网上转发表项的默认条目行为设置为丢弃；根据报文的目的Mac判断该报文是否属于保护倒换消息报文，若是，则将该报文发送到协议模块进行处理，若否，则丢弃报文。

作为本发明的进一步改进，所述故障处理单元还用于：在所述环网中发送相应的保护倒换消息报文，并将故障节点设置为闭塞状态，其中，所述保护倒换消息报文包括保护倒换操作的源标识、类型、以及受到故障影响的以太网实体的标识信息。

作为本发明的进一步改进，所述故障处理单元还用于：在以太网环路中的故障恢复后，将所述环网保护控制节点置为闭塞状态。

根据以上技术方案可以看出，由于本发明采用特定的环网闭塞机制，使得多种快速倒换协议的兼容性更好，并且本发明通过为保护倒换信息报文构建特定的不采取环网闭塞机制的虚拟局域网，从而保证保护倒换信息报文能够与正常数据报文相隔离，使得其在环网保护控制节点上不被终结，保证了环网保护机制的正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施例或现有技术的技术方案，下面将对本发明具体实施例或现有描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下述附图仅为本发明的一部分附图，对于本领域普通技术人员而言，在不作出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式中防止广播风暴的环网保护实现方法的流程图；

图2是本发明具体实施方式中以太环网（正常工作状态）的结构示意图；

图3是本发明具体实施方式中以太环网（故障状态）的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式中以太环网（保护切换后）的结构示意图；

图5是图1所示的方法步骤S2的具体步骤流程图；

图6是本发明具体实施方式中防止广播风暴的环网保护实现系统的单元示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，基于本发明的各实施例，本领域的普通技术人员在未作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均应包含在本发明的保护范围内。

参图1所示，在本实施方式中，一种防止广播风暴的环网保护实现方法，其包括如下步骤：

本发明实施例首先需要为以太环网中需要保护的业务VLAN建立以太网环网实例，并设置相应的以太网环网标识。

参图2所示，其为本实施例中正常工作状态下以太环网的结构示意图，该以太环网包括A、B、C、D、E、F六个节点（网络设备），其中，在不同的环节点上，有不同的客户业务接入，本发明通过不同的VLAN来对这些客户业务进行隔离。因在网络部署中，需避免环路造成广播风暴，所以需要在环网中设置快速倒换机制，于是本发明将上述A、B、C、D、E、F六个节点任意一个节点设置为环网保护控制节点（RPL owner），其在环网正常工作状态下处于闭塞状态（Block），本实施例中环网保护控制节点为A。

值得一提的是，在本发明中，采取复用技术成熟的STP/MSTP的block机制。

S2、构建第一虚拟局域网及第二虚拟局域网，所述第一虚拟局域网用于进行普通报文的收发，其启用特定的环网闭塞机制；所述第二虚拟局域网用于进行保护倒换消息报文（APS）的收发，其不启用环网闭塞机制；

参图2及图3所示，本实施中，在该以太环网中构建第一虚拟局域网VLAN_1及第二虚拟局域网VLAN_2，因为在VLAN_1中启用了环网block机制，那么的，对于普通报文，节点A处为闭塞状态，普通报文通过此处时便被丢弃；而对于VLAN_2而言，其并未启用环网block机制，所以在WLAN_2来进行发送的APS报文，其便可以在节点A处被通过，如此，便可以报文在出现故障后，APS协议报文的正常收发，以确保协议的正常运行。

然，于本发明中，因为VLAN_2没有block机制，必须严格保证此VLAN_2中只存在APS协议报文，而网络部署是个庞大而复杂的工程，并且不能保证其不受到恶意攻击，倘若此时VLAN_2进来一些其他数据报文，将会形成广播风暴，无意义的消耗网络上的资源，甚至导致整个网络的瘫痪。所以，为了避免上述情况，本发明的方法还包括如下步骤（参图5）：

S21、将所述第二局域网VLAN_2上的转发表项数据库（fdb）清空，并停止动态学习功能；

S22、由于APS报文有特殊的目的mac，针对所述保护倒换消息报文（APS报文）的目的Mac设置相对应的转发表项，并将该第二局域网VLAN_2上转发表项的默认条目行为设置为丢弃；

S23、根据报文的目的Mac判断该报文是否属于保护倒换消息报文，若是，则将该报文发送到协议模块进行处理，若否，则丢弃报文。如此，在这个vlan中，没有命中APS特殊目的mac的报文，都将被丢弃，这样就不会形成广播风暴了。

于本发明中，相邻节点之间通过ETH CC（连续性监视）机制检测环相邻节点链路的故障。具体检测过程为：节点向相邻节点发送ETH CCM（连续性监视报文），相邻节点收到该ETH CCM报文后，直接对该ETH CCM报文进行终结，并根据ITU-T Y.1731/IEEE 802.1ag定义的规则判断和所述发送ETH CCM报文的节点之间的链路是否产生故障。

当检测到链路或者某节点故障后，进行保护倒换，将原先设置为block的环网保护控制节点（RPL owner）打开，从而形成新的报文发送路径，具体原理如下：

检测到故障的节点首先发送APS报文，该报文的结构如下表1所示：

表1：APS报文的结构

Figure 201210434720X100002DEST_PATH_IMAGE001

其中，APS报文中各字段的描述如下：

1、Multicast Address for APS：APS的目的地址，是分配给APS报文专用的特殊组播地址；

2、Source MAC address：指示APS报文的源地址；

3、CFM/OAM ETH Type：指示OAM报文的以太网类型，APS报文也是一种OAM报文；

4、MEG Level：指示维护实体组等级，属于配置项；

5、Opcode:操作码，指示是环网保护倒换操作；

6、APS Source Identifier：指示发起保护倒换操作的节点的源标识，该源标识可以是配置的发送APS报文的节点ID、或者APS报文的源地址、或者发起APS报文的源节点的地址；

7、Ring APS Specific Information：包含环保护倒换的一些具体信息，其中，具体信息包括：

APS Request Type：指示保护倒换的类型，包括故障倒换、恢复倒换、手动倒换等；本发明中，此时应设置为故障倒换；

Protection Type：指示是恢复式还是非恢复式；

Reserved：保留字节；

8、Number of Ringlets：指示报文中携带的受影响的Ringlet ID的数量；

9、Ringlet ID 1…Ringlet ID n：指示需要执行清空操作的以太环网实例ID，其数量应与Number of Ringlets域的值保持一致。

当节点从某个端口检测到链路故障时，该节点根据其维护的Port-Ringlet表，查询该端口对应的以太网实例ID信息，得到受到故障链路影响的该端口对应的以太环网实例的ID信息，该ID信息携带在该字段中。

于本发明中，整个环网通过APS协议报文交互，在发生故障的时候打开环保护控制结点，保证数据流的畅通，并且人为的置故障端口为block，防止该端口恢复的时候网络再次成环（参图4）。并且，通过APS协议报文的交互，在等待一定时间后，回切到正常的状态，即将环网保护控制节点（RPL owner）置为闭塞状态。

以下，详细介绍本发明关于APS报文的发送原理。其具体过程如下：

以图4为例，当节点E检测到相邻节点D之间的链路发生故障后，首先向相邻节点F发送相应格式的APS报文，节点F收到APS报文后，继续将其发往下游的节点去，直至发送到相邻节点D，终止APS报文，相邻节点还需要进行相应的保护倒换操作，若该节点上配置有任何以太环网的Brock机制，比如节点A为VLAN_1的环网保护节点，故此时将该保护节点从阻塞状态切换为导通状态。

此外，本发明在链路故障恢复后，还可进行相应的保护倒换操作，具体如下：

以图4为例，当节点E检测到相邻节点D之间的链路发生故障恢复后，首先向相邻节点F发送相应格式的APS报文（APS Request Type为恢复倒换），节点F收到APS报文后，继续将其发往下游的节点去，直至发送到相邻节点D，终止APS报文，相邻节点还需要进行相应的保护倒换操作，若该节点上配置有任何以太环网的Brock机制，比如节点A为VLAN_1的环网保护节点，故此时将该保护节点从导通状态切换为重新阻塞状态。

根据以上技术方案可以看出，由于本发明的方法采用特定的环网闭塞机制（STP/MSTP的block机制），使得多种快速倒换协议的兼容性更好，并且本发明通过为保护倒换信息报文构建特定的不采取环网闭塞机制的虚拟局域网，从而保证保护倒换信息报文能够与正常数据报文相隔离，使得其在环网保护控制节点上不被终结，保证了环网保护机制的正常工作。

接下来，请参图6所示，本发明具体实施方式中，一种防止广播风暴的环网保护实现系统，其包括：

环网构建单元10、用于构建包括多个网络设备的环网，并将其中一个网络设备设置为环网保护控制节点；

数据隔离单元20、用于构建第一虚拟局域网及第二虚拟局域网，所述第一虚拟局域网用于进行普通报文的收发，其启用特定的环网闭塞机制；所述第二虚拟局域网用于进行保护倒换消息报文的收发，其不启用环网闭塞机制；及

故障处理单元30、用于侦测环网中是否出现故障，在监测到故障时，打开所述环网保护控制节点。

进一步地，本实施方式中，所述数据隔离单元20还用于：将所述第二局域网上的转发表项数据库清空，并停止动态学习功能；针对所述保护倒换消息报文的目的Mac设置相对应的转发表项，并将该第二局域网上转发表项的默认条目行为设置为丢弃；根据报文的目的Mac判断该报文是否属于保护倒换消息报文，若是，则将该报文发送到协议模块进行处理，若否，则丢弃报文。

进一步地，所述故障处理单元还用于：在所述环网中发送相应的保护倒换消息报文，并将故障节点设置为闭塞状态，其中，所述保护倒换消息报文包括保护倒换操作的源标识、类型、以及受到故障影响的以太网实体的标识信息。

进一步地，所述故障处理单元30还用于：在以太网环路中的故障恢复后，将所述环网保护控制节点置为闭塞状态。

此外，需要说明的是，本发明提供的有关系统实施例的具体运作方式、具体技术特征、相关功能、效果等，可参考上文描述的相关防止广播风暴的环网保护实现方法的实施例，在此发明人不再予以赘述。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种防止广播风暴的环网保护实现方法，其特征在于，其包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

将所述第二局域网上的转发表项数据库清空，并停止动态学习功能；

针对所述保护倒换消息报文的目的Mac设置相对应的转发表项，并将该第二局域网上转发表项的默认条目行为设置为丢弃；

根据报文的目的Mac判断该报文是否属于保护倒换消息报文，若是，则将该报文发送到协议模块进行处理，若否，则丢弃报文。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

在所述环网中发送相应的保护倒换消息报文，并将故障节点设置为闭塞状态，其中，所述保护倒换消息报文包括保护倒换操作的源标识、类型、以及受到故障影响的以太网实体的标识信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在以太网环路中的故障恢复后，将所述环网保护控制节点置为闭塞状态。

5.一种防止广播风暴的环网保护实现系统，其特征在于，其包括：

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据隔离单元还用于：

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述故障处理单元还用于：

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述故障处理单元还用于：在以太网环路中的故障恢复后，将所述环网保护控制节点置为闭塞状态。