CN103004141A - 网络环路检测方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种网络环路检测方法、设备及系统。该方法包括检测设备接收检测报文，所述检测报文包括收发记录表，所述检测报文在经过用于记录信息的节点时被所述用于记录信息的节点将用于记录信息的节点的自身标识、入端口的信息和出端口的信息记录在所述收发记录表中；如果所述检测设备为用于确定网络环路位置的节点，则所述检测设备通过解析所述检测报文获取所述收发记录表，并根据所述收发记录表确定网络环路位置。本发明实施例可以实现确定网络环路的发生以及确定环路位置。

Description

网络环路检测方法、 设备及系统 技术领域

本发明涉及网络通信技术， 尤其涉及一种网络环路检测方法、 设备及系 统。 背景技术

在高速以太网上， 交换机在转发单播报文时， 仅向连接接收端的端口发 送报文， 因此只有接收端可以接收到报文。 其中， 接收端以媒体接入控制

( Media Access Control, MAC )地址标识， 以太网交换机通过学习记录 MAC 地址和端口的对应关系，以确保可以将单播 文正确地转发到相应的端口上。

交换机可以采用级联、 树型、 星型或者混合型组网方式。 在这些组网方 式中， 如果出现报文的环路转发， 即被一个交换机转发出去的报文又被其他 交换机或者自身转发进入自身， 则会影响转发效率。 而对于广播报文， 交换 机则向所有的端口转发， 以确保所有相连的主机接收到， 所以， 广播报文的 环路转发将引起网络广播风暴， 导致网络不可用。

现有技术中可以采用生成树协议或快速生成树协议避免以太网环路。 该 方案中， 局域网内的交换机执行生成树算法后， 会组成一个生成树动态拓朴 结构， 该拓朴结构使局域网内任意两个交换机之间不存在回路。 交换机根据 生成树动态拓朴结构的状态信息来维护和更新 MAC转发表。 但是， 该方式 虽然目的是避免产生环路， 但出现环路的情况目前实际上不能完全避免的。 而现实网络中一旦产生环路， 该方式并不能处理。 发明内容

本发明实施例是提供一种网络环路检测方法、 设备及系统， 实现确定网 络环路的发生以及确定环路位置。 本发明实施例提供了一种网络环路检测方法， 包括：

检测设备接收检测报文， 所述检测报文包括收发记录表， 所述检测报文 在经过用于记录信息的节点时被所述用于记录信息的节点将用于记录信息的 节点的自身标识、 入端口的信息和出端口的信息记录在所述收发记录表中； 如果所述检测设备为用于确定网络环路位置的节点， 则所述检测设备通 过解析所述检测报文获取所述收发记录表， 并根据所述收发记录表确定网络 环路位置。

本发明实施例还提供了一种网络环路检测方法， 包括：

发起设备判断是否发生网络广播风暴；

如果发生网络广播风暴，则发起设备发送用于检测网络环路的检测报文， 所述检测报文包括收发记录表， 所述检测报文在经过用于记录信息的节点时 被所述用于记录信息的节点将用于记录信息的节点的自身标识、 入端口的信 息和出端口的信息记录在所述收发记录表中。

本发明实施例还提供了一种检测设备， 包括：

接收单元， 用于接收检测报文， 所述检测报文包括收发记录表， 所述检 测报文在经过用于记录信息的节点时被所述用于记录信息的节点将用于记录 信息的节点的自身标识、 入端口的信息和出端口的信息记录在所述收发记录 表中；

处理单元， 用于在需要确定网络环路位置时， 通过解析所述接收单元接 收的所述检测报文获取所述收发记录表， 并根据所述收发记录表确定网络环 路位置。

本发明实施例还提供了一种发起设备， 包括：

判断单元， 用于判断是否发生网络广播风暴；

发送单元， 用于在发生网络广播风暴时， 发送用于检测网络环路的检测 报文， 所述检测报文包括收发记录表， 所述检测报文在经过用于记录信息的 节点时被所述用于记录信息的节点将用于记录信息的节点的自身标识、 入端 口的信息和出端口的信息记录在所述收发记录表中。

本发明实施例还提供了一种网络环路检测系统， 包括： 上述的两种设备。 由上述技术方案可知， 本发明实施例提供的技术方案， 可以确定网络广 播风暴是否发生， 并且， 发生网络广播风暴时通过节点将相应信息记录在检 测报文中， 可以根据检测报文中记录的信息定位网络环路位置， 实现网络环 路定位。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案， 下面将对实施例描述中 所需要使用的附图作一简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图是本发 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为本发明实施例中产生网络广播风暴的场景一的示意图；

图 2为本发明实施例中产生网络广播风暴的场景二的示意图；

图 3为本发明第一实施例的方法流程示意图；

图 4为本发明第二实施例的方法流程示意图；

图 5为本发明第三实施例的方法流程示意图；

图 6为本发明实施例中一网络环路的结构示意图；

图 7为本发明实施例中另一网络环路的结构示意图；

图 8为本发明第四实施例的方法流程示意图；

图 9为本发明第五实施例的设备结构示意图；

图 10为本发明第六实施例的设备结构示意图。 具体实施方式

为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 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做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。

图 1为本发明实施例中产生网络广播风暴的场景一的示意图， 本实施例 以单一交换机（SWITCH, SW )端口间环路引起网络广播风暴为例。 参见图 1 , 以太网中的一个交换机的端口 SW1-2和端口 SW1-3间直连， 形成网络环 路。 一个广播报文从 SW1-1进入， 复制多份后分发给其它所有端口， 具体包 括端口 SW1-2,端口 SW1-3和端口 SWl-4。该转发路径在图 1中以实线表示。 由于环路的存在， 端口 SW1 -2发送的广播报文又从端口 SW1-3进入， 端口 SW1-3收到广播报文后， 将此广播报文发送到其它所有端口， 从而引起又一 次广播转发， 这个过程在图 1中以虚线表示。

端口 SW1-2将此广播 ^艮文再转发到端口 SW1-3上时， 端口 SW1-3又将 广播报文复制到其它所有端口。 如此往复， 一个广播报文会形成无数份拷贝， 不断地从该交换机的各个端口转发出去。 由于广播报文是广播性转发的， 所 以该交换机会不断转发广播报文， 产生广播风暴。 只要此环路不被断开广播 风暴会持续下去， 不会终止， 于是网络被此广播报文的复制版本占据， 直至 网络中充满广播报文， 所有交换机都没有能力緩存转发。

图 2为本发明实施例中产生网络广播风暴的场景二的示意图， 本实施例 以两个交换机端口间环路引起网络广播风暴为例。 参见图 2, 以太网中包括 第一 SW (图中为 SW1 )和第二 SW (图中为 SW2 ) ,第一 SW的端口 SWl-2、 端口 SW1-3与第二 SW的端口 SW2-1、 SW2-4连接，形成环路。与图 1类似， 实线表示第一轮转发过程， 虚线表示第二轮转发过程。 其中， 广播报文会以 如下环路不断生成新的广播报文， 最终形成网络广播风暴： SWl-2→ SW2- 1→ SW2-4→SWl-3→SWl-2„

上述描述了网络广播风暴的示例场景， 为了解决网络广播风暴产生的问 题， 本发明实施例的技术方案可以包括如下流程： 1 )预配置

此过程中可以为系统中的交换机命名， 例如采用字符、 数字或者 MAC 地址区分各交换机。

另外， 可以配置一个维测控制中心， 系统中的交换机和终端节点 （或者 简称 "终端，， ） 可以预先配置该维测控制中心的 MAC地址。

再者，可以定义一个组播 MAC地址， 该组播 MAC地址为分配给检测报 文使用的， 以便交换机或者终端节点确定接收的报文是否为检测报文。

2 ) 网络广播风暴感知

此过程中， 判断是否发生网络广播风暴， 在发生网络广播风暴后主动产 生检测报文， 以便通过该检测报文定位网络环路位置。

3 ) 网络广播风暴故障点探测

此过程为确定网络环路位置的过程， 此过程中还可以具体包括：

( 1 ) 发起设备发送检测报文；

( 2 ) 收到检测报文的节点进行处理；

( 3 ) 用于确定网络环路位置的节点确定网络环路位置；

( 4 ) 进一步地， 还可以通过 TTL递增来降低由于广播流量过大引起的 网络负担问题。

上述的具体内容可以参加下述各实施例。

图 3为本发明第一实施例的方法流程示意图， 包括：

步骤 31 : 发起设备判断是否发生网络风暴， 若是， 执行步骤 32, 否则， 重复执行步骤 31及其后续步骤。

其中， 发起设备可以为获知网络风暴的节点， 也可以不是获知网络风暴 的节点。 对于获知网络风暴的节点， 可以为预配置的终端节点或者交换机。 或者， 对于不是获知网络风暴的节点， 该发起检测报文的节点可以为维测控 制中心或者预先配置的终端节点或交换机， 获知网络风暴的节点在判断出发 生网络风暴时， 向该发起检测报文的节点 （如维测控制中心或者预先配置的 终端节点或交换机）发送故障报文， 该故障报文中携带表明发生网络广播风 暴的信息。 此时， 获知网络风暴的节点中需要配置发起检测报文的节点的信 息， 使得故障报文能够被发送至上述的发起检测报文的节点。 其中， 获知网 络风暴的节点可以配置维测控制中心的地址， 采用单播方式将故障报文发送 给维测控制中心。 对于发起检测报文的节点为预先配置的终端节点或交换机 时， 获知网络风暴的节点可以采用组播方式， 向预先配置的终端节点或交换 机发送， 此时， 预配置的终端节点或交换机的地址为组播地址， 且该组播地 址与故障报文的目的地址一致。 另外， 上述的终端节点可以为高速以太网系 统中的主机， 例如， 基站、 基站控制器等。

上述获知网络风暴的节点可以在如下情形中的至少一种发生时， 判断出 发生网络风暴：

接收到的广播报文频率超过阈值；

接收到的广播报文的源地址为自身地址；

接收到的具有相同源地址的广播报文是否来自不同的端口。

步骤 32: 发起设备发送用于检测网络环路的检测报文， 所述检测报文包 括收发记录表， 所述检测报文在经过用于记录信息的节点时被所述用于记录 信息的节点将用于记录信息的节点的自身标识、 入端口的信息和出端口的信 息记录在所述收发记录表中。

其中， 可以预配置定时器， 当判断出发生网络风暴且定时器超时后， 发 送检测报文。 例如， 设置定时器的时间为 T1 , 在判断出发生网络风暴后的

T1时间后发送检测报文。

该检测报文为组播报文， 该组播报文的目的地址为预设置的地址， 例如， 预设置的地址为 MAC地址 , 该 MAC地址为： HEX 01 :xx:xx:xx:xx:xx。

另外， 该检测报文可以包括表 1所示的域：

表 1

名称 内容及意义 报文序列号 IB 序列号标识域， 此^艮文的唯一标识

( Sequence

Number, SN )

源 ID 8B 名字域，标识此报文由谁发起，也可以选择维护

MAC或维护 IP地址填充此域

存活时间（Time IB 跳数的计数域， 填充可配置的初始值， 如 10 To Live, TTL )

填写起始点指针 IB 收发记录表的填充起始位置， 以 byte为单位。

初始值为 0, 即第一个收包节点在报文头后部第 一个字节开始填写收发记录； 填写后将指针后 移，移到下一个可以填的位置； 下一个节点填写 收发记录时， 从此指针标识的位置开始填写 收发记录表 不定长 空列表， 长度要超过跳数，供每个转发此包的交 换机填写收发记录 上述的 TTL域的值可以确定出检测报文的终结点的位置。 由于网络广播 风暴发生时， 任何的广播报文都会变为风暴的一部分， 即本发明实施例中的 检测报文也会成为网络风暴的一部分。 当 TTL的值较大时， 则检测报文被复 制的份数越大， 对系统再次的负担越大。 但是， 当 TTL的值较小时， 很可能 还没覆盖到环路位置点则检测报文就被终结。

因此， 本发明实施例中可以采用逐步增加 TTL值的方案， 即， 可以进一 步包括：

发起设备在获知根据所述 TTL域的当前值不能确定出网络环路位置时， 增加所述 TTL域的值后重新发送检测报文，直至确定出网络环路位置。其中， TTL的初始值可以选为 1。

具体地， 当发起设备为用于确定网络环路位置的节点时， 发起设备可以 根据自身确定结果获知是否能够确定网络环路位置。 当发起设备不是用于确 定网络环路位置的节点时， 则可以是用于确定网络环路位置的节点将确定结 果通知给发起设备， 以便发起设备获知是否能够确定网络环路位置。

另外， 发起设备可以将自身标识及出端口信息记录在收发记录表中， 例 如， SW1从端口 SW1-2发送检测报文，则收发记录表的第一项为 SWl-2(出）。

本实施例通过进行上述判断可以确定是否发生网络广播风暴， 在发生网 络广播风暴后， 通过发送检测报文， 该检测报文会被后续接收到的用于记录 信息的节点填充信息， 进而可以通过填充的信息确定网络环路位置。 另外， 可以采用不同的方式判断网络广播风暴是否发生。 进一步地， 通过逐步增加 TTL域的值， 可以在尽量减轻网络负担的前提下， 确定网络环路位置。

图 4为本发明第二实施例的方法流程示意图， 包括：

步骤 41 : 检测设备接收检测报文， 所述检测报文包括收发记录表， 所述 检测报文在经过用于记录信息的节点时被所述用于记录信息的节点将用于记 录信息的节点的自身标识、 入端口的信息和出端口的信息记录在所述收发记 录表中。

其中， 由于检测报文的目的地址为预设的组播地址， 则节点在接收到报 文中， 可以根据接收的报文的目的地址是否为预设的组播地址来确定接收的 报文是否为检测报文。

步骤 42: 如果所述检测设备为用于确定网络环路位置的节点， 则所述检 测设备通过解析所述检测报文获取所述收发记录表， 并根据所述收发记录表 确定网络环路位置。 则所述检测设备将所述检测报文转发给源节点， 所述源节点用于根据所述收 发记录表确定网络环路位置。

如果所述检测设备为用于记录信息的节点，则所述检测设备将自身标识、 入端口的信息和出端口的信息记录在所述收发记录表中。 可选的， 所述检测设备判断所述检测报文的源地址是否为自身地址， 如 果是， 则确定自身为用于确定网络环路位置的节点； 或者，

所述检测设备在所述检测报文的源地址不是自身地址时， 判断自身是否 为终结点以及自身是否预先配置具有汇报功能， 如果自身为终结点以及自身 预先配置具有汇报功能， 则确定自身为用于确定网络环路位置的节点； 或者， 所述检测设备如果是终端节点，则判断自身是否预先配置具有汇报功能， 如果自身预先配置具有汇报功能， 则确定自身为用于确定网络环路位置的节 点。

或者， 可选的， 所述检测设备在所述检测报文的源地址不是自身地址时， 判断自身是否为终结点以及自身是否预先配置具有汇报功能， 如果自身为终 结点但自身没有预先配置具有汇报功能， 则确定自身为用于将所述检测报文 转发给源节点的节点； 或者，

所述检测设备如果是终端节点，则判断自身是否预先配置具有汇报功能， 如果自身没有预先配置具有汇报功能， 则确定自身为用于将所述检测报文转 发给源节点的节点。

或者， 可选的， 所述检测设备在所述检测报文的源地址不是自身地址时， 判断自身是否为终结点， 如果所述检测设备不是终结点且不是终端节点， 则 确定自身为用于记录信息的节点。

其中， 检测报文的源地址为发送检测报文的节点 （即上述的发起设备） 的地址。 可以预先为每个交换机和终端节点配置地址。

可以根据 TTL值确定自身是否为终结点， 其中， 终结点是指终结检测报 文的节点， 即检测报文到达终结点后， 终结点不再发送该检测报文。 例如， 检测设备接收到所述检测报文后， 将所述 TTL域中的值减小 1 , 并判断减小 后的 TTL域的值是否为 0, 如果不是， 则判断出自身不是终结点。

对于某个设备会获知自身的性质， 例如自身为终端节点还是交换机， 以 便在终端节点时执行上述对应的操作， 在不是终端节点是执行上述另外的操 作。

上述的自身标识可以为预先配置的字符或者数字， 也可以为 MAC地址 等。

另外， 可以为每个交换机分配一个维测优先级， 例如， 整数 0〜7, 0级最 高， 7 级最低。 优先级越高具有的权限越大， 例如， 越有控制其他交换机的 能力， 或者越有可能连接维测中心。

另外， 具体地， 该检测报文中包括填写起始点指针， 在填充时， 根据所 述填写起始点指针的当前值，在将自身标识及所述检测报文的入端口的信息、 出端口的信息填充到所述收发记录表中， 以及， 填充自身标识、 入端口的信 息和出端口的信息之后， 更新所述填写起始点指针的值为下一个填写位置。

例如， 填写起始点指针当前值为 0, 则在报文头后第一个字节开始填充。 如果填充内容占用 5字节， 则更新后的指针值为 5, 即下一个节点 艮文头 部第 6字节开始填充。

上述在确定网络环路位置时， 可以将所述收发记录表中包括同一节点的 路径组成的最小环路， 确定为网络环路位置；

进一步地， 在确定出网络环路位置后， 可以将网络环路位置汇报给维测 控制中心。

本实施例中的收发记录表包括用于记录信息的节点的将自身标识及检测 报文的入端口的信息和出端口的信息， 实现根据该收发记录表确定网络环路 位置。

另外， 该检测设备在不同功能（或者可以理解为承担不同的角色时） 时 再者， 通过设置 TTL域， 可以在减轻网络负担的前提下， 实现网络环路位置 的定位。 进一步的， 通过将最小环路定位为网络环路位置， 以及更新起始点 指针均可以保证网络环路的准确定位。

图 5为本发明第三实施例的方法流程示意图， 本实施例以接收到检测报 文的节点为例， 包括：

步骤 501 : 节点接收到检测报文。

接收到检测报文的节点可以是终端节点， 也可以是交换机。 其中， 终端 节点可以为以太网中的主机， 具体可以为基站、 基站控制器等。

步骤 502: 接收到检测报文的节点判断检测报文的源地址是否为自身的 地址， 若是， 执行步骤 508, 否则执行步骤 503。

例如， 以源 ID填充 MAC地址为例， 则可以比较源 ID中填充的 MAC 地址是否为自身的 MAC地址， 如果是， 则可以确定出自身为源节点。

步骤 503: 接收到检测报文的节点在检测报文中填充自身的标记和入端 口信息。

例如，参见图 1 ,报文从端口 SW1-1进入，则 SW1填充表征 SW1-1 (入） 的信息。

步骤 504: 接收到检测报文的节点将 TTL减小 1 , 并判断减小后的 TTL 是否等于 0, 若是， 执行步骤 506, 否则执行步骤 505。

通过设置 TTL可以控制报文转发的跳数， 例如， 设置 TTL=6, 则可以经 过 5次转发， 避免检测报文对网络造成的压力。 当 TTL=0时表明对应的节点 为终结点， 不再转发检测报文。

步骤 505: 接收到检测报文的节点如果不是终端节点， 则在检测报文中 填充自身标记和出端口信息， 并更改填写指针后转发。

其中， 系统中的节点可以包括终端节点和交换机， 对于终端节点其不再 将报文转发出去。

例如， 填充表征 SW1-2 (出） 的信息。 另外， 填写指针的位置表明下一 个节点填充信息的位置。

步骤 506: 接收到检测报文的节点如果是终端节点或者终结点， 判断自 身是否预先配置具有汇报网络环路位置的功能， 若是， 执行步骤 508, 否则 执行 507。 其中， 具有汇报功能可以是指具有向维测控制中心汇报网络环路位置的 功能， 可以预先配置。

步骤 507: 将检测报文单播转发给该检测报文的源地址对应的节点。 该源地址对应的节点可以从检测报文中获取收发记录表， 将所述收发记 录表中包括同一节点的路径组成的最小环路， 确定为网络环路位置； 并将所 述网络环路位置汇报给维测控制中心。

步骤 508: 解析检测报文。

步骤 509: 判断是否可以确定网络环路位置， 若是， 执行步骤 510, 否则 执行步骤 511。

其中， 可以在解析检测报文后， 得到检测报文中的收发记录表， 根据该 收发记录表判断是否可以确定网络环路位置。 根据收发记录表确定网络环路 位置可以参加下述实施例。

步骤 510: 向维测控制中心汇报网络环路位置。

例如， 将网络环^ ί立置携带在故障报文中发送给维测控制中心。

步骤 511 : 丟弃检测报文。

本实施例通过将自身标识及入端口的信息和出端口的信息记录在收发记 录表中， 可以根据收发记录表确定出网络环 立置， 以用于后续维护。 另夕卜， 通过设置 TTL域，可以在减轻网络负担的前提下，实现网络环路位置的定位。 进一步地， 通过更新起始点指针可以保证网络环路的准确定位。

下面以终结点根据检测报文的收发记录表确定网络环路位置为例， 当终 结点将检测报文发送给检测报文的源节点时， 源节点也可参照执行。 或者， 终端节点在具有汇报网络环路位置的功能时也可参照执行。

终结点通过收发记录表可以确定是否存在环路， 例如， 将收发记录表中 记录的路径构造成一条转发线， 如果有环回， 则会有一个节点在该转发线中 出现两次， 即形成转发环， 由于可能有多个环套嵌， 则取其中最小的环， 判 定为发生环路的根因， 即确定为网络环路位置。 图 6为本发明实施例中一网络环路的结构示意图， 包括终端 、 SW-B、

SW-C、 SW-D,对应的端口分别为终端 A-P1、 SW-B-Pl , SW-B-Pl、 SW-C-P3 , SW-C-P4, SW-D-P1 , SW-D-P2, SW-D-P3„ 假设检测报文为终端 A产生的， 初始 TTL=6, 则可以得到如下的收发记录表：

终端 A-P1 (出 ) —SW-B-P1 (入） —SW-B-P2 (出 ) —SW-C-P3 (入）

→ SW-C-P4 (出 ) —SW-D-P1 (入） —SW-D-P2 (出 ) —SW-D-P3 (入） ^→ SW-D-P1 (出 ) —SW-C-P4 (入） —SW-C-P3 (出 ) —SW-B-P2 (入） 。

从上述记录表中可以看出， SW-B两次收到了这个包， 其转发环为： SW-B-P2 (出 ) —SW-C-P3 (入） —SW-C-P4 (出 ) —SW-D-P1 (入） → SW-D-P2 (出）→ SW-D-P3 (入）^→ SW-D-P1 (出）→ SW-C-P4 (入）→ SW-C-P3 (出） ^→ SW-B-P2 (入） 。

通过该转发环终结点可以确定 B→C^→D→B之间存在环。

另外， 上述转发环中还包括两个更小的环：

SW-C-P4 (出 ) —SW-D-P1 (入） —SW-D-P2 (出 ) → SW-D-P3 (入） → SW-D-P1 (出） → SW-C-P4 (入 )

及，

SW-D-P2 (出） → SW-D-P3 (入 )

最后一个转发环为最小环， 则可以确定出 SW-D的 P2-P3之间有连接。 因此， 可以确定出网络环路位置为 S W-D的 P2-P3之间。

图 7为本发明实施例中另一网络环路的结构示意图，包括终端八、8\ -：6、

SW-C、 SW-D,对应的端口分别为终端 A-P1、 SW-B-Pl , SW-B-P2, SW-C-P3 , SW-C-P4, SW-D-P1 , SW-D-P3„假设检测报文为终端 A产生的，初始 TTL=5 , 则可以得到如下的收发记录表：

终端 A-P1 (出） —SW-B-P1 (入） —SW-B-P2 (出 ) —SW-C-P3 (入） → SW-C-P4 (出 ) —SW-D-P1 (入） —SW-D-P3 (出 ) ^→ SW-B-P3 (入） ^→ SW-B-P1 (出） →终端 A-P1 (入） 。 上述记录表中可以看出， SW-B两次收到了这个表， 其转发环为：

SW-B-P2 (出 ) —SW-C-P3 (入） —SW-C-P4 (出 ) —SW-D-P1 (入） → SW-D-P3 (出） ^→ SW-B-P3 (入 )

没有比上述更小的环， 则可以确定出网络环路为： B-C-D之间为环路。 通过上述流程终结点可以定位出网络环路位置， 之后可以根据网络环路 位置进行维护， 例如拆除环路。

上述流程中是采用 TTL来确定终结点， TTL越小，检测报文越快被终结。 通过控制 TTL的值，可以控制检测报文被转发的次数。由于广播风暴发生时， 任意一个广播包都会变成风暴的一部分， 当检测报文被转发的次数越小， 对 网络造成的压力越小。 但是， 当 TTL太小时可能造成检测报文没有覆盖到环 路位置就被终结。 为了能够覆盖到环路位置且尽量降低对网络造成的压力， 可以采用如下实施例。

图 8为本发明第四实施例的方法流程示意图， 包括：

步骤 81 : 发起设备设置 TTL=1。

步骤 82: 发起设备发起网络风;^佥测流程。

具体可以采用图 3〜5所示的流程。

步骤 83: 发起设备判断是否可以确定出网络环路， 若是， 执行步骤 86, 否则执行步骤 84。

其中， 如果发起设备为用于确定网络环路位置的节点， 则自身可以判断 是否可以确定出网络环路；如果发起设备不是用于确定网络环路位置的节点， 则用于确定网络环路位置的节点可以将是否确定网络环路位置的结果通知给 发起设备。

步骤 84: 发起设备将 TTL的值增加 1 , 即执行 TTL=TTL+1处理。

步骤 85: 发起设备判断增加后的 TTL的值是否大于 M, 若是， 执行步 骤 86, 否则， 执行步骤 82及其后续步骤。

其中， M为预先设定的 TTL能够取的最大值。 步骤 86: 发起设备停止检测。

本实施例通过逐步增加 TTL的值， 可以在确定网络环路位置时尽量减轻 网络负担。

图 9为第五实施例的设备结构示意图， 该设备为检测设备， 该检测设备 包括接收单元 91和处理单元 92; 接收单元 91用于接收检测报文， 该检测报 文包括收发记录表， 该检测报文在经过用于记录信息的节点时被该用于记录 信息的节点将用于记录信息的节点的自身标识、 入端口的信息和出端口的信 息记录在该收发记录表中； 处理单元 92用于在需要确定网络环路位置时， 通 过解析该接收单元接收的该检测报文获取该收发记录表， 并根据该收发记录 表确定网络环路位置。

一个实施例中， 处理单元 92还用于： 在需要将该检测报文转发给源节点 时， 将该检测报文转发给源节点， 该源节点用于根据该收发记录表确定网络 环路位置。

一个实施例中， 处理单元 92还用于： 在需要记录信息时， 将该检测设备 的自身标识、 入端口的信息和出端口的信息记录在该收发记录表中。 上述的 自身标识可以为预先配置的字符或者数字， 也可以为 MAC地址等。

一个实施例中， 该设备还包括： 第一判断单元， 用于判断该检测报文的 源地址是否为该检测设备的自身地址， 如果是， 则判断出需要确定网络环路 位置。

一个实施例中， 该设备还包括： 第二判断单元， 用于在该第一判断单元 判断出该检测报文的源地址不是该检测设备的自身地址时， 判断该检测设备 是否为终结点； 第三判断单元， 用于在该第二判断单元判断出该检测设备为 终结点， 或者该检测设备为终端节点时， 判断该检测设备是否预先配置具有 汇报功能， 如果该检测设备为预先配置具有汇报功能， 则判断出需要确定网 络环路位置。

可选的， 第三判断单元还用于： 在该检测设备没有预先配置具有汇报功 能时， 判断出需要将该检测报文转发给源节点。

可选的， 第二判断单元还用于： 在该检测设备不是终结点时， 如果该检 测设备不是终端节点， 判断出需要记录信息。

一个实施例中， 该检测报文中包含存活时间 TTL域， 该第二判断单元具 体用于： 将该 TTL域中的值减小 1 , 并判断减小后的 TTL域的值是否为 0, 如果不是， 则判断出该检测设备不是终结点。

一个实施例中， 处理单元 92具体用于： 在需要确定网络环路位置时， 通 过解析该接收单元接收的该检测报文获取该收发记录表， 将该收发记录表中 包括同一节点的路径组成的最小环路， 确定为网络环路位置。

进一步地， 处理单元 92还用于在确定出网络环路位置后， 可以将网络环 路位置汇报给维测控制中心。

一个实施例中， 该检测报文中还包括填写起始点指针， 处理单元 92具体 用于： 在需要记录信息时， 根据该填写起始点指针的当前值， 将该检测设备 的自身标识及该检测报文的入端口的信息、 出端口的信息填充到该收发记录 表中， 以及， 填充该检测设备的自身标识、 入端口的信息和出端口的信息之 后， 更新该填写起始点指针的值为下一个填写位置。 例如， 填写起始点指针 当前值为 0, 则在报文头后第一个字节开始填充。 如果填充内容占用 5字节， 则更新后的指针值为 5, 即下一个节点从 >¾文头部第 6字节开始填充。

一个实施例中， 接收单元 91具体用于： 在接收的报文的目的地址为预设 的组播地址时， 确定接收的报文为检测报文， 该预设的组播地址表明对应的 报文为检测报文。

本实施例中的收发记录表包括用于记录信息的节点的将自身标识及检测 报文的入端口的信息和出端口的信息， 实现根据该收发记录表确定网络环路 位置。 另外， 该检测设备在不同功能时执行不同的操作可以保证检测报文被 正确处理以正确确定出网络环路位置。 再者， 通过设置 TTL域， 可以在减轻 网络负担的前提下， 实现网络环路位置的定位。 进一步的， 通过将最小环路 定位为网络环路位置 ,以及更新起始点指针均可以保证网络环路的准确定位。 图 10为本发明第六实施例的设备结构示意图， 该设备为发起设备， 该发 起设备包括判断单元 101和发送单元 102; 判断单元 101用于判断是否发生 网络广播风暴； 发送单元 102用于在发生网络广播风暴时， 发送用于检测网 络环路的检测报文， 该检测报文包括收发记录表， 该检测报文在经过用于记 录信息的节点时被该用于记录信息的节点将用于记录信息的节点的自身标 识、 入端口的信息和出端口的信息记录在该收发记录表中。

一个实施例中， 判断单元 101具体用于执行如下项中的至少一项： 判断 接收到的广播报文的频率是否超过阈值， 如果是， 则发生网络广播风暴； 判 断接收到的广播报文的源地址是否为自身地址， 如果是， 则发生网络广播风 暴； 判断接收到的具有相同源地址的广播报文是否源自不同的端口， 如果是， 则发生网络广播风暴。

一个实施例中， 该检测报文中包括存活时间 TTL域， 发送单元 102还用 于在获知根据该 TTL域的当前值不能确定出网络环路位置时， 增加该 TTL 域的值后重新发送检测报文， 直至确定出网络环路位置。

该设备可以具体为发起设备。 其中， 发起设备可以为获知网络风暴的节 点， 也可以不是获知网络风暴的节点。 对于获知网络风暴的节点， 可以为预 配置的终端节点或者交换机。 或者， 对于不是获知网络风暴的节点， 该发起 检测报文的节点可以为维测控制中心或者预先配置的终端节点或交换机， 获 知网络风暴的节点在判断出发生网络风暴时， 向该发起检测报文的节点 （如 维测控制中心或者预先配置的终端节点或交换机）发送故障报文， 该故障报 文中携带表明发生网络广播风暴的信息。 此时， 获知网络风暴的节点中需要 配置发起检测报文的节点的信息， 使得故障报文能够被发送至上述的发起检 测 ·艮文的节点。 其中， 获知网络风暴的节点可以配置维测控制中心的地址， 采用单播方式将故障报文发送给维测控制中心。 对于发起检测报文的节点为 预先配置的终端节点或交换机时， 获知网络风暴的节点可以采用组播方式， 向预先配置的终端节点或交换机发送， 此时， 预配置的终端节点或交换机的 地址为组播地址， 且该组播地址与故障报文的目的地址一致。 另外， 上述的 终端节点可以为高速以太网系统中的主机， 例如， 基站、 基站控制器等。

其中， 可以预配置定时器， 当判断出发生网络风暴且定时器超时后， 发 送检测报文。 例如， 设置定时器的时间为 T1 , 在判断出发生网络风暴后的

T1时间后发送检测报文。

另外， 该检测报文为组播报文， 该组播报文的目的地址为预设置的地址， 例如，预设置的地址为 MAC地址， 该 MAC地址为： HEX 01 :xx:xx:xx:xx:xx。

再者， 该检测报文可以包括如上述的表 1所示的域。

具体地， 当发起设备为用于确定网络环路位置的节点时， 发起设备可以 根据自身确定结果获知是否能够确定网络环路位置。 当发起设备不是用于确 定网络环路位置的节点时， 则可以是用于确定网络环路位置的节点将确定结 果通知给发起设备， 以便发起设备获知是否能够确定网络环路位置。

另外， 发起设备可以将自身标识及出端口信息记录在收发记录表中， 例 如， SW1从端口 SW1-2发送检测报文，则收发记录表的第一项为 SWl-2(出）。

本实施例通过进行上述判断可以确定是否发生网络广播风暴， 在发生网 络广播风暴后， 通过发送检测报文， 该检测报文会被后续接收到的用于记录 信息的节点填充信息， 进而可以通过填充的信息确定网络环路位置。 另外， 可以采用不同的方式判断网络广播风暴是否发生。 进一步地， 通过逐步增加 TTL域的值， 可以在尽量减轻网络负担的前提下， 确定网络环路位置。

另外， 本发明实施例还提供了一种网络环路检测系统， 该系统可以包括 如图 9所示的设备以及如图 10所示的设备。

通过该系统可以确定是否发生网络广播风暴， 在发生网络广播风暴后， 通过发送检测报文， 该检测报文会被后续接收到的用于记录信息的节点填充 信息， 进而可以通过填充的信息确定网络环路位置。 另外， 可以采用不同的 方式判断网络广播风暴是否发生。 进一步地， 通过逐步增加 TTL域的值， 可 以在尽量减轻网络负担的前提下， 确定网络环路位置。

可以理解的是， 上述方法及设备中的相关特征可以相互参考。 另外， 上 述实施例中的 "第一" 、 "第二" 等是用于区分各实施例， 而并不代表各实 施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解： 实现上述方法实施例的全部或部分步骤 可以通过程序指令相关的硬件来完成， 前述的程序可以存储于计算机可读取 存储介质中， 该程序在执行时， 执行包括上述方法实施例的步骤； 而前述的 存储介质包括： ROM, RAM,磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其 限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术 人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或 者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不使相应技 术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1. 权 利 要 求

   1、 一种网络环路检测方法， 其特征在于， 包括：

   检测设备接收检测报文， 所述检测报文包括收发记录表， 所述检测报文 在经过用于记录信息的节点时被所述用于记录信息的节点将用于记录信息的 节点的自身标识、 入端口的信息和出端口的信息记录在所述收发记录表中； 如果所述检测设备为用于确定网络环路位置的节点， 则所述检测设备通 过解析所述检测报文获取所述收发记录表， 并根据所述收发记录表确定网络 环路位置。

   2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 还包括： 检测设备将所述检测报文转发给源节点， 所述源节点用于根据所述收发记录 表确定网络环路位置。

   3、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 还包括：

   如果所述检测设备为用于记录信息的节点，则所述检测设备将自身标识、 入端口的信息和出端口的信息记录在所述收发记录表中。

   4、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 还包括：

   所述检测设备判断所述检测报文的源地址是否为自身地址， 如果是， 则 确定自身为用于确定网络环路位置的节点； 或者，

   所述检测设备在所述检测报文的源地址不是自身地址时， 判断自身是否 为终结点以及自身是否预先配置具有汇报功能， 如果自身为终结点以及自身 预先配置具有汇报功能， 则确定自身为用于确定网络环路位置的节点； 或者， 所述检测设备如果是终端节点，则判断自身是否预先配置具有汇报功能， 如果自身预先配置具有汇报功能， 则确定自身为用于确定网络环路位置的节 点。

   5、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 还包括：

   所述检测设备在所述检测报文的源地址不是自身地址时， 判断自身是否 为终结点以及自身是否预先配置具有汇报功能， 如果自身为终结点但自身没 有预先配置具有汇报功能， 则确定自身为用于将所述检测报文转发给源节点 的节点； 或者，

   所述检测设备如果是终端节点，则判断自身是否预先配置具有汇报功能， 如果自身没有预先配置具有汇报功能， 则确定自身为用于将所述检测报文转 发给源节点的节点。

   6、 根据权利要求 3所述的方法， 其特征在于， 还包括：

   所述检测设备在所述检测报文的源地址不是自身地址时， 判断自身是否 为终结点， 如果所述检测设备不是终结点且不是终端节点， 则确定自身为用 于记录信息的节点。

   7、 根据权利要求 4-6任一项所述的方法， 其特征在于， 所述检测报文中 包含存活时间 TTL域， 所述判断自身是否为终结点包括：

   接收到所述检测报文后， 将所述 TTL域中的值减小 1 , 并判断减小后的 TTL域的值是否为 0, 如果不是， 则判断出自身不是终结点。

   8、 根据权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述收发记 录表确定网络环路位置， 包括：

   将所述收发记录表中包括同一节点的路径组成的最小环路， 确定为网络 环路位置。

   9、 根据权利要求 3或 6所述的方法， 其特征在于， 所述检测报文中还包 括填写起始点指针， 所述将自身标识、 入端口的信息和出端口的信息记录在 所述收发记录表中， 包括：

   根据所述填写起始点指针的当前值， 将自身标识及所述检测报文的入端 口的信息、 出端口的信息填充到所述收发记录表中， 以及， 填充所述自身标 识、 入端口的信息和出端口的信息之后， 更新所述填写起始点指针的值为下 一个填写位置。

   10、 根据权利要求 1-9任一项所述的方法， 其特征在于， 所述检测设备 接收检测报文， 包括：

   检测设备在接收的报文的目的地址为预设的组播地址时， 确定接收的报 文为检测报文， 所述预设的组播地址表明对应的报文为检测报文。

   11、 一种网络环各检测方法， 其特征在于， 包括：

   发起设备判断是否发生网络广播风暴；

   如果发生网络广播风暴，则发起设备发送用于检测网络环路的检测报文， 所述检测报文包括收发记录表， 所述检测报文在经过用于记录信息的节点时 被所述用于记录信息的节点将用于记录信息的节点的自身标识、 入端口的信 息和出端口的信息记录在所述收发记录表中。

   12、 根据权利要求 11所述的方法， 其特征在于， 所述判断是否发生网络 广播风暴， 包括：

   判断接收到的广播报文的频率是否超过阈值， 如果是， 则发生网络广播 风暴； 和 /或，

   判断接收到的广播报文的源地址是否为自身地址， 如果是， 则发生网络 广播风暴； 和 /或，

   判断接收到的具有相同源地址的广播报文是否源自不同的端口，如果是， 则发生网络广播风暴。

   13、 根据权利要求 11或 12所述的方法， 其特征在于， 所述检测报文中 包括存活时间 TTL域， 所述方法还包括：

   所述发起设备在获知根据所述 TTL域的当前值不能确定出网络环路位置 时， 增加所述 TTL域的值后重新发送检测报文， 直至确定出网络环路位置。

   14、 一种检测设备， 其特征在于， 包括：

   接收单元， 用于接收检测报文， 所述检测报文包括收发记录表， 所述检 测报文在经过用于记录信息的节点时被所述用于记录信息的节点将用于记录 信息的节点的自身标识、 入端口的信息和出端口的信息记录在所述收发记录 表中； 处理单元， 用于在需要确定网络环路位置时， 通过解析所述接收单元接 收的所述检测报文获取所述收发记录表， 并根据所述收发记录表确定网络环 路位置。

   15、 根据权利要求 14所述的设备， 其特征在于， 所述处理单元还用于： 在需要将所述检测报文转发给源节点时 ,将所述检测报文转发给源节点 , 所述源节点用于根据所述收发记录表确定网络环路位置。

   16、 根据权利要求 14所述的设备， 其特征在于， 所述处理单元还用于： 在需要记录信息时， 将所述检测设备的自身标识、 入端口的信息和出端 口的信息记录在所述收发记录表中。

   17、 根据权利要求 14所述的设备， 其特征在于， 还包括： 自身地址， 如果是， 则判断出需要确定网络环路位置。

   18、 根据权利要求 17所述的设备， 其特征在于， 还包括：

   第二判断单元， 用于在所述第一判断单元判断出所述检测报文的源地址 不是所述检测设备的自身地址时， 判断所述检测设备是否为终结点；

   第三判断单元，用于在所述第二判断单元判断出所述检测设备为终结点， 或者所述检测设备为终端节点时， 判断所述检测设备是否预先配置具有汇报 功能， 如果所述检测设备为预先配置具有汇报功能， 则判断出需要确定网络 环路位置。

   19、 根据权利要求 18所述的设备， 其特征在于， 所述第三判断单元还用 于： 在所述检测设备没有预先配置具有汇报功能时， 判断出需要将所述检测 报文转发给源节点。

   20、 根据权利要求 18所述的设备， 其特征在于， 所述第二判断单元还用 于在所述检测设备不是终结点时， 如果所述检测设备不是终端节点， 判断出 需要记录信息。

   21、 根据权利要求 18-20任一项所述的设备， 其特征在于， 所述检测报 文中包含存活时间 TTL域， 所述第二判断单元具体用于：

   将所述 TTL域中的值减小 1 , 并判断减小后的 TTL域的值是否为 0, 如 果不是， 则判断出所述检测设备不是终结点。

   22、根据权利要求 14所述的设备，其特征在于，所述处理单元具体用于： 在需要确定网络环路位置时， 通过解析所述接收单元接收的所述检测报文获 取所述收发记录表， 将所述收发记录表中包括同一节点的路径组成的最小环 路， 确定为网络环路位置。

   23、 根据权利要求 16所述的设备， 其特征在于， 所述检测报文中还包括 填写起始点指针， 所述处理单元具体用于： 在需要记录信息时， 根据所述填 写起始点指针的当前值， 将所述检测设备的自身标识及所述检测报文的入端 口的信息、 出端口的信息填充到所述收发记录表中， 以及， 填充所述检测设 备的自身标识、 入端口的信息和出端口的信息之后， 更新所述填写起始点指 针的值为下一个填写位置。

   24、 根据权利要求 14-23任一项所述的设备， 其特征在于， 所述接收单 元具体用于： 在接收的报文的目的地址为预设的组播地址时， 确定接收的报 文为检测报文， 所述预设的组播地址表明对应的报文为检测报文。

   25、 一种发起设备， 其特征在于， 包括：

   判断单元， 用于判断是否发生网络广播风暴；

   发送单元， 用于在发生网络广播风暴时， 发送用于检测网络环路的检测 报文， 所述检测报文包括收发记录表， 所述检测报文在经过用于记录信息的 节点时被所述用于记录信息的节点将用于记录信息的节点的自身标识、 入端 口的信息和出端口的信息记录在所述收发记录表中。

   26、根据权利要求 25所述的设备，其特征在于，所述判断单元具体用于： 判断接收到的广播报文的频率是否超过阈值， 如果是， 则发生网络广播 风暴； 和 /或，

   判断接收到的广播报文的源地址是否为自身地址， 如果是， 则发生网络 广播风暴； 和 /或，

   判断接收到的具有相同源地址的广播报文是否源自不同的端口，如果是， 则发生网络广播风暴。

   27、 根据权利要求 25或 26所述的设备， 其特征在于， 所述检测报文中 包括存活时间 TTL域，所述发送单元还用于在获知根据所述 TTL域的当前值 不能确定出网络环路位置时， 增加所述 TTL域的值后重新发送检测报文， 直 至确定出网络环路位置。

   28、 一种网络环路检测系统， 其特征在于， 包括：

   如权利要求 25-27任一项所述的设备； 以及，

   如权利要求 14-24任一项所述的设备。