CN103248508A - 端口保护方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种端口保护方法、装置及系统。其中，该方法包括：当交换机和主用数据板检测到预设主用通道上的主用用户端口发生故障时，交换机从主用用户端口倒换至预设备用通道上的备用用户端口，主用数据板向交叉板发送用户端口故障消息；交叉板根据用户端口故障消息从预设主用通道上的主用系统端口倒换至预设备用通道上的备用系统端口。或者，当交叉板和主用数据板检测到预设主用通道上的主用系统端口发生故障时，交叉板从主用系统端口倒换至备用系统端口，主用数据板向交换机发送系统端口故障消息；交换机根据系统端口故障消息从主用用户端口倒换至备用用户端口。通过本发明，可以使业务保护范围从端口级保护自然过渡到整个网络的业务保护。

Description

端口保护方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种端口保护方法、装置及系统。

背景技术

多业务传送平台(Multi-Service Transport Platform，简称为MSTP)已经为众多的电信运营商所接受，它以低廉的成本、极高的可靠性和平滑升级能力成为构建城域网的重要设备。在MSTP以太网数据板的应用非常广泛的情况下，MSTP需要和其他网络进行对接，因此，运营商对接入数据的安全性提出了更高的要求，不但需要保护MSTP网络护，还要求其能够做到跨网络的协同保护。

目前，针对MSTP网络以太网保护倒换(Ethernet Protection Switch，简称为EPS)而言，主要存在三种确定以太网端口的状态的方式：1、利用Link Up和Link Down确定端口状态；2、利用链路汇聚控制协议(LinkAggregation Control Protocol，简称为LACP)确定端口状态；3、利用因特网包探索器(Packet Internet Grope，简称为PING)确定端口状态。但是，上述方式仅能为数据单板提供端口级别的以太网保护，不能提供业务级别的保护，也不能为业务提供跨网络级别的保护。在MSTP网络和以太网网络的组网过程中，将MSTP网络和分组传送网(Packet Transport Network，简称为PTN)进行对接是很常见的组网形式，而当前的业务保护方式均是在网络内部进行的，并不能提供两个网络间的协同保护。

针对由MSTP网络和PTN网络对接而成的组网而言，尚未提出能够对其进行网络间的协同保护的有效解决方案。

发明内容

本发明提供一种端口保护方法、装置及系统，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种端口保护方法，包括：当交换机和主用数据板检测到预设主用通道上的主用用户端口发生故障时，交换机从主用用户端口倒换至预设备用通道上的备用用户端口，主用数据板向交叉板发送用户端口故障消息，其中，主用用户端口位于主用数据板上，备用用户端口位于备用数据板上；交叉板根据用户端口故障消息从预设主用通道上的主用系统端口倒换至预设备用通道上的备用系统端口，其中，主用系统端口位于主用数据板板上，备用系统端口位于备用数据板上；或者，当交叉板和主用数据板检测到预设主用通道上的主用系统端口发生故障时，交叉板从主用系统端口倒换至备用系统端口，主用数据板向交换机发送系统端口故障消息，其中，主用系统端口位于主用数据板上，备用系统端口位于备用数据板上；交换机根据系统端口故障消息从主用用户端口倒换至备用用户端口，其中，主用用户端口位于主用数据板上，备用用户端口位于备用数据板上。

优选地，在交换机和主用数据板对预设主用通道上的主用用户端口进行检测、交叉板和主用数据板对预设主用通道上的主用系统端口进行检测之前，包括：在主用数据板和备用数据板，与交换机之间建立操作管理和维护(OAM)协议保护关系，和，在主用数据板和备用数据板，与交叉板之间建立时隙通道保护关系。

优选地，交换机和主用数据板对预设主用通道上的主用用户端口进行检测，包括：交换机和主用数据板根据OAM协议保护关系对主用用户端口进行检测；当检测到主用用户端口发生连通性故障时，交换机确定需要执行倒换操作，主用数据板确定需要向交叉板发送用户端口故障消息。

优选地，当交换机和主用数据板检测到预设主用通道上的主用用户端口的连通性故障消失时，该方法还包括：主用数据板取消向交叉板发送用户端口故障消息；主用数据板根据预置的工作类型信息决定是否需要从预设备用通道切换回预设主用通道。

优选地，交叉板和主用数据板对预设主用通道上的主用系统端口进行检测，包括：交叉板和主用数据板根据时隙通道保护关系对主用系统端口进行检测；当检测到主用系统端口发生连通性故障时，交叉板确定需要执行倒换操作，主用数据板确定需要向交换机发送系统端口故障消息。

优选地，当交叉板和主用数据板检测到预设主用通道上的主用系统端口的连通性故障消失时，该方法还包括：主用数据板取消向交换机发送用户端口故障消息；主用数据板根据预置的工作类型信息决定是否需要从预设备用通道切换回预设主用通道。

优选地，用户端口故障消息和系统端口故障消息为告警指示信号(Alarm Indication Signal，简称为AIS)。

根据本发明的另一方面，提供了一种端口保护装置，包括：第一检测模块，用于当检测到预设主用通道上的主用用户端口发生故障时，向交叉板发送用户端口故障消息；第一倒换模块，用于将交换机从主用用户端口倒换至预设备用通道上的备用用户端口，根据用户端口故障消息将交叉板从预设主用通道上的主用系统端口倒换至预设备用通道上的备用系统端口，其中，主用用户端口和主用系统端口位于主用数据板上，备用用户端口和备用系统端口位于备用数据板上；第二检测模块，用于当检测到预设主用通道上的主用系统端口发生故障时，向交换机发送系统端口故障消息；第二倒换模块，用于将交叉板从主用系统端口倒换至备用系统端口，根据系统端口故障消息将交换机从主用用户端口倒换至备用用户端口，其中，主用用户端口和主用系统端口位于主用数据板上，备用用户端口和备用系统端口位于备用数据板上。

优选地，该装置还包括：建立模块，用于在第一检测模块对预设主用通道上的主用用户端口进行检测、第二检测模块对预设主用通道上的主用系统端口进行检测之前，在主用数据板和备用数据板，与交换机之间建立操作管理和维护(OAM)协议保护关系，和，在主用数据板和备用数据板，与交叉板之间建立时隙通道保护关系。

根据本发明的又一方面，提供了一种端口保护系统，包括：交换机、主用数据板、备用数据板、以及交叉板，其特征在于，该系统还包括：上述端口保护装置。

通过本发明，采用以太网OAM协议对整个以太网网络进行OAM管理的方式，解决了现有技术不能够提供业务级别的保护，也不能为业务提供跨网络级别的保护的问题，进而达到了将业务保护范围从端口级保护自然过渡到整个网络的业务保护的效果。

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是根据本发明实施例的端口保护方法流程图；

图2是根据本发明优选实施例的以太网通道倒换流程图；

图3是根据本发明优选实施例的应用场景图；

图4是根据本发明实施例的端口保护装置的结构框图；

图5是根据本发明优选实施例的端口保护装置的结构框图；

图6是根据本发明实施例的端口保护系统的结构示意图。

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。

图1是根据本发明实施例的端口保护方法流程图，如图1所示，该方法主要包括以下步骤(步骤S102-步骤S104，或者步骤S102’-步骤S104’)：

步骤S102，当交换机和主用数据板检测到预设主用通道上的主用用户端口发生故障时，交换机从主用用户端口倒换至预设备用通道上的备用用户端口，主用数据板向交叉板发送用户端口故障消息，其中，主用用户端口位于主用数据板上，备用用户端口位于备用数据板上；

步骤S104，交叉板根据用户端口故障消息从预设主用通道上的主用系统端口倒换至预设备用通道上的备用系统端口，其中，主用系统端口位于主用数据板板上，备用系统端口位于备用数据板上。

或者，

步骤S102’，当交叉板和主用数据板检测到预设主用通道上的主用系统端口发生故障时，交叉板从主用系统端口倒换至备用系统端口，主用数据板向交换机发送系统端口故障消息，其中，主用系统端口位于主用数据板上，备用系统端口位于备用数据板上；

步骤S104’，交换机根据系统端口故障消息从主用用户端口倒换至备用用户端口，其中，主用用户端口位于主用数据板上，备用用户端口位于备用数据板上。

其中，在步骤S102和步骤S102’之前，还可以在主用数据板和备用数据板，与交换机之间建立操作管理和维护(OAM)协议保护关系，和，在主用数据板和备用数据板，与交叉板之间建立时隙通道保护关系。

在本发明的一个优选实施方式中，交换机和主用数据板对预设主用通道上的主用用户端口进行检测，可以包括：交换机和主用数据板根据OAM协议保护关系对主用用户端口进行检测；当检测到主用用户端口发生连通性故障时，交换机确定需要执行倒换操作，主用数据板确定需要向交叉板发送用户端口故障消息。

在本发明的一个优选实施方式中，交叉板和主用数据板对预设主用通道上的主用系统端口进行检测，可以包括：交叉板和主用数据板根据时隙通道保护关系对主用系统端口进行检测；当检测到主用系统端口发生连通性故障时，交叉板确定需要执行倒换操作，主用数据板确定需要向交换机发送系统端口故障消息。

在实际应用中，在步骤S104和步骤S104’之后，当交换机和主用数据板检测到预设主用通道上的主用用户端口的连通性故障消失时，该方法还可以包括：主用数据板取消向交叉板发送用户端口故障消息，主用数据板根据预置的工作类型信息决定是否需要从预设备用通道切换回预设主用通道。

在实际应用中，在步骤S104和步骤S104’之后，当交叉板和主用数据板检测到预设主用通道上的主用系统端口的连通性故障消失时，该方法还可以包括：主用数据板取消向交换机发送用户端口故障消息；主用数据板根据预置的工作类型信息决定是否需要从预设备用通道切换回预设主用通道。

优选地，在实际应用中，用户端口故障消息和系统端口故障消息均可以为告警指示信号(AIS)。

例如，在实际应用中，可以采取通过以下方式实现上述端口方法：

首先在网元上设置主、备用数据板，并在主、备用数据板上配置一致信息，基于主、备用数据板上的用户端口和系统侧端口(VCG端口)建立保护关系，再根据业务配置，将其中一组用户端口和系统侧端口(VCG端口)作为为工作组，将另一组作为保护组(即备用工作组)。其次，在交换机的主、备端口之间可以建立OAM保护关系，在数据板的主、备端口之间也建立OAM保护关系，以能够通过以太网OAM协议监测交换机端口和数据板用户口之间的连接状态，进而可以达到在交叉板上设置时隙通道1+1保护的目的。当数据板上处于工作组中的用户口检测到有OAM连通性故障的时候，数据板自动在对应的系统侧端口(VGG端口)的所有时隙下插告警指示信号(AIS)，并触发同步数字体系(Synchronized Digital Hierarchy，简称为SDH)侧的交叉板上的1+1时隙通道倒换，将业务切换到从备用时隙转发；当数据板上处于工作组中的用户口检测到OAM连通性故障消失的时候，数据板自动在对应的系统侧端口(VGG端口)的所有时隙取消下插AIS，根据预先设置的切换类型决定是否需要切换回主用时隙(主链路用)。当系统侧端口发生故障且主用系统口监测到AIS的时候，数据板自动在对应的用户侧上通告OAM连通性故障，并在对应的系统口下插AIS，通过以太网OAM协议通知交换机进行用户端口的倒换，将业务切换到备用的系统侧端口；当系统侧端口发生故障且主用系统口监测到AIS消失的时候，数据板自动在对应的用户口侧上取消通告OAM连通性故障，并取消在对应系统口下插的AIS告警，通知远端交换机用户端口的本端状态，根据预先设置的切换类型决定是否需要切换回主用的系统侧端口。

图2是根据本发明优选实施例的以太网通道倒换流程图，如图2所示，该流程主要包括：

步骤S202，将接入交换机的被保护端口和保护端口设置为保护组，将对应的数据板中的系统口和用户口设置为保护组，启用以太网OAM协议检测交换机端口和数据板用户口的连通性，配置保护和被保护的数据板系统口时隙为1∶1的交叉保护关系；

步骤S204，判断保护组中的主用组中的系统口和用户口所涉及的通道是否正常，如果正确，转至步骤S212，否则，执行步骤S206；

步骤S206，在保护组中的主用系统端口下插AIS，激发1∶1板间的时隙倒换，并且在对应的用户口通知OAM连通性故障；

步骤S208，接入交换机接收到OAM连通性故障，触发业务倒换；

步骤S210，业务通过备用数据板，进入交叉板，最后通过光板进入SDH网络；

步骤S212，业务通过主用数据板进入交叉板，最后通过光板进入SDH网络。

图3是根据本发明优选实施例的应用场景图，如图3所示，CE为待保护的交换机，网元为SDH网元，交换机的主用端口1连接数据板SE_A的相应用户端口3，交换机的备用端口2连接数据板SE_B的相应用户端口4，数据板SE_A和SE_B，配置信息一致。

下面结合图3详细说明如何建立时隙通道保护以及倒换的过程。

1、在数据板SE_A建立基于用户端口3和VCG端口5的保护关系，确定从主用端口进入交叉板的主用通道，同样，在数据板SE_B上建立基于用户端口4和VCG端口6的保护关系，确定从备用通道进入交叉板的备用通道；设置交换机用户口的主用端口和备用端口为一个OAM保护组，数据板SE_A的用户端口3和SE_B的VCG端口5也建立一个OAM保护组，通过OAM协议监测主用端口和备用端口的链路状态，并在交叉板的主备保护组所涉及的VCG组的时隙上建立1+1时隙通道保护。

2、当系统稳定以后，待保护的交换业务经过主用通道进入SE_A的以太网端口3，经SE_A转发到对应的系统口5，交叉板默认选择接收主用通道的业务，最后，业务通过交叉板进入相应的光板后汇入SDH传输网络。相反地，对于从SDH网络侧发送来的业务来说，交叉板先向主备用通道转发业务，主用数据板SE_A再向以太网口侧待保护的交换机的主用端口转发业务，而备用数据板SE_B则丢弃报文。

3、当主用数据板SE_A的用户端口3检测到OAM连通性故障时，主用数据板SE_A会在主用端口3对应的系统端口(VCG端口)5上的所有时隙下插AIS，触发交叉板进行时隙倒换，业务通过SE_B的以太网端口进入，然后经SE_B的系统端口进入交叉板，最后通过光板进入SDH传输网络；反之，经SDH网络侧发送来的业务经备用通道进入交换机。

4、当主用数据板SE_A的系统端口(VCG端口)5检测到故障时，交叉板主动激发主备用时隙通道切换，在对应的用户口上设置OAM连通性故障，并向系统侧回插AIS告警，在交换机侧触发OAM保护倒换，业务通过SE_B的以太网端口进入，然后经SE_B的系统端口进入交叉板，最后通过光板进入SDH传输网络；反之，经SDH网络侧发送来的业务经备用通道进入交换机。

采用上述实施例提供的端口保护方法，利用以太网OAM协议中的快速OAM检测可以进行倒换时间小于50ms的保护倒换(现有的LACP协议和PING协议都是高达2秒以上的保护倒换时间)，从而可以使业务保护范围从端口级保护自然过渡到整个网络的业务保护。

图4是根据本发明实施例的端口保护装置的结构框图，该装置用以实现上述实施例提供的端口保护方法，如图4所示，该装置主要包括：第一检测模块、第一倒换模块、第二检测模块，以及第二倒换模块。其中，第一检测模块10，用于当检测到预设主用通道上的主用用户端口发生故障时，向交叉板发送用户端口故障消息；第一倒换模块20，连接至第一检测模块10，用于将交换机从主用用户端口倒换至预设备用通道上的备用用户端口，根据用户端口故障消息将交叉板从预设主用通道上的主用系统端口倒换至预设备用通道上的备用系统端口，其中，主用用户端口和主用系统端口位于主用数据板上，备用用户端口和备用系统端口位于备用数据板上；第二检测模块30，与第一检测模块10连接，用于当检测到预设主用通道上的主用系统端口发生故障时，向交换机发送系统端口故障消息；第二倒换模块40，连接至第二检测模块30，用于将交叉板从主用系统端口倒换至备用系统端口，根据系统端口故障消息将交换机从主用用户端口倒换至备用用户端口，其中，主用用户端口和主用系统端口位于主用数据板上，备用用户端口和备用系统端口位于备用数据板上。

图5是根据本发明优选实施例的端口保护装置的结构框图，如图5所示，该装置还可以包括：建立模块50，分别与第一检测模块10和第二检测模块30连接，用于在第一检测模块10对预设主用通道上的主用用户端口进行检测、第二检测模块30对预设主用通道上的主用系统端口进行检测之前，在主用数据板和备用数据板，与交换机之间建立操作管理和维护(OAM)协议保护关系，和，在主用数据板和备用数据板，与交叉板之间建立时隙通道保护关系。

图6是根据本发明实施例的端口保护系统的结构示意图，如图6所示，该系统主要包括：交换机62、主用数据板64、备用数据板66、交叉板68，以及上述实施例提供的端口保护装置。

采用上述实施例提供的端口保护装置，利用以太网OAM协议中的快速OAM检测可以进行倒换时间小于50ms的保护倒换(现有的LACP协议和PING协议都是高达2秒以上的保护倒换时间)，从而可以使业务保护范围从端口级保护自然过渡到整个网络的业务保护。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：通过在MSTP设备上对以太网业务进行端口级和业务级别的保护，与现有的SDH通道保护技术形成全网络的保护，同时结合交叉通道保护技术，(不会占用SDH网络额外的带宽)；利用以太网OAM协议中的快速OAM检测可以进行倒换时间小于50ms的保护倒换(现有的LACP协议和PING协议都是高达2秒以上的保护倒换时间)，从而可以使业务保护范围从端口级保护自然过渡到整个网络的业务保护。

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，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，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)

1.一种端口保护方法，其特征在于，包括：

当交换机和主用数据板检测到预设主用通道上的主用用户端口发生故障时，所述交换机从所述主用用户端口倒换至预设备用通道上的备用用户端口，所述主用数据板向交叉板发送用户端口故障消息，其中，所述主用用户端口位于所述主用数据板上，所述备用用户端口位于备用数据板上；

所述交叉板根据所述用户端口故障消息从所述预设主用通道上的主用系统端口倒换至所述预设备用通道上的备用系统端口，其中，所述主用系统端口位于所述主用数据板板上，所述备用系统端口位于所述备用数据板上；或者，

当所述交叉板和所述主用数据板检测到所述预设主用通道上的所述主用系统端口发生故障时，所述交叉板从所述主用系统端口倒换至所述备用系统端口，所述主用数据板向所述交换机发送系统端口故障消息，其中，所述主用系统端口位于所述主用数据板上，所述备用系统端口位于所述备用数据板上；

所述交换机根据所述系统端口故障消息从所述主用用户端口倒换至所述备用用户端口，其中，所述主用用户端口位于所述主用数据板上，所述备用用户端口位于所述备用数据板上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在交换机和主用数据板对预设主用通道上的主用用户端口进行检测，与交叉板和主用数据板对预设主用通道上的主用系统端口进行检测之前，包括：

在所述主用数据板和所述备用数据板，与所述交换机之间建立操作管理和维护OAM协议保护关系，和，

在所述主用数据板和所述备用数据板，与所述交叉板之间建立时隙通道保护关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，交换机和主用数据板对预设主用通道上的主用用户端口进行检测，包括：

所述交换机和所述主用数据板根据所述OAM协议保护关系对所述主用用户端口进行检测；

当检测到所述主用用户端口发生连通性故障时，所述交换机确定需要执行倒换操作，所述主用数据板确定需要向所述交叉板发送所述用户端口故障消息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当交换机和主用数据板检测到预设主用通道上的主用用户端口的连通性故障消失时，所述方法还包括：

所述主用数据板取消向所述交叉板发送所述用户端口故障消息；

所述主用数据板根据预置的工作类型信息决定是否需要从所述预设备用通道切换回所述预设主用通道。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，交叉板和主用数据板对预设主用通道上的主用系统端口进行检测，包括：

所述交叉板和所述主用数据板根据所述时隙通道保护关系对所述主用系统端口进行检测；

当检测到所述主用系统端口发生连通性故障时，所述交叉板确定需要执行倒换操作，所述主用数据板确定需要向所述交换机发送所述系统端口故障消息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当交叉板和主用数据板检测到预设主用通道上的主用系统端口的连通性故障消失时，所述方法还包括：

所述主用数据板取消向所述交换机发送所述用户端口故障消息；

所述主用数据板根据所述预置的工作类型信息决定是否需要从所述预设备用通道切换回所述预设主用通道。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述用户端口故障消息和所述系统端口故障消息为告警指示信号AIS。

8.一种端口保护装置，其特征在于，包括：

第一检测模块，用于当检测到预设主用通道上的主用用户端口发生故障时，向交叉板发送用户端口故障消息；

第一倒换模块，用于将交换机从所述主用用户端口倒换至预设备用通道上的备用用户端口，根据所述用户端口故障消息将所述交叉板从所述预设主用通道上的主用系统端口倒换至所述预设备用通道上的备用系统端口，其中，所述主用用户端口和所述主用系统端口位于主用数据板上，所述备用用户端口和所述备用系统端口位于备用数据板上；

第二检测模块，用于当检测到所述预设主用通道上的所述主用系统端口发生故障时，向所述交换机发送系统端口故障消息；

第二倒换模块，用于将所述交叉板从所述主用系统端口倒换至所述备用系统端口，根据所述系统端口故障消息将所述交换机从所述主用用户端口倒换至所述备用用户端口，其中，所述主用用户端口和所述主用系统端口位于所述主用数据板上，所述备用用户端口和所述备用系统端口位于所述备用数据板上。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

建立模块，用于在所述第一检测模块对所述预设主用通道上的所述主用用户端口进行检测、所述第二检测模块对所述预设主用通道上的所述主用系统端口进行检测之前，在所述主用数据板和所述备用数据板，与所述交换机之间建立操作管理和维护OAM协议保护关系，和，在所述主用数据板和所述备用数据板，与所述交叉板之间建立时隙通道保护关系。

10.一种端口保护系统，包括：交换机、主用数据板、备用数据板、以及交叉板，其特征在于，

所述系统还包括：权利要求8或9所述的端口保护装置。

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