CN104065546B

CN104065546B - 以太网保护切换方法

Info

Publication number: CN104065546B
Application number: CN201410317065.9A
Authority: CN
Inventors: 李建锋
Original assignee: Lead Communication Technology (shanghai) Co Ltd
Current assignee: Lead Communication Technology (shanghai) Co Ltd
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2018-01-19
Anticipated expiration: 2034-07-04
Also published as: CN104065546A

Abstract

本发明揭示了一种以太网保护切换方法，包括：主节点收到NR帧后，开启WTR定时器；此时第二节点并没有检测到D1端口对应链路已经恢复，认为还处于问题状态，接收到第一节点发过来的NR报文后发送SF提醒报文，提醒其他节点本节点处还存在问题链路；主节点接收到第二节点发过来的SF提醒报文，关闭WTR定时器，重新进入链路保护状态；第二节点发现其D1端口对应链路恢复，开启GUARD定时器，并向其他各节点发送NR帧；主节点收到NR帧开启WTR定时器；主节点的WTR定时器超时阻塞RPL端口A2，并向其他节点发送NRRB帧；相邻节点接收到NRRB帧后重新阻塞其RPL端口B1；第一、第二节点接收到NRRB帧，打开原来因为故障阻塞的C2端口和D1端口。本发明可解决链路恢复时收敛时间长的问题。

Description

以太网保护切换方法

技术领域

本发明属于网络通讯技术领域，涉及一种以太网保护切换方法，尤其涉及一种基于链路层的以太网保护切换方法。

背景技术

ERPS(Ethernet Ring Protection Switching)是一种基于链路层的以太网保护切换协议。随着目前工业环境对其网络的可靠性和实时性要求越来越高，ERPS被越来越多的采用，相对其他STP、EAPS等其他几种环网协议而言，ERPS有着更快的保护倒换时间(50ms以内)，协议内容更齐全，支持更多的网络拓扑结构(单环以及各种多环拓扑结构)和各种故障情况(单链路故障、多链路故障等)。

ERPS协议中，网络中各节点主要分三种类型：主节点(RPL Owner Node)、相邻节点(RPL Neighbour Node)和普通节点(Common Node)，网络成环以后，会阻塞主节点和相邻节点之间的链路(RPL)端口，防止出现环路。链路上一旦出现故障，则打开RPL端口，从而实现快速链路切换。如果故障链路恢复以后，则重新阻塞RPL端口，切换回原来链路。

ERPS协议中，可以用CCM报文(每个报文间隔3.3ms)监测的方式来判断相邻节点的链路情况。而在实际应用中，由于方案条件的限制很多设计方案中采用监测PHY link状态或者光模块LOS信号(两个节点之间用光纤连接)的方式。对于收发各一根光纤(分别负责接收和发送)的双口光模块，出现链问题的时候，经常出现两端LOS信号不同步的现象(例如，手动拔插光模块造成光模块LOS和恢复，经常链路两端检测到LOS和恢复存在几个毫秒到几百毫秒的时间差值)。如果采用软件轮询方式访问PHY的link状态监测链路状态，链路两端节点也存在状态监测的时间差(大小视具体环境而定)。类似上述问题，对ERPS在链路恢复时候的收敛时间有很大影响，有的甚至调整ERPS的WTR以及GUARD定时器都没法解决。

请参阅图1，原协议中的链路恢复处理流程包括如下步骤：

(1)故障链路恢复，此时两端端口(端口C2和D1)还处于阻塞状态(通过带填充的圆圈表示，下同)。

(2)节点C首先检测到问题链路恢复，启动GUARD定时器，并向其他节点发送NR帧。

(3)Owner节点A收到NR帧，开启WTR定时器。

(4)随后节点D也检测到问题链路恢复，并启动GUARD定时器，并向其他节点发送NR帧。

(5)Owner节点A上的WTR定时器超时，阻塞RPL链路端口A1，并向两端其他节点发送NRRB帧。Neighbour节点B接收到NRRB帧以后，也将RPL链路的端口B1阻塞。节点C此时GUARD定时器已经结束，可以正常接收到NRRB帧，所以打开了原来被阻塞的端口C2。而节点D由于还处于GUARD未超时状态，无法接收到NRRB帧，所以端口D1处于阻塞状态。

(6)直到GUARD超时以后，5秒后下一个NRRB帧到来，才会重新打开端口D1，链路才会真正恢复正常。

显然，这种情况下，会存在0～5秒的时间段，端口A2、B1和D1被阻塞，节点B和节点C处于业务不通状态。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的以太网保护切换方法，以便克服现有协议的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种以太网保护切换方法，可有效解决链路恢复的时候收敛时间长的问题，进一步缩短在上述条件干扰下的故障收敛时间。

在环网保护链路故障恢复过程中，由于恢复链路两端监测到链路恢复存在一定的时间差，导致收敛时间过慢，本发明主要是为了解决这个问题。在一些实际应用场景中，没有CCM报文监测，没有中断上报等，链路两端状态检测往往存在较大的时间差。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种以太网保护切换方法，所述方法包括如下步骤：

(S1)故障链路恢复，此时第一节点C的第二端口C2、第二节点D的第一端口D1还处于阻塞状态；

(S2)第一节点C首先检测到问题链路恢复，启动GUARD定时器，并向其他节点发送NR帧；

(S3)主节点A收到NR帧，开启WTR定时器；而此时第二节点D并没有检测到其第一端口D1对应链路已经恢复，认为还处于问题状态，所以接收到第一节点C发过来的NR报文以后，会马上发送SF提醒报文，提醒其他节点，本节点处还存在问题链路；

(S4)主节点A接收到第二节点D发过来的SF提醒报文，马上关闭WTR定时器，重新进入链路保护状态；

(S5)第二节点D也发现其第一端口D1对应链路恢复，开启GUARD定时器，并向其他各节点发送NR帧；

(S6)主节点A收到NR帧，开启WTR定时器；

(S7)主节点A的WTR定时器超时，阻塞RPL端口(A2)，并向其他节点发送NRRB帧；相邻节点B接收到NRRB帧以后，也重新阻塞其RPL端口(B1)；第一节点C和第二节点D接收到NRRB帧，打开原来因为故障阻塞的第二端口C2和第一端口D1，到此，链路恢复正常。

作为本发明的一种优选方案，步骤S2中，故障链路恢复时候，会启用GUARD定时器，防止当时链路上过期的ERPS报文。

作为本发明的一种优选方案，步骤S3中，为了防止链路恢复时候出现震荡，主节点在检测到有链路故障恢复时候，会启动WTR定时器，直到该定时器超时才会发起链路切换。

作为本发明的一种优选方案，步骤S7中，RPL为环网保护链路，在整个环网无故障时候，RPL链路两端端口处于阻塞状态，一旦环网链路出现故障，RPL保护链路两端端口就会打开，启用备用链路。

本发明的有益效果在于：本发明提出的以太网保护切换方法，优化了原ERPS协议内容，解决原ERPS协议存在的因为链路两端状态上报时间差可能导致的链路恢复时机不准的问题，提高了链路切换的准确性，并且大大降低了ERPS协议实现的软硬件要求。

经过本发明优化以后，在ERPS的链路恢复过程中，即使出现链路两端状态不能同时检测到的情况，也会根据后检测到的端口的请求来进行整体链路切换，避免了过早切换可能导致的部分链路不对的情况。同时，采用优化方案以后，对于该环网中出现多链路故障，都能准确及时的通知Owner节点链路情况，防止出现部分链路不能准确及时切换的问题。

附图说明

图1为原erps链路恢复方法的流程图。

图2为本发明以太网保护切换方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图2，本发明揭示了一种以太网保护切换方法，所述方法包括如下步骤：

(S2)第一节点C首先检测到问题链路恢复，启动GUARD定时器，并向其他节点发送NR帧。其中，GUARD定时器为防护定时器，故障链路恢复时候，会启用该定时器，防止当时链路上过期的ERPS报文。NR(No Request，无请求)帧指无请求帧，这个场景主要用来告知Owner主节点有节点故障恢复。

(S3)主节点A收到NR帧，开启WTR定时器；而此时第二节点D并没有检测到其第一端口D1对应链路已经恢复，认为还处于问题状态，所以接收到第一节点C发过来的NR报文以后，会马上发送SF提醒报文，提醒其他节点，本节点处还存在问题链路。为了防止链路恢复时候出现震荡，Owner主节点在检测到有链路故障恢复时候，会启动WTR(Wait To Restore)定时器，直到该定时器超时才会发起链路切换。SF(Signal Failed)帧主要是在节点链路存在故障时候发送，提醒Owner和其他节点，链路出现故障。

(S4)主节点A接收到第二节点D发过来的SF提醒报文，马上关闭WTR定时器，重新进入链路保护状态。

(S5)第二节点D也发现其第一端口D1对应链路恢复，开启GUARD定时器，并向其他各节点发送NR帧。

(S6)主节点A收到NR帧，开启WTR定时器。

(S7)主节点A的WTR定时器超时，阻塞RPL端口A2，并向其他节点发送NRRB帧；相邻节点B接收到NRRB帧以后，也重新阻塞其RPL端口B1；第一节点C和第二节点D接收到NRRB帧，打开原来因为故障阻塞的第二端口C2和第一端口D1，到此，链路恢复正常。

其中，RPL(Ring Protection Link)指的是环网保护链路，在整个环网无故障时候，RPL链路两端端口处于阻塞状态，一旦环网链路出现故障，RPL保护链路两端端口就会打开，启用备用链路。

NRRB(No Request RPL Blocked)帧主要由Owner主节点发送，通知其他各节点，链路故障已经消失，打开原先由于故障的阻塞的链路端口，阻塞RPL端口，完成链路切换。

本发明解决和原ERPS协议在具体实现过程中，由于条件限制导致链路两端状态变化相差时间比较大的时候，导致的链路恢复过程中可能出现的链路切换时机不对的问题。采用本发明方案以后，ERPS在具体的实施过程中，对链路两端状态监测到的时间差不会有严格的要求，即使不支持CCM报文监测，可以采用简单的软件轮询PHY状态或者光模块LOS状态这种方式，也可以实现链路故障恢复时候的准确切换；大大降低了实际应用中的软硬件条件限制。

此外，本发明优化了原ERPS协议内容，解决原ERPS协议存在的因为链路两端状态上报时间差可能导致的链路恢复时机不准的问题，提高了链路切换的准确性，并且大大降低了ERPS协议实现的软硬件要求

综上所述，本发明提出的以太网保护切换方法，经过优化以后，在ERPS的链路恢复过程中，即使出现链路两端状态不能同时检测到的情况，也会根据后检测到的端口的请求来进行整体链路切换，避免了过早切换可能导致的部分链路不对的情况。而且，采用优化方案以后，对于该环网中出现多链路故障，都能准确及时的通知Owner节点链路情况，防止出现部分链路不能准确及时切换的问题。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims

1.一种以太网保护切换方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(S1)故障链路恢复，此时第一节点(C)的第二端口(C2)、第二节点(D)的第一端口(D1)还处于阻塞状态；

(S2)第一节点(C)首先检测到问题链路恢复，启动GUARD定时器，并向其他节点发送NR帧；故障链路恢复时候，会启用GUARD定时器，防止当时链路上过期的ERPS报文；GUARD定时器为防护定时器；NR帧指无请求帧，这个场景主要用来告知主节点有节点故障恢复；

(S3)主节点(A)收到NR帧，开启WTR定时器；而此时第二节点(D)并没有检测到其第一端口(D1)对应链路已经恢复，认为还处于问题状态，所以接收到第一节点(C)发过来的NR报文以后，会马上发送SF提醒报文，提醒其他节点，本节点处还存在问题链路；为了防止链路恢复时候出现震荡，主节点在检测到有链路故障恢复时候，会启动WTR定时器，直到该定时器超时才会发起链路切换；SF帧主要是在节点链路存在故障时候发送，提醒主节点和其他节点，链路出现故障；

(S4)主节点(A)接收到第二节点(D)发过来的SF提醒报文，马上关闭WTR定时器，重新进入链路保护状态；

(S5)第二节点(D)也发现其第一端口(D1)对应链路恢复，开启GUARD定时器，并向其他各节点发送NR帧；

(S6)主节点(A)收到NR帧，开启WTR定时器；

(S7)主节点(A)的WTR定时器超时，阻塞RPL端口(A2)，并向其他节点发送NRRB帧；相邻节点(B)接收到NRRB帧以后，也重新阻塞其RPL端口(B1)；第一节点(C)和第二节点(D)接收到NRRB帧，打开原来因为故障阻塞的第二端口(C2)和第一端口(D1)，到此，链路恢复正常；

RPL为环网保护链路，在整个环网无故障时候，RPL链路两端端口处于阻塞状态，一旦环网链路出现故障，RPL保护链路两端端口就会打开，启用备用链路；

NRRB帧主要由主节点发送，通知其他各节点，链路故障已经消失，打开原先由于故障的阻塞的链路端口，阻塞RPL端口，完成链路切换。