CN104125083A - 一种网络设备的主备倒换方法、装置、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种网络设备的主备倒换方法、装置、设备及系统，涉及无线网络技术领域。方法包括：接收主备GE端口需要进行倒换的中断信号；执行主备GE端口的切换操作，将所述主用GE端口设置为阻塞状态，在所述阻塞状态下，所述主用GE端口只转发网桥协议数据单元BPDU报文，且停止学习MAC地址；启动备用GE端口，并将所述备用GE端口设置为转发状态，在所述转发状态下，所述备用GE端口转发所有类型的报文，且学习MAC地址。采用上述方法可实现主备GE端口的快速完成，并且满足电力EPON标准的手拉手双链保护要求。

Description

一种网络设备的主备倒换方法、装置、设备及系统

技术领域

本发明涉无线网络领域，特别是涉及一种网络设备的主备倒换方法、装置、设备及系统。

背景技术

随着光接入网络技术日益成熟，光纤将代替铜线成为主流接入方式。如图1所示，一般的住宅楼道内设有ONU(光网络单元)，其通过PON端口在上行方向与OLT(光接入终端）连接，一台OLT负责多个ONU的数据传输。其中，ONU内的GE端口将数据划分后通过FE端口（百兆口）发送至楼道内用户使用（如图1中的PC）。

为满足网络系统的容灾要求，光节点ONU中设有主用GE端口，和备用GE端口，当主用GE端口发生故障的时候，ONU进行GE端口的主备倒换。现有技术中采用端口隔离方法实现GE端口的主备倒换，即主用GE端口切换备用GE端口后，设置隔离主用GE端口与备用GE端口隔离，以及主用GE端口与所有FE端口隔离。因此现有技术存在以下几个问题：

1．随着ONU端口数量的增多，导致设置端口之间的隔离时间变长，因此倒换时间也会延长，难以满足快速切换的要求。

2．现有隔离方法ONU中的CPU与备用GE端口未做隔离保护（如图1），导致CPU进来的报文(如ping包)会发往所有GE端口，主备PON端口也会发出同样的两份报文，因此无法满足电力EPON标准的手拉手双链保护要求，详见附图2。

注：手拉手双链保护（如图2所示），每个ONU分别和2个OLT对接，要求在任何时刻，除了ONU与OLT之间的管理消息之外，其他的所有业务消息只从一个方向收发。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种网络设备的主备倒换方法、装置、设备及系统，能够实现主备GE端口的快速完成，同时满足了电力EPON标准的手拉手双链保护要求。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种网络设备的主备倒换方法，包括：

接收主备GE端口需要进行倒换的中断信号；

执行主备GE端口的切换操作，将所述主用GE端口设置为阻塞状态，在所述阻塞状态下，所述主用GE端口只转发网桥协议数据单元BPDU报文，且停止学习MAC地址；

启动备用GE端口，并将所述备用GE端口设置为转发状态，在所述转发状态下，所述备用GE端口转发所有类型的报文，且学习MAC地址。

其中，将所述主用GE端口设置为阻塞状态的步骤包括：

将所述主用GE端口的生成树协议STP设置为Block模式，使主用GE端口进入阻塞状态；

将所述备用GE端口的STP设置为转发状态的步骤包括：将所述主用GE端口的生成树协议STP设置为Forwarding模式，使主用GE端口进入转发状态；

其中，在将所述主用GE端口的STP设置为阻塞状态后还包括：

删除所述主用GE端口学到的所有动态MAC地址。

本发明的实施例还提供一种网络设备的主备倒换装置，包括：

接收单元，用于接收主备GE端口需要进行倒换的中断信号

第一设置单元，用于将所述主用GE端口设置为阻塞状态，在所述阻塞状态下，所述主用GE端口只转发网桥协议数据单元BPDU报文，且停止学习MAC地址；

第二设置单元，用于启动备用GE端口，并将所述备用GE端口设置为转发状态，在所述转发状态下，所述备用GE端口转发所有类型的报文，且学习MAC地址。

其中，所述第一设置单元具体用于：将所述主用GE端口的生成树协议STP设置为Block模式，使主用GE端口进入阻塞状态；

所述第二设置单元具体用于：将所述主用GE端口的生成树协议STP设置为Forwarding模式，使主用GE端口进入转发状态；

其中，本实施例的装置还包括：

删除单元，用于在所述第一设置单元将所述主用GE端口的STP设置为阻塞状态后，删除所述主用GE端口学到的所有动态MAC地址。

本发明的实施例还提供一种光网络单元ONU设备，包括主用GE端口、备用GE端口以及CPU；其中，本实施例的装置还包括：

检测模块，用于检测主用GE端口的状态信息，若需要执行GE端口主备倒换时，发送主备GE端口需要进行倒换的中断信号至所述CPU；

交换芯片，用于将所述主用GE端口设置为阻塞状态；以及启动备用GE端口，并将所述备用GE端口设置为转发状态；

所述CPU用于：根据所述中断信号控制交换芯片工作；

其中，在所述阻塞状态下，所述主用GE端口只转发网桥协议数据单元BPDU报文，且停止学习MAC地址；在所述转发状态下，所述备用GE端口转发所有类型的报文，且学习MAC地址。

本发明的实施例还提供一种网络接入系统，包括上述光网络单元ONU设备。

本发明的上述方案具有如下有益效果：

本发明的方法、装置、设备及系统能够在主用GE端口切换到被用GE端口时，将主用GE端口设置为阻塞状态，在阻塞状态下，主用GE端口停止学习MAC地址，由于无需将对主用GE端口与所有的FE口进行端口隔离，从而节省了切换的时间；此外主用GE端口阻塞状态下，只转发网桥协议数据单元BPDU报文，能够避免上行的OLT设备收到来自主用GE端口和备用GE端口同样的两份非BPDU报文，因此满足了电力EPON标准的手拉手双链保护要求。同时备用GE端口进入转发状态，转发所有类型的报文，并且学习MAC地址，在学习MAC地址后开始进行正常工作，主备倒换过程完成。

附图说明

图1为现有技术中的ONU结构图；

图2为实现电力EPON标准的手拉手双链保护的结构示意图；

图3为本发明中网络设备的主备倒换方法的流程示意图；

图4为本发明中网络设备的主备倒换方法的详细步骤示意图；

图5为本发明中网络设备的主备倒换装置的结构意图；

图6为本发明中光网络单元ONU设备的结构示意图；

图7为本发明中网络接入系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图3所示，一种网络设备的主备倒换方法，包括：

步骤1，接收主备GE端口需要进行倒换的中断信号；

步骤2，执行主备GE端口的切换操作，将所述主用GE端口设置为阻塞状态，在所述阻塞状态下，所述主用GE端口只转发网桥协议数据单元BPDU报文，且停止学习MAC地址；

步骤3，启动备用GE端口，并将所述备用GE端口设置为转发状态，在所述转发状态下，所述备用GE端口转发所有类型的报文，且学习MAC地址。

上述方法在主用GE端口切换到被用GE端口时，将主用GE端口设置为阻塞状态，在阻塞状态下，主用GE端口停止学习MAC地址，由于无需将对主用GE端口与所有FE端口进行端口隔离，从而节省了切换的时间；此外主用GE端口阻塞状态下，只转发网桥协议数据单元BPDU报文，能够避免上行的OLT设备收到来自主用GE端口和备用GE端口同样的两份非BPDU报文，因此满足了电力EPON标准的手拉手双链保护要求。同时备用GE端口进入转发状态，转发所有类型的报文，并且学习MAC地址，在学习MAC地址后开始进行正常工作，主备倒换过程完成。

在本发明的上述实施例中，步骤2中将所述备用GE端口设置为转发状态，包括：

将所述主用GE端口的生成树协议STP设置为BLOCK模式，使主用GE端口进入阻塞状态；

步骤3中将所述备用GE端口设置为转发状态包括：将所述主用GE端口的生成树协议STP设置为Forwarding模式，使主用GE端口进入转发状态；

现有的STP包括以下几种模式：

Disable:在这种模式下，端口接收的所有报文都将被丢弃，且不被进行报文转发以及不能学习报文的源MAC地址。

Block:在这种模式下，端口转发收到的BPDU报文CPU，除BPDU报文，其他普通报文将被丢弃，此外，端口不能学习MAC地址，并丢弃报文的源MAC地址。

Learing：在这种模式下，端口转发收到的BPDU报文到CPU，除BPDU报文，其他普通报文将被丢弃；端口学习所有接收到的报文的MAC地址。

Forwarding：在这种模式下，端口转发收到的BPDU报文到CPU，除BPDU报文意外，其他普通报文也将被转发；端口学习所有接收到的报文的MAC地址。

由此可见，上述方法具体是通过改变主备GE端口的STP模式，来实现设置主备GE端口的状态，从而控制GE端口对报文的转发以及MAC地址的学习。

当主用GE端口被替换后到下一次重新启用时，其所学到的动态MAC地址可能已经失去意义。因此，所以在本发明的上述实施例中，在将所述主用GE端口的STP设置为阻塞状态后还包括：

删除所述主用GE端口学到的所有动态MAC地址。

如附图4所示，下面对主GE端口切换备用GE端口的流程进行详细描述：

步骤401：接收中断信号；

具体实现方法可对主用GE端口配置光模块，以及一个光链路检测模块。光链路检测模块通过信号上报的方式对光模块的光功率接收分别进行检测，当发现光模块有变化（即主用GE端口发生异常），便产生告警中断信号上报。

步骤402：在接收到中断信号后确定主用GE端口需要进行更换（例如：主用GE端口发生故障的时候）；

步骤403：删除主用GE端口上学到的所有动态MAC地址；

步骤404：设置主用GE端口的STP为Block模式；在Block模式下丢弃除BPDU外的所有报文，且不学习MAC地址；此时的状态下，无法通过主用GE端口PING通OLT设备;

步骤405：设置备用GE端口的STP状态为FORWARD模式;在Forwarding状态下转发所有类型报文，并学习接收到的报文的源MAC地址。

综上所述，上述实施例具有以下几个优点：

1．通过设置GE端口的STP即可使GE端口被隔离或者进入工作状态，因此GE端口主备倒换时间更短；

2．主用GE端口在被替换后，只转发网桥协议数据单元BPDU报文，而CPU发送的报文(如ping包)不会从主用GE端口发送，避免了上行的OLT设备收到来自主用GE端口和备用GE端口同样的两份报文，满足了电力EPON标准的手拉手保护要求。

如图5所示，本发明还提供一种网络设备的主备倒换装置，包括：

接收单元，用于接收主备GE端口需要进行倒换的中断信号；

第一设置单元，将所述主用GE端口设置为阻塞状态，在所述阻塞状态下，所述主用GE端口只转发网桥协议数据单元BPDU报文，且停止学习MAC地址；

第二设置单元，用于启动备用GE端口，并将所述备用GE端口设置为转发状态，在所述转发状态下，所述备用GE端口转发所有类型的报文，且学习MAC地址。

上述装置在主用GE端口切换到被用GE端口时，将主用GE端口设置为阻塞状态，在阻塞状态下，主用GE端口停止学习MAC地址，由于无需将对主用GE端口与所有FE端口进行端口隔离，从而节省了切换的时间；此外主用GE端口阻塞状态下，只转发网桥协议数据单元BPDU报文，能够避免上行的OLT设备收到来自主用GE端口和备用GE端口同样的两份非BPDU报文，因此满足了电力EPON标准的手拉手双链保护要求。同时备用GE端口进入转发状态，转发所有类型的报文，并且学习MAC地址，在学习MAC地址后开始进行正常工作，主备倒换过程完成。

在本发明的上述实施例中，所述第一设置单元具体用于：将所述主用GE端口的生成树协议STP设置为Block模式，使主用GE端口进入阻塞状态；

所述第二设置单元具体用于：将所述主用GE端口的生成树协议STP设置为Forwarding模式，使主用GE端口进入转发状态；

上述装置具体是通过改变主备GE端口的STP模式，来实现设置主备GE端口的状态，从而控制GE端口对报文的转发以及MAC地址的学习。

当主用GE端口被替换后到下一次重新启用时，其所学到的动态MAC地址可能已经失去意义。因此，所以在本发明的上述实施例中，还包括：

删除单元，用于在所述第一设置单元将所述主用GE端口的STP设置为阻塞状态后，删除所述主用GE端口学到的所有动态MAC地址。

显然，上述实施例为本发明中一种网络设备的主备倒换方法对应的装置实施例，所述网络设备的主备倒换方法达到的技术效果，本实施例的装置也同样能够达到。

如图6所示，本发明的实施例还提供一种光网络单元ONU设备，包括主用GE端口、备用GE端口以及CPU；其中，本实施例的装置还包括：

检测模块，用于检测主用GE端口的状态信息，若需要执行GE端口主备倒换时，发送主备GE端口需要进行倒换的中断信号至所述CPU；

交换芯片，用于将所述主用GE端口设置为阻塞状态；以及启动备用GE端口，并将所述备用GE端口设置为转发状态；

所述CPU用于：根据所述中断信号控制交换芯片工作；

其中，在所述阻塞状态下，所述主用GE端口只转发网桥协议数据单元BPDU报文，且停止学习MAC地址；在所述转发状态下，所述备用GE端口转发所有类型的报文，且学习MAC地址。

上述设备中的交换芯片将主用GE端口切换到被用GE端口时，把主用GE端口设置为阻塞状态，在阻塞状态下，主用GE端口停止学习MAC地址，由于无需将对主用GE端口与所有FE端口进行端口隔离，从而节省了切换的时间；此外主用GE端口在阻塞状态下，只转发网桥协议数据单元BPDU报文，能够避免上行的OLT设备收到来自主用GE端口和备用GE端口同样的两份非BPDU报文，因此满足了电力EPON标准的手拉手双链保护要求。同时PUC将备用GE端口设置为转发状态，使其转发所有类型的报文，并且学习MAC地址，在学习MAC地址后开始进行正常工作。

具体地，本实施例中的CPU在收到检测模块发送的中断信号，并判断出主用GE端口发生故障时，启动交换芯片工作。交换芯片开始删除主用GE端口上学到的所有动态MAC地址；并设置主用GE端口的STP为Block模式（在Block模式下主用GE端口丢弃除BPDU外的所有报文，且不学习MAC地址）。此时的ONU无法通过主用GE端口PING通上行的OLT设备。之后，CPU设置备用GE端口的STP状态为Forwarding模式（在Forwarding状态下备用GE端口转发所有类型报文，并学习接收到的报文的源MAC地址。；

如图7所示，本发明的实施例还提供一种网络接入系统，包括如上所述的光网络单元ONU设备。其中，用户使用的PC\IPTV\Telephon通过网线连接到ONU的FE端口上，ONU根据配置的转发规则将数据流从ONU的GE端口发出，ONU的GE端口具体通过PON端口连接到OLT上，OLT根据配置的转发规则将数据发出，接入交换机。为实现电力EPON标准的手拉手双链保护，ONU中的每个GE口都连接有2个OLT，在任何时刻，除了ONU与OLT之间的管理报文外，其他的所有业务报文只能通过GE端口与向其中一个OLT收发。

本实施例的网络接入系统由于ONU的主用GE端口在替换后，被设置为阻塞状态，只转发BPDU报文（BPDU报文是一种管理报文），从而避免了ONU的主用GE端口和备用GE端口都向上行发出arp报文，减少网络风暴的产生（目前很多地方两个OLT共用一根网线与交换机连接，结果就出现两个OLT都学习到了ONU的系统MAC地址，交换机同时收到两份源MAC和目的MAC都相同的数据流）。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种网络设备的主备倒换方法，其特征在于，包括：

接收主备GE端口需要进行倒换的中断信号；

执行主备GE端口的切换操作，将所述主用GE端口设置为阻塞状态，在所述阻塞状态下，所述主用GE端口只转发网桥协议数据单元BPDU报文，且停止学习MAC地址；

启动备用GE端口，并将所述备用GE端口设置为转发状态，在所述转发状态下，所述备用GE端口转发所有类型的报文，且学习MAC地址。

2.根据权利要求1所述的网络设备的主备倒换方法，其特征在于，将所述主用GE端口设置为阻塞状态的步骤包括：

将所述主用GE端口的生成树协议STP设置为Block模式，使主用GE端口进入阻塞状态；

将所述备用GE端口的STP设置为转发状态的步骤包括：将所述主用GE端口的生成树协议STP设置为Forwarding模式，使主用GE端口进入转发状态。

3.根据权利要求1所述的网络设备的主备倒换方法，其特征在于，在将所述主用GE端口的STP设置为阻塞状态后还包括：

删除所述主用GE端口学到的所有动态MAC地址。

4.一种网络设备的主备倒换装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收主备GE端口需要进行倒换的中断信号；

第一设置单元，将所述主用GE端口设置为阻塞状态，在所述阻塞状态下，所述主用GE端口只转发网桥协议数据单元BPDU报文，且停止学习MAC地址；

第二设置单元，用于启动备用GE端口，并将所述备用GE端口设置为转发状态，在所述转发状态下，所述备用GE端口转发所有类型的报文，且学习MAC地址。

5.根据权利要求4所述的网络设备的主备倒换装置，其特征在于，所述第一设置单元具体用于：将所述主用GE端口的生成树协议STP设置为Block模式，使主用GE端口进入阻塞状态；

所述第二设置单元具体用于：将所述主用GE端口的生成树协议STP设置为Forwarding模式，使主用GE端口进入转发状态。

6.根据权利要求4所述的网络设备的主备倒换装置，其特征在于，还包括：

删除单元，用于在所述第一设置单元将所述主用GE端口的STP设置为阻塞状态后，删除所述主用GE端口学到的所有动态MAC地址。

7.一种光网络单元ONU设备，包括主用GE端口、备用GE端口以及CPU，其特征在于，还包括：

检测模块，用于检测主用GE端口的状态信息，若需要执行GE端口主备倒换时，发送主备GE端口需要进行倒换的中断信号至所述CPU；

交换芯片，用于将所述主用GE端口设置为阻塞状态；以及启动备用GE端口，并将所述备用GE端口设置为转发状态；

所述CPU用于：根据所述中断信号控制交换芯片工作；

其中，在所述阻塞状态下，所述主用GE端口只转发网桥协议数据单元BPDU报文，且停止学习MAC地址；在所述转发状态下，所述备用GE端口转发所有类型的报文，且学习MAC地址。

8.一种网络接入系统，其特征在于：包括如权利要求7所述的光网络单元ONU设备。