CN104184628A - 网络中的环网检测方法、网络设备和环网检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络中的环网检测方法、网络设备和环网检测系统，其中，所述网络包括多个网络设备，所述方法包括：发送第一链路层发现协议LLDP报文，所述第一LLDP报文携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息；接收第二LLDP报文，判断所述第二LLDP报文中是否存在所述端口信息，如果存在，则判定所述网络中存在环网。本发明实施例可以通过发送第一LLDP报文进行环网检测，由于第一LLDP报文中携带有发送第一LLDP报文的端口信息，如果接收到的第二LLDP报文存在所述端口信息，则可以判定网络中存在环网，LLDP为大部分设备支持的标准协议，可以支持跨厂家设备之间的环网检测，适用范围广。

Description

网络中的环网检测方法、网络设备和环网检测系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种网络中的环网检测方法、网络设备和环网检测系统。

背景技术

为了保证网络的可靠性，运营商通常部署一些冗余网络，这种情况下网络会存在环网。为了避免环网引发广播环网和MAC（Media Access Control，媒体接入控制）地址表震荡，通常使用STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）动态的消除环网。STP通过阻塞适当的端口来避免环路，在网络侧的各个设备例如：SW1、SW2、SW3上使能STP后，如果检测到SW1、SW2、SW3形成环网，可以将其中一个设备例如：SW3的一个形成环网的端口阻塞，则SW3可以不再通过该端口转发流量，从而达到修剪冗余链路的目的。但是，STP是基于以太网设计的，仅适用于消除网络侧的环网，不适用于消除用户侧的环网。

为了检测和消除用户侧的环网，可以采用私有协议例如：RINGCHECK进行用户侧环网检测，通过设备在用户端口周期性发送环网检测（RINGCHECK）报文，监控用户侧和网络侧收到的RINGCHECK报文，检测运营商网络是否形成环网。如果用户侧的网络设备接收到本设备发送的报文，表明网络中有环网产生。但目前RINGCHECK不属于标准协议，在不同厂家对接出现环网情况下，如果对方不支持RINGCHECK协议，则不能检测出环网。

因此，现有技术中进行环网检测采用私有协议，使用范围受限。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的是环网检测的问题，提供一种网络中的环网检测方法和网络设备。

为了实现上述目的，在第一方面，本发明提出了一种网络中的环网检测方法，所述网络包括多个网络设备，所述方法包括：

发送第一链路层发现协议LLDP报文，所述第一LLDP报文携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息；

接收第二LLDP报文，判断所述第二LLDP报文中是否存在所述端口信息，如果存在，则判定所述网络中存在环网。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述端口信息包括：

端口号、端口在网络设备上的框位号和/或槽位号、端口名称、端口的媒体访问控制MAC地址和端口所在设备的桥MAC地址中的一个或者多个。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述第一LLDP报文的目的MAC地址为广播MAC地址，所述发送第一LLDP报文具体包括：

根据所述广播MAC地址将所述第一LLDP报文广播给所连接的网络设备。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述判定所述网络中存在环网之后还包括：

将接收所述第二LLDP报文的端口设置成非激活状态。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述判定所述网络中存在环网之后还包括：

上报携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息和/或接收所述第二LLDP报文的端口信息的告警消息。

在第二方面，本发明提出了一种网络设备，包括：

发送端口，用于发送第一链路发现协议LLDP报文，所述第一LLDP报文携带有用于标识所述发送端口的端口信息；

接收端口，用于接收第二LLDP报文；

处理单元，用于判断所述第二LLDP报文中是否存在有标识所述发送端口的端口信息，如果存在，则判定网络中存在环网。

结合第二方面，在一种可能的实施方式中，所述处理单元还用于在判定出现环网后，将接收到所述第二LLDP报文的端口设置成非激活状态。

结合第二方面，在一种可能的实施方式中，所述发送端口还用于在判定出现环网时，上报携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息和/或接收所述第二LLDP报文的端口信息的告警消息。

在第三方面，本发明提出了一种环网检测系统，所述环网检测系统包括多个网络设备，

所述网络设备，用于发送第一链路发现协议LLDP报文，所述第一LLDP报文中携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息；接收第二LLDP报文，判断所述第二LLDP报文中是否存在所述端口信息，如果存在，则判定所述网络中存在环网。

结合第三方面，在一种可能的实施方式中，所述第一LLDP报文的目的媒体访问控制MAC地址为广播MAC地址，则所述网络设备根据所述广播MAC地址将所述第一LLDP报文广播给所连接的网络设备。

结合第三方面，在一种可能的实施方式中，所述网络设备还用于在判定所述网络中存在环网之后，将接收所述第二LLDP报文的端口设置成非激活状态。

结合第三方面，在一种可能的实施方式中，所述端口信息包括：

端口号、端口在网络设备上的框位号和/或槽位号、端口名称、端口的MAC地址和端口所在设备的桥MAC地址中的一个或者多个。

本发明实施例可以通过发送第一LLDP报文进行环网检测，由于第一LLDP报文中携带有发送第一LLDP报文的端口信息，如果接收到的第二LLDP报文存在所述端口信息，则可以判定网络中存在环网，LLDP为大部分设备支持的标准协议，因此可以支持跨厂家设备之间的环网检测，适用范围广。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的说明书附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。

图1a为本发明实施例一的网络中的环网检测方法的应用场景的示意图；

图1b为本发明实施例一的网络中的环网检测方法的流程示意图；

图1c为本发明实施例一的网络中的环网检测方法中LLDP报文的示意图；

图2为本发明实施例二的网络中的环网检测方法的流程示意图；

图3为本发明实施例三的网络设备的结构框图；

图4为本发明实施例四的网络设备的结构框图；

图5为本发明实施例五的环网检测系统的结构框图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

图1a为本发明实施例一的网络中的环网检测方法的应用场景的示意图，如图1a所示，网络中可以包括多个网络设备，设备A、设备B、设备C、设备N等。本发明实施例中的网络设备可以为网络侧的设备，也可以为用户侧的设备，只要是网络中的设备都简称为网络设备。LLDP（Link Layer Discovery Protocol，链路层发现协议）是设备A和终端设备B都支持的标准协议，设备之间可以发送LLDP报文。如果从设备A发出的LLDP报文，经过设备C、设备N、设备B后，又被设备A接收到，则表明在设备A出现了环网。

图1b为本发明实施例一的网络中的环网检测方法的流程示意图，如图1b所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤101、发送第一LLDP报文，所述第一LLDP报文携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息；

其中，端口信息可以包括：端口号、端口在网络设备上的框位号和/或槽位号、端口名称、端口的媒体访问控制MAC地址和端口所在设备的桥MAC地址中的一个或者多个。

具体地，端口信息可以通过LLDP报文的中携带的TLV（type-length-value，类型长度值）来实现。其中，LLDP报文中携带的TLV类型可以参照表1。

表1

在表1中，这4个TLV为LLDP报文必须携带的字段。其中，端口信息字段（Port ID）是LLDP报文的中携带的一种TLV类型。端口信息字段（Port ID）用于标识LLDP报文的LLDPDU（Link LayerDiscovery Protocol Data Unit，链路层发现协议数据单元）发送端的端口信息。当设备不发送携带MED（Media Endpoint Discovery，媒体终端发现）TLV的LLDP报文时，端口信息字段（Port ID）的内容可以为端口名称；当设备发送携带MED TLV的LLDP报文时，端口信息字段（Port ID）的内容可以为源MAC地址例如：发送端口的端口MAC地址，没有端口MAC地址时，端口信息字段（Port ID）的内容可以为端口所在设备的桥MAC地址。此外，端口信息字段（Port ID）的内容也可以包括：端口号、端口在网络设备上的框位号和/或槽位号等。

在发送第一LLDP报文之前，可以先在第一LLDP报文的端口信息字段中写入发送该第一LLDP报文的端口信息。

进一步地，为了使用LLDP报文检测环网，可以将LLDP报文的目的MAC地址修改为广播MAC地址，从而使得LLDP报文可以正常穿透相关设备，这样可以使得在出现环网时，发送LLDP报文的设备例如：网络设备或终端设备在出现环网时可以接收到自己发送的报文。

具体地，图1c为本发明实施例一的网络中的环网检测方法中LLDP报文的示意图，如图1c所示，以Ethernet II格式封装的LLDP报文为例，LLDP报文各字段的分别有具体的含义。其中，目的MAC地址（Destination MAC address）可以设置为固定的组播MAC地址例如：0x0180-C200-000E。本发明实施例中可以将该目的MAC地址中的组播MAC地址修改为广播MAC地址例如：0xFFFF-FFFF-FFFF；源MAC地址（Source MAC address）为端口MAC地址或端口所在设备的桥MAC地址，如果有端口地址可以使用端口MAC地址，否则可以使用端口所在设备的桥MAC地址；报文类型（Type）可以为0x88CC；数据（Data）可以为LLDPDU（Link Layer Discovery Protocol Data Unit，链路层发现协议数据单元）；FCS为帧检验序列（Frame Check Sequence）。

因此，发送第一LLDP报文的步骤具体可以包括：根据所述广播MAC地址将所述第一LLDP报文广播给所连接的网络设备。由于在第一LLDP报文中携带广播MAC地址，接收到该第一LLDP报文的网络设备可以透传该第一LLDP报文。

步骤102、接收第二LLDP报文，判断所述第二LLDP报文中是否存在所述端口信息，如果存在，则判定所述网络中存在环网。

其中，在网络设备接收到第二LLDP报文时，根据第二LLDP报文中的端口信息字段（Port ID）中的内容，可以识别出该第二LLDP报文是否是本设备的某个端口发送、又被环回到本设备的，从而检测出当前组网是否出现了环网。具体可以判断第二LLDP报文中的端口信息字段的内容中是否存在发送第一LLDP报文的端口信息，如果存在，则说明第二LLDP报文即为本设备发出的第一LLDP报文，在本设备出现了环网。

此外，通过在LLDP扩展TLV携带的端口信息字段的不同标识，可以支持不同接入类型环网的检测，实现多种接入方式的环网检测，不局限于物理端口，也可以为其他方式例如ONT（OpticalNetwork Terminal，光网络终端）、EOC（Ethernet over Coax，同轴电缆以太网）等接入方式的环网检测。

本实施例发送的第一LLDP报文中携带有发送第一LLDP报文的端口信息，如果接收到的第二LLDP报文存在所述端口信息，可以判定网络中存在环网，LLDP为大部分设备支持的标准协议，可以支持跨厂家设备之间的环网检测和环网消除，适用范围广。

图2为本发明实施例二的网络中的环网检测方法的流程示意图，图2与图1a相同的步骤具有相同的标号，如图2所示，该方法与上述实施例的区别在于：

为了消除环网，该方法还可以包括：

步骤201、判定所述网络中存在环网之后，将接收所述第二LLDP报文的端口设置成非激活状态。

如果设备接收到的第二LLDP报文中包括的本设备发送第一LLDP报文的端口信息，则可以判定网络中存在环网，将本设备中接收第二LLDP报文的端口设置成非激活状态，可以将网络中出现环网的链路的环网消除。在消除环网一段时间后，出现环网的链路可能恢复正常工作，该方法还可以包括：在将接收所述第二LLDP报文的端口设置成非激活状态，经过设定时间后，将接收所述第二LLDP报文的端口设置成激活状态。其中，设置激活状态或非激活状态的具体方法可以为人工或自动。

此外，除了消除环网，还可以将出现环网的信息上报，以提醒用户出现环网，因此，该方法还可以包括：

步骤202、判定所述网络中存在环网之后，上报携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息和/或接收所述第二LLDP报文的端口信息的告警消息。

其中，步骤201和步骤202的执行可以不分先后，例如：可以先执行步骤201，也可以先执行步骤202，或者，二者同时执行，本实施例不进行限制。

具体地，设备周期性发送第一LLDP报文，如果经过上述的步骤102，如本设备接收到的第二LLDP报文中存在发送第一LLDP报文的端口信息，则出现环网，可以上报告警信息，提示用户出现环网，告警信息中可以携带发送所述第一LLDP报文的端口信息和/或接收所述第二LLDP报文的端口信息，通过告警信息用户可以了解到具体哪条链路出现了环网，以便重新设计组网消除环网，不影响正常业务功能。

本实施例可以通过发送第一LLDP报文进行环网检测，由于第一LLDP报文中携带有发送第一LLDP报文的端口信息，如果接收到的第二LLDP报文存在所述端口信息，则可以判定网络中存在环网，LLDP为大部分设备支持的标准协议，可以支持跨厂家设备之间的环网检测和环网消除，适用范围广。此外，上报告警信息还可以告知设备操作人员出现环网的具体链路，方便重新设计组网。

图3为本发明实施例三的网络设备的结构框图，如图3所示，该网络设备包括：

发送端口31，用于发送第一链路发现协议LLDP报文，所述第一LLDP报文携带有用于标识所述发送端口的端口信息；

接收端口33，用于接收第二LLDP报文；

处理单元35，用于判断所述第二LLDP报文中是否存在有标识所述发送端口的端口信息，如果存在，则判定网络中存在环网。

具体地，出现环网的具体应用场景可以参见图1a及其相关描述。其中，用于标识发送端口的端口信息可以包括：端口号、端口在网络设备上的框位号和/或槽位号、端口名称、端口的MAC地址和端口所在设备的桥MAC地址中的一个或者多个。具体可以采用LLDP报文中的TLV类型：端口信息字段（Port ID）实现，可以参见上述实施例中的表1及其相关描述。

处理单元35可以触发发送端口31执行发送第一LLDP报文的动作，在接收端口33接收到第二LLDP报文后，处理单元35判断接收端口33所接收到的第二LLDP报文中是否携带用于标识所述发送端口的端口信息，如果是，则判定网络中出现环网。本实施例中网络设备进行环网检测的具体方法可以参照上述实施例中的网络中环网检测方法。

在一种可能的实施方式中，所述处理单元35，具体用于在判定出现环网后，将接收到所述第二LLDP报文的端口设置成非激活状态。

在一种可能的实施方式中，所述发送端口31还用于在判定出现环网时，上报携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息和/或接收所述第二LLDP报文的端口信息的告警消息。

本实施例网络设备可以通过发送端口发送第一LLDP报文进行环网检测，由于第一LLDP报文中携带有发送第一LLDP报文的端口信息，如果接收端口接收到的第二LLDP报文存在所述端口信息，则处理单元可以判定网络中存在环网，LLDP为大部分设备支持的标准协议，可以支持跨厂家设备之间的环网检测和环网消除，适用范围广。此外，上报告警信息还可以告知设备操作人员出现环网的具体链路，方便重新设计组网。

图4为本发明实施例四的网络设备的结构框图，如图4所示。该网络设备可以是具备计算能力的主机服务器、个人计算机PC、或者可携带的便携式计算机或终端等。本发明具体实施例并不对计算节点的具体实现做限定。

具体地，该网络设备可以包括处理器(processor)41、通信接口(Communications Interface)42、存储器(memory array)43和总线44。其中，处理器41、通信接口42、以及存储器43通过总线44完成相互间的通信。

通信接口42用于与网元通信，其中网元包括例如虚拟机管理中心、共享存储等。例如：上述实施例中的发送端口、接收端口、设备端口等。

处理器41用于执行程序。处理器41可能是一个中央处理器CPU，或者是专用集成电路ASIC（Application Specific IntegratedCircuit），或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

存储器43用于存放文件。存储器43可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器43也可以是存储器阵列。存储器43还可能被分块，并且所述块可按一定的规则组合成虚拟卷。

在一种可能的实施方式中，上述程序可为包括计算机操作指令的程序代码。该程序具体可用于执行上述方式实施例中的网络中的环网检测方法，所述网络包括多个网络设备，该方法具体可以包括以下步骤：

发送第一链路层发现协议LLDP报文，所述第一LLDP报文携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息；

接收第二LLDP报文，判断所述第二LLDP报文中是否存在所述端口信息，如果存在，则判定所述网络中存在环网。

在一种可能的实施方式中，所述端口信息包括：

端口号、端口在网络设备上的框位号和/或槽位号、端口名称、端口的媒体访问控制MAC地址和端口所在设备的桥MAC地址中的一个或者多个。

在一种可能的实施方式中，所述第一LLDP报文的目的MAC地址为广播MAC地址，所述发送第一LLDP报文具体包括：

根据所述广播MAC地址将所述第一LLDP报文广播给所连接的网络设备。

在一种可能的实施方式中，所述判定所述网络中存在环网之后还包括：

将接收所述第二LLDP报文的端口设置成非激活状态。

在一种可能的实施方式中，所述判定所述网络中存在环网之后还包括：

上报携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息和/或接收所述第二LLDP报文的端口信息的告警消息。

图5为本发明实施例五的环网检测系统的结构框图，如图5所示，所述环网检测系统包括多个网络设备51。

其中，所述网络设备51，用于发送第一链路发现协议LLDP报文，所述第一LLDP报文中携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息；接收第二LLDP报文，判断所述第二LLDP报文中是否存在所述端口信息，如果存在，则判定所述网络中存在环网。

在一种可能的实施方式中，所述第一LLDP报文的目的媒体访问控制MAC地址为广播MAC地址，则所述网络设备51根据所述广播MAC地址将所述第一LLDP报文广播给所连接的网络设备51。

在一种可能的实施方式中，所述网络设备51还用于在判定所述网络中存在环网之后，将接收所述第二LLDP报文的端口设置成非激活状态。

在一种可能的实施方式中，所述端口信息包括：

端口号、端口在网络设备51上的框位号和/或槽位号、端口名称、端口的MAC地址和端口所在设备的桥MAC地址中的一个或者多个。具体地可以参见上述网络中的环网检测方法实施例中的相关描述。

本实施例环网检测系统中的网络设备可以通过发送第一LLDP报文进行环网检测，由于第一LLDP报文中携带有发送第一LLDP报文的端口信息，如果接收到的第二LLDP报文存在所述端口信息，则可以判定网络中存在环网，LLDP为大部分设备支持的标准协议，可以支持跨厂家设备之间的环网检测和环网消除，适用范围广。此外，上报告警信息还可以告知设备操作人员出现环网的具体链路，方便重新设计组网。

本领域普通技术人员可以意识到，本文所描述的实施例中的各示例性单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件形式来实现，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以针对特定的应用选择不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

如果以计算机软件的形式来实现所述功能并作为独立的产品销售或使用时，则在一定程度上可认为本发明的技术方案的全部或部分（例如对现有技术做出贡献的部分）是以计算机软件产品的形式体现的。该计算机软件产品通常存储在计算机可读取的存储介质中，包括若干指令用以使得计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random AccessMemory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种网络中的环网检测方法，所述网络包括多个网络设备，其特征在于，所述方法包括：

发送第一链路层发现协议LLDP报文，所述第一LLDP报文携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息；

接收第二LLDP报文，判断所述第二LLDP报文中是否存在所述端口信息，如果存在，则判定所述网络中存在环网。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述端口信息包括：

端口号、端口在网络设备上的框位号和/或槽位号、端口名称、端口的媒体访问控制MAC地址和端口所在设备的桥MAC地址中的一个或者多个。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一LLDP报文的目的MAC地址为广播MAC地址，所述发送第一LLDP报文具体包括：

根据所述广播MAC地址将所述第一LLDP报文广播给所连接的网络设备。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述判定所述网络中存在环网之后还包括：

将接收所述第二LLDP报文的端口设置成非激活状态。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述判定所述网络中存在环网之后还包括：

上报携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息和/或接收所述第二LLDP报文的端口信息的告警消息。

6.一种网络设备，其特征在于，包括：

发送端口，用于发送第一链路发现协议LLDP报文，所述第一LLDP报文携带有用于标识所述发送端口的端口信息；

接收端口，用于接收第二LLDP报文；

处理单元，用于判断所述第二LLDP报文中是否存在有标识所述发送端口的端口信息，如果存在，则判定网络中存在环网。

7.根据权利要求6所述的网络设备，其特征在于，

所述处理单元还用于在判定出现环网后，将接收到所述第二LLDP报文的端口设置成非激活状态。

8.根据权利要求6或7所述的网络设备，其特征在于，所述发送端口还用于在判定出现环网时，上报携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息和/或接收所述第二LLDP报文的端口信息的告警消息。

9.一种环网检测系统，所述环网检测系统包括多个网络设备，其特征在于，

所述网络设备，用于发送第一链路发现协议LLDP报文，所述第一LLDP报文中携带有发送所述第一LLDP报文的端口信息；接收第二LLDP报文，判断所述第二LLDP报文中是否存在所述端口信息，如果存在，则判定所述网络中存在环网。

10.根据权利要求9所述的环网检测系统，其特征在于，所述第一LLDP报文的目的媒体访问控制MAC地址为广播MAC地址，则所述网络设备根据所述广播MAC地址将所述第一LLDP报文广播给所连接的网络设备。

11.根据权利要求9所述的环网检测系统，其特征在于，所述网络设备还用于在判定所述网络中存在环网之后，将接收所述第二LLDP报文的端口设置成非激活状态。

12.根据权利要求9-11任意一项所述的环网检测系统，其特征在于，所述端口信息包括：

端口号、端口在网络设备上的框位号和/或槽位号、端口名称、端口的MAC地址和端口所在设备的桥MAC地址中的一个或者多个。