CN104683204B - 一种FastRing环网的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种FastRing环网的控制方法，包括：开启主节点的主端口，并设置开启的主端口仅用于接收数据VLAN；阻塞所述主节点的备用端口，所述备用端口仅用于接收控制VLAN；获取所述主节点通过所述主端口向所述备用端口发送的控制VLAN中不同目标信号的频率，所述目标信号包括主信号和大于一种的辅助信号；并对目标信号进行分析，判断FastRing环网的健康状况，从而判断是否需要开启备用端口。通过发送多种所述目标信号，对所述备用端口接收所述目标信号的总流量进行计算，并与所述阈值流量进行比较，该方法能够更加精确的对所述FastRing环网的健康状态进行判定，降低了误判的几率，增强了所述FastRing环网的稳定性。

Description

一种FastRing环网的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及数据传输领域，特别涉及一种FastRing环网的控制方法和装置。

技术背景

在通信网络中，各个网络节点之间的连接关系被称为网络拓扑。在软件定义网络技术中，控制器通过标准协议来实现对全网所有交换机的管理，完成对交换机所有端口信息收集和整体网络拓扑，并根据整体网络拓扑进行全局的路由计算。对于环状网络拓扑，数据经过环状网络拓扑系统中各个节点的多级传送，来实现网络中数据的转发。并通过设置节点的网络流量阈值，当节点流量大于该阈值时，采取丢弃一定量的报文数据等方式，防止广播风暴。但是在判定节点流量时，可能出现判定不准确，造成误判、错判等结果，从而影响了网络拓扑系统的稳定性。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种FastRing环网的控制方法和装置，用以解决上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种FastRing环网的控制方法，包括：

步骤S1，开启主节点的主端口，并设置所述主端口用于接收数据VLAN；

步骤S2，阻塞所述主节点的备用端口，所述备用端口用于接收控制VLAN；

步骤S3，获取所述主节点通过所述主端口向所述备用端口发送的控制VLAN中不同目标信号的频率，所述目标信号包括主信号和大于一种的辅助信号；

步骤S4，判断所述备用端口接收到的所述主信号的频率f₀的大小，如果f₀为0，转到步骤S8，如果f₀不为0，转到步骤S5；

步骤S5，统计所述目标信号的总流量θ，所述总流量θ的计算公式为：

其中，n为所述辅助子信号的种类数且n为大于1的整数，f₀为所述备用端口接收到的所述主信号的频率，f₁、f₂……f_n依次为所述备用端口接收到的n种所述辅助子信号对应的频率；w₀为所述主信号对应的权重系数；w₁、w₂……w_n分别为n种所述辅助子信号对应的权重系数；θ为所述备用端口接收所述目标信号的总流量，i为整数，f_i为第i中辅助子信号的频率，w_i为i中辅助自信和的权重系数；

步骤S6，判断所述总流量θ与阈值流量θ₀的大小，如果所述总流量θ大于等于所述阈值流量θ₀，转到步骤S7，如果所述总流量θ小于所述阈值流量θ₀，转到步骤S8；

步骤S7，判定所述FastRing环网处于健康状态，继续保持所述备用端口的阻塞状态；

步骤S8，判定所述FastRing环网处于故障状态，所述备用端口用于转发所述数据VLAN。

较佳的，所述主节点还包括一耦合端口，所述耦合端口用于环网之间的连接。

较佳的，所述主节点还包括一备用耦合端口，当所述耦合端口出现故障，开启所述备用耦合端口，用于环网之间的连接。

本发明还提供了一种与上述FastRing环网的控制方法对应的控制装置，所述控制装置包括相连的一设置模块和一第一控制模块以及一接收模块、一主信号判断模块、一统计模块、一判断模块、一第二控制模块以及一第三控制模块，所述设置模块用于开启所述主节点的所述主端口，并设置所述主端口仅用于接收所述数据VLAN；所述第一控制模块用于阻塞所述主节点的所述备用端口，所述备用端口仅用于接收所述控制VLAN；

所述接收模块，与所述第二控制模块相接，获取所述主节点通过所述主端口向所述备用端口发送的所述控制VLAN中不同所述目标信号的频率，所述目标信号包括所述主信号；

所述主信号判断模块，一端与所述接收模块相连，一端与所述第三控制模块相连，用于判断所述备用端口接收到的所述主信号的频率f₀的大小，如果f₀为0，启动所述第三控制模块，如果f₀不为0，启动所述统计模块；

所述统计模块，一端与所述判断模块相连，统计所述目标信号的所述总流量θ；

所述判断模块，分别与所述第二控制模块以及所述第三控制模块相连，用于判断所述总流量θ与所述阈值流量θ₀的大小，如果所述总流量θ大于等于所述阈值流量θ₀，启动所述第二控制模块，如果所述总流量θ小于所述阈值流量θ₀，启动所述第三控制模块；

所述第二控制模块，当所述FastRing环网处于健康状态，用于保持所述备用端口的阻塞状态；

所述第三控制模块，当所述FastRing环网处于故障状态，用于开启所述备用端口，并将所述备用端口用于转发所述数据VLAN。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：通过发送多种所述目标信号，对所述备用端口接收所述目标信号的总流量进行计算，并与所述阈值流量进行比较，该方法能够更加精确的对所述FastRing环网的健康状态进行判定，降低了误判的几率，增强了所述FastRing环网的稳定性；所述备用耦合端口的开启，用于传输数据VLAN，这样即使所述FastRing环的备用端口出现故障，数据VLAN依然能够通过备用耦合端口进行正常传输，保证了数据的正常运作。

附图说明

图1为本发明FastRing环网的控制方法实施例一的流程图；

图2为本发明FastRing环网的控制方法实施例二的流程图；

图3为本发明FastRing环网的控制装置实施例三的结构示意图；

图4为本发明FastRing环网的控制装置实施例四的结构示意图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员对本发明的技术方案和有益效果进行理解，特结合附图对具体实施方式进行如下描述。

实施例一

FastRing(FastRing，环网保护)是一个专门应用于以太网环的链路层协议。它在以太网环完整时能够防止数据环路引起的广播风暴，而当以太网环上一条链路断开时能迅速恢复环网上各个节点之间的通信通路。目前，解决二层网络环路问题的技术有STP和FastRing,STP应用比较成熟，但收敛时间在秒级。FastRing是专门应用于以太网环的链路层协议，具有比STP更快的收敛速度,并且FastRing的收敛时间与环网上节点数无关，可应用于网络直径较大的网络。所述FastRing环网的型号为FRP或FI。

如图1所示，一种FastRing环网的控制方法，包括：

步骤S1，开启所述主节点的主端口，并设置开启的所述主端口仅用于接收数据VLAN。

步骤S2，阻塞所述主节点的备用端口，所述备用端口仅用于接收控制VLAN。

在所述FastRing(FRP或FI)环网正常运行时，开启所述FastRing(FRP或FI)环网中所述主节点的主端口，并阻塞所述主节点的备用端口，所述FastRing(FRP或FI)环网中的其它传输节点的端口也处于开启状态。此时，设定所述主端口仅用于发送数据VLAN，设定所述备用端口仅用于接收控制VLAN，所述控制VLAN是用于对所述FastRing环网进行监控的数据，如链路状态监测报文等。

实施例二

如上述实施例一中所述FastRing环网的控制方法，本实施例提出了一种对所述备用端口判断所述FastRing(FRP或FI)环网是否处于断裂状态的方法，请参照图2。当所述FastRing(FRP或FI)环网处于健康状态时，所述备用端口能够正常接收所述控制VLAN；当所述FastRing(FRP或FI)环网处于断裂状态时，所述备用端口接收所述控制VLAN将出现异常。

所述控制VLAN包括两类目标信号，分别为主信号A和辅助信号B，其中辅助信号B还可以包括N种不同辅助子信号，分别为B1、B2……Bn。所述备用端口接收主信号的正常频率为f₀，相应的接收辅助子信号的频率依次为f₁、f₂……f_n；主信号对应的权重系数为w₀，相应的辅助子信号对应的权重系数分别为w₁、w₂……w₃。单位时间内对通过所述备用端口的所有目标信号的总流量θ进行计算，当总流量θ大于等于阈值流量θ₀时，判定所述FastRing(FRP或FI)环网处于健康状态；当总流量θ小于阈值流量θ₀时，判定所述FastRing(FRP或FI)环网处于断裂状态。所述总流量的计算方法为：

由于主信号A为特殊信号，一旦单位时间内所述备用端口未检测到主信号A，则判定所述FastRing(FRP或FI)环网出现故障。当所述备用端口能够检测到主信号A，但是由于其所检测到的主信号A和辅助信号B的总流量θ小于阈值流量θ₀，则说明控制VLAN不能正常的送达至所述备用端口，则所述FastRing(FRP或FI)环网存在故障。只有当所述备用端口能够检测到主信号A，且所述总流量θ大于或者等于阈值流量θ₀，才能判定FastRing(FRP或FI)环网正常运作。通过发送多种所述目标信号，对所述备用端口接收所述目标信号的总流量进行计算，并与所述阈值流量进行比较，该方法能够更加精确的对所述FastRing(FRP或FI)环网的健康状态进行判定，降低了误判的几率，增强了所述FastRing(FRP或FI)环网的稳定性。

本实施例中提出的所述FastRing环网的控制方法，在实施例一的步骤S2步骤之后还包括：

步骤S3，获取所述主节点通过所述主端口向所述备用端口发送的控制VLAN中不同目标信号的频率；

步骤S4，判断所述备用端口接收到的所述主信号的频率f₀的大小，如果f₀为0，转到步骤S8，如果f₀不为0，转到步骤S5；

步骤S5，统计所有目标信号的总流量θ；

步骤S6，判断总流量θ与阈值流量θ₀的大小，如果总流量θ大于等于阈值流量θ₀，转到步骤S7，如果总流量θ小于阈值流量θ₀，转到步骤S8；

步骤S7，判定所述FastRing(FRP或FI)环网处于健康状态，继续保持所述备用端口的阻塞状态；

步骤S8，判定所述FastRing(FRP或FI)环网处于故障状态，所述备用端口用于转发所述数据VLAN。

所述主节点还包括一耦合端口，所述耦合端口能够连接到指定的环网上的端口处，用于环网之间的连接，此端口为转发状态。所述主节点还包括一备用耦合端口，所述备用耦合端口连接到指定的环网上的端口处，用于备份。当所述耦合端口出现故障，开启所述备用耦合端口，用于保证环网之间信息的正常传输。

在本实施例中，当判定所述FastRing(FRP或FI)环网处于故障状态时，将该检测信息通过相邻的传输节点传送至所述主节点，或者直接向所述主节点发送所述检测信息，当主节点接收到所述检测信息并认定所述FastRing(FRP或FI)环网出现故障时，主节点将所述检测信息进行上报。

当所述FastRing(FRP或FI)环网处于正常状态下，阻塞了所述主节点上的所述备用端口，保证了所述数据VLAN能够正常传输；当所述FastRing(FRP或FI)环网处于异常状态时，开启所述备用端口，该端口将用于转发所述数据VLAN，这样就能减小所述主端口的流量压力，克服网络拓扑中的广播风暴，保证所述FastRing(FRP或FI)环网的正常运作。

实施例三

如上所述FastRing环网的控制方法，本实施例提供了一种基于该控制方法的所述FastRing环网的控制装置，请参照图3。

一种FastRing环网的控制装置，包括相连的一设置模块01和一第一控制模块02：

所述设置模块01，用于开启主节点的主端口，并设置开启的主端口仅用于接收数据VLAN；

所述第一控制模块02，用于阻塞所述主节点的备用端口，所述备用端口仅用于接收控制VLAN。

工作时，首先开启设置模块01，开启主节点的主端口，并设置开启的主端口仅用于接收数据VLAN，然后开启第一控制模块02，阻塞所述主节点的备用端口，所述备用端口仅用于接收控制VLAN。

实施例四

如上所述FastRing环网的控制装置，本实施例提供了一种对该控制装置改进后的新型装置，请参照图4。

一种FastRing环网的控制装置，还包括一接收模块03、一主信号判断模块04、一统计模块05、一判断模块06、一第二控制模块07以及一第三控制模块08：

所述接收模块03与所述第二控制模块02相接，获取所述主节点通过所述主端口向所述备用端口发送的控制VLAN中不同目标信号的频率，所述目标信号包括主信号；

所述主信号判断模块04一端与所述接收模块03相连，一端与所述第三控制模块相连，用于判断所述备用端口接收到的所述主信号的频率f₀的大小，如果f₀为0，启动第三控制模块08，如果f₀不为0，启动统计模块05；

所述统计模块05一端与所述判断模块06相连，统计所述目标信号的总流量θ；

判断模块06分别于所述第二控制模块07以及第三控制模块08相连，用于判断总流量θ与阈值流量θ₀的大小，如果总流量θ大于等于阈值流量θ₀，启动第二控制模块07，如果总流量θ小于阈值流量θ₀，启动第三控制模块08；

第二控制模块07，用于判定所述FastRing(FRP或FI)环网处于健康状态，继续保持所述备用端口的阻塞状态；

第三控制模块08，用于判定所述FastRing(FRP或FI)环网处于故障状态，所述备用端口用于转发所述数据VLAN。

工作时，首先开启设置模块01，开启主节点的主端口，并设置开启的主端口仅用于接收数据VLAN，然后开启第一控制模块02，阻塞所述主节点的备用端口，所述备用端口仅用于接收控制VLAN。

启动接收模块03，获取所述主节点通过所述主端口向所述备用端口发送的控制VLAN中不同目标信号的频率；然后开启主信号判断模块04，判断所述备用端口接收到的所述主信号的频率f₀的大小，如果f₀为0，启动第三控制模块08，如果f₀不为0，启动统计模块05；如果启动了统计模块05，统计所述目标信号的总流量θ后开启判断模块06，判断总流量θ与阈值流量θ₀的大小，如果总流量θ大于等于阈值流量θ₀，启动第二控制模块07，如果总流量θ小于阈值流量θ₀，启动第三控制模块08。如果启动了启动第二控制模块07，则判定所述FastRing(FRP或FI)环网处于健康状态，继续保持所述备用端口的阻塞状态；如果启动了第三控制模块08，判定所述FastRing(FRP或FI)环网处于故障状态，所述备用端口用于转发所述数据VLAN。

实施例五

如上所述FastRing环网的控制方法，本实施例提出了一种基于该控制方法的所述FastRing环网的控制系统。

一种FastRing环网，包括多个互相连接的Ring域，不同的所述Ring域的可以通过耦合组网或者双规组网的连接方式构成FastRing(FRP或FI)环网。在同一系统中，最多允许2级环网，且每级都有不同的环ID。

所述FastRing(FRP或FI)环网包括FastRing环，所述FastRing环用与传输FastRing协议包，并通过使用快速握手超时定时器和快速断开超时定时器来定期发送数据包，以检测所述FastRing(FRP或FI)环网的连接状态。

所述FastRing(FRP或FI)环网包括主节点和传输节点，所述主节点和传输节点均为所述FastRing(FRP或FI)环网上的交换机。所述主节点发送总数据，所述传输节点依次在所述FastRing(FRP或FI)环网上传输此总数据。所述总数据包括控制VLAN和数据VLAN。

所述主节点和所述传输节点分别有两个端口接入所述FastRing环，设置其中一个为主端口，另一个为备用端口。所述主端口用来发送控制VLAN，所述备用端口用来接收控制VLAN。当FastRing环网处于健康状态时，所述备用端口在逻辑上阻塞数据VLAN，只允许控制VLAN的报文通过；当FastRing环网处于断裂状态时，所述备用端口将解除对数据VLAN的阻塞状态，转发数据VLAN，减少主端口的流量负担，有效防止广播风暴，迅速恢复环网上各个节点之间的通信通路。实施例六

如上所述FastRing环网的控制系统，本实施例提出了一种对该系统进行改进后的控制系统。各个所述FastRing环中，连接其他所述FastRing环的主节点或者传输节点设置有主耦合端口和备用耦合端口。当所述FastRing(FRP或FI)环网处于正常状态时，所述主耦合端口处于开启状态而所述备用耦合端口处于阻塞状态。

为了对所述FastRing(FRP或FI)环网的状态进行检测，定时的通过FastRing环向与其连接的其他FastRing环发送控制VLAN。如果相应的FastRing环中的主节点或者传输节点在一定的时期内未接受到该控制VLAN，则判定所述FastRing(FRP或FI)环网处于异常状态，开启所述备用耦合端口。所述备用耦合端口的开启，用于传输数据VLAN，这样即使所述FastRing环的备用端口出现故障，数据VLAN依然能够通过备用耦合端口进行正常传输，保证了数据的正常运作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变和修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种FastRing环网的控制方法，其特征在于，包括：

步骤S1，开启主节点的主端口，并设置所述主端口用于接收数据VLAN；

步骤S2，阻塞所述主节点的备用端口，所述备用端口用于接收控制VLAN；

步骤S3，获取所述主节点通过所述主端口向所述备用端口发送的所述控制VLAN中不同目标信号的频率，所述目标信号包括主信号和辅助信号，所述辅助信号包括至少两种辅助子信号；

步骤S4，判断所述备用端口接收到的所述主信号的频率f₀的大小，如果f₀为0，转到步骤S8，如果f₀不为0，转到步骤S5；

步骤S5，统计所述目标信号的总流量θ，所述总流量θ的计算公式为：

<mrow> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> <mo>,</mo> <msub> <mi>f</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>w</mi> <mn>0</mn> </msub> <msubsup> <mi>f</mi> <mn>0</mn> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <mstyle> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> </mstyle> <msub> <mi>w</mi> <mi>i</mi> </msub> <msubsup> <mi>f</mi> <mi>i</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msubsup> <mo>,</mo> <msub> <mi>f</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>&amp;NotEqual;</mo> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>

其中，n为所述辅助子信号的种类数且n为大于1的整数，f₀为所述备用端口接收到的所述主信号的频率，f₁、f₂……f_n依次为所述备用端口接收到的n种所述辅助子信号对应的频率；w₀为所述主信号对应的权重系数；w₁、w₂……w_n分别为n种所述辅助子信号对应的权重系数；θ为所述备用端口接收所述目标信号的总流量，i为整数，f_i为第i种辅助子信号的频率，w_i为第i种辅助子信号的权重系数；

步骤S6，判断所述总流量θ与阈值流量θ₀的大小，如果所述总流量θ大于等于所述阈值流量θ₀，转到步骤S7，如果所述总流量θ小于所述阈值流量θ₀，转到步骤S8；

步骤S7，判定所述FastRing环网处于健康状态，继续保持所述备用端口的阻塞状态；

步骤S8，判定所述FastRing环网处于故障状态，所述备用端口用于转发所述数据VLAN。

2.根据权利要求1所述的FastRing环网的控制方法，其特征在于，所述主节点还包括一耦合端口，所述耦合端口用于环网之间的连接。

3.根据权利要求2所述的FastRing环网的控制方法，其特征在于，所述主节点还包括一备用耦合端口，当所述耦合端口出现故障，开启所述备用耦合端口，用于环网之间的连接。

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的FastRing环网的控制方法对应的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括相连的一设置模块、一第一控制模块、一接收模块、一主信号判断模块、一统计模块、一判断模块、一第二控制模块以及一第三控制模块；

所述设置模块用于开启所述主节点的所述主端口，并设置所述主端口仅用于接收所述数据VLAN；

所述第一控制模块用于阻塞所述主节点的所述备用端口，所述备用端口用于接收所述控制VLAN；

所述接收模块，与所述第二控制模块相接，获取所述主节点通过所述主端口向所述备用端口发送的所述控制VLAN中所述目标信号的频率；

所述主信号判断模块，一端与所述接收模块相连，一端与所述第三控制模块相连，用于判断所述备用端口接收到的所述主信号的频率f₀的大小，如果f₀为0，启动所述第三控制模块，如果f₀不为0，启动所述统计模块；

所述统计模块，一端与所述判断模块相连，统计所述目标信号的所述总流量θ；

所述判断模块，分别与所述第二控制模块以及所述第三控制模块相连，用于判断所述总流量θ与所述阈值流量θ₀的大小，如果所述总流量θ大于等于所述阈值流量θ₀，启动所述第二控制模块，如果所述总流量θ小于所述阈值流量θ₀，启动所述第三控制模块；

所述第二控制模块，当所述FastRing环网处于健康状态，用于保持所述备用端口的阻塞状态；

所述第三控制模块，当所述FastRing环网处于故障状态，用于开启所述备用端口，并将所述备用端口用于转发所述数据VLAN。