CN107872370A - 一种以太网接口环路快速检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以太网接口环路快速检测方法，包括：启用设备，开始初始化应用数据，将设备各接口状态记录为正常状态；检测以太网设备各接口工作状态；如果接口Hello Time定时器器状态超时，则从该接口发送环路检测报文；通过是否接受到发送的检测报文来判断是否存在环路并相应处理；收到环路检测报文的接口在接口State Change Delay定时器超时后，将该接口设置为Disable状态，关闭该接口，断开环路，进入State Age Time状态；进入State Age Time状态的接口超时后，重新开启该接口，重新进入Enable状态。本发明实现毫秒级的快速环路检测，适合工业级快速响应。
Description
技术领域
本发明涉及到互联网领域，尤其涉及到一种以太网接口环路快速检测方法。
背景技术
互连网技术的应用已经深入到人们的日常生活，网络出现故障将严重影响人们的正常生活。同样在工业应用领域，利用网络技术进行设备操作、维护及监控管理应用也越来越普遍，而作为构建网络带宽通路的工业以太网设备，其稳定性和可靠性有严格要求，一般可以满足环境条件苛刻的工业环境要求。工业级以太网产品在电源冗余、环境适应性如防尘、防水、电磁兼容性、温度、湿度等方面有针对性设计防护。
在以太网应用中，网络接口环路回造成广播流量不断恶性循环而产生广播风暴，耗尽带宽资源，从而阻塞网络，造成网络设备瘫痪，其危害恶劣。在诸如石油、化工、钢铁、电力等重要工业行业，控制管理网络出现问题，会带来不可预估的损失。解决网络环路的标准以太网STP及RSTP协议，能够阻止网络环路发生，但其网络中断恢复时间在1-2s左右，对工业快速响应要求来说，存在恢复速度慢的缺点。
本发明提出一种新的工业级以太网接口环路快速检测方法，可以缩短网络中断恢复时间，以满足工业快速响应要求。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种新的工业级以太网接口环路快速检测方法，是一种基于链路层的二层协议，该方法定义了一种全新的二层协议报文格式，通过在连接上的以太网接口以一定的时间间隔周期性的发送私有环路检测报文，如果设备接受到自己发送的检测报文，就表明在该报文的发送接口和接收接口之间存在环路现象，然后会将接收接口关闭，断开环路，避免网络环路产生。
为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：
一种以太网接口环路快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：启用设备，开始初始化应用数据，将设备各接口状态记录为正常状态；
步骤S2：检测以太网设备各接口工作状态；
步骤S3：如果接口Hello Time定时器状态超时，则从该接口发送环路检测报文；
步骤S4：通过是否接受到发送的检测报文来判断以太网所在网络是否存在环路并分别进行处理；
步骤S5：收到环路检测报文的接口在接口State Change Delay定时器超时后，将该接口设置为Disable状态，关闭该接口，断开环路，该接口进入State Age Time状态；
步骤S6：进入State Age Time状态的接口在超时后，重新开启该接口，重新进入Enable状态。
上述技术方案中，在步骤S2中，检测以太网设备各接口工作状态的如果设备接口为LINK状态，则进入Hello Time定时器状态；如果设备接口初始状态为DOWN，则不进行任何处理。
上述技术方案中，在步骤S4包括具体如下两种情况：如果以太网设备所在网络没有环路产生，以太网设备就不会收到自己发出的环路检测报文，从以太网设备各个接口定期发送环路检测报文；如果以太网设备所在网络存在环路，以太网设备就会从某一接口收到自己发出的环路检测报文；
上述技术方案中，在步骤S5中，当以太网设备收到环路检测报文后，先根据验证码Authenticated Code判断是否是自己发送的报文，如果不是则丢弃，不做任何处理；如果是，则表明该报文的发送接口和接受接口之间存在环路，将接受接口设置成State ChangeDelay状态。
上述技术方案中，所述环路检测报文格式包括：
Destination Address：二层以太网帧目的地址，采用广播地址；
Source Address：发送报文的以太网设备地址；
Length/Type：0x9044；
Authenticated Code：鉴别验证码，由6个字节源MAC地址和四个字节MAGIC码组成，用于识别报文是否以太网设备发出的；
Hello Time：检测报文发送间隔时间，单位为毫秒；
State Age Time：以太网设备接口状态老化时间，单位为秒；
State Change Delay：以太网设备接口状态改变延迟时间，单位为毫秒；
Vlan Id：发送报文接口所属的VLAN；
Rack Id：发送报文接口所属的节点机架号，范围为0∽15；
Frame Id：发送报文接口所属的节点机框号，范围为0∽31；
Slot Id：发送报文接口所属的节点槽号，范围为0∽127；
Subslot Id：发送报文接口所属的节点子槽号，范围为0∽31；
Port Id：发送报文接口所属的节点端口号，范围为0∽255；
Padded Data：任意字节的填充数据0x5a。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明方法的报文定义简单明了，记录了检测报文发送接口信息及状态迁移时间信息，接口状态简单，通过调整状态迁移定时器，可以快速实现接口状态迁移，在以太网络存在环路时，可以快速检测出环路，定位产生环路的接口，并断开环路。结合本以太网接口环路快速检测方法和设备硬件中断一起使用，可以实现毫秒级的快速环路检测，特别适合工业级快速响应要求，为现代工业控制管理保驾护航。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明的一种以太网接口环路快速检测方法示意图；
图2为本发明的接口状态迁移图；
图3为本发明的协议报文格式定义示意图；
图4为本发明的以太网接口环路快速检测实验图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明提出一种新的工业级以太网接口环路快速检测方法，该方法是一种基于链路层的二层协议，该方法定义了一种全新的二层协议报文格式，通过在连接上的以太网接口以一定的时间间隔周期性的发送私有环路检测报文，如果设备接受到自己发送的检测报文，就表明在该报文的发送接口和接收接口之间存在环路现象，然后会将接收接口关闭，断开环路，避免网络环路产生。
请参见图1和图2，一种以太网接口环路快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：启用设备，开始初始化应用数据，将设备各接口状态记录为正常状态；
步骤S2：检测以太网设备各接口工作状态；
其中，检测以太网设备各接口工作状态的如果设备接口为LINK状态，则进入HelloTime定时器状态；如果设备接口初始状态为DOWN，则不进行任何处理。
步骤S3：如果接口Hello Time定时器状态超时，则从该接口发送环路检测报文；
步骤S4：通过是否接受到发送的检测报文来判断以太网所在网络是否存在环路并分别进行处理；
如果以太网设备所在网络没有环路产生，以太网设备就不会收到自己发出的环路检测报文，从以太网设备各个接口定期发送环路检测报文；如果以太网设备所在网络存在环路，以太网设备就会从某一接口收到自己发出的环路检测报文；
步骤S5：收到环路检测报文的接口在接口State Change Delay定时器超时后，将该接口设置为Disable状态，关闭该接口，断开环路，该接口进入State Age Time状态；
当以太网设备收到环路检测报文后，先根据验证码Authenticated Code判断是否是自己发送的报文，如果不是则丢弃，不做任何处理；如果是，则表明该报文的发送接口和接受接口之间存在环路，将接受接口设置成State Change Delay状态。
步骤S6：进入State Age Time状态的接口在超时后，重新开启该接口，重新进入Enable状态。
所述报文格式如图3所示，右边为字符数，定义如下：
Destination Address：二层以太网帧目的地址，采用广播地址；
Source Address：发送报文的以太网设备地址；
Length/Type：0x9044；
Authenticated Code：鉴别验证码，由6个字节源MAC地址和四个字节MAGIC码组成，用于识别报文是否以太网设备发出的；
Hello Time：检测报文发送间隔时间，单位为毫秒；
State Age Time：以太网设备接口状态老化时间，单位为秒；
State Change Delay：以太网设备接口状态改变延迟时间，单位为毫秒；
Vlan Id：发送报文接口所属的VLAN；
Rack Id：发送报文接口所属的节点机架号，范围为0∽15；
Frame Id：发送报文接口所属的节点机框号，范围为0∽31；
Slot Id：发送报文接口所属的节点槽号，范围为0∽127；
Subslot Id：发送报文接口所属的节点子槽号，范围为0∽31；
Port Id：发送报文接口所属的节点端口号，范围为0∽255；
Padded Data：任意字节的填充数据0x5a。
下述为本发明的具体实施例：具体地，本发明的本工业级以太网接口环路快速检测方法已在以太网交换机上实现，结合设备硬件接口中断使用，环路检测能力在30毫秒以内，在环路形成广播风暴，耗尽带宽资源之前，将环路断开，保护网络正常运行。
在如图4所示的实验测试示意图中，在本工业级以太网接口环路快速检测方法在SW1中没有开启使用时，SW2和SW3与SW1组网，在SW2和SW3之间没有环路时，设备运行正常，在SW2和SW3之间出现环路时，可以看见接口指示灯快速闪烁，风暴流量很大。
在SW1中开启本工业级以太网接口环路快速检测方法时，同样的网络结构下，在SW2和SW3之间出现环路时，可以看见接口指示灯闪烁，LINK指示灯很快就熄灭，网络链路被断开，避免了环路的产生。
检测环路的时间由LINK响应时间T1，发送间隔时间Thell0，检测包发送时间T2，检测包接收时间T3，接口迁移时间T4组成。
T＝T1+Thell0+T2+T3+T4
如果结合设备接口硬件中断处理，T1为几个毫秒，按5ms计算。
Thell0的间隔时间可以取10ms。
检测包发送时间T2和系统CPU性能有关，一般几个毫秒足够，按2ms计算。
检测包接收时间T3在100M带宽下，只有几微秒，按1ms计算。
接口迁移时间T4可以根据要求取较小的值，如需快速响应，可以取为0。
T＝T1+Thell0+T2+T3+T4
＝5+10+2+1
＝18毫秒
可见利用本发明方法，可以在极短的时间内检查到接口环路，并断开环路接口，保护工业控制网络的正常运行。
本发明的检测方法和设备硬件中断一起使用，可以实现毫秒级的快速环路检测，特别适合工业级快速响应要求，为现代工业控制管理保驾护航。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (5)
1.一种以太网接口环路快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：启用设备，开始初始化应用数据，将设备各接口状态记录为正常状态；
步骤S2：检测以太网设备各接口工作状态；
步骤S3：如果接口Hello Time定时器状态超时，则从该接口发送环路检测报文；
步骤S4：通过是否接受到发送的检测报文来判断以太网所在网络是否存在环路并分别进行处理；
步骤S5：收到环路检测报文的接口在接口State Change Delay定时器超时后，将该接口设置为Disable状态，关闭该接口，断开环路，该接口进入State Age Time状态；
步骤S6：进入State Age Time状态的接口在超时后，重新开启该接口，重新进入Enable状态。
2.根据权利要求1所述的一种以太网接口环路快速检测方法，其特征在于，在步骤S2中，检测以太网设备各接口工作状态的如果设备接口为LINK状态，则进入Hello Time定时器状态；如果设备接口初始状态为DOWN，则不进行任何处理。
3.根据权利要求1所述的一种以太网接口环路快速检测方法，其特征在于，在步骤S4包括具体如下两种情况：如果以太网设备所在网络没有环路产生，以太网设备就不会收到自己发出的环路检测报文，从以太网设备各个接口定期发送环路检测报文；如果以太网设备所在网络存在环路，以太网设备就会从某一接口收到自己发出的环路检测报文。
4.根据权利要求1所述的一种以太网接口环路快速检测方法，其特征在于，在步骤S5中，当以太网设备收到环路检测报文后，先根据验证码Authenticated Code判断是否是自己发送的报文，如果不是则丢弃，不做任何处理；如果是，则表明该报文的发送接口和接受接口之间存在环路，将接受接口设置成State Change Delay状态。
5.根据权利要求1所述的一种以太网接口环路快速检测方法，其特征在于，所述环路检测报文格式包括：
Destination Address：二层以太网帧目的地址，采用广播地址；
Source Address：发送报文的以太网设备地址；
Length/Type：0x9044；
Authenticated Code：鉴别验证码，由6个字节源MAC地址和四个字节MAGIC码组成，用于识别报文是否以太网设备发出的；
Hello Time：检测报文发送间隔时间，单位为毫秒；
State Age Time：以太网设备接口状态老化时间，单位为秒；
State Change Delay：以太网设备接口状态改变延迟时间，单位为毫秒；
Vlan Id：发送报文接口所属的VLAN；
Rack Id：发送报文接口所属的节点机架号，范围为0∽15；
Frame Id：发送报文接口所属的节点机框号，范围为0∽31；
Slot Id：发送报文接口所属的节点槽号，范围为0∽127；
Subslot Id：发送报文接口所属的节点子槽号，范围为0∽31；
Port Id：发送报文接口所属的节点端口号，范围为0∽255；
Padded Data：任意字节的填充数据0x5a。
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|---|---|
| CN (1) | CN107872370A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108989155A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-12-11 | 盛科网络（苏州）有限公司 | 基于容忍机制的环路检测方法及系统 |
| CN109347705A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-02-15 | 北京东土科技股份有限公司 | 一种环路检测方法及装置 |
| CN112769667A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-05-07 | 北京星网锐捷网络技术有限公司 | 多设备级联通信网络的环路防护控制方法及装置 |
| CN114546498A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-27 | 广州芯德通信科技股份有限公司 | 一种基于光端机启动异常和处理方法、系统及平台 |
| CN115333974A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-11 | 杭州云合智网技术有限公司 | Drni网络中基于vsi的环路检测方法及装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101197648A (zh) * | 2008-01-02 | 2008-06-11 | 中兴通讯股份有限公司 | 用于接入网的自环路检测方法和装置 |
| CN101252479A (zh) * | 2008-04-01 | 2008-08-27 | 杭州华三通信技术有限公司 | 一种环路检测方法和交换机 |
| CN102420737A (zh) * | 2011-11-28 | 2012-04-18 | 浙江网新技术有限公司 | 一种处理mrp环网中的故障的方法和mrp环网 |
| WO2013159450A1 (zh) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 中兴通讯股份有限公司 | 以太网端口环回检测方法及装置 |
-
2017
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101197648A (zh) * | 2008-01-02 | 2008-06-11 | 中兴通讯股份有限公司 | 用于接入网的自环路检测方法和装置 |
| CN101252479A (zh) * | 2008-04-01 | 2008-08-27 | 杭州华三通信技术有限公司 | 一种环路检测方法和交换机 |
| CN102420737A (zh) * | 2011-11-28 | 2012-04-18 | 浙江网新技术有限公司 | 一种处理mrp环网中的故障的方法和mrp环网 |
| WO2013159450A1 (zh) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 中兴通讯股份有限公司 | 以太网端口环回检测方法及装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108989155A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-12-11 | 盛科网络（苏州）有限公司 | 基于容忍机制的环路检测方法及系统 |
| CN108989155B (zh) * | 2018-09-25 | 2022-03-04 | 苏州盛科通信股份有限公司 | 基于容忍机制的环路检测方法及系统 |
| CN109347705A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-02-15 | 北京东土科技股份有限公司 | 一种环路检测方法及装置 |
| CN112769667A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-05-07 | 北京星网锐捷网络技术有限公司 | 多设备级联通信网络的环路防护控制方法及装置 |
| CN114546498A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-27 | 广州芯德通信科技股份有限公司 | 一种基于光端机启动异常和处理方法、系统及平台 |
| CN115333974A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-11 | 杭州云合智网技术有限公司 | Drni网络中基于vsi的环路检测方法及装置 |
| CN115333974B (zh) * | 2022-08-10 | 2023-08-11 | 杭州云合智网技术有限公司 | Drni网络中基于vsi的环路检测方法及装置 |
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