CN108322375B - 一种以太网环保护倒换方法、节点及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种以太网环保护倒换方法、节点及系统，包括主节点获取自身可见的最远节点；主节点分别确定自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，则进行主端口和备端口角色的倒换。本申请通过比较自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小来决定是否切换主备端口，使得备用链路自适应地切换为带宽较低的链路，提高了以太网环的带宽利用率。

Description

一种以太网环保护倒换方法、节点及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种以太网环保护倒换方法、节点及系统。

背景技术

近几年，为了保证在出现链路故障时快速恢复业务数据的传输，以太网环技术在企业局域网里得到广泛的应用，同时在运营商城域网络中也得到快速发展。以太网环保护倒换协议作为以太网环技术之一，能够有效保证环网业务数据的顺利传输，该协议通过定义环上节点和链路的不同角色，在环上节点或链路出现故障时及时进行链路倒换，进而为以太网业务提供保护。

在以太网环中，环上的每个设备即为一个节点，节点上连接到环的端口称为环端口，并且环上会设定一节点为主节点。主节点在链路无故障的状态下，为防止出现泛洪风暴，通常会阻塞自己的一侧环端口，使以太网环在逻辑上形成的是一条线性链路，该状态下业务数据仅通过以太网环的一条传输路径到达至目的节点。其中，所述线性链路称之为主用链路；主节点所阻塞的与相邻节点之间的链路称之为环网保护链路(Ring ProtectionLink，RPL)，也即备用链路，无故障状态下业务数据不会经过该备用链路。当环上发生链路故障时，主节点会放开之前所阻塞的环端口，使其处于转发状态，此时，以太网环在逻辑上形成的是另一条线性链路，此时无法通过故障链路传输的业务数据可以通过含有RPL的线性链路传输，通过链路倒换保护业务的顺利传输。

如图1所示的以太网环，主节点A阻塞了自身与节点B连接的环端口，主用链路为：主节点A<->节点F<->节点E<->节点D<->节点C<->节点B，RPL为：主节点A<->节点B。当节点D与节点C之间链路出现故障后，主节点A放开阻塞的环端口，重新形成一条线性链路，即节点C<->节点B<->主节点A<->节点F<->节点E<->节点D，进行业务传输。

但是，在现有技术中，由于无链路故障状态下，主节点所阻塞的环端口，是预先配置或者随机选择的，且通常是固定不变的，因此使得所选出的用于传输业务数据的主用链路并不一定是业务传输的最优路径，进而产生带宽资源浪费的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种以太网环保护倒换方法、节点及系统，能够提高以太网环的带宽利用率。

为了达到本发明目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种以太网环保护倒换方法，应用于主节点，包括：

获取主节点自身可见的最远节点；

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；

如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，则进行主端口和备端口角色的倒换。

进一步地，所述方法还包括：

通过接收用于进行以太网环拓扑信息收集的Hello包，获取以太网环其它节点的端口额定速率；其中所述Hello包包括采用扩展字段携带节点的端口额定速率的节点信息。

进一步地，当所述主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值等于所述备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值时，所述方法还包括：

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，则进行主端口和备端口角色的倒换。

本发明实施例还提供了一种以太网环保护倒换方法，应用于主节点，包括：

获取主节点自身可见的最远节点；

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；

获取主链路上各节点的端口带宽利用率；

如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，并且主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，则进行主端口和备端口角色的倒换。

进一步地，所述方法还包括：

通过接收用于进行以太网环拓扑信息收集的Hello包，获取以太网环其它节点的端口额定速率；其中所述Hello包包括采用扩展字段携带节点的端口额定速率的节点信息；

所述获取主链路上各节点的端口带宽利用率，具体包括：

通过接收用于进行以太网环拓扑信息收集的Hello包，获取主链路上各节点的端口带宽利用率；其中所述Hello包包括采用扩展字段携带节点的端口带宽利用率的节点信息。

进一步地，当所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，等于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值时，所述方法还包括：

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，则进行主端口和备端口角色的倒换。

本发明实施例还提供了一种以太网环保护倒换方法，应用于主节点，包括：

获取主节点自身可见的最远节点；

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，则进行主端口和备端口角色的倒换。

进一步地，当主端口到最远节点所经过的跳数，等于备端口到最远节点所经过的跳数时，所述方法还包括：

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；

如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，则进行主端口和备端口角色的倒换。

本发明实施例还提供了一种以太网环保护倒换方法，应用于主节点，包括：

获取主节点自身可见的最远节点；

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

获取主链路上各节点的端口带宽利用率；

如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，并且主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，则进行主端口和备端口角色的倒换。

进一步地，当所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的跳数，等于备端口到最远节点所经过的跳数时，所述方法还包括：

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；

如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，则进行主端口和备端口角色的倒换。

本发明实施例还提供了一种以太网环保护倒换方法，应用于主节点，包括：

获取主节点自身可见的最远节点；

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

基于确定结果，分别计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重，所述主端口和备端口到最远节点的带宽权重的大小，分别与主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且分别与主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比；

如果主端口到最远节点的带宽权重，小于备端口到最远节点的带宽权重，则进行主端口和备端口角色的倒换。

进一步地，所述主节点计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重的公式为：

其中：

为环端口到最远节点的带宽权重；v为环端口侧方向到最远节点所经过各节点的端口额定速率中的最小值；v0为环网中端口额定速率参考值；n为环端口侧方向到最远节点的跳数；n0为环网中跳数参考值；α1为第一权重系数，α2为第二权重系数，且α1与α2不同时为0，α1+α2＝1。

进一步地，所述主节点计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重的公式为：

其中：

为环端口到最远节点的带宽权重；v为环端口侧方向到最远节点所经过各节点的端口额定速率中的最小值；n为环端口侧方向到最远节点的跳数。

本发明实施例还提供了一种以太网环保护倒换方法，应用于主节点，包括：

获取主节点自身可见的最远节点；

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

基于确定结果，分别计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重，所述主端口和备端口到最远节点的带宽权重的大小，分别与主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且分别与主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比；

主节点获取主链路上各节点的端口带宽利用率；

如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，并且主端口到最远节点的带宽权重，小于备端口到最远节点的带宽权重，则进行主端口和备端口角色的倒换。

本发明实施例还提供了一种节点，包括第一查找单元、第一计算单元和第一倒换单元，其中：

第一查找单元，用于获取主节点自身可见的最远节点，并将查找到的最远节点输出至第一计算单元；

第一计算单元，用于分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值并比较大小，如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，通知第一倒换单元；

第一倒换单元，用于接收到第一计算单元的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

本发明实施例还提供了一种节点，包括第二查找单元、第二获取单元、第二计算单元和第二倒换单元，其中：

第二查找单元，用于获取主节点自身可见的最远节点，并将查找到的最远节点输出至第二计算单元；

第二获取单元，用于获取主链路上各节点的端口带宽利用率，将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率输出至第二计算单元；

第二计算单元，用于将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率与预先设置的带宽利用率阈值进行比较，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，通知第二倒换单元；

第二倒换单元，用于接收到第二计算单元的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

本发明实施例还提供了一种节点，包括第三查找单元、第三计算单元和第三倒换单元，其中：

第三查找单元，用于获取主节点自身可见的最远节点，并将查找到的最远节点输出至第三计算单元；

第三计算单元，用于分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数并比较大小，如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，通知第三倒换单元；

第三倒换单元，用于接收到第三计算单元的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

本发明实施例还提供了一种节点，包括第四查找单元、第四获取单元、第四计算单元和第四倒换单元，其中：

第四查找单元，用于获取主节点自身可见的最远节点，并将查找到的最远节点输出至第四计算单元；

第四获取单元，用于获取主链路上各节点的端口带宽利用率，将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率输出至第四计算单元；

第四计算单元，用于将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率与预先设置的带宽利用率阈值进行比较，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数，如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，通知第四倒换单元；

第四倒换单元，用于接收到第四计算单元的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

本发明实施例还提供了一种节点，包括第五查找单元、第五计算单元和第五倒换单元，其中：

第五查找单元，用于获取主节点自身可见的最远节点，并将查找到的最远节点输出至第五计算单元；

第五计算单元，用于分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；然后，分别计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重，所述主端口和备端口到最远节点的带宽权重的大小，分别与主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且分别与主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比，如果主端口到最远节点的带宽权重，小于备端口到最远节点的带宽权重，通知第五倒换单元；

第五倒换单元，用于接收到第五计算单元的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

本发明实施例还提供了一种节点，包括第六查找单元、第六获取单元、第六计算单元和第六倒换单元，其中：

第六查找单元，用于获取主节点自身可见的最远节点，并将查找到的最远节点输出至第六计算单元；

第六获取单元，用于获取主链路上各节点的端口带宽利用率，将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率输出至第六计算单元；

第六计算单元，用于将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率与预先设置的带宽利用率阈值进行比较，分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；然后，分别计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重，所述主端口和备端口到最远节点的带宽权重的大小，分别与主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且分别与主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比，如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点的带宽权重，小于备端口到最远节点的带宽权重，通知第六倒换单元；

第六倒换单元，用于接收到第六计算单元的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

本发明实施例还提供了一种以太网环保护倒换系统，包括如以上任一所述的节点。

本发明的技术方案，具有如下有益效果：

本发明提供的以太网环保护倒换方法、节点及系统，通过比较主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小来决定是否切换主备端口，使得备用链路自适应地切换为带宽较低的链路，提高了以太网环的带宽利用率；

进一步地，通过比较主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小来决定是否切换主备端口，使得备用链路自适应地切换为离最远节点跳数较多的链路，进一步提高了以太网环的带宽利用率；

进一步地，通过检测主链路上各节点的端口带宽利用率是否有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，当有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值时切换主备端口，使得备用链路的切换不至于过于频繁，提高了以太网环的拓扑稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为相关技术中的一种以太网环结构示意图；

图2为本发明第一实施例的一种以太网环保护保护倒换方法的流程示意图；

图3为相关技术中的以太网环Hello包结构示意图；

图4至图8为本发明第二至第六实施例的一种以太网环保护保护倒换方法的流程示意图；

图9至图14为本发明第一至第六实施例的一种节点的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图2所示，根据本发明的一种以太网环保护倒换方法，应用于主节点，包括如下步骤：

步骤201：获取主节点自身可见的最远节点；

需要说明的是，本发明中所述的最远节点可以由主节点根据主节点自身本地记录的环拓扑信息，计算得到，也可以由网络管理员指定。

示例性的，作为一种具体实施方式，以太网环中的节点可通过相邻节点周期性发送的携带有相邻节点信息以及该相邻节点从其它相邻节点收集的节点信息的Hello包，来收集整个以太网环的拓扑信息(也即环拓扑信息)。具体的，接入以太网环的各节点周期性通过两个环端口向以太网环广播Hello包，每个Hello包内容如图3所示，其中，每个Hello包内容包括：源介质访问控制层(Media Access Control，MAC)地址(本节点的MAC地址)、目的MAC地址、虚拟局域网(Virtual Local Area Network，VLAN)标签、协议类型、网环序号、保留字段等用作环网传输的转发参数(包头部分)；以及，节点列表(Device List)(数据部分)。其中，节点列表包括本节点的信息和从另外一个环端口接收到的Hello包中收集到的各节点的信息，列表中的每个节点的信息包括：节点的MAC地址、两个环端口标识、桥状态、优先级以及保留字段。节点从一个环端口接收到相邻节点发送的Hello包之后，根据Hello包内节点列表内容，更新本地记录的环拓扑信息。因此，主节点可以根据本地记录的环拓扑信息，计算主节点自身可见的最远节点，环网中到主节点的跳数最大的那个节点即为最远节点(每经过一个节点，跳数加1)。对于任意一个节点，其到主节点的跳数，指的是：两环端口侧方向分别到主节点的跳数中较小的跳数。如图1所示，节点C的一环端口侧①到主节点的跳数为4，另一环端口侧②到主节点的跳数为2，则节点C到主节点的跳数取值为2和4中的较小值2。如果存在最远节点不唯一的情况，则可任选其中之一作为最远节点。

进一步地，所述方法还包括：

通过接收用于进行以太网环拓扑信息收集的Hello包，获取以太网环其它节点的端口额定速率；其中所述Hello包包括采用扩展字段携带节点的端口额定速率的节点信息。

步骤202：分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；

需要说明的是，本实施例为Hello包节点列表中各节点的信息的保留字段赋予物理意义，设置该保留字段用于描述节点的端口传输能力情况，包括端口额定速率。

示例性的，端口额定速率用4bit表示，表示本节点的环端口所支持的最大数据传输速率是10M、100M、1000M还是10000M等，本发明实施例可以采用0000-1111标识16种不同的端口额定速率。需要说明的是，端口额定速率为：节点的两个环端口的端口额定速率中较低的值。

步骤203：如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，则进行主端口和备端口角色的倒换。

进一步地，当主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，等于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值时，所述方法还包括：

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，则进行主端口和备端口角色的倒换。

如图4所示，根据本发明的一种以太网环保护倒换方法，应用于主节点，包括如下步骤：

步骤401：获取主节点自身可见的最远节点；

步骤402：分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；

进一步地，所述方法还包括：

通过接收用于进行以太网环拓扑信息收集的Hello包，获取以太网环其它节点的端口额定速率；其中所述Hello包包括采用扩展字段携带节点的端口额定速率的节点信息。

步骤403：获取主链路上各节点的端口带宽利用率；

进一步地，所述获取主链路上各节点的端口带宽利用率，具体包括：

通过接收用于进行以太网环拓扑信息收集的Hello包，获取主链路上各节点的端口带宽利用率；其中所述Hello包包括采用扩展字段携带节点的端口带宽利用率的节点信息。

需要说明的是，本实施例为Hello包节点列表中各节点的信息的保留字段赋予物理意义，设置该保留字段用于描述节点的端口传输能力情况，包括端口带宽利用率以及端口额定速率。

示例性的，端口额定速率用4bit表示，表示本节点的环端口所支持的最大数据传输速率是10M、100M、1000M还是10000M等，本发明实施例可以采用0000-1111标识16种不同的端口额定速率；端口带宽利用率使用1字节表示，表示本节点的环端口数据传输速率占端口额定速率的百分比，该值是一个平均值，在发出第一个Hello包时，为当时环端口的带宽利用率，为一瞬时值，其后取最近一个Hello包发送间隔时间内环端口的带宽利用率的峰值。需要说明的是，端口额定速率为：节点的两个环端口的端口额定速率中较低的值；端口带宽利用率为：节点的两个环端口的端口带宽利用率较高的值。

步骤404：如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，并且主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值时，则进行主端口和备端口角色的倒换。

进一步地，当所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，等于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值时，所述方法还包括：

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，则进行主端口和备端口角色的倒换。

如图5所示，根据本发明的一种以太网环保护倒换方法，应用于主节点，包括如下步骤：

步骤501：获取主节点自身可见的最远节点；

步骤502：分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

步骤503：如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，则进行主端口和备端口角色的倒换。

进一步地，当主端口到最远节点所经过的跳数，等于备端口到最远节点所经过的跳数时，所述方法还包括：

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；

如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，则进行主端口和备端口角色的倒换。

如图6所示，根据本发明的一种以太网环保护倒换方法，应用于主节点，包括如下步骤：

步骤601：获取主节点自身可见的最远节点；

步骤602：分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

步骤603：获取主链路上各节点的端口带宽利用率；

步骤604：如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，并且主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，则进行主端口和备端口角色的倒换。

进一步地，当所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的跳数，等于备端口到最远节点所经过的跳数时，所述方法还包括：

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；

如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，则进行主端口和备端口角色的倒换。

如图7所示，根据本发明的一种以太网环保护倒换方法，应用于主节点，包括如下步骤：

步骤701：获取主节点自身可见的最远节点；

步骤702：分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

步骤703：分别计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重，所述主端口和备端口到最远节点的带宽权重的大小，分别与主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且分别与主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比；

需要说明的是，本发明中的所述主端口和备端口到最远节点的带宽权重的大小，分别与主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且分别与主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比，指的是：

所述主端口到最远节点的带宽权重的大小，与主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且与主端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比；

所述备端口到最远节点的带宽权重的大小，与备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且与备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比。

进一步地，所述主节点计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重的公式为：

其中：

为环端口到最远节点的带宽权重；v为环端口侧方向到最远节点所经过各节点的端口额定速率中的最小值；v0为环网中端口额定速率参考值；n为环端口侧方向到最远节点的跳数；n0为环网中跳数参考值；α1为第一权重系数，α2为第二权重系数，且α1与α2不同时为0，α1+α2＝1。

进一步地，所述主节点计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重的公式为：

其中：

为环端口到最远节点的带宽权重；v为环端口侧方向到最远节点所经过各节点的端口额定速率中的最小值；n为环端口侧方向到最远节点的跳数。

步骤704：如果主端口到最远节点的带宽权重，小于备端口到最远节点的带宽权重，则进行主端口和备端口角色的倒换。

如图8所示，根据本发明的一种以太网环保护倒换方法，应用于主节点，包括如下步骤：

步骤801：获取主节点自身可见的最远节点；

步骤802：分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

步骤803：分别计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重，所述主端口和备端口到最远节点的带宽权重的大小，分别与主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且分别与主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比；

步骤804：获取主链路上各节点的端口带宽利用率；

步骤805：如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，并且主端口到最远节点的带宽权重，小于备端口到最远节点的带宽权重，则进行主端口和备端口角色的倒换。

如图9所示，根据本发明的一种节点，包括第一查找单元901、第一计算单元902和第一倒换单元903，其中：

第一查找单元901，用于获取主节点自身可见的最远节点，并将查找到的最远节点输出至第一计算单元902；

第一计算单元902，用于分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值并比较大小，如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，通知第一倒换单元903；

第一倒换单元903，用于接收到第一计算单元902的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

需要说明的是，本发明中所述的最远节点可以由主节点根据主节点自身本地记录的环拓扑信息，计算得到，也可以由网络管理员指定。

本实施例为Hello包节点列表中各节点的信息的保留字段赋予物理意义，设置该保留字段用于描述节点的端口传输能力情况，包括端口额定速率。需要指出的是，端口额定速率为：节点的两个环端口的端口额定速率中较低的值。

进一步地，当主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，等于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值时，第一计算单元902还用于，

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，通知第一倒换单元903。

如图10所示，根据本发明的一种节点，包括第二查找单元1001、第二获取单元1002、第二计算单元1003和第二倒换单元1004，其中：

第二查找单元1001，用于获取主节点自身可见的最远节点，并将查找到的最远节点输出至第二计算单元1003；

第二获取单元1002，用于获取主链路上各节点的端口带宽利用率，将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率输出至第二计算单元1003；

第二计算单元1003，用于将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率与预先设置的带宽利用率阈值进行比较，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，通知第二倒换单元1004；

第二倒换单元1004，用于接收到第二计算单元1003的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

需要说明的是，本实施例为Hello包节点列表中各节点的信息的保留字段赋予物理意义，设置该保留字段用于描述节点的端口传输能力情况，包括端口带宽利用率以及端口额定速率。需要指出的是，端口额定速率为：节点的两个环端口的端口额定速率中较低的值；端口带宽利用率为：节点的两个环端口的端口带宽利用率较高的值。

进一步地，当所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，等于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值时，所述第二计算单元1003还用于，

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，通知第二倒换单元1004。

如图11所示，根据本发明的一种节点，包括第三查找单元1101、第三计算单元1102和第三倒换单元1103，其中：

第三查找单元1101，用于获取主节点自身可见的最远节点，并将查找到的最远节点输出至第三计算单元1102；

第三计算单元1102，用于分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数并比较大小，如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，通知第三倒换单元1103；

第三倒换单元1103，用于接收到第三计算单元1102的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

进一步地，当主端口到最远节点所经过的跳数，等于备端口到最远节点所经过的跳数时，所述第三计算单元1102还用于：

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；

如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，通知第三倒换单元1103。

如图12所示，根据本发明的一种节点，包括第四查找单元1201、第四获取单元1202、第四计算单元1203和第四倒换单元1204，其中：

第四查找单元1201，用于获取主节点自身可见的最远节点，并将查找到的最远节点输出至第四计算单元1203；

第四获取单元1202，用于获取主链路上各节点的端口带宽利用率，将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率输出至第四计算单元1203；

第四计算单元1203，用于将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率与预先设置的带宽利用率阈值进行比较，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数，如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，通知第四倒换单元1204；

第四倒换单元1204，用于接收到第四计算单元1203的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

进一步地，当所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的跳数，等于备端口到最远节点所经过的跳数时，所述第四计算单元1203还用于，

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，通知第四倒换单元1204。

如图13所示，根据本发明的一种节点，包括第五查找单元1301、第五计算单元1302和第五倒换单元1303，其中：

第五查找单元1301，用于获取主节点自身可见的最远节点，并将查找到的最远节点输出至第五计算单元1302；

第五计算单元1302，用于分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；然后，分别计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重，所述主端口和备端口到最远节点的带宽权重的大小，分别与主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且分别与主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比，如果主端口到最远节点的带宽权重，小于备端口到最远节点的带宽权重，通知第五倒换单元1303；

第五倒换单元1303，用于接收到第五计算单元1302的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

如图14所示，根据本发明的一种节点，包括第六查找单元1401、第六获取单元1402、第六计算单元1403和第六倒换单元1404，其中：

第六查找单元1401，用于获取主节点自身可见的最远节点，并将查找到的最远节点输出至第六计算单元1403；

第六获取单元1402，用于获取主链路上各节点的端口带宽利用率，将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率输出至第六计算单元1403；

第六计算单元1403，用于将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率与预先设置的带宽利用率阈值进行比较，分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；然后，分别计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重，所述主端口和备端口到最远节点的带宽权重的大小，分别与主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且分别与主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比，如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点的带宽权重，小于备端口到最远节点的带宽权重，通知第六倒换单元1404；

第六倒换单元1404，用于接收到第六计算单元1403的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

本发明实施例还提供了一种以太网环保护倒换系统，包括如以上任一项中所述的节点。

为更好的说明本发明实施例的技术实现方案，以下还提供了一种优选地实施例对本发明进行进一步解释，但是值得注意的是，该优选实施例只是为了更好的描述本发明，并不构成对本发明不当的限定。

本优选实施例提出的方法能够在以太网环中根据链路中各节点的数据传输能力选择主备链路。该方法在每个节点发出的Hello包中加入两侧环端口的配置(端口额定速率)以及端口带宽利用率，这样每个节点都知道整个以太网环的带宽情况，选取出来的主节点可据此参数进行计算最优的带宽路径，据此选择阻塞主节点自身的一侧环端口以保证环网中的带宽可以拥有最大的利用率。

具体的，本实施例提供的一种以太网环链路倒换方法，包括如下步骤1501至步骤1505。

步骤1501、接入以太网环的各节点周期性通过两个环端口向以太网环广播Hello包。

在本实施例中，以太网环中的节点的一个环端口发出的Hello包内容包括：源MAC(本节点的MAC地址)、目的MAC、VLAN标签、协议类型、网环序号、保留字段等用作环网传输的转发参数(包头部分)；以及，DeviceList节点列表(数据部分)。其中，节点列表包括本节点的信息和从另外一个环端口接收到的Hello包中收集到的各节点的信息)，列表中的每个节点的信息包括：节点的MAC地址、两个环端口标识、桥状态、优先级以及保留字段。

具体Hello包的报文格式如图3所示。

本实施例对Hello包节点列表中节点的信息的保留字段赋予其物理意义，设置该字段用于描述节点的端口传输能力情况，包括端口带宽利用率以及端口额定速率。

示例性的，端口额定速率用4bit表示，表示本节点的环端口所支持的最大数据传输速率是10M、100M、1000M还是10000M等，本发明实施例可以采用0000-1111标识16种不同的端口额定速率；端口带宽利用率使用1字节表示，表示本节点的环端口数据传输速率占端口额定速率的百分比，在发出第一个Hello包时，为当时环端口的带宽利用率，为一瞬时值，其后取最近一个Hello包发送间隔时间内环端口的带宽利用率的峰值。需要说明的是，端口额定速率为：节点的两个环端口的端口额定速率中较低的值；端口带宽利用率为：节点的两个环端口的端口带宽利用率较高的值。

步骤1502、节点从一个环端口接收到相邻节点发送的Hello包之后，根据Hello包内节点列表内容，更新本地记录的环拓扑信息。

其中，环拓扑信息描述了以太网环中节点之间的连接关系，以及节点的信息(包括节点的MAC地址、两个环端口标识、桥状态、优先级、端口额定速率以及端口带宽利用率)。

步骤1503、节点从一个环端口收到带自己节点信息的Hello包时，认为以太网环完整；

当节点的两个环端口多次(例如3次)收到一样的Hello包时，该节点认为以太网环拓扑稳定，根据本地记录的环拓扑信息中的相关内容进行主节点的选举：

优先级最大的节点当选主节点，如优先级相同，则选举MAC地址大的节点作为主节点。

开始时，所有节点都认为自己是主节点，两个环端口之一被阻塞，这样环网上没有数据环路；在选举出主节点之后，不是主节点的节点会放开被阻塞的环端口，一般主节点只有一个，这样能保证只阻塞一个环端口，从而保证环上节点的连通性。

在主节点上，对环网两个环端口进行阻塞端口的初始选举，以形成主链路和阻塞的环网保护链路：如两个环端口均为DOWN状态，阻塞掉第一环端口(通过配置选择第一环端口和第二环端口)；如一个为DOWN状态一个为UP状态，阻塞掉DOWN状态的环端口；如两个均为UP状态，阻塞掉第一环端口。其中，被阻塞的环端口为备用端口(简称备端口)，未被阻塞的环端口为主用端口(简称主端口)。

业务数据在主链路上进行传输。

步骤1504、主节点周期性根据本地记录的环拓扑信息，确定以太网环的带宽利用情况，并根据确定结果判断是否倒换主用端口和备用端口的角色，以实现主备端口的动态选举；

如果判断是，则将当前的主用端口更改为备用端口，备用端口更改为主用端口。

具体的，主节点分别计算本节点的两环端口到最远节点的带宽权重；

从本地记录的环拓扑信息中，获取主节点和主链路上的各节点的端口带宽利用率；

当所获取的端口带宽利用率中有任意一个超过预先设定的阈值(即，带宽利用率阈值，优选为85％)，且主节点当前的主端口到最远节点的带宽权重小于备端口到最远节点的带宽权重，则启用备用端口，关闭主用端口，进行主备端口角色的倒换。

在以太网环各个节点下，接入的用户数目不同，为了保证环网上主链路最优，需要主节点离带宽压力较大的节点更近，这样可以保证，用户多的节点离主节点更近，传输距离更短，进而保证环网上被占用的带宽更少。

其中，预先设定的阈值可以由本领域技术人员根据环网网络情况设定，环网中有任意一个节点的端口带宽利用率超过该阈值，意味着环网中针对一些突发的报文已无法正常转发，易出现较大时延或丢包情况。

最远节点可以根据本地记录的环拓扑信息确定得到(也可以通过网络管理员指定)，环网中到主节点的跳数最大的那个节点即为最远节点(每经过一个节点，跳数加1)。对于任意一个节点，其到主节点的跳数，指的是：两环端口侧方向分别到主节点的跳数中较小的跳数。如图1中：

节点C的一环端口侧①到主节点A的跳数为4，另一环端口侧②到主节点A的跳数为2，则节点C到主节点的跳数取值为2和4中的较小值2。如果存在最远节点不唯一的情况，则可任选其中之一作为最远节点。

环端口到最远节点的带宽权重越大，表明环端口到最远节点的数据传输能力越好，数据传输能力越好的节点，需要距离主节点越近。

示例性的，计算方法如下：

其中：

为环端口到最远节点的带宽权重；v为环端口侧方向到最远节点所经过各节点的端口额定速率中的最小值(如图1所示，假设最远节点为D，主节点A的主用端口到最远节点D所经过的各节点为节点F和节点E，主节点A的备用端口到最远节点D所经过的各节点为节点B和节点C)；v0为环网中端口额定速率参考值，其值可以是本领域技术人员预先配置的固定值，也可以是对收集到的各节点的端口额定速率进行统计，基于统计结果确定得到的，例如可以为环网中各节点的端口额定速率中数量占比最大的；n为环端口侧方向到最远节点的跳数；n0为环网中跳数参考值，根据环网节点数目确定，通常意义上应定义为节点总数的一半；α1、α2分别为第一权重系数和第二权重系数，α1+α2＝1，示例性的，α1大于α2，设置二者比例为4:1，即α1为0.8，α2为0.2。其中，α1、α2可视为影响因子，可由本领技术人员根据网路情况确定得到，如果发现v的大小，较n的大小对链路带宽利用情况影响较大，则可设置α1大于α2，否则设置α1小于α2。

另外，还可以直接将v/n，作为环端口到最远节点的带宽权重，本发明对此不作限定，只要给出的计算方式能够保证：v越大，带宽权重越大，n越小，带宽权重越大，即可。

可选地，本实施例还可包括：

步骤1505：如在连续的预设数量(示例性的，预设数量为5)个周期内，有出现过2次及以上主用端口和备用端口角色的倒换，则上报告警，通知用户检查是否存在带宽不足的情况。

本实施例通过对Hello包保留字段改进，进行环网节点端口传输能力的收集；并根据收集的环网节点端口传输能力信息，进行主备端口的选举，可以使得以太网环根据网络带宽的使用情况动态选择主备端口，使网环的带宽利用率得以最大化；每个节点都保存了一份完整的网环带宽利用情况，对于需要在网环故障时切换主节点的私有协议，也能快速计算并完成主备端口的选择；主节点评估网环内流量与当前网环链路的带宽利用情况，从而决定是否需要倒换，避免了因计算结果与原主备链路不同而导致的无意义的主备倒换。

需要说明的是，上述实施例中主节点是通过收集的环网拓扑信息选举得到的，当然，在实现本发明方案时，还可以预先直接由用户指定或者通过其他方式确定环网中的哪个节点作为主节点，对此不作限定。除此之外，对于环网中节点的端口额定速率以及带宽利用率的获取，也不仅基于上述实现方式，例如也可通过定义节点传输能力收集报文，从主节点的一个环端口发出，环上其它各节点收到该报文后添加自己的端口额定速率以及端口带宽利用率，而后再转发给下一个节点，直至到达主节点的另一环端口。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种以太网环保护倒换方法，其特征在于，应用于主节点，包括：

获取主节点自身可见的最远节点；获取以太网环其它节点的端口额定速率；

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；

如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，则进行主端口和备端口角色的倒换。

2.根据权利要求1所述的以太网环保护倒换方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过接收用于进行以太网环拓扑信息收集的Hello包，获取以太网环其它节点的端口额定速率；其中所述Hello包包括采用扩展字段携带节点的端口额定速率的节点信息。

3.根据权利要求1所述的以太网环保护倒换方法，其特征在于，当所述主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值等于所述备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值时，所述方法还包括：

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，则进行主端口和备端口角色的倒换。

4.一种以太网环保护倒换方法，其特征在于，应用于主节点，包括：

获取主节点自身可见的最远节点；获取以太网环其它节点的端口额定速率；

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；

获取主链路上各节点的端口带宽利用率；

如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，并且主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，则进行主端口和备端口角色的倒换。

5.根据权利要求4所述的以太网环保护倒换方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过接收用于进行以太网环拓扑信息收集的Hello包，获取以太网环其它节点的端口额定速率；其中所述Hello包包括采用扩展字段携带节点的端口额定速率的节点信息；

所述获取主链路上各节点的端口带宽利用率，具体包括：

通过接收用于进行以太网环拓扑信息收集的Hello包，获取主链路上各节点的端口带宽利用率；其中所述Hello包包括采用扩展字段携带节点的端口带宽利用率的节点信息。

6.根据权利要求4所述的以太网环保护倒换方法，其特征在于，当所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，等于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值时，所述方法还包括：

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，则进行主端口和备端口角色的倒换。

7.一种以太网环保护倒换方法，其特征在于，应用于主节点，包括：

获取主节点自身可见的最远节点；

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，则进行主端口和备端口角色的倒换；

当主端口到最远节点所经过的跳数，等于备端口到最远节点所经过的跳数时，获取以太网环其它节点的端口额定速率，分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；

如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，则进行主端口和备端口角色的倒换。

8.一种以太网环保护倒换方法，其特征在于，应用于主节点，包括：

获取主节点自身可见的最远节点；

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

获取主链路上各节点的端口带宽利用率；

如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，并且主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，则进行主端口和备端口角色的倒换。

9.根据权利要求8所述的以太网环保护倒换方法，其特征在于，当所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的跳数，等于备端口到最远节点所经过的跳数时，所述方法还包括：

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；

如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，则进行主端口和备端口角色的倒换。

10.一种以太网环保护倒换方法，其特征在于，应用于主节点，包括：

获取主节点自身可见的最远节点；获取以太网环其它节点的端口额定速率；

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

基于确定结果，分别计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重，所述主端口和备端口到最远节点的带宽权重的大小，分别与主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且分别与主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比；

如果主端口到最远节点的带宽权重，小于备端口到最远节点的带宽权重，则进行主端口和备端口角色的倒换。

11.根据权利要求10所述的以太网环保护倒换方法，其特征在于，所述主节点计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重的公式为：

其中：

为环端口到最远节点的带宽权重；v为环端口侧方向到最远节点所经过各节点的端口额定速率中的最小值；v0为环网中端口额定速率参考值；n为环端口侧方向到最远节点的跳数；n0为环网中跳数参考值；α1为第一权重系数，α2为第二权重系数，且α1与α2不同时为0，α1+α2＝1。

12.根据权利要求10所述的以太网环保护倒换方法，其特征在于，所述主节点计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重的公式为：

其中：

为环端口到最远节点的带宽权重；v为环端口侧方向到最远节点所经过各节点的端口额定速率中的最小值；n为环端口侧方向到最远节点的跳数。

13.一种以太网环保护倒换方法，其特征在于，应用于主节点，包括：

获取主节点自身可见的最远节点；获取以太网环其它节点的端口额定速率；

分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；

基于确定结果，分别计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重，所述主端口和备端口到最远节点的带宽权重的大小，分别与主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且分别与主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比；

主节点获取主链路上各节点的端口带宽利用率；

如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，并且主端口到最远节点的带宽权重，小于备端口到最远节点的带宽权重，则进行主端口和备端口角色的倒换。

14.一种节点，其特征在于，包括第一查找单元、第一计算单元和第一倒换单元，其中：

第一查找单元，用于获取主节点自身可见的最远节点，获取以太网环其它节点的端口额定速率；并将查找到的最远节点以及获取的以太网环其它节点的端口额定速率输出至第一计算单元；

第一计算单元，用于分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值并比较大小，如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，通知第一倒换单元；

第一倒换单元，用于接收到第一计算单元的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

15.一种节点，其特征在于，包括第二查找单元、第二获取单元、第二计算单元和第二倒换单元，其中：

第二查找单元，用于获取主节点自身可见的最远节点，获取以太网环其它节点的端口额定速率，并将查找到的最远节点以及获取的以太网环其它节点的端口额定速率输出至第二计算单元；

第二获取单元，用于获取主链路上各节点的端口带宽利用率，将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率输出至第二计算单元；

第二计算单元，用于将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率与预先设置的带宽利用率阈值进行比较，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，通知第二倒换单元；

第二倒换单元，用于接收到第二计算单元的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

16.一种节点，其特征在于，包括第三查找单元、第三计算单元和第三倒换单元，其中：

第三查找单元，用于获取主节点自身可见的最远节点，获取以太网环其它节点的端口额定速率；并将查找到的最远节点以及获取的以太网环其它节点的端口额定速率输出至第三计算单元；

第三计算单元，用于分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数并比较大小，如果主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，通知第三倒换单元；当主端口到最远节点所经过的跳数，等于备端口到最远节点所经过的跳数时，分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值；如果主端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，小于备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，通知第三倒换单元；

第三倒换单元，用于接收到第三计算单元的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

17.一种节点，其特征在于，包括第四查找单元、第四获取单元、第四计算单元和第四倒换单元，其中：

第四查找单元，用于获取主节点自身可见的最远节点，并将查找到的最远节点输出至第四计算单元；

第四获取单元，用于获取主链路上各节点的端口带宽利用率，将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率输出至第四计算单元；

第四计算单元，用于将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率与预先设置的带宽利用率阈值进行比较，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数，如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点所经过的跳数，大于备端口到最远节点所经过的跳数，通知第四倒换单元；

第四倒换单元，用于接收到第四计算单元的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

18.一种节点，其特征在于，包括第五查找单元、第五计算单元和第五倒换单元，其中：

第五查找单元，用于获取主节点自身可见的最远节点，获取以太网环其它节点的端口额定速率，并将查找到的最远节点以及获取的以太网环其它节点的端口额定速率输出至第五计算单元；

第五计算单元，用于分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；然后，分别计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重，所述主端口和备端口到最远节点的带宽权重的大小，分别与主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且分别与主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比，如果主端口到最远节点的带宽权重，小于备端口到最远节点的带宽权重，通知第五倒换单元；

第五倒换单元，用于接收到第五计算单元的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

19.一种节点，其特征在于，包括第六查找单元、第六获取单元、第六计算单元和第六倒换单元，其中：

第六查找单元，用于获取主节点自身可见的最远节点，获取以太网环其它节点的端口额定速率，并将查找到的最远节点以及获取的以太网环其它节点的端口额定速率输出至第六计算单元；

第六获取单元，用于获取主链路上各节点的端口带宽利用率，将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率输出至第六计算单元；

第六计算单元，用于将获取到的主链路上各节点的端口带宽利用率与预先设置的带宽利用率阈值进行比较，分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值，并分别确定主节点自身的主端口和备端口到最远节点所经过的跳数；然后，分别计算主节点自身的主端口和备端口到最远节点的带宽权重，所述主端口和备端口到最远节点的带宽权重的大小，分别与主端口和备端口到最远节点所经过的各节点的端口额定速率中的最小值的大小成正比，并且分别与主端口和备端口到最远节点所经过的跳数的大小成反比，如果所获取的主链路上各节点的端口带宽利用率有任意一个超过预先设置的带宽利用率阈值，且主端口到最远节点的带宽权重，小于备端口到最远节点的带宽权重，通知第六倒换单元；

第六倒换单元，用于接收到第六计算单元的通知，进行主端口和备端口角色的倒换。

20.一种以太网环保护倒换系统，其特征在于，包括如权利要求14至19中任一所述的节点。

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