CN109120521A - 环形堆叠系统路径切换方法、第一及第二堆叠设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环形堆叠系统路径切换方法、第一及第二堆叠设备，环形堆叠系统由多个堆叠设备组成，每一堆叠设备通过两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接；检测到自身某一端口发生环形堆叠系统故障的第一堆叠设备向其相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文；通过自身某一端口接收到单跳切换报文的第二堆叠设备将自身除去与所述第一堆叠设备连接的设备路径外的所有设备路径中，路径出口为接收切换报文的端口的设备路径，切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径即可完成包含故障端口路径的可靠且快速的切换，不需要进行复杂的拓扑计算即可完成环形堆叠系统的快速故障收敛，并且期间不会造成堆叠设备CPU冲高，保证了系统稳定性和可靠性。

Description

环形堆叠系统路径切换方法、第一及第二堆叠设备

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种环形堆叠系统路径切换方法、第一及第二堆叠设备。

背景技术

在交换机及PTN(分组传送网，Packet Transport Network)等产品领域，一般情况下，环形堆叠系统出现链路故障或者设备故障的时候，首先会出现环形堆叠系统的断环现象，此现象出现之后，一般堆叠设备会使用一种网络拓扑计算方法，针对断环之后的堆叠系统的每台堆叠设备进行计算，其计算方式一般与OSPF(Open Shortest Path First，最短路径优先协议)协议的SPF(Shortest Path First)计算方式类似，在系统中计算出每台设备到系统中任意一台设备的最短路径。

但是，在断环之后会涉及到每个堆叠设备的拓扑计算。因此其计算量和计算时间将随着堆叠系统的设备的增加而大幅增加，其对设备的CPU的耗费将大幅的提高，并且会大幅降低堆叠系统的拓扑的收敛速度。

目前普遍的环形系统设备断环之后的步骤如下：

1、环形堆叠系统出现链路故障，可能是设备故障，也可能是链路故障。

2、故障设备或者故障链路的两侧的堆叠设备首先感知到堆叠端口down事件。

3、各个堆叠设备的堆叠拓扑协议开始计算各自的邻居状态的变化情况。

4、各个堆叠系统设备根据拓扑计算的最短路径形成新的堆叠系统转发条目。

由此可见，目前的技术中，环形堆叠系统出现链路故障或者设备故障的时候，整个堆叠系统要重新开始拓扑计算，而计算的速度和复杂度与整个堆叠系统中的堆叠设备的数量有关，当故障产生的时候，整个堆叠系统都需要进行拓扑计算，并且重新生成到每个堆叠设备的最短路径。而当所有的堆叠设备计算完成之前，整个堆叠系统处在不稳定状态，跨设备转发的报文会出现丢包，而且由于计算量巨大，因此在堆叠系统更加庞大的时候，会造成每台设备在出现故障的时候都需要进行大量的拓扑计算而冲高CPU，从而进一步加剧堆叠系统的不稳定，甚至可能再次引发由于CPU冲高而导致的新的堆叠系统故障。

发明内容

本发明实施例提供的环形堆叠系统路径切换方法、第一及第二堆叠设备，主要解决的技术问题是现有环形堆叠系统出现故障导致断环时，堆叠系统中的各堆叠设备都需要进行拓扑计算导致计算量大、消耗资源多的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种环形堆叠系统路径切换方法，所述环形堆叠系统由多个堆叠设备组成，每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接；所述方法包括：

检测到自身某一端口发生环形堆叠系统故障的第一堆叠设备向其相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文；

通过自身某一端口接收到所述单跳切换报文的第二堆叠设备将自身除去与所述第一堆叠设备连接的设备路径外的所有设备路径中，路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径，切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种第一堆叠设备，所述第一堆叠设备为环形堆叠系统的成员，且所述环形堆叠系统中的每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接；所述第一堆叠设备包括：

故障检测单元，用于检测所述第一堆叠设备的某一端口是否发生环形堆叠系统故障；

切换触发单元，用于在所述故障检测单元检测所述第一堆叠设备的某一端口发生环形堆叠系统故障后，向所述第一堆叠设备相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文，以触发所述第二堆叠设备进行设备路径切换。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种第二堆叠设备，所述第二堆叠设备为环形堆叠系统的成员，且所述环形堆叠系统中的每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接；所述第二堆叠设备包括：

消息接收单元，用于通过所述第二堆叠设备的某一端口接收所述环形堆叠系统中的第一堆叠设备在检测到自身的某一端口发生环形堆叠系统故障后发送的单跳切换报文；

第二路径切换单元，用于将所述第二堆叠设备中除去与所述第一堆叠设备连接的设备路径外的所有设备路径中，路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径，切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种第一堆叠设备，所述第一堆叠设备为环形堆叠系统的成员，且所述环形堆叠系统中的每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接；所述第一堆叠设备包括第一处理器、第一存储器及第一通信总线；

所述第一通信总线用于实现所述第一处理器和所述第一存储器之间的连接通信；

所述第一处理器用于执行所述第一存储器中存储的环形堆叠系统路径切换程序以实现如下步骤：

检测所述第一堆叠设备的某一端口是否发生环形堆叠系统故障；

在所述故障检测单元检测所述第一堆叠设备的某一端口发生环形堆叠系统故障后，向所述第一堆叠设备相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文，以触发所述第二堆叠设备进行设备路径切换。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种第二堆叠设备，所述第二堆叠设备为环形堆叠系统的成员，且所述环形堆叠系统中的每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接；所述第二堆叠设备包括第二处理器、第二存储器及第二通信总线；

所述第二通信总线用于实现所述第二处理器和所述第二存储器之间的连接通信；

所述第二处理器用于执行所述第二存储器中存储的环形堆叠系统路径切换程序以实现如下步骤：

通过所述第二堆叠设备的某一端口接收所述环形堆叠系统中的第一堆叠设备在检测到自身的某一端口发生环形堆叠系统故障后发送的单跳切换报文；

将所述第二堆叠设备中除去与所述第一堆叠设备连接的设备路径外的所有设备路径中，路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径，切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径。

为了解决上述问题，本发明还提供一种存储介质，用于存储程序，且存储的程序被调用时执行如上所述的环形堆叠系统路径切换方法。

本发明的有益效果是：

根据本发明实施例提供的环形堆叠系统路径切换方法、第一及第二堆叠设备，环形堆叠系统由多个堆叠设备组成，每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接；检测到自身某一端口发生环形堆叠系统故障的第一堆叠设备向其相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文；通过自身某一端口接收到单跳切换报文的第二堆叠设备将自身除去与所述第一堆叠设备连接的设备路径外的所有设备路径中，路径出口为接收单跳切换报文的端口的设备路径，切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径；这样仅需通过故障点侧的第一堆叠设备发送一个单跳的单跳切换报文，收到报文的第二堆叠设备做一次非常简单的逻辑判断即可完成包含故障端口路径的可靠且快速的切换，不需要进行复杂的拓扑计算，即可完成环形堆叠系统的快速故障收敛，经实际测试可在毫秒级完成整个堆叠系统的故障收敛工作，并且期间由于不需要各堆叠设备进行拓扑计算因而不会造成任何的堆叠设备的CPU冲高，在提升了堆叠系统的转发可靠性的同时还不会加大CPU的负荷，进一步保证了系统的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的环形堆叠系统流程示意图；

图2为图1中链路故障示意图；

图3为图1中设备故障示意图；

图4为本发明实施例一提供的环形堆叠系统路径切换方法流程示意图；

图5为本发明实施例二提供的第一堆叠设备结构示意图；

图6为本发明实施例二提供的第二堆叠设备结构示意图；

图7为本发明实施例三提供的第一堆叠设备结构示意图；

图8为本发明实施例三提供的第二堆叠设备结构示意图；

图9为本发明实施例四提供链路故障示意图；

图10为图9中堆叠设备B切换前后的路径比对示意图；

图11为本发明实施例四提供设备故障示意图；

图12为图11中堆叠设备B切换前后的路径比对示意图；

图13为图11中堆叠设备A切换前后的路径比对示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例只是本发明中一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本实施例中的环形堆叠系统由多个堆叠设备组成，每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接，例如参见图1所示的环形堆叠系统，其由堆叠设备A、堆叠设备B、堆叠设备C、堆叠设备D、堆叠设备E组成，堆叠设备A通过自身的两个端口分别与相邻的堆叠设备B和堆叠设备E连接，其他的堆叠设备的连接方式也都采用类似的连接方式与各自相邻的堆叠设备进行连接。应当理解是，本实施例中的堆叠系统中所包含的堆叠设备的个数可以根据具体应用场景灵活设定，可以是4个、5个等。本实施例中，环形堆叠系统每台堆叠设备的路径只能是两个出口，也即自身的与相邻堆叠设备连接的两个端口，不可能出现第三个出口。

在本实施例中，环形堆叠系统故障时，发生故障点两侧的堆叠设备可以通过检测到自身相应端口的状态为down或堆叠系统出现分裂的状态从而检测到故障，本实施例中称其为第一堆叠设备，与检测到故障的堆叠设备直接连接的相邻堆叠设备称之为第二堆叠设备。因此，在本实施例中，环形堆叠系统的各堆叠设备在某一时间点都可能是第一堆叠设备或第二堆叠设备。本实施例中，环形堆叠系统故障包括但不限于环形链路故障和堆叠设备故障。例如参见图2所示，堆叠设备B、堆叠设备C之间的链路出现了故障，此时堆叠设备B、堆叠设备C则为第一堆叠设备，相应的堆叠设备A、堆叠设备D为第二堆叠设备。请参见图3所示，堆叠设备B发生故障，此时的堆叠设备A、堆叠设备B为第一堆叠设备，相应的堆叠设备E、堆叠设备D为第二堆叠设备。

基于上述说明，本实施例提供的环形堆叠系统路径切换方法参见图4所示，包括：

S401：检测到自身某一端口发生环形堆叠系统故障的第一堆叠设备向其相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文。

如上所示，当环形堆叠系统发生发生故障后，在故障位置两侧的堆叠设备通过检测到自身某一端口的状态变为down或堆叠系统出现分裂的状态，从而确定发生故障向自身相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文。

本实施例中发送的单跳切换报文为单跳切换报文，这样可以使得仅仅相邻的第二堆叠设备会感知到由第一堆叠设备发送的切换通知，其他堆叠设备则感知不到，也需要进行路径切换。

本实施例中，各堆叠设备的设备路径可以预先配置好，也可以在初始时时刻通过各种算法(例如包括但不限于SPF(Shortest Path First)计算方法)得到。但各堆叠设备的每一条设备路劲的出口都只可能是该设备自身两个端口中的一个，该出口也即堆叠设备通过该设备路劲转发数据时的数据出口。

本实施例中，第一堆叠设备在发送单跳切换报文时，可以仅向没有发生环形堆叠系统故障的端口方向的相邻第二堆叠设备发送，也即第一堆叠设备向通过自身另一端口与其连接的相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文；也可以向自身两个段口方向的堆叠设备发送，但此时向发生故障方向端口的堆叠设备发送该单跳切换报文没有实际意义。

S402：通过自身某一端口接收到单跳切换报文的第二堆叠设备将自身除去与第一堆叠设备连接的设备路径外的所有设备路径中，路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径，切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径。

第二堆叠设备接收到单跳切换报文之后，并不会再向其他堆叠设备发送单跳切换报文。第二堆叠设备根据该单跳切换报文，获取自身的所有设备路径(各路径可以存储在转发表中)，然后从中筛选出路径出口为接收到单跳切换报文的端口，将这些路径中除除去与第一堆叠设备连接的设备路径外的其他所有路径切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径，也即更新为路径出口与该第二堆叠设备未发生堆叠系统故障端口上，以保证路径的有效性，进而保证各报文的顺利发送。这种路径切换方式，不需要进行复杂的拓扑计算，即可完成环形堆叠系统的快速故障收敛，经实际测试可在毫秒级完成整个堆叠系统的故障收敛工作，并且期间由于不需要各堆叠设备进行拓扑计算因而不会造成任何的堆叠设备的CPU冲高，在提升了堆叠系统的转发可靠性的同时还不会加大CPU的负荷，进一步保证了系统的稳定性和可靠性。

在本实施例中，第一堆叠设备检测到自身某一端口发生所述环形堆叠系统故障后，还可将自身相应的设备路径进行相应的切换，具体包括：

将自身所有设备路径中，路径出口为发生所述环形系统故障的端口的设备路径，切换为路径出口为该第一堆叠设备的另一端口的新路径。第一堆叠设备所进行的设备路径切换过程同样也不需要进行拓扑计算。

在本实施例中，环形堆叠系统故障包括环形链路故障和堆叠设备故障；当故障为堆叠设备故障时，第二堆叠设备在进行设备路径切换过程中，有些设备路径的目的设备可能本身就为堆叠设备，此时对该设备路径切换没有实际意义。因此，当第一堆叠设备当前检测到的环形堆叠系统故障为堆叠系统故障时，第二堆叠设备将路径出口为接收单跳切换报文的端口的设备路径切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径之前，还可包括：

将路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径中目的设备为发生故障的堆叠设备的设备路径筛选出不做路径切换。当然，在一些示例中，也可以对该设备路径进行切换。

第一堆叠设备在路径切换过程中也可能出现上述情况，可采用上述类似的处理方式进行处理。

本实施例利用环形堆叠系统的每台设备的路径只能是两个出口，不可能出现第三个出口的这一特性，只需要在出现故障的堆叠系统的两端的堆叠设备上，开始触发一个单跳切换报文发送给相邻的堆叠设备，此报文仅需要发送一跳，即只发给自己的邻居设备，而邻居设备也仅需要通过接收此报文，即可通过逻辑判断自身需要如何进行路径切换，而不需要进行复杂的拓扑计算，即可完成环形堆叠系统的快速故障收敛，经实际测试可在毫秒级完成整个堆叠系统的故障收敛工作，并且期间由于不需要各堆叠设备进行拓扑计算因而不会造成任何的堆叠设备的CPU冲高，在提升了堆叠系统的转发可靠性的同时还不会加大CPU的负荷，进一步保证了系统的稳定性和可靠性。

实施例二：

本实施例中提供的环形堆叠系统仍由多个堆叠设备组成，每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接。本实施例中，环形堆叠系统每台堆叠设备的路径只能是两个出口，也即自身的与相邻堆叠设备连接的两个端口。在本实施例中，环形堆叠系统故障时，发生故障点两侧的堆叠设备可以通过检测到自身相应端口的状态为down或堆叠系统出现分裂的状态从而检测到故障，本实施例中称其为第一堆叠设备，与检测到故障的堆叠设备直接连接的相邻堆叠设备称之为第二堆叠设备。因此，在本实施例中，环形堆叠系统的各堆叠设备在某一时间点都可能是第一堆叠设备或第二堆叠设备。本实施例中，环形堆叠系统故障包括但不限于环形链路故障和堆叠设备故障。

请参见图5所示，本实施例提供的一种第一堆叠设备包括：

故障检测单元51，用于检测第一堆叠设备的某一端口是否发生环形堆叠系统故障；如上所示，当环形堆叠系统发生发生故障后，在故障位置两侧的第一堆叠设备的故障检测单元51通过检测到某一端口的状态变为down或堆叠系统出现分裂的状态，从而确定发生故障。

切换触发单元52，用于在故障检测单元51检测到第一堆叠设备的某一端口发生环形堆叠系统故障后，向第一堆叠设备相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文，以触发第二堆叠设备进行设备路径切换。

本实施例中切换触发单元52发送的单跳切换报文为单跳切换报文，这样可以使得仅仅相邻的第二堆叠设备会感知到由第一堆叠设备发送的切换通知，其他堆叠设备则感知不到，也需要进行路径切换。

本实施例中，各堆叠设备的设备路径可以预先配置好，也可以在初始时时刻通过各种算法(例如包括但不限于SPF(Shortest Path First)计算方法)得到。但各堆叠设备的每一条设备路劲的出口都只可能是该设备自身两个端口中的一个，该出口也即堆叠设备通过该设备路劲转发数据时的数据出口。

本实施例中，切换触发单元52在发送单跳切换报文时，可以仅向没有发生环形堆叠系统故障的端口方向的相邻第二堆叠设备发送，也即第一堆叠设备向通过自身另一端口与其连接的相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文；当然也可以向自身两个段口方向的堆叠设备发送，但此时向发生故障方向端口的堆叠设备发送该单跳切换报文没有实际意义。

请参见图5所示，本实施例中的第一堆叠设备还包括第一路径切换单元53，用于在故障检测单元52检测到第一堆叠设备的某一端口发生环形堆叠系统故障后，将第一堆叠设备所有设备路径中，路径出口为发生环形系统故障的端口的设备路径，切换为路径出口为该第一堆叠设备的另一端口的新路径。此时的路径切换不需要进行复杂的拓扑计算，即可完成环形堆叠系统的快速故障收敛，在提升了堆叠系统的转发可靠性的同时还不会加大CPU的负荷，进一步保证了系统的稳定性和可靠性。

本实施例中第一堆叠设备包括的上述单元的功能可以通过其处理器实现。

请参见图6所示，本实施例还提供了一种第二堆叠设备，包括：

消息接收单元61，用于通过第二堆叠设备的某一端口接收环形堆叠系统中的第一堆叠设备在检测到自身的某一端口发生环形堆叠系统故障后发送的单跳切换报文。

消息接收单元61并不会再向其他堆叠设备发送单跳切换报文。

第二路径切换单元62，用于将第二堆叠设备中除去与所述第一堆叠设备连接的设备路径外的所有设备路径中，路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径，切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径。

第二路径切换单元62根据该单跳切换报文，获取第二堆叠设备的所有设备路径(各路径可以存储在转发表中)，然后从中筛选出路径出口为接收到单跳切换报文的端口，将这些路径中除除去与第一堆叠设备连接的设备路径外的其他所有路径切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径，也即更新为路径出口与该第二堆叠设备未发生堆叠系统故障端口上，以保证路径的有效性，进而保证各报文的顺利发送。这种路径切换方式，不需要进行复杂的拓扑计算，即可完成环形堆叠系统的快速故障收敛，经实际测试可在毫秒级完成整个堆叠系统的故障收敛工作，并且期间由于不需要各堆叠设备进行拓扑计算因而不会造成任何的堆叠设备的CPU冲高，在提升了堆叠系统的转发可靠性的同时还不会加大CPU的负荷，进一步保证了系统的稳定性和可靠性。

在本实施例中，环形堆叠系统故障包括环形链路故障和堆叠设备故障；当故障为堆叠设备故障时，第二堆叠设备在进行设备路径切换过程中，有些设备路径的目的设备可能本身就为堆叠设备，此时对该设备路径切换没有实际意义。因此，此种情况下，第二路径切换单元62将路径出口为接收单跳切换报文的端口的设备路径切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径之前，还可包括：

将路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径中目的设备为发生故障的堆叠设备的设备路径筛选出不做路径切换。当然，在一些示例中，也可以对该设备路径进行切换。

第一堆叠设备在路径切换过程中也可能出现上述情况，此时的第一路径切换单元63也可采用上述类似的处理方式进行处理。

本实施例中第二堆叠设备包括的上述单元的功能也可以通过其处理器实现。

本实施例利用环形堆叠系统的中的第一堆叠设备和第二堆叠设备的设备路径只能是两个出口这一特性，只需要在出现故障的两端的第一堆叠设备触发一个单跳切换报文发送给相邻的第二堆叠设备，第二堆叠设备可通过逻辑判断自身需要如何进行路径切换，而不需要进行复杂的拓扑计算，第一堆叠设备和第二堆叠设备之外的其他设备也不需要进行路径切换，即可完成环形堆叠系统的快速故障收敛，在提升了堆叠系统的转发可靠性的同时还不会加大CPU的负荷，进一步保证了系统的稳定性和可靠性。

实施例三：

本实施例中提供的环形堆叠系统仍由多个堆叠设备组成，每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接。本实施例中，环形堆叠系统每台堆叠设备的路径只能是两个出口，也即自身的与相邻堆叠设备连接的两个端口。在本实施例中，环形堆叠系统故障时，发生故障点两侧的堆叠设备可以通过检测到自身相应端口的状态为down或堆叠系统出现分裂的状态从而检测到故障，本实施例中称其为第一堆叠设备，与检测到故障的堆叠设备直接连接的相邻堆叠设备称之为第二堆叠设备。因此，在本实施例中，环形堆叠系统的各堆叠设备在某一时间点都可能是第一堆叠设备或第二堆叠设备。本实施例中，环形堆叠系统故障包括但不限于环形链路故障和堆叠设备故障。

请参见图7所示，本实施例提供了一种第一堆叠设备，包括第一处理器71、第一存储器72及第一通信总线73；

第一通信总线73用于实现第一处理器71和第一存储器72之间的连接通信；

第一处理器72用于执行第一存储器72中存储的环形堆叠系统路径切换程序以实现如下步骤：

检测第一堆叠设备的某一端口是否发生环形堆叠系统故障；当环形堆叠系统发生发生故障后，在故障位置两侧的第一堆叠设备通过检测到某一端口的状态变为down或堆叠系统出现分裂的状态，从而确定发生故障。

在检测到第一堆叠设备的某一端口发生环形堆叠系统故障后，向第一堆叠设备相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文，以触发第二堆叠设备进行设备路径切换。

本实施例中发送的单跳切换报文为单跳切换报文，这样可以使得仅仅相邻的第二堆叠设备会感知到由第一堆叠设备发送的切换通知，其他堆叠设备则感知不到，也需要进行路径切换。

本实施例中，各堆叠设备的设备路径可以预先配置好，也可以在初始时时刻通过各种算法(例如包括但不限于SPF(Shortest Path First)计算方法)得到。但各堆叠设备的每一条设备路劲的出口都只可能是该设备自身两个端口中的一个，该出口也即堆叠设备通过该设备路劲转发数据时的数据出口。

本实施例中，在发送单跳切换报文时，可以仅向没有发生环形堆叠系统故障的端口方向的相邻第二堆叠设备发送，也即第一堆叠设备向通过自身另一端口与其连接的相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文；当然也可以向自身两个段口方向的堆叠设备发送，但此时向发生故障方向端口的堆叠设备发送该单跳切换报文没有实际意义。

第一处理器71还用于执行第一存储器72中存储的环形堆叠系统路径切换程序以实现如下步骤：

检测到第一堆叠设备的某一端口发生环形堆叠系统故障后，将第一堆叠设备所有设备路径中，路径出口为发生环形系统故障的端口的设备路径，切换为路径出口为该第一堆叠设备的另一端口的新路径。此时的路径切换不需要进行复杂的拓扑计算，即可完成环形堆叠系统的快速故障收敛，在提升了堆叠系统的转发可靠性的同时还不会加大CPU的负荷，进一步保证了系统的稳定性和可靠性。

请参见图8所示，本实施例提供了一种第二堆叠设备，包括第二处理器81、第二存储器82及第二通信总线83；

第二通信总线83用于实现第二处理器81和第二存储器82之间的连接通信；

第二处理器82用于执行第二存储器82中存储的环形堆叠系统路径切换程序以实现如下步骤：

通过第二堆叠设备的某一端口接收环形堆叠系统中的第一堆叠设备在检测到自身的某一端口发生环形堆叠系统故障后发送的单跳切换报文。且在接收到后并不再向其他堆叠设备发送单跳切换报文。

根据接收到的单跳切换报文将第二堆叠设备中除去与所述第一堆叠设备连接的设备路径外的所有设备路径中，路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径，切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径。具体可可先获取第二堆叠设备的所有设备路径(各路径可以存储在转发表中)，然后从中筛选出路径出口为接收到单跳切换报文的端口，将这些路径中除除去与第一堆叠设备连接的设备路径外的其他所有路径切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径，也即更新为路径出口与该第二堆叠设备未发生堆叠系统故障端口上，以保证路径的有效性，进而保证各报文的顺利发送。

在本实施例中，环形堆叠系统故障包括环形链路故障和堆叠设备故障；当故障为堆叠设备故障时，第二堆叠设备在进行设备路径切换过程中，有些设备路径的目的设备可能本身就为堆叠设备，此时对该设备路径切换没有实际意义。因此，此种情况下，第二处理器81还用于执行第一存储器82中存储的环形堆叠系统路径切换程序以实现如下步骤：

将路径出口为接收单跳切换报文的端口的设备路径切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径之前，将路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径中目的设备为发生故障的堆叠设备的设备路径筛选出不做路径切换。当然，在一些示例中，也可以对该设备路径进行切换。

第一堆叠设备在路径切换过程中也可能出现上述情况，此时也可采用上述类似的处理方式进行处理。

本实施例利用环形堆叠系统的中的第一堆叠设备和第二堆叠设备的设备路径只能是两个出口这一特性，只需要在出现故障的两端的第一堆叠设备触发一个单跳切换报文发送给相邻的第二堆叠设备，第一堆叠设备和第二堆叠设备可通过逻辑判断自身需要如何进行路径切换，而不需要进行复杂的拓扑计算，第一堆叠设备和第二堆叠设备之外的其他设备也不需要进行路径切换，即可完成环形堆叠系统的快速故障收敛，在提升了堆叠系统的转发可靠性的同时还不会加大CPU的负荷，进一步保证了系统的稳定性和可靠性。

实施例四：

为了便于理解本发明，本实施例几何具体的故障示例，对本发明做进一步示例性说明。

本实施例主要利用故障点两侧的堆叠设备发送一个切换报文发送到邻居堆叠设备上，即完成整个堆叠系统的线路或者设备故障通告。而对于每个堆叠系统中的设备来说，每台设备的路径只能是两个出口，因此借助环形堆叠系统的这个特性，判断自身需要如何进行路径切换。本实施例提供的方法尤其适用于小型化的堆叠系统，例如包括4台或5台等数量堆叠设备的堆叠系统；当然对于大型的环形堆叠系统的路径切换方式可以以此类推，在此不再进行赘述。

本实施例中，发出单跳切换报文的堆叠设备(也即第一堆叠设备)切换逻辑如下:

只要感知到此端口堆叠系统出现故障，则将自身所有路径切换到另一端口，并向另一端口发出一个单跳切换报文。

收到切换报文的堆叠设备(也即第二堆叠设备)的切换逻辑如下：

收到切换报文的堆叠设备的非直连的设备路径若路径出口与收到报文端口一致则需要切换,修改其路径出口为与切换报文收包相反的另一个端口，直连的邻居堆叠设备路径无需切换，包括与第一堆叠设备直连的路径。

由此仅需要故障点两侧设备向邻居发送一个切换报文，收到报文的设备进行一次简单判断，即可完成整个环形堆叠系统在故障时的快速拓扑收敛。

下面以几种具体情况示例进行进一步说明。

示例一：

请参见图9所示，堆叠设备A，B，C，D，E组成一个堆叠设备，其连接成环形。即连接图为，A—B—C—D—E—A，所有设备逆时针侧端口为端口1，顺时针端口为端口2，例如AE相连为端口1，AB相连为端口2，ED相连端口1，EA相连端口2。

该示例中，假设A—E之间的链路出现链路故障，此时：

设备A、E感知到AE之间的堆叠链路出现故障。

设备A、E分别向其邻居B、D发送单跳切换报文。

设备B中，按照原最短路径的拓扑计算结果，B到其他设备的转发最短路径的出口为：B-A端口1；B-E端口1；B-C端口2；B-D端口2；

按照设备切换逻辑，直连设备无需切换，则BA，BC的路径无需处理，仅需要处理BD，BE路径：

B-E端口1(端口1收到切换报文，BE路径与收包端口一致，因此切换至另外一个端口，B-E路径切换为端口2)；

B-D端口2(端口1收到切换报文，BD路径与收包端口不一致，因此无需处理)；

经过切换处理后，B路径变为B-A端口1；B-E端口2；B-C端口2；B-D端口2，参见图10所示。

至此，完成设备B的快速收敛报文处理和转发路径切换。同理设备D也可完成所有路径切换，而对于设备C来说故障点周围的设备对其是对称的因此C的所有路径都不需要进行切换，所以切换报文根本无需发给C，由于切换报文仅发送给感知故障设备的邻居，因此在此机制下，能收到单跳切换报文的设备只有B和D，C设备也不会接收到任何切换报文。对于设备A和E自身的路径切换，在另一示例中进行说明。

示例二：

该示例与示例以的不同在于堆叠设备E出现设备故障，参见图11所示，此时：

设备A、D感知到设备E出现故障。

设备A、D分别向其邻居B、C发送单跳单跳切换报文。

设备B中，按照原最短路径的拓扑计算结果，B到其他设备的转发最短路径为：B-A端口1；B-E端口1；B-C端口2；B-D端口2；

按照设备切换逻辑，直连设备无需切换，则BA，BC的路径无需处理，仅需要处理BD，BE路径：

B-E端口1(端口1收到单跳切换报文，BE路径与收包端口一致，因此切换至另外一个端口，B-E路径切换为端口2，而E设备已经出现故障，因此BE的切换最终其实并无实际意义)；

B-D端口2(端口1收到单跳切换报文，BD路径与收包端口不一致，因此无需处理)；

经过切换处理后，B路径变为B-A端口1；B-E端口2；B-C端口2；B-D端口2，请参见图12所示。

至此，B设备完成对环形堆叠系统的切换动作，虽然BE之间的切换并无实际意义，但是此逻辑依旧可以保证E节点出现故障时，B的逻辑运算不会出现路径错误。同理D的切换也可以保证路径的正确性。

此时，单跳切换报文发起者A的路径切换过程如下：

设备A、D感知到设备E出现故障。

设备A、D分别向其邻居B、C发送单跳切换报文。

设备A中，按照原最短路径的拓扑计算结果，A到其他设备的转发最短路径为：A-B端口2；A-C端口2；A-E端口1；A-D端口1；

A是故障发现者，即单跳切换报文发起者，因此A发现AE之间的端口1出现故障，即向另一非故障端口即端口2发送单跳切换报文，且将自己所有与端口1相关的路径全部切换为另一端口。A-E端口1被切换为A-E端口2；A-D端口1被切换为A-D端口2。

经过切换处理后，A设备上所有路径全部指向端口2，请参见图13所示。

至此，A设备完成对环形堆叠系统的切换动作。

由以上的技术方案可见，与一般的堆叠设备的拓扑计算方法相比，这种利用单跳切换报文发送和判断即可完成的环形堆叠拓扑收敛的方法，可以使用非常快速并且简单的计算逻辑，利用一个任意形式的报文的单跳发送和一个收到此报文设备的简单逻辑判断，即可完成整个堆叠系统的快速收敛，无需CPU的过分干预，无需大量的拓扑协议报文的传递，仅需要感知故障点的设备进行一个报文的发送即可完成，因此是一种非常快速简单并且不增加额外的CPU资源耗费的快速小型环形堆叠系统故障收敛方案。

通过这样的技术方案，可以看出，我们通过故障点侧设备非常简单的发送一个报文，收到报文的设备做一次非常简单的逻辑判断，不需要进行复杂的拓扑计算，即可完成小型环形堆叠系统的快速故障收敛，应用此方法，可以在毫秒级完成整个堆叠系统的故障收敛工作。并且期间不会造成任何的堆叠设备的CPU冲高。在提升了堆叠系统的转发可靠性的同时还不会加大CPU的负荷，是一种非常简单高效的小型环形堆叠系统快速故障收敛的方法。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台应用设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络应用设备等)执行本发明各个实施例的方法。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种环形堆叠系统路径切换方法，所述环形堆叠系统由多个堆叠设备组成，每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接；所述方法包括：

检测到自身某一端口发生环形堆叠系统故障的第一堆叠设备向其相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文；

通过自身某一端口接收到所述单跳切换报文的第二堆叠设备将自身除去与所述第一堆叠设备连接的设备路径外的所有设备路径中，路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径，切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径。

2.如权利要求1所述的环形堆叠系统路径切换方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一堆叠设备检测到自身某一端口发生所述环形堆叠系统故障后，将自身所有设备路径中，路径出口为发生所述环形系统故障的端口的设备路径，切换为路径出口为该第一堆叠设备的另一端口的新路径。

3.如权利要求1所述的环形堆叠系统路径切换方法，其特征在于，所述第一堆叠设备向其相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文包括：

所述第一堆叠设备向通过自身另一端口与其连接的相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文。

4.如权利要求1-3任一项所述的环形堆叠系统路径切换方法，其特征在于，所述环形堆叠系统故障包括环形链路故障和堆叠设备故障；

当所述第一堆叠设备当前检测到的环形堆叠系统故障为堆叠系统故障时，所述第二堆叠设备将所述路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径之前，还包括：

将所述路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径中目的设备为发生故障的堆叠设备的设备路径筛选出不做路径切换。

5.一种第一堆叠设备，所述第一堆叠设备为环形堆叠系统的成员，且所述环形堆叠系统中的每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接；所述第一堆叠设备包括：

故障检测单元，用于检测所述第一堆叠设备的某一端口是否发生环形堆叠系统故障；

切换触发单元，用于在所述故障检测单元检测所述第一堆叠设备的某一端口发生环形堆叠系统故障后，向所述第一堆叠设备相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文，以触发所述第二堆叠设备进行设备路径切换。

6.如权利要求5所述的第一堆叠设备，其特征在于，还包括：

第一路径切换单元，用于在所述故障检测单元检测所述第一堆叠设备的某一端口发生环形堆叠系统故障后，将所述第一堆叠设备所有设备路径中，路径出口为发生所述环形系统故障的端口的设备路径，切换为路径出口为该第一堆叠设备的另一端口的新路径。

7.一种第二堆叠设备，所述第二堆叠设备为环形堆叠系统的成员，且所述环形堆叠系统中的每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接；所述第二堆叠设备包括：

消息接收单元，用于通过所述第二堆叠设备的某一端口接收所述环形堆叠系统中的第一堆叠设备在检测到自身的某一端口发生环形堆叠系统故障后发送的单跳切换报文；

第二路径切换单元，用于将所述第二堆叠设备中除去与所述第一堆叠设备连接的设备路径外的所有设备路径中，路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径，切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径。

8.一种第一堆叠设备，所述第一堆叠设备为环形堆叠系统的成员，且所述环形堆叠系统中的每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接；所述第一堆叠设备包括第一处理器、第一存储器及第一通信总线；

所述第一通信总线用于实现所述第一处理器和所述第一存储器之间的连接通信；

所述第一处理器用于执行所述第一存储器中存储的环形堆叠系统路径切换程序以实现如下步骤：

检测所述第一堆叠设备的某一端口是否发生环形堆叠系统故障；

在所述故障检测单元检测所述第一堆叠设备的某一端口发生环形堆叠系统故障后，向所述第一堆叠设备相邻的第二堆叠设备发送单跳切换报文，以触发所述第二堆叠设备进行设备路径切换。

9.如权利要求8所述的第一堆叠设备，其特征在于，所述第一处理器还用于执行所述第一存储器中存储的环形堆叠系统路径切换程序以实现如下步骤：

在所述故障检测单元检测所述第一堆叠设备的某一端口发生环形堆叠系统故障后，将所述第一堆叠设备所有设备路径中，路径出口为发生所述环形系统故障的端口的设备路径，切换为路径出口为该第一堆叠设备的另一端口的新路径。

10.一种第二堆叠设备，所述第二堆叠设备为环形堆叠系统的成员，且所述环形堆叠系统中的每一堆叠设备通过自身的两个端口与相邻的两个堆叠设备分别连接；所述第二堆叠设备包括第二处理器、第二存储器及第二通信总线；

所述第二通信总线用于实现所述第二处理器和所述第二存储器之间的连接通信；

所述第二处理器用于执行所述第二存储器中存储的环形堆叠系统路径切换程序以实现如下步骤：

通过所述第二堆叠设备的某一端口接收所述环形堆叠系统中的第一堆叠设备在检测到自身的某一端口发生环形堆叠系统故障后发送的单跳切换报文；

将所述第二堆叠设备中除去与所述第一堆叠设备连接的设备路径外的所有设备路径中，路径出口为接收所述单跳切换报文的端口的设备路径，切换为路径出口为该第二堆叠设备的另一端口的新路径。