CN109347690B - 一种ptn场景中dcn环路消环方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种PTN场景中DCN环路消环方法和装置，该方法包括：网元作为非网管网元时，根据接收到的DCN报文中携带的路径开销确定本地端口的优先级；当确定任一端口的优先级不为最高优先级，且确定接收到的DCN报文中携带的端口方向为下联方向时，若该端口的状态不为阻塞状态，则将该端口的状态置为阻塞状态；其中，接收到的DCN报文中携带的路径开销越大的端口的优先级越低。该方法能够在离网管网元最远的位置实现消环，提高网管效率。

Description

一种PTN场景中DCN环路消环方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种分组传送网(Packet TransportNetwork，PTN)场景中数据通信网络(Data Communication Network，DCN)环路消环方法和装置。

背景技术

二层交换机在实际应用中，整个拓扑中的网元要上联网管，可以通过创建一条网管专用的vlan实现将拓扑中所有的网元连接到网管，但是如果单纯的创建一条vlan将会面临这条网管专用vlan成环的风险，最终导致这条网管通道不可用。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种PTN场景中DCN环路消环方法和装置，能够在离网管网元最远的位置实现消环，提高网管效率。

为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：

一种环路消环方法，应用于网络拓扑中的任一网元上，该网元周期发送DCN报文，并携带发送该报文的端口的端口方向和路径开销；所述路径开销从网管网元开始，每经一台网元路径开销递增；其中，网关网元的端口的端口方向状态机均为下联方向；非网关网元上优先级最高的端口的端口状态机为上联方向，其它端口的端口状态机为下联方向；该方法包括：

该网元作为非网管网元时，根据接收到的DCN报文中携带的路径开销确定本地端口的优先级；

当确定任一端口的优先级不为最高优先级，且确定接收到的DCN报文中携带的端口方向为下联方向时，若该端口的状态不为阻塞状态，则将该端口的状态置为阻塞状态；

其中，接收到的DCN报文中携带的路径开销越大的端口的优先级越低。

一种PTN场景中DCN环路消环装置，应用于网络拓扑中的任一网元上，该网元周期发送DCN报文，并携带发送该报文的端口的端口方向状态机和路径开销；所述路径开销从网管网元开始，每经一台网元路径开销递增；其中，网关网元的端口的端口方向状态机均为下联方向；非网关网元上优先级最高的端口的端口状态机为上联方向，其它端口的端口状态机为下联方向；该装置包括：确定单元和处理单元；

所述确定单元，用于本单元所在网元作为非网管网元时，根据接收到的DCN报文中携带的路径开销确定本地端口的优先级；

所述处理单元，用于当所述确定单元确定任一端口的优先级不为最高优先级，且确定接收到的DCN报文中携带的端口方向为下联方向时，若该端口的状态不为阻塞状态，则将该端口的状态置为阻塞状态；其中，接收到的DCN报文中携带的路径开销越大的端口的优先级越低。

由上面的技术方案可知，本申请中通过周期发送DCN报文，引入端口的状态端口的端口方向状态机，以及优先级在拓扑出现环路时，能够及时阻塞环路上的端口，以实现消环。该方案能够在离网管网元最远的位置实现消环，提高网管效率。

附图说明

图1为本申请实施例中实现PTN场景中DCN环路消环流程示意图；

图2为一种环路拓扑结构示意图；

图3为另一种环路拓扑结构示意图；

图4为本申请实施例中应用于上述技术的装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

本申请实施例中提供一种PTN场景中DCN环路消环方法，应用于网络拓扑中的任一网元上，在网管管理的VLAN中，通过周期发送DCN报文，引入端口的状态端口的端口方向状态机，以及优先级在拓扑出现环路时，能够及时阻塞环路上的端口，以实现消环。该方案能够在离网管网元最远的位置实现消环，提高网管效率。

本申请实施例中为了实现环路消环，引入DCN协议，针对本申请实施例的具体实现给出如下概念：

一、端口状态：

端口状态有两种状态，分别为：阻塞状态(DISCARDING)和转发状态(FORWARDING)；

阻塞状态的端口只能收发DCN协议报文，不能转发用户数据；转发状态的端口正常收发所有报文和数据。

二、端口方向状态机：

上联(UP_LINK)方向、下联(DOWN_LINK)方向、不确定(UNKNOW_LINK)方向。

上联方向的端口表示此端口为上联网管网元的端口，这样的端口总是处于转发状态；下联方向的端口表示此端口为下联非网管网元的设备；不确定方向的端口表示该端口不知道自己是要作为上联端口还是下联端口，通常是网元一启动，DCN报文还没到达所有端口时的一个短暂端口方向状态机。

三、路径开销：

路径开销表示距离网管的远近，直接网管的网元，即网管网元发送的DCN报文的路径开销为1，此后，每经一台设备路径开销递增，如可以增加1。

四、DCN报文：

拓扑网络中任意两台直连网元之间均进行DCN报文的交互，从而达到一个稳定的DCN状态。

本申请实施例中周期发送DCN报文，可以通过DCN系统定时器来控制间隔预设时间(如1S)发送一次DCN报文。

该DCN报文的以太端口以太头部封装内容见表1。

目的MAC	源MAC	LEN	LLC	BPDU
					6Bytes	6Bytes	2Bytes	3Bytes	16Bytes

表1DCN报文的目的MAC地址采用组播地址01 80c0 00 00c0；源MAC填充设备MAC地址；LEN填充数值19(发送要转网络序)；BPDU段填充完整的DCN-J2报文。

参见表2，表2为报文字段及含义所对应的内容。

表2

表2所对应的各字节中网管网元ID和自身网元ID可以使用4字节表示，其它字段均使用1字节表示即可。上述序列号为本申请实施例中DCN报文携带的路径开销，发送方向为本申请实施例中DCN报文中携带的发送该报文的端口的端口方向，其它字段可以根据实际需要填充内容，也可以不要对应的字段，或不填充内容来实现。

网元初始化时，针对端口信息的初始化：

将端口信息初始化为初始状态，复位保活定时器，端口接收DCN报文清零等。

针对端口方向状态机初始化时，针对网管网元，将各端口的端口方向状态机置为下联方向；针对非网管网元，将端口的端口方向状态机置为不确定方向，这是一个短暂的状态，待接收到DCN报文再进行端口方向状态机的更新。

针对端口状态初始化时，将各网元的端口置为阻塞状态，若该网元是网管网元，则将各端口的状态转换为转发状态，非网管网元上的端口状态根据收到的DCN报文再进行相关处理。

针对端口发送DCN的报文的处理为周期发送，具体实现时通过定时器实现。

下面结合附图，详细说明本申请实施例实现环路消环过程。

网元周期发送DCN报文，并携带发送该报文的端口的端口方向状态机和路径开销；所述路径开销从网管网元开始，每经一台网元路径开销递增；其中，网关网元的端口的端口方向状态机均为下联方向；非网关网元上优先级最高的端口的端口状态机为上联方向，其它端口的端口状态机为下联方向。

参见图1，图1为本申请实施例中实现PTN场景中DCN环路消环流程示意图。具体步骤为：

步骤101，网元作为非网管网元时，根据接收到的DCN报文中携带的路径开销确定本地端口的优先级。

本申请实施例中给出的端口优先级的判断原则为：接收到的DCN报文中携带的路径开销越大的端口的优先级越低；

当接收到的DCN报文携带的路径开销相同时，端口号越小的端口优先级越高。

如果一个网管网元的两个端口接收到的DCN报文中携带的路径开销一个为2，一个为3，则接收到路径开销为2的DCN报文的端口优先级大。

如果一个网管网元的两个端口接收到的DCN报文中携带的路径开销均为3，则端口号小的端口对应的端口优先级高。

非网管网元设备将本地端口优先级最高的端口的端口方向状态机置为上联方向；其它端口置为下联方向。

并在发送DCN报文时，在发送的DCN报文中携带发送该报文的端口的端口方向。

步骤102，当确定任一端口的优先级不为最高优先级，且确定接收到的DCN报文中携带的端口方向为下联方向时，若该端口的状态不为阻塞状态，则将该端口的状态置为阻塞状态。

当确定任一端口的优先级不为最高优先级，且接收到的DCN报文中携带的端口方向为下联方向，则确定对应的网络拓扑出现环路，需要进行消环，即通过阻塞端口实现。

本申请实施例中在针对非阻塞端口如何由初始状态的阻塞状态转换为非阻塞状态，或已阻塞的端口在后续发现不存在环路，则将阻塞状态转换为非阻塞状态；或者一直不需要阻塞，则一直保持转发状态，具体实现如下：

一网元作为网管网元，其上的端口通常都置为转发状态，除非网络拓扑发生环路以外的异常情况。

一网元作为非网管网元，针对任一端口，若该端口的端口方向状态机为下联方向，接收到的DCN报文携带的端口方向为上联方向，且该端口的状态不为转发状态时，将该端口的状态设置为转发状态；该端口的状态为转发状态时，保持转发状态。

针对任一端口，若该端口的端口方向状态机为上联方向，接收到的DCN报文携带的端口方向为下联方向，该端口的优先级为最高优先级，且该端口的状态不为转发状态时，将该端口的状态设置为转发状态；该端口的状态为转发状态时，保持转发状态。

通过上述方案，能够实现在拓扑出现环路时，能够在离网管网元最远的位置实现消环，提高网管效率。

下面给出两种环路拓扑结构，分别给出本申请实施例的消环过程。

参见图2，图2为一种环路拓扑结构示意图。图2中的拓扑包括一个与网管连接的网管网元和4个非网管网元。

初始化时，所有网元的端口(网管网元与网管连接的端口1/3除外，本申请不做特殊处理，按现有实现即可)的端口方向状态机均为不确定方向，端口状态均为阻塞状态。

网管网元确定自身为网管网元，则将端口1/1和1/2的端口方向状态机均置为下联方向，端口状态均为转发状态。

在定时器到时时，通过端口1/1和1/2发送携带路径开销为1，以及下联方向的DCN报文。

非网管网元1通过端口1/1和1/2均会收到DCN报文，由图2所示的网络拓扑结构，通过端口1/1收到的DCN报文的路径开销1小于通过端口1/2收到的DCN报文携带的路径开销2，因此，确定端口1/1的端口优先级最高，将端口1/1的端口方向状态机设为上联方向，且接收到的DCN报文中携带的是下联方向，则将端口1/1的端口状态设置为转发状态；类似的将端口1/2的端口状态设置为转发状态，端口方向状态机设置为下联方向。

非网管网元4的处理流程与非网管网元1类似，最终将端口1/1的端口方向状态机设为上联方向，端口状态设置为转发状态；将端口1/2的端口状态设置为转发状态，端口方向状态机设置为下联方向。

非网管网元2通过端口1/1和1/2均会收到DCN报文，由图2所示的网络拓扑结构，通过端口1/1收到的DCN报文的路径开销2小于通过端口1/2收到的DCN报文携带的路径开销3，因此，确定端口1/1的端口优先级最高，将端口1/1的端口方向状态机设为上联方向，且接收到的DCN报文中携带的是下联方向，则将端口1/1的端口状态设置为转发状态；由于端口1/2的端口优先级不为最高优先级，且接收到的DCN报文携带的端口方向为下联方向，则确定出现环路；因此，将该端口的状态设置为阻塞状态，端口状态方向机为下联方向。

非网管网元3的处理流程与非网管网元2类似，最终将端口1/1的端口方向状态机设为上联方向，端口状态设置为转发状态；将端口1/2的端口状态设置为阻塞状态，端口方向状态机设置为下联方向。

至此，一个完善的DCN消环系统已达到稳定状态，从而实现了网管对各个网元的操作管理。

参见图3，图3为另一种环路拓扑结构示意图。图3中的拓扑包括一个与网管连接的网管网元和3个非网管网元。

初始化时，所有网元的端口(网管网元与网管连接的端口1/3除外，本申请不做特殊处理，按现有实现即可)的端口方向状态机均为不确定方向，端口状态均为阻塞状态。

网管网元确定自身为网管网元，则将端口1/1和1/2的端口方向状态机均置为下联方向，端口状态均为转发状态。

在定时器到时时，通过端口1/1和1/2发送携带路径开销为1，以及下联方向的DCN报文。

非网管网元1通过端口1/1和1/2均会收到DCN报文，由图3所示的网络拓扑结构，通过端口1/1收到的DCN报文的路径开销1小于通过端口1/2收到的DCN报文携带的路径开销2，因此，确定端口1/1的端口优先级最高，将端口1/1的端口方向状态机设为上联方向，且接收到的DCN报文中携带的是下联方向，则将端口1/1的端口状态设置为转发状态；类似的将端口1/2的端口状态设置为转发状态，端口方向状态机设置为下联方向。

非网管网元3的处理流程与非网管网元1类似，最终将端口1/1的端口方向状态机设为上联方向，端口状态设置为转发状态；将端口1/2的端口状态设置为转发状态，端口方向状态机设置为下联方向。

非网管网元2通过端口1/1和1/2均会收到DCN报文，由图3所示的网络拓扑结构，通过端口1/1收到的DCN报文的路径开销2等于通过端口1/2收到的DCN报文携带的路径开销2，且端口1/1的端口号小于端口1/2的端口号，因此，确定端口1/1的端口优先级最高，将端口1/1的端口方向状态机设为上联方向，且接收到的DCN报文中携带的是下联方向，则将端口1/1的端口状态设置为转发状态；由于端口1/2的端口优先级不为最高优先级，且接收到的DCN报文携带的端口方向为下联方向，则确定出现环路；因此，将该端口的状态设置为阻塞状态，端口状态方向机为下联方向。

至此，一个完善的DCN消环系统已达到稳定状态，从而实现了网管对各个网元的操作管理。

下面给出一些网络异常情况时，针对端口状态所做的一些特殊处理，具体为：

第一种情况：接收到的异常DCN报文。

针对任一端口，若接收到的DCN报文中携带的网管网元ID不为设置的网管网元NEID，且该端口的状态不为阻塞状态时，将该端口的状态置为阻塞状态；若该端口的状态是阻塞状态，则维持该端口的阻塞状态即可。

网元ID是取的网元mac的后4个字节。如果是网管网元，发出的报文中，网管网元字段和自身网元字段是一样的，如果是非网管网元，发出的报文中，网管网元字段是填的网管网元的mac后4个字节，自身网元字段是填的自身mac的后4个字节。

第二种情况：可能一直没有接收到正常端口发送的DCN报文。

针对任一端口，若该端口的端口方向状态机为不确定方向，或接收到的DCN报文中携带端口方向为不确定方向，且该端口的状态不为阻塞状态，则将该端口的状态置为阻塞状态；该端口状态若为阻塞状态，则保持阻塞状态即可。

第三种情况：

该网元作为网管网元时，将所有端口的状态设置为转发状态；

若接收到的DCN报文中携带端口方向为下联方向，则将该端口的状态置为阻塞状态。

正常网络拓扑中，网管网元不能接收到携带端口方向状态机为下联方向的DCN报文，如果接收到，则确定接收到异常报文，或网络拓扑异常，进行端口阻塞。

基于同样的发明构思，本申请实施例中提供一种PTN场景中DCN环路消环装置，应用于网络拓扑中的任一网元上，其特征在于，该网元周期发送DCN报文，并携带发送该报文的端口的端口方向和路径开销；所述路径开销从网管网元开始，每经一台网元路径开销递增；其中，网关网元的端口的端口方向状态机均为下联方向；非网关网元上优先级最高的端口的端口状态机为上联方向，其它端口的端口状态机为下联方向。参见图4，图4为本申请实施例中应用于上述技术的装置结构示意图。该装置包括：确定单元401和处理单元402；

确定单元401，用于本单元所在网元作为非网管网元时，根据接收到的DCN报文中携带的路径开销确定本地端口的优先级；

处理单元402，用于当确定单元401确定任一端口的优先级不为最高优先级，且确定接收到的DCN报文中携带的端口方向为下联方向时，若该端口的状态不为阻塞状态，则将该端口的状态置为阻塞状态；其中，接收到的DCN报文中携带的路径开销越大的端口的优先级越低。

较佳地，

接收到的DCN报文携带的路径开销相同时，端口号越小的端口优先级越高。

上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。

综上所述，本申请通过周期发送DCN报文，引入端口的状态端口的端口方向状态机，以及优先级在拓扑出现环路时，能够及时阻塞环路上的端口，以实现消环。该方案能够在离网管网元最远的位置实现消环，提高网管效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种分组传送网PTN场景中数据通信网络DCN环路消环方法，应用于网络拓扑中的任一网元上，其特征在于，该网元周期发送DCN报文，并在所述DCN报文中携带发送该报文的端口的端口方向状态机和路径开销；所述路径开销从网管网元开始，每经一台网元路径开销递增；其中，网管网元的端口的端口方向状态机均为下联方向；非网管网元上优先级最高的端口的端口方向状态机为上联方向，其它端口的端口方向状态机为下联方向；该方法包括：

该网元作为非网管网元时，根据接收到的DCN报文中携带的路径开销确定本地端口的优先级；

当确定任一端口的优先级不为最高优先级，且确定接收到的DCN报文中携带的端口方向状态机为下联方向时，若该端口的状态不为阻塞状态，则将该端口的状态置为阻塞状态；

其中，接收到的DCN报文中携带的路径开销越大的端口的优先级越低。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

接收到的DCN报文携带的路径开销相同时，端口号越小的端口优先级越高。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

针对该网元的任一端口，若接收到的DCN报文中携带的网管网元标识ID不为设置的网管网元标识NEID，且该端口的状态不为阻塞状态时，将该端口的状态置为阻塞状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

针对该网元的任一端口，若该端口的端口方向状态机为不确定方向，或接收到的DCN报文中携带端口方向状态机为不确定方向，且该端口的状态不为阻塞状态，则将该端口的状态置为阻塞状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

该网元作为网管网元时，将所有端口的状态设置为转发状态；

若接收到的DCN报文中携带端口方向状态机为下联方向，则将该端口的状态置为阻塞状态。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

该网元作为非网管网元时，针对任一端口，若该端口的端口方向状态机为下联方向，接收到的DCN报文携带的端口方向状态机为上联方向，且该端口的状态不为转发状态时，将该端口的状态设置为转发状态。

7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

该网元作为非网管网元时，针对任一端口，若该端口的端口方向状态机为上联方向，接收到的DCN报文携带的端口方向状态机为下联方向，该端口的优先级为最高优先级，且该端口的状态不为转发状态时，将该端口的状态设置为转发状态。

8.一种分组传送网PTN场景中数据通信网络DCN环路消环装置，应用于网络拓扑中的任一网元上，其特征在于，该网元周期发送DCN报文，并在所述DCN报文中携带发送该报文的端口的端口方向状态机和路径开销；所述路径开销从网管网元开始，每经一台网元路径开销递增；其中，网管网元的端口的端口方向状态机均为下联方向；非网管网元上优先级最高的端口的端口方向状态机为上联方向，其它端口的端口方向状态机为下联方向；该装置包括：确定单元和处理单元；

所述确定单元，用于本单元所在网元作为非网管网元时，根据接收到的DCN报文中携带的路径开销确定本地端口的优先级；

所述处理单元，用于当所述确定单元确定任一端口的优先级不为最高优先级，且确定接收到的DCN报文中携带的端口方向状态机为下联方向时，若该端口的状态不为阻塞状态，则将该端口的状态置为阻塞状态；其中，接收到的DCN报文中携带的路径开销越大的端口的优先级越低。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

接收到的DCN报文携带的路径开销相同时，端口号越小的端口优先级越高。

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