CN111901169B - 一种分布式环网保护状态机的实现方法及装置 - Google Patents

一种分布式环网保护状态机的实现方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分布式环网保护状态机的实现方法及装置，涉及通信设备技术领域，本发明在分布式软件架构下，有效利用盘间通信通道，实现环网保护输入信息的共享。通过主从单环状态机模式实现各盘的有效协同，有效保证了环网保护功能的可靠性。通过各盘各自运行相交环状态机的模式，在保证相交环功能的前提下，节省了逃生动作盘间传递的资源，同时保证了相交环状态机的性能。总体来说，本发明提出的方法及装置，可有效在大容量分布式设备上实现G.8132所描述的环网保护功能，同时也最大限度的节约资源并提升性能。

Description

一种分布式环网保护状态机的实现方法及装置
技术领域
本发明涉及通信设备技术领域，具体涉及一种分布式环网保护状态机的实现方法及装置。
背景技术
随着网络带宽的不断增加，网络容量的不断扩大，移动现网的网络场景也越来越复杂。而网络也逐步成为人们日常生活中不可或缺的组成元素，网络的稳定性与人们的生活质量也发生了越来越大的相关性。为了确保网络的稳定性，APS自动保护倒换技术起到了非常重要的作用。
早期组网结构简单、业务量不大的时候，基于标准G.8131实现的简单的线性保护就可以起到较好保证网络可靠性的效果，随着业务场景的不断复杂化，线性保护的局限性也越来越明显：1、一处故障影响整条链路；2、线路改造成本高；3、无法支持多点断纤倒换。而环网保护则是线性保护的有效补充，线路故障只引起故障节点两端的倒换，线路改造成本降低，同时可以实现多点断纤倒换的功能。另外，PTN环网保护通道建立在业务LSP(LabelSwithing Path)外层新定义的环网逻辑层上，可以实现多条LSP批量倒换的效果，从而在倒换性能上相较于线性保护也有了很大的提升。线性保护与环网保护工作在不同的逻辑层，因此环网保护可以与线性保护叠加配置，在现网改造中也多通过叠加配置的方式来提升网络的可靠性。
早期设备容量需求不大，多采用集中式方案，即大部分软件逻辑运行在主控交叉盘上，因此早期的APS自动保护倒换功能也在主控交叉盘上实现。现在设备容量不断增大，小容量接入式设备依然保持着这种集中式的架构，但是大容量的汇聚核心设备逐步切换到分布式架构，具体分布式架构的优势在专利CN102148713A《一种用于大容量PTN设备的线性保护倒换方法》中有说明，即通过线路盘运行一部分逻辑来缓解主控交叉盘的运行压力，而APS自动保护倒换功能也移至线路盘来实现。
PTN环网保护对应的标准G.8132在2017年初次形成标准，标准中对环网功能做了详细说明，包括单环功能和相交环功能，但是对环网功能具体的实现方法未做特殊说明，在集中式设备上状态机的逻辑均在主控交叉盘上依照标准实现，实现方法差异不大，但是在分布式设备上，由于各线路盘存在复杂信息交互与协同，各盘配合的协同性和高效性就变得尤其重要，因此，亟需一种在分布式设备上实现环网保护的技术方案。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种分布式环网保护状态机的实现方法及装置，有效在保证功能稳定性的同时提升性能。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种分布式环网保护状态机的实现方法，包括以下步骤：
开辟告警广播通道和接收APS广播通道，分别对告警信息和APS信息通过全局id进行整个网元内部统一编码；
各东西向盘采集到东西向告警信息或东西向接收APS信息时，将告警信息或APS信息广播到其他所有线路盘；各线路盘接收到广播的信息，通过全局id将告警信息或APS信息映射到对应的环网保护条目；
开辟倒换动作广播通道和发送APS单播通道，选取西向盘为主状态机运行盘；西向盘根据收到的东西向告警信息和东西向接收APS信息，进行状态机逻辑判断，计算出对应的单环倒换动作和东西向发送APS信息，在本盘执行倒换动作并发出西向发送APS信息；
将西向盘计算出的倒换动作广播到所有的线路盘，各线路盘收到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，映射到对应的环网保护条目，执行倒换动作；将西向盘计算出的东向发送APS信息通过单播的方式发送到东向盘，东向盘接收到有效的东向发送APS信息时，映射到对应的环网保护条目，进行东向APS信息发送。
在上述技术方案的基础上，所述告警广播通道、接收APS广播通道和倒换动作广播通道均为各东西向盘至交叉盘，交叉盘广播至所有线路盘；
所述发送APS单播通道为西向盘至交叉盘，交叉盘单播至东向盘。
在上述技术方案的基础上，所述方法还包括以下步骤：当东向盘接收不到有效的倒换动作信息时，由从状态机运行盘模式切换到主状态机运行盘模式，计算出单环倒换动作和发送APS信息时，在本盘执行倒换动作并发送东向APS信息，通过倒换动作广播通道将倒换动作广播至其他所有线路盘；
业务入口盘接收不到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，读取东向盘广播的有效的倒换动作并执行倒换。
在上述技术方案的基础上，所述方法还包括以下步骤：如果业务入口盘同时接收不到东向盘和西向的有效倒换动作信息，则不执行倒换动作。
在上述技术方案的基础上，所述方法还包括以下步骤：各线路盘通过告警广播通道和接收APS广播通道获取输入信息，各自运行环网相交环状态机，进行相交环状态机逻辑判断，计算出逃生动作，并执行逃生动作。
本发明还提供一种分布式环网保护状态机的实现装置，包括：
通道开通模块，其用于：开辟告警广播通道和接收APS广播通道，开辟倒换动作广播通道和发送APS单播通道，分别对告警信息和APS信息通过全局id进行整个网元内部统一编码；
西向盘，其用于：采集到西向告警信息或西向接收APS信息时，将告警信息或APS信息广播到其他所有线路盘；接收到广播的信息时，将告警信息或APS信息通过全局id映射到对应的环网保护条目；默认为主状态机运行盘状态，根据收到的东西向告警信息和东西向接收APS信息，进行状态机逻辑判断，计算出对应的单环倒换动作和东西向发送APS信息，在本盘执行倒换动作并发出西向发送APS信息；将西向盘计算出的倒换动作广播到所有的线路盘；将西向盘计算出的东向发送APS信息通过单播的方式发送到东向盘；
东向盘，其用于：采集到东向告警信息或东向接收APS信息时，将信息广播到其他所有线路盘；接收到广播的信息时，通过全局id映射到对应的环网保护条目；收到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，映射到对应的环网保护条目，执行倒换动作；收到有效的东向发送APS信息时，映射到对应的环网保护条目，进行东向APS信息发送；
业务入口盘，其用于：接收到广播的信息时，通过全局id映射到对应的环网保护条目；收到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，映射到对应的环网保护条目，执行倒换动作。
在上述技术方案的基础上，所述告警广播通道、接收APS广播通道和倒换动作广播通道均为各东西向盘至交叉盘，交叉盘广播至所有线路盘；
所述发送APS单播通道为西向盘至交叉盘，交叉盘单播至东向盘。
在上述技术方案的基础上，所述东向盘还用于：接收不到有效的倒换动作信息时，由从状态机运行盘模式切换到主状态机运行盘模式，计算出单环倒换动作和发送APS信息时，在本盘执行倒换动作并发送东向APS信息，通过倒换动作广播通道将倒换动作广播至其他所有线路盘；
所述业务入口盘还用于：接收不到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，读取东向盘广播的有效的倒换动作并执行倒换。
在上述技术方案的基础上，所述业务入口盘还用于：如果同时接收不到东向盘和西向的有效倒换动作信息，则不执行倒换动作。
在上述技术方案的基础上，所述西向盘、东向盘和业务入口盘均还用于：通过告警广播通道和接收APS广播通道获取输入信息，各自运行环网相交环状态机，进行相交环状态机逻辑判断，计算出逃生动作，并执行逃生动作。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明在分布式软件架构下，有效利用盘间通信通道，实现环网保护输入信息的共享。通过主从单环状态机模式实现各盘的有效协同，有效保证了环网保护功能的可靠性。通过各盘各自运行相交环状态机的模式，在保证相交环功能的前提下，节省了逃生动作盘间传递的资源，同时保证了相交环状态机的性能。总体来说，本发明提出的方法及装置，可有效在大容量分布式设备上实现G.8132所描述的环网保护功能，同时也最大限度的节约资源并提升性能。
图说明
图1为本发明实施例的典型的业务绑定相交环的应用场景；
图2为本发明实施例的设备内盘间分布式结构及西向盘正常状态下状态机运行机制介绍；
图3为本发明实施例的西向盘故障或拔盘东向盘正常状态下状态机运行机制介绍；
图4为本发明实施例的东西向盘均故障或者拔盘状态下状态机运行机制介绍。
具体实施方式
以下结合图对本发明的实施例作进一步详细说明。
本发明实施例提供一种分布式环网保护状态机的实现方法，包括以下步骤：
开辟告警广播通道和接收APS广播通道，对告警信息通过全局id进行整个网元内部统一编码，即对每条告警信息分配整个网元内部唯一的编码；对APS信息也通过全局id进行整个网元内部统一编码，即对每条APS信息分配整个网元内部唯一的编码；
各东西向盘采集到东西向告警信息或东西向接收APS信息时，将告警信息或APS信息广播到其他所有线路盘；各线路盘接收到广播的信息，将告警信息或APS信息通过全局id映射到对应的环网保护条目；
开辟倒换动作广播通道和发送APS单播通道，选取西向盘为主状态机运行盘；西向盘根据收到的东西向告警信息和东西向接收APS信息，进行状态机逻辑判断，计算出对应的单环倒换动作和东西向发送APS信息，在本盘执行倒换动作并发出西向发送APS信息；
将西向盘计算出的倒换动作广播到所有的线路盘，各线路盘收到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，映射到对应的环网保护条目，执行倒换动作；将西向盘计算出的东向发送APS信息通过单播的方式发送到东向盘，东向盘接收到有效的东向发送APS信息时，映射到对应的环网保护条目，进行东向APS信息发送。
作为优选的实施方式，所述告警广播通道、接收APS广播通道和倒换动作广播通道均为各东西向盘至交叉盘，交叉盘广播至所有线路盘；
所述发送APS单播通道为西向盘至交叉盘，交叉盘单播至东向盘。
作为优选的实施方式，当东向盘接收不到有效的倒换动作信息时，由从状态机运行盘模式切换到主状态机运行盘模式，计算出单环倒换动作和发送APS信息时，在本盘执行倒换动作并发送东向APS信息，通过倒换动作广播通道将倒换动作广播至其他所有线路盘；
业务入口盘接收不到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，读取东向盘广播的有效的倒换动作并执行倒换。
作为优选的实施方式，所述方法还包括以下步骤：如果业务入口盘同时接收不到东向盘和西向的有效倒换动作信息，则不执行倒换动作。
作为优选的实施方式，所述方法还包括以下步骤：各线路盘通过告警广播通道和接收APS广播通道获取输入信息，各自运行环网相交环状态机，进行相交环状态机逻辑判断，计算出逃生动作，并执行逃生动作。
如图1所示，列举了一个典型的业务绑定相交环的应用场景，由“节点一、节点二、节点三、节点八、节点九、节点十”组成环一，由“节点三、节点四、节点五、节点六、节点七、节点八”组成环二，环一和环二配置了相交关系，节点三和节点八为环一和环二的相交节点，单向业务业务一路径为“节点一、节点二、节点三、节点四、节点五”，同时绑定环一和环二。单环状态机运行在环上的每个节点上，相交环状态机只运行在相交节点，因此，环一的单环状态机运行在节点一、节点二、节点三、节点八、节点九、节点十，环二的单环状态机运行在节点三、节点四、节点五、节点六、节点七、节点八，环一的相交环状态机运行在节点三、节点八，环二的相交环状态机运行在节点三、节点八。选取比较有代表性的节点三来对单环和相交环状态机在分布式设备内部的运行方法进行说明，因为在节点三上同时运行了环一和环二的“单环+相交环”状态机，其它节点运行机制可以与之类比。同时因为环一和环二存在对称关系，环一和环二状态机运行机制类似，选取节点三上环二的单环和相交环状态机为例来对环网状态机运行机制进行详细说明。
如图2所示，对节点三内部的详细盘分布进行细化，其中甲线路盘为环一的西向盘，乙线路盘为环一的东向盘，同时乙线路盘为环二的西向盘，丙线路盘为环二的东向盘，业务一在节点三从甲线路盘出环一，进环二，因此甲线路盘为业务一进入环二的业务入口盘，乙线路盘是业务一在环二上的西向出口盘，丙线路盘是业务一在环二上的东向出口盘。盘间通道通过交叉盘中转传递到其它线路盘。
乙线路盘收到环二西向线路告警，通过告警总线经由交叉盘传递到其它所有线路盘，包括甲线路盘和丙线路盘。丙线路盘收到环二东向线路告警，通过告警总线经由交叉盘传递到其它所有线路盘，包括甲线路盘和乙线路盘。乙线路盘收到环二西向线路接收APS，通过接收APS广播总线经由交叉盘传递到其它所有线路盘，包括甲线路盘和丙线路盘。丙线路盘收到环二东向线路接收APS，通过接收APS广播总线经由交叉盘传递到其它所有线路盘，包括甲线路盘和乙线路盘。通过以上通道完成了输入信息的设备内各盘共享。
在乙线路盘，也就是环二西向盘正常工作的情况下，选取乙线路盘为环二的单环主状态机运行盘，通过盘间通道广播接收到的环网保护输入信息，也就是东西向线路告警和东西向接收APS，通过单环状态机逻辑，计算出单环状态机输出信息，包括倒换动作及东西向发送APS，在本盘执行倒换动作并且发送西向发送APS的同时，通过倒换总线广播总线将倒换动作广播到所有单盘，包括甲线路盘和丙线路盘，通过发送APS单播通道将东向发送APS单播到东向盘，也就是丙线路盘。丙线路盘，也就是东向盘，收到西向盘广播过来的倒换动作执行倒换，收到西向盘发送过来的东向发送APS，进行东向APS的发送。甲线路盘，也就是业务入口盘，收到西向盘广播过来的倒换动作执行倒换。
对于相交环状态机，各盘通过盘间通道广播收到的环网保护输入信息，各盘各自运行环网相交环状态机，通过相交环状态机逻辑，计算出逃生动作，并执行逃生动作。
如图3所示，当乙线路盘出现故障或者被拔盘，无法正常运行的时候，环二的主单环状态机迁移到丙线路盘，也就是东向盘，这时候，丙线路盘无法接收到有效的西向告警和西向APS信息，默认西向线路存在告警，并且西向接收APS无效，结合东向告警和东向接收APS，运行单环状态机，计算出倒换动作和东西向发送APS，执行倒换动作并发送东向发送APS，通过倒换动作广播总线将倒换动作广播至其它线路盘，包括甲线路盘。甲线路盘没有收到有效的西向盘倒换动作广播信息，但是收到有效的东向盘广播发送过来的倒换动作，根据东向盘广播过来的有效倒换动作执行倒换。
甲线路盘和丙线路盘各自运行相交环状态机，因无法收到有效的西向告警和西向接收APS，则默认西向线路有告警并且西向APS无效，结合有效的东向告警和东向接收APS，运行相交环状态机逻辑，计算出逃生动作并执行逃生动作。
如图4所示，当乙线路盘和丙线路盘同时出现故障或者被拔盘，即西向盘与东向盘均无法正常运行。在业务入口盘，即甲线路盘上，无法接收到有效的倒换动作广播信息，因此不执行倒换动作。
在甲线路盘上，无法收到有效的东西向告警与东西向接收APS信息，默认东西向线路均存在告警，且东西向APS均无效，通过相交环状态机逻辑，计算出逃生动作，并且执行逃生动作。
本发明实施例还提供一种分布式环网保护状态机的实现装置，包括：
通道开通模块，其用于：开辟告警广播通道和接收APS广播通道，开辟倒换动作广播通道和发送APS单播通道，分别对告警信息和APS信息通过全局id进行整个网元内部统一编码；
西向盘，其用于：采集到西向告警信息或西向接收APS信息时，将告警信息或APS信息广播到其他所有线路盘；接收到广播的信息时，将告警信息或APS信息通过全局id映射到对应的环网保护条目；默认为主状态机运行盘状态，根据收到的东西向告警信息和东西向接收APS信息，进行状态机逻辑判断，计算出对应的单环倒换动作和东西向发送APS信息，在本盘执行倒换动作并发出西向发送APS信息；将西向盘计算出的倒换动作广播到所有的线路盘；将西向盘计算出的东向发送APS信息通过单播的方式发送到东向盘；
东向盘，其用于：采集到东向告警信息或东向接收APS信息时，将信息广播到其他所有线路盘；接收到广播的信息时，通过全局id映射到对应的环网保护条目；收到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，映射到对应的环网保护条目，执行倒换动作；收到有效的东向发送APS信息时，映射到对应的环网保护条目，进行东向APS信息发送；
业务入口盘，其用于：接收到广播的信息时，通过全局id映射到对应的环网保护条目；收到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，映射到对应的环网保护条目，执行倒换动作。
作为优选的实施方式，所述告警广播通道、接收APS广播通道和倒换动作广播通道均为各东西向盘至交叉盘，交叉盘广播至所有线路盘；
所述发送APS单播通道为西向盘至交叉盘，交叉盘单播至东向盘。
作为优选的实施方式，所述东向盘还用于：接收不到有效的倒换动作信息时，由从状态机运行盘模式切换到主状态机运行盘模式，计算出单环倒换动作和发送APS信息时，在本盘执行倒换动作并发送东向APS信息，通过倒换动作广播通道将倒换动作广播至其他所有线路盘；
所述业务入口盘还用于：接收不到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，读取东向盘广播的有效的倒换动作并执行倒换。
作为优选的实施方式，所述业务入口盘还用于：如果同时接收不到东向盘和西向的有效倒换动作信息，则不执行倒换动作。
作为优选的实施方式，所述西向盘、东向盘和业务入口盘均还用于：通过告警广播通道和接收APS广播通道获取输入信息，各自运行环网相交环状态机，进行相交环状态机逻辑判断，计算出逃生动作，并执行逃生动作。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种分布式环网保护状态机的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
开辟告警广播通道和接收APS广播通道，分别对告警信息和APS信息通过全局id进行整个网元内部统一编码；
各东/西向盘采集到东/西向告警信息或东/西向接收APS信息时，将告警信息或APS信息广播到其他所有线路盘；各线路盘接收到广播的信息，通过全局id将告警信息或APS信息映射到对应的环网保护条目，其中，东向盘为每个环节点上东向接口所在的线路盘，东向接口为每个环节点上顺时针方向出口，西向盘为每个环节点上西向接口所在的线路盘，西向接口为每个环节点上逆时针方向出口；
开辟倒换动作广播通道和发送APS单播通道，选取西向盘为主状态机运行盘；西向盘根据收到的东/西向告警信息和东/西向接收APS信息，进行状态机逻辑判断，计算出对应的单环倒换动作和东/西向发送APS信息，在本盘执行倒换动作并发出西向发送APS信息；
将西向盘计算出的倒换动作广播到所有的线路盘，各线路盘收到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，映射到对应的环网保护条目，执行倒换动作；将西向盘计算出的东向发送APS信息通过单播的方式发送到东向盘，东向盘接收到有效的东向发送APS信息时，映射到对应的环网保护条目，进行东向APS信息发送。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述告警广播通道、接收APS广播通道和倒换动作广播通道均为各东/西向盘至交叉盘，交叉盘广播至所有线路盘；
所述发送APS单播通道为西向盘至交叉盘，交叉盘单播至东向盘。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：当东向盘接收不到有效的倒换动作信息时，由从状态机运行盘模式切换到主状态机运行盘模式，计算出单环倒换动作和发送APS信息时，在本盘执行倒换动作并发送东向APS信息，通过倒换动作广播通道将倒换动作广播至其他所有线路盘；
业务入口盘接收不到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，读取东向盘广播的有效的倒换动作并执行倒换。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：如果业务入口盘同时接收不到东向盘和西向的有效倒换动作信息，则不执行倒换动作。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：各线路盘通过告警广播通道和接收APS广播通道获取输入信息，各自运行环网相交环状态机，进行相交环状态机逻辑判断，计算出逃生动作，并执行逃生动作。
6.一种分布式环网保护状态机的实现装置，其特征在于，包括：
通道开通模块，其用于：开辟告警广播通道和接收APS广播通道，开辟倒换动作广播通道和发送APS单播通道，分别对告警信息和APS信息通过全局id进行整个网元内部统一编码；
西向盘，其用于：采集到西向告警信息或西向接收APS信息时，将告警信息或APS信息广播到其他所有线路盘；接收到广播的信息时，将告警信息或APS信息通过全局id映射到对应的环网保护条目；默认为主状态机运行盘状态，根据收到的东/西向告警信息和东/西向接收APS信息，进行状态机逻辑判断，计算出对应的单环倒换动作和东/西向发送APS信息，在本盘执行倒换动作并发出西向发送APS信息；将西向盘计算出的倒换动作广播到所有的线路盘；将西向盘计算出的东向发送APS信息通过单播的方式发送到东向盘，其中，西向盘为每个环节点上西向接口所在的线路盘，西向接口为每个环节点上逆时针方向出口；
东向盘，其用于：采集到东向告警信息或东向接收APS信息时，将信息广播到其他所有线路盘；接收到广播的信息时，通过全局id映射到对应的环网保护条目；收到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，映射到对应的环网保护条目，执行倒换动作；收到有效的东向发送APS信息时，映射到对应的环网保护条目，进行东向APS信息发送，其中，东向盘为每个环节点上东向接口所在的线路盘，东向接口为每个环节点上顺时针方向出口；
业务入口盘，其用于：接收到广播的信息时，通过全局id映射到对应的环网保护条目；收到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，映射到对应的环网保护条目，执行倒换动作。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述告警广播通道、接收APS广播通道和倒换动作广播通道均为各东/西向盘至交叉盘，交叉盘广播至所有线路盘；
所述发送APS单播通道为西向盘至交叉盘，交叉盘单播至东向盘。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述东向盘还用于：接收不到有效的倒换动作信息时，由从状态机运行盘模式切换到主状态机运行盘模式，计算出单环倒换动作和发送APS信息时，在本盘执行倒换动作并发送东向APS信息，通过倒换动作广播通道将倒换动作广播至其他所有线路盘；
所述业务入口盘还用于：接收不到西向盘广播的有效的倒换动作信息时，读取东向盘广播的有效的倒换动作并执行倒换。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述业务入口盘还用于：如果同时接收不到东向盘和西向的有效倒换动作信息，则不执行倒换动作。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述西向盘、东向盘和业务入口盘均还用于：通过告警广播通道和接收APS广播通道获取输入信息，各自运行环网相交环状态机，进行相交环状态机逻辑判断，计算出逃生动作，并执行逃生动作。
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