CN1328884C - 弹性分组环保护方式切换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及弹性分组环保护方式切换的方法，包括：1.根据环上所有节点配置的保护方式计算弹性分组环的保护方式：比较本节点和拓扑数据库中的所有节点的保护方式配置值，如果任意一个节点的配置值和本节点的配置值不一致则将弹性分组环的保护方式强制为转向保护方式，执行第3步；如果全部一致则弹性分组环的保护方式就是本节点的保护方式；2.比较计算出来的弹性分组环的保护方式与历史记录的环的保护方式，如果一致，则返回第1步；如不一致，则将环的保护方式切换到计算出的保护方式；3.切换并记录环的保护方式。采用本发明方法，解决了弹性分组环技术的两种保护方式的共存和切换的问题，使两种保护方式能够在设备中得到灵活的应用。

Description

弹性分组环保护方式切换的方法

技术领域

本发明涉及弹性分组环(RPR：Resilient packet ring)，特别涉及弹性分组环的保护方法。

背景技术

随着互联网的发展，数据通信量正在呈爆炸式的增长。要适应这种增长，通信网络正在进行种种技术革新。近两年来各种新一代的城域网技术层出不穷，其中弹性分组环(RPR：Resilient packet ring)技术以其技术的先进性、投资的有效性、性能的优越性、支持业务的多样性，提供了一个很好的解决方案。RPR技术解决了以太网在电信网中应用的这些问题：高效的QoS机制、弹性分组环的保护倒换、带宽的公平共享、空间复用技术等。

在IEEE802.17建议草案中，提出了弹性分组环保护方式有两种：转向(STEERING)保护方式和绕回(WRAPPING)保护方式。转向保护方式是建议要求所必须有的，绕回保护方式则是可选的。这两种保护方式的选择是通过全弹性分组环上所有站点对保护方式的配置的综合计算结果。但是建议中并没有给出如何兼容这两种弹性分组环的保护方式，而在实际的应用系统中，由于一个弹性分组环上的多个节点可能是由不同厂家生产的，有的厂家可能只提供了必须的转向保护方式，而没有绕回保护方式；这就限制了整个环的保护方式，当新增加节点或者减少节点时，环的保护方式就可能发生切换；另外，即使在弹性分组环正常运行的过程中，网管系统也可能由于各种原因改变单个节点的保护方式的配置，这就又可能造成整个环的保护方式的变化。目前尚未见到关于解决两种保护方式兼容或者切换的公开的方案。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术中弹性分组环两种保护方式兼容和切换方案不确定的问题，提出了一种弹性分组环保护方式切换的方法，以实现两种保护方式的切换并减少由于切换带来的业务损伤。

弹性分组环保护方式切换的方法，包括下列步骤：

第一步、根据弹性分组环上所有节点配置的保护方式计算弹性分组环的保护方式：比较本节点和拓扑数据库中的所有节点的保护方式配置值，如果任意一个节点的配置值和本节点的配置值不一致则将弹性分组环的保护方式强制为转向保护方式，执行第三步；如果全部一致则弹性分组环的保护方式就是本节点的保护方式；

第二步、比较计算出来的弹性分组环的保护方式与历史记录的环的保护方式，如果一致，则返回第一步；如果不一致，则将环的保护方式切换到计算出来的保护方式；

第三步、切换弹性分组环的保护方式并记录切换后弹性分组环的保护方式，其中：将环的保护方式切换为转向保护方式，切换操作包括：

3.1、修改并记录环的保护类型为转向保护方式；

3.2、将保护方式为绕回的节点切换为转向保护方式：设置节点的东向西向边恢复到无绕回的状态；节点去掉绕回保护使能的状态；对于环选择表中的所有节点，根据拓扑数据库中该节点的位置以及状态重新对该节点进行环选择；

将环的保护方式切换为绕回保护方式，切换操作包括：

3.3、修改并记录环的保护类型为绕回保护方式；

3.4、判断环上的所有节点的东西向边缘是否有中断的情况，如果弹性分组环上任意地方有一个中断的边，则弹性分组环的绕回保护使能，否则取消弹性分组环的绕回保护使能；判断所有节点的东向西向边的边缘状态，如果节点存在边缘状态则设置相应节点的相应方向的边环回使能，否则取消该边的环回使能。

在实际应用中，上述切换方法可以是循环执行的。

采用本发明提出的方法，解决了弹性分组环技术中的两种保护方式(转向和绕回)的共存和切换的问题，使得两种保护方式能够在设备中得到灵活的应用。而且通过本发明提出的方法，能够使得由于配置迟滞造成的保护配置不匹配的情况下也不会造成业务损伤。本发明所述方法的使用可以减少由于保护方式切换带来的业务损伤，可以提高设备的可靠性和稳定性。本发明可以支持分别在开环和闭环情况下，弹性分组环的保护方式的切换。并且只有在开环时，从绕回保护方式切换到转向保护方式才会非常轻微的影响业务，其他情况下都不会引起业务的损伤。

附图说明

图1是本发明提出的切换方法的流程图；

图2是转向和绕回保护方式的断纤处理示意图；

图3是本发明的一个实施例的弹性分组环组网示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

首先说明一下本发明所涉及到的几个概念：

节点的保护方式：弹性分组环由多个节点构成，环上的每个节点可以由外部配置成转向和绕回方式，由环上每个节点的保护配置可以计算一个环上唯一的保护方式；

环的保护方式：弹性分组环的保护方式是由环上所有节点的保护配置计算的结果，一个环的保护方式在某一时刻是确定的一种方式。环的保护方式的计算规则在下面具体描述；

拓扑数据库：这个数据库在每一个节点都有一份，它记录了弹性分组环上所有可见节点的信息，包括节点标识、节点的保护配置、边缘状态、环号、目的节点距离源节点的距离等；

拓扑保护帧：弹性分组环中的协议帧，由环上的节点发出，通知环上的其他节点本节点的信息，其信息包含有节点的保护配置、节点的边缘状态、帧所属于的环号；

在实际应用中，下面两种情况可能会造成弹性分组环的保护方式的切换：

1、在本地站点接收到保护方式配置变化且弹性分组环稳定的时候，由于本地站点的保护配置变化可能会引起弹性分组环的保护方式的变化，因此这种情下可能会引起弹性分组环的保护方式切换；

2、本地站点收到其他站点拓扑保护帧(TP帧：Topology and ProtectionFrame)中站点保护配置变化且弹性分组环稳定的时候，拓扑保护帧中包含了发送帧节点的保护配置，如果发送帧的节点的保护配置变化也可能会引起弹性分组环的保护方式的变化，因此这种情下也可能会引起弹性分组环的保护方式切换；

图1是本发明提出的切换方法的流程图。如图1所示，包括下列步骤：1、根据环上所有站点的配置的保护方式计算弹性分组环的保护方式。其计算方法为：比较本节点和拓扑数据库中的所有节点的保护方式配置值，如果任意一个节点的配置值和本节点的配置值不一致则产生环的保护配置不匹配告警。如果有保护配置不匹配告警则弹性分组环的保护方式强制为转向保护方式；如果没有保护配置不匹配告警则弹性分组环的保护方式就是本节点的保护方式。之所以采用这样的计算方法，是考虑到转向保护方式是建议规定系统所必须的，因此每个厂家都需要提供，当产生不匹配告警时，系统将同一切换到所有节点都支持的转向保护方式。2、比较计算出来的弹性分组环的保护方式与历史记录的环的保护方式，如果一致，则返回第1步；如果不一致，则将环的保护方式切换到计算出来的保护方式。上面提到，环的保护方式是可能发生变化的，节点的保护方式的配置也是会发生变化的。因此可能会发生以下两种情况：历史记载的环的保护方式为转向保护方式；但是在本次计算之前，环上的所有节点接收到网管命令都配置成了绕回保护方式，因此第1步中各节点都没有产生不匹配告警，但是此时计算出来的环的保护方式就应当为绕回保护方式，因此需要进行切换。同理可以推出另一种需要切换的情形：历史记载的环的保护方式为绕回保护方式；但是在本次计算之前，环上的所有节点接收到网管命令都配置成了转向保护方式，因此第1步中各节点都没有产生不匹配告警，但是此时计算出来的环的保护方式就应当为转向保护方式，因此需要进行切换。3、切换弹性分组环的保护方式并记录切换后弹性分组环的保护方式。从绕回到转向保护方式的切换：修改并记录环的保护类型为转向保护方式；将保护方式为绕回的节点切换为转向保护方式：设置节点的东向西向边恢复到无绕回的状态；节点去掉绕回保护使能的状态；对于环选择表中的所有节点，根据拓扑数据库中该节点的位置以及状态重新对该节点进行环选择。从转向到绕回保护方式的切换：修改并记录环的保护类型为绕回保护方式；判断环上的所有节点的东西向边缘是否有中断的情况，如果弹性分组环上任意地方有一个中断的边，则弹性分组环的绕回保护使能，否则取消弹性分组环的绕回保护使能；判断所有节点的东向西向边的边缘状态，如果节点存在边缘状态则设置相应节点的相应方向的边环回使能，否则取消该边的环回使能。首先判断环上的所有节点的东西向边缘是否有中断的情况，由于对于环保护方式为绕回保护方式的弹性分组环，数据业务在环发生中断的时候不会在源端发生倒向，还是按照原来的方向发送，所以为了保证业务不丢失，那么在弹性分组环中断的边缘就必须执行绕回的动作(即将要通过中断边的数据业务绕回到另外一个方向，不然在绕回保护方式下过中断边的所有业务将会断开)。同时由于在有断纤情况节点的边缘进行了绕回操作，则绕回后，其数据包中业务的环值和其期望收到的环值就不匹配了(因为中断边缘绕回时环值是不作修改的)，通常情况下，环值不匹配的帧是会丢弃的，但是这种情况下就不能丢弃。绕回保护方式是对于环上的节点来说就需要判断整个环上是否有中断的节点，如果有中断的节点就表示目前正在进行绕回保护使能(通知节点不可丢弃环值不匹配的帧)。

图2是转向和绕回保护方式的断纤处理示意图。如图2所示，当没有断纤的情况下，S2到S6的业务的路径为S2→S3→S4→S5→S6；当S3到S4之间出现断纤的情况时，对于转向保护方式S2到S6的业务的路径就会变成S2→S1→S7→S6，业务发生的倒向；而对于绕回保护方式S2到S6的业务的路径就会变成S2→S3→S2→S1→S7→S6→S5→S4→S5→S6，业务分别在S3的东向和S4的西向产生绕回。对于绕回保护方式，由于业务不会发生倒向，会走到中断的边缘，为了保证数据帧不会被丢失，绕回保护方式就必须在中断的末端进行绕回，也就是使得在节点的中断的边进行绕回使能否则过中断边缘的业务就不通了。而同时对于通常情况下，节点在收到数据帧的时候会比较接收到的数据帧中的环值和期望的环值是否匹配，如果不匹配就认为是错误的帧而直接丢弃了。对于绕回保护方式，因为在中断边缘的末段需要对业务进行绕回处理，在绕回数据帧的环值不会被修改，而绕回后的数据帧和传送路径的环值就匹配了，所以这个时候就需要通知现在弹性分组环正在进行绕回处理(也就是弹性分组环的绕回保护使能)，不能丢弃环值不匹配的帧。

图3是本发明的一个实施例的弹性分组环组网示意图。如图3所示，图3(A)是该弹性分组环正常状态示意图；图3(B)是环中S2到S1的一条边断开的示意图。下面结合具体的实施例来说明本发明的详细实施方案。

对于如图3所示的弹性分组环，如果以逆时针方向为环0方向，顺时针方向为环1方向，左为西向，右为东向。拓扑数据库中各个字段的意义说明如下。

b有效标志：表示拓扑数据库中该条记录是否有效，0为无效，1为有效。

环号：表示拓扑数据库中该条记录的来源环号，值为0或1。

索引：表示拓扑数据库中该条记录沿环号方向的距离，值从1到255。

站点：表示拓扑数据库中该条记录的来源弹性分组环的站点地址。

保护配置：表示该节点的保护方式配置，为转向或绕回。

西向边缘：表示该节点的西向是否可达。

东向边缘：表示该节点的东向是否可达。

环选择表中个字段的意义说明如下。

站点：表示环选择表中记录的来源弹性分组环的站点地址。

环选择信息：表示从本节点到该站点的路径选择信息，值为0或1。

距离信息：表示从本节点沿选择的方向达到目的节点的距离。

如图3所示，以站点S1为本发明处理方法的例子点，其他2个站点(S2和S3)其处理方式和S1基本类似。假设初始时，所有站点保护方式均设置为转向，则闭环时在S1的拓扑数据库中的信息如表1所示：

表1  闭环时站点S1的拓扑数据库

有效标志	环号	索引	站点	保护配置	西向边缘	东向边缘
							1	0	1	S3	转向	0	0
1	0	2	S2	转向	0	0
							1	0	3	S1	转向	0	0
......	......	......	......	......	......	......
							1	1	1	S2	转向	0	0
1	1	2	S3	转向	0	0
							1	1	3	S1	转向	0	0
......	......	......	......	......	......	......

由于所有站点保护配置都是转向，因此弹性分组环的保护方式也为转向保护方式，其环选择信息表如表2所示：

表2  闭环时站点S1的环选择信息

站点	环选择信息	距离信息
			S3	0	1
S2	1	1

当其中S3站点设置成绕回保护方式的时候。这时站点S1就可以接收到站点S3发送的拓扑保护帧，如果此时弹性分组环是稳定的，则立刻就进行弹性分组环保护方式的计算处理；如果此时弹性分组环不稳定的，则记录S3站点的保护方式，等待弹性分组环进入稳定的时候进行弹性分组环保护方式的计算处理。由于站点S3与环上其他站点的保护配置不一致，因此产生保护配置不匹配的告警，弹性分组环的保护方式保持为转向保护方式。当本站点S1设置成绕回保护方式的时候，则S1首先发送拓扑保护帧，通知其他站点本站点的保护方式发生变化，然后再进行弹性分组环保护方式的计算处理，计算处理方式和收到其他站点的保护方式变化一样。当所有站点的保护方式设置为绕回保护方式时，弹性分组环的保护方式变成绕回保护方式。由于没有出现断纤的情况，因此只是简单的将环的保护类型修改，环选择信息维持不变。这时业务是不会有损伤的。

当再从绕回保护方式切换回转向保护方式的时候，环选择信息依然维持不变，也只是简单的将环的保护类型修。这时业务也是不会有损伤的。

如果所有站点的保护方式配置成绕回保护方式的时候，假设站点S1和站点S2之间出现断纤的情况，弹性分组环的拓扑类型变成了开环，在S1的拓扑数据库中的信息如表3所示：

表3  S1和S2中断时站点S1的拓扑数据库

有效标志	环号	索引	站点	保护配置	西向边缘	东向边缘
							1	0	1	S3	绕回	0	0
1	0	2	S2	绕回	1	0
							......	......	......	......	......	......	......

在闭环的时候，站点S1的环选择信息如表2所示。在S1和S2之间断纤情况下，由于对于绕回保护方式可以在断纤的末端进行环回完成保护，因此站点S1的环选择信息依然如表2所示，保持不变。当由于站点的保护方式配置变化而造成弹性分组环的保护方式由绕回保护方式切换成转向保护方式时(弹性分组环的保护方式计算和上面描述的一样)，对于转向保护方式业务不能通过断纤的地方，因此这时需要根据拓扑数据库的信息，对环选择信息表中的数据进行重新处理。对于环选择信息表中每个站点，遍历拓扑数据库，查找站点在拓扑数据库中的有效位置，同时更新环选择信息。当弹性分组环的保护方式从绕回保护方式变成转向保护方式的时候，环选择表如表4所示：

表4  S1和S2中断时站点S1的环选择信息

站点	环选择信息	距离信息
			S3	0	1
S2	0	2

在修改环选择的同时，设置环上所有边的绕回状态为不使能，同时关闭环的绕回保护使能。

当弹性分组环这时再从转向保护方式切换回绕回保护方式的时候，环选择表保持不变，同时设置环上有边缘状态的边的绕回状态为使能，同时打开环的绕回保护使能。

Claims (2)

1、弹性分组环保护方式切换的方法，其特征在于包括下列步骤：

第一步、根据弹性分组环上所有节点配置的保护方式计算弹性分组环的保护方式：比较本节点和拓扑数据库中的所有节点的保护方式配置值，如果任意一个节点的配置值和本节点的配置值不一致则将弹性分组环的保护方式强制为转向保护方式，执行第三步；如果全部一致则弹性分组环的保护方式就是本节点的保护方式；

第二步、比较计算出来的弹性分组环的保护方式与历史记录的环的保护方式，如果一致，则返回第一步；如果不一致，则将环的保护方式切换到计算出来的保护方式；

第三步、切换弹性分组环的保护方式并记录切换后弹性分组环的保护方式，其中：将环的保护方式切换为转向保护方式，切换操作包括：

3.1、修改并记录环的保护类型为转向保护方式；

3.2、将保护方式为绕回的节点切换为转向保护方式：设置节点的东向西向边恢复到无绕回的状态；节点去掉绕回保护使能的状态；对于环选择表中的所有节点，根据拓扑数据库中该节点的位置以及状态重新对该节点进行环选择；

将环的保护方式切换为绕回保护方式，切换操作包括：

3.3、修改并记录环的保护类型为绕回保护方式；

3.4、判断环上的所有节点的东西向边缘是否有中断的情况，如果弹性分组环上任意地方有一个中断的边，则弹性分组环的绕回保护使能，否则取消弹性分组环的绕回保护使能；判断所有节点的东向西向边的边缘状态，如果节点存在边缘状态则设置相应节点的相应方向的边环回使能，否则取消该边的环回使能。

2、根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于：所述切换方法是循环执行的。

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