CN1412980A - 一种网桥之间的数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
一种计算机网络系统中网桥之间的数据传输方法，其中网桥端口可通过连接链路相连，多条连接链路被划分为若干连接链路组，与连接链路对应的网桥端口的状态可根据生成树算法确定为转发状态或阻塞状态，方法包含以下步骤：从两个网桥之间的多条连接链路中选取端口处于转发状态的连接链路；确定对应端口处于转发状态的连接链路所属的连接链路组；利用所确定的连接链路组中的所有连接链路传输数据，其中处于阻塞状态的网桥端口可接收来自其它网桥的数据但不向同一链路组中其它端口转发从其它网桥接收的来自其它网桥的数据，并且可向其它网桥发送所连接局域网的数据。由于在避免广播风暴的同时充分利用了链路资源，因此本发明的方法提高了传输链路的利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及计算机网络系统中通过网桥连接的局域网(LAN)之间的通信方法，特别涉及一种网桥之间的数据传输方法。
背景技术
网桥用于局域网之间的连接，在不同的或相同类型的局域网之间存储并转发帧，必要时还进行链路层上的协议转换。当网桥从与局域网连接的端口上接收到数据帧后，根据帧内包含的目的地MAC地址决定是将该帧通过其它端口向其它局域网转发还是过滤掉该帧，具体而言，如果源MAC地址和目的地MAC地址不属于同一局域网，则经相应的端口转发该帧，否则丢弃该帧。有关局域网之间网桥的工作原理和桥接协议的详细描述可参见IEEE802标准，特别是IEEE802.1D标准。
两个局域网之间的连接并不局限于仅仅使用单一的网桥，如果局域网之间距离较远，或者是两局域网之间需要跨越广域网连接时，可能要通过两个或更多的网桥连接，这些网桥之间再用点到点的链路连接。图1为两个局域网通过网桥连接起来的组网结构示意图。如图1所示，以太网段1和以太网段2分别与网桥A和B相连，而网桥A与B又通过广域网相连，因此分属以太网段1和以太网段2的计算机可借助网桥的桥接功能，直接通过广域网实现相互访问以及其它应用服务。
为了增加通信的可靠性，连接在局域网之间的两个网桥之间可存在多条连接链路，每条连接链路将一对分属两个不同网桥上的端口连接起来，其中一条链路为主用链路来完成转发功能，其余链路则作为备份链路，当主用链路出现故障时选用其中一条备份链路完成转发功能。例如在图2中，局域网LAN1与LAN2之间通过网桥1和网桥2连接，而网桥1与2之间存在两条连接链路，其中一条最优链路可被指定为主用链路，另一条作为备份链路，值得注意的是，此时两条链路可同时处于转发状态。但是多条路由的存在将在网桥之间形成闭合环路，具体而言，图2中的网桥1与网桥2之间即形成一条封闭的环路，当计算机PC1向PC2传送广播数据帧时，如果网桥1与网桥2都不知道PC2的存在，则它们可能会不断重复地向对方转发该帧，从而在它们之间形成广播风暴，导致网络阻塞。
为了避免出现上述情况，可以采用IEEE802.1D标准定义的生成树算法来获得覆盖实际网络连接拓扑结构的生成树，从而确保局域网的每个源与每个目的地之间只有唯一一条最优通路，而这样的唯一一条最优通路即被设定为允许进行数据转发的主用链路，其余的通路则被被阻塞而不能转发数据。在生成树算法的即使过程中，每个网桥端口的状态被设定为允许进行数据转发的转发状态或不允许进行数据转发的阻塞状态，其中处于转发状态的端口之间的链路可转发数据，而处于阻塞状态的端口之间的链路不能转发数据。例如在图3中，网桥1与2之间存在两条链路，因此计算机PC1与PC2之间可通过两条进行通信，但是与图2所示情形不同的是，经过生成树算法处理后其中只有一条链路可转发数据，另一条标记“X”符号的链路被阻塞掉。由于在任意时刻网桥之间都只有一条链路可转发数据，因此消除了网桥环路的影响。
采用生成树算法虽然消除了网桥环路，但是由于始终只有一条链路处于转发状态，其它链路未参与数据传输，因此链路传送数据的能力未能得到充分利用，从而浪费了链路资源。
发明内容
本发明的目的是提供一种计算机网络系统中网桥之间的数据传输方法，它可以在避免广播风暴的前提下充分利用网桥之间的链路资源，从而提高网桥之间的数据传输能力。
在按照本发明的网桥之间的数据传输方法中，任意两个网桥的端口可通过连接链路相连，所述连接链路被划分为若干连接链路组，所述网桥端口的状态可根据生成树算法确定为转发状态或阻塞状态，当其中一个网桥欲向另外一个网桥传输数据时计算机网络系统执行以下步骤：
(1)从两个网桥之间的多条连接链路中选取端口处于转发状态的连接链路；
(2)确定端口处于转发状态的连接链路所属的连接链路组；以及
(3)利用所确定的连接链路组中的所有连接链路传输数据，其中处于阻塞状态的网桥端口可接收来自其它网桥的数据但不向同一链路组中其它端口转发所接收的来自其它网桥的数据，并且可向其它网桥发送所连接局域网的数据。
比较好的是，所述计算机网络系统中网桥所连接的局域网符合IEEE802标准。更好的是，所述生成树算法符合IEEE802.1D标准。
比较好的是，在上述数据传输方法中，在每次当其中一个网桥向另外一个网桥传输数据时根据生成树算法确定网桥端口的状态。也可以以预先设定的周期根据生成树算法确定网桥端口的状态。还可以在每次网络连接结构发生改变时根据生成树算法确定网桥端口的状态。
由上可见，在上述数据传输方法中，一方面，由于充分利用了连接链路组内其它端口处于阻塞状态的连接链路资源，因此提高了传输链路的利用效率，另一方面，由于处于阻塞状态的网桥端口并不转发来自其它网桥的数据，因此不会形成导致广播封闭的封闭回路。
附图说明
图1为两个局域网通过透明网桥连接起来的组网结构示意图；
图2为网桥环路中形成广播风暴的示意图；
图3为利用生成树算法消除图2中网桥环路的示意图；
图4为应用本发明方法的一个实例的示意图。
具体实施方式
本发明的方法基于下述考虑：不同网桥之间封闭回路之所以导致广播风暴是因为数据帧在不同网桥的端口之间被重复转发，因此只要对端口上的转发进行限制，即使是形成封闭回路也可避免广播风暴。为此，按照本发明的方法，一方面，在两个网桥之间的多条连接链路中，根据前述生成树算法仍然确保处于转发状态的连接链路(即端口处于转发状态的连接链路)只有一条，因此不会形成可转发的封闭回路，另一方面，两个网桥之间的所有连接链路划分为若干连接链路组，与转发链路同属一组的其它链路虽然处于阻塞状态(即链路两端的端口处于阻塞状态)，但是可以参与数据的传输，换句话说，处于阻塞状态的端口不能转发来自其它网桥的数据，但是可以将所连接局域网的数据向另一网桥发送，也可以接收另一网桥的数据并向所连接局域网发送。由此，既可以利用多条连接链路在两个网桥之间传输数据，又可以避免形成广播风暴。
如上所述，在本发明的方法中，为了确保两个网桥之间的多条连接链路中只有一条处于转发状态的连接链路，必须采用生成树算法对网络连接结构进行处理。但是应该理解的是，生成树算法并不局限于IEEE802.1D标准所定义的，只要能够确保局域网的每个源与每个目的地之间只有唯一一条最优通路的生成树算法都是可行的。还需要强调的是，在本发明的方法中，在进行生成树算法处理中，虽然连接链路被划分为多组链路组(实质上链路两端的端口也被作了分组处理)，但是为了避免生成树算法实现上的复杂化，比较好的是，每个端口都作为独立端口处理而不是将链路组内的端口视为一个整体进行生成树计算。
当按照一定的方式对两个网桥之间的所有连接链路分组并根据生成树算法计算确定出每个网桥端口的状态后即可在网桥之间高效率地传输数据。具体而言，当其中一个网桥向另一网桥传输数据时，首先确定或查找根据生成树算法得到的处于允许转发状态的连接链路，显而易见的是，该连接链路或端口状态可以在每次开始传输数据时利用生成树算法计算得到，也可以以预先设定周期利用生成树算法更新得到，还可以在每次网络连接结构发生变化时利用生成树算法计算得到。随后，确定与该处于转发状态的链路同属一组的其它链路及其所连端口，并且利用该组内的所有链路传输数据。值得指出的是，这里的传输应该理解为，对于处于转发状态的端口或链路可以转发数据，对于处于阻塞状态的端口或链路，不能转发所接收的来自其它网桥的数据，但是可以将所连接局域网的数据向另一网桥发送或者可以接收另一网桥的数据并向所连接局域网发送。
以下借助图4描述应用本发明方法的一个实例。如图4所示，网桥1与网桥2之间共存在四条链路，假设根据实际需要将链路1、2和3分为一组，链路4划入另一组，但是所有的链路1～4都独立参与生成树计算。如果计算结果为链路1～3处于阻塞状态而链路4处于有效状态，则此时由于链路4所属链路组内只包含一条链路，因此网桥1与网桥2之间还是只有一条链路4进行数据传输；如果计算结果为链路1处于转发状态而链路2、3和4处于阻塞状态，则按照本发明的方法，尽管链路2和3处于阻塞状态，但由于与允许转发的链路1同属一组，因此也可以用来传输数据。这样就有三条链路可同时参与网桥1与网桥2之间的数据传输，相对于现有技术下只能有一条处于转发状态的链路进行数据传输的情况，本发明的方法在传输效率上有了较大的提高；如果计算结果为链路2或3处于转发状态，则其处理方式与链路1处于转发状态时相同，此处不再赘述。
在本发明的方法中，由于实际应用环境的多样性，决定了网桥之间连接链路分组方式的多样性，如何根据具体情况划分连接链路以充分利用链路资源并非本发明方法的着眼点，因此分组方式不属于本发明的范围。此外，由于各种分组方式都不会在网桥之间形成导致广播风暴的封闭回路，因此任何具体的分组方式不能构成对本发明精神和范围的限定。还需要指出的是，在上述描述中并未指明网桥所连接的局域网的类型，显而易见的是，上述本发明方法并不依赖于局域网的类型，而且也不要求所连接局域网具有相同的介质类型，因此局域网的具体实施方式不应构成对本发明精神和范围的限定。
Claims (6)
1.一种计算机网络系统中网桥之间的数据传输方法，任意两个网桥的端口可通过连接链路相连，其特征在于，所述连接链路被划分为若干连接链路组，所述网桥端口的状态可根据生成树算法确定为转发状态或阻塞状态，当其中一个网桥向另外一个网桥传输数据时计算机网络系统执行以下步骤：
(1)从两个网桥之间的多条连接链路中选取端口处于转发状态的连接链路；
(2)确定端口处于转发状态的连接链路所属的连接链路组；以及
(3)利用所确定的连接链路组中的所有连接链路传输数据，其中处于阻塞状态的网桥端口可接收来自其它网桥的数据但不向同一链路组中其它端口转发所接收的来自其它网桥的数据，并且可向其它网桥发送所连接局域网的数据。
2.如权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述计算机网络系统中网桥所连接的局域网符合IEEE802标准。
3.如权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述生成树算法符合IEEE802.1D标准。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的数据传输方法，其特征在于，每次当其中一个网桥向另外一个网桥传输数据时根据生成树算法确定网桥端口的状态。
5.如权利要求1-3中任意一项所述的数据传输方法，其特征在于，以预先设定的周期根据生成树算法确定网桥端口的状态。
6.如权利要求1-3中任意一项所述的数据传输方法，其特征在于，每次网络连接结构发生改变时根据生成树算法确定网桥端口的状态。
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