CN1479455A - 弹性分组环网的快速倒换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹性分组环网的快速倒换方法，属数据传输技术领域。光纤发生故障后，故障光纤两端的两个节点进入环绕模式，同时故障光纤两端节点分别在外环和内环向其它节点发送广播包，通知其它节点故障发生的位置，环网上其它节点接收到含有故障信息的广播包后，根据环网的故障位置重新选择数据流的发送方向。本发明的方法，结合了环绕倒换方式和导引倒换方式的优点，既保证了网络的快速自动保护倒换能力，又最大限度地节省了网络带宽，保证环网的丢包率很低，达到了最优的网络性能。

Description

弹性分组环网的快速倒换方法

技术领域

本发明涉及一种弹性分组环网的快速倒换方法，属数据传输技术领域。

背景技术

弹性分组环网(Resilient Packet Ring，以下简称RPR环网)，是采用基于包传输的光纤传输技术，能实现多业务接入，并具有光纤网络带宽大、可快速自愈的优点，为运营商在现有的光纤网络上提供高性能价格比的服务。RPR环网的一个重要特点是具有自愈能力，也就是说在RPR环网上，如果某个节点或是某根光纤发生故障，环网能够自动通过某种机制，对相应的事件快速作出适当的反应，以保证环网上的业务不中断。现有的RPR环网自愈技术有环绕(Wrapping)和导引(Steering)两种，但是环绕倒换方式会使内环和外环的流量加到一起，导致环网流量拥塞，影响环网的正常运行；导引倒换方式速度较慢，节省带宽，但是会有数据丢失。

RPR环网采用基于分组的光纤传输技术，提供多业务接入，为运营商在现有的光纤网络上提供高性能价格比的服务。RPR是由DPT(Dynamic PacketTransmit)发展而来的，具有比DPT更好的性能，在对网络故障的处理能力和响应速度有较大的提高。

RPR网采用具有相反旋转方向的双环拓扑结构，为区分这两个环，将其中报文发送方向为逆时针的称为“内环”(inner ring)，报文发送方向为顺时针的称为“外环”(outer ring)，两个环可同时发送数据报文和控制报文。内环和外环的控制报文分别为对方的数据报文发送提供控制。

如图1所示，RPR网中的每个节点均连接有内环收发、外环收发两对光纤。每个节点包括A侧(side A)和B侧(side B)。通常将外环的接收光纤所在的一侧称为节点的A侧，将内环的接收光纤所在的一侧称为节点的B侧。当出现节点故障或线路故障时，RPR的双环结构提供环绕或导引两种倒换方式。

如图2所示，环网上有6个节点，各节点处于正常的状态，光纤连接也正常，这时从4节点向1节点发送数据，数据流经过外环，经过5、6节点到达1节点。

这时如果5、6节点之间的光纤出现故障，环绕倒换方式的数据流向如图3所示，5、6节点检测到光纤故障后，节点进入环绕模式，从外环流入的数据流在5节点处进入内环，经过内环一圈后，再继续传输。环绕倒换方式的优点是响应速度快，不会有丢包，但是数据会从内环走一圈，浪费了一部分带宽。环绕倒换方式有很大的缺点，当内环和外环的流量都很大时，环绕倒换会使内环和外环的流量加到一起，会导致环网流量拥塞，影响环网的正常运行。环绕倒换之后内环和外环将连成一个大环，倒换过程中虽然能保证很少的丢包，但是网络容量减少了一半，对于流量较大的网络并不适合。

而导引倒换方式却正相反，如图4所示，当5、6节点检测到光纤故障后，在环网上广播该信息，当4节点得到这个信息后，改由内环发送数据，数据经过3、2节点到达1节点。导引倒换方式的优点是不会浪费带宽，但是它的响应速度慢，5、6节点的故障信息传到4节点需要一段时间，4节点再改变数据流向，整个响应时间较长，并且在这个时间段内发送的数据将会全部丢失。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术的缺点，提出一种弹性分组环网的快速倒换方法，综合环绕和导引两种倒换方式的优点，以保证网络的快速自动保护倒换能力，又最大限度地节省网络带宽，保证环网很低的丢包率，达到最优的网络性能。

本发明提出的弹性分组环网的快速倒换方法，包括以下步骤：

1、光纤发生故障后，故障光纤两端的两个节点进入环绕模式；

2、故障光纤两端节点分别在外环和内环向其它节点发送广播包，通知其它节点故障发生的位置；

3、环网上其它节点接收到含有故障信息的广播包后，根据环网的故障位置重新选择数据流的发送方向。

上述方法的第一步中，环绕模式为：到达故障光纤两端节点的外环数据流进入内环，内环数据流进入外环。

上述方法的第三步中，重新选择数据流发送方向的过程为：

1、非故障节点接收到故障信息广播包后，节点对故障信息进行判断，若待发送数据流不经过故障光纤段，则维持节点的原转发表项，否则进行下一步；

2、根据故障光纤的位置，重新设定节点的转发表项。

本发明提出的弹性分组环网的快速倒换方法，在环网发生故障的瞬间，与故障光纤相邻的节点在进入环绕模式的同时向其它节点以广播的方式传播该故障信息，其它节点在接收到环网故障信息后，迅速修改转发表信息，从没有故障的路径传输数据，这种倒换方式结合了环绕倒换方式和导引倒换方式的优点，既保证了网络的快速自动保护倒换能力，又最大限度地节省了网络带宽，保证环网的丢包率很低，达到了最优的网络性能。

附图说明

图1是已有的RPR环网的典型结构。

图2是RPR环网的正常数据流示意图。

图3是RPR环网的环绕倒换方式示意图。

图4是RPR环网的导引倒换方式示意图。

图5是RPR环网的光纤发生故障瞬间数据流示意图。

图6是光纤故障信息在环网上的传递过程示意图。

图7是环网上其它节点得到故障信息前的数据流向示意图。

图8是本发明方法实现的最终数据流向示意图。

具体实施方式

本发明提出的弹性分组环网的快速倒换方法，在光纤发生故障后，故障光纤两端的两个节点进入环绕模式，到达故障光纤两端节点的外环数据流进入内环，内环数据流进入外环，同时故障光纤两端节点分别在外环和内环向其它节点发送广播包，通知其它节点故障发生的位置，环网上其它节点接收到含有故障信息的广播包后，根据环网的故障位置重新选择数据流的发送方向。

上述方法中，重新选择数据流发送方向的过程为：非故障节点接收到故障信息广播包后，节点对故障信息进行判别，若待发送数据流不经过故障光纤段，则维持节点的原转发表项，否则根据故障光纤的位置重新设定节点的转发表项。

以下分几个阶段来说明本发明方法的详细过程：

1、光纤发生故障瞬间

如图5所示，节点5、6之间的光纤出现故障后，节点5、6立刻进入环绕模式，以保证环网上的数据流不丢失，进入环绕后从外环到达节点5的数据将进入内环，从内环到达6节点的数据将进入外环传输，光纤故障段不会再有数据流过。由于物理层芯片检测光纤故障并做出环绕操作只需要几毫秒的时间，所以丢失的数据极少。

2、光纤故障信息在环网上的传递

当5、6节点进入Wrap状态之后，5、6节点分别在内环和外环以广播的方式传播5、6节点之间的故障信息，很快1、2、3、4节点都知道了5、6节点之间的故障信息，如图6所示。

3、环网上其它节点得到故障信息后

环网上1、2、3、4节点得到故障信息后，修改内部的转发表，若是原由表项要经过该故障段，则从另外一个环传输，避开有故障的环网段。在修改内部的转发表之前，4节点向1节点发送数据的流向如图7所示，可以看见数据流在内环空走了一圈，白白浪费了一部分带宽，但是修改内部的转发表之后，情况将会大大改变。

4、数据流向的切换

修改内部的转发表之后，4节点向1节点发送的数据流将会该走内环，如图8所示，从进入环绕状态到流量方向的切换，所需的时间在1秒之内，所以极大的优化了RPR环网的自动倒换的性能。

Claims (3)

1、一种弹性分组环网的快速倒换方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)光纤发生故障后，故障光纤两端的两个节点进入环绕模式；

(2)故障光纤两端节点分别在外环和内环向其它节点发送广播包，通知其它节点故障发生的位置；

(3)环网上其它节点接收到含有故障信息的广播包后，根据环网的故障位置重新选择数据流的发送方向。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的环绕模式为：到达故障光纤两端节点的外环数据流进入内环，内环数据流进入外环。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的第三步中，重新选择数据流发送方向的过程为：

(1)非故障节点接收到故障信息广播包后，节点对故障信息进行判断，若待发送数据流不经过故障光纤段，则维持节点的原转发表项，否则进行下一步；

(2)根据故障光纤的位置，重新设定节点的转发表项。

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