CN1859290A - 一种网络拓扑发生变化时网络节点配置信息的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网络拓扑发生变化时网络节点配置信息的处理方法，包括：步骤A，网络节点根据网络协议监测除自身外其他节点的状态是否发生变化，如果是则执行步骤B，否则重复执行步骤A；步骤B，所述网络节点修改本地查询表中与发生状态变化的节点相对应的标志位。采用本发明所提出的处理方法，如果网络的某个节点状态发生变化，除该节点外的其他节点只需要对自身保存的查询表做简单的修改即可实现在源节点将发往故障节点的报文删除或者重新开始正常发送发往该节点的报文。这样就避免了占用节点的大量处理能力来进行修改查询表的操作，从而间接提高了节点处理其他任务的能力。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通信技术，特别涉及一种网络拓扑发生变化时的处理方法。
背景技术
弹性分组数据环(Resilient Packet Ring，RPR)技术集互联网协议(Internet Protocol，IP)的智能化、以太网的经济性和光纤环网的高带宽效率、可靠性于一体，为宽带IP城域网运营商提供了一个良好的组网方案。一个典型的RPR网络结构如图1所示。其中，A、B、C、D是RPR节点，每个节点下挂有若干个终端。由于RPR网络通常用于城域网中，因此每个节点下挂的终端数目很大。
为了提供位于不同节点下的终端到终端的通信，每个节点上都有两张查询表：一张是目的终端媒体访问控制(Media Access Control，MAC)地址与目的节点索引之间的映射表；另一张是目的节点索引与目的节点MAC地址之间的映射表。以图1中的节点A为例，这两张表的内容如表一和表二所示所示。
| 目的终端MAC | 目的节点索引 | 选环数据 |
| MAC_of_B1 | 1 | 外 |
| MAC_of_B2 | 1 | 外 |
| …… | 1 | 外 |
| MAC_of_Bn | 1 | 外 |
| MAC_of_C1 | 2 | 内 |
| MAC_of_C2 | 2 | 内 |
| …… | 2 | 内 |
| MAC_of_Cn | 2 | 内 |
| MAC_of_D1 | 3 | 内 |
| MAC_of_D2 | 3 | 内 |
| …… | 3 | 内 |
| MAC_of_Dn | 3 | 内 |
表一
| 目的节点索引 | 目的节点MAC |
| 1 | MAC_of_B |
| 2 | MAC_of_C |
| 3 | MAC_of_D |
表二
表一是目的终端地址到目的节点索引的映射表，该表有三个数据项，分别是目的终端MAC，目的节点索引和选环数据；表二是目的节点索引到目的节点地址的映射表，该表有两个数据项，分别是目的节点索引和目的节点MAC。当下挂于节点A的终端A1向下挂于节点C的终端C1发送数据报文时，由A1发出的报文携带有目的终端的MAC地址，即MAC_of_C1。该报文到达节点A后，节点A根据报文中的目的终端MAC地址在表一中查到目的终端位于索引号为2的节点上，然后在表二中查到索引号为2的节点的MAC地址为MAC_of_C。节点A以MAC_of_C为目的地址构造一个新的报文发到在RPR网络上，报文内容就是由终端A1发出的报文。表一里的选环数据是用来确定将新构造的报文发送到双环网络的哪个环上的，通常是根据距离最短原则来确定的，即使得源节点到目的节点之间所经过的节点数目最少。
如表一和表二所示的查询表除了用于节点构造新数据报文并将该报文通过网络发送以外，还用于实现删除发往故障节点的数据报文。如果RPR网络上的某个节点发生故障，故障节点下挂的所有终端都无法接收RPR网络上传送的报文。也就是说，所有目的终端是这些故障节点下挂终端的报文都不可能到达。为了避免不可能到达的报文占用网络资源，往往在报文的源节点处即将这些数据报文丢弃。例如，如果图1中的节点C发生故障，而此时位于节点A的终端A1向位于节点C的终端C1发出一个报文，该报文就由节点A丢弃，并且通知终端A1目的终端不可到达。
为了实现在源节点处将不可能到达的报文丢弃，现有技术中采用的方法是在某个节点获知另一个节点出现故障后，更改表一中的对应故障节点的选环数据，将其设置成一个无效值。例如，如果图1中节点C发生故障，节点A获知后即将表一中下挂于节点C的所有终端对应的选环数据设置为无效，成为表三所示的形式。
| 目的终端MAC | 目的节点索引 | 选环数据 |
| MAC_of_B1 | 1 | 外 |
| MAC_of_B2 | 1 | 外 |
| …… | 1 | 外 |
| MAC_of_Bn | 1 | 外 |
| MAC_of_C1 | 2 | 无效 |
| MAC_of_C2 | 2 | 无效 |
| …… | 2 | 无效 |
| MAC_of_Cn | 2 | 无效 |
| MAC_of_D1 | 3 | 内 |
| MAC_of_D2 | 3 | 内 |
| …… | 3 | 内 |
| MAC_of_Dn | 3 | 内 |
表三
这样，当下挂于节点A的终端再向下挂于节点C的终端发出数据报文时，节点A根据该数据报文中的目的终端MAC地址在表三里发现该目的终端对应的选环数据无效，就会将要发送的数据报文丢弃。
在现有技术中，无论是节点发生故障还是从故障中恢复，除故障节点外的其他节点都需要修改表一中下挂于故障节点的每个终端对应的选环数据，修改操作的次数等于故障节点下挂的终端数目。在实际应用中，下挂于故障节点的终端在表一中位置并不总是相邻的，因此在修改这些下挂于故障节点的终端的选环数据之前还需要在表一中比较每个目的终端MAC所对应的目的节点索引是否是故障节点的索引号，比较操作的次数等于所有节点下挂的终端数目之和。如前所述，RPR网络用于城域网，每个节点下挂的终端数目非常大，数量级可以达到104。比较和修改如此大量的数据会在短时间内占用节点的大量处理能力和处理时间。同时，在实际的RPR网络中，节点数目往往也很大，经常会有节点发生故障或者从故障中恢复，这样网络拓扑就时常处于变化中。每一次网络拓扑的变化都会引起节点对查询表的一次比较和修改。同时，每次当故障节点从故障中恢复，除故障节点外的其他节点都需要重新确定一次到故障节点的选环数据，这需要额外的操作才能完成。这样，节点的处理能力就总是被比较和修改查询表表项的任务所占用，导致节点处理其他任务的能力变弱；当RPR网络的规模进一步扩大时，最终导致节点不能满足实际应用的需要。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种网络拓扑发生变化时网络节点配置信息的处理方法，以减少当网络的节点状态发生变化导致网络拓扑改变时其他节点更新查询表的工作量，实现对查询表的快速更新，满足实际应用的需要。
为了达到上述目的，本发明提供了一种网络拓扑发生变化时网络节点配置信息的处理方法，该方法包括以下步骤：
步骤A，网络节点根据网络协议监测除自身外其他节点的状态是否发生变化，如果是则执行步骤B，否则重复执行步骤A；
步骤B，所述网络节点修改本地查询表中与发生状态变化的节点相对应的标志位。
其中，所述网络是弹性分组环网络。
其中，在步骤B中，所述的标志位是节点状态数据项，发生状态变化的节点正常工作时其他节点将该数据项设为有效，发生状态变化的节点故障时其他节点将该数据项设为无效。
其中，步骤B所述修改节点状态数据项是将该数据项的值求反。
该方法进一步包括：
步骤C，所述网络节点根据查询表中与发生状态变化的节点相对应的标志位判断节点是否正常工作，如果是则将发往发生状态变化的节点的数据报文正常发送，否则将发往发生状态变化的节点的数据报文删除。
其中，所述将发往状态变化的节点的数据报文删除是由所述网络节点自身直接丢弃。
其中，所述将发往状态变化的节点的数据报文删除包括以下步骤：
步骤C11，所述网络节点构造一个新的数据报文包含发往状态变化的节点的数据报文，并将新数据报文的生存时间设置为指示下一节点丢弃数据报文的约定值；
步骤C12，所述网络节点将新构造的数据报文通过网络发送给自身的相邻节点；
步骤C13，相邻节点收到新数据报文后，识别出新数据报文的生存时间为所设置的约定值，丢弃收到的新数据报文。
其中，所述约定值为0。
采用本发明所提出的网络拓扑发生变化时的网络节点配置信息处理方法，如果网络的某个节点发生故障，除故障节点外的其他节点在获知后，只需要对查询表做一次比较和修改即可实现在源节点将发往故障节点的报文删除；同样，如果故障节点恢复正常，除故障节点外的其他节点在获知后，也只需要对查询表做一次比较和修改即可实现重新开始正常发送发往该节点的报文，并且不需要重新确认到故障节点的选环。这样就避免了占用节点的大量处理能力来进行比较和修改查询表的操作，从而间接提高了节点处理其他任务的能力。
附图说明
图1是RPR网络的结构图。
图2是本发明提供的网络拓扑发生变化时的网络节点配置信息处理流程图。
具体实施方式
本发明所提供的网络拓扑发生变化时网络节点配置信息的处理方法，其核心思想是当RPR节点状态变化引起网络拓扑变化时，除故障节点外的其他RPR节点各自修改本地的查询表中与状态变化节点对应的标志位，并且根据标志位确定是否将发往状态变化节点的数据报文删除，从而简化了某个RPR节点状态变化时其他节点的操作。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
以图1所示的网络结构为例，当图1中的节点C发生故障时，本发明提供的节点A上的查询表如表四和表五所示。其中表四是目的终端地址到目的节点索引的映射表，表五是目的节点索引到目的节点地址的映射表。
| 目的终端MAC | 目的节点索引 | 选环数据 |
| MAC_of_B1 | 1 | 外 |
| MAC_of_B2 | 1 | 外 |
| …… | 1 | 外 |
| MAC_of_Bn | 1 | 外 |
| MAC_of_C1 | 2 | 内 |
| MAC_of_C2 | 2 | 内 |
| …… | 2 | 内 |
| MAC_of_Cn | 2 | 内 |
| MAC_of_D1 | 3 | 内 |
| MAC_of_D2 | 3 | 内 |
| …… | 3 | 内 |
| MAC_of_Dn | 3 | 内 |
表四
| 目的节点索引 | 目的节点MAC | 节点状态 |
| 1 | MAC_of_B | 有效 |
| 2 | MAC_of_C | 无效 |
| 3 | MAC_of_D | 有效 |
表五
表四包括三个数据项，分别是目的终端MAC地址、目的节点索引和选环。其中，目的终端MAC地址和目的节点索引是多对一的关系，即多个目的终端MAC地址对应同一个目的节点索引。RPR网络通常用于城域网，每个节点都是大型交换设备，因此每个节点下都挂有大量终端，以这些终端为目的终端的报文都需要由同一个目的节点转发。目的节点索引和选环也是多对一的关系，即多个目的节点索引对应同一个选环结果。这是因为在RPR网络中只有内环和外环。对于某个特定的节点，发往其他节点的报文要么经过内环要么经过外环。具体选择哪个环是根据距离最短原则确定的，即选环要使得从源节点到目的节点之间经过得节点数目最少。例如，在图1中，节点A到节点B选择内环需要经过两个节点，选择外环不需要经过其他节点。因此在表四中，节点A上的查询表对应目的节点B的选环数据是外环。
表五包括三个数据项，分别是目的节点索引、目的节点MAC地址和节点状态。其中目的节点索引和目的节点MAC是一一对应的关系。节点状态数据项是新增的数据项，该数据项的取值只能为有效或者无效。增加该数据项的目的是作为标识目的节点的状态的标志位。如果该数据项为有效，则标识目的节点处于正常工作状态；如果该数据项为无效，则标识目的节点处于故障状态中。在实际应用中，该数据项是一个布尔型数据，可以通过对当前值求反来修改为新的值。
请参考图2，图2是本发明提供的RPR网络拓扑变化时的处理流程图。图5表示的是RPR网络节点中的任意一个节点的处理流程。
步骤201，节点根据RPR网络协议监视除自身外其他节点的状态。
步骤202，节点根据监测结果判断是否有节点状态发生变化，从而导致网络拓扑发生变化，如果有则执行203，否则返回执行步骤201。
这里所说的节点状态变化指的是节点出现故障或者从故障中恢复。
步骤203，节点修改自身存储的表五中与发生状态变化的节点对应的节点状态数据。
如果发生状态变化的节点是从正常工作状态转为故障状态，则将该数据修改为无效；如果发生状态变化的节点是从故障状态转为正常工作状态，则将该数据修改为有效。事实上，由于节点状态只能为有效或者无效，因此在实际应用中，节点在获知除自身外其他节点发生状态变化以后，只需要将表五中与发生状态变化的节点相对应的节点状态数据取反即可。
步骤204，节点接收到下挂于自身的终端发出的数据报文。
步骤205，节点判断数据报文的目的节点是否工作正常，如果是则执行步骤206，否则执行步骤207。
节点首先从数据报文中解析出该数据报文的目的终端MAC地址；然后在表四中根据目的终端MAC地址找到对应的目的节点索引；接下来再根据目的节点索引到表五中找到对应的目的节点MAC地址和目的节点的节点状态；如果目的节点的节点状态为有效，则认为目的节点工作正常，如果目的节点的节点状态为无效，则认为目的节点处于故障状态。
步骤206，节点正常发送该数据报文，并且返回执行步骤201。
节点构造一个新的数据报文，报文的目的地址是在表五中查到的目的节点MAC地址，报文的内容就是由终端发出的数据报文。然后节点根据表四中查到的选环数据将新构造的数据报文通过内环或者外环发送。
步骤207，节点删除该数据报文，通知发出该数据报文的终端报文发送失败，并且返回执行步骤201。
如果节点不具有直接删除数据报文的功能，那么节点仍然构造一个新的数据报文，新报文的目的地址是在表五中查到的目的节点MAC地址，报文的内容就是由终端发出的数据报文。节点并且将该新数据报文中的生存时间(Time To Live，TTL)设置为一个约定值，例如0，该约定值表示收到该数据报文的第一个节点需要将该数据报文丢弃。然后节点根据表四中查到的选环数据将新构造的数据报文通过内环或者外环发送。这样该数据报文在经过下一个节点的时候，下一个节点识别出该数据报文的生存时间为设置的约定值，则将该数据报文丢弃，不再继续转发。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1、一种网络拓扑发生变化时网络节点配置信息的处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤A，网络节点根据网络协议监测除自身外其他节点的状态是否发生变化，如果是则执行步骤B，否则重复执行步骤A；
步骤B，所述网络节点修改本地查询表中与发生状态变化的节点相对应的标志位。
2、根据权利要求1所述网络拓扑发生变化时网络节点配置信息的处理方法，其特征在于，所述网络是弹性分组环网络。
3、根据权利要求1所述网络拓扑发生变化时网络节点配置信息的处理方法，其特征在于，在步骤B中，所述的标志位是节点状态数据项，发生状态变化的节点正常工作时其他节点将该数据项设为有效，发生状态变化的节点故障时其他节点将该数据项设为无效。
4、根据权利要求3所述网络拓扑发生变化时网络节点配置信息的处理方法，其特征在于，步骤B所述修改节点状态数据项是将该数据项的值求反。
5、根据权利要求1所述网络拓扑发生变化时网络节点配置信息的处理方法，其特征在于，该方法进一步包括：
步骤C，所述网络节点根据查询表中与发生状态变化的节点相对应的标志位判断节点是否正常工作，如果是则将发往发生状态变化的节点的数据报文正常发送，否则将发往发生状态变化的节点的数据报文删除。
6、根据权利要求5所述网络拓扑发生变化时网络节点配置信息的处理方法，其特征在于，所述将发往状态变化的节点的数据报文删除是由所述网络节点自身直接丢弃。
7、根据权利要求5所述网络拓扑发生变化时网络节点配置信息的处理方法，其特征在于，所述将发往状态变化的节点的数据报文删除包括以下步骤：
步骤C11，所述网络节点构造一个新的数据报文包含发往状态变化的节点的数据报文，并将新数据报文的生存时间设置为指示下一节点丢弃数据报文的约定值；
步骤C12，所述网络节点将新构造的数据报文通过网络发送给自身的相邻节点；
步骤C13，相邻节点收到新数据报文后，识别出新数据报文的生存时间为所设置的约定值，丢弃收到的新数据报文。
8、根据权利要求7所述网络拓扑发生变化时网络节点配置信息的处理方法，其特征在于，所述约定值为0。
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| Date | Code | Title | Description |
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Inventor after: Gu Suxia Inventor before: Gao You |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180124 Address after: Xingtai City, Hebei province Lincheng 054000 Shicheng County Village Township East No. 101 generation Patentee after: Gu Suxia Address before: Tiefu iron rich street Pizhou city 221331 Jiangsu city of Xuzhou province (Cultural Center) Patentee before: Pan Rongqiong |
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Effective date of registration: 20181102 Address after: 221325 southern side of Baihe Road, Xuzhou, Pizhou, Jiangsu Patentee after: JIANGSU HENGYUAN METAL MATERIALS Co.,Ltd. Address before: 054000 No. 101, Dong Dai she village, Shicheng Township, Lincheng County, Xingtai, Hebei Patentee before: Gu Suxia |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090304 Termination date: 20181028 |
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