CN1909555A - 一种实现生成树协议局部计算的方法和交换环网系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现生成树协议局部计算的方法和交换环网系统，该方法具体为：弹性分组环上的传输节点从用户边缘设备获取带有预置标识的桥协议数据单元，用户边缘设备从弹性分组环上的传输节点获取与自己发出的桥协议数据单元具有相同标识的桥协议数据单元，当运行生成树协议的链路发生改变，不能传输桥协议数据单元时，发出的桥协议数据单元具有相同标识的用户边缘设备及传输节点重新计算网络的拓扑。利用本发明，发出的桥协议数据单元带有预置标识的设备分别组成局部网络，当某个局部网络运行的生成树协议发生拓扑改变时，该局部网络运行的生成树协议重新计算拓扑，实现了网络中各个局部环网的生成树协议分别计算拓扑。

Description

一种实现生成树协议局部计算的方法和交换环网系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是一种实现生成树协议局部计算的方法和交换环网系统。

背景技术

在二层交换机中，交换机并不能像路由器那样知道报文可以经过多少次转发，当网络存在环路就会导致报文在环路内不断循环和增生，产生广播风暴，所有的有效带宽都被广播风暴占用，网络将变的不可用。在这种情况下生成树协议STP/RSTP/MSTP应运而生。STP/RSTP/MSTP协议是一种二层管理协议，通过有选择性的阻塞网络冗余链路来达到消除网络二层环路的目的，同时具备链路的备份功能。STP/RSTP/MSTP协议在二层交换机之间传递的是桥协议数据单元，即BPDU报文，BPDU报文是一种设备之间协议拓扑计算所使用的配置消息，BPDU报文有48种，各种BPDU报文是依靠目的MAC地址来区分的，BPDU报文有固定的目的MAC地址范围：0180-c200-0000到0180-c200-002F之间，生成树协议可以根据BPDU报文中包含的信息来完成生成树协议计算。

在现有技术中，用户边缘设备可以以双归属的方式连接到弹性分组环RPR上，RPR是一种双环逆向的环网结构，顺时针方向称为0环，也叫做外环，逆时针方向称为1环，也叫内环，内环和外环可以同时承载数据。RPR环上连接有传输节点，用户边缘设备的两个端口分别与环上的任意两个传输节点连接，其中一个端口作为根端口，另一个端口作为替换端口，网络中的设备都运行生成树协议，当根端口进入转发状态时，替换端口进入阻塞状态；根端口失效的情况下，替换端口就会无时延的进入转发状态；如果网络拓扑发生改变，生成树就会重新计算拓扑，端口的状态也会随之改变。

当用户边缘设备的根端口向RPR环传输节点都会收到BPDU报文，并将该BPDU报文转发给与其连接的用户边缘设备，当某个局部网络发生拓扑改变时，如果整个网络中存在两个或者多个运行生成树协议的局部网络时，其他局部网络也会同发生拓扑改变的网络一起重新计算拓扑，这样就产生局部拓扑改变影响整个网络运行的生成树协议重新计算拓扑，从而影响业务的正常运行。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种实现生成树协议局部计算的方法和交换环网系统，在环网存在两个或者多个运行生成树协议的局部网络的情况下，网络中各局部环网能够分别计算生成树协议。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种实现生成树协议局部计算的方法，该方法包括：

弹性分组环上的传输节点从用户边缘设备获取带有预置标识的桥协议数据单元；

用户边缘设备从弹性分组环上的传输节点获取与自己发出的桥协议数据单元具有相同标识的桥协议数据单元，当运行生成树协议的链路发生改变，不能传输桥协议数据单元时，发出的桥协议数据单元具有相同标识的用户边缘设备及传输节点重新计算网络的拓扑。

可选的，所述弹性分组环上的传输节点从用户边缘设备获取带有预置标识的桥协议数据单元之前包括：

对同一局部网络中的用户边缘设备和弹性分组环上的传输节点预置相同的标识，弹性分组环上的传输节点，对接收到的所有桥协议数据单元进行识别，传输和自己具有相同标识的桥协议数据单元。

可选的，所述弹性分组环上的传输节点从用户边缘设备获取带有预置标识的桥协议数据单元之前包括：

对同一局部网络中的用户边缘设备预置相同的标识，弹性分组环上的传输节点不预置标识，弹性分组环上的传输节点，对接收到的所有桥协议数据单元进行传输。

可选的，所述用户边缘设备从弹性分组环上的传输节点获取与自己发出的桥协议数据单元具有相同标识的桥协议数据单元，包括：

用户边缘设备从弹性分组环上的传输节点获取该用户边缘设备发出的桥协议数据单元，或用户边缘设备从弹性分组环上的传输节点获取与该用户边缘设备具有相同标识的用户边缘设备发出的桥协议数据单元。

本发明还提供了一种交换环网系统，该系统包括：用户边缘设备、弹性分组环；

用户边缘设备，用于向弹性分组环上的传输节点发送带有预置标识的桥协议数据单元，接收与该用户边缘设备发出的桥协议数据单元带有相同标识的桥协议数据单元，当不能传输带有预置标识的桥协议数据单元时，则该传输节点重新计算网络拓扑；

弹性分组环，用于向用户边缘设备传输接收到的带有预置标识的桥协议数据单元，当不能发送或接收带有预置标识的桥协议数据单元时，则该弹性分组环上的传输节点重新计算网络拓扑。

可选的，所述弹性分组环上的传输节点为带有预置标识的传输节点，用于向用户边缘设备传输与自己具有相同标识的桥协议数据单元。

可选的，所述弹性分组环上的传输节点为不带预置标识的传输节点，用于向用户边缘设备传输接收到的所有桥协议数据单元。

可选的，所述用户边缘设备，用于从弹性分组环上的传输节点获取该用户边缘设备发出的桥协议数据单元，或从弹性分组环上的传输节点获取与该用户边缘设备具有相同标识的用户边缘设备发出的桥协议数据单元。

本发明通过对同一局部网络中传输的桥协议数据单元预置的相同标识，当运行生成树协议的链路发生拓扑改变，不能传输桥协议数据单元时，该链路所在的局部网络重新计算网络的拓扑，与该局部网络传输的桥协议数据单元具有不同的标识的局部网络不参与拓扑的重新计算，避免了局部拓扑改变影响整个网络拓扑的重新计算。

附图说明

图1为本发明实施例一的流程图；

图2为本发明实施例二的流程图；

图3为本发明实施例三的流程图；

图4为本发明实施例四的流程图；

图5为本发明所提供的系统框图。

具体实施方式

本发明为一种实现生成树协议局部计算的方法和系统，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

首先，对本发明所提供的方法和系统法进行总体描述：

本发明所提供的方法包括：

弹性分组环上的传输节点从用户边缘设备获取带有预置标识的桥协议数据单元；

用户边缘设备从弹性分组环上的传输节点获取与自己发出的桥协议数据单元具有相同标识的桥协议数据单元，当运行生成树协议的链路发生改变，不能传输桥协议数据单元时，发出的桥协议数据单元具有相同标识的用户边缘设备及传输节点重新计算网络的拓扑。

本发明所提供的系统包括：

用户边缘设备，用于向弹性分组环上的传输节点发送带有预置标识的桥协议数据单元，接收与该用户边缘设备发出的桥协议数据单元带有相同标识的桥协议数据单元，当不能传输带有预置标识的桥协议数据单元时，则该传输节点重新计算网络拓扑；

弹性分组环，用于向用户边缘设备传输接收到的带有预置标识的桥协议数据单元，当不能发送或接收带有预置标识的桥协议数据单元时，则该弹性分组环上的传输节点重新计算网络拓扑。

在本发明中，可以对同一用户边缘设备的根端口和备用端口预置相同的标识，也可以预置不同的标识，下面分别针对这两种情况，对本发明进行详细描述：

(一)对同一用户边缘设备的根端口和备用端口预置相同的标识的情况下，本发明所提供的方法进行详细描述：

参见图1，当同一局部网络中的用户边缘设备和传输节点预置相同标识时，实现本发明的详细步骤如下：

步骤101：对用户边缘设备根端口发出的桥协议数据单元预置标识；

步骤102：用户边缘设备根端口将带有预置标识的桥协议数据单元发送到弹性分组环上的传输节点；

步骤103：弹性分组环上的传输节点对与其带有相同标识的桥协议数据单元进行传输；

步骤104：用户边缘设备的备用端口接收与自己发出的桥协议数据单元具有相同标识的桥协议数据单元；

步骤105：当运行生成树协议的局部网络发生拓扑改变，原有链路的状态发生改变，不能传输桥协议数据单元时，具有相同标识的用户边缘设备及传输节点重新计算网络拓扑。

至此，当局部网络发生拓扑改变时，实现了网络中各个局部环网运行的生成树协议分别计算网络拓扑，在此之后还应包括：

弹性分组环上的传输节完成传输后，将带有预置标识的桥协议数据单元从环上清除掉。

参见图2，当同一局部网络中的用户边缘设备预置标识，但传输节点没有预置标识时，实现本发明的详细步骤如下：

步骤201：对用户边缘设备根端口发出的桥协议数据单元预置标识；

步骤202：用户边缘设备根端口将带有预置标识的桥协议数据单元发送到弹性分组环上的传输节点；

步骤203：弹性分组环上的传输节点对接收到的所有桥协议数据单元进行分析，只传输与该传输节点在同一局部网络中的设备发出的桥协议数据单元；

步骤204：用户边缘设备的备用端口接收与自己发出的桥协议数据单元具有相同标识的桥协议数据单元；

步骤205：当运行生成树协议的局部网络发生拓扑改变，原有链路的状态发生改变，不能传输桥协议数据单元时，发出的桥协议数据单元具有相同标识的用户边缘设备及传输节点重新计算网络拓扑。

至此，当局部网络发生拓扑改变时，实现了网络中各个局部环网运行的生成树协议分别计算网络拓扑，在此之后还应包括：

弹性分组环上的传输节完成传输后，将带有预置标识的桥协议数据单元从环上清除掉。

其中，用户边缘设备的根端口和备用端口，以双归属的方式与弹性分组环上的两个传输节点组成一个局部网络，该局部网络中的用户边缘设备和传输节点均运行生成树协议，根端口与弹性分组环上的传输节点传输桥协议数据单元时，备用端口阻塞。

其中，弹性分组环上的各传输节点具有相同的功能，当一个传输节点向另一个传输节点发送桥协议数据单元时，弹性分组环上的其它传输节点都会收到该桥协议数据单元。

例如，CE-1、CE-2为一个网络中的两台用户边缘设备，PE-1、PE-2、PE-3、PE-4分别为网络中弹性分组环RPR上的不同传输节点，CE-1以双归属的方式与弹性分组环上的PE-1、PE-2连接，组成一个局部网络，CE-1、PE-1、PE-2均运行生成树STP/RSTP/MSTP协议；CE-2以双归属的方式与弹性分组环上的PE-3、PE-4连接，组成一个局部网络，CE-2、PE-3、PE-4一起运行STP/RSTP/MSTP协议。

当CE-1所在的局部网络发生拓扑改变时，其所在的原有链路发生改变，为了使CE-2、PE-3、PE-4不和CE-1、PE-1、PE-2一起计算STP/RSTP/MSTP协议，配置CE-1、PE-1、PE-2发出的BPDU报文加上标识为5，CE-2、PE-3、PE-4发出的BPDU报文加上标识为10，这样配置后，PE-3、PE-4收到PE-1、PE-2发出的带有标识为5的BPDU报文将不会提交STP/RSTP/MSTP协议处理，不参与CE-1、PE-1、PE-2的STP/RSTP/MSTP协议计算，CE-1、PE-1PE-2在计算STP/RSTP/MSTP协议过程中，设备的STP/RSTP/MSTP协议只接收标识为5的STP/RSTP/MSTP协议的BPDU报文。同理，当CE-2所在的局部网络发生拓扑改变时，CE-2、PE-3、PE-4之间的STP/RSTP/MSTP协议计算也不影响网络中的CE-1、PE-1、PE-2的正常运行。

(二)同一用户边缘设备的根端口和备用端口预置不同的标识，不同用户边缘的根端口预置相同标识的情况下，本发明所提供的方法进行详细描述：

参见图3，同一局部网络中的用户边缘设备和传输节点预置相同标识时，实现本发明的详细步骤如下：

步骤301：对第一用户边缘设备根端口发出的桥协议数据单元预置标识；

步骤302：第一用户边缘设备根端口将带有预置标识的桥协议数据单元发送到弹性分组环上的传输节点；

步骤303：弹性分组环上的传输节点对与其带有相同标识的桥协议数据单元进行传输；

步骤304：第二用户边缘设备的根端口，从弹性分组环上的传输节点获取与自己具有相同标识的桥协议数据单元；

步骤305：当运行生成树协议的局部网络发生拓扑改变，原有链路的状态法生改变，不能传输桥协议数据单元时，具有相同标识的用户边缘设备及传输节点重新计算网络拓扑。

至此，当局部网络发生拓扑改变时，实现了网络中各个局部环网运行的生成树协议分别计算网络拓扑，在此之后还应包括：

弹性分组环上的传输节完成传输后，将带有预置标识的桥协议数据单元从环上清除掉。

参见图4，同一局部网络中的用户边缘设备预置相同标识，但传输节点不预置标识时，实现本发明的详细步骤如下：

步骤401：对第一用户边缘设备根端口发出的桥协议数据单元预置标识；

步骤402：第一用户边缘设备根端口将带有预置标识的桥协议数据单元发送到弹性分组环上的传输节点；

步骤403：弹性分组环上的传输节点对接收到的所有桥协议数据单元进行分析，只传输与该传输节点在同一局部网络中的设备发出的桥协议数据单元；

步骤404：第二用户边缘设备的根端口接收与自己发出的桥协议数据单元具有相同标识的桥协议数据单元；

步骤405：当运行生成树协议的局部网络发生拓扑改变，原有链路的状态法生改变，不能传输桥协议数据单元时，第一用户边缘设备、第二用户边缘设备以及该局部网络中的传输节点一起重新网络拓扑。

至此，当局部网络发生拓扑改变时，实现了网络中各个局部环网分别计算生成树协议，在此之后还应包括：

弹性分组环上的传输节点获得带有特殊标识的桥协议数据单元，并且完成传输后，将该带有特殊标识的桥协议数据单元从环上清除掉。

其中，第一用户边缘设备、第二用户边缘设备、连接第一用户边缘设备和第二用户边缘设备的传输节点组成一个局部网络，该局部网络中的各个设备均运行生成树协议，根端口与弹性分组环上的传输节点传输桥协议数据单元时，备用端口阻塞。

例如，CE-1、CE-2为一个网络中的两台用户边缘设备，PE-1、PE-2、PE-3、PE-4分别为网络中弹性分组环RPR上的不同传输节点，CE-1的根端口、CE-2的根端口与弹性分组环上的PE-1、PE-3连接，组成一个局部网络，一起运行生成树STP/RSTP/MSTP协议；CE-1的备用端口、CE-2的备用端口与PE-2、PE-4连接，组成另一个局部网络，一起运行STP/RSTP/MSTP协议。

当CE-1的根端口所在的局部网络发生拓扑改变时，该局部网络原有的链路发生改变，改局部网络运行的生成树协议重新计算拓扑，为了使CE-1的备用端口、CE-2的备用端口与PE-2、PE-4组成的局部网络不重新计算拓扑，配置CE-1的根端口、CE-2的根端口发出的BPDU报文加上标识为15，CE-1的备用端口、CE-2的备用端口发出的BPDU报文加上标识为20，这样配置后，PE-2、PE-4收到PE-1根端口发出的带有标识为15的BPDU报文将不会提交STP/RSTP/MSTP协议处理，不参与CE-1、CE-2、PE-1、PE-3的拓扑计算。同理，PE-1、PE-3、收到PE-2发出的带有标识为20的BPDU报文将不会提交STP/RSTP/MSTP协议处理，不参与CE-1、CE-2、PE-2、PE-4设备的拓扑计算。其中，对BPDU报文添加标识的一种方法是给BPDU报文加上一层vlan标签。

参见图5，本发明所提供的系统包括：第一用户边缘设备501、第二用户边缘设备506、弹性分组环507；

第一用户边缘设备501，用于将带有预置标识的桥协议数据单元发送到弹性分组环上的传输节点，当第一用户边缘设备501所在的局部网络发生拓扑改变时，该第一用户边缘设备501运行的生成树协议重新计算拓扑；

弹性分组环507，包括第一传输节点502、第二传输节点503、第三传输节点504及第四传输节点505，用于向第一用户边缘设备501和第二用户边缘设备506传输桥协议数据单元，当局部网络发生拓扑改变，原有的链路发生改变，不能传输桥协议数据单元时，该局部网络中的传输节点所运行的生成树协议重新计算拓扑。

其中，同一台用户边缘设备的根端口和替换端口，可以预置相同的标识，也可以预置不同的标识，比如第一用户边缘设备501的根端口预置标识a，备用端口可以预置标识a，也可以预置标识b。

当第一用户边缘设备501的根端口和备用端口预置相同的标识时，第一用户边缘设备501、第一传输节点502、第二传输节点503组成一个局部网络，第一用户边缘设备501将带有预置标识的桥协议数据单元发送到弹性分组环上的第一传输节点502，第一传输节点502将该带有预置标识的桥协数据单元传输到第二传输节点503，第二传输节点503对该带有预置标识的桥协议数据单元进行复制，然后将其传输给第一用户边缘设备501的备用端口。

当第一用户边缘设备501的根端口和第二用户边缘设备506的根端口预置相同的标识，第一用户边缘设备501的根端口和第一用户边缘设备501的备用端口预置不同的标识时，第一用户边缘设备501、第二用户边缘设备506、第一传输节点502、第三传输节点504组成一个局部网络，第一用户边缘设备501的根端口将带有预置标识的桥协议数据单元发送到第一传输节点502、第一传输节点502将该带有预置标识的桥协议数据单元传输到第三传输节点504，第三传输节点504对该带有预置标识的桥协议数据单元进行复制，然后将其传输给第二用户边缘设备506的根端口。

其中，弹性分组环上的传输节点具有相同的功能，当第一传输节点502向第二传输节点503传输桥协议数据单元时，环上的每个传输节点都会收到该桥协议数据单元，当弹性分组环上的传输节点带有预置标识时，该传输节点只传输与自己带有相同标识的桥协议数据单元，将接收到的与自己所带的标识不同，或不带标识的桥协数据单元清除掉；当弹性分组环上的传输节点不带预置标识时，对接收到的所有桥协议数据单元进行传输，判断那些数据是从与该传输节点在同一局部网络中的用户边缘设备发出的，将与该传输节点不在同一局部网络传输的桥协议数据单元清除掉。

以上对本发明所提供的一种实现生成树协议局部计算的方法和交换环网系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1、一种实现生成树协议局部计算的方法，其特征在于，包括：

弹性分组环上的传输节点从用户边缘设备获取带有预置标识的桥协议数据单元；

用户边缘设备从弹性分组环上的传输节点获取与自己发出的桥协议数据单元具有相同标识的桥协议数据单元，当运行生成树协议的链路发生改变，不能传输桥协议数据单元时，发出的桥协议数据单元具有相同标识的用户边缘设备及传输节点重新计算网络的拓扑。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弹性分组环上的传输节点从用户边缘设备获取带有预置标识的桥协议数据单元之前包括：

对同一局部网络中的用户边缘设备和弹性分组环上的传输节点预置相同的标识，弹性分组环上的传输节点，对接收到的所有桥协议数据单元进行识别，传输和自己具有相同标识的桥协议数据单元。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弹性分组环上的传输节点从用户边缘设备获取带有预置标识的桥协议数据单元之前包括：

对同一局部网络中的用户边缘设备预置相同的标识，弹性分组环上的传输节点不预置标识，弹性分组环上的传输节点，对接收到的所有桥协议数据单元进行传输。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户边缘设备从弹性分组环上的传输节点获取与自己发出的桥协议数据单元具有相同标识的桥协议数据单元，包括：

用户边缘设备从弹性分组环上的传输节点获取该用户边缘设备发出的桥协议数据单元，或用户边缘设备从弹性分组环上的传输节点获取与该用户边缘设备具有相同标识的用户边缘设备发出的桥协议数据单元。

5、一种交换环网系统，其特征在于，包括：用户边缘设备、弹性分组环；

用户边缘设备，用于向弹性分组环上的传输节点发送带有预置标识的桥协议数据单元，接收与该用户边缘设备发出的桥协议数据单元带有相同标识的桥协议数据单元，当不能传输带有预置标识的桥协议数据单元时，则该传输节点重新计算网络拓扑；

弹性分组环，用于向用户边缘设备传输接收到的带有预置标识的桥协议数据单元，当不能发送或接收带有预置标识的桥协议数据单元时，则该弹性分组环上的传输节点重新计算网络拓扑。

6、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述弹性分组环上的传输节点为带有预置标识的传输节点，用于向用户边缘设备传输与自己具有相同标识的桥协议数据单元。

7、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述弹性分组环上的传输节点为不带预置标识的传输节点，用于向用户边缘设备传输接收到的所有桥协议数据单元。

8、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述用户边缘设备，用于从弹性分组环上的传输节点获取该用户边缘设备发出的桥协议数据单元，或从弹性分组环上的传输节点获取与该用户边缘设备具有相同标识的用户边缘设备发出的桥协议数据单元。

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