CN1913414A - 利用链路聚合实施保护的方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

提供一种利用链路聚合实施保护的方法，包括步骤：用检测电路检测聚合的双方设备中各设备的、处于链路聚合中的工作端口接收方向的线路；和，当所述双方设备中一个设备的某个工作端口接收方向的线路被检测到发生故障时，所述一个设备响应故障信息实施保护，并促使所述双方设备中另一设备实施保护。所述通告的步骤可通过以下方式实现：一、设置所述某个工作端口停止发送信号；二、通过所述某个工作端口发送方向的线路或该设备的、处于链路聚合中的其他端口发送包括故障信息的报文给另一设备。本发明还提供相应的设备和系统。利用本发明，可加速利用链路聚合进行保护。

Description

利用链路聚合实施保护的方法、设备和系统

技术领域

本发明涉及链路聚合的应用，更具体而言，涉及利用链路聚合实施保护的方法、设备和系统。

背景技术

链路聚合技术亦称主干技术(Trunking)或捆绑技术(Bonding)，其实质是将两台设备间的数条物理链路“组合”成一条逻辑链路。目前链路聚合技术的标准为IEEE Standard 802.3ad，由IEEE802委员会制定。链路聚合控制协议(LACP，Link Aggregation ControlProtocol)是IEEE 802.3ad标准的主要内容之一，定义了一种标准的聚合控制方式。聚合的双方设备通过协议交互聚合信息，根据双方的参数和状态，自动将匹配的链路聚合在一起收发数据。聚合形成后，交换设备维护聚合链路状态，当双方配置变化时，自动调整或解散聚合链路。

不过，LACP协议并不等于链路聚合技术，而是IEEE 802.3ad提供的一种链路聚合控制方式，实践中也可采用其他的聚合控制方式。

按照聚合方式的不同，链路聚合可以分为手工聚合、静态LACP聚合和动态LACP聚合。

●在手工聚合中，需要配置链路聚合组两端的设备，使其各自使能端口组中端口的聚合功能，完成聚合。在聚合过程中，没有两端设备的聚合协商，因此在保护、防错性上有不足。

●静态LACP聚合是指，用户仍然需要配置两端设备的待聚合端口，LACP协议在两端设备间互发报文进行通信、协商，由协议指定端口是否聚合、解聚合。静态LACP聚合的保护是由LACP协议协商进行的。

●动态LACP聚合是指，不需要用户配置，LACP协议通过两端设备通信、协商，发现可聚合的端口，并将这些端口聚合。动态LACP聚合的保护是由LACP协议协商进行的。

按照聚合组类型的不同，链路聚合组可以分为负载分担聚合组和非负载分担聚合组。

●负载分担聚合组是指，在聚合组的端口中所有的端口都传送数据业务，从而达到扩大带宽的目的；当某一端口出现故障或所连的物理线路出现断纤、断线等问题时，数据业务不再分担到此端口，则业务收发正常。

●非负载分担聚合组是指，在聚合组的端口中，只有一个端口处于工作态，传送数据业务，其他所有端口都处于备份态；当处于工作态的端口出现故障或所连的物理线路出现断纤、断线等问题时，某一处于备份态的端口会成为工作态，从而实现业务传送的保护。另外，工作端口和备用端口都能收发LACP协议报文，但备用端口不能转发业务报文(即实际传送的业务)。

一般来说，链路聚合有两个作用：扩大带宽和提供保护。关于前者，例如，当100M以太网端口的速率不够时，可以使用多个100M以太网端口做聚合，提供大于100M的带宽；关于后者，例如，当需要为重要的业务提供保护时，可以采用两个以太网端口做聚合，当其中一个端口出现故障或所连的物理线路出现断纤或断线等问题时，可以使用另一个端口传送业务，从而实现保护。

现在参照图1针对链路聚合的保护功能进行说明。如图1所示，当端口1和端口2聚合时，现有技术利用LACP协议实现保护的过程如下：

1.正常运行：两个端口已经聚合，运行LACP协议，周期性地互相发送LACP协议报文，发送周期一般为1秒。端口2为工作端口，承载业务，报文会被发送到端口2上，端口1为备份端口，不承载业务，所有发到端口1的报文都会被丢弃。

2.故障发生：设备A、B的端口2都发生故障或所连接的物理线路双向断纤或断线。

3.设备A、B的端口2无法再接收对端的报文，当三个发送周期无法接收到对端报文时，设备A、B认为此端口出现故障。

4.设备A、B重新设置端口的聚合状态，端口2不再为工作端口，不承载业务，端口1为工作端口，至此，所有两端设备发送的报文都会被发送到端口1上，保护完成。

还有一种情况是单个方向上发生故障，例如单向断纤，如设备A端口2到设备B端口2的光纤断纤。在这种情况下，设备A的端口2还可以接收到设备B的LACP协议报文。设备B在三个发送周期没有收到报文后，则认为此端口故障，停止向设备A发送LACP协议报文。再过三个发送周期，设备A发现此端口故障。

利用链路聚合进行保护时，两端设备对端口状态的更改必须一致。如果两端设备对工作端口的设置不一致，比如A设置端口1为工作端口，B设置端口2为工作端口，则业务报文的发送不能正常进行，业务报文就会被丢弃，保护失败。因此，保护的方式必须由两端设备共同完成动作才能切换；如果任何一端设备未完成保护动作，则保护不能成功。所以，在上述情况下，只有A发现端口2发生故障后才能完成保护。

对上面的过程进行分析：采用IEEE 802.3ad标准定义的LACP协议进行链路聚合保护时，从第2步发生故障到第4步保护完成所需要的时间为网络的故障恢复时间；理论上，该时间最少为3秒，单向断纤的保护时间为6秒。然而，随着各种网络应用对网络可用性要求的提高，要求网络的故障恢复时间越来越短。特别是语音业务的传送，恢复时间大于50ms就可能导致应用方面的问题，因此仅采用标准定义的LACP协议进行保护不能满足发展的业务应用需求。

LACP协议的缺点在于：

●采用超时机制诊断故障，非常耗时；

●没有故障信息通告机制，当本端发生错误时无法通告对端。

发明内容

本发明的主要目的是提供克服上述现有技术缺陷的手段，以便，在利用链路聚合实施保护的应用中发生故障时，实施快速保护。

根据本发明的第一方面，提供了一种利用链路聚合实施保护的方法，包括步骤：

用检测电路检测聚合的双方设备中各设备的、处于链路聚合中的工作端口接收方向的线路；

当所述双方设备中一个设备的某个工作端口接收方向的线路被检测到发生故障时，所述一个设备响应故障信息实施保护，并促使所述双方设备中另一设备实施保护。

根据本发明的第二方面，提供了一种适于利用链路聚合实施保护的设备，链路聚合在该设备与另一设备之间配置，该设备包括：

检测电路，用以检测该设备的、处于链路聚合中的工作端口接收方向的线路；和，

响应及通告装置，用以在检测电路检测到该设备的某个工作端口接收方向的线路发生故障时，响应故障信息实施保护，并促使所述另一设备实施保护。

根据本发明的第三方面，提供了一种利用链路聚合实施保护的系统，该系统包含第二方面所述的设备。

本发明带来的有益效果是：当链路聚合中的端口发生故障时，能快速完成保护。

附图说明

仅以举例的方式，参照附图更详细地描述本发明的优选实施方案，其中：

图1是在两个设备上配置的2端口链路聚合的示意图；和

图2是在两个设备上配置的3端口链路聚合的示意图。

具体实施方式

LACP协议是通过定时器超时来检测线路故障的，如果发送LACP协议报文的周期为1秒，则从故障发生到保护处理程序检测到线路故障，最少需要三秒钟的时间。在本发明的一个实施方案中，使用硬件电路检测线路故障；若检测到故障，则迅速通知保护处理程序，进行端口状态的切换。这样，从故障发生到程序检测到故障的时间可以达到10ms或更少。上述硬件电路可选用如光纤信号检测电路和以太网物理层检测电路等可以检测到物理信号故障的电路。这些电路可采用现有技术中的相应方法来检测线路故障，如光纤信号检测电路可通过检测光纤中光信号的功率来检测线路故障，若检测到光功率小于一个设定的最低值，则上报光纤信号失效。

如前所述，在链路聚合保护中，保护的方式必须由两端设备共同完成动作才能切换；如果任何一端设备未完成保护动作，则保护不能成功。一般来说，用于传输信息的物理连接为两条，分别传送不同方向的信息。如果两个方向上的线路都发生故障，则两端设备都能迅速检测到，从而完成保护。而另一种可能的情形是只有一个方向上的线路发生故障，如图2所示。

在图2中，设备A与设备B之间有三个端口为聚合状态。当设备B端口2到设备A端口2的线路出现故障时，借助前述硬件电路，设备A可迅速检测出故障并实施保护，但设备B则无法发现故障。如果采用标准802.3ad中定义的方案，则所需时间为：1、设备A端口2在三秒接收不到设备B端口2发送的报文，停止向设备B端口2发送报文；以及，2、设备B在设备A端口2停发报文三秒后，认为端口2故障，因而总共需要6秒左右的时间。

针对这种情况，根据本发明的一个实施方案提供了一种通告机制，以便当一端发生故障时，促使另一端作出响应，实施保护。有三种方法可实现这一点，现在参照图2所示的情形分别进行说明。

方法一、当设备A，例如通过检测电路，检测到端口2接收方向的线路发生故障时，设备A设置端口2停止发送信号，从而使设备B检测到故障，促使设备B实施保护，由此完成保护。

附加地，考虑到采用这种方法进行通告时可能会发生死锁，即：A认为线路坏则使端口停止发送信号，导致B认为线路坏也使相应的端口停止发送信号，从而使得线路总是无法恢复到正常情况，优选使设备A进行以下操作：

在设置其端口2停止发送信号后，设置端口2周期性地发送信号；以及，

当检测到端口2接收方向的信号变为正常时，设置端口2正常发送信号。

方法二、当设备A检测到端口2接收方向的线路发生故障时，设备A通过端口2发送方向的线路向设备B发送增强的LACP协议报文，该报文中包含指示本端设备故障的信息，以通告对端设备本端设备故障，其中所述信息可记录在一个特殊的字段中；设备B接收到此报文后，立即根据所述信息更新本端所记录的对端状态，根据该更新后的对端状态相应地实施保护，由此完成保护。

方法三、图2中的端口1、端口2、端口3都处于一个聚合组，可使每个端口所发送的报文中，除包含自身端口的状态信息外，还包含同一聚合组内其他端口的信息。利用这种方式，当设备A检测到端口2接收方向的线路发生故障时，设备A会通过聚合组内的端口1、端口3向设备B发送报文，该报文中含有指示端口2线路故障的信息；设备B接收到此报文后，迅速实施保护，由此完成保护。

尽管描述了本发明的优选实施方案，但通过阅读和掌握本发明的原则和教导，本领域的技术人员可对这里公开的实施方案进行各种改型。因而，本发明的范围由附在这里的权利要求限定。

Claims (13)

1.一种利用链路聚合实施保护的方法，包括步骤：

用检测电路检测聚合的双方设备中各设备的、处于链路聚合中的工作端口接收方向的线路；

当所述双方设备中一个设备的某个工作端口接收方向的线路被检测到发生故障时，所述一个设备响应故障信息实施保护，并促使所述双方设备中另一设备实施保护。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个设备通过设置所述某个工作端口停止发送信号来促使所述双方设备中另一设备实施保护。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括步骤：

所述一个设备设置所述某个工作端口周期性地发送信号；和，

当所述一个设备检测到所述某个工作端口接收方向的信号正常时，设置所述某个工作端口正常发送信号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个设备通过发送包括所述故障信息的报文给所述另一设备来促使所述双方设备中另一设备实施保护。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述报文通过所述某个工作端口发送方向的线路发送。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述报文通过所述一个设备的、处于链路聚合中的其他端口发送。

7.一种适于利用链路聚合实施保护的设备，链路聚合在该设备与另一设备之间配置，该设备包括：

检测电路，用以检测该设备的、处于链路聚合中的工作端口接收方向的线路；和，

响应及通告装置，用以在检测电路检测到该设备的某个工作端口接收方向的线路发生故障时，响应故障信息实施保护，并促使所述另一设备实施保护。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述响应及通告装置通过设置所述某个工作端口停止发送信号来促使所述另一设备实施保护。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，还包括：

在所述响应及通告装置设置所述某个工作端口停止发送信号后设置该端口周期性地发送信号的装置；

在所述响应及通告装置设置所述某个工作端口停止发送信号后检测该端口接收方向的信号是否正常的装置；和，

在所述某个工作端口接收方向的信号被检测为正常时设置该端口正常发送信号的装置。

10.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述响应及通告装置通过发送包括所述故障信息的报文给所述另一设备来促使所述另一设备实施保护。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述报文通过所述某个工作端口发送方向的线路发送。

12.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述报文通过该设备的、处于链路聚合中的其他端口发送。

13.一种利用链路聚合实施保护的系统，包括如权利要求7-12中任一权利要求所述的设备。

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