專利名稱：環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法、路由交換設(shè)備及環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，特別涉及環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法、路由交換設(shè)備及環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在城域網(wǎng)中傳送網(wǎng)主要是采用環(huán)網(wǎng)架構(gòu)，環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓趯哟位M網(wǎng)、節(jié)省線路資源(比如光纖、電纜等)、提供靈活快速的保護(hù)、簡化組網(wǎng)拓?fù)浜秃喕W(wǎng)絡(luò)管理等方面具備格型和星型方式不能完全提供的優(yōu)點(diǎn)。但是，它必須給數(shù)據(jù)通道提供快速的故障恢復(fù)能力，其中最關(guān)鍵的就是小于50ms(sub50ms)的保護(hù)倒換能力。
目前，城域網(wǎng)中的傳送網(wǎng)絡(luò)多采用SDH(同步數(shù)字系列)/SONET(同步光網(wǎng)絡(luò))和MPLS(多協(xié)議標(biāo)記交換)快速重路由方式提供小于50ms的保護(hù)倒換能力，但是存在以下不足SDH本質(zhì)上主要是對(duì)TDM(時(shí)分復(fù)用)的傳送平臺(tái)，傳送數(shù)據(jù)時(shí)需要采用映射技術(shù)將數(shù)據(jù)封裝到SDH/SONET幀結(jié)構(gòu)中去，這就帶來了映射開銷且成本高昂，同時(shí)需要在環(huán)上的每一個(gè)設(shè)備上具有同步時(shí)鐘能力才能完成同步映射指針調(diào)整；基于MPLS保護(hù)技術(shù)可以提供1+1，1∶1和1∶N的多種保護(hù)方式，但是需引入復(fù)雜的MPLS信令，可能會(huì)導(dǎo)致多廠家設(shè)備互連互通的問題。
IEEE和ITU-T提出了彈性分組環(huán)(RPR)和多業(yè)務(wù)環(huán)(MSR)來解決環(huán)型拓?fù)涞谋Ｗo(hù)倒換問題，RPR/MSR提供了在MAC(媒體訪問控制)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)倒換(APS)的能力，但由于需要引入新的MAC協(xié)議，無法和現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備兼容而導(dǎo)致成本較高。此外，RPR并未很好地解決跨環(huán)問題目前，以太網(wǎng)(Ethernet)已成為局域網(wǎng)最重要的技術(shù)，承載90％以上的接入數(shù)據(jù)流量。因此，如果能夠用以太網(wǎng)上直接組成城域網(wǎng)中的環(huán)型傳送網(wǎng)絡(luò)，既可以避免協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換帶來的開銷，又可以和現(xiàn)有技術(shù)兼容，具有良好的應(yīng)用前景。但是，以太網(wǎng)本身無法提供完善的運(yùn)營和維護(hù)(OAM)功能，因此必須在以太網(wǎng)上提供快速的保護(hù)倒換能力。
為了解決上述問題，IEEE提出采用集中式生成樹(STP)算法來避免以太網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)路和進(jìn)行故障恢復(fù)。生成樹算法要求在n(n＞＝1)個(gè)節(jié)點(diǎn)中，選取一個(gè)為根節(jié)點(diǎn)(root node)，然后選擇n-1條邊，使根節(jié)點(diǎn)到n-1條邊的代價(jià)(cost)和最小。該算法需要采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃或貪心算法，時(shí)間復(fù)雜度為O(eloge)(其中，e為G(N，A)中邊的個(gè)數(shù))或O(n2)，因此，當(dāng)拓?fù)浒l(fā)生改變時(shí)，STP需要重新計(jì)算的時(shí)間較長。在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)較多時(shí)，生成樹需要30到60秒來發(fā)現(xiàn)變化并重新配置。
為了解決生成樹恢復(fù)時(shí)間過長的問題，IEEE提出了快速生成樹(RSTP)對(duì)STP進(jìn)行了改進(jìn)?？焖偕蓸浜蜕蓸湎啾龋黾恿藗浞荻丝诤吞娲丝趦蓚€(gè)狀態(tài)，能夠?qū)⒃谶B接故障和恢復(fù)時(shí)所需的重新配置和恢復(fù)服務(wù)時(shí)間，減少到秒的量級(jí)，并保持同基于STP設(shè)備的兼容性。但是，其需要的時(shí)間仍然在秒級(jí)，無法做到50ms倒換。
Extreme的公司以太網(wǎng)自動(dòng)倒換保護(hù)(EAPS)技術(shù)采用了分布式的思想，針對(duì)每個(gè)域進(jìn)行操作，在每個(gè)域中配置控制VLAN(虛擬局域網(wǎng))來進(jìn)行故障檢測，大大降低了故障檢測時(shí)間。但EAPS仍存在以下不足首先，EAPS中必須配置一個(gè)控制VLAN，該VLAN中在每個(gè)域中構(gòu)成了環(huán)路，因此，該VLAN的流量可能會(huì)導(dǎo)致Ethernet的環(huán)路；其次，在EAPS中，所有的故障檢測仍采用集中式方式，均由主站完成，因此可能導(dǎo)致擴(kuò)展性問題，當(dāng)環(huán)上節(jié)點(diǎn)增加時(shí)的故障檢測時(shí)間會(huì)相應(yīng)增長，且無法定位具體故障點(diǎn)。
LSOM(城域網(wǎng)上的鏈路狀態(tài)協(xié)議)是一種基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，它可以用于各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。但它的使用同樣有一定局限性首先，它主要是適用于城域網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)中，尤其是基于10GE(千兆)的網(wǎng)絡(luò)；其次，它要求連接的設(shè)備為邊緣路由器，以隔絕廣播域；此外，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)較多時(shí)，基于鏈路狀態(tài)的算法計(jì)算所需時(shí)間長且擴(kuò)展性較差。
此外，以上四種方式均需要引入相關(guān)的控制信令，而在控制信令中缺少對(duì)安全性的考慮。因此，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的惡意攻擊將會(huì)導(dǎo)致拓?fù)涑鲥e(cuò)并可能會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)崩潰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可以有效地實(shí)現(xiàn)50ms的快速自動(dòng)保護(hù)倒換的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法、路由交換設(shè)備以及環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，所述環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)分別屬于一個(gè)或多個(gè)環(huán)，其中，每個(gè)環(huán)中有至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)，只屬于一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)只與最近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)在其所屬的每個(gè)環(huán)中都與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接。該方法包括在每個(gè)環(huán)上選擇一個(gè)僅屬于這一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)；以及將所選節(jié)點(diǎn)的一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)，而將其另一個(gè)環(huán)上端口和其它節(jié)點(diǎn)的環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
優(yōu)選地，節(jié)點(diǎn)間的各種消息以協(xié)議報(bào)文方式發(fā)送，而處于阻塞狀態(tài)的端口只處理協(xié)議報(bào)文，該方法還包括每個(gè)節(jié)點(diǎn)定期檢查其與各相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接狀態(tài)；當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)其與一相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接發(fā)生故障時(shí)，該節(jié)點(diǎn)向所在該環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)出故障通知消息，且將與故障連接相關(guān)的端口置為阻塞狀態(tài)；以及響應(yīng)該故障通知消息，該環(huán)上所選節(jié)點(diǎn)將其處于阻塞狀態(tài)的環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
優(yōu)選地，該方法還包括給每個(gè)環(huán)指定一個(gè)環(huán)標(biāo)識(shí)符；在協(xié)議報(bào)文中添加發(fā)出該協(xié)議報(bào)文的節(jié)點(diǎn)所在環(huán)的環(huán)標(biāo)識(shí)符，其中，當(dāng)該協(xié)議報(bào)文與故障相關(guān)時(shí)，如果與故障連接相關(guān)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都屬于相同的多個(gè)環(huán)，則所添加的環(huán)標(biāo)識(shí)符為根據(jù)預(yù)定的規(guī)則而從這多個(gè)環(huán)的環(huán)標(biāo)識(shí)符中選擇的一個(gè)，如果與故障連接相關(guān)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中不屬于同兩個(gè)環(huán)，則所添加的環(huán)標(biāo)識(shí)符為包括這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的那個(gè)環(huán)的環(huán)標(biāo)識(shí)符；以及各節(jié)點(diǎn)收到協(xié)議報(bào)文后，判斷協(xié)議報(bào)文中的環(huán)標(biāo)識(shí)符與該節(jié)點(diǎn)本身的環(huán)標(biāo)識(shí)符是否相同，并且僅在兩個(gè)環(huán)標(biāo)識(shí)符相同的情況下，對(duì)該協(xié)議報(bào)文進(jìn)行響應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種環(huán)型網(wǎng)絡(luò)上的路由交換設(shè)備，所述環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)分別屬于一個(gè)或多個(gè)環(huán)，其中，每個(gè)環(huán)中有至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)，只屬于一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)只與最近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)在其所屬的每個(gè)環(huán)中都與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接。該路由交換設(shè)備包括拓?fù)涔芾硌b置，用于在每個(gè)環(huán)上選擇一個(gè)僅屬于這一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)，并向所選節(jié)點(diǎn)發(fā)送置阻消息，使其一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)，而將其另一個(gè)環(huán)上端口和其它節(jié)點(diǎn)的環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種環(huán)型網(wǎng)絡(luò)上的路由交換設(shè)備，所述環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)分別屬于一個(gè)或多個(gè)環(huán)，其中，每個(gè)環(huán)中有至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)，只屬于一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)只與最近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)在其所屬的每個(gè)環(huán)中都與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，所述路由交換設(shè)備在只屬于一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)上。該路由交換設(shè)備包括端口狀態(tài)設(shè)置裝置，用于響應(yīng)環(huán)上唯一地指定該路由交換設(shè)備的置阻消息，而將其一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)，而將其另一個(gè)環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)互相連通的環(huán)，每個(gè)環(huán)中至少有三個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別屬于一個(gè)或多個(gè)環(huán)，只屬于一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)只與最近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)在其所屬的每個(gè)環(huán)中都與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接。該系統(tǒng)包括拓?fù)涔芾硌b置，用于在每個(gè)環(huán)上選擇一個(gè)僅屬于這一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)，并向所選節(jié)點(diǎn)發(fā)送置阻消息。每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括端口狀態(tài)設(shè)置裝置，用于響應(yīng)所述拓?fù)涔芾硌b置發(fā)給該節(jié)點(diǎn)的置阻消息，而將其一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)，而將其另一個(gè)環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
本發(fā)明的方法是一種基于以太環(huán)網(wǎng)的快速倒換和恢復(fù)的算法，它采用了一種分布式的實(shí)現(xiàn)方式，降低了故障恢復(fù)的時(shí)間復(fù)雜度，還引入了安全鑒別部分，提高了協(xié)議的安全性。
和傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)故障恢復(fù)時(shí)間短。本發(fā)明能夠提供50ms以內(nèi)的自動(dòng)保護(hù)倒換，可以在極短的時(shí)間內(nèi)完成故障的檢測和恢復(fù)過程，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(話音或視頻)的良好支持。
2)開銷小。本發(fā)明采用了分布式而不是集中式的實(shí)現(xiàn)方法，將以太環(huán)網(wǎng)劃分為多個(gè)域。此外，相鄰節(jié)點(diǎn)之間通過維護(hù)數(shù)據(jù)包來進(jìn)行故障檢測，避免了集中式方式下中心節(jié)點(diǎn)開銷過大的情況。
3)可擴(kuò)展性好。本發(fā)明利用了以太網(wǎng)自身的機(jī)制，不需要引入復(fù)雜的控制信令(如MPLS)，也不需要更改現(xiàn)有設(shè)備的硬件和三層及三層以上軟件結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用于現(xiàn)有的以太網(wǎng)交換和路由設(shè)備中。
4)具有安全性。本發(fā)明引入了安全鑒別功能，在接收數(shù)據(jù)包需進(jìn)行身份鑒別，增強(qiáng)了安全性，可以防止惡意攻擊。


圖1是圖解保護(hù)倒換和恢復(fù)過程的示意方框圖；圖2圖解了以太環(huán)網(wǎng)典型拓?fù)?；圖3圖解了LDEPA算法的模塊化體系結(jié)構(gòu)；
圖4是LDEPA協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)文的示意幀結(jié)構(gòu)；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法中，為防止環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中形成回路而執(zhí)行的操作步驟的流程圖；圖6是當(dāng)在按圖5所示方法配置的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生連接故障時(shí)，進(jìn)行保護(hù)倒換的操作的流程圖；圖7是在故障恢復(fù)之后進(jìn)行的操作的流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中作為主站(指定節(jié)點(diǎn))的路由交換設(shè)備的示意方框圖；圖9是本發(fā)明的實(shí)施例的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中一般節(jié)點(diǎn)上的路由交換設(shè)備的示意方框圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的示意方框圖；圖11是可以實(shí)施本發(fā)明的LDEPA算法的設(shè)備R8000的邏輯視圖；圖12圖解了LDEPA在協(xié)議棧中的位置；以及圖13圖解了LDEPA的實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式
以太環(huán)網(wǎng)保護(hù)倒換模型在進(jìn)行模型分析之前，本發(fā)明首先進(jìn)行以下定義G(N，A)一個(gè)有N個(gè)節(jié)點(diǎn)和A條鏈路的無向圖網(wǎng)絡(luò)；i，j，k，l代表網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)。而每條鏈路由它們的兩端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行表示，如link(i，j)；P(i，j)代表網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的路徑；PA(i，j)代表網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間正在使用的(Active)路徑；PB(i，j)代表網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間備用的(Backup)路徑。
需要指出的是，以太網(wǎng)上必須避免環(huán)路，否則會(huì)導(dǎo)致廣播風(fēng)暴。因此，以太環(huán)網(wǎng)保護(hù)倒換模型定義如下存在一個(gè)G(N，A)的網(wǎng)絡(luò)，它滿足以下條件1.N個(gè)節(jié)點(diǎn)可以分為K組，每一組中的節(jié)點(diǎn)屬于一個(gè)或多個(gè)域，其中，屬于多個(gè)域的節(jié)點(diǎn)，我們稱之為相切點(diǎn)；2.每個(gè)域中除了相切點(diǎn)外，其他節(jié)點(diǎn)均只和最近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接；3.任意兩點(diǎn)之間具有路徑P(i，j)，且不存在回路(Acyclic)。
該網(wǎng)絡(luò)需要具備以下功能1.在G(N，A)任意一點(diǎn)或多點(diǎn)故障時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)路徑保護(hù)且沒有回路，流量能夠從PA(i，j)倒換到PB(i，j)；2.當(dāng)故障恢復(fù)后，流量從PB(i，j)恢復(fù)到PA(i，j)。
本發(fā)明所關(guān)心的是當(dāng)G(N，A)中某一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠使其他節(jié)點(diǎn)在最短的時(shí)間內(nèi)(小于50ms)切換到備用路徑，且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中不出現(xiàn)回路。
如上圖1，整個(gè)保護(hù)和倒換過程包括故障檢測(Fault Detection)、告警處理、保護(hù)(Protection)和恢復(fù)(Restoration)算法處理、流量的重定向和用戶通告，因此整個(gè)時(shí)間包括以下部分TFD代表網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)的故障檢測時(shí)間，將檢測到的故障信息發(fā)送到相關(guān)節(jié)點(diǎn)；TPR定位故障，進(jìn)行保護(hù)和恢復(fù)，網(wǎng)絡(luò)流量重定向且沒有環(huán)路TWTR故障修復(fù)后將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為正常態(tài)，即恢復(fù)到初始的連接狀態(tài)如果要求滿足小于50ms的倒換，TFD和TPR之和必須小于50ms。所以，保護(hù)倒換時(shí)間主要取決于故障檢測時(shí)間及保護(hù)和恢復(fù)時(shí)間。
輕量級(jí)分布式以太環(huán)保護(hù)算法(LDEPA)環(huán)上避免回路的方法由上述內(nèi)容可知若要實(shí)現(xiàn)小于50ms的保護(hù)倒換，本發(fā)明必須同時(shí)考慮降低故障檢測時(shí)間和保護(hù)恢復(fù)時(shí)間。因此，本發(fā)明采用了輕量級(jí)分布式以太環(huán)保護(hù)算法(LDEPA，Lightweight Distributed Ethernet Protection Algorithm)，該算法的故障的定位和恢復(fù)均采用分布式處理，具有較低算法的時(shí)間和空間復(fù)雜度。在介紹該算法之前，我們首先引入以下定理。
定理1由K(K＞＝1)個(gè)環(huán)組成的無向圖G(N，A)中，如果每一個(gè)環(huán)上有一個(gè)非相切節(jié)點(diǎn)的一個(gè)方向斷開，則無向圖中任意兩點(diǎn)之間不存在回路。
證明已知定理無向圖的深度優(yōu)先遍歷(DFS)過程中遇到回邊(即指向訪問過頂點(diǎn)的邊)是存在環(huán)的充分必要條件。因此，判斷無向圖是否存在回路，只需要證明無向圖的DFS中不會(huì)訪問到回邊，即可證明其沒有環(huán)。
在由N個(gè)相切環(huán)組成的無向圖中，環(huán)上任意節(jié)點(diǎn)在同一個(gè)環(huán)上只和最近的兩節(jié)點(diǎn)連接。因此，如果每一個(gè)環(huán)上有一個(gè)非相切節(jié)點(diǎn)的一個(gè)方向斷開，則圖中任意節(jié)點(diǎn)只能在以任意節(jié)點(diǎn)為源節(jié)點(diǎn)的DFS中單向可達(dá)，不可能從另外一個(gè)方向訪問，因此，不會(huì)訪問到回邊，也就不存在環(huán)。證畢。
輕量級(jí)分布以太網(wǎng)保護(hù)算法-LDEPA由以上定理可知，本發(fā)明只需保證任何時(shí)候G(N，A)的K個(gè)環(huán)中，每個(gè)環(huán)中均有一個(gè)非相切節(jié)點(diǎn)有一個(gè)方向斷開，即可在整個(gè)無向圖中避免環(huán)路。利用這一特性，LDEPA避免了復(fù)雜的生成樹算法，而是采用每個(gè)環(huán)中獨(dú)立進(jìn)行環(huán)路避免的方法。此外，和EAPS不同，LDEPA中的故障檢測采用了每個(gè)節(jié)點(diǎn)自主進(jìn)行檢測和恢復(fù)的方式。算法的基本過程如下1)每個(gè)環(huán)指定一個(gè)環(huán)ID(標(biāo)識(shí)符)。
2)每個(gè)環(huán)自主選擇或通過網(wǎng)管配置一個(gè)非相切節(jié)點(diǎn)作為指定(designated)節(jié)點(diǎn)。
3)指定節(jié)點(diǎn)將該環(huán)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的一個(gè)環(huán)上端口(即該節(jié)點(diǎn)在這里所涉及的環(huán)上的端口)置為阻塞(block)狀態(tài)，而將其它節(jié)點(diǎn)的環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)(forward)狀態(tài)；處于阻塞狀態(tài)的端口只處理LDEPA協(xié)議報(bào)文，而丟棄其它數(shù)據(jù)和控制報(bào)文。
4)環(huán)上節(jié)點(diǎn)之間通過KeepAlive(保持活動(dòng))包(時(shí)間間隔和超時(shí)時(shí)間可配置)可以知道其鄰居，并在兩兩之間維持該數(shù)據(jù)包。一旦發(fā)現(xiàn)故障(超時(shí)或有硬件中斷)，發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點(diǎn)向所在環(huán)上的正常側(cè)通告該故障消息，且將與故障段相聯(lián)的端口置為阻塞狀態(tài)。
5)環(huán)上的其它節(jié)點(diǎn)收到故障通告消息后，清空(flush)轉(zhuǎn)發(fā)地址表；如果該節(jié)點(diǎn)有環(huán)上阻塞端口，則將該端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
6)故障恢復(fù)后，發(fā)現(xiàn)故障恢復(fù)的節(jié)點(diǎn)首先通過等待恢復(fù)(WTR，wait-to-restore)時(shí)間來確認(rèn)恢復(fù)，然后向環(huán)的兩邊通告故障恢復(fù)消息，并將與故障段相聯(lián)的端口保持阻塞狀態(tài)。
該算法的核心就是保證任意時(shí)刻，每個(gè)環(huán)在無故障段的情況下有且僅有一個(gè)非相切節(jié)點(diǎn)的一個(gè)環(huán)上端口阻塞；發(fā)生故障時(shí)，如果故障段是位于非相切點(diǎn)和其它節(jié)點(diǎn)之間，相關(guān)節(jié)點(diǎn)將原來阻塞的端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)；但如果是相切節(jié)點(diǎn)之間的鏈路出現(xiàn)故障，相關(guān)節(jié)點(diǎn)如直接將阻塞端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，可能會(huì)導(dǎo)致環(huán)路。如上圖2中，a為環(huán)1的指定節(jié)點(diǎn)，a將其連接d的端口置為阻塞；h為環(huán)2的指定節(jié)點(diǎn)，h將連接i的端口置為阻塞；如果link(c，i)出現(xiàn)故障，c或i會(huì)將故障上報(bào)給兩個(gè)環(huán)的指定節(jié)點(diǎn)g和a。如果指定節(jié)點(diǎn)均將阻塞端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，則環(huán)1和環(huán)2成為一個(gè)邏輯上的環(huán)，形成回路。
為了避免這種情況發(fā)生，本發(fā)明在LDEPA中做以下處理，協(xié)議報(bào)文頭部需攜帶該節(jié)點(diǎn)所屬環(huán)ID，相切節(jié)點(diǎn)發(fā)出的故障通告消息(FDN)和故障恢復(fù)消息(FRN)中所攜帶的環(huán)ID為同時(shí)包括該節(jié)點(diǎn)和該故障段另一端的節(jié)點(diǎn)的多個(gè)環(huán)的環(huán)ID中值最小的那個(gè)。出現(xiàn)故障后，各節(jié)點(diǎn)收到故障通告消息后，判斷自己所屬的環(huán)ID和報(bào)文中環(huán)ID是否相同，如相同，依算法要求執(zhí)行相關(guān)操作否則不處理該報(bào)文。這樣就可以保證對(duì)相切節(jié)點(diǎn)故障的處理中產(chǎn)生的新環(huán)仍然有且僅有一個(gè)非相切節(jié)點(diǎn)的一個(gè)環(huán)上端口阻塞，不會(huì)產(chǎn)生回路。
此外，為了防止惡意攻擊，LDEPA中要求對(duì)發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行身份鑒別。如果接收時(shí)出現(xiàn)身份鑒別失敗，該數(shù)據(jù)包將被丟棄。身份鑒別的方法可以采用簡單密碼或MD5方式。
復(fù)雜度分析對(duì)指定節(jié)點(diǎn)來說，它需要維護(hù)所在環(huán)的全局拓?fù)洌邮窄h(huán)上節(jié)點(diǎn)的故障信息，并做相應(yīng)處理，其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度均為O(n)；而對(duì)非指定節(jié)點(diǎn)而言，它只需要向相鄰節(jié)點(diǎn)定期檢查，在故障時(shí)向指定節(jié)點(diǎn)進(jìn)行告警，時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度均為O(1)。
LDEPA算法的實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)模塊結(jié)構(gòu)在本發(fā)明中，LDEPA算法由多個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)，其模塊組成結(jié)構(gòu)如圖3所示。實(shí)現(xiàn)方式采用模塊化方式，包括協(xié)議包處理模塊、鄰接關(guān)系模塊、拓?fù)涔芾砟K和配置模塊。各模塊的介紹具體見下。
I.鄰接關(guān)系模塊鄰接模塊主要目的是建立和維護(hù)鄰居關(guān)系，也保證了在鄰居間的通信是雙向的，同時(shí)也負(fù)責(zé)檢測鏈路/站點(diǎn)故障和故障恢復(fù)。系統(tǒng)啟動(dòng)后，KeepAlive報(bào)文定期從環(huán)上端口向特定單播地址發(fā)到環(huán)上。節(jié)點(diǎn)在初始化后或發(fā)生故障后，如果收到鄰居的KeepAlive報(bào)文，則啟動(dòng)WTR定時(shí)。若WTR定時(shí)器超時(shí)后仍然可以穩(wěn)定收到同一鄰居發(fā)出的KeepAlive幀，則認(rèn)為該鄰居正常。
LDEPA中在該模塊中使用三個(gè)定時(shí)器，其中KeepAlive定時(shí)器用來周期性地向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送KeepAlive報(bào)文；而HoldTimer定時(shí)器是用于判斷鄰接關(guān)系是否失效，一旦HoldTimer定時(shí)器超時(shí)，則說明與鄰居之間的鄰接關(guān)系出現(xiàn)了故障；WTR(Wait-To-Restore，等待恢復(fù))定時(shí)器用于判斷鄰接關(guān)系的穩(wěn)定建立。KeepAlive和HoldTimer定時(shí)器的缺省值分別為10ms和30ms，WTR的缺省值為5s，它們均可由網(wǎng)管配置。
II.協(xié)議報(bào)文處理模塊協(xié)議報(bào)文處理模塊，負(fù)責(zé)發(fā)送和接收各種類型的LDEPA協(xié)議報(bào)文。協(xié)議包處理模塊還需要完成對(duì)收發(fā)的協(xié)議數(shù)據(jù)的安全鑒別功能，對(duì)收到的報(bào)文如果安全鑒別失敗，則應(yīng)將該報(bào)文丟棄。
LDEPA協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)文承載在標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)幀凈荷中。其幀格式可以采用如圖4所示的結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)類型2字節(jié)；此處為LDEAP的以太網(wǎng)協(xié)議類型，缺省為0x1E2C。
版本1字節(jié)；協(xié)議版本號(hào)，缺省為0x1。
幀類型1字節(jié)；LDEPA協(xié)議報(bào)文類型。LDEPA定義了5種類型的報(bào)文，描述如下。
1)KeepAlive——用于建立和維護(hù)相鄰站點(diǎn)間的鄰接關(guān)系，該報(bào)文是周期性地發(fā)送的；2)SIN——站點(diǎn)信息通告報(bào)文，用于進(jìn)行拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、故障定位和信息通告；各從站在系統(tǒng)狀態(tài)變化或收到FDN/FRN報(bào)文后都會(huì)觸發(fā)SIN幀的發(fā)送；指定站點(diǎn)收到從站的SIN報(bào)文后，更新拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫信息，并回應(yīng)SIN RESPONSE報(bào)文；3)SIN RESPONSE——站點(diǎn)信息響應(yīng)報(bào)文，由指定站點(diǎn)發(fā)出，用于響應(yīng)其它站點(diǎn)的SIN報(bào)文，并對(duì)該站點(diǎn)的端口狀態(tài)進(jìn)行配置；4)FDN——故障檢測通告報(bào)文，站點(diǎn)檢測到故障后，發(fā)送到環(huán)上，以洪泛的方式通告其它站點(diǎn)；各站收到該幀后，清空(flush)轉(zhuǎn)發(fā)地址表，并發(fā)送SIN幀；5)FRN——故障恢復(fù)通告報(bào)文，故障站點(diǎn)確認(rèn)故障恢復(fù)后，發(fā)送到環(huán)上，以洪泛的方式通告其它站點(diǎn)；各站收到該報(bào)文后，發(fā)送SIN報(bào)文幀長度2字節(jié)；整個(gè)數(shù)據(jù)包的長度。
校驗(yàn)和2字節(jié)；16位CRC(循環(huán)冗余檢驗(yàn))校驗(yàn)位。
環(huán)ID2字節(jié)；標(biāo)識(shí)該站所屬的環(huán)ID。當(dāng)節(jié)點(diǎn)屬于多個(gè)環(huán)時(shí)，環(huán)ID為其所屬環(huán)中最小的ID。
驗(yàn)證類型2字節(jié)；定義LDEPA協(xié)議報(bào)文的驗(yàn)證類型；LDEPA支持無驗(yàn)證、簡單密碼驗(yàn)證和MD5驗(yàn)證。
驗(yàn)證信息8字節(jié)；包含LDEPA驗(yàn)證信息。
III.拓?fù)涔芾砟K該模塊運(yùn)行在環(huán)上的指定節(jié)點(diǎn)，主要用于系統(tǒng)監(jiān)控和管理。它維護(hù)一個(gè)全環(huán)的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫，利用站點(diǎn)信息通告報(bào)文(SIN)中攜帶的信息，可以快速的響應(yīng)拓?fù)涞淖兓?，并定位故障位置。另外，指定站點(diǎn)還可以根據(jù)當(dāng)前全局拓?fù)湫畔?，?duì)于環(huán)上的阻塞站點(diǎn)進(jìn)行選擇和配置。
IV.配置模塊該模塊提供和網(wǎng)管的接口，實(shí)現(xiàn)以下配置功能站點(diǎn)配置、環(huán)的屬性配置、接口的配置和鄰居的配置。
本發(fā)明的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法、交換路由設(shè)備和環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下面參考附圖5-10，進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法和設(shè)備。
所述環(huán)型網(wǎng)絡(luò)可以是以太網(wǎng)，其中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)分別屬于一個(gè)或多個(gè)環(huán)，其中，每個(gè)環(huán)中有至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)，只屬于一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)只與最近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)在其所屬的每個(gè)環(huán)中都與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法中，為防止環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中形成回路而執(zhí)行的操作步驟的流程圖。圖6是當(dāng)在按圖5所示方法配置的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生連接故障時(shí)，進(jìn)行保護(hù)倒換的操作的流程圖。圖7是在故障恢復(fù)之后進(jìn)行的操作的流程圖。
如圖5所示，在步驟510中，在每個(gè)環(huán)上選擇一個(gè)僅屬于這一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)。在步驟520，將所選節(jié)點(diǎn)的一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)，而將所選節(jié)點(diǎn)的另一個(gè)環(huán)上端口和其它節(jié)點(diǎn)的環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。這樣，每個(gè)環(huán)上有一個(gè)僅屬于這一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)(非相切節(jié)點(diǎn))的一個(gè)方向斷開，根據(jù)前述定理，保證了該環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中任意兩節(jié)點(diǎn)之間沒有回路，實(shí)現(xiàn)了路徑保護(hù)。
如上所述，處于阻塞狀態(tài)的端口只處理協(xié)議報(bào)文，而節(jié)點(diǎn)間的各種消息正是以協(xié)議報(bào)文方式發(fā)送的。
每個(gè)節(jié)點(diǎn)定期檢查其與各相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接狀態(tài)。如圖6所示，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)其與一相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接發(fā)生故障(步驟610)時(shí)，在步驟620，該節(jié)點(diǎn)向其所在環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)出故障通知消息，并且在步驟630將與故障連接相關(guān)的端口置為阻塞狀態(tài)。應(yīng)該理解，步驟620和630的執(zhí)行順序可以任意調(diào)整。在步驟640，響應(yīng)該故障通知消息，該環(huán)上所選節(jié)點(diǎn)將其已預(yù)先置為阻塞狀態(tài)的環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。環(huán)上除發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點(diǎn)之外的節(jié)點(diǎn)在收到故障通知消息后，清空轉(zhuǎn)發(fā)地址表。從而在實(shí)現(xiàn)了路徑倒換，同時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生回路。
如圖7，當(dāng)在步驟710發(fā)現(xiàn)故障恢復(fù)后，可選地，在步驟720，通過等待恢復(fù)時(shí)間來確認(rèn)故障恢復(fù)。在確認(rèn)故障已恢復(fù)之后，在步驟730，向該環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送故障恢復(fù)消息，并使與故障連接相關(guān)的端口保持阻塞狀態(tài)。
還可以執(zhí)行以下步驟(附圖中未示出)。給每個(gè)環(huán)指定一個(gè)環(huán)ID。在協(xié)議報(bào)文中添加發(fā)出該協(xié)議報(bào)文的節(jié)點(diǎn)所在環(huán)的環(huán)ID。當(dāng)該協(xié)議報(bào)文與故障相關(guān)時(shí)，如果與故障連接相關(guān)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都屬于相同的多個(gè)環(huán)，則所添加的環(huán)ID為根據(jù)預(yù)定的規(guī)則而從這多個(gè)環(huán)的環(huán)ID中選擇的一個(gè)，例如都選擇其中最小的一個(gè)，或者都選擇其中最大的一個(gè)。如果與故障連接相關(guān)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中不屬于同兩個(gè)環(huán)，則所添加的環(huán)ID為包括這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的那個(gè)環(huán)的環(huán)ID。各節(jié)點(diǎn)收到協(xié)議報(bào)文后，判斷協(xié)議報(bào)文中的環(huán)ID與該節(jié)點(diǎn)本身的環(huán)ID是否相同，并且僅在兩個(gè)環(huán)ID相同的情況下，對(duì)該協(xié)議報(bào)文進(jìn)行響應(yīng)。
這樣，即使是在兩個(gè)環(huán)之間的兩個(gè)相切節(jié)點(diǎn)之間的連接發(fā)生故障時(shí)，由于不會(huì)同時(shí)使兩個(gè)環(huán)中原來置為阻塞狀態(tài)的端口都置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，所以避免了由這兩個(gè)環(huán)形成一個(gè)邏輯上的環(huán)，不會(huì)產(chǎn)生回路。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中作為主站(指定節(jié)點(diǎn))的路由交換設(shè)備的示意方框圖。圖9是本發(fā)明的實(shí)施例的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中一般節(jié)點(diǎn)上的路由交換設(shè)備的示意方框圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的示意方框圖。在下面的說明中，將省略對(duì)路由交換設(shè)備以及環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中包含的為實(shí)現(xiàn)其一般功能而必備的裝置的描述。
作為主站，如圖8所示，該路由交換設(shè)備具有拓?fù)涔芾硌b置，用于在每個(gè)環(huán)上選擇一個(gè)僅屬于這一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)，并向所選節(jié)點(diǎn)發(fā)送置阻消息(命令將一端口設(shè)置為阻塞狀態(tài)的消息)，將其一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)，而將其另一個(gè)環(huán)上端口和其它節(jié)點(diǎn)的環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。該路由交換設(shè)備選擇的節(jié)點(diǎn)可以是該路由交換設(shè)備所在節(jié)點(diǎn)本身，也可以是該環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)。
該路由交換設(shè)備還具有連接倒換裝置，當(dāng)該路由交換設(shè)備收到環(huán)上一連接發(fā)生故障的通知消息時(shí)，向環(huán)上所選節(jié)點(diǎn)發(fā)送恢復(fù)消息，使其處于阻塞狀態(tài)的環(huán)上端口恢復(fù)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
如上所述，處于阻塞狀態(tài)的端口只處理協(xié)議報(bào)文，而節(jié)點(diǎn)間的各種消息正是以協(xié)議報(bào)文方式發(fā)送的，并且該環(huán)型網(wǎng)絡(luò)可以是以太環(huán)網(wǎng)。該路由交換設(shè)備還可以具有成幀器，用于將所述協(xié)議報(bào)文封裝在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中，以便被發(fā)送到該環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)，所述協(xié)議報(bào)文至少包括協(xié)議報(bào)文類型、環(huán)ID。
如圖9所示，環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中一般節(jié)點(diǎn)上的路由交換設(shè)備具有端口狀態(tài)設(shè)置裝置，用于響應(yīng)環(huán)上唯一地指定該路由交換設(shè)備的置阻消息，而將其一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)，而將其另一個(gè)環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
該路由交換設(shè)備還具有端口狀態(tài)恢復(fù)裝置，用于響應(yīng)有關(guān)環(huán)上出現(xiàn)連接故障的通知消息，而將所述置為阻塞狀態(tài)的環(huán)上端口恢復(fù)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
事實(shí)上，圖8所示的路由交換設(shè)備也可以具有圖9中示出的端口狀態(tài)設(shè)置裝置和端口狀態(tài)恢復(fù)裝置，根據(jù)其自身具有的或其它節(jié)點(diǎn)上的拓?fù)涔芾硌b置和連接倒換裝置發(fā)出的置阻消息和恢復(fù)消息，而將其一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)和恢復(fù)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
下面參考圖10，描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。圖10的右側(cè)部分示意性地示出了一個(gè)節(jié)點(diǎn)的組成。該環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括至少兩個(gè)互相連通的環(huán)，每個(gè)環(huán)中至少有三個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別屬于一個(gè)或多個(gè)環(huán)，只屬于一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)只與最近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)在其所屬的每個(gè)環(huán)中都與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接。
如圖10所示，該系統(tǒng)中有拓?fù)涔芾硌b置，用于在每個(gè)環(huán)上選擇一個(gè)僅屬于這一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)，并向所選節(jié)點(diǎn)發(fā)送置阻消息。相應(yīng)地，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上有端口狀態(tài)設(shè)置裝置，用于響應(yīng)所述拓?fù)涔芾硌b置發(fā)給該節(jié)點(diǎn)的置阻消息，而將其一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)，而將其另一個(gè)環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
該系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)上還具有鄰接關(guān)系檢測裝置，檢測其與相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接狀態(tài)，當(dāng)檢測到其與相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接上出現(xiàn)故障時(shí)，向該環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)出故障通知消息，并將其與該故障連接相關(guān)的端口置為阻塞狀態(tài)。
該系統(tǒng)中還有連接倒換裝置，當(dāng)收到故障通知消息時(shí)，向所述拓?fù)涔芾硌b置所選擇的節(jié)點(diǎn)發(fā)送恢復(fù)消息，相應(yīng)地，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上還有端口狀態(tài)恢復(fù)裝置，當(dāng)該節(jié)點(diǎn)上一個(gè)端口被預(yù)先置為阻塞狀態(tài)時(shí)，響應(yīng)所述連接倒換裝置發(fā)給該節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)消息，而將已置為阻塞狀態(tài)的環(huán)上端口恢復(fù)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
該系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)上還可以有故障恢復(fù)處理裝置，在該節(jié)點(diǎn)與相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接因故障而斷開的情況下，當(dāng)檢測到與其相關(guān)的連接上的故障恢復(fù)時(shí)，該故障恢復(fù)處理裝置向該環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送故障恢復(fù)消息，并使與故障連接相關(guān)的端口保持阻塞狀態(tài)。
該系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)上具有成幀器，用于將用于發(fā)送各種消息的協(xié)議報(bào)文封裝在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中，以便被發(fā)送到該環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)，所述協(xié)議報(bào)文至少包括協(xié)議報(bào)文類型、環(huán)ID。
特別地，該系統(tǒng)中屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)還具有環(huán)ID比較裝置(圖上未示出)，用于判斷所收到的協(xié)議報(bào)文中的環(huán)ID與該節(jié)點(diǎn)本身的環(huán)ID是否相同，并且僅在兩個(gè)環(huán)ID相同的情況下，對(duì)該協(xié)議報(bào)文進(jìn)行響應(yīng)。
該系統(tǒng)中屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)還具有環(huán)ID確定裝置(圖上未示出)，用于當(dāng)該節(jié)點(diǎn)和另一個(gè)與其同屬于相同的多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)之間的連接出現(xiàn)故障時(shí)，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則而從這多個(gè)環(huán)的環(huán)ID中選擇一個(gè)，例如選擇最大的一個(gè)，或選擇最小的一個(gè)。
圖10中沒有具體表示拓?fù)涔芾硌b置和連接倒換裝置所處的位置。事實(shí)上，它們可以在環(huán)上專門的裝置中，也可以在環(huán)上指定節(jié)點(diǎn)(或者說網(wǎng)管所操作的節(jié)點(diǎn))中。
或者，也可以在環(huán)上每一個(gè)節(jié)點(diǎn)中都配備上面提到的拓?fù)涔芾硌b置、連接倒換裝置、端口狀態(tài)設(shè)置裝置、端口狀態(tài)恢復(fù)裝置、鄰接關(guān)系檢測裝置、故障恢復(fù)處理裝置、成幀器、環(huán)ID比較裝置以及環(huán)ID確定裝置。只是根據(jù)網(wǎng)關(guān)的配置來決定哪個(gè)節(jié)點(diǎn)作為主站，哪個(gè)節(jié)點(diǎn)作為從站。
本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例下面描述本發(fā)明在設(shè)備上的應(yīng)用實(shí)例，即在武漢烽火網(wǎng)絡(luò)有限責(zé)任公司的R8000上的具體應(yīng)用。武漢烽火網(wǎng)絡(luò)有限公司研制的R8000是定位于城域網(wǎng)匯聚層和主干層的路由交換設(shè)備，它支持多種接口種類和具有靈活的業(yè)務(wù)生成能力。當(dāng)R8000定位于城域網(wǎng)匯聚層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，它主要完成對(duì)城域網(wǎng)中接入層上聯(lián)鏈路的匯接(Metro Aggregation)，在用戶側(cè)能夠接入FastEthernet(快速以太網(wǎng))、Gigabit Ethernet(千兆以太網(wǎng))和低速ATM(異步傳輸模式)等信號(hào)，并提供智能業(yè)務(wù)生成(Service Creation)功能，為運(yùn)營商提供各種增值功能，而在網(wǎng)絡(luò)層通過GE或POS(SDH上的分組)和城域網(wǎng)主干層設(shè)備相連。此外，R8000也可以通過POS接口和SDH本地環(huán)連接，或者通過GE組成環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)，組成城域網(wǎng)的主干，并通過OC-48POS和主干網(wǎng)設(shè)備相連。
從組網(wǎng)的需求來看，R8000上需要實(shí)現(xiàn)RIP(路由信息協(xié)議)和OSPF(開放最短路徑協(xié)議)等域內(nèi)協(xié)議和BGP-4(邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議-4)等域間協(xié)議，在鏈路層支持PPP(點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議)、Ethernet、LAPS(鏈路存取協(xié)議-SDH)和HDLC(同步數(shù)據(jù)鏈路控制)等協(xié)議。從應(yīng)用的角度來說，R8000能夠提供實(shí)現(xiàn)單播、組播和MPLS轉(zhuǎn)發(fā)，并提供NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)、Firewall(防火墻)、VPN(虛擬個(gè)人網(wǎng)絡(luò))、Virtual Router(虛擬路由器)和移動(dòng)IP(網(wǎng)際協(xié)議)等應(yīng)用。此外，考慮到目前國內(nèi)接入層的組網(wǎng)方式，R8000上該能夠提供二層應(yīng)用(VLAN)的支持。作為提供給運(yùn)營商的增值功能，R8000目前可以提供基于端口和PPPoE Session(以太網(wǎng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)會(huì)話)的帶寬限制和QoS(服務(wù)質(zhì)量)保證。從對(duì)用戶的管理角度來說，R8000目前可以提供基于PPPoE的認(rèn)證方式，并能通過Radius來實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶流量的計(jì)費(fèi)。此外，還支持VLAN+IP+MAC的三級(jí)綁定和Web(網(wǎng)絡(luò))認(rèn)證。
R8000的機(jī)架采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的19英寸機(jī)箱，盤位間距25.4mm，總共16個(gè)槽位，其中主控CPU和交換盤占用7號(hào)和8號(hào)槽位，為1+1的備份，而剩余14個(gè)槽位提供給線卡使用，線卡為9U。
下圖11顯示出本發(fā)明的實(shí)施例的邏輯視圖。圖中，實(shí)線箭頭代表高速數(shù)據(jù)總線，虛線箭頭代表高速控制總線。其中，高速的數(shù)據(jù)總線提供的大容量的數(shù)據(jù)通道，而控制總線中提供了管理消息的通道，并提供了監(jiān)控硬件狀態(tài)的Health#、Present#和Alarm#等信號(hào)。整個(gè)系統(tǒng)采用3∶1的風(fēng)扇備份和1∶1的電源備份，提供了硬件的高可用性冗余支持。
此外，R8000采用了控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離的體系結(jié)構(gòu)，其中控制和管理功能運(yùn)行在主控CPU上路由引擎采用了1+1的保護(hù)備份。而線路接口卡1、2、……、13、14采用雙網(wǎng)絡(luò)處理器架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高速的分布式轉(zhuǎn)發(fā)和數(shù)據(jù)平面的操作。R8000的路由引擎上的主控CPU采用Motorola公司的PowerPC7410，主頻為450MHZ，帶有1Mbytes的二級(jí)緩存。本發(fā)明的實(shí)施將LDEPA運(yùn)行在主控CPU上。本發(fā)明的實(shí)施例采用了發(fā)明內(nèi)容中定義的幀結(jié)構(gòu)，LDEPA以任務(wù)的方式運(yùn)行，位置在以太網(wǎng)網(wǎng)的鏈路層以上，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議之下，其具體位置如圖12所示。
在實(shí)施例中，LDEPA算法由多個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)，其模塊組成結(jié)構(gòu)如圖3所示。實(shí)現(xiàn)方式采用模塊化設(shè)計(jì)方式，包括PDU處理模塊、鄰接關(guān)系模塊、拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)管理(NM)模塊。各模塊的邏輯關(guān)系和具體實(shí)現(xiàn)如圖13所示。
一.鄰接關(guān)系模塊鄰接模塊主要目的是建立和維護(hù)鄰居關(guān)系，也保證了在鄰居間的通信是雙向的，同時(shí)也負(fù)責(zé)檢測鏈路/站點(diǎn)故障和故障恢復(fù)。R8000啟動(dòng)后，LDEPA任務(wù)定期將KeepAlive報(bào)文從環(huán)上端口向特定單播地址發(fā)到環(huán)上。節(jié)點(diǎn)在初始化后或發(fā)生故障后，如果收到鄰居的R8000f發(fā)出的KeepAlive報(bào)文，則啟動(dòng)WTR定時(shí)。若WTR定時(shí)器超時(shí)后仍然可以穩(wěn)定收到同一鄰居發(fā)出的KeepAlive幀，則認(rèn)為該鄰居正常。
二.PDU處理模塊PDU處理模塊主要完成協(xié)議報(bào)文處理功能，負(fù)責(zé)發(fā)送和接收各種類型的LDEPA協(xié)議報(bào)文。PDU處理模塊還需要完成對(duì)收發(fā)的協(xié)議數(shù)據(jù)的安全鑒別功能，對(duì)收到的報(bào)文如果安全鑒別失敗，則應(yīng)將該報(bào)文丟棄。具體處理流程和上文的協(xié)議報(bào)文處理模塊的描述相同。
三.網(wǎng)管模塊該模塊提供和網(wǎng)管的接口，可以和R8000平臺(tái)中的CLI(命令行接口)、SNMP(簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)和Telnet(遠(yuǎn)程通信網(wǎng))等模塊進(jìn)行接口，實(shí)現(xiàn)以下配置功能站點(diǎn)配置、環(huán)的屬性配置、接口的配置和鄰居的配置。
四.拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫模塊該模塊運(yùn)行在環(huán)上的指定節(jié)點(diǎn)，主要用于系統(tǒng)監(jiān)控和管理。它維護(hù)一個(gè)全環(huán)的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫，利用站點(diǎn)信息通告報(bào)文(SIN)中攜帶的信息，可以快速的響應(yīng)拓?fù)涞淖兓⒍ㄎ还收衔恢?。另外，指定站點(diǎn)還可以根據(jù)當(dāng)前全局拓?fù)湫畔?，?duì)于環(huán)上的阻塞站點(diǎn)進(jìn)行選擇和配置。
五.定時(shí)器LDEPA的具體實(shí)現(xiàn)使用了三個(gè)定時(shí)器，其中KeepAlive定時(shí)器用來周期性地向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送KeepAlive報(bào)文；而HoldTimer定時(shí)器是用于判斷鄰接關(guān)系是否失效，一旦HoldTimer定時(shí)器超時(shí)，則說明與鄰居之間的鄰接關(guān)系出現(xiàn)了故障；WTR(Wait-To-Restore)定時(shí)器用于判斷鄰接關(guān)系的穩(wěn)定建立。KeepAlive和HoldTimer定時(shí)器的缺省值分別為10ms和30ms，WTR的缺省值為5s，它們均為網(wǎng)管可配置。
六.嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)施例采用的嵌入式操作系統(tǒng)為WindRiver公司的VxWorks高性能實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，它主要為LDEPA協(xié)議模塊提供所需的操作系統(tǒng)底層調(diào)用，包括任務(wù)的創(chuàng)建、刪除和調(diào)度、內(nèi)存的分配和釋放和任務(wù)間通信必須的機(jī)制。
對(duì)LDEPA進(jìn)行的相關(guān)測試表明R8000設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)單環(huán)、跨環(huán)、相切環(huán)和相交環(huán)等多種拓?fù)湎碌?0ms倒換，且CPU的利用率小于5％，上層的路由協(xié)議和MPLS信令運(yùn)行正常。這充分說明本發(fā)明是完全可行且具有較小的開銷。
結(jié)論目前在世界上的數(shù)據(jù)和通信網(wǎng)絡(luò)中，以太網(wǎng)承載了90％以上的接入數(shù)據(jù)流量，但由于不能提供小于50ms的路徑保護(hù)和故障恢復(fù)機(jī)制，無法用于城域環(huán)形傳送網(wǎng)絡(luò)中。本發(fā)明分析了以太環(huán)網(wǎng)保護(hù)倒換模型，提出了一種快速的自動(dòng)保護(hù)倒換方法。該方法基于輕量級(jí)分布以太網(wǎng)保護(hù)算法LDEPA。該算法的故障檢測和恢復(fù)均采用分布式處理的方式，可以實(shí)現(xiàn)小于50ms倒換。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種用于以太環(huán)網(wǎng)(Ethernet Ring)上的快速自動(dòng)保護(hù)倒換(APS)的方法。該方法不同于現(xiàn)有的生成樹算法和以太網(wǎng)保護(hù)技術(shù)，采用一種輕量級(jí)的分布式路徑保護(hù)和恢復(fù)算法，能夠在50ms內(nèi)實(shí)現(xiàn)保護(hù)倒換且避免形成環(huán)路，具有較好的可擴(kuò)展性且開銷較小。本發(fā)明與上層應(yīng)用協(xié)議無關(guān)，利用以太網(wǎng)本身的機(jī)制實(shí)現(xiàn)了快速的自動(dòng)保護(hù)倒換，并引入了安全鑒別機(jī)制，適合多種應(yīng)用環(huán)境，在現(xiàn)有以太網(wǎng)交換芯片、以太網(wǎng)成幀器及PHY(物理層)芯片、以及三層以上所有軟件不作任何改動(dòng)的情況下，能夠用于二層到七層以太網(wǎng)交換設(shè)備和具有以太網(wǎng)接口的路由器組環(huán)。本發(fā)明在不影響現(xiàn)有設(shè)備的硬件體系結(jié)構(gòu)前提下，縮短了以太網(wǎng)上故障檢測和自動(dòng)恢復(fù)的時(shí)間，大大提高了以太網(wǎng)設(shè)備組成環(huán)網(wǎng)的自愈能力，同時(shí)具有實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)上、下分插能力，具有良好的應(yīng)用前景。
由于具有前面提到的各種優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明在改進(jìn)以太網(wǎng)交換路由設(shè)備和提高以太網(wǎng)的可用性基可維護(hù)性上具有良好的應(yīng)用前景。
盡管參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例具體展示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，所述環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)分別屬于一個(gè)或多個(gè)環(huán)，其中，每個(gè)環(huán)中有至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)，只屬于一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)只與最近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)在其所屬的每個(gè)環(huán)中都與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，該方法包括在每個(gè)環(huán)上選擇一個(gè)僅屬于這一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)；以及將所選節(jié)點(diǎn)的一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)，而將其另一個(gè)環(huán)上端口和其它節(jié)點(diǎn)的環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，其中，節(jié)點(diǎn)間的各種消息以協(xié)議報(bào)文方式發(fā)送，而處于阻塞狀態(tài)的端口只處理協(xié)議報(bào)文，該方法還包括每個(gè)節(jié)點(diǎn)定期檢查其與各相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接狀態(tài)；當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)其與一相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接發(fā)生故障時(shí)，該節(jié)點(diǎn)向其所在環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)出故障通知消息，且將與故障連接相關(guān)的端口置為阻塞狀態(tài)；以及響應(yīng)該故障通知消息，該環(huán)上所選節(jié)點(diǎn)將其處于阻塞狀態(tài)的環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，還包括環(huán)上除發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點(diǎn)之外的節(jié)點(diǎn)在收到故障通知消息后，清空轉(zhuǎn)發(fā)地址表。
4.如權(quán)利要求2所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，該方法還包括故障恢復(fù)后，向該環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送故障恢復(fù)消息，并使與故障連接相關(guān)的端口保持阻塞狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求4所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，還包括在發(fā)送故障恢復(fù)消息之前，通過等待恢復(fù)時(shí)間來確認(rèn)恢復(fù)。
6.如權(quán)利要求2或4所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，還包括給每個(gè)環(huán)指定一個(gè)環(huán)標(biāo)識(shí)符；在協(xié)議報(bào)文中添加發(fā)出該協(xié)議報(bào)文的節(jié)點(diǎn)所在環(huán)的環(huán)標(biāo)識(shí)符，其中，當(dāng)該協(xié)議報(bào)文與故障相關(guān)時(shí)，如果與故障連接相關(guān)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都屬于相同的多個(gè)環(huán)，則所添加的環(huán)標(biāo)識(shí)符為根據(jù)預(yù)定的規(guī)則而從這多個(gè)環(huán)的環(huán)標(biāo)識(shí)符中選擇的一個(gè)，如果與故障連接相關(guān)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中不屬于同兩個(gè)環(huán)，則所添加的環(huán)標(biāo)識(shí)符為包括這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的那個(gè)環(huán)的環(huán)標(biāo)識(shí)符；以及各節(jié)點(diǎn)收到協(xié)議報(bào)文后，判斷協(xié)議報(bào)文中的環(huán)標(biāo)識(shí)符與該節(jié)點(diǎn)本身的環(huán)標(biāo)識(shí)符是否相同，并且僅在兩個(gè)環(huán)標(biāo)識(shí)符相同的情況下，對(duì)該協(xié)議報(bào)文進(jìn)行響應(yīng)。
7.如權(quán)利要求6所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，其中所述預(yù)定的規(guī)則為選擇多個(gè)環(huán)標(biāo)識(shí)符中最小的一個(gè)。
8.如權(quán)利要求6所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，其中所述預(yù)定的規(guī)則為選擇多個(gè)環(huán)標(biāo)識(shí)符中最大的一個(gè)。
9.如權(quán)利要求2或4所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，其中協(xié)議報(bào)文包括目的MAC地址、源MAC地址、網(wǎng)絡(luò)類型、協(xié)議版本號(hào)、協(xié)議報(bào)文類型、幀長度、校驗(yàn)和、環(huán)標(biāo)識(shí)符、驗(yàn)證類型、驗(yàn)證信息以及協(xié)議凈荷。
10.如權(quán)利要求9所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，其中協(xié)議報(bào)文類型包括keepAlive——用于建立和維護(hù)相鄰站點(diǎn)間的鄰接關(guān)系，該報(bào)文是周期性地發(fā)送的；SIN——站點(diǎn)信息通告報(bào)文，用于進(jìn)行拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、故障定位和信息通告；各從站在系統(tǒng)狀態(tài)變化或收到FDN/FRN報(bào)文后都會(huì)觸發(fā)SIN幀的發(fā)送；指定站點(diǎn)收到從站的SIN報(bào)文后，更新拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫信息，并回應(yīng)SIN_RESPONSE報(bào)文；SIN_RESPONSE——站點(diǎn)信息響應(yīng)報(bào)文，由指定站點(diǎn)發(fā)出，用于響應(yīng)其它站點(diǎn)的SIN報(bào)文，并對(duì)該站點(diǎn)的端口狀態(tài)進(jìn)行配置；FDN——故障檢測通告報(bào)文，站點(diǎn)檢測到故障后，發(fā)送到環(huán)上，以洪泛的方式通告其它站點(diǎn)；各站收到該幀后，清空轉(zhuǎn)發(fā)地址表，并發(fā)送SIN幀；以及FRN——故障恢復(fù)通告報(bào)文，故障站點(diǎn)確認(rèn)故障恢復(fù)后，發(fā)送到環(huán)上，以洪泛的方式通告其它站點(diǎn)；各站收到該報(bào)文后，發(fā)送SIN報(bào)文。
11.如權(quán)利要求1所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，其中，所述環(huán)型網(wǎng)絡(luò)為以太環(huán)網(wǎng)。
12.如權(quán)利要求11所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，其中，所述協(xié)議報(bào)文承載在標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)幀凈荷中。
13.如權(quán)利要求1所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法，還包括對(duì)發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行身份鑒別，如果接收時(shí)出現(xiàn)身份鑒別失敗，則丟棄該數(shù)據(jù)包。
14.一種環(huán)型網(wǎng)絡(luò)上的路由交換設(shè)備，所述環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)分別屬于一個(gè)或多個(gè)環(huán)，其中，每個(gè)環(huán)中有至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)，只屬于一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)只與最近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)在其所屬的每個(gè)環(huán)中都與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，該路由交換設(shè)備包括拓?fù)涔芾硌b置，用于在每個(gè)環(huán)上選擇一個(gè)僅屬于這一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)，并向所選節(jié)點(diǎn)發(fā)送置阻消息，將其一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)，而將其另一個(gè)環(huán)上端口和其它節(jié)點(diǎn)的環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求14所述的路由交換設(shè)備，其中，節(jié)點(diǎn)間的各種消息以協(xié)議報(bào)文方式發(fā)送，而處于阻塞狀態(tài)的端口只處理協(xié)議報(bào)文，還包括連接倒換裝置，當(dāng)該路由交換設(shè)備收到環(huán)上一連接發(fā)生故障的通知消息時(shí)，向環(huán)上所選節(jié)點(diǎn)發(fā)送恢復(fù)消息，使其處于阻塞狀態(tài)的環(huán)上端口恢復(fù)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
16.如權(quán)利要15所述的路由交換設(shè)備，其中，該環(huán)型網(wǎng)絡(luò)為以太環(huán)網(wǎng)，該路由交換設(shè)備還包括成幀器，用于將所述協(xié)議報(bào)文封裝在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中，以便被發(fā)送到該環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)，所述協(xié)議報(bào)文至少包括協(xié)議報(bào)文類型、環(huán)標(biāo)識(shí)符。
17.一種環(huán)型網(wǎng)絡(luò)上的路由交換設(shè)備，所述環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)分別屬于一個(gè)或多個(gè)環(huán)，其中，每個(gè)環(huán)中有至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)，只屬于一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)只與最近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)在其所屬的每個(gè)環(huán)中都與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，所述路由交換設(shè)備在只屬于一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)上，該路由交換設(shè)備包括端口狀態(tài)設(shè)置裝置，用于響應(yīng)環(huán)上唯一地指定該路由交換設(shè)備的置阻消息，而將其一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)，而將其另一個(gè)環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
18.如權(quán)利要求17所述的路由交換設(shè)備，其中，節(jié)點(diǎn)間的各種消息以協(xié)議報(bào)文方式發(fā)送，而處于阻塞狀態(tài)的端口只處理協(xié)議報(bào)文，還包括端口狀態(tài)恢復(fù)裝置，用于響應(yīng)有關(guān)環(huán)上出現(xiàn)連接故障的通知消息，而將所述置為阻塞狀態(tài)的環(huán)上端口恢復(fù)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
19.一種環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)互相連通的環(huán)，每個(gè)環(huán)中至少有三個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別屬于一個(gè)或多個(gè)環(huán)，只屬于一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)只與最近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)在其所屬的每個(gè)環(huán)中都與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，該系統(tǒng)包括拓?fù)涔芾硌b置，用于在每個(gè)環(huán)上選擇一個(gè)僅屬于這一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)，并向所選節(jié)點(diǎn)發(fā)送置阻消息，其中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括端口狀態(tài)設(shè)置裝置，用于響應(yīng)所述拓?fù)涔芾硌b置發(fā)給該節(jié)點(diǎn)的置阻消息，而將其一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)，而將其另一個(gè)環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
20.如權(quán)利要求19所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，節(jié)點(diǎn)間的各種消息以協(xié)議報(bào)文方式發(fā)送，而處于阻塞狀態(tài)的端口只處理協(xié)議報(bào)文，每個(gè)節(jié)點(diǎn)還包括鄰接關(guān)系檢測裝置，檢測其與相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接狀態(tài)，當(dāng)檢測到其與相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接上出現(xiàn)故障時(shí)，向該環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)出故障通知消息，并將其與該故障連接相關(guān)的端口置為阻塞狀態(tài)。
21.如權(quán)利要求20所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)還包括連接倒換裝置，當(dāng)收到故障通知消息時(shí)，向所述拓?fù)涔芾硌b置所選擇的節(jié)點(diǎn)發(fā)送恢復(fù)消息，其中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)還包括端口狀態(tài)恢復(fù)裝置，用于響應(yīng)所述連接倒換裝置發(fā)給該節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)消息，而將已置為阻塞狀態(tài)的環(huán)上端口恢復(fù)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
22.如權(quán)利要求21所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括故障恢復(fù)處理裝置，當(dāng)檢測到與其相關(guān)的連接上的故障恢復(fù)時(shí)，向該環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送故障恢復(fù)消息，并使與故障連接相關(guān)的端口保持阻塞狀態(tài)。
23.如權(quán)利要求20-22中任何一項(xiàng)所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括成幀器，用于將所述協(xié)議報(bào)文封裝在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中，以便被發(fā)送到該環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)，所述協(xié)議報(bào)文至少包括協(xié)議報(bào)文類型、環(huán)標(biāo)識(shí)符，并且其中，屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)還包括環(huán)標(biāo)識(shí)符比較裝置，用于判斷所收到的協(xié)議報(bào)文中的環(huán)標(biāo)識(shí)符與該節(jié)點(diǎn)本身的環(huán)標(biāo)識(shí)符是否相同，并且僅在兩個(gè)環(huán)標(biāo)識(shí)符相同的情況下，對(duì)該協(xié)議報(bào)文進(jìn)行響應(yīng)。
24.如權(quán)利要求23所述的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，屬于多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)還包括環(huán)標(biāo)識(shí)符確定裝置，用于當(dāng)該節(jié)點(diǎn)和另一個(gè)與其同屬于相同的多個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)之間的連接出現(xiàn)故障時(shí)，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則而從這多個(gè)環(huán)的環(huán)標(biāo)識(shí)符中選擇一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種環(huán)型網(wǎng)絡(luò)連接控制方法、路由交換設(shè)備以及環(huán)型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在每個(gè)環(huán)上選擇一個(gè)僅屬于這一個(gè)環(huán)的節(jié)點(diǎn)(510)。將所選節(jié)點(diǎn)的一個(gè)環(huán)上端口置為阻塞狀態(tài)，而將其另一個(gè)環(huán)上端口和其它節(jié)點(diǎn)的環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)(520)。節(jié)點(diǎn)間的各種消息以協(xié)議報(bào)文方式發(fā)送，而處于阻塞狀態(tài)的端口只處理協(xié)議報(bào)文。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)其與一相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接發(fā)生故障(610)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)向所在該環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)出故障通知消息(620)，且將與故障連接相關(guān)的端口置為阻塞狀態(tài)(630)。響應(yīng)該故障通知消息，該環(huán)上所選節(jié)點(diǎn)將其處于阻塞狀態(tài)的環(huán)上端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)(640)。本發(fā)明的故障檢測和恢復(fù)均采用分布式處理的方式，可以實(shí)現(xiàn)小于50ms倒換。
文檔編號(hào)H04J3/08GK1812300SQ20051000611
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月28日
發(fā)明者吉萌, 詹翊春, 余少華 申請(qǐng)人:武漢烽火網(wǎng)絡(luò)有限責(zé)任公司