專利名稱：：一種基于虛擬局域網(wǎng)的快速冗余的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及建立一種基于虛擬局域網(wǎng)的快速冗余網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法，引入虛擬冗余環(huán)的概念，實(shí)現(xiàn)了不同業(yè)務(wù)的冗余組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。從而提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性。
背景技術(shù)：
：在我國電力、煤炭監(jiān)控通信網(wǎng)絡(luò)中存在多種網(wǎng)絡(luò)信息，如遠(yuǎn)動四遙信息一-遙控、遙測、遙信、遙調(diào)；但隨著數(shù)字化變電站和無人值守變電站的發(fā)展，需要上傳遙視信息。由于資源的限制，遙信、遙測、遙控、遙測、遙視同時承載在同一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。為了保證各種信息的安全性和可靠性，需要將遙信、遙測、遙控、遙測與遙視進(jìn)行隔離傳輸，以上需求在北京奧運(yùn)配電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中得到廣泛的應(yīng)用。我司根據(jù)電力、煤炭監(jiān)控通信網(wǎng)絡(luò)的要求和特點(diǎn)開發(fā)了在同一網(wǎng)絡(luò)中傳輸不同的信息，并采用基于VLAN的快速冗余的方法，可靠的將數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，保證了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性。VLAN-DT-Ring協(xié)議是我司在網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù)上的進(jìn)一步創(chuàng)新，其特性由于西門子針對環(huán)形網(wǎng)絡(luò)提出了環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議(MediaRedundancyProtocol,MRP);ABB公司公司針對總線型網(wǎng)絡(luò)提出了并行冗余協(xié)議(ParallelRedundancyProtocol,PRP);FF針對網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)提出了網(wǎng)狀冗余幼、議(Cross-networkRedundancyProtocol,CRP)。以上幾種方法只實(shí)現(xiàn)了鏈路中斷的網(wǎng)絡(luò)冗余保護(hù)的方法，不能對網(wǎng)絡(luò)流量實(shí)現(xiàn)均分、保證大數(shù)據(jù)流量的實(shí)時性。一種基于虛擬局域網(wǎng)的冗余環(huán)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方法，不僅實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的快速冗余倒換，而且還可以對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的負(fù)載均衡，合理的利用了網(wǎng)絡(luò)資源，提高數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是一種基于虛擬局域網(wǎng)的冗余環(huán)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方法，主要解決以下幾個技術(shù)問題不同業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)邏輯保護(hù)分離；實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量均衡、提高大數(shù)據(jù)流量網(wǎng)絡(luò)的安全性；精確定位網(wǎng)絡(luò)故障類型、記錄、分析；提高網(wǎng)絡(luò)的冗余時間。為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一個冗余的物理連路上可以根據(jù)VLAN組域的配置實(shí)現(xiàn)多個邏輯冗余環(huán)協(xié)議，分別形成冗余保護(hù)，每個邏輯的冗余環(huán)的保護(hù)倒換時間小于50毫秒；VLAN-DT-Ring協(xié)議能快速檢測每個邏輯環(huán)的狀態(tài)，并快速刷新VLAN-DT-Ring的狀態(tài)；每個冗余物理鏈路端口發(fā)生狀態(tài)遷移后，端口的狀態(tài)遷移信息作為該端口涉及到的VLAN組域改變網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的觸發(fā)條件之一，VLAN組域的主站根據(jù)觸發(fā)信息，發(fā)送VLAN組域的拓?fù)涓淖兊男畔?；每個VLAN-DT-Ring的主站可以分配在同一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上或不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的分流，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的均衡，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的實(shí)時性和網(wǎng)絡(luò)的可靠性；可以將多個VL認(rèn)劃入一個VLAN組域中，統(tǒng)一控制冗余狀態(tài)，保證協(xié)議的高效性；一個物理鏈路端口上可以有多個VLAN組域，每個VLAN組域需要配置一個域ID;每個VLAN組域的任意一點(diǎn)配置為主站，其他節(jié)點(diǎn)配置為從站；每個VLAN組域的主站維護(hù)自己VLAN組域所涉及到的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，在固定周期內(nèi)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)維護(hù)報文，檢測網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生改變時，端口的告警信息分別上傳給不同VLAN組域的根節(jié)點(diǎn)，每個VLAN組域的根節(jié)點(diǎn)發(fā)出本VL緒組域的拓?fù)涓淖冃畔ⅲ瑫rVLAN組域根節(jié)點(diǎn)將虛擬的VLAN-DT-Ring的端口，由Blocked狀態(tài)遷移到Forwarding狀態(tài)，同時刷新其自己的FDB表。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的每個VLAN組域的從節(jié)點(diǎn)收到拓?fù)涓淖儓笪暮?，同時刷新本VLAN組域虛擬端口的FDB表。網(wǎng)絡(luò)上告警節(jié)點(diǎn)，在接收到VLAN組域的拓?fù)涓淖儓笪臅r，將告警端口的狀態(tài)由Forwarding狀態(tài)遷移到Blocked狀態(tài)。本發(fā)明中的報文類型鏈路中斷故障信息PDU報文鏈路中斷故障恢復(fù)信息PDU報文VLAN組域網(wǎng)絡(luò)周期性維護(hù)檢測VS(ID)-PDU報文VLAN組域拓?fù)涓淖僔T(ID)-PDU報文本發(fā)明中定義了如下的端口環(huán)端口、虛擬主環(huán)端口、虛擬從環(huán)端口本發(fā)明的有益效果如下解決了不同業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)邏輯保護(hù)分離傳輸，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡、合理的利用了網(wǎng)絡(luò)資源，提高大數(shù)據(jù)流量網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性，可以精確定位網(wǎng)絡(luò)故障類型、記錄、分析，提高了網(wǎng)絡(luò)的冗余時間。圖1是VLAN-DT-Ring典型應(yīng)用圖例具體實(shí)施例方式本發(fā)明VLAN-DT-Ring典型應(yīng)用如圖1,Switch-AA、Switch-BB、Switch-CC、Switch-DD組成兩個基于VLAN組域的冗余環(huán)網(wǎng)，在Switch-AA、Switch-BB、SwitchHX之間的物理鏈路為AA-BB-l、AA-CC-1組成第一個VLAN組域的冗余網(wǎng)絡(luò)；物理鏈路AA-BB-2、AA-BB-2組成第二個VLAN組域的冗余網(wǎng)絡(luò)。Switch-AA、Switch-BB、Switch-CC、Switch-EE、Switch-FF、Switch-GG組成另外兩個基于VLAN組的冗余環(huán)網(wǎng)，在Switch-AA、Switch-BB、Switch-CC之間的物理鏈路為AA_BB_3、AA-CC-3組成第三個VLAN組域的冗余網(wǎng)絡(luò)；物理鏈路AA-BB-4、AA-BB-4組成第四個VLAN組域的冗余網(wǎng)絡(luò)。第一、三VLAN組域完成四遙的數(shù)據(jù)傳輸，第二、四VL層組域完成遙視數(shù)據(jù)的傳輸。第一、二VLAN組域的跟節(jié)點(diǎn)設(shè)置在Switch-CC，完成Switch-AA、Switch-BB、Switch-CC、Switch-DD四個節(jié)點(diǎn)的四遙信息、遙視信息的分流傳輸。第三、四VLAN組域的跟節(jié)點(diǎn)設(shè)置在Switch-BB,完成Switch-AA、Switch-BB、Switch-CC、Switch-EE、Switch-FF、Switch-GG六個節(jié)點(diǎn)的四遙信息、遙視信息的分流傳輸。VLAN組域主站協(xié)議本協(xié)議規(guī)定，VLAN組域主站有3種狀態(tài)，分別為起始狀態(tài)、VLAN組域虛擬環(huán)一開狀態(tài)和虛擬環(huán)一關(guān)狀態(tài)；由VLAN-DT-Ring協(xié)議報文和VLAN組域主站環(huán)端口狀態(tài)控制VLAN-DT-Ring協(xié)議狀態(tài)遷移。VLAN組域主站都會向主環(huán)端口發(fā)送VS(ID)-PDU報文，用于檢測環(huán)路狀態(tài)。起始狀態(tài)VLAN組域主站環(huán)端口只有一個為LINK-UP時的狀態(tài)，不需要VLAN-DT-Ring協(xié)議對協(xié)議報文進(jìn)行任何處理，只檢測環(huán)端口LINK-UP事件，當(dāng)另外一個環(huán)端口LINK-UP后，VLAN組域主站的一個虛擬環(huán)端口處于Forwarding狀態(tài)，另外一個處于Blocked狀態(tài)。同吋發(fā)送周期性協(xié)議報文VS(ID)-PDU報文，當(dāng)VLAN組域主站在固定時間內(nèi)沒有收到VS(ID)-PDU報文，VLAN組域主站將處于Blocked狀態(tài)虛擬環(huán)端口由Blocked狀態(tài)遷移到Forwarding狀態(tài)。虛擬環(huán)-關(guān)狀態(tài)當(dāng)VLAN組域主站收到VS(ID)-PDU報文后，將兩個虛擬環(huán)端口的虛擬從環(huán)端口由Forwarding狀態(tài)遷移到Blocked狀態(tài)。虛擬環(huán)-開狀態(tài)當(dāng)VLAN組域主站不能收到VS(ID)-PDU報文或接收到物理鏈路告警的PDU報文，VLAN組域主站發(fā)送VT(ID)-PDU報文，同時將VLAN組域的的虛擬從環(huán)端口由Blocked狀態(tài)遷移到Forwarding狀態(tài)。詳細(xì)狀態(tài)遷移如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>VLAN組域從站協(xié)議本協(xié)議規(guī)定，VLAN組域從站有3種狀態(tài)，分別為起始狀態(tài)、VLAN組域從站一轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)和VLAN組域從站一阻塞狀態(tài)；由VLAN-DT-Ring協(xié)議報文和本站環(huán)端口狀態(tài)控制協(xié)議狀態(tài)遷移。當(dāng)VLAN組域內(nèi)環(huán)端口都為LINK-UP時，環(huán)端口轉(zhuǎn)發(fā)VS(ID)-PDU報文，用于VL緒組域主站檢測環(huán)路狀態(tài)。起始狀態(tài)當(dāng)環(huán)端口只有一個為LINK-UP時的狀態(tài)，不需要協(xié)議對協(xié)議報文進(jìn)行任何處理，只檢測環(huán)端口LINK-UP/DOWN事件，當(dāng)兩個環(huán)端口LINK-UP后，VLAN-DT-Ring協(xié)議狀態(tài)直接跳到VLAN組域的虛擬從環(huán)端口Forwarding狀態(tài)遷移到Blocked狀態(tài)。VLAN組域從站虛擬從端口一Blocked狀態(tài)這只是一個臨時狀態(tài)，當(dāng)從站處于起始狀態(tài)，檢査到端口Link-up事件，設(shè)置此端口為Blocked后，VLAN組域從站接收VLAN組域主站的VT(ID)-PDU報文，將狀態(tài)轉(zhuǎn)到VLAN組域從站的虛擬從環(huán)端口由Blocked狀態(tài)遷移到Forwarding狀態(tài)，并刷新本站的虛擬環(huán)端口的FDB表。VLAN組域從站—Forwarding狀態(tài)域內(nèi)從站的環(huán)端口都為Link-叩并處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。此狀態(tài)接收并轉(zhuǎn)發(fā)控制報文。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種基于虛擬局域網(wǎng)的快速冗余的實(shí)現(xiàn)方法(VLAN-DT-Ring協(xié)議)，其特征在于一個冗余的物理連路上可以根據(jù)VLAN組域的配置實(shí)現(xiàn)多個邏輯冗余環(huán)協(xié)議，分別形成冗余保護(hù)；VLAN-DT-Ring協(xié)議能快速檢測每個邏輯環(huán)的狀態(tài)，并快速刷新VLAN-DT-Ring的狀態(tài)；每個VLAN-DT-Ring的主站可以分配在同一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上或不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的分流，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的均衡，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的實(shí)時性和網(wǎng)絡(luò)的可靠性；所述VLAN-DT-Ring協(xié)議，可以將多個VLAN劃入一個VLAN組域中，統(tǒng)一控制冗余狀態(tài)，保證協(xié)議的高效性；所述VLAN-DT-Ring協(xié)議，一個物理鏈路端口上可以有多個VLAN組域，每個VLAN組域需要配置一個域ID；所述VLAN-DT-Ring協(xié)議，每個VLAN組域的任意一點(diǎn)配置為主站，其他節(jié)點(diǎn)配置為從站。2、根據(jù)權(quán)利要求書1所述的方法，其特征在于每個VLAN組域的主站維護(hù)自己VL緒組域所涉及到的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，在固定周期內(nèi)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)維護(hù)報文，檢測網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。3、根據(jù)權(quán)利要求書1所述的方法，其特征在于每個冗余物理鏈路端口發(fā)生狀態(tài)遷移后，端口的狀態(tài)遷移信息作為該端口涉及到的VLAN組域改變網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的觸發(fā)條件之一，VLAN組域的主站根據(jù)觸發(fā)信息，發(fā)送VL認(rèn)組域的拓?fù)涓淖兊男畔ⅰ?、根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的方法，其特征在于VLAN組域的根節(jié)點(diǎn)收到冗余物理鏈路端口發(fā)出的狀態(tài)遷移改變信息后，將虛擬的VLAN-DT-Ring的端口由Blocked狀態(tài)遷移到Forwarding狀態(tài)，同時刷新其自己的FDB表。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于每個VLAN組域的從節(jié)點(diǎn)收到主站發(fā)出的VLAN組域的拓?fù)涓淖冃畔?，刷新本VLAN組域虛擬端口的FDB表。6、根據(jù)權(quán)利要求書1所述的方法，其特征在于一個物理鏈路可以承載多個VLAN組域。全文摘要一種基于虛擬局域網(wǎng)的快速冗余的實(shí)現(xiàn)方法(VLAN-DT-Ring)，其特征一在一個冗余的物理連路上可以根據(jù)VLAN組的配置實(shí)現(xiàn)多個邏輯冗余環(huán)協(xié)議，分別形成冗余保護(hù)，每個邏輯的冗余環(huán)的保護(hù)倒換時間小于50毫秒。其特征二在于VLAN-DT-Ring協(xié)議能快速檢測每個邏輯換得狀態(tài)，并快速刷新VLAN-DT-Ring的狀態(tài)。其特征三每個VLAN-DT-Ring的主站可以分配在同各一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上或不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的分流，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的均衡，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的實(shí)時性和網(wǎng)絡(luò)的可靠性。文檔編號H04L29/06GK101286890SQ20081011383公開日2008年10月15日申請日期2008年5月30日優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日發(fā)明者薛百華,陳凡民,馬化一申請人:北京東土科技股份有限公司