專利名稱：用于在QiQ以太網(wǎng)環(huán)和1:1保護(hù)的PBT干線中環(huán)回業(yè)務(wù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及以太網(wǎng)，尤其涉及用于城域網(wǎng)的以太網(wǎng)環(huán)和顯著降低與由網(wǎng)絡(luò)故 障引起的環(huán)回業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)的延遲的交換網(wǎng)。
背景技術(shù)：
由于其“泛洪和學(xué)習(xí)(flood-and-learn)”特性，標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)(IEEE802. 3)通常不 適合于在任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間有多于一條路徑的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。并行路徑的存在形成使以太網(wǎng)幀 沿其無休止循環(huán)的環(huán)路，從而使網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)過重。因此，以太網(wǎng)最適合于樹形拓?fù)涠黔h(huán)形拓 撲。然而，對(duì)于在例如為了彈性而期望環(huán)形拓?fù)涞某怯蚓W(wǎng)中部署以太網(wǎng)而言，環(huán)形拓?fù)涫撬?期望的。但是，除非使用諸如IEEE 802. ID生成樹協(xié)議(STP)或IEEE802. Iff快速重構(gòu)之類 的協(xié)議來檢測(cè)和禁用形成環(huán)路的并行分支，否則以太網(wǎng)環(huán)容易無休止地循環(huán)，這阻礙了大 規(guī)模(城域)以太網(wǎng)環(huán)的部署。雖然生成樹協(xié)議和快速重構(gòu)能夠消除以太網(wǎng)環(huán)上的環(huán)路， 但是這些協(xié)議會(huì)引入數(shù)十秒量級(jí)的恢復(fù)滯后，即，對(duì)于期望無縫連接和無察覺故障糾正的 用戶而言，從環(huán)中的故障恢復(fù)的時(shí)間高到無法接受。換言之，用戶期望連接在大約50ms內(nèi) 恢復(fù)(如SONET —樣)。在802. 17中定義的現(xiàn)有以太網(wǎng)環(huán)技術(shù)的另一個(gè)缺點(diǎn)是，用于確定沿環(huán)的哪個(gè)方 向發(fā)送業(yè)務(wù)的MAC-PHY芯片是一個(gè)專門部件，其革新和可用帶寬通常滯后于其它更簡單的 以太網(wǎng)PHY實(shí)現(xiàn)。因此，即使以太網(wǎng)交換機(jī)的所有其它部件都能夠處理較高的速率(就像 目前可實(shí)現(xiàn)的那樣)，環(huán)MAC-PHY芯片依然限制了環(huán)的總比特率。因此，仍然很需要為諸如以太網(wǎng)之類的基于幀的業(yè)務(wù)，尤其是為城域網(wǎng)，提供簡 單、彈性、高速的虛擬環(huán)?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞牧硪粋€(gè)缺點(diǎn)是，在由于系統(tǒng)中的故障使得傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包返回或 “環(huán)回(loop back) ”至發(fā)起的源節(jié)點(diǎn)時(shí)，出現(xiàn)的不希望的時(shí)間延遲。雖然次路徑(secondary path)被用于處理由于故障而不再能夠通過主路徑傳遞至其目的地的業(yè)務(wù)，但是由于業(yè)務(wù) 傳輸?shù)焦收宵c(diǎn)然后傳輸回到其發(fā)起節(jié)點(diǎn)所花的時(shí)間，使得累積了相當(dāng)大的延遲時(shí)間。因此，仍然很需要提供能夠顯著降低由于網(wǎng)絡(luò)主路徑上的故障而環(huán)回至源節(jié)點(diǎn)的 業(yè)務(wù)所導(dǎo)致的時(shí)間延遲的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面是為基于幀的業(yè)務(wù)(諸如以太網(wǎng))提供簡單、彈性和高速的虛 擬環(huán)，以補(bǔ)償如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。該彈性虛擬環(huán)具有由工作和保 護(hù)虛擬路徑互連的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。該虛擬環(huán)將具有其業(yè)務(wù)在一個(gè)方向上流動(dòng)的工作路徑，以及 其業(yè)務(wù)在相反方向上流動(dòng)的保護(hù)路徑?？梢韵氲骄哂卸鄠€(gè)虛擬環(huán)，其對(duì)于工作路徑以及對(duì) 于保護(hù)路徑具有相同的路由。類似地，可以設(shè)想路由為鏡象的多個(gè)虛擬環(huán)，一個(gè)或多個(gè)環(huán)保護(hù)路徑的路由對(duì)應(yīng)于其它環(huán)的工作路徑或路徑的路由。類似地，可以考慮一個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)作 為在幾個(gè)拓?fù)洳幌嘟坏沫h(huán)上的環(huán)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)虛擬環(huán)實(shí)現(xiàn)一個(gè)唯一的以太網(wǎng)廣播域。通過被 配置的用于一組VLAN的連接來實(shí)現(xiàn)每個(gè)虛擬環(huán)。業(yè)務(wù)一旦插入環(huán)中就被使用環(huán)標(biāo)簽來標(biāo) 記，環(huán)標(biāo)簽用于標(biāo)識(shí)環(huán)上的發(fā)起站并且與該特定廣播域相關(guān)聯(lián)。當(dāng)業(yè)務(wù)離開環(huán)時(shí)，這些標(biāo) 簽被去除。對(duì)于以太網(wǎng)，這些環(huán)標(biāo)簽是VLAN ID (VID)，并且VLAN標(biāo)簽的插入在IEEE標(biāo)準(zhǔn) 802. Iad中有描述。當(dāng)業(yè)務(wù)進(jìn)入環(huán)時(shí)，入節(jié)點(diǎn)用工作路徑VID來標(biāo)記該業(yè)務(wù)，該工作路徑VID 也標(biāo)識(shí)進(jìn)入該環(huán)中的入口點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)注意，虛擬環(huán)機(jī)制使用VLAN標(biāo)簽，以及配置的VLAN轉(zhuǎn)發(fā)。通過簡單地分割 VLAN空間，該行為可以結(jié)合其它的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)形式(諸如生成樹或靜態(tài)MAC表配置)而被 部署在節(jié)點(diǎn)上。環(huán)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行正常的以太網(wǎng)橋接操作，特別是通過源學(xué)習(xí)來填充轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫。雖然 在每個(gè)廣播域中的業(yè)務(wù)由多個(gè)VLAN ID來區(qū)分(對(duì)于工作和保護(hù)路徑中的每一個(gè)，每個(gè)環(huán) 節(jié)點(diǎn)一個(gè)VLAN ID)，但是共享式VLAN學(xué)習(xí)(SVL)允許這一組環(huán)節(jié)點(diǎn)使用共同的一組學(xué)習(xí)到 的MAC轉(zhuǎn)發(fā)信息。為了保持沿環(huán)的方向性，執(zhí)行“端口混淆(aliasing)”以記錄與在傳統(tǒng)橋 接操作中該節(jié)點(diǎn)通常將學(xué)習(xí)到的端口方向相反的端口方向。例如，在仿真LAN(ELAN)實(shí)現(xiàn) 中，僅僅在繞環(huán)的一個(gè)方向上，即，在工作路徑上，學(xué)習(xí)MAC地址。被觀察到到達(dá)一個(gè)環(huán)端口 的包使源學(xué)習(xí)被記錄為就好像該包到達(dá)了另一個(gè)環(huán)端口一樣。用這種方法，雖然環(huán)在物理 上通過兩個(gè)不同的端口連接到節(jié)點(diǎn)，但它邏輯上表現(xiàn)為單個(gè)端口。對(duì)于ELAN，MAC學(xué)習(xí)在所 有保護(hù)路徑VID上被禁用。業(yè)務(wù)只通過工作路徑進(jìn)出環(huán)。通過標(biāo)準(zhǔn)VLAN配置來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，從而與該環(huán)廣 播域相關(guān)聯(lián)的環(huán)外(off-ring)端口不會(huì)針對(duì)與該環(huán)相關(guān)聯(lián)的一組工作VLAN而封鎖。廣 播、多播、或通向其目的地的路徑不為該環(huán)所知的包的拷貝通常將在所有與該環(huán)廣播域相 關(guān)聯(lián)的端口處離開環(huán)。這類包的拷貝將經(jīng)過環(huán)而回到起源節(jié)點(diǎn)，在起源節(jié)點(diǎn)處，環(huán)標(biāo)簽使 得這類包可被識(shí)別為已經(jīng)繞環(huán)傳輸并因此在該發(fā)起節(jié)點(diǎn)處被丟棄(稱為“源剝除(source stripping) ”)。繞環(huán)的包也可能遇到已經(jīng)“學(xué)習(xí)到” 了環(huán)外連接的環(huán)節(jié)點(diǎn)，在該點(diǎn)處，該包 將從環(huán)中被去除并被轉(zhuǎn)發(fā)到環(huán)外的目的地(稱為“目的地剝除”)。如果在環(huán)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的跨段(span)中有故障，則作為彈性機(jī)制，環(huán)折疊以 隔離該故障跨段。為了使環(huán)能夠折疊，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有交叉連接以便將工作路徑交叉連接到 保護(hù)路徑，這通過VLAN轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)，工作VLAN被1 1映射到在工作路徑的相反方向上前 進(jìn)的保護(hù)VLAN。從而，如果跨段出故障，則緊鄰該跨段故障的兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)通過交叉連接其工 作和保護(hù)路徑來隔離該故障。這種交叉連接使環(huán)折疊，從而在緊鄰故障的兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)中的 第一端節(jié)點(diǎn)處將業(yè)務(wù)從工作路徑轉(zhuǎn)移到保護(hù)路徑上。然后將業(yè)務(wù)一直在保護(hù)路徑上傳送回 到緊鄰故障的兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)中的第二端節(jié)點(diǎn)，在該第二端節(jié)點(diǎn)處，該業(yè)務(wù)被交叉連接回到工 作路徑以便從該工作路徑離開。用這種方法，用于目的地剝除的"學(xué)習(xí)到"的轉(zhuǎn)發(fā)信息以 及與源剝除相關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽信息全部可用，而與環(huán)的故障狀態(tài)無關(guān)，并且環(huán)故障對(duì)于所有不 與該故障緊鄰的節(jié)點(diǎn)(其執(zhí)行將工作路徑映射到保護(hù)路徑的選擇器操作)是透明的。因此，目前所規(guī)定的使用Q-in-Q堆棧為環(huán)業(yè)務(wù)加標(biāo)簽的橋接實(shí)施方式，VLAN轉(zhuǎn) 換，以及通過使用共享式VLAN學(xué)習(xí)與端口混淆相結(jié)合(以允許源學(xué)習(xí)被應(yīng)用到作為單向環(huán) 路徑實(shí)現(xiàn)的廣播域)，使得虛擬以太網(wǎng)環(huán)可以被構(gòu)造為避免會(huì)妨害現(xiàn)有技術(shù)中的實(shí)施方式的那些缺點(diǎn)。而且，通過在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處交叉連接以允許環(huán)被折疊以隔離跨段故障，使得環(huán)是 彈性的。即使一旦環(huán)已經(jīng)折疊，業(yè)務(wù)也繼續(xù)僅僅進(jìn)入工作路徑或者從工作路徑離開。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種在每個(gè)環(huán)節(jié)點(diǎn)具有被共同路由的工作路徑和保 護(hù)路徑的彈性虛擬環(huán)上路由基于幀的業(yè)務(wù)的方法。該方法包括以下步驟為環(huán)中的每個(gè)節(jié) 點(diǎn)定義多個(gè)唯一的環(huán)標(biāo)簽，環(huán)標(biāo)簽唯一地標(biāo)識(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)以及傳送業(yè)務(wù)的是工作路徑還是保 護(hù)路徑；以及用所述環(huán)標(biāo)簽之一來標(biāo)記虛擬環(huán)中的幀，以唯一地標(biāo)識(shí)已經(jīng)對(duì)幀進(jìn)行了標(biāo)記 的節(jié)點(diǎn)以及業(yè)務(wù)正在工作路徑還是在保護(hù)路徑上傳送?；趲臉I(yè)務(wù)可以是以太網(wǎng)，在這種情況下，環(huán)標(biāo)簽是使用Q-in-QVLAN堆棧 (stacking)而被標(biāo)記到以太網(wǎng)幀上的VLAN ID (VID)。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供具有通過工作路徑和保護(hù)路徑互連的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的彈性 虛擬環(huán)，這多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)包括入端口和出端口，以便基于幀的業(yè)務(wù)進(jìn)入和離開 該虛擬環(huán)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括用于唯一地標(biāo)記環(huán)中的業(yè)務(wù)的多個(gè)環(huán)標(biāo)簽，所述環(huán)標(biāo)簽標(biāo)識(shí) 已經(jīng)標(biāo)記了業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)以及業(yè)務(wù)是通過工作路徑還是通過保護(hù)路徑傳送的。在基于幀的業(yè) 務(wù)是以太網(wǎng)的情況下，Q-in-Q VLAN堆棧使得能夠使用唯一的VLAN ID(VID)來標(biāo)記幀。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種用于減小快速保護(hù)切換網(wǎng)絡(luò)中由所傳輸?shù)陌沫h(huán) 回所導(dǎo)致的延遲的方法。該方法包括檢測(cè)由于主路徑上的故障引起的環(huán)回狀況的發(fā)生； 停止在主路徑上在源節(jié)點(diǎn)和目的地節(jié)點(diǎn)之間傳輸包；以及開始在次路徑上在源節(jié)點(diǎn)和目的 地節(jié)點(diǎn)之間傳輸包。在本發(fā)明的另一方面，提供一種快速保護(hù)切換系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括主路徑和次路徑。 主路徑包括源節(jié)點(diǎn)和目的地節(jié)點(diǎn)。次路徑包括該源節(jié)點(diǎn)和該目的地節(jié)點(diǎn)。源節(jié)點(diǎn)和目的地 節(jié)點(diǎn)一旦檢測(cè)到環(huán)回狀況后，就停止在主路徑上傳輸包并將包的傳輸切換到次路徑。在本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種用于快速保護(hù)切換系統(tǒng)的裝置。該切換系統(tǒng)包 括通往目的地節(jié)點(diǎn)的主路徑和次路徑。該裝置包括網(wǎng)絡(luò)接口子系統(tǒng)，該網(wǎng)絡(luò)接口子系統(tǒng)被 布置為使用主路徑和次路徑傳輸包到目的地節(jié)點(diǎn)。該裝置還包括與該接口子系統(tǒng)通信的處 理器。該處理器操作以檢測(cè)環(huán)回狀況，并且一旦檢測(cè)到環(huán)回狀況，停止通過主路徑向目的地 節(jié)點(diǎn)傳輸包。


通過結(jié)合附圖參考以下的詳細(xì)描述，將更容易地理解本發(fā)明更全面的含義，以及 它的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中由以下的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，在附圖 中圖IA是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，被配置用于ELAN或源特定廣播(Source Specific Broadcast, SSB)的1 1保護(hù)的以太網(wǎng)VLAN環(huán)的示意性圖示；圖IB是在無故障狀態(tài)下運(yùn)行的圖IA的節(jié)點(diǎn)A的放大的示意性圖示；圖IC是在無故障狀態(tài)下運(yùn)行的圖IA的節(jié)點(diǎn)B、C和D的放大的示意性圖示；圖2A是圖IA的以太網(wǎng)VLAN環(huán)如何響應(yīng)于節(jié)點(diǎn)C和D之間的跨段中的故障而折 疊的示意性圖示；圖2B是節(jié)點(diǎn)C在環(huán)折疊期間的運(yùn)行的示意性圖示；
圖2C是節(jié)點(diǎn)D在環(huán)折疊期間的運(yùn)行的示意性圖示；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，被配置用于SSMWl 1保護(hù)的以太網(wǎng)VLAN 環(huán)的示意性圖示；圖3B是在無故障狀態(tài)下運(yùn)行的圖3A的節(jié)點(diǎn)A的放大的示意性圖示；圖3C是在無故障狀態(tài)下運(yùn)行的圖3A的節(jié)點(diǎn)B、C和D的放大的示意性圖示；圖4A是圖3A中的以太網(wǎng)VLAN環(huán)如何響應(yīng)于節(jié)點(diǎn)C和D之間的跨段中的故障而 折疊的示意性圖示；圖4B是在環(huán)折疊期間節(jié)點(diǎn)C的運(yùn)行的示意性圖示；圖4C是在環(huán)折疊期間節(jié)點(diǎn)D的運(yùn)行的示意性圖示；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，被配置用于1+1保護(hù)的以太網(wǎng)VLAN環(huán)的示 意性圖示；圖5B是在無故障狀態(tài)下運(yùn)行的圖5A的節(jié)點(diǎn)A的放大的示意性圖示；圖5C是在無故障狀態(tài)下運(yùn)行的圖5A的節(jié)點(diǎn)B、C和D的放大的示意性圖示；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的以太網(wǎng)環(huán)節(jié)點(diǎn)的示意性圖示；圖7A是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的用于提供商骨干網(wǎng)傳輸業(yè)務(wù)的快速保護(hù)切換的 系統(tǒng)的框圖，示出主路徑上的故障導(dǎo)致包被環(huán)回至發(fā)起節(jié)點(diǎn)；和圖7B是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的用于提供商骨干網(wǎng)傳輸業(yè)務(wù)的快速保護(hù)切換的 系統(tǒng)的框圖，示出包被重新分配以在次路徑上傳輸。注意，在所有附圖中，相同的特征用相同的附圖標(biāo)號(hào)來標(biāo)識(shí)。
具體實(shí)施例方式本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明不限于已在上面被特別示出和描述的那些內(nèi)容。 此外，應(yīng)當(dāng)注意，所有附圖不是按比例的，除非上文作出了相反的描述。在不背離本發(fā)明的 范圍和精神的情況下，根據(jù)上述教導(dǎo)的多種修改和變化是可能的，而不僅僅由所附的權(quán)利 要求限制。一般而言，以及如下面將參照?qǐng)D1-6中所示出的特定實(shí)施例所詳細(xì)描述的，本發(fā) 明提供用于基于幀的業(yè)務(wù)(優(yōu)選地，諸如以太網(wǎng))的彈性虛擬環(huán)，以及在彈性虛擬環(huán)上路由 基于幀的(例如以太網(wǎng))業(yè)務(wù)的方法。雖然下面所述的實(shí)施例是在以太網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)的，但是 應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明也可應(yīng)用于其它基于幀的網(wǎng)絡(luò)。一般由圖IA中的標(biāo)號(hào)10標(biāo)注的彈性虛擬以太網(wǎng)環(huán)具有由每個(gè)環(huán)節(jié)點(diǎn)的工作路徑 12和保護(hù)路徑14互連的多個(gè)節(jié)點(diǎn)(標(biāo)記為A、B、C和D)，圖IA是單個(gè)實(shí)例的例子，其對(duì)于 環(huán)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)將復(fù)制一次。每條路徑是通過VLAN配置(端口的封鎖和解封)實(shí)現(xiàn)的。如 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，虛擬環(huán)可以虛擬化自諸如網(wǎng)狀之類的非環(huán)形拓?fù)?；換而言之，該 虛擬環(huán)的實(shí)現(xiàn)需要有真實(shí)的物理環(huán)結(jié)構(gòu)。而且應(yīng)當(dāng)理解，雖然示出了四個(gè)節(jié)點(diǎn)，但是這僅僅 是作為例子呈現(xiàn)的，即，環(huán)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)量可以變化。這多個(gè)節(jié)點(diǎn)A-D中的每一個(gè)可以包括入端口和出端口，分別用于業(yè)務(wù)進(jìn)入和離開 虛擬環(huán)。類似地，虛擬環(huán)可以經(jīng)過不具有入/出端口但是參與環(huán)的行為的節(jié)點(diǎn)。與每個(gè)節(jié) 點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的是一組用于標(biāo)記環(huán)中的業(yè)務(wù)幀的環(huán)標(biāo)簽。換而言之，為環(huán)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)定義多 個(gè)唯一的環(huán)標(biāo)簽。環(huán)標(biāo)簽標(biāo)識(shí)相關(guān)聯(lián)的環(huán)路徑是工作路徑還是保護(hù)路徑，以及該環(huán)節(jié)點(diǎn)在該路徑上的唯一身份。因此一組VLAN標(biāo)簽(每個(gè)環(huán)站一個(gè))與單向環(huán)的工作路徑相關(guān)聯(lián)， 而對(duì)應(yīng)的一組標(biāo)簽與單向環(huán)的保護(hù)路徑相關(guān)聯(lián)。保護(hù)路徑的路由與工作路徑重合，因而其 正向僅僅是與工作路徑的正向的相反的方向。在該優(yōu)選實(shí)施例中，環(huán)標(biāo)簽是用于標(biāo)記環(huán)中的以太網(wǎng)幀的虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識(shí)符或 VLAN ID(VID)。因此，在一般情況下，環(huán)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有用于標(biāo)記環(huán)中的業(yè)務(wù)的唯一一組 W-VID和P-VID標(biāo)識(shí)符，以便標(biāo)識(shí)已對(duì)業(yè)務(wù)作了標(biāo)記的節(jié)點(diǎn)以及工作路徑和保護(hù)路徑中的 哪一個(gè)在傳送業(yè)務(wù)。VID既標(biāo)識(shí)特定的虛擬環(huán)(即，在密著拓?fù)淝闆r下“東”或“西”)，該業(yè) 務(wù)是在工作路徑上還是在保護(hù)路徑上被傳送，也標(biāo)識(shí)發(fā)起業(yè)務(wù)到該環(huán)上的節(jié)點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)注意， 由于技術(shù)允許用VLAN標(biāo)記的環(huán)的虛擬化，可以想到，節(jié)點(diǎn)可以參與許多不相交的虛擬環(huán)并 且具有相應(yīng)的一組VLAN標(biāo)簽以參與每個(gè)環(huán)。以太網(wǎng)幀可以使用Q-in-Q堆棧(也寫作QinQ)來標(biāo)記。Q-in-Q堆棧是在IEEE 802. Iad中定義的封裝協(xié)議，該標(biāo)準(zhǔn)通過引用被結(jié)合于此。出于本說明書的目的，表述“西”、“向西”或“朝西”意味著沿環(huán)順時(shí)針，而表述 “東”、“向東”或“朝東，，意味著沿環(huán)逆時(shí)針。在該優(yōu)選實(shí)施例中，虛擬以太網(wǎng)環(huán)被構(gòu)造為使得進(jìn)入環(huán)的業(yè)務(wù)沿工作路徑前進(jìn)并 且只能經(jīng)由工作路徑離開環(huán)，保護(hù)路徑上的業(yè)務(wù)被約束在環(huán)上，以防止被不希望地復(fù)制到 環(huán)外節(jié)點(diǎn)。業(yè)務(wù)決不直接插入到保護(hù)路徑中，因此，保護(hù)路徑是沒有出口的連續(xù)環(huán)這一點(diǎn)不 成為問題。業(yè)務(wù)僅僅在環(huán)結(jié)構(gòu)由于故障而中斷時(shí)才被交叉連接到保護(hù)路徑上。因此，在該 優(yōu)選實(shí)施例中，進(jìn)入給定節(jié)點(diǎn)的基于幀的業(yè)務(wù)用VID來標(biāo)記，該VID標(biāo)識(shí)該業(yè)務(wù)正被插入到 工作路徑上以及插入點(diǎn)。而且，在該優(yōu)選實(shí)施例中，環(huán)被稱為是“單向”的，因?yàn)楣ぷ髀窂皆?沿著環(huán)任意選擇的方向上是單向的，而保護(hù)路徑也是單向的，不過是在沿著環(huán)的相反方向 上。業(yè)務(wù)從環(huán)外的點(diǎn)到特定的基于環(huán)的廣播域的實(shí)際關(guān)聯(lián)是由802. Iad中規(guī)定的正常的以 太網(wǎng)分類手段來執(zhí)行的，因此，標(biāo)簽或者端口信息被用作環(huán)選擇器。類似地，環(huán)節(jié)點(diǎn)可以實(shí) 現(xiàn)與環(huán)行為完全不相關(guān)聯(lián)的端口。因此，業(yè)務(wù)在某個(gè)節(jié)點(diǎn)(以下稱為“入節(jié)點(diǎn)”)處進(jìn)入環(huán)時(shí)，進(jìn)入環(huán)的每個(gè)包被標(biāo) 記以唯一 VID，以向交換結(jié)構(gòu)(switch fabric)表明該業(yè)務(wù)要插入到特定虛擬環(huán)的工作 路徑上。由于工作路徑是單向的，在入節(jié)點(diǎn)處不需要進(jìn)行路由判定，因此避免了在入節(jié)點(diǎn) 處對(duì)確定方向MAC-PHY芯片的需要，如上所述的，該芯片不僅是昂貴的部件，還限制了比 特率。應(yīng)當(dāng)注意，VLAN是雙向的，但是單方向性是VLAN怎樣用于創(chuàng)建環(huán)路徑的典型結(jié)果 (artifact)。由于僅有單個(gè)節(jié)點(diǎn)可以插入以特定工作VLAN的VID來標(biāo)記的業(yè)務(wù)，并且一旦 業(yè)務(wù)已經(jīng)環(huán)繞該環(huán)傳輸，該VLAN中與返回路徑相對(duì)應(yīng)的端口將被封鎖，因此，除了該環(huán)節(jié) 點(diǎn)，該VLAN將僅僅有一個(gè)出端口。而且，因?yàn)檫M(jìn)入環(huán)的業(yè)務(wù)被標(biāo)記以唯一的VID，并且在該虛擬環(huán)的返回端口上執(zhí)行 了對(duì)該VID的端口封鎖，因此入節(jié)點(diǎn)將執(zhí)行“源剝除”，即，丟棄已經(jīng)返回入節(jié)點(diǎn)的"無人認(rèn) 領(lǐng)(unclaimed)"的業(yè)務(wù)。換而言之，如果環(huán)中其它節(jié)點(diǎn)都沒有識(shí)別出目的地MAC地址，或 者如果該包意圖復(fù)制到所有環(huán)節(jié)點(diǎn)，則該業(yè)務(wù)被丟棄(被剝除)。換而言之，如果業(yè)務(wù)已經(jīng) 繞著整個(gè)環(huán)繞行回來而沒有被任何其它節(jié)點(diǎn)認(rèn)領(lǐng)，則它被入節(jié)點(diǎn)丟棄(因?yàn)楣ぷ鱒LAN的返 回端口被封鎖)。因此，入節(jié)點(diǎn)丟棄所接收到的、被標(biāo)記有在業(yè)務(wù)最初進(jìn)入環(huán)時(shí)由該入節(jié)點(diǎn) 分配的環(huán)標(biāo)簽的業(yè)務(wù)。
從而，源剝除保證業(yè)務(wù)不會(huì)繞著環(huán)無休止地循環(huán)。如果環(huán)上的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)將該 MAC地址識(shí)別為由該節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)的MAC地址，則該另一個(gè)節(jié)點(diǎn)(即，作為“出節(jié)點(diǎn)”)將 該包轉(zhuǎn)發(fā)到非環(huán)端口。應(yīng)當(dāng)注意，環(huán)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際轉(zhuǎn)發(fā)行為是標(biāo)準(zhǔn)802橋接轉(zhuǎn)發(fā)(bridge forwarding)行為。廣播、多播和未知的包在環(huán)端口上被轉(zhuǎn)發(fā)，并且在被配置成參與該環(huán)廣 播域的本地非環(huán)端口上被復(fù)制。環(huán)節(jié)點(diǎn)可具有針對(duì)指向環(huán)端口或指向環(huán)外端口的給定目的 地地址的MAC轉(zhuǎn)發(fā)條目。在MAC轉(zhuǎn)發(fā)條目針對(duì)“環(huán)外”端口的情況中，環(huán)節(jié)點(diǎn)將(作為正常 橋接操作的典型結(jié)果)執(zhí)行“目的地剝除”，從而該包僅僅經(jīng)過整個(gè)環(huán)的一部分。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，每個(gè)節(jié)點(diǎn)還包括“端口混淆模塊”，其用于接收所 學(xué)到的MAC地址以及用于在轉(zhuǎn)發(fā)表中記錄與該節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到的實(shí)際端口方向相反的端口方 向。由于環(huán)/廣播域是單向的，所以它邏輯上是單端口，但在實(shí)際實(shí)現(xiàn)中是一個(gè)入口和一個(gè) 出口。正常的以太網(wǎng)源學(xué)習(xí)將試圖將所學(xué)到的從其它環(huán)節(jié)點(diǎn)接收的業(yè)務(wù)的MAC地址與入端 口相關(guān)聯(lián)，然而所希望的行為是實(shí)際上將針對(duì)這些MAC地址的轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)聯(lián)到環(huán)的出端口，因 為繞環(huán)唯一可行的路徑是單向的。端口混淆允許在轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)之前將所學(xué)到的信息從入口轉(zhuǎn) 換到出口。這可以在將所學(xué)到的信息插入到本地轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫之前或之后完成。確切地在什 么時(shí)候該值被替換是一個(gè)執(zhí)行問題。圖IA是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，被配置用于仿真LAN(ELAN)或源特定廣播 (SSB)Wl 1保護(hù)的以太網(wǎng)VLAN環(huán)的示意圖。在該例子中，環(huán)10具有將四個(gè)節(jié)點(diǎn)A、B、 C和D互連的工作和保護(hù)路徑。在該例子中，在A處插入的業(yè)務(wù)被標(biāo)記以工作VID (W-VID)， 該W-ID與所配置的經(jīng)由A、B、C、D的工作路徑相對(duì)應(yīng)。還配置有在相反方向D、C、B、A上配 置的保護(hù)VID (P-VID)，在環(huán)節(jié)點(diǎn)上配置這些保護(hù)VID的對(duì)應(yīng)端口成員(membership)。在該 例子中，VID是以節(jié)點(diǎn)A為參照的。類似的和具有共同路線的(但是不同的)VID當(dāng)然也將 分配給節(jié)點(diǎn)B、C和D。對(duì)于仿真LAN(ELAN)，每個(gè)環(huán)節(jié)點(diǎn)每個(gè)虛擬環(huán)需要總共兩個(gè)VID。對(duì) 于源特定多播(在環(huán)上仿真P2mp(即，點(diǎn)到多點(diǎn))樹)，每個(gè)虛擬環(huán)需要總共4個(gè)VID。對(duì) 于源特定廣播(SSB)，在工作和保護(hù)的情況下，每個(gè)虛擬環(huán)需要總共兩個(gè)VID。在一個(gè)簡單 變型中，VID可以進(jìn)一步標(biāo)識(shí)業(yè)務(wù)沿著環(huán)的兩個(gè)方向中的哪個(gè)方向被傳送。因此，在該特定 變型中，為每個(gè)節(jié)點(diǎn)定義西工作VID、西保護(hù)VID、東工作VID和東保護(hù)VID，根據(jù)兩個(gè)方向中 的哪一個(gè)被任意選擇用于工作路徑，而使用西VID或東VID。圖IB是在無故障狀態(tài)下運(yùn)行的圖IA的節(jié)點(diǎn)A的放大的示意性圖示。在該例子 中，節(jié)點(diǎn)A將環(huán)標(biāo)簽添加到所有進(jìn)入環(huán)的以太網(wǎng)幀(業(yè)務(wù))。在該例子中，被添加到幀的環(huán) 標(biāo)簽是W-VID，因?yàn)闃I(yè)務(wù)正在工作路徑上被傳送。如圖IB所示，節(jié)點(diǎn)A允許P-VID通過并在 東端口上阻擋W-VID。圖IC是在無故障狀態(tài)下運(yùn)行的圖IA的節(jié)點(diǎn)B、C和D的放大的示意性圖示。在該 例子中，節(jié)點(diǎn)B、C和D允許P-VID通過(如同節(jié)點(diǎn)A所做的那樣)，但是這些節(jié)點(diǎn)允許W-VID 通過并進(jìn)行復(fù)制，當(dāng)業(yè)務(wù)離開環(huán)的時(shí)候去除環(huán)標(biāo)簽(VID)。相應(yīng)地，可以使用802. IQ兼容的硬件來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的(城域大小的)、簡單并且便 宜的以太網(wǎng)環(huán)，即，使用Q標(biāo)簽來形成彈性QinQ環(huán)，該彈性QinQ環(huán)的行為表現(xiàn)為像802. IQ 兼容的橋的行為。而且，如下面將描述的，這些環(huán)可以是彈性的。彈性(1 1保護(hù))虛擬以太網(wǎng)環(huán)的環(huán)拓?fù)?它是固有彈性拓?fù)?，因?yàn)樗軌蜻M(jìn)行環(huán)折疊以隔離跨段故障)使其為彈性的(或“容故障的”)，保護(hù)路徑的存在提供1 1保護(hù)，并且在每個(gè)節(jié)點(diǎn) 處的交叉連接的存在使得在環(huán)折疊時(shí)能夠使業(yè)務(wù)“U形轉(zhuǎn)彎(hairpirming)”，如同下面將 解釋的。環(huán)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有其自己的交叉連接，用于將工作路徑交叉連接到保護(hù)路徑。 這使得能夠響應(yīng)于在環(huán)的跨段中檢測(cè)到故障而進(jìn)行環(huán)折疊?？梢允褂萌魏我阎目缍?故障檢測(cè)機(jī)制來檢測(cè)跨段故障，所述跨段故障檢測(cè)機(jī)制諸如在IEEE 802. lag或802. 3ah EFM(“以太網(wǎng)第一英里”)中所描述的，這些IEEE標(biāo)準(zhǔn)通過引用被結(jié)合于此。將環(huán)進(jìn)行折疊 隔離了跨段故障，并且，由于保護(hù)路徑的存在，確保業(yè)務(wù)被無縫地繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)到目的地節(jié)點(diǎn)。如圖2A所示的，環(huán)10可以響應(yīng)于跨段故障16，通過在緊鄰該跨段故障兩側(cè)的兩 個(gè)“端節(jié)點(diǎn)” 18、20處交叉連接工作路徑12和保護(hù)路徑14而折疊。在這里將其稱為“U形 轉(zhuǎn)彎”，因?yàn)楫?dāng)業(yè)務(wù)在第一端節(jié)點(diǎn)18 (即，業(yè)務(wù)在工作路徑上遇到跨段故障前的最后一個(gè)節(jié) 點(diǎn))從工作路徑切換到保護(hù)路徑上時(shí)，采取的路線可以被形象化為“U形曲線”(如圖2A所 示)。然后業(yè)務(wù)一直在保護(hù)路徑上(以相反方向)被傳送回到第二端節(jié)點(diǎn)20，在端節(jié)點(diǎn)20 處，該相同業(yè)務(wù)然后再次“U形轉(zhuǎn)彎”(即，交叉連接)回到工作路徑。發(fā)生故障的跨段為該 保護(hù)切換提供“選擇器”同步機(jī)制。在靠近故障的兩個(gè)環(huán)節(jié)點(diǎn)處交叉連接的凈效果是，保護(hù) 路徑作為“旁路”將業(yè)務(wù)環(huán)回到工作路徑，同時(shí)保持環(huán)的單向性。使用這種雙U形布置來折 疊環(huán)，不僅保持了工作路徑的單向性，而且保證業(yè)務(wù)只能從工作路徑進(jìn)入或離開環(huán)。換而言 之，即使在跨段故障后，工作路徑也總是保持作為工作路徑。如圖2B所示，第一端節(jié)點(diǎn)18 (在該例子中，即節(jié)點(diǎn)C)將W-VID交叉連接到 P-VID (從而實(shí)現(xiàn)端口出轉(zhuǎn)換)。類似地，如2C所示，第二端節(jié)點(diǎn)20 (在該例子中，即節(jié)點(diǎn)D) 將P-VID交叉連接到W-VID (從而實(shí)現(xiàn)端口入轉(zhuǎn)換)。這種布置的一個(gè)有用性質(zhì)是，保護(hù)切換對(duì)于ELAN和SSM的MAC學(xué)習(xí)是“無中斷 (hitless)”的。換而言之，環(huán)折疊保持了關(guān)于所學(xué)到的MAC地址的拓?fù)?。作為另一個(gè)例子，圖3A-3C以及圖4A-4C分別示出了被配置用于1 1保護(hù)以實(shí)現(xiàn) 源特定多播(SSM)的虛擬以太網(wǎng)環(huán)的運(yùn)行和折疊。在SSM中，連接的配置被約束為使得只 有源節(jié)點(diǎn)(稱為根)具有到所有其它環(huán)節(jié)點(diǎn)(稱為葉子)的連接，即，其它環(huán)節(jié)點(diǎn)只能與源 進(jìn)行通信。SSM的頭端(head-end)只需要知道有一個(gè)給定環(huán)節(jié)點(diǎn)是所感興趣的，而不需要 知道是哪一個(gè)環(huán)節(jié)點(diǎn)。需要兩個(gè)工作VID，一個(gè)用于從頭端到葉子，另一個(gè)用于從葉子到頭 端。需要兩個(gè)保護(hù)VID，一個(gè)用于工作VID (根到葉子的連接)，一個(gè)用于工作返回VID (葉 子到根的連接)。如這些圖所示出的，工作路徑12具有保護(hù)路徑14，而返回路徑22由保護(hù) 返回路徑24保護(hù)。因此，對(duì)于一個(gè)給定的SSM虛擬環(huán)，有四條路徑以及為該環(huán)定義的四個(gè)VID。這些 VID可以如下命名工作(W-VID)、工作返回(WR-VID)、保護(hù)(P-VID)和保護(hù)返回(PR-VID)。如圖3B所示，節(jié)點(diǎn)A在無故障狀態(tài)下運(yùn)行，允許P-VID和PR-VID通過而在東端口 上阻擋W-VID。在節(jié)點(diǎn)A處進(jìn)入環(huán)的業(yè)務(wù)被標(biāo)記以W-VID，并且經(jīng)由節(jié)點(diǎn)A的西端口被發(fā)送 到環(huán)上(對(duì)于該例子，假定工作方向朝西)，而返回業(yè)務(wù)在WR-VID上離開環(huán)。如圖3C所示，節(jié)點(diǎn)B、C和D在無故障狀態(tài)下運(yùn)行，也允許P-VID和PR-VID通過。 在節(jié)點(diǎn)B、C和D中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)處，該節(jié)點(diǎn)允許W-VID通過并進(jìn)行復(fù)制(當(dāng)業(yè)務(wù)離開環(huán)時(shí) 剝除該VID)。這些節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)也允許WR-VID通過，并通過分配環(huán)標(biāo)簽(W-VID)將業(yè)務(wù)
10插入到W-VID上。如圖4A-4C所示，以太網(wǎng)環(huán)10響應(yīng)于例如節(jié)點(diǎn)C和D之間的跨段中的故障16而 折疊。如圖4B所示，節(jié)點(diǎn)C(第一端節(jié)點(diǎn)18)將W-VID交叉連接到P-VID并將WR-VID交叉 連接到PR-VID(從而實(shí)現(xiàn)端口出轉(zhuǎn)換)。如圖4C所示，節(jié)點(diǎn)D(第二端節(jié)點(diǎn)20)將P-VID交 叉連接到W-VID (從而實(shí)現(xiàn)端口入轉(zhuǎn)換)。因而，可以創(chuàng)建每個(gè)工作路徑具有一個(gè)保護(hù)路徑的高度彈性、單向的虛擬以太網(wǎng) 環(huán)，從而為ELAN和SSB的實(shí)施或者SSM的實(shí)施提供1 1保護(hù)。彈性(1+1保護(hù))在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖5A-5C所示，通過在環(huán)10的工作和保護(hù)路徑12、14這兩 者上以相對(duì)的方向發(fā)送(“雙播(bi-casting)”)業(yè)務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)1+1保護(hù)布置。在該1+1 保護(hù)的情況中，入節(jié)點(diǎn)不僅沿著環(huán)在相對(duì)的方向上發(fā)送相同的業(yè)務(wù)(即相同的幀)，而且還 沿著環(huán)在兩個(gè)方向上發(fā)送連接故障管理(CFM)心跳(heartbeat)。CFM心跳使環(huán)上的目的 地節(jié)點(diǎn)能夠基于在該目的地節(jié)點(diǎn)處接收到的CFM心跳的特征，在兩個(gè)接收到的雙播業(yè)務(wù)拷 貝中選擇一個(gè)。如圖5B所示，節(jié)點(diǎn)A在業(yè)務(wù)進(jìn)入環(huán)時(shí)添加環(huán)標(biāo)簽，表明是到W-VID和P-VID兩者 上的雙播。節(jié)點(diǎn)A還在東端口上阻擋P-VID和W-VID。如圖5C所示，節(jié)點(diǎn)B、C和D中的每 一個(gè)節(jié)點(diǎn)具有一個(gè)選擇器，該選擇器使用IEEE 802. lag和G. 8031來選擇將兩組雙播業(yè)務(wù) 中的哪一組作為工作路徑業(yè)務(wù)來對(duì)待。當(dāng)業(yè)務(wù)離開環(huán)時(shí)，VID被剝除。每個(gè)節(jié)點(diǎn)允許W-VID 通過并進(jìn)行復(fù)制。每個(gè)節(jié)點(diǎn)也允許P-VID通過并進(jìn)行復(fù)制。VID獲取(seizing)在環(huán)初始化時(shí)，某個(gè)VLAN范圍被指派給環(huán)的操作，并且通過為每個(gè)環(huán)節(jié)點(diǎn)上的 VLAN集配置端口成員來配置適當(dāng)?shù)沫h(huán)連接。然后每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以自我發(fā)現(xiàn)(self-discover) 并獲取一組唯一的環(huán)標(biāo)簽(將由該特定環(huán)節(jié)點(diǎn)使用的、在被分配給環(huán)的范圍內(nèi)的標(biāo)簽的子 集)。在每個(gè)節(jié)點(diǎn)，環(huán)標(biāo)簽被隨機(jī)選擇并測(cè)試。為了測(cè)試環(huán)標(biāo)簽，節(jié)點(diǎn)嘗試?yán)帽粯?biāo)記以所 選擇的工作路徑環(huán)標(biāo)簽的幀來查驗(yàn)(Ping)自身。如果該環(huán)標(biāo)簽沒有被環(huán)中的任何節(jié)點(diǎn)使 用，則該節(jié)點(diǎn)將能夠查驗(yàn)自身(即，存在繞著環(huán)的無中斷連接)。否則，如果所選擇的環(huán)標(biāo)簽 已經(jīng)由環(huán)中的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)所使用，則該節(jié)點(diǎn)將不能夠查驗(yàn)自身，因?yàn)樗x擇的工作環(huán)標(biāo)簽 的實(shí)際擁有者(即，另一個(gè)節(jié)點(diǎn))針對(duì)該環(huán)標(biāo)簽而封鎖了端口以便完成源剝除。對(duì)于虛擬以太網(wǎng)環(huán)(例如ELAN)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要獲取兩個(gè)唯一 VID。VID發(fā)現(xiàn)和獲 取是通過以下操作完成的在初始化的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處隨機(jī)地選擇與特定環(huán)相關(guān)聯(lián)的有可能可 用的VID，沿著該環(huán)發(fā)送該有可能可用的VID以嘗試查驗(yàn)自身，然后，如果該VID未被認(rèn)領(lǐng)地 返回到發(fā)送該VID的節(jié)點(diǎn)，則獲取該VID。這些步驟被重復(fù)，直到該初始化的節(jié)點(diǎn)查驗(yàn)了其 自身至少兩次。當(dāng)具有2個(gè)VID的塊被該初始化的節(jié)點(diǎn)“擁有”時(shí)，完成獲取。當(dāng)整個(gè)環(huán)同時(shí)加電時(shí)，重要的是在自我發(fā)現(xiàn)過程中設(shè)立隨機(jī)延遲以避免“競(jìng)爭狀 態(tài)(race conditions)”。從而，給定節(jié)點(diǎn)在選擇環(huán)標(biāo)簽和嘗試查驗(yàn)自身之前應(yīng)當(dāng)?shù)却粋€(gè) 隨機(jī)時(shí)間段。而且，為了保險(xiǎn)起見，節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)用相同的環(huán)標(biāo)簽多次查驗(yàn)自身，以確保該VID確實(shí) 沒有被使用從而可以被正當(dāng)獲取。當(dāng)節(jié)點(diǎn)獲取了環(huán)標(biāo)簽時(shí)，它將環(huán)標(biāo)簽獲取范圍的配置從 默認(rèn)修改為被擁有狀態(tài)。節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)圖6僅僅通過舉例而示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的以太網(wǎng)環(huán)節(jié)點(diǎn)(“節(jié)點(diǎn)X”)。如圖6所示，節(jié)點(diǎn)X具有路由交換機(jī)30(例如Nortel 8608或等價(jià)物)和交 換結(jié)構(gòu)模塊40 (例如Nortel 8692或等價(jià)物)。路由交換機(jī)30具有入端口 32和出端口 34， 用于業(yè)務(wù)進(jìn)入和離開環(huán)。路由交換機(jī)34包括映射模塊36 (或其它這類裝置)，其用于將在 入端口上接收到的C-VID (自定義VID)映射到環(huán)VID并將幀推送到交換結(jié)構(gòu)模塊40。路由 交換機(jī)34還包括VID剝除模塊38 (或其它這類裝置)，其用于在業(yè)務(wù)經(jīng)由出端口 34離開環(huán) 之前將環(huán)VID從該業(yè)務(wù)剝除。如圖6中進(jìn)一步示出的，交換結(jié)構(gòu)模塊40包括轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)器42、端口混淆模塊44、 和802. IQ橋46。存儲(chǔ)器42維護(hù)轉(zhuǎn)發(fā)表，例如轉(zhuǎn)發(fā)信息庫，其中存儲(chǔ)有MAC地址和端口方 向。如上所述的，端口混淆模塊44存儲(chǔ)與實(shí)際學(xué)到的方向相反的端口方向。這種端口混淆 保持環(huán)的單向性。業(yè)務(wù)通過802. IQ橋46被切換到西PHY 50或東PHY 52上。虛擬以太網(wǎng)環(huán)的應(yīng)用所述環(huán)能夠支持多種以太網(wǎng)應(yīng)用，包括ELINE、E-TREE、仿真LAN (ELAN)、源 特定多播(SSM)和源特定廣播(SSB)。在ELINE和E-TREE情況下，該環(huán)用作提供商 骨干網(wǎng)傳輸(PBT)網(wǎng)絡(luò)中的提供商骨干網(wǎng)橋(PBB)，其在2005年10月6日公布的題 為 “TRAFFICENGINEERING IN FRAME-BASED CARRIER NETWORKS” 的美國專利申請(qǐng)公開 2005/0220096中被描述，該專利申請(qǐng)公開通過引用被結(jié)合于此。對(duì)于ELINE和E-TREE，PBT 提供e2e PS (端到端保護(hù)切換)，因此環(huán)不得干擾PBT VID范圍。對(duì)于ELAN，環(huán)作為彈性分 布式交換機(jī)而工作。對(duì)于SSM，環(huán)用于將動(dòng)態(tài)變化的一組(S，G)多播組彈性地散布到一組 環(huán)節(jié)點(diǎn)。對(duì)于SSM，環(huán)還必須提供受約束的返回路徑以用于IGMP監(jiān)聽/過濾。對(duì)于SSB，環(huán) 用于將不變的一組(S，G)多播組彈性地散布到一組環(huán)節(jié)點(diǎn)，但是不同于SSM，其不需要返回 路徑。該虛擬環(huán)應(yīng)當(dāng)能夠同時(shí)支持所有這些應(yīng)用。用于特定實(shí)現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)配置為了同時(shí)適應(yīng)不同應(yīng)用或“行為”，例如ELAN、SSM和SSB，為每種類型的應(yīng)用或“行 為”指派某個(gè)VID范圍，S卩，為ELAN指派某一 VID范圍，為SSM指派另一 VID范圍，而為SSB 指派又一 VID范圍。默認(rèn)設(shè)置是，為每個(gè)節(jié)點(diǎn)預(yù)先配置每個(gè)范圍，然后根據(jù)需要在每個(gè)范圍 中獲取特定VID。對(duì)于ELINE (諸如提供商骨干網(wǎng)傳輸，其提供其自己的端到端彈性)，分配固定的 網(wǎng)絡(luò)VID范圍。在一般情況下，通過為每個(gè)環(huán)節(jié)點(diǎn)僅僅指定兩個(gè)VID，即工作VID (W-VID)和保護(hù) VID (P-VID)，能夠?qū)崿F(xiàn)仿真LAN (ELAN)。在VID將進(jìn)一步標(biāo)識(shí)環(huán)方向的特定情況中，每個(gè)環(huán) 節(jié)點(diǎn)定義四個(gè)VID，例如西工作VID、西保護(hù)VID、東工作VID和東保護(hù)VID。每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要 中繼和復(fù)制工作VID。每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅僅需要在環(huán)端口之間連接保護(hù)VID。在保護(hù)VID上，MAC 學(xué)習(xí)被禁用。(對(duì)于一般情況)通過為每個(gè)SSM環(huán)指定四個(gè)VID，即工作VID、工作返回VID、保 護(hù)VID和保護(hù)返回VID，能夠?qū)崿F(xiàn)源特定多播(SSM)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要中繼和復(fù)制工作VID。 每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要將保護(hù)和工作返回VID連接在一起。在所有VID上，MAC學(xué)習(xí)被禁用。對(duì)于每個(gè)環(huán)，通過每個(gè)源節(jié)點(diǎn)指定兩個(gè)VID (W-VID和P-VID)，能夠?qū)崿F(xiàn)源特定廣 播(SSB)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要中繼和復(fù)制工作VID。每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅僅需要在環(huán)端口之間連接保護(hù) VID0在所有VID上，MAC學(xué)習(xí)被禁用。
圖7A和7B示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，由于環(huán)回的業(yè)務(wù)引起的 時(shí)間延遲問題得到處理。在圖7A中，沿著1 1保護(hù)干線的主路徑64，交換網(wǎng)54包括源節(jié) 點(diǎn)56，中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)58、60，和目的地節(jié)點(diǎn)62。備用的次路徑66包括中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)68。網(wǎng)絡(luò)54不 限于特定數(shù)目的中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)。該1 1干線的主路徑和次路徑可以被認(rèn)為是形成一個(gè)環(huán)。在一個(gè)實(shí)施例中，源節(jié)點(diǎn)56包括網(wǎng)絡(luò)接口子系統(tǒng)，其包括使源節(jié)點(diǎn)56能夠使用適 當(dāng)?shù)膮f(xié)議與網(wǎng)絡(luò)54接口所必需的硬件和軟件，其中，可以通過多個(gè)物理接口進(jìn)行與網(wǎng)絡(luò)54 的通信。網(wǎng)絡(luò)接口子系統(tǒng)被配置為使用主路徑64和次路徑66傳輸業(yè)務(wù)(即數(shù)據(jù)包)到目 的地節(jié)點(diǎn)62。當(dāng)主路徑64出故障時(shí)使用次路徑66。源節(jié)點(diǎn)56還包括與網(wǎng)絡(luò)接口子系統(tǒng) 通信的處理器。該處理器可以通過系統(tǒng)總線耦接到一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)元件。存儲(chǔ)元件可以包 括在實(shí)際執(zhí)行程序代碼期間使用的本地存儲(chǔ)器、大容量存儲(chǔ)裝置、以及用于提供至少一些 程序代碼的臨時(shí)存儲(chǔ)以減少在執(zhí)行期間必須從大容量存儲(chǔ)裝置取回代碼的次數(shù)的高速緩 存存儲(chǔ)器。輸入輸出裝置可用于直接地或通過中間I/O控制器與網(wǎng)絡(luò)接口。可能出現(xiàn)的一個(gè)問題是，由源節(jié)點(diǎn)56發(fā)送的、由于沿主路徑64的故障70而環(huán)回 并回到源節(jié)點(diǎn)56的業(yè)務(wù)所遭受的增加的延遲。這可以被稱為環(huán)回狀況。而且，任何從目的 地節(jié)點(diǎn)62通過中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)58、60向源節(jié)點(diǎn)56發(fā)送的業(yè)務(wù)也由于在主路徑64上在中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn) 58和60之間發(fā)生的故障70而回到節(jié)點(diǎn)62。網(wǎng)絡(luò)54可能遭受與業(yè)務(wù)傳輸?shù)焦收宵c(diǎn)70并 回到發(fā)起節(jié)點(diǎn)56和62所花的時(shí)間相等的延遲時(shí)間。在該例子中，故障70發(fā)生在主路徑64 上在中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)58和60之間。解決由于環(huán)回的業(yè)務(wù)而增加的延遲的一個(gè)方法是在源節(jié)點(diǎn)56和目的地節(jié)點(diǎn)62之 間使用緩慢的連續(xù)性檢查消息(CCM)。通過發(fā)送緩慢的CCM和保證CCM不環(huán)回到其相應(yīng)的 發(fā)起節(jié)點(diǎn)(源節(jié)點(diǎn)56和目的地節(jié)點(diǎn)62)，源節(jié)點(diǎn)56和目的地節(jié)點(diǎn)62可以檢測(cè)CCM丟失，并 且可以停止發(fā)送業(yè)務(wù)到主路徑64上并開始發(fā)送業(yè)務(wù)到次路徑66上。另一個(gè)解決該增加的延遲的方法是使用緩慢的告警指示信號(hào)(AIS)。當(dāng)中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn) (例如中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)58)檢測(cè)到故障時(shí)，業(yè)務(wù)環(huán)回到其發(fā)起節(jié)點(diǎn)。然而，除了環(huán)回的業(yè)務(wù)之外， AIS也從中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)58被發(fā)送到發(fā)起節(jié)點(diǎn)。該AIS警告源節(jié)點(diǎn)56和目的地節(jié)點(diǎn)62停止沿主 路徑64進(jìn)行傳輸和開始發(fā)送業(yè)務(wù)到次路徑66上。解決由于環(huán)回的業(yè)務(wù)而增加的延遲的再一個(gè)方法是，向源節(jié)點(diǎn)56和目的地節(jié)點(diǎn) 62提供檢測(cè)業(yè)務(wù)何時(shí)被環(huán)回的能力，然后停止沿主路徑64傳輸業(yè)務(wù)并開始發(fā)送業(yè)務(wù)到次 路徑66上。通過利用前述方法之一，一旦在主路徑64上發(fā)生故障70，業(yè)務(wù)不再需要環(huán)回到 源節(jié)點(diǎn)56或目的地節(jié)點(diǎn)62。相反，如圖7B所示的，業(yè)務(wù)可以轉(zhuǎn)移到無故障的次路徑66。當(dāng)實(shí)際上發(fā)生故障時(shí)，在故障鏈路(即主路徑64)上的所有業(yè)務(wù)基本上丟失。而 且，當(dāng)源節(jié)點(diǎn)56和目的地節(jié)點(diǎn)62開始在次路徑66上傳輸時(shí)，所有正在沿著主路徑64傳輸 的業(yè)務(wù)也基本上丟失。避免這種“雙重”業(yè)務(wù)打擊的一條途徑是，使源節(jié)點(diǎn)56和目的地節(jié) 點(diǎn)62具有緩沖業(yè)務(wù)的能力，從而所有的新業(yè)務(wù)被緩沖，直到處于傳輸中的業(yè)務(wù)從主路徑64 流出。在這些處于傳輸中的業(yè)務(wù)流出之后，源節(jié)點(diǎn)52和目的地節(jié)點(diǎn)62開始將緩沖的業(yè)務(wù) 傳輸?shù)酱温窂?6上。源節(jié)點(diǎn)56和目的地節(jié)點(diǎn)62的處理器可以適合于檢測(cè)如上所述的環(huán) 回狀況，并且在檢測(cè)到環(huán)回狀況后，停止通過主路徑將包傳輸?shù)搅硪粋€(gè)端節(jié)點(diǎn)。處理器在檢 測(cè)到環(huán)回狀況后可操作以在次路徑上將包傳向另一個(gè)端節(jié)點(diǎn)?？梢酝ㄟ^查看SA MAC地址 來檢測(cè)環(huán)回狀況。即，當(dāng)接收到的包的SA MAC地址等于由該節(jié)點(diǎn)插入到SA幀位置中的MAC
13地址時(shí)，該包是環(huán)回包。處理器能夠從中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)接收指示在主路徑上發(fā)生了故障的告警指示信號(hào)(AIS)， 從而處理器一旦收到AIS，就停止包在主路徑上的傳輸并且將包的傳輸切換到次路徑。該處理器還適用于，在開始在次路徑上傳輸新的包之前進(jìn)行等待，直到所有傳輸 的包都已環(huán)回并且已在次路徑上傳輸為止。這需要緩沖所有新的包，并且在最后的環(huán)回包 在次路徑上被傳輸之后才傳輸這些新的包。雖然已經(jīng)如這里所述的那樣示出了實(shí)施例的某些特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在 將會(huì)想到許多修改、替換、變化以及等價(jià)物。因此，應(yīng)當(dāng)理解，所附的權(quán)利要求意圖覆蓋落在 本發(fā)明的真實(shí)精神中的所有這些修改和變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明不限于已在上面被特別示出和描述的那些內(nèi)容。 此外，應(yīng)當(dāng)注意，所有附圖不是按比例的，除非上文作出了相反的描述。在不背離本發(fā)明的 范圍和精神的情況下，根據(jù)上述教導(dǎo)的多種修改和變化是可能的，而不僅僅由所附的權(quán)利 要求限制。
權(quán)利要求
一種用于減小快速保護(hù)切換網(wǎng)絡(luò)中由所傳輸?shù)陌沫h(huán)回導(dǎo)致的延遲的方法，所述方法包括檢測(cè)由于主路徑上的故障引起的環(huán)回狀況的發(fā)生；停止在主路徑上在源節(jié)點(diǎn)和目的地節(jié)點(diǎn)之間傳輸包；以及開始在次路徑上在所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)之間傳輸包。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中檢測(cè)環(huán)回狀況的發(fā)生包括在所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)之間傳輸連續(xù)性檢查消息(CCM)； 保證所傳輸?shù)腃CM不環(huán)回到所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)；以及 由所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)確定已經(jīng)丟失了預(yù)定數(shù)量的CCM。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中檢測(cè)環(huán)回狀況的發(fā)生包括從檢測(cè)到主路徑上的故 障的節(jié)點(diǎn)傳輸告警指示信號(hào)(AIS)至所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)，其中所 述告警指示信號(hào)指示在主路徑上故障的發(fā)生。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中檢測(cè)環(huán)回狀況的發(fā)生包括將所述源節(jié)點(diǎn)和所述目 的地節(jié)點(diǎn)之一的SA MAC地址與接收到的包中的SA MAC地址進(jìn)行比較。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在開始在次路徑上在所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地 節(jié)點(diǎn)之間傳輸新的包之前進(jìn)行等待，直到在所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)乃?包都已經(jīng)環(huán)回。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括在開始在次路徑上在所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地 節(jié)點(diǎn)之間傳輸包之前，緩沖所有新的包。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括在次路徑上在所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)之 間傳輸所有被緩沖的包。
8.一種快速保護(hù)切換系統(tǒng)，包括 主路徑，所述主路徑包括 源節(jié)點(diǎn)；目的地節(jié)點(diǎn)；和 次路徑，所述次路徑包括 所述源節(jié)點(diǎn)； 所述目的地節(jié)點(diǎn)；以及一旦在主路徑上檢測(cè)到環(huán)回狀況，所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)就停止在主路徑上傳 輸包并將包的傳輸切換到次路徑。
9.如權(quán)利要求8所述的快速保護(hù)切換系統(tǒng)，其中所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)中的至 少一個(gè)沿主路徑傳輸連續(xù)性檢查消息(CCM)，保證所傳輸?shù)腃CM不被環(huán)回，并確定已經(jīng)丟失 了預(yù)定數(shù)量的CCM，一旦檢測(cè)到CCM丟失，所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)就停止在主路徑上 傳輸包并將包的傳輸切換到次路徑。
10.如權(quán)利要求8所述的快速保護(hù)切換系統(tǒng)，還包括主路徑中的至少一個(gè)主路徑中轉(zhuǎn) 節(jié)點(diǎn)，其中所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)從所述至少一個(gè)主路徑中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)之 一接收告警指示信號(hào)(AIS)，所述告警指示信號(hào)指示在主路徑上故障的發(fā)生，一旦接收到 AIS,所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)就停止在主路徑上傳輸包并將包的傳輸切換到次路徑。
11.如權(quán)利要求8所述的快速保護(hù)切換系統(tǒng)，其中所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)檢測(cè)所傳輸?shù)陌螘r(shí)被環(huán)回，一旦檢測(cè)到環(huán)回的包，所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)就停止在主 路徑上傳輸包并將包的傳輸切換到次路徑。
12.如權(quán)利要求8所述的快速保護(hù)切換系統(tǒng)，其中所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)適合 于在開始在次路徑上在所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)之間傳輸新的包之前進(jìn)行等待，直到 所有在所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)陌家呀?jīng)環(huán)回。
13.如權(quán)利要求12所述的快速保護(hù)切換系統(tǒng)，其中所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)適合 于在開始在次路徑上在所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)之間傳輸包之前緩沖所有新的包。
14.如權(quán)利要求13所述的快速保護(hù)切換系統(tǒng)，其中所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的地節(jié)點(diǎn)適合 于在次路徑上傳輸它們緩沖的包。
15.一種用于具有通往目的地節(jié)點(diǎn)的主路徑和次路徑的快速保護(hù)切換系統(tǒng)的設(shè)備，所 述設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)接口子系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡(luò)接口子系統(tǒng)被布置為使用主路徑和次路徑傳輸包到所述目 的地節(jié)點(diǎn)；以及與所述網(wǎng)絡(luò)接口子系統(tǒng)通信的處理器，所述處理器操作以檢測(cè)環(huán)回狀況；和一旦檢測(cè)到環(huán)回狀況，就停止通過主路徑向所述目的地節(jié)點(diǎn)傳輸包。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中檢測(cè)環(huán)回狀況包括將所述源節(jié)點(diǎn)的SAMAC地址 與接收到的包中的SA MAC地址進(jìn)行比較。
17.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中檢測(cè)環(huán)回狀況包括向所述目的地節(jié)點(diǎn)傳輸連續(xù)性檢查消息(CCM)；保證所傳輸?shù)腃CM不被環(huán)回；以及確定已經(jīng)丟失了預(yù)定數(shù)量的CCM。
18.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述處理器從中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)接收告警指示信號(hào)(AIS)， 所述告警指示信號(hào)指示在主路徑上故障的發(fā)生，所述處理器一旦接收到AIS就停止在主路 徑上傳輸包并將包的傳輸切換到次路徑。
19.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，當(dāng)所述處理器檢測(cè)到所傳輸?shù)陌鼜乃瞿康牡?節(jié)點(diǎn)被環(huán)回時(shí)，發(fā)生所述環(huán)回狀況。
20.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，所述處理器還適合于在開始在次路徑上向所述目的地 節(jié)點(diǎn)傳輸新的包之前進(jìn)行等待，直到所有所傳輸?shù)陌家呀?jīng)環(huán)回。
全文摘要
一種彈性虛擬以太網(wǎng)環(huán)具有由工作和保護(hù)路徑互連的節(jié)點(diǎn)。如果某個(gè)跨段發(fā)生故障，與故障的兩側(cè)緊鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)被交叉連接以使環(huán)折疊。在這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中的第一節(jié)點(diǎn)處，工作路徑業(yè)務(wù)被交叉連接到保護(hù)路徑上，然后在這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中的第二節(jié)點(diǎn)處被交叉連接回到工作路徑，從而業(yè)務(wù)始終從工作路徑進(jìn)入和離開環(huán)。業(yè)務(wù)發(fā)起節(jié)點(diǎn)適合于一旦確定所傳輸?shù)陌捎谥髀窂缴系墓收隙画h(huán)回，就將數(shù)據(jù)包的傳輸從主路徑切換到次路徑。
文檔編號(hào)H04L12/40GK101919207SQ200880125100
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者D·I·艾倫, D·斯卡勒克基, G·L·斯溫克爾斯, M·霍爾尼斯, N·L·布拉格 申請(qǐng)人:北電網(wǎng)絡(luò)有限公司