专利名称：一种以太单环网地址刷新方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据通信领域，更具体地涉及一种以太环网保护技术的单环地址刷新方案。
背景技术：
在以太网的实际应用中，广泛采用了各种保护技术，实现主用路径和备用路径之 间的冗余备份。当主用路径和备用路径都为完好时，阻塞备用路径的保护数据转发功能， 网络之间的保护数据在主用路径上传输；当主用路径发生故障时，打开备用路径的保护数 据转发功能，网络之间的保护数据切换到备用路径上传输，实现网络正常状态下防止保护 数据被重复接收和形成广播风暴，在网络的主用路径出现故障时启用备用路径传输保护数 据，提高以太网的抗故障能力，并且满足切换时的收敛时间小于50ms的高实时性要求。例如以太环网保护技术，如图1所示，节点A至F都为具有以太网交换功能的节 点，网络M和节点B相连接，网络N和节点D相连接。网络M和网络N之间进行通信。网络 M和网络N之间有2条物理路径，即网络N<->节点D<->节点C<->节点B<->网络M，网络 N<->节点D<->节点E<->节点F<->节点A<->节点B<->网络Μ。在应用以太网环保护技术时，一般定义了环保护链路和控制节点，即在以太环网 无故障的情况下，环上对数据报文进行阻塞防止环路形成的链路为环保护链路，通过对这 段环保护链路的操作，可以进行环网的主用路径和保护路径的切换。拥有环保护链路的节 点，这里称为控制节点(或者称为主节点)。如图2a所示，环网包含的节点有A、B、C、D、E 和F，包含的链路有<A，B>、<B, C>、<C，D>、<D，E>、<E，F>和<F，A>链路。节点A为控制节 点，与它的e端口直连链路<F，A>为环保护链路。当环上链路完好时，控制节点阻塞与环保护链路相连端口的数据报文转发功能， 网络中无环路产生，防止了由于网络环路引起的“广播风暴”。如图2a所示，控制节点A阻 塞了 e端口的保护数据转发功能，网络M和N的通信路径为网络M<->节点B<->节点C<-> 节点D<->网络N。当链路发生故障时，控制节点放开与环保护链路相连端口的数据报文转发功能， 从而保障了业务的连通。如图2b所示，环上的<B，C>链路发生了故障，控制节点A放开了 端口 e的数据报文转发功能，网络M和N新的通信路径为网络M<->节点B<->节点A<-> 节点F<->节点E<->节点D<->网络N。实际上，在网络拓扑发生变化时，环网上的节点需要刷新地址转发表，这是为了防 止数据的路径仍然沿着拓扑发生变化之前的路径传播。例如在图2a中，环网上没有故障， 网路M与网络N之间的通信路径是网络M<->节点B<->节点C<->节点D<->网络N。当环 网上的链路<B，O链路发生了故障，如果网路M与网络N之间的通信路径仍然沿着原来的 路径转发，数据报文将被大量地丢弃。目前，ITU-T G. 8032采用拓扑变化点周期性地发送 地址刷新报文来解决上述问题，具体的单环地址刷新方案是当一个节点在环网上的端口收到带有刷新信息的协议报文时，该端口将从此协议报文中抽取<Node_ID，BPR>信息(其中Node_ID是发送该协议报文的节点信息，BPR是用 来指明发送该协议报文的节点的哪一个环上端口阻塞，Bra参数仅仅具有本地意义)。该端 口将报文中的<Node_ID，BPR>信息与原先在该端口保存的<Node_ID，BPR>信息进行比较。 如果不一致，该端口将原先的保存<Node_ID，BPR>删除，并把新的<Node_ID，BPR>保存。如 果新保存的<Node_ID，BPR>与该环上节点的另一个端口保存的<Node_ID，BPR>不一致，该 节点刷新地址转发表，即删除地址转发表中的所有转发条目(转发分组的依据)。上述方案很好地解决了由于带有地址刷新信息报文周期性地被发送而引起的重 复刷新问题(即，后续的地址刷新报文引起的重复刷新地址转发表的问题)。但是该方案 并不能完全排除地址重复刷新问题。如图3所示，链路<B，C>发生了故障，节点C沿着它的 w端口发送SFl报文(SFl报文包含<Node_ID(C)，e>信息)，节点B沿着它的e端口发送 SF2报文(SF2报文包含<Node_ID (B)，w>信息)。环上的节点D、E、F和A的e端口首次收 到SFl报文时，发现SFl中的<Node_ID (C)，e>与它们e端口和w端口中保存的<Node_ID， BPR>都不同，刷新地址转发表。同样，环上的节点D、E、F和A的w端口首次收到SF2报文 时，发现SF2中的<Node_ID (B)，w>与它们w端口和e端口中保存的<Node_ID，BPR>都不 同，刷新地址转发表。环上的节点C、D、E、F、A和B刷新了两次地址转发表。由上面的例子我们可以看出，在传统方案下，环上的一次拓扑变化会导致环上的 节点进行两次刷新地址转发表，这种情况将会造成环网很难在短时间内从广播风暴状态进 入稳定状态。因此，亟需提出一种新的地址刷新方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种以太单环网地址刷新方法及系统，能够提 高以太环网的性能。为解决上述技术问题，本发明提供了一种以太单环网的地址刷新方法，包括当以太单环网上某条链路发生故障或者某条故障链路恢复正常时，该链路涉及的 端口所在节点刷新地址转发表，并在各自的另一环上端口上设置用于表示暂停刷新地址转 发表操作的标志(PF)，向环上其他节点发送带有地址刷新信息的协议报文，所述节点发送 的协议报文中至少携带有该节点的标识信息以及故障链路所涉及的该节点上的端口的标 识信息；所述以太单环网上其他节点的环上端口收到所述带有地址刷新信息的协议报文 时，仅在所述协议报文中携带的上述标识信息与本端口保存的标识信息不一致，且本端口 没有被设置所述PF标志时刷新地址转发表。进一步地，所述以太单环网上其他节点的环上端口收到所述带有地址刷新信息的 协议报文时的处理进一步包括所述端口判断从所述协议报文中提取的标识信息与原先在 该端口中保存的标识信息如果不一致，则所述端口保存新的标识信息，并判断本端口上是 否设置有所述PF标志，如果没有，则该端口所在节点刷新地址转发表，并在另一个环上端 口设置所述PF标志，如果有，则所述端口仅删除所述PF标志。进一步地，所述端口判断从所述协议报文中提取的标识信息与原先在该端口中保 存的标识信息如果一致，且本端口已经设置了所述PF标志，则该端口仅删除所述PF标志。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种以太单环网的地址刷新系统，所述以太单环网上包括有两个以上的节点，每个节点有两个环上端口，其中每个节点包含一控制 模块；每一端口包含一端口判断模块，端口标志设置模块，数据发送和接收模块；其中所述端口判断模块，用于判断与端口相关的链路发生故障或者与端口相关的故障 链路恢复正常时，通知所述控制模块；所述控制模块，用于在接收到所述端口判断模块的通知或接收到所述端口标志设 置模块的通知后，刷新地址转发表；还用于通知与故障链路无关的端口的端口标志设置模 块设置用于表示暂停刷新地址转发表操作的标志(PF)；还用于通过所述与故障链路无关 的端口的数据发送和接收模块向环上其他节点发送带有地址刷新信息的协议报文，所述协 议报文中至少携带有该节点的标识信息以及故障链路所涉及的端口的标识信息；所述端口标志设置模块，用于在协议报文中携带的标识信息与本端口保存的标识 信息不一致，且本端口没有被设置所述PF标志时通知所述控制模块刷新地址转发表；以及 用于根据所述控制模块的控制设置所述PF标志；所述数据发送和接收模块，用于发送和接收各种协议报文。进一步地，所述端口标志设置模块进一步用于判断从所述协议报文中提取的标 识信息与原先在该端口中保存的标识信息如果不一致，则保存新的标识信息，并判断本端 口上是否设置有所述PF标志，如果没有，则通知所述控制模块刷新地址转发表，并通知另 一个环上端口的端口标志设置模块设置PF标志，如果有，则仅删除所述PF标志。进一步地，所述端口标志设置模块进一步用于在判断从所述协议报文中提取的 标识信息与原先在该端口中保存的标识信息一致时，且本端口已经设置了所述PF标志，则 仅删除所述PF标志。采用本发明所述方法及系统，可以减少环网上由于链路倒换多次刷新地址而引起 的网络不稳定现象，大大提高了网络性能。
图1为以太环网中单环的拓扑图；图2a为以太单环网中链路完好时的通信路径拓扑图；图2b为以太单环网中链路故障时的通信路径拓扑图；图3为以太单环网中链路故障时的刷新地址的通信路径拓扑图；图4本发明实施例的工作流程图；图5a和5b为本方案的实例1示意图；图6a和6b为本方案的实例2示意图；图7为本发明实施例的系统结构示意图。
具体实施例方式本发明的发明构思是当以太单环网上某条链路发生故障或者某条故障链路恢复 正常时，该链路涉及的端口所在节点在各自的另一环上端口上设置用于表示暂停刷新地址 转发表操作的标志(下文用“PF”表示)，并向环上其他节点发送带有地址刷新信息的协议 报文，所述节点发送的协议报文中至少携带有该节点的标识信息以及故障链路所涉及的该 节点上的端口的标识信息(上述标识信息下文用“<Node_ID，Bra>”表示)；所述以太单环网上其他节点的环上端口收到所述带有地址刷新信息的协议报文时，仅在所述协议报文中 携带的上述标识信息与本端口保存的标识信息不一致，且本端口没有被设置所述PF标志 时刷新地址转发表。“某条链路发生故障”是指以下这些情况某个节点的一个环上端口阻塞或者发生 故障从而导致与该端口相关的链路无法正常工作；或者某条链路阻塞。总之，只要某链路无 法正常工作，则认为该条链路发生故障。具体地，当以太单环网上其他节点的环上端口收到带有地址刷新信息的协议报文 时，进行以下处理该端口从协议报文中抽取<Node_ID，BPR>信息，并且将该协议报文中的<Node_ ID，BPR>信息与原先在该端口保存的<Node_ID，BPR>信息进行比较，如果不一致，该端口删 除原先的<Node_ID，BPR>，保存新的<Node_ID，BPR>，并判断该端口是否设置有“PF”标志， 如果没有“PF”标志，则该端口所在节点刷新地址转发表，并且在另一个环上端口设置“PF” 标志，如果有“PF”标志，则所述端口仅仅删除“PF”标志，该端口所在节点不刷新地址转发 表。如果新接收的<Node_ID，BPR>与原先所述端口保存的<Node_ID，BPR> —致并且所述端 口已经设置了 “PF”标志，该端口删除“PF”标志。下面是本技术方案实现的基本步骤，如图4所示步骤400，分2种情况讨论1.环上端口收到协议报文，转入步骤401 ； 2.环上端口 变为阻塞，转入步骤410 ；步骤401，以太单环网上某节点的环上端口收到协议报文，将该协议报文向下一个 节点转发，同时分析该协议报文；步骤402，所述环上端口分析该协议报文是否带有地址刷新信息，如果带有地址刷 新信息就转入步骤403，否则不处理；步骤403，所述环上端口分析协议报文携带的<Node_ID，BPR>信息是否与它原先 存储的<Node_ID，BPR> 一致，如果不一致，转入步骤404，否则转入408 ；只有<Node_ID，BPR> 中的“Node_ID” 和“BPR” 与原先存储的 <Node_ID，BPR> 中的 “Node_ID”和“BPR”都一致才认为二者一致。步骤404，所述环上端口保存新的<Node_ID，BPR>，删除原先的<Node_ID，BPR> ；步骤405，所述环上端口检查在该端口上是否设置了 “PF”标志，如果没有设置，转 入步骤406，否则转入步骤407。步骤406，拥有所述环上端口的节点刷新地址转发表，并且在该节点的另一个环上 端口设置“PF”标志，结束；步骤407，所述环上端口仅仅删除“PF”标志，结束；步骤408，判断所述端口是否设置“PF”标志，如果设置了转入步骤409，否则结束；步骤409，所述环上端口仅仅删除“PF”标志，结束；步骤410，如果是情况2，拥有该端口的节点刷新地址转发表，并且在另一个环上 端口设置“ PF ”标志。应用实例一下面参考附图，结合具体实施例说明本发明，但本发明不局限于以下实施例。图5a和5b是本发明在环网发生故障情况下的一个具体实施例
如图5a所示，环网包含的节点有A、B、C、D、E和F，包含的链路有<A, B>、<B, C>、 <C，D>、<D，E>、<E，F>和<F，A>链路。节点A为控制节点，与它的e端口直连链路<F，A>为 环保护链路，节点A的e端口在正常情况下阻塞数据报文的转发。如图5b所示，环网的链路<C，D>发生了故障，节点C刷新地址转发表，同时在e端 口设置“PF”标志，并沿e端口周期性地发送SFl报文(带有地址刷新信息和<Node_ID(C)， w>信息)。节点D刷新地址转发表，同时在w端口上设置“PF”标志，并沿w端口周期性地 发送SF2报文(带有地址刷新信息和<Node_ID (D)，e>信息)。不失一般性地选取环上节点F进行分析，如果它的w端口先收到SFl报文，读取 SFl报文中的<Node_ID(C) ,w>信息，如果该信息与w端口原先存储的<Node_ID，BPR>不一 致，F节点的w端口存储<Node_ID(C) ,w>信息，删除原先的<Node_ID，BPR>信息。F节点检 查到它的w端口没有设置“PF”标志，所以F节点刷新地址转发表，并且在e端口设置“PF” 标志。一段时间后，节点F从它的e端口收到SF2，读取SF2报文中的<Node_ID(D)，e>信 息，如果该信息与e端口原先存储的<Node_ID，BPR>不一致，F节点的e端口删除原先的 <Node_ID,BPR>信息，存储<Node_ID(D), e>信息。F节点检查到它的e端口设置了“PF”标 志，所以仅仅删除e端口上设置的“PF”标志。通过上面分析，我们可以看出SF2报文不会引起节点F的第2次地址刷新动作。应用实例二 图6a和6b是本发明在环网故障恢复情况下的一个具体实施例如图6a所示，当环网的链路<C，D>的故障消失，节点C沿着它的两个完好的端口 向外周期性地发送NR(NODE C)(无请求报文)报文，该报文用来通知环上的节点“发送该报 文的节点的相邻链路或发送该报文的节点的故障已经消失”，其中NODE C是发送该报文的 节点C的节点号，节点D沿着它的两个完好的端口向外周期性地发送NR(NODE D)报文，节 点D收到节点C发送来NR(NODE C)报文，发现报文中的NODE C比自己的节点号大，节点D 打开自身的e端口的数据报文的转发功能，并且停止发送NR(N0DE D)报文。节点A收到节 点C或节点D发送来的无请求报文，启动WTR定时器(Wait Timer)。如图6b所示，当WTR定时器超时后，节点A刷新地址转发表，同时在e端口设置 “PF”标志，并沿e端口周期性地发送NR(RB) 1报文，(带有地址刷新信息和<Node_ID (A)， e>信息)，同时沿w端口周期性地发送NR (RB) 2报文(带有地址刷新信息和<Node_ID (A)， e>信息)。其中，RB是RPL Blocked的缩写，表示环保护链路阻塞。不失一般性地选取环上节点E进行分析，如果它的w端口先收到NR(RB) 1报文， 读取NR(RB) 1报文中的<Node_ID(A)，e>信息，如果该信息与w端口原先存储的<Node_ID， BPR>不一致，E节点的w端口存储<Node_ID(A)，e>信息，删除原先的<Node_ID，BPR>信 息。E节点检查到它的w端口没有设置“PF”标志，所以E节点刷新地址转发表，并且在e端 口设置“PF”标志；一段时间后，节点E从它的e端口收到NR(RB)2，读取NR(RB)2报文中的 <Node_ID (A)，e>信息，如果该信息与e端口原先存储的<Node_ID，BPR>不一致，F节点的e 端口存储<Node_ID (A)，e>信息，删除原先的<Node_ID，BPR>信息。E节点检查到它的e端 口设置了 “PF”标志，所以仅仅删除e端口上设置的“PF”标志。通过上面分析，我们可以看出NR(RB) 2报文不会引起节点E的第2次地址刷新动作。
实现上述方法的以太单环网的地址刷新系统，由至少两个以上的节点组成，每个 节点有两个环上端口，如图7所示，每个节点包含一控制模块；每一端口包含一端口判断模 块，端口标志设置模块，数据发送和接收模块；其中端口判断模块，用于判断与端口相关的链路发生故障或者与端口相关的故障链路 恢复正常时，通知控制模块；控制模块，用于在接收到端口判断模块的通知或接收到端口标志设置模块的通知 后，刷新地址转发表；还用于通知与故障链路无关的端口的端口标志设置模块设置用于表 示暂停刷新地址转发表操作的标志(PF)；还用于通过所述与故障链路无关的端口的数据 发送和接收模块向环上其他节点发送带有地址刷新信息的协议报文，所述协议报文中至少 携带有该节点的标识信息以及故障链路所涉及的端口的标识信息；端口标志设置模块，用于在协议报文中携带的标识信息与本端口保存的标识信息 不一致，且本端口没有被设置所述PF标志时通知所述控制模块刷新地址转发表；以及用于 根据所述控制模块的控制设置所述PF标志；数据发送和接收模块，用于发送和接收各种协议报文。进一步地，端口标志设置模块进一步用于判断从所述协议报文中提取的标识信 息与原先在该端口中保存的标识信息如果不一致，则保存新的标识信息，并判断本端口上 是否设置有所述PF标志，如果没有，则通知所述控制模块刷新地址转发表，并通知另一个 环上端口的端口标志设置模块设置PF标志，如果有，则仅删除所述PF标志。端口标志设置 模块在判断从所述协议报文中提取的标识信息与原先在该端口中保存的标识信息一致时， 且本端口已经设置了所述PF标志，则仅删除所述PF标志。综上所述，本发明提出了一种新的单环地址刷新方案，减少了环上节点由于拓扑 发生变化而产生的重复刷新现象，大大提高了网络性能。
权利要求
一种以太单环网的地址刷新方法，其特征在于，当以太单环网上某条链路发生故障或者某条故障链路恢复正常时，该链路涉及的端口所在节点刷新地址转发表，并在各自的另一环上端口上设置用于表示暂停刷新地址转发表操作的标志(PF)，向环上其他节点发送带有地址刷新信息的协议报文，所述节点发送的协议报文中至少携带有该节点的标识信息以及故障链路所涉及的该节点上的端口的标识信息；所述以太单环网上其他节点的环上端口收到所述带有地址刷新信息的协议报文时，仅在所述协议报文中携带的上述标识信息与本端口保存的标识信息不一致，且本端口没有被设置所述PF标志时刷新地址转发表。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以太单环网上其他节点的环上端口收到所述带有地址刷新信息的协议报文时的 处理进一步包括所述端口判断从所述协议报文中提取的标识信息与原先在该端口中保存的标识信息 如果不一致，则所述端口保存新的标识信息，并判断本端口上是否设置有所述PF标志，如 果没有，则该端口所在节点刷新地址转发表，并在另一个环上端口设置所述PF标志，如果 有，则所述端口仅删除所述PF标志。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述端口判断从所述协议报文中提取的标识信息与原先在该端口中保存的标识信息 如果一致，且本端口已经设置了所述PF标志，则该端口仅删除所述PF标志。
4. 一种以太单环网的地址刷新系统，所述以太单环网上包括有两个以上的节点，每个 节点有两个环上端口，其特征在于，每个节点包含一控制模块；每一端口包含一端口判断模块，端口标志设置模块，数据发 送和接收模块；其中所述端口判断模块，用于判断与端口相关的链路发生故障或者与端口相关的故障链路 恢复正常时，通知所述控制模块；所述控制模块，用于在接收到所述端口判断模块的通知或接收到所述端口标志设置模 块的通知后，刷新地址转发表；还用于通知与故障链路无关的端口的端口标志设置模块设 置用于表示暂停刷新地址转发表操作的标志(PF)；还用于通过所述与故障链路无关的端 口的数据发送和接收模块向环上其他节点发送带有地址刷新信息的协议报文，所述协议报 文中至少携带有该节点的标识信息以及故障链路所涉及的端口的标识信息；所述端口标志设置模块，用于在协议报文中携带的标识信息与本端口保存的标识信息 不一致，且本端口没有被设置所述PF标志时通知所述控制模块刷新地址转发表；以及用于 根据所述控制模块的控制设置所述PF标志；所述数据发送和接收模块，用于发送和接收各种协议报文。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述端口标志设置模块进一步用于判断从所述协议报文中提取的标识信息与原先在 该端口中保存的标识信息如果不一致，则保存新的标识信息，并判断本端口上是否设置有 所述PF标志，如果没有，则通知所述控制模块刷新地址转发表，并通知另一个环上端口的 端口标志设置模块设置PF标志，如果有，则仅删除所述PF标志。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述端口标志设置模块进一步用于在判断从所述协议报文中提取的标识信息与原先 在该端口中保存的标识信息一致时，且本端口已经设置了所述PF标志，则仅删除所述PF标 志。
全文摘要
本发明公开了一种以太单环网地址刷新方法及系统，能够提高以太环网的性能。所述方法包括当以太单环网上某条链路发生故障或者某条故障链路恢复正常时，该链路涉及的端口所在节点刷新地址转发表，并在各自的另一环上端口上设置用于表示暂停刷新地址转发表操作的标志(PF)，向环上其他节点发送带有地址刷新信息的协议报文，所述节点发送的协议报文中至少携带有该节点的标识信息以及故障链路所涉及的该节点上的端口的标识信息；所述以太单环网上其他节点的环上端口收到所述带有地址刷新信息的协议报文时，仅在所述协议报文中携带的上述标识信息与本端口保存的标识信息不一致，且本端口没有被设置所述PF标志时刷新地址转发表。
文档编号H04L12/56GK101902382SQ20091014706
公开日2010年12月1日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者吴少勇, 王斌, 邵宏 申请人:中兴通讯股份有限公司