专利名称：一种环网抖动故障的消除方法
技术领域：
本发明涉及数据通信领域，更具体地涉及一种环网抖动故障的消除方法。
背景技术：
随着以太网络向着多业务承载方向的发展，特别是一些业务对网络的可靠性、 实时性要求越来越高，以太网广泛采用了环形的组网以提高网络可靠性。并且在环形 的保护方法中，通常要求快速保护倒换，达到50ms以下。目前这种快速保护倒换的 技术有 IETF(Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组)的 RFC3619、 ITU-T (International Telecommunication Union，国际电信联盟)的 G. 8032 等。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 —一节点D —一节点E —一节点F —一节点A —一节点B —一网络M。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—一网络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 —一节点E —一节点D —一网络N。当链路发生故障消失时，环网采用两种恢复方式，一种是反转恢复方式，另一种是 非反转恢复方式。在反转恢复方式中，控制节点要再次阻塞环保护链路(RPL链路)的相邻端口的数 据报文的转发功能，环上其它节点放开数据报文的转发功能。如图3a所示，链路<B，O的 故障消失了，节点B和节点C沿环上端口周期性地发送NR报文(无请求报文)，节点B收 到节点C发送来的NR报文后，发现所述NR报文中的节点C的节点号比自身的节点号要大， 节点B放开w端口的数据报文的转发功能，同时停止发送NR报文。控制节点A收到NR报 文后，启动WTR定时器(WTR定时器是等待定时器，它是用来防止环网上的链路发生抖动故 障)。如图3b所示，当WTR定时器超时后，节点A阻塞e端口的数据报文的转发功能，刷新地址转发表，同时沿环上端口周期性地发送NR，RB报文(该报文带有地址刷新信息)，环上 的其它节点收到NR，RB报文后，刷新地址转发表。环上的节点通过地址学习后，有些环上链 路会发生倒换，如网络M到网络N的通信路径变为网络M ——节点B ——节点C ——节点 D <"“^网络 N。在非反转恢复方式中，控制节点不会再次阻塞环保护链路(RPL链路)的相邻端口 的数据报文的转发功能，环上的链路不会发生再次倒换。如图3c所示，链路<B，O的故障 消失了，节点B和节点C沿环上端口周期性地发送NR报文(无请求报文)，节点B收到节 点C发送来的NR报文后，发现所述NR报文中的节点C的节点号比自身的节点号要大，节点 B放开w端口的数据报文的转发功能，同时停止发送NR报文。环上的链路不会发生倒换， 如网络M到网络N的通信路径依然为网络M ——节点B ——节点A ——节点F ——节点 E 一一节点D —一网络N。值得注意的是，在反转恢复模式中，系统会采用WTR定时器来阻止链路发生抖动 故障(即，环上链路频繁地在故障和非故障状态切换)。但是，在非反转恢复模式中，系统没 有采用WTR机制，因此，目前的非反转恢复模式不能有效地防止抖动故障的发生。下面为了说明该问题，我们先介绍目前的环网保护的地址刷新机制。目前，ITU-T G. 8032v2的地址刷新机制如下所示当一个节点的环上端口收到R-APS消息时，所述端口读取该消息的<Node_ID， BPR>信息，并且将它与该端口自身保存的<Node_ID，BPR>信息进行比较，如果不同，所述端 口删除原先保存的<Node_ID，BPR>信息并且存储读取的<Node_ID，BPR>。更进一步地，如 果该读取的<Node_ID，BPR>信息与所述节点的另一个环上端口保存的<Node_ID，BPR>信息 不同并且该报文含有地址刷新信息，该节点刷新地址转发表。需要特别指出的是当所述环 上端口收到的是R-APS (NR)消息时，该端口删除保存的保存的<Node_ID，BPR>信息，但是不 存储R-APS(NR)消息中的<Node_ID，BPR>信息。另外，当环上端口变为阻塞时，该节点删除 两个环上端口保存的<Node_ID，BPR>信息。其中Node_ID是发送R-APS消息的节点号，BI3R是阻塞端口的指示，0为东面端口 阻塞，1为西面端口阻塞。为了更好地说明现有的ITU-T G. 8032v2的地址刷新机制，下面举一个具体的实例 来说明该机制如图4a所示，节点A是控制节点，<A，F>是环保护链路(在环网正常情况下，节点 阻塞e端口)，链路<C，D>发生了故障，节点C (D)阻塞w端口(e端口)，同时清除两个环上 端口保存的<Node_ID，BPR>，刷新地址转发表，并且延环上端口周期性地发送SF消息，该消 息携带<C，w>信息(节点D发送的SF消息携带<D，e>信息)。环上的其它节点收到SF消息后将采取以下动作。以节点F的e端口为例，当节点F 的e端口收到节点D发送来的SF报文后，该e端口读取SF报文中的<D，e>信息，并将该信 息与自身保存的<Node_ID，BPR>进行比较，发现不一致，所述e端口删除原先保存的<Node_ ID，Bra>，存储<D,e>信息。所述e端口将<D,e>信息与F节点的w端口保存的<Node_ID, BPR>进行比较，发现还不一致，节点F刷新地址转发表。如图4b所示，链路<C，D>故障消失，节点C (D)周期性地发送NR报文，环上的节点 收到NR报文后，开始清除保存的<Node_ID，BPR>信息，例如节点F的e端口收到节点D发送来的NR报文后，该e端口清除保存的<D，e>信息。另外，节点C收到节点D发送来的NR 报文后，发现该报文中的节点号D比自己的节点号大，节点C打开w端口的数据报文转发功 能，并停止发送NR报文。
发明内容
技术问题如图5a所示，节点A是控制节点，<A, F>是环保护链路(在环网正常 情况下，节点阻塞e端口)，链路<C，D>发生了故障，节点C(D)阻塞w端口(e端口)，同时 清除两个环上端口保存的<Node_ID，BPR>，刷新地址转发表，并且沿环上端口周期性地发送 SF消息，该消息携带<C，w>信息(节点D发送的SF消息携带<D，e>信息)。环上的其它节点收到SF消息后将采取以下动作。以节点F的e端口为例，当节点F 的e端口收到节点D发送来的SF报文后，该e端口读取SF报文中的<D，e>信息，并将该信 息与自身保存的<Node_ID，BPR>进行比较，发现不一致，所述e端口删除原先保存的<Node_ ID，Bra>，存储<D, e>信息。所述e端口将<D，e>信息与F节点的w端口保存的<Node_ID, BPR>进行比较，发现还不一致，节点F刷新地址转发表。 在图5b中，链路<C，D>故障消失，节点C (D)周期性地发送NR报文，环上的节点的 端口收到NR报文后，清除保存的<Node_ID，BPR>信息，例如节点F的e端口收到节点D发 送来的NR报文后，该e端口清除保存的<D，e>信息。另外，节点C收到节点D发送来的NR 报文后，发现该报文中的节点号D比自己的节点号大，节点C打开w端口的数据报文转发功 能，并停止发送NR报文。在图5c中，链路<C，D>又发生了故障，节点C(D)阻塞w端口(e端口)，同时清除 两个环上端口保存的<Node_ID，ΒΗ >，刷新地址转发表，并且沿环上端口周期性地发送SF 消息，该消息携带<C，w>信息(节点D发送的SF消息携带<D，e>信息)。由于在图5b中， 节点的环上端口保存的<Node_ID，BPR>信息都已经被删除，节点的环上端口收到SF报文 后，要更新<Node_ID，BPR>，并且刷新地址转发表。通过上面讨论，我们可以知道，在反转恢复模式下，环网如果发生了抖动故障(同 一链路在短时间内反复出现故障和故障消失现象)，环网上的节点不停地刷新地址，环网始 终处于流量震荡状态，无法收敛，严重地影响了环网的性能。技术方案本发明为消除在非反转模式下的抖动故障问题，采用如下技术方案本发明一种环网抖动故障的消除方法如下当环网拓扑发生变化时即环网上有节点将端口阻塞，新阻塞端口的节点构造包 括所述节点号以及所述阻塞端口号，然后将新阻塞端口的节点构造与所述阻塞端口保存 的<Node_ID，BPR>进行比较，如果两者不同，则所述阻塞端口删除原先保存的<Node_ID， BPR>，存储新阻塞端口的节点构造，同时在新阻塞端口设置PM标志；然后，所述新阻塞端口 的节点刷新地址转发表，并且沿着环上端口周期性地发送带有地址刷新信息的报文；如果两者相同，所述阻塞端口的节点沿环上端口周期性地发送带有DNF信息的报 文，所述报文不进行地址刷新。优选地，当节点的环上端口收到R-APS消息即非NR报文时，所述环上端口读取该 消息的<Node_ID，BPR>信息，并且将<Node_ID，BPR>信息与该端口自身保存的<Node_ID，
5BPR>信息进行比较，如果不同，所述端口删除原先保存的<Node_ID，BPR>信息并且存储读 取的<Node_ID，BPR> ；如果该读取的<Node_ID，BPR>信息与所述节点的另一个环上端口保 存的<Node_ID，BPR>信息不同并且所述接收到的报文中带有地址刷新信息，该节点刷新地 址转发表；当节点的环上端口收到NR报文时，如果所述环上端口含有PM设置，所述环上端口 不删除保存的<Node_ID，BPR>信息，否则所述环上端口删除保存的<Node_ID，BPR>信息。优选地，所述PM防止环上端口收到NR报文后删除保存的<Node_ID，BPR>信息，但 是PM不会阻止环上端口收到非NR报文后更新保存的<Node_ID，BPR>信息，如果所述环上 端口上的<Node_ID，BPR>信息更新，该环上端口上的PM标志被删除。有益效果当环网在非反转模式下工作时，传统的环网保护机制不能有效地防止抖动故障产 生的影响。因此，本发明能够解决传统方案中的缺陷，对提升环网的性能是非常有意义的。
图1是环网的结构图2a是环网无故障情况下的数据转发示意图；图2b是环网发生故障的情况下数据流保护倒换的示意图；图3a和3b是环网反转恢复的方式；图3c是环网非反转恢复的方式；图4a和4b是传统的地址刷新方案图5a、5b和5c是传统的保护方案在非反转模式下出现的问题；图6a和7a是本发明实施的具体流程图；图8a、8b、8c和8d是本发明的一个实施例。
具体实施例方式为了进一步说明本发明的方案，本发明的步骤阐述如图7a和8a所示图6a是新产生阻塞点的节点的处理过程步骤601，环网发生拓扑变化，产生新的阻塞点；步骤602，带有新阻塞端口的节点构造 < 所述节点号，所述阻塞端口号 >，然后将< 所述节点号，所述阻塞端口号 > 与所述阻塞端口保存的<Node_ID，BPR>进行比较。步骤603，所述节点判断两者是否一致，如果一致，转入步骤604，否则转入步骤 605 ；步骤604，所述阻塞端口的节点沿环上端口周期性地发送带有DNF信息(不进行地 址刷新)的报文。步骤605，所述阻塞端口删除原先保存的<Node_ID，BPR>，存储 < 所述节点号，所述
阻塞端口号〉。步骤606，所述节点刷新地址转发表，并且沿着环上端口周期性地发送带有地址刷 新信息的报文。图7a是节点收到协议报文的处理过程
步骤701，节点的环上端口收到协议报文，判定协议报文的类型；步骤702，判断收到的是否是NR报文，如果是，转入步骤703，否则转入步骤705 ；步骤703，判断所述端口上是否设置PM标志，如果设置了转入步骤704 ；步骤704，所述环上端口删除保存的<Node_ID，BPR>信息；步骤705，所述环上端口读取该消息的<Node_ID，BPR>信息，并且将它与该端口自 身保存的<Node_ID，BPR>信息进行比较；步骤706，所述端口判断两者是否一致，如果不一致，转入步骤707 ；步骤707，所述端口删除原先保存的<Node_ID，BPR>信息并且存储读取的<Node_ ID, BPR> ；步骤708，所述节点将读取的<Node_ID，BPR>信息与所述节点的另一个环上端口 保存的<Node_ID，BPR>信息进行比较；步骤709，所述节点判断两者是否一致，如果不一致，转入步骤710 ；步骤710，所述节点刷新地址转发表。实施例如图8a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。当环网处于无故障状态时，控制节点A阻塞e端口，并周期性地发送NR，RB报 文通知环上的其它节点“环保护链路阻塞了”，NR, RB报文携带<A，e>信息。环上的节点的 端口收到最新的NR，RB报文后，都存储了 <A，e>。在图8b中，链路<C，D>发生了故障，节点C阻塞w端口，构造<C，w>，然后将<C，w> 与节点C的e端口保存的<A，e>进行比较发现不一致，所述节点C阻塞的w端口删除原先 保存的<A，e>，存储构造的<C，w>，并且在该端口设置PM标志，节点C刷新地址转发表。对 于节点D的操作，同节点C。环上的其它节点收到SF消息后将采取以下动作。以节点F的e端口为例，当节点F 的e端口收到节点D发送来的SF报文后，该e端口读取SF报文中的<D，e>信息，并将该信 息与自身保存的<Node_ID，BPR>进行比较，发现不一致，所述e端口删除原先保存的<Node_ ID，Bra>，存储<D,e>信息。所述e端口将<D,e>信息与F节点的w端口保存的<Node_ID, BPR>进行比较，发现还不一致，节点F刷新地址转发表。在图8c中，链路<C，D>故障消失，节点C和D周期性地发送NR报文，节点C收到 节点D发送来的NR报文后，发现该报文中的节点号D比自己的节点号大，节点C打开w端 口的数据报文转发功能，并停止发送NR报文。另外，由于节点C的w端口和节点DiWe 端口都设置了 PM标志，所以这两个端口的<Node_ID，BPR>不被删除。环上的节点的端口收 到NR报文后，清除保存的<Node_ID, BPR>信息。例如节点F的e端口收到节点D发送来 的NR报文后，该e端口清除保存的<D，e>信息。在图8d中，链路<C，D>又发生了故障，节点C阻塞w端口，构造<C，w>，然后将〈C， w>与节点C的e端口保存的<C，w>进行比较发现一致，节点C沿环上端口周期性地发送 SF(DNF)报文，并且携带<C，w>信息。节点D的处理过程与节点C类似。环上的其它节点收到SF消息后将采取以下动作。以节点F的e端口为例，当节点 F的e端口收到节点D发送来的SF(DNF)报文后，该e端口读取SF报文中的<D，e>信息，并将该信息与自身保存的<0，0>进行比较，发现不一致，所述e端口删除原先保存的<0，0>， 存储<D，e>信息。另外，由于协议报文中含有不刷新地址信息，环上其它节点不刷新地址转 发表。由上面分析可知，本发明能够在非反转模式下克服抖动故障造成的环网不稳定问 题，从而大大提高了环网的性能。当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形 都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
一种环网抖动故障的消除方法，其特征在于所述方法如下当环网拓扑发生变化时即环网上有节点将端口阻塞，新阻塞端口的节点构造包括所述节点号以及所述阻塞端口号，然后将新阻塞端口的节点构造与所述阻塞端口保存的<Node_ID，BPR>进行比较，如果两者不同，则所述阻塞端口删除原先保存的<Node_ID，BPR>，存储新阻塞端口的节点构造，同时在新阻塞端口设置PM标志；然后，所述新阻塞端口的节点刷新地址转发表，并且沿着环上端口周期性地发送带有地址刷新信息的报文；如果两者相同，所述阻塞端口的节点沿环上端口周期性地发送带有DNF信息的报文，所述报文不进行地址刷新。
2.根据权利要求1所述的一种环网抖动故障的消除方法，当节点的环上端口收到 R-APS消息即非NR报文时，所述环上端口读取该消息的<Node_ID，BPR>信息，并且将 <Node_ID, BPR>信息与该端口自身保存的<Node_ID，BPR>信息进行比较，如果不同，所述 端口删除原先保存的<Node_ID，BPR>信息并且存储读取的<Node_ID，BPR> ；如果该读取的 <Node_ID,BPR>信息与所述节点的另一个环上端口保存的<Node_ID，BPR>信息不同并且所 述接收到的报文中带有地址刷新信息，该节点刷新地址转发表；其特征在于当节点的环上端口收到NR报文时，如果所述环上端口含有PM设置，所述环上端口不删 除保存的<Node_ID，BPR>信息，否则所述环上端口删除保存的<Node_ID，BPR>信息。
3.根据权利要求2所述的一种环网抖动故障的消除方法，其特征在于所述PM防止环 上端口收到NR报文后删除保存的<Node_ID，BPR>信息，但是PM不会阻止环上端口收到非 NR报文后更新保存的<Node_ID，BPR>信息，如果所述环上端口上的<Node_ID，BPR>信息更 新，该环上端口上的PM标志被删除。
全文摘要
本发明公布了一种环网抖动故障的消除方法，所述方法如下当环网拓扑发生变化时即环网上有节点将端口阻塞，新阻塞端口的节点构造包括所述节点号以及所述阻塞端口号，然后将新阻塞端口的节点构造与所述阻塞端口保存的<Node_ID，BPR>进行比较，如果两者不同，则所述阻塞端口删除原先保存的<Node_ID，BPR>，存储新阻塞端口的节点构造，同时在新阻塞端口设置PM标志；然后，所述新阻塞端口的节点刷新地址转发表，并且沿着环上端口周期性地发送带有地址刷新信息的报文；如果两者相同，所述阻塞端口的节点沿环上端口周期性地发送带有DNF信息的报文，所述报文不进行地址刷新。
文档编号H04L12/437GK101969394SQ20101029954
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者王斌 申请人:南京邮电大学