EoC网络中的环路自动检测装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种EoC网络中的环路自动检测装置及方法，该装置包括：EoC终端设备，包括支持环路自动检测功能的以太网交换芯片和保存有Port-basedVLAN配置的存储芯片；EoC终端设备上电时执行Port-basedVLAN配置将以太网交换芯片上的用户网络端口之间进行隔离；EoC前端设备用以远程开启以太网交换芯片的环路自动检测功能，并定期查询以太网交换芯片的环路检测结果；若检测到有环路产生，则中断产生环路的EoC终端设备的上下行通信；EoC网络后台管理系统接收EoC前端设备发送的环路报警。本发明通过缆桥交换机实现了EoC网络中的环路问题的自动检测和排除，有效避免了EoC网络因环路产生广播风暴，同时还能实现对EoC网络中的环路故障进行高效管理和排查。
【专利说明】EoC网络中的环路自动检测装置及方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于EoC通信【技术领域】，涉及一种环路检测方法，特别是涉及一种EoC网络中的环路自动检测装置及方法。
【背景技术】
[0002]利用基于同轴电缆介质进行以太网数据传输(Ethernet over Coax,简称EoC)技术对有线电视网络进行双向改造，可以利用原有的光纤/同轴混合(Hybrid Fiber Coax,简称HFC)网络将传统的有线电视业务、宽带上网业务和电话语音业务，通过IP技术实现融合，以达到高效、高质、低成本的改进目标。并且是在尽量利用现有网络资源的情况下，实现光纤到楼，同轴到户，减少了重复建设带来的资源浪费。在EoC技术中，我们把前端设备叫做缆桥交换机，终端设备叫做缆桥终端。在这种技术背景下，缆桥终端安装在用户的室内，而用户的行为及家庭内部组网不可控。如图1所示，当EoC终端(即缆桥终端M^UNKUserNetwork Interface)端口之间连接成环路或EoC终端的下联设备上存在环路时,会导致EoC网络中产生广播风暴，影响其它用户的业务乃至整个EoC网络的通信。
[0003]现有的生成树协议(Spanning Tree Protocol,简称STP)通过有选择性地阻塞网络冗余链路来达到消除网络环路的目的，同时具备链路的备份功能。在一个扩展的局域网中，所有参与STP的交换机可以检测和消除网络中的环路，但是检测不到外部网络中是否有环路存在。因此STP适用于一个或多个交换机组成的局域网环境，并不适合EoC网络的应用场景。
[0004]此外，本领域技术人员还提出一种在EoC设备上实现环路检测的方法，该方法包括:局端管理设备依序设定每个用户终端的标志符，在局端管理设备发送的协议报文中添加对于不同用户终端的标志符`，每个用户终端接收到报文后，通过报文过滤机制，只让符合本用户终端标志符的协议报文通过，其他的协议报文丢弃，其流程参见图2 ;当局端管理设备接收到环路返回的协议报文时，检查报文中的标志符就知道是哪台用户终端下的用户产生了环路。该方法使得所有EoC系统中都可以实现环路检测，不需要专门的EoC芯片来识别报文的源用户终端，降低了系统的成本，同时提高了检测的效率和实用性。但是，随着EoC系统的业务增多，报文的数量也剧增，在这种情况下实现对每个报文添加标示符以及过滤，无疑对系统本身的处理能力是一个巨大的考验，而且也严重影响报文的传输速度，容易发生网络拥堵。
【发明内容】
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种EoC网络中的环路自动检测装置及方法，用于实现EoC网络中的环路问题的自动检测和排除。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种EoC网络中的环路自动检测装置及方法。
[0007]一种EoC网络中的环路自动检测装置，包括EoC终端设备、EoC前端设备、EoC网络后台管理系统；所述EoC终端设备包括以太网交换芯片和存储芯片；所述以太网交换芯片支持环路自动检测功能；所述存储芯片保存有Port-based VLAN配置；所述EoC终端设备上电时执行所述Port-based VLAN配置将以太网交换芯片上的用户网络端口之间进行隔离；所述EoC前端设备与所述EoC终端设备相连，用以远程开启所述以太网交换芯片的环路自动检测功能，并定期查询以太网交换芯片的环路检测结果；若检测到有环路产生，则EoC前端设备中断产生环路的EoC终端设备的上下行通信；所述EoC网络后台管理系统与所述EoC前端设备相连，用以接收EoC前端设备发送的环路报警。
[0008]优选地，所述以太网交换芯片包括至少2个用户网络端口。
[0009]优选地，所述EoC前端设备包括CPU，所述CPU用以通过读取所述以太网交换芯片的寄存器状态位来判断EoC终端设备是否产生环路。
[0010]优选地，所述存储芯片为FLASH。
[0011]一种EoC网络中的环路自动检测方法，所述EoC网络中的环路自动检测方法包括:
[0012]步骤一，EoC终端设备上电时，执行自身所保存的Port-based VLAN配置，将支持环路自动检测功能的以太网交换芯片上的用户网络端口之间进行隔离；
[0013]步骤二，EoC终端设备上线时，EoC前端设备远程开启所述以太网交换芯片的环路自动检测功能，并定期查询以太网交换芯片的环路检测结果；若检测到有环路产生，则中断产生环路的EoC终端设备的上下行通信，并发送产生环路的用户网络端口告警给EoC网络后台管理系统。
[0014]优选地，所述中断产生环路的EoC终端设备的上下行通信的具体实现过程为:将EoC终端设备中的以太网交换芯片的上联端口设置为Blocking状态。
[0015]优选地，所述步骤二还包括:所述EoC前端设备在中断产生环路的EoC终端设备的上下行通信的同时，记录下被中断的EoC终端设备的ID号。
[0016]优选地，所述步骤二还包括:EoC前端设备如果在一段时间内检测不到EoC终端设备上有环路存在，则恢复之前被中断的EoC终端设备的上下行通信，并清除之前记录的被中断的EoC终端设备的ID号。
[0017]优选地，所述恢复之前被中断的EoC终端设备的上下行通信的具体实现过程为:将EoC终端设备中的以太网交换芯片的上联端口设置为Forwarding状态。
[0018]如上所述，本发明所述的EoC网络中的环路自动检测装置及方法，具有以下有益效果:
[0019]本发明通过缆桥交换机实现了 EoC网络中的环路问题的自动检测和排除，有效避免了 EoC网络因环路产生广播风暴，能够实时检测EoC网络的环路状况，同时还能将EoC网络中的环路终端信息通过告警的方式上报设备网管，实现对EoC网络中的环路故障进行高效管理和排查。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1显示为现有的EoC网络中出现环路的情景示意图。
[0021]图2显示为现有的在EoC设备上实现环路检测的方法流程示意图。
[0022]图3显示为本发明所述的EoC网络中的环路自动检测装置的结构示意图。[0023]图4显示为本发明所述的EoC网络中的环路自动检测方法的流程示意图。
[0024]元件标号说明
[0025]1EoC终端设备；
[0026]2EoC前端设备；
[0027]3EoC网络后台管理系统；
[0028]11以太网交换芯片；
[0029]12存储芯片。
【具体实施方式】
[0030]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0031]请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0032]下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。
实施例
[0033]本实施例提供一种EoC网络中的环路自动检测装置，如图3所示，包括EoC终端设备1、EoC前端设备2、EoC网络后台管理系统3。
[0034]所述EoC终端设备I包括以太网交换芯片11和存储芯片12 ;所述以太网交换芯片11支持环路自动检测功能；所述存储芯片12保存有Port-based VLAN(基于端口的虚拟局域网)配置。所述EoC终端设备上电时执行所述Port-based VLAN配置将以太网交换芯片上的用户网络端口之间进行隔离。进一步，所述以太网交换芯片包括至少2个用户网络端口。所述存储芯片为FLASH。
[0035]所述EoC前端设备2与所述EoC终端设备I相连，用以远程开启所述以太网交换芯片11的环路自动检测功能，并定期查询以太网交换芯片的环路检测结果。若检测到有环路产生，则EoC前端设备中断产生环路的EoC终端设备的上下行通信。进一步，所述EoC前端设备包括CPU，所述CPU用以通过读取所述以太网交换芯片的寄存器状态位来判断EoC终端设备是否产生环路。
[0036]所述EoC网络后台管理系统3与所述EoC前端设备2相连，用以接收EoC前端设备2发送的环路报警。
[0037]本实施例还提供一种EoC网络中的环路自动检测方法，如图4所示，所述EoC网络中的环路自动检测方法包括:
[0038]步骤一，EoC终端设备上电时，执行自身所保存的Port-based VLAN配置，将支持环路自动检测功能的以太网交换芯片上的用户网络端口之间进行隔离；
[0039]步骤二，EoC终端设备上线时，EoC前端设备远程开启所述以太网交换芯片的环路自动检测功能，并定期查询以太网交换芯片的环路检测结果；若检测到有环路产生，则中断产生环路的EoC终端设备的上下行通信，同时记录下被中断的EoC终端设备的ID号，并发送产生环路的用户网络端口告警给EoC网络后台管理系统；进一步，所述中断产生环路的EoC终端设备的上下行通信的具体实现过程为:将EoC终端设备中的以太网交换芯片的上联端口设置为Blocking状态。所述恢复之前被中断的EoC终端设备的上下行通信的具体实现过程为:将EoC终端设备中的以太网交换芯片的上联端口设置为Forwarding状态。
[0040]步骤三，EoC前端设备如果在一段时间内检测不到EoC终端设备上有环路存在，则恢复之前被中断的EoC终端设备的上下行通信，并清除之前记录的被中断的EoC终端设备的ID号。
[0041]本发明采用的EoC终端设备(简称EoC终端)可以为集成了以太网交换芯片(简称交换芯片)的多端口的终端广品，并且交换芯片支持环路检测(Loop Detect)功能。首先在EoC终端的FLASH中保存Port-based VLAN配置，当EoC终端上电时就执行Port-basedVLAN配置将以太网交换芯片的用户网络端口(UserNetwork Interface,简称UNI)之间进行隔离，避免EoC终端的UNI端口之间形成环路时产生广播风暴。当终端上线时，EoC前端设备的管理CPU远程开启终端交换芯片的Loop Detect功能,并定期查询终端交换芯片的Loop Detect结果。EoC前端管理CPU通过读取终端交换芯片相关的寄存器状态位来判断该终端上是否产生环路，如果EoC终端上有环路产生，则EoC前端管理CPU将EoC终端的交换芯片的上联端口设置为Blocking状态来中断EoC终端上下行方向的通信，以防止下行的数据被环回发送到上联设备，并且记录产生环路的EoC终端ID号，同时发送EoC终端端口产生环路的告警给后台网管。如果在一段时间内检测不到终端上有环路存在，CPU将EoC终端的交换芯片的上联端口设置为Forwarding状态恢复终端的正常通信，并且清除之前记录的终端ID号，同时发送清除告警给后台网管。
[0042]本发明利用EoC终端的交换芯片的Port-based VLAN功能将EoC终端的UNI端口进行隔离，并且将Port-based VLAN配置保存到EoC终端的FLASH中，使得EoC终端上电后立即执行了 Port-based VLAN配置，EoC终端从起始状态就形成了对环路产生的广播风暴的防御，从而保护了 EoC网络的管理和业务通道。同时，利用EoC终端交换芯片自身的LoopDetect功能，自动检测环路的形成，无需通过管理CPU发送探测包来检测，减少了 CPU的负荷和网络带宽资源。当检测到EoC终端上存在环路时，将EoC终端的收发数据功能关闭，防止环回的报文发送到上联设备，当EoC终端上环路解除时，自动恢复终端的通信。最后再通过环路信息的记录和上报，降低了环路网络的排查难度，增强了 EOC网络的维护和管理。
[0043]本发明弥补了 STP协议在EoC网络中的不足，解决了 EOC网络环路排查困难的问题，同时有效防止了环路产生的广播风暴，具有实时上报、自动检测、自动恢复、自动保护的优点。
[0044]本发明通过缆桥交换机实现了 EoC网络环路的自动检测，有效避免了 EoC网络因环路产生广播风暴，能够实时检测EoC网络的环路状况；同时还能将EoC网络中的环路终端信息通过告警的方式上报设备网管，实现对EoC网络中的环路故障进行高效管理和排查。
[0045]综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0046]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种EoC网络中的环路自动检测装置，其特征在于，所述EoC网络中的环路自动检测装置包括: EoC终端设备，包括以太网交换芯片和存储芯片；所述以太网交换芯片支持环路自动检测功能；所述存储芯片保存有Port-based VLAN配置；所述EoC终端设备上电时执行所述Port-based VLAN配置将以太网交换芯片上的用户网络端口之间进行隔离； EoC前端设备，与所述EoC终端设备相连，用以远程开启所述以太网交换芯片的环路自动检测功能，并定期查询以太网交换芯片的环路检测结果；若检测到有环路产生，则EoC前端设备中断产生环路的EoC终端设备的上下行通信； EoC网络后台管理系统，与所述EoC前端设备相连，用以接收EoC前端设备发送的环路报警。
2.根据权利要求1所述的EoC网络中的环路自动检测装置，其特征在于:所述以太网交换芯片包括至少2个用户网络端口。
3.根据权利要求1所述的EoC网络中的环路自动检测装置，其特征在于:所述EoC前端设备包括CPU，所述CPU用以通过读取所述以太网交换芯片的寄存器状态位来判断EoC终端设备是否产生环路。
4.根据权利要求1所述的EoC网络中的环路自动检测装置，其特征在于:所述存储芯片为FLASH。
5.一种EoC网络中的环路自动检测方法，其特征在于，所述EoC网络中的环路自动检测方法包括: 步骤一，EoC终端设备上电时，执行自身所保存的Port-based VLAN配置，将支持环路自动检测功能的以太网交换芯片上的用户网络端口之间进行隔离； 步骤二，EoC终端设备上线时，EoC前端设备远程开启所述以太网交换芯片的环路自动检测功能，并定期查询以太网交换芯片的环路检测结果；若检测到有环路产生，则中断产生环路的EoC终端设备的上下行通信，并发送产生环路的用户网络端口告警给EoC网络后台管理系统。
6.根据权利要求1所述的EoC网络中的环路自动检测方法，其特征在于，所述中断产生环路的EoC终端设备的上下行通信的具体实现过程为:将EoC终端设备中的以太网交换芯片的上联端口设置为Blocking状态。
7.根据权利要求1所述的EoC网络中的环路自动检测方法，其特征在于，所述步骤二还包括:所述EoC前端设备在中断产生环路的EoC终端设备的上下行通信的同时，记录下被中断的EoC终端设备的ID号。
8.根据权利要求6所述的EoC网络中的环路自动检测方法，其特征在于，所述步骤二还包括:EoC前端设备如果在一段时间内检测不到EoC终端设备上有环路存在，则恢复之前被中断的EoC终端设备的上下行通信，并清除之前记录的被中断的EoC终端设备的ID号。
9.根据权利要求8所述的EoC网络中的环路自动检测方法，其特征在于，所述恢复之前被中断的EoC终端设备的上下行通信的具体实现过程为:将EoC终端设备中的以太网交换芯片的上联端口设置为Forwarding状态。
【文档编号】H04L12/24GK103780444SQ201210398959
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月19日 优先权日:2012年10月19日
【发明者】袁加俊 申请人:上海未来宽带技术股份有限公司