一种环网上冗余传送方法、设备及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种环网上冗余传送方法、设备及系统，方法包括：在组播源接入的交换机上，对组播源发送的组播报文按照预定组播目的地址进行过滤；将含有所述预定组播目的地址的组播报文按照预定报文格式进行预定组播报文的封装，所述预定组播报文能够穿透阻塞端口在备份链路上进行传输；将封装后的所述预定组播报文从两个组环端口进行冗余发送。该方法可以双向冗余发送预定组播报文。当环网链路故障时，不影响预定组播报文的继续发送，因为预定组播报文依然可以传送到环网中的所有交换机节点，因为一直有一条包含阻塞端口（不随其端口状态而改变）在内的传送通道可以使用。因此，不会中断通信，可以真正的做到环网的自愈时间为零。
【专利说明】一种环网上冗余传送方法、设备及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络信息传送【技术领域】，特别涉及一种环网上冗余传送方法、设备及系统。
【背景技术】
[0002]在一对多的数据分发系统中，若采用多个一对一的数据流发送，则会大大浪费系统带宽，增加发送端的复杂度。如果采用广播的形式，又会增加系统内其他用户的处理压力。
[0003]因此可以利用环网来实现一对多的数据流发送。环网中通过组管理协议(IGMP，Internet Group Management Protocol)来建立合适的一对多数据通道，以组播的形式发送数据。在二层交换网络中，通过在交换机上运行IGMP侦听协议来建立组播数据的转发控制路径。
[0004]参见图1，该图为现有技术中提供的一种环网上进行组播数据流的示意图。
[0005]图1中N1-N6为交换机节点。SI为组播源，D1-D3为组播数据宿，SI发出的组播报文通过环网传送给组播数据宿D1-D3，具体地，SI将组播报文发送给N6，N6将组播报文发送给N1，N1将组播报文发送给N2，N2将组播报文发送给N3，N3将组播报文发送给N4，并且N3将组播报文发送给D2和D3，N4将组播报文发送给Dl。
[0006]典型的环网拓扑中，构成网络系统的交换机依次首尾相连，在物理结构上构成一个环形的网络。由二层交换网络的广播域可知，物理上的环会造成广播风暴。所以需要运行环网控制协议，来依据某些规则把环网上的某端口设置为阻塞状态(图1中的N4为阻塞端口)，使网络的逻辑结构为线性，不存在数据转发的环形通路。
[0007]当环网线路或节点出现故障时，环网控制协议进行倒换形成新的转发拓扑，如图1所示，在N5和N4之间存在备份链路。但是，倒换过程中将会出现短时间的通信中断(即环网的自愈时间)。对于组播报文，由于切换过程中需要在各个交换机上建立新的组播地址表项，其切换时间要比单播报文切换时间长。
[0008]为了缩短环网出现故障时的自愈时间，现有技术中通过对环网拓扑的组播地址表项进行优化处理，自动把两个环口都注册到组播地址表项中，缩短自愈时间，但是依旧不能避免环网中报文传送的中断。
[0009]因此，现有技术中并不能解决环网中出现故障时通信中断的问题。
【发明内容】
[0010]本发明要解决的技术问题是提供一种环网上冗余传送方法、设备及系统，能够在环网出现故障时，不会出现通信中断，使环网的自愈时间为零。
[0011]本发明实施例提供一种环网上冗余传送方法，包括以下步骤:
[0012]在组播源接入的交换机上，对组播源发送的组播报文按照预定组播目的地址进行过滤；[0013]将含有所述预定组播目的地址的组播报文按照预定报文格式进行预定组播报文的封装，所述预定组播报文能够穿透阻塞端口在备份链路上进行传输；
[0014]将封装后的所述预定组播报文从两个组环端口进行冗余发送。
[0015]优选地,还包括:
[0016]在组播源没有接入的任意交换机上，对接收到的所述预定组播报文进行冗余控制信息的提取；所述预定组播报文中携带冗余控制信息；
[0017]通过所述冗余控制信息判断是否已经接收过该预定组播报文；
[0018]如果已经接收过该预定组播报文，则直接丢弃该预定组播报文进行冗余消除；
[0019]如果没有接收过该预定组播报文，则将所述预定组播报文从另一组环端口上发送出去，同时更新冗余控制信息。
[0020]优选地，如果没有接收过该预定组播报文，则还包括:
[0021]检查所述预定组播报文中的原始组播目的地址，如果所述原始组播目的地址存在于本地的组播地址表中，则将所述预定组播报文解封装为普通组播报文，将所述普通组播报文按照所述组播地址表转发到成员端口 ；所述成员端口包括组播宿和下一个直接连接的交换机。
[0022]优选地，将含有所述预定组播目的地址的组播报文按照预定报文格式进行预定组播报文的封装，具体为:
[0023]将网桥管理组播地址作为预定组播报文的目的地址；
[0024]将本交换机的MAC地址作为预定组播报文的源地址；
[0025]对预定组播报文的以太类型进行自定义；
[0026]MAC层的负荷预留出冗余控制信息的位置；
[0027]所述冗余控制信息之后放置组播源发送的组播报文；所述组播源发送的组播报文包括原始组播目的地址，原始源地址，以太网类型，IP头和IP负荷。
[0028]优选地，所述冗余控制信息包括:源标示和序列号。
[0029]本发明实施例还提供一种环网上冗余传送设备，该设备为组播源接入的设备，包括:过滤模块、封装模块和发送模块；
[0030]所述过滤模块，用于对组播源发送的组播报文按照预定组播目的地址进行过滤；
[0031]所述封装模块，用于将含有所述预定组播目的地址的组播报文按照预定格式进行预定组播报文的封装，所述预定组播报文能够穿透阻塞端口在备份链路上进行传输；
[0032]所述发送模块，用于将封装后的所述预定组播报文从两个组环端口进行冗余发送。
[0033]优选地，所述封装模块包括:
[0034]目的地址生成子模块，用于将网桥管理组播地址作为预定组播报文的目的地址；
[0035]源地址生成子模块，用于将本交换机的MAC地址作为预定组播报文的源地址；
[0036]自定义子模块，用于自定义预定组播报文的以太类型；
[0037]冗余控制信息生成子模块，用于生成冗余控制信息；MAC层的负荷预留出冗余控制信息的位置；
[0038]所述冗余控制信息之后放置组播源发送的组播报文；所述组播源发送的组播报文包括原始组播目的地址，原始源地址，以太网类型，IP头和IP负荷。[0039]本发明实施例还提供一种环网冗余传送系统，包括多个交换机，所述多个交换机组成环网；
[0040]其中，组播源接入的交换机，用于对组播源发送的组播报文按照预定组播目的地址进行过滤；将含有所述预定组播目的地址的组播报文按照预定报文格式进行预定组播报文的封装，所述预定组播报文能够穿透阻塞端口在备份链路上进行传输；将封装后的所述预定组播报文发送给环网上相邻的两个交换机。
[0041]优选地，其中，没有组播源接入的任意交换机，用于对接收到的所述预定组播报文进行冗余控制信息的提取；通过所述冗余控制信息判断是否已经接收过该预定组播报文；如果已经接收过该预定组播报文，则直接丢弃该预定组播报文进行冗余消除；如果没有接收过该预定组播报文，则将所述预定组播报文从另一组环端口上发送出去，同时更新冗余控制信息。
[0042]优选地，所述没有组播源接入的任意交换机，还用于检查所述预定组播报文中的原始组播目的地址，如果所述原始组播目的地址存在于本地的组播地址表中，则将所述预定组播报文解封装为普通组播报文，将所述普通组播报文按照所述组播地址表转发到成员端口。
[0043]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0044]本发明实施例提供的环网上冗余传送方法，对组播源发送的组播报文进行筛选，将符合筛选条件的组播报文进行预定报文格式的封装，封装后的预定组播报文可以穿透阻塞端口，可以在备份链路上进行传送，并且本发明提供的方法可以双向冗余发送预定组播报文。这样，当环网链路故障时，不影响预定组播报文的继续发送，因为预定组播报文依然可以传送到环网中的所有交换机节点，因为一直有一条包含阻塞端口(不随其端口状态而改变)在内的传送通道可以使用。因此，不会中断通信，可以真正的做到环网的自愈时间为零。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0046]图1是现有技术中提供的一种环网上进行组播数据流的示意图；
[0047]图2是本发明提供的环网上冗余传送方法实施例一流程图；
[0048]图3是本发明提供的环网上冗余传送示意图；
[0049]图4是本发明提供的环网上冗余传送方法实施例二流程图；
[0050]图5是本发明提供的设备实施例一示意图；
[0051]图6是本发明提供的设备实施例二示意图；
[0052]图7是本发明提供的环网上冗余传送系统示意图。
【具体实施方式】
[0053]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0054]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0055]方法实施例一:
[0056]参见图2，该图为本发明提供的环网上冗余传送方法实施例一流程图。
[0057]本发明提供一种环网上冗余传送方法，包括以下步骤:
[0058]S201:在组播源接入的交换机上，对组播源发送的组播报文按照预定组播目的地址进行过滤；
[0059]需要说明的是，本发明提供的方法并不是对组播源发送的所有组播报文均进行封装，而是过滤的符合要求的组播报文才进行封装。本发明预先配置了组播目的地址，将该组播目的地址作为过滤匹配的目标。如果组播源发送的组播报文的目的地址为预定组播目的地址，则进行过滤，然后进行封装。
[0060]为了使本领域技术人员更好地理解和实施本发明的技术方案，在介绍方法实施例一时同时结合本发明提供的冗余传送示意图进行介绍，具体参见图3。
[0061 ] 组播源为SI，环网中的交换机节点为N1-N6，其中N4为阻塞端口，N5和N4之间存在备份链路。D1-D3为组播宿。
[0062]S201限定的交换机为图3中的N6，因为N6为组播源SI接入的交换机。
[0063]SI将组播报文发送给N6，为了区别封装前和封装后组播报文的区别，图3中以标号Mcast为普通组播报文，以p2p表示经过本发明预定报文格式封装后的预定组播报文。
[0064]S202:将含有所述预定组播目的地址的组播报文按照预定报文格式进行预定组播报文的封装，所述预定组播报文能够穿透阻塞端口在备份链路上进行传输；
[0065]需要说明的是，本发明进行预定组播报文的封装是为了使封装后的预定组播报文能够穿透阻塞端口，能够在备份链路上进行传送，这是本发明中实现冗余传送的关键点，即是环网出现故障时保证零自愈时间的关键。
[0066]从图3中可以看出，N6对普通组播报文Mcast封装为预定组播报文p2p，
[0067]S203:将封装后的所述预定组播报文从两个组环端口进行冗余发送。
[0068]从图3中可以看出，N6将p2p发送给NI和N5，NI和N5是N6在环网中相邻的两个组环端口，这一点也区别于现有技术，现有技术中N6仅将普通组播报文发送给NI，而本发明实施例中N6即将预定组播报文发送给NI，又将预定组播报文发送给N5。
[0069]从图3中还可以看出，N5将p2p发送给N4，即p2p可以在备份链路上进行传送，同时又说明p2p可以穿透阻塞端口 N4。
[0070]本发明实施例提供的环网上冗余传送方法，对组播源发送的组播报文进行筛选，将符合筛选条件的组播报文进行预定报文格式的封装，封装后的预定组播报文可以穿透阻塞端口，可以在备份链路上进行传送，并且本发明提供的方法可以双向冗余发送预定组播报文。这样，当环网链路故障时，不影响预定组播报文的继续发送，因为预定组播报文依然可以传送到环网中的所有交换机节点，因为一直有一条包含阻塞端口(不随其端口状态而改变)在内的传送通道可以使用。因此，不会中断通信，可以真正的做到环网的自愈时间为零。
[0071]方法实施例二:
[0072]方法实施例一是以组播源接入的交换机为主体来描述的冗余传送方法，下面结合图3和图4介绍组播源没有接入的任意交换机为主体的冗余传送方法。
[0073]参见图4，该图为本发明提供的环网上冗余传送方法实施例二流程图。
[0074]S401:在组播源没有接入的任意交换机上，对接收到的所述预定组播报文进行冗余控制信息的提取；所述预定组播报文中携带冗余控制信息；
[0075]需要说明的是，N6对组播报文进行封装时，已经将冗余控制信息封装在预定组播报文中了。
[0076]例如，N1-N5均会对收到的预定组播报文进行冗余控制信息的提取。
[0077]S402:通过所述冗余控制信息判断是否已经接收过该预定组播报文；
[0078]由于冗余控制信息中含有唯一性标识，因此可以通过冗余控制信息判断是否已经接收过该预定组播报文。
[0079]S403:如果已经接收过该预定组播报文，则直接丢弃该预定组播报文进行冗余消除；
[0080]结合图3，例如N2已经从NI接收了预定组播报文，现在N3又向N2发送相同的预定组播报文，此时N2通过提取N3发送的预定组播报文中的冗余控制信息与自身保存的冗余控制信息进行比对，则判断已经有了相同的冗余控制信息，则直接将N3发送的预定组播报文进行丢弃。·
[0081]S404:如果没有接收过该预定组播报文，则将所述预定组播报文从另一组环端口上发送出去，同时更新冗余控制信息。
[0082]结合图3，N2通过冗余控制信息判断没有接收过N3发送的预定组播报文，则将该预定组播报文发送给NI，同时更新自身的冗余控制信息。
[0083]需要说明的是，每个交换机在本地均有一个保存冗余控制信息的列表，以便于对后续接收的预定组播报文进行冗余控制信息的比对。
[0084]下面结合表1和表2介绍本发明实施例提供的预定组播报文的封装。
[0085]可以理解的是，本发明中封装的过程是为了将普通组播报文作为预定组播报文的负荷，这样可以在环网上穿透阻塞端口进行点对点的传送。
[0086]从普通组播报文到预定组播报文的封装过程可以参见表1和表2:
[0087]表1普通组播报文
[0088]
目的MAC地址j源MAC地址~|0x800|lP头~IlP负荷
[0089]表2预定组播报文
[0090]
01"80"oo"0(!"00"源 MAC 地址’0x8080?ΛΙ普通组播报文
payload
预定组播报文预定组播报文^-?
目的地址源地址[0091]表1中示出了普通组播报文的帧格式，包括原始组播目的地址，原始源地址，以太网类型，IP头和IP负荷。
[0092]Payload中文是指负荷，一般表示报文中除了头部以外用来放上层数据的地方。
[0093]将原始的以太网帧(包括IP部分)重新封装到新的以太网帧内，成为其MAC负荷的一部分。
[0094]需要说明的是，以上的“原始组播目的地址”指的是表1中的目的MAC地址，“原始源地址”指的是表1中的源MAC地址。称为原始，是为了与表2中封装后的预定组播报文中的源地址和目的地址进行区别。
[0095]将网桥管理组播地址(BGA, Bridge Group Address)作为预定组播报文的目的地址，具体可以为 01-80-C2-00-00-00。
[0096]将本交换机的MAC地址作为预定组播报文的源地址；
[0097]对预定组播报文的以太类型进行自定义，例如可以自定义为0x8080。
[0098]MAC层的负荷预留出冗余控制信息的位置；例如可以预留出四个字节。表2中以TAG表示冗余控制信息。
[0099]在所述冗余控制信息之后放置组播源发送的组播报文，如表2所示；
[0100]下面介绍一下冗余 控制信息:
[0101]首先介绍发送侧:
[0102]表3冗余控制信息
[0103]
【权利要求】
1.一种环网上冗余传送方法，其特征在于，包括以下步骤: 在组播源接入的交换机上，对组播源发送的组播报文按照预定组播目的地址进行过滤； 将含有所述预定组播目的地址的组播报文按照预定报文格式进行预定组播报文的封装，所述预定组播报文能够穿透阻塞端口在备份链路上进行传输； 将封装后的所述预定组播报文从两个组环端口进行冗余发送。
2.根据权利要求1所述的环网上冗余传送方法，其特征在于，还包括: 在组播源没有接入的任意交换机上，对接收到的所述预定组播报文进行冗余控制信息的提取；所述预定组播报文中携带冗余控制信息； 通过所述冗余控制信息判断是否已经接收过该预定组播报文； 如果已经接收过该预定组播报文，则直接丢弃该预定组播报文进行冗余消除； 如果没有接收过该预定组播报文，则将所述预定组播报文从另一组环端口上发送出去，同时更新冗余控制信息。
3.根据权利要求2 所述的环网上冗余传送方法，其特征在于，如果没有接收过该预定组播报文，则还包括: 检查所述预定组播报文中 的 原始组播目的地址，如果所述原始组播目的地址存在于本地的组播地址表中，则将所述预定组播报文解封装为普通组播报文，将所述普通组播报文按照所述组播地址表转发到成员端口 ；所述成员端口包括组播宿和下一个直接连接的交换机。
4.根据权利要求1-3任一项所述的环网上冗余传送方法，其特征在于，将含有所述预定组播目的地址的组播报文按照预定报文格式进行预定组播报文的封装，具体为: 将网桥管理组播地址作为预定组播报文的目的地址； 将本交换机的MAC地址作为预定组播报文的源地址； 对预定组播报文的以太类型进行自定义； MAC层的负荷预留出冗余控制信息的位置； 所述冗余控制信息之后放置组播源发送的组播报文；所述组播源发送的组播报文包括原始组播目的地址，原始源地址，以太网类型，IP头和IP负荷。
5.根据权利要求4所述的环网上冗余传送方法，其特征在于，所述冗余控制信息包括:源标示和序列号。
6.一种环网上冗余传送设备，其特征在于，该设备为组播源接入的设备，包括:过滤模块、封装模块和发送模块； 所述过滤模块，用于对组播源发送的组播报文按照预定组播目的地址进行过滤；所述封装模块，用于将含有所述预定组播目的地址的组播报文按照预定格式进行预定组播报文的封装，所述预定组播报文能够穿透阻塞端口在备份链路上进行传输； 所述发送模块，用于将封装后的所述预定组播报文从两个组环端口进行冗余发送。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述封装模块包括: 目的地址生成子模块，用于将网桥管理组播地址作为预定组播报文的目的地址； 源地址生成子模块，用于将本交换机的MAC地址作为预定组播报文的源地址； 自定义子模块，用于自定义预定组播报文的以太类型；冗余控制信息生成子模块，用于生成冗余控制信息；MAC层的负荷预留出冗余控制信息的位置； 所述冗余控制信息之后放置组播源发送的组播报文；所述组播源发送的组播报文包括原始组播目的地址，原始源地址，以太网类型，IP头和IP负荷。
8.—种环网冗余传送系统，其特征在于，包括多个交换机，所述多个交换机组成环网； 其中，组播源接入的交换机，用于对组播源发送的组播报文按照预定组播目的地址进行过滤；将含有所述预定组播目的地址的组播报文按照预定报文格式进行预定组播报文的封装，所述预定组播报文能够穿透阻塞端口在备份链路上进行传输；将封装后的所述预定组播报文发送给环网上相邻的两个交换机。
9. 根据权利要求8所述的环网冗余传送系统，其特征在于，其中，没有组播源接入的任意交换机，用于对接收到的所述预定组播报文进行冗余控制信息的提取；通过所述冗余控制信息判断是否已经接收过该预定组播报文；如果已经接收过该预定组播报文，则直接丢弃该预定组播报文进行冗余消除；如果没有接收过该预定组播报文，则将所述预定组播报文从另一组环端口上发送出去，同时更新冗余控制信息。
10.根据权利要求9所述的环网冗余传送系统，其特征在于，所述没有组播源接入的任意交换机，还用于检查所述预定组播报文中的原始组播目的地址，如果所述原始组播目的地址存在于本地的组播地址表中，则将所述预定组播报文解封装为普通组播报文，将所述普通组播报文按照所述组播地址表转发到成员端口。
【文档编号】H04L12/42GK103546383SQ201310551906
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】郝波, 杨卫峰, 冯江华, 肖家博, 殷建华, 唐军 申请人:南车株洲电力机车研究所有限公司