专利名称：一种子环协议报文在虚拟通道中的传输方法
技术领域：
本发明涉及数据通信领域，更具体地涉及一种子环协议报文在虚拟通道中的传输方法。
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。例如以太网多环保护技术，如图1所示，节点Sl至S6都为以太网交换机，网络B和 节点S2相连接，网络A和节点S5相连接。网络A和网络B之间进行通信。网络A和网络 B之间有四条物理路径，即网络A<->节点S5<->节点S3<->节点S2<->网络B，网络A<-> 节点S5<->节点S3<->节点S4<->节点Sl<->节点S2<->网络B，网络A<->节点S5<->节 点S6<->节点S4<->节点S3<->节点S2<->网络B，网络A<->节点S5<->节点S6<->节点 S4<->节点Sl<->节点S2<->网络B。对于以太网多环的保护技术，国际上正在制定的标准(如ITU的G. 8032)认 为以太多环的保护网络中应该包含环和子环，即，环(Ring)是一个完整的以太环，子环 (Sub-Ring)是一种通过互连节点(Interconnection Node)与其它环或者网络相连的以太 环，互连节点(Interconnection Node)是同时属于两个或者多个以太环的公共节点。如图 2a所示，图中包含一个环和一个子环，Ringl是环，Ring2是子环。Ringl包含的节点有Si、
52、S3和 S4，包含的链路有:<S1, S2>、<S2，S3〉、〈S3，S4> 和 <S4，Sl> ；Ring2 包含的节点有
53、S5、S6和S4，包含的链路有:<S3,S5>、<S5，S6>和<S6，S4>。需要特别强调的是〈S3， S4>链路属于Ringl而不属于Ring2。在环网中，当环网无故障的情况下，一个环中，需要有 一段链路对数据报文的转发处于阻塞状态以防止成环，这段链路一般称为环保护链路(或 常阻塞链路，等)，通过这段环保护链路参与进行环中主用路径和保护路径的切换。拥有环 保护链路的节点，这里称为环保护链路控制节点。如图2a所示，在Ringl中，节点Sl为环 保护链路控制节点，与节点Sl的11端口直连链路为Ringl的环保护链路。在Ring2中，节 点S6为环保护链路控制节点，与节点S6的62端口直连链路为Ring2的环保护链路。在正 常情况下，Ringl和Ring2的环保护链路控制节点阻塞它们与环保护链路相连端口的数据 报文(文中指保护业务的数据报文)的转发，防止保护数据被重复转发和形成广播风暴。当以太多环网中的链路都为完好时，环和子环的环保护链路控制节点阻塞从端 口的保护数据转发功能。如图2a所示，节点Sl阻塞了端口 11的保护数据转发功能，节 点S6阻塞了端口 62的保护数据转发功能，网络B和A的通信路径为网络B<->节点 S2<->S3<->S5<-> 网络 A。
当以太多环网的链路出现故障时，如果故障链路不是环保护链路，则环保护链路 控制节点打开环保护链路相邻端口的保护数据转发功能，并且各个节点还要刷新地址转发 表，网络之间通信按照新的路径传输。如图2b所示，环Ringl上的节点S2和S3之间的链 路发生了故障，节点S2检测到链路故障后，阻塞端口 22的数据转发功能，通知其他节点链 路发生了故障，节点Sl收到故障通知后，打开端口 11的保护数据转发功能，另外Ringl上 的各个节点还要刷新地址转发表，网络B和A新的通信路径为网络B<->节点S2<->节点 Sl<->节点S4<->节点S3<->节点S5<->网络A。当以太多环网中的链路恢复时，进行恢复切换，网络传输恢复到正常状态时的传输路径，由于路径改变，节点也需要进行地址转发表的刷新。在对以太多环网进行维护和保护切换时，需要传播大量的控制报文，这些控制报 文是在自动保护控制信道中传播，自动保护控制信道有两类，一类对应于环，称为环的控制 信道，另一类是对应于子环，称为子环的控制信道。环的控制信道配置在环内。子环的控制 信道包含配置在子环内的部分和虚拟通道(Virtual Channel)。虚拟通道是配置在互连点 之间的其它网络或者其它环(包含其它子环)为子环协议报文提供传输通道的子环的控制 信道。如图3所示，子环Ring2的控制信道不仅配置在子环Ring2上，而且还配置在环Ringl 上，配置在环Ringl上的部分是为子环Ring2的协议报文提供的虚拟通道。由于虚拟通道 的存在，子环的协议报文可以到达子环上的任何一个节点。在现有的方案中，子环的协议报文虽然可以穿越互连节点之间的虚拟通道回到子 环，但是子环协议报文在互连节点之间的其它网络或其它环(包含其它子环)上发生了扩 散，浪费了大量的网络资源。如图4所示，RingU Ring2、Ring3和Ring4构成以太多环网。 Ring2是一个完整的闭环，包含的节点有S2、S6、S7和S3，包含的链路有<S2，S6>、<S6，S7>、 <57，53>和<53，52>，控制节点(或称环保护链路拥有者)是S3节点；Ring 1是子环，包含 的节点有S2、Si、S5和S6，包含的链路有:<S2, Sl>、<S1，S5>和<S5，S6>，控制节点是S5节 点；Ring3是子环，包含的节点有S3、S4、S8和S7，包含的链路有:<S3，S4>、<S4，S8>和<S8， S7>，控制节点是S4节点；Ring4是子环，包含的节点有S5、S9、S10、Sll和S8，包含的链路 有:<S5, S9>、<S9，S10>、<S10，Sll> 和 <S11，S8>，控制节点是 SlO 节点；在图 4 中，节点 SlO 分别沿着102端口和101端口向外周期性地发送NR，RB报文，通知Ring4子环上的其它节点 环保护链路对被保护的数据进行了阻塞。NR，RB报文(报文的目的地址是组播地址)进入子 环Ring4的虚拟通道(子环Ring4的虚拟通道被配置在Ringl、Ring2和Ring3上)后将发 生扩散，浪费Ringl、Ring2和Ring3的大量带宽资源。因此，找到一种方案使子环Ring4的 协议报文在虚拟通道上的传输被限定在一条互连接点之间的通畅路径上是非常有意义的， 换句话说，将NR，RB报文在虚拟通道上的传输路径限定在S5<->S1<->S2<->S6<->S7<->S8 上，会大大减少NR，RB报文在虚拟通道上浪费的带宽。从上面的分析可以看出，传统子环协议报文的传输方式会造成协议报文在虚拟通 道上扩散传输，严重浪费子环互连接点之间的其它环或网络的带宽。因此，提出一种使子环 协议报文在虚拟通道上的传输路径被限定在子环互连节点之间的通畅路径上，将对提高以 太多环网络的性能是非常有意义的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种子环协议报文在虚拟通道中的传输方法，避免子环协议报文在虚拟通道上扩散传输，提高网络性能。为解决上述技术问题，本发明采用了以下解决方案一种子环协议报文在虚拟通道中的传输方法，包括当子环互连节点向其子环虚拟通道上发送子环协议报文时，根据其目的MAC地址 和VLAN ID在本地的地址转发表查找相应的出端口发送，将所述子环协议报文从相应的出 端口转发；在所述子环协议报文的传输过程中，所述子环虚拟通道上的其它互连节点收到所 述子环协议报文时，根据其目的MAC地址和VLAN ID在本地的地址转发表中查找相应的出 端口，将所述子环协议报文从相应的出端口转发；所述子环虚拟通道上的非互连节点接收 到所述子环协议报文时，将其以组播VLAN方式转发。上述方法还包括所述子环互连节点接收到源MAC地址和目的MAC地址均与所述 子环协议报文的目的MAC地址相同的协议报文时，丢弃此协议报文。上述方法还包括所述子环互连节点周期性地在所述子环虚拟通道上发送组播报 文，且所述组播报文的源MAC地址和目的MAC地址均与所述子环协议报文的目的MAC地址 相同。上述方法中，所述组播报文的发送周期小于MAC地址的老化周期。本发明具有以下有益效果采用本发明，可以使子环协议报文在虚拟通道中的一条通畅路径上传播，大大减 少子环协议报文在虚拟通道上的扩散，降低了子环协议报文对互连节点之间的其它环或子 环上的带宽的消耗，提高了网络性能。
图1为以太多环网的拓扑图；图2a为以太多环网中链路完好时的通信路径拓扑图；图2b为以太多环网中链路故障时的通信路径拓扑图；图3为子环控制VLAN的示意图；图4为现有的子环虚拟报文在虚拟通道中的传输路径示意图；图5为本发明的子环协议报文在虚拟通道中的传输方法流程图；图6为本发明的一个具体实施例中子环虚拟报文在虚拟通道中的传输路径示意 图。
具体实施例方式本发明的核心思想为将子环协议报文在子环虚拟通道中的传输路径限定在子环 的互连节点之间的通畅路径上。具体实现方法为1)当子环互连节点向其子环虚拟通道上发送子环协议报文时，根据子环协议报文 的目的MAC地址和VLAN ID查找本地的地址转发表(子环端口对应的地址条目除外)，若找 至IJ，则将子环协议报文从相应的出端口转发至子环的虚拟通道上，否则将其以组播VLAN方式发送出去；2)在子环协议报文的传输过程中，子环虚拟通道上的其它互连节点收到子环协议报文时，根据子环协议报文的目的MAC地址和VLAN ID查找本地的地址转发表(子环端口 对应的地址条目除外)，若找到，则将子环协议报文从相应的出端口转发至子环的虚拟通道 上，否则将其以组播VLAN方式发送出去；所述子环虚拟通道上的非互连节点接收到所述子 环协议报文时，将其以组播VLAN方式转发，即从除去入端口(协议报文的VLAN ID指示的 VLAN内)以外的其它端口转发。为了使子环虚拟通道上的其它互连节点能够在本地的地址转发表查找到子环协 议报文相应的出端口，两个子环互连节点还周期性地在子环的控制信道的虚拟通道上发送 组播报文(这些报文的目的MAC地址和源MAC地址与所述子环协议报文的组播MAC地址相 同)，这些报文在所述子环的控制VLAN上传播，以使子环虚拟通道上的其它互连节点能够 进行MAC地址学习。为了详细描述本发明的方案，进一步阐述如下(如图5所示)步骤501，将以太多环网上的节点分为两类，一类是环或子环的互连节点，这类节 点构成集合1，另一类是非互连节点，这类节点构成集合2。步骤502，对于集合1中的任意两个互连节点，如果它们是某个子环接入其它环或 子环的互连节点，所述的两个互连节点周期性地在所述子环的控制信道的虚拟通道上向所 述子环发送组播报文(这些报文的目的MAC地址和源MAC地址与本子环的协议报文的组播 MAC地址相同)，目的是使本子环的虚拟通道上的互连节点在MAC地址老化之前学习到本子 环的协议报文的MAC地址。这些报文的发送周期小于MAC地址的老化周期。步骤503，当节点收到环或子环的协议报文(S卩，报文的目的MAC地址落在
区间内，该区间内的 MAC 地址是 ITU-T G. 8032 的协议报文的组播MAC地址)时，分两种情况处理情况1，收到该协议报文的节点是非互 连节点，转入步骤504。情况2，收到该协议报文的节点是互连节点，转入步骤505。步骤504，当非互连节点收到环或子环协议报文时，采用普通的VLAN组播数据的 转发方法，S卩该节点向(所述环或子环的控制VLAN内)入端口以外的其它所有端口转发 所接收到的协议报文；同时拷贝一份给该节点分析。步骤505，当互连节点收到环或子环协议报文时，该互连节点分析所述接收协议报 文目的MAC地址的最后一个字节，得到该协议报文所属环或子环的环号，同时读取所述协 议报文中的VLAN ID，然后分3种情况处理情况1，该互连节点在拥有所述环号的环或子环 上配有2个环上端口，转入步骤506。情况2，该互连节点在拥有所述环号的环或子环上没 有配置端口，转入步骤507。情况3，该互连节点在拥有所述环号的子环上仅仅配有1个环 上端口，转入步骤508。步骤506，当所述互连节点在拥有所述环号的环或子环上配有2个环上端口时，该 互连节点采用普通的VLAN组播数据的转发方法，即，该互连节点向(所述协议报文的VLAN ID确定的VLAN内)入端口以外的其它所有端口转发所述接收到的协议报文。步骤507，当所述互连节点在拥有所述环号的环或子环上没有配置端口时，该互连 节点根据协议报文中的目的MAC地址和VLAN ID查询MAC地址表(协议报文的入端口对应 的地址条目除外)。如果找到(同时还要确保对应地址条目中的出VLAN ID与所述协议报文中的VLAN ID是一致的)，就将所述协议报文发送到相应的端口，如果找不到就采用普通 的VLAN组播数据的转发方法，S卩，就向(所述协议报文的VLAN ID确定的VLAN内)入端口 以外的其它所有端口转发所述的协议报文。步骤508，当该互连节点在拥有所述环号的子环上仅仅配有1个环上端口时，分两 种情况处理情况1，该互连节点是从拥有所述环号的子环上的端口接收到所述的协议报 文，转入步骤509。情况2，该互连节点是从除去拥有所述环号的子环的环上端口的其它端 口接收到所述的协议报文，转入步骤510。步骤509，当所述互连节点在拥有所述环号的子环上仅仅配有 1个环上端口并且 该互连节点是从拥有所述环号的子环上的端口接收到该协议报文时，所述互连节点根据协 议报文中的目的MAC地址和VLANID查询MAC地址表(协议报文的入端口对应的地址条目 除外)。如果找到(同时还要确保对应地址条目中的出VLAN ID与所述协议报文中的VLAN ID是一致的)，就将所述协议报文发送到相应的端口，如果找不到就采用普通的VLAN组播 数据的转发方法，即，就向(所述协议报文的VLAN ID确定的VLAN内)入端口以外的其它 所有端口转发所述的协议报文。步骤510，当所述互连节点在拥有所述环号的子环上仅仅配有1个环上端口并且 该互连节点是从除去拥有所述环号的子环的环上端口的其它端口接收到所述的协议报文。 如果该协议报文的目的MAC地址与源MAC地址相同，该互连节点丢弃此协议报文，否则，向 拥有所述环号的子环的环上端口转发所述接收到的协议报文。实施例一，以太多环网中子环协议报文在虚拟通道中的传输过程图6是以太多环网子环协议报文在子环控制信道中的传输示意图，图中的子环的 控制信道是由VLAN来实现的，但不局限于用VLAN实现，具体分析如下如图6所示，RingU Ring2、Ring3和Ring4构成以太多环网。Ring2是一个完整 的闭环，包含的节点有S2.S6.S7和S3，包含的链路有:<S2, S6>、<S6，S7>、<S7，S3>和〈S3， S2>，控制节点(或称环保护链路拥有者)是S3节点；Ringl是子环，包含的节点有S2、Si、 S5和S6，包含的链路有:<S2，S1>、<S1，S5>和<S5，S6>，控制节点是S5节点；Ring3是子环， 包含的节点有S3、S4、S8和S7，包含的链路有:<S3, S4>、<S4，S8>和<S8，S7>，控制节点是 S4节点；Ring4是子环，包含的节点有S5、S9、S10、S11和S8，包含的链路有<S5，S9>、<S9， S10>、<S10, Sll> 和 <S11, S8>，控制节点是 SlO 节点。子环Ring4的控制信道分为两部分虚拟通道(子环Ring4的虚拟通道被配置在 RingURing2和Ring3上)和子环部分。虚拟通道上的控制节点S3、控制节点S5和控制节 点S4对子环Ring4的协议报文有阻塞作用。S5和S8是子环Ring4接入其它环或子环的互连节点，节点S5周期性地在子环 Ring4的控制信道的虚拟通道上向子环Ring4发送组播报文(这些报文的目的MAC地址和 源MAC地址与子环Ring4的协议报文的组播MAC地址相同，本实施例中协议报文为NR，RB 报文)；同样，节点S8也周期性地在子环Ring4的控制信道的虚拟通道上向子环Ring4发送 组播报文(这些报文的目的MAC地址和源MAC地址与子环Ring4的协议报文的组播MAC地 址相同，本实施例中协议报文为NR，RB报文)。这样，虚拟通道上的互连节点S2、S6、S7都 学习到了 S5和S8节点的MAC地址。所述组播报文的发送周期小于MAC地址的老化周期。图中的子环Ring4的控制节点SlO分别沿着102端口和101端口向外周期性地发送NR，RB报文，通知Ring4子环上的其它节点环保护链路阻塞了被保护的数据。当NR，RB报 文到达互连节点S5时，互连节点S5检查该报文的MAC地址，发现是组播协议报文地址(落 在Wl-19-A7-00-00-01，01-19-A7-00-00-EF]区间内)，然后从该MAC地址的最后1字节读 取环号，发现是节点S5所属子环发送来的协议报文，同时从协议报文中获取协议报文所属 的VLAN的ID号。节点S5依据协议报文中的目的MAC地址和VLAN ID查找本地的地址转 发表，如果查到出端口是52端口，就将所述协议报文从52端口转发出去，否则就向(所述 协议报文的VLAN ID确定的VLAN内)入端口 51以外的其它所有端口转发该协议报文。虚拟通道上的互连节点S2、S6和S7收到该协议报文后，检查该报文的MAC地址，发现是组播协议报文地址，然后从该MAC地址的最后1字节读取环号，发现不是本节点所属 环或子环发送来的协议报文，然后依据该协议报文中的目的MAC地址和VLAN ID查找本地 的地址转发表，如果查到出端口，就将所述协议报文从此端口转发出去，否则就向(所述协 议报文的VLAN ID确定的VLAN内)入端口以外的其它所有端口转发该协议报文。互连节点S8从82端口收到该协议报文后，检查该报文的MAC地址，发现是组播协议报文地址，然后从该MAC地址的最后1字节读取环号，发现是本节点所属环或子环的协议 报文并且该协议报文来自它的非环上端口。如果该协议报文的目的MAC地址与源MAC地址 相同，互连节点S8丢弃此协议报文，否则向拥有所述环号的子环Ring4的环上端口 83转发 该协议报文。非互连节点Sl收到该协议报文后，检查该报文的MAC地址，发现是组播协议报文地址，该节点向(所述协议报文的VLAN ID确定的VLAN内)入端口以外的其它所有端口转 发该协议报文。对于从互连节点S8进入虚拟通道的NR，RB协议报文，节点S5、S2、S6、S5和S8对 它的转发处理与由互连节点S5进入虚拟通道的NR，RB协议报文一样。通过上面的分析，可以看出子环Ring4的协议报文沿着虚拟通道中的一条通畅路 径S5<->S1<->S2<->S6<->S7<->S8传播，没有发生扩散，大大降低了子环Ring4的协议报文 在虚拟通道中占用的带宽。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发 明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改 或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范 围当中。
权利要求
一种子环协议报文在虚拟通道中的传输方法，其特征在于，该方法包括当子环互连节点向其子环虚拟通道上发送子环协议报文时，根据其目的MAC地址和VLAN ID在本地的地址转发表查找相应的出端口发送，将所述子环协议报文从相应的出端口转发；在所述子环协议报文的传输过程中，所述子环虚拟通道上的其它互连节点收到所述子环协议报文时，根据其目的MAC地址和VLANID在本地的地址转发表中查找相应的出端口，将所述子环协议报文从相应的出端口转发；所述子环虚拟通道上的非互连节点接收到所述子环协议报文时，将其以组播VLAN方式转发。
2.如权利要求1所述的子环协议报文在虚拟通道中的传输方法，其特征在于，所述方 法还包括所述子环互连节点接收到源MAC地址和目的MAC地址均与所述子环协议报文的 目的MAC地址相同的协议报文时，丢弃此协议报文。
3.如权利要求1或2所述的子环协议报文在虚拟通道中的传输方法，其特征在于，所述 方法还包括所述子环互连节点周期性地在所述子环虚拟通道上发送组播报文，且所述组 播报文的源MAC地址和目的MAC地址均与所述子环协议报文的目的MAC地址相同。
4.如权利要求3所述的子环协议报文在虚拟通道中的传输方法，其特征在于，所述组 播报文的发送周期小于MAC地址的老化周期。
全文摘要
本发明公开了一种子环协议报文在虚拟通道中的传输方法，包括当子环互连节点向其子环虚拟通道上发送子环协议报文时，在本地的地址转发表查找相应的出端口发送，将子环协议报文从相应的出端口转发；在子环协议报文的传输过程中，子环虚拟通道上的其它互连节点收到子环协议报文时，在本地的地址转发表中查找相应的出端口，将子环协议报文从相应的出端口转发；子环虚拟通道上的非互连节点接收到子环协议报文时，将其以组播VLAN方式转发。采用本发明，可以使子环协议报文在虚拟通道中的一条通畅路径上传播，大大减少子环协议报文在虚拟通道上的扩散，降低了子环协议报文对互连节点之间的其它环或子环上的带宽的消耗，提高了网络性能。
文档编号H04L12/56GK101815023SQ200910105540
公开日2010年8月25日 申请日期2009年2月19日 优先权日2009年2月19日
发明者吴少勇, 王斌 申请人:中兴通讯股份有限公司