一种以太网相交环保护倒换方法

专利名称：一种以太网相交环保护倒换方法
技术领域：
本发明涉及数据通信领域的链路保护倒换技术，尤其涉及一种以太网相交 环保护倒换方法。
背景技术：
以太环网是一种城域网技术，它解决了传统数据网保护能力弱、故障恢复
时间长等问题，理论上能够提供50ms的快速保护特性，逐步成为运营级城域 网发展的趋势之一。环网协议核心思想都是基于"标准MAC (Media Access Control,介质访问控制)交换+改进的生成树算法+以太网故障检测机制+简单 的环网控制协议"的，通过环网控制协议将物理的环破解成逻辑的链，并利用 改进的生成树协议和MAC交换完成保护切换。
IETF ( The Internet Engineering Task Force,互联网工程任务组)的RFC3916 标准定义了 EAPS ( Ethernet Automatic Protection Switching,以太网自动保护倒 换)保护技术，EAPS是Extreme Networks提出的用来增强以太环网的可靠性 和健壮性的一种技术，能够解决简单环拓扑结构的快速收敛问题，其链路切换 收敛时间通常在50ms以内。严格来说，EAPS并非IETF推荐的标准，而只是 一个备忘录，但由于其简单灵活的实现方式，已经成为事实上的以太环网技术 标准。EAPS对单环的保护倒换技术做了详细的规定，设备供应商在EAPS基 础上推出了各自的环网协议，比如RRPP (Rapid Ring Protection Protocol ，快速 环保护协议)、ZESR (ZTE Ethernet Smart Ring,中兴智能以太环网技术)等， 对单环拓扑的处理与EAPS完全相同，在处理多环相交拓扑时使用了边缘节点 和辅助边缘节点的概念，采用子环模型，子环模型中没有共享链路的概念，而 是把每个多环拓扑看成由一个封闭的主环及若干个非封闭的子环构成的，每个子环通过两端的节点与其他的环或子环相连接，这种模型可以支持任意多环网 络的拓扑结构。
ITU-T G.8032 (国际电信联盟通信标准化组以太网环保护切换)标准定义 了以太环网自动保护切换机制，对单环和相交环的故障检测/路径倒换机制作了 规定，适用于多环/梯形网络，能够保护以太网环内或环间拓扑上点到点、点到 多点、多点到多点的互通性。在处理多环网络时釆用共享链路模型，共享链路 模型中，将多环中的各个环拓扑指定成不同优先级，环与环之间的相交链路为 各自共享，环中非共享链路的发生故障会触发该故障所在环的保护倒换，而共
享链路的故障，则通过比较优先级触发共享链路所连接的高优先级的那个环进 行保护倒换。这种机制依赖多环优先级的固定分配，确保多环结构正确倒换。
无论是子环模型还是共享链路模型，都避免了多环相交拓扑链路故障触发 保护倒换出现超环。但是，子环模型中子环并不是闭合的环，需要引入辅助机 制进行故障检测，增加了协议的复杂性，子环模型对相交环拓扑进行逻辑层次 划分，主环链路故障通告不能被子环直接处理，如果主环连续出现链路故障即 保护状态下的主环再次出现链路故障，则需要通过辅助机制才能被子环检测到， 往往不能满足运营级以太网50ms倒换要求；共享链路模型严格规定了共享链 路故障时环保护倒换的顺序，其目的旨在避免保护倒换出现超环，而对高优先 级环连续出现链路故障时仍然需要辅助机制处理，同样不够理想，难以满足运 营级以太网要求。可见，子环模型和共享链路模型均未能完全发挥多环拓扑的 可靠性。另外，共享链路模型处理复杂网络拓扑时，环的逻辑划分相对困难。
图1为现有的复杂网络拓扑示意图，如图1所示，直观上，环Sl-S2-S4-S3 的所有链路均被其他环共享，这时就不能简单的划分环，需要本着环保护端口 不能出现在共享链路的原则划分环，可以这样划分，环S7-S8-S2-S1、环 S7-S8-S2-S4-S3-S1 、 环S7-S8-S2-S4-S6-S5-S3-S1 、 环S9-S1-S3-S10 、 环 Sll-S12-S4-S2。可以看出，这样的划分，环与环之间的关系非常复杂，且很不 直观，同样，在处理逻辑上也非常复杂。

发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种以太网相交环保护倒换方法， 用以降低多环拓扑的逻辑划分及处理复杂度，增强其可靠性，同时减少多环拓 扑的保护倒换过程所需的时间以及恢复过程所需的时间，使其满足运营级以太 网的要求。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的
一种以太网相交环保护倒换方法，该方法包括
A、 将以太网相交环拓扑进行逻辑划分，指定不同的优先级，并在相邻节 点间周期性互发Hello帧建立会话进行链路双向检测，当检测到链路发生故障 时，通告故障，并发送短序列故障通告报文DN;
B、 当以太网相交环中的节点检测到故障时阻塞链路，通告故障给所在环 的环控制节点，所述环控制节点开放环保护端口，并触发转发表更新进行环保 护倒换。
其中，所述步骤A进一步包括或以节点对端口的链路状态进行监测，当 发现链路故障则釆用中断方式通知CPU，触发故障并拆除会话。 以上所述将以太网相交环拓扑进行逻辑划分具体包括 将指定相交环拓扑中的 一 个环划分为基环；
将基环链路与其他链路组成的环划分为衍生环；其中，将基环在相交节点 之间的部分视作一条冗余链路称为基环链路；
将所述基环和衍生环组成的相交环划分为逻辑基环。 其中，链路故障检测具体包括
当检测到链路故障时发送故障通告报文DN, DN必须携带环标识，DN仅 在相应的环上转发，直到环控制节点、衍生环聚合端口所在节点收到DN时， 先检查是否存在该衍生环标识，如果不存在，则在DN中添加衍生环标识，并 置收到DN的环聚合端口的成员端口 Down;如果存在，则仅作转发处理。
所述通告故障的过程包括当衍生环聚合端口的成员端口链接链路故障时，置发生故障的链路的环聚
合端口的成员端口 Down,并发送故障通告报文DN，在DN中加入基环或逻辑 基环标识和衍生环标识；以及当衍生环聚合端口的所有成员端口都置为Down 时，基环链路或逻辑基环链路故障，通告DN给衍生环控制节点触发保护倒换。 一种基于权利要求1所述保护倒换过程的以太网相交环恢复倒换方法，该 方法包括
a、 相交环拓扑故障链路恢复过程中，链路故障恢复的环节点发送短序列故 障恢复通告RN报文，RN报文在所述环内转发，直到环控制节点；衍生环聚合 端口所在节点收到RN报文时先检查其中是否存在衍生环标识，若不存在，则
在DN中添加衍生环标识，置所述收到RN报文的环聚合端口的成员端口 Up， 并在相应衍生环上通告故障恢复RN报文；若存在，则仅作转发处理；
b、 环控制节点收到RN报文或检测到链路恢复，则启动相应环的恢复延时 定时器，并设置定时器恢复延时时间，当所述延时定时器超时，则开始恢复倒 换。
其中，所述定时器时间为 Wait-to-restore-time/(2n+l)s ; 其中 Wait-to-restore-time为拓扑恢复延时时间，需要根据实际网络环境进行配置；n 为相应环编号。
其中，所述恢复倒换过程进一步包括
环控制节点恢复延时定时器超时，阻塞环保护端口、刷新转发表，并发送 故障恢复响应报文RR,且所述RR携带发送环标识，在相应环及优先级高于自 身且处于保护状态的环上转发，高优先级环控制节点收到RR将抑制自身的延 时定时器，收到RR报文的节点刷新转发表。
本发明所提供的 一种以太网相交环保护倒换方法，具有以下优点 本发明采用多环拓扑的逻辑划分方式，将复杂的多环相交拓扑视为一个整 体，并将所有的环都作为闭合环，在环链路连续出现故障时，以单环的原理处 理多环拓扑的问题，可充分发挥多环拓扑的可靠性，使N个环相交最多能提供 N级链路故障保护倒换，能够处理任意层级的拓扑保护倒换。采用本发明方法的以太网多环网络，保护切换可在50ms内完成，完全能够满足运营级以太网
故障保护切换的要求。


图l为现有的复杂网络拓扑示意图2为本发明实施例相交环拓扑示意图3为本发明实施例基环链路和衍生环逻辑示意图4为本发明实施例主链路和从链路结构示意图5为本发明实施例复杂网络基环和衍生环拓扑示意图6为本发明实施例单环正常状态示意图7为本发明实施例单环链路故障示意图8为本发明实施例中单链路故障保护倒换过程示意图9为本发明实施例复杂多环相交网络拓扑示意图9'为本发明实施例复杂多环相交网络工作状态示意图IO为本发明实施例中链路故障检测过程示意图11为本发明实施例链路S4-S6故障通告过程示意图12为本发明实施例链路S4-S6故障引起保护倒换过程示意图13为本发明实施例中链路S5-S6故障时通告过程示意图14为本发明实施例链路S5-S6故障引起保护倒换的过程示意图15为本发明实施例链路S3-S4故障通告过程示意图16为本发明实施例链路S3-S4故障引起保护倒换的过程示意图17为本发明实施例链路S3-S4故障恢复通告过程示意图18为本发明实施例链路S3-S4故障恢复启动定时器示意图19为本发明实施例节点S7的Wait-to-restore超时发送RR过程示意图20本发明实施例节点收到RR (Ring2)的处理过程示意图21为本发明实施例链路S5-S6故障恢复通告示意图； 图22为本发明实施例节点SlWait-to-restore超时发送RR示意图；图23为本发明实施例节点收到RR (Ringl)的处理过程示意图25为本发明实施例节点S3Wait-to-restore超时发送RR过程示意图26为本发明实施例节点收到RR (Ring0)的处理过程示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。 本发明依据环网协议原理，在处理多环拓扑时，引入基环、衍生环、基环 链路、环聚合端口等概念，对相交环拓扑进行逻辑划分，指定环不同的优先级, 以Hello机制进行链路的双向检测，结合端口的链路状态监测实现链路快速准 确的故障检测，对基环链路或逻辑基环链路采用基于环聚合端口状态的故障检 测机制，结合现有环网原理，链路故障时触发相应环的保护倒换，链路故障恢 复时引入恢复延时机制，从而实现多环拓扑的层层保护倒换及恢复，充分发挥 了多环拓扑的可靠性，并且故障保护倒换在50ms时间内，满足运营级以太网 要求。所述术语及其解释如下
基环指定相交环拓扑中的一个环为基环，以RingO标识； 基环链路将基环视为相交节点之间的一条冗余链路，称为基环链路； 衍生环基环链路与其他链路组成的环为衍生环。基环可以和其他链路衍
生出多个环，分别以Ringl、 Ring 2..... RingN等标识；
逻辑基环及逻辑基环链路基环和衍生环组成的相交环可以视作一个逻辑 基环，同样，将逻辑基环视为相交节点之间的一条冗余链路，称为逻辑基环链 路；
纯衍生环链路衍生环中除基环链路或逻辑基环链路外的部分； 环聚合端口将衍生环节点上的两个基环端口(可以是逻辑基环端口，可 能多个)视为一个逻辑端口，称为环聚合端口，以Rag节点标识(衍生环标识， (成员端口 1，成员端口 1状态)，(成员端口 2,成员端口 2状态)，......)表
示；
环优先级以环标识(ID)表示环优先级，基环(Ring0)的优先级最高，其次是衍生环Ringl，依次类推；
环保护端口环控制端口，环工作状态时阻塞防止环路产生，环保护状态
时打开完成保护切换；
环控制节点环上主要决策和控制的节点。每个环上必须有一个控制节点， 而且只能有一个，环保护端口位于环控制节点上。
环传输节点环上除控制节点之外的其它节点都可以称为传输节点。
通过基环、衍生环、逻辑基环可以将整个环网从基环开始演化，最终的衍 生环实际上是整个环网全部。
图2为本发明实施例相交环拓扑示意图，如图2所示，该图是由6个节点 构成的相交环拓扑，指定S1、 S2、 S3、 S4组成的环为基环，用RingO标识； 将基环看成S3、 S4之间的冗余链路即基环链路，由链路S3-S1-S2-S4和链路 S3-S4组成，则S3、 S4之间的连接便是一条高可靠性的链路。
图3为本发明实施例基环链路和衍生环逻辑示意图，如图3所示，将S3、 S4通过逻辑上的基环链路连接后与节点S5、 S6组成的环就是衍生环，用Ring l标识。节点S3上的端口 1、 2是基环RingO的端口，在衍生环Ringl上视为 一个逻辑端口即环聚合端口，以RagS3 (Ringl, (1， Up)， (2， Up))标识， 同样S4上的端口 1、 2在Ringl上视为环聚合端口 RagS4 (Ringl, (1, Up), (2， Up))。衍生环上的基环链路中不存在阻塞端口的一条链路为主链路，其 他存在阻塞端口的链路为从链路，环聚合端口中连接主链路的端口为主成员端 口，连接从链路的端口为从成员端口。
图4为本发明实施例主链路和从链路结构示意图，如图4所示，黑色实心 圈表示阻塞端口；基环Ring 0、衍生环Ring 1，节点Sl、 S5分别配置为RingO、 Ring 1的控制节点；节点Sl的端口 2、节点S5的端口 2配置为环RingO、 Ring l的环保护端口；基环链路主链路S3-S4，从链路S3-S1-S2-S4，衍生环Ring 1 节点S3环聚合端口 Ragl主端口 2、从端口 1,节点S4环聚合端口 Ragl主端 口 1、从端口 2。
基于上述概念及示例原理，图1中指定环Sl-S2-S4-S3为基环RingO，整个拓扑依次衍生出环Ringl ( Ring0-S5-S6 )、环Ring2 ( Ringl-S7-S8 )、环Ring3 (Ring2-S9-S10)及环Ring4 ( Ring3-Sll-S12 )。
图5为本发明实施例复杂网络基环和衍生环拓扑示意图，如图5所示，以 太环网的基本原理是在以太网环完整时通过环网控制协议阻塞环上的一条链 路，将物理的环破解成逻辑的链，防止数据环路，而当以太网环上一条链路断 开时，迅速放开阻塞链路以恢复环网上各个节点之间的通信通路。
图6为本发明实施例单环正常状态示意图，如图6所示，RingO由节点Sl、 S2、 S3、 S4组成，配置S1为控制节点，当所有链路正常状态时，控制节点S1 将其上端口 2阻塞，整个环处于正常状态。
图7为本发明实施例单环链路故障示意图，如图7所示，假设链路S3-S4 故障，节点S3、 S4将分别检测到故障将故障端口阻塞并通告故障。
图8为本发明实施例中单链路故障保护倒换过程示意图，如图8所示，控 制节点S1收到故障通告，放开保护端口，刷新转发表，并发送刷新转发表报文 Flush，传输节点收到Flush刷新转发表并转发，环上各节点之间的通信通路恢复。
本发明引入了基环链路及逻辑基环链路的概念，为防止衍生环报文在其基 环或者逻辑基环中环路规定低优先级环的协议报文被高优先级控制节点接收需 判断，如果从阻塞端口收到将直接丢弃，并且不能从阻塞端口转发，聚合端口 所在节点从环聚合端口收到的报文不能从环聚合端口的成员端口中转发。多个 环相交时，为防止故障保护倒换时触发转发表刷新引起不必要的震荡，规定 Flush报文不能在正常状态的环上转发。
图9为本发明实施例复杂多环相交网络拓扑示意图，如图9所示，图中存 在基环Ring 0( S3-S4-S6-S5 )、衍生环Ring l( Ring 0-S1-S2 )及环聚合端口 RagS3 (Ringl, (2, Up)， (3, Up))、环聚合端口 RagS4 (Ringl， (1, Up), (3, Up))、衍生环Ring2 (Ring l-S7-S8)及环聚合端口 RagS5 (Ring2， (1， Up), (2， Up))和环聚合端口RagS6 (Ring2， (1, Up), (2， Up))。
依据以太环网基本原理，通过配置基环Ring 0控制节点S3及其上环保护端口 2、衍生环Ringl控制节点Sl及其上环保护端口 2、衍生环Ring2控制节 点S7及其上环保护端口 2，则该图所示的网络，在正常工作时的拓扑如图9' 所示，是一个复杂多环工作状态拓扑示意图。
下面以图9'所示复杂多环工作状态拓扑示意图为例，对本发明的链路故 障检测机制、保护倒换机制及其恢复机制进行逐一说明。
图IO为本发明实施例中链路故障检测过程示意图，如图10所示，相邻节 点间通过周期性互发Hello帧来进行双向故障检测，如果在一段时间内没有收 到对端的Hello帧，则表示链路发生故障。检测初始时，节点不知道对端标识， 如MAC,通过端口发送Hello帧时，对端标识为空，当节点收到对端节点的 Hello帧时，即开始会话，并携带对端标识再向对端发送的Hello帧，所述对端 节点收到带有自己标识的Hello帧时，表示链路正常，此时会话即建立。当节 点一段时间内没有收到对端节点的Hdlo帧，则认为链路故障，此时即拆除会 话，向对端发送的Hello帧中将对端标识置空并通告故障，然后发送一个短序 列故障通告报文DN (Defect-notify)。这里，以图9'中的链路Sl-S2为例进行 说明，从图10可以看出，节点S1、 S2互发Hello建立会话。当链路S1-S2发 生故障时，节点S1、节点S2均会检测到链路故障并相互通告故障。
另外，除了用Hello帧检测节点故障外，节点还会对端口的链路状态进行 监测， 一旦发现故障，则釆用中断的方式通知CPU,触发故障通告并拆除会话。 通过这两种方式结合使用，能够保证链路故障检测可以快速准确地进行。
当故障链路恢复时，节点只有与对方建立会话后才认为链路恢复，并发送 一个短序列的故障恢复通告报文RN (Restore- notify )。
下面对本发明以太网相交环保护倒换过程进行详细说明 依据前述以太环网原理，当环中链路出现故障时，环中节点检测到链路故 障时阻塞故障链路端口，并通告故障给环控制节点，环控制节点开放环保护端 口并触发转发表更新完成环保护倒换。无论基环还是衍生环均遵从这一原理， 基环的所有链路及纯衍生环链路都是单链路，出现故障时能直接被节点检测到并通告给相应的环控制节点触发环保护倒换。而衍生环中的基环链路或逻辑基 环链路是一条冗余链路，只用当其成员链路均故障时才能判断该链路故障从而
触发保护倒换。这里，所述纯衍生环链路为衍生环中除基环链路或逻辑基环链
在检测基环链路或逻辑基环链路故障时，作如下规定
第一、节点检测到故障，发送故障通告报文DN, DN必须携带环标识，DN 仅在相应的环上转发，直到环控制节点、衍生环聚合端口所在节点收到DN时， 将检查是否存在该衍生环标识，如果不存在，则在DN中添加衍生环标识，并 置收到DN的环聚合端口的成员端口 Down;如果存在，则仅作转发处理；
第二、当衍生环聚合端口的成员端口链接链路故障时，置发生故障的链路 的环聚合端口的成员端口 Down,并发送故障通告报文DN，在DN中加入基环
或逻辑基环标识和衍生环标识；
第三、当衍生环聚合端口的所有成员端口都置为Down时，基环链路或逻 辑基环链路故障，通告DN给衍生环控制节点触发保护倒换。
仍以图9'为例进行说明，此时整个以太环网处于正常工作状态，图ll为 本发明实施例链路S4-S6故障通告过程示意图，如图ll所示，当节点S4、 S6 之间的链路S4-S6故障时，作为基环RingO的传输节点S4、 S6将检测到故障， 节点S4阻塞端口 3，置环聚合端口 RagS4 (Ringl, (1， Up), (3, Down)), 并不触发衍生环Ringl通告故障，仅在基环RingO上通告故障，加入基环标识 Ring0及衍生环标识Ringl ，发送DN ( Ring 0, Ring 1 ),节点S6阻塞端口 2, 置环聚合端口 RagS6 (Ring2， (1， Up )， (2， Down)),发送DN(RingO, Ring 2)通告故障。
节点S5收到故障通告DN (RingO, Ring2 )，检查发现衍生环标识Ring 2, 仅做转发处理。节点S3收到故障通告DN (RingO, Ring 1 ),检查发现衍生环 标识Ringl，并不操作聚合端口状态，收到DN(RingO, Ring2)，置聚合端口 状态RagS3 (Ringl, (2， Up), (3， Down))。
图12为本发明实施例链路S4-S6故障引起保护倒换过程示意图，如图12所示，作为Ring0的控制节点收到故障通告开放端口环保护端口 2,发送Flush, 刷新转发表，转到保护状态，以承RingO标识。由于Ringl和Ring2均处于正常 状态，所以Flush仅在RingO上转发，传输节点S4、 S5、 S6收到Flush,刷新
转发表，保护倒换完成。
图13为本发明实施例中链路S5-S6故障时通告过程示意图，如图13所示， 当链路S5-S6发生故障时，节点S5、 S6将检测到故障，节点S5阻塞端口2， 通告故障DN (Ring0),置环聚合端口 RagS5 ( Ring2, (1, Up), (2, Down)), 由于环聚合端口成员端口 1尚处于Up状态，并不触发环Ring 2故障通告，节 点S6阻塞端口 1,置环聚合端口 RagS6 (Ring2, (1， Down)， (2, Down)), 由于成员端口全部处于Down状态，衍生环Ring2的基环链路故障，发送故障 通告DN ( Ring 2 )。
节点S3收到DN(RingO),由于处于保护状态，并不能继续保护倒换，置 聚合端口状态RagS3 (Ringl, (2， Up )， (3, Down))，由于端口2仍然Up, 并不触发环Ringl上的故障通告，节点S8收到故障通告转发，控制节点S7收
到故障通告触发保护倒换。
图14为本发明实施例链路S5-S6故障引起保护倒换的过程示意图，如图 14所示，控制节点S7收到故障通告进行保护倒换，开放端口2，发送Flush, 刷新转发表，转到保护状态，以sRing2标识。Ringl仍然处于正常状态，Flush 报文不能在Ringl上转发，节点S3、 S4、 S5、 S6和S8收到Flush后刷新转发
表，完成保护倒换。
图15为本发明实施例链路S3-S4故障通告过程示意图，如图15所示，当 链路S3-S4故障时，节点S3、 S4将检测到故障，节点S3阻塞端口2，置环聚 合端口RagS3 (Ringl, (2, Down), (3， Down)),作为Ring 0的控制节点无 需故障通告，由于环聚合端口成员端都Down掉，触发环Ringl上的故障通告， 发送DN (Ring 1),节点S4阻塞端口 1,置环聚合端口 RagS4 (Ringl， (1, Down)， (3, Down)),由于成员端口全部处于Down状态，衍生环Ring 1的基 环链路故障，发送故障通告DN(Ringl)。节点S2收到故障通告转发，控制节点Sl收到故障通告触发保护倒换。
图16为本发明实施例链路S3-S4故障引起保护倒换的过程示意图，如图 16所示，控制节点Sl收到故障通告进行保护倒换，开放端口2，发送Flush, 刷新转发表，转到保护状态，以*^1^1标识。Flush报文在整个拓扑上转发， 收到Flush的节点刷新转发表，完成保护倒换。至此，该环的保护倒换完成， 如果再有其他链路故障，将引起孤岛节点/链(不能与其他节点通信的节点/链称 为孤岛节点/链)出现，部分节点间的通信将被中断。
当然，链路故障也可以其他的顺序出现，但均可按照上面的原理进行分析, 在此不再赘述。
下面对本发明以太网相交环恢复机制的恢复过程进行说明 相交环拓扑故障链路恢复时，检测到链路故障恢复的环节点发送RN通告 故障恢复，RN必须携带环标识，RN仅在相应的环上转发，直到环控制节点， 衍生环聚合端口所在节点收到RN时将检查是否存在该衍生环标识，如果不存 在将在DN中添加标识，并置收到RN的环聚合端口的成员端口 Up，并在相应 衍生环上通告故障恢复RN报文；如果存在，则仅作转发处理。环控制节点收 到RN或检测到链路恢复，则启动相应环的恢复延时定时器Wait-to-restore,该 定时器时间为Wait画to-restore-time/(2n+l)s，其中Wait-to-restore-time为拓扑恢 复延时时间，可根据实际网络环境进行配置；n为相应环编号，如基环0;当延 时定时器Wait-to-restore超时，则开始恢复倒换，阻塞环保护端口，刷新转发表， 发送故障恢复响应报文RR( Restore-response), RR必须携带发送环标识，规定
RR只能在相应环及优先级高于自己且处于保护状态的环上转发，高优先级环控 制节点收到RR将抑制自身的延时定时器Wait-to-restore，收到RR报文的节点
刷新转发表。
上述定时器机制，高优先级环的恢复延时时间长于低优先级环，使得基环 链路或者逻辑基环链路恢复时，低优先级的衍生环将先于高优先级的逻辑基环 或基环进行恢复倒换。下面，以图16中的3条链路依次恢复的过程为例对本发明的恢复倒换过程进行说明。
设置Wait-to-restore隱time时间为30s，贝U Ring 0、 Ring 1、 Ring 2的Wait-to-restore定时器时间分别为30s、 10s、 6s。
图17为本发明实施例链路S3-S4故障恢复通告过程示意图，如图17所示，当图中链路S4-S6恢复时，节点S4、 S6检测到链路恢复，S4是基环RingO的传输节点，发送故障恢复通告RN(RingO)，同时S4又是衍生环Ringl的聚合端口所在节点，置聚合端口状态RagS4 (Ringl, (1, Down), (3, Up))，发送故障恢复通告RN(Ringl),同样地，S6是基环RingO的传输节点，发送故障恢复通告RN(RingO)，同时S6又是衍生环Ring2的聚合端口所在节点，置聚合端口状态RagS6(Ring2， (1, Down), (2, Up)),发送故障恢复通告RN( Ring0)。
图18为本发明实施例链路S3-S4故障恢复启动定时器示意图，衍生环Ring1的控制节点Sl收到脂(Ring 1 )启动Wait-to-restore ( 10s)，衍生环Ring 2的控制节点S7收到RN ( Ring 2 )启动Wait-to-restore ( 6s )，基环Ring 0的控制节点S3收到RN ( Ring 0 )启动Wait-to-restore ( 30s )。
图19为本发明实施例节点S7的Wait-to-restore超时发送RR过程示意图，衍生环Ring 2控制节点S7的Wait-to-restore首先超时，阻塞环保护端口 2，刷新转发表，通告环恢复响应RR (Ring2)。
图20本发明实施例节点收到RR (Ring2)的处理过程示意图，RR在拓扑上转发，收到RR的节点后刷新转发表，环控制节点S3、 Sl收到RR后发现RR携带的环优先级低于自己，将分别抑制自己的Wait-to-restore并转发，S4、S6收到RR打开阻塞端口。
图21为本发明实施例链路S5-S6故障恢复通告示意图，如图21所示，链路S5-S6恢复时，节点S5、 S6检测到链路恢复，S5是基环RingO的传输节点，发送故障恢复通告RN ( Ring 0 )，同时S5又是衍生环Ring 2的聚合端口所在节点，则置聚合端口状态RagS5 (Ring2, (1， Up), (3, Up))，由于Ring2处于正常状态，并不发送故障恢复通告RN，同样的，S6是基环RingO的传输节点，发送故障恢复通告RN ( Ring 0 ),同时S6又是衍生环Ring 2的聚合端口所在节点，置聚合端口状态RagS6 (Ring2, (1, Up), (2, Up )),由于Ring2处于正常状态，并不发送故障恢复通告RN。 S3收到RN ( Ring 0 )启动Wait-to-restore(30s),作为衍生环Ring 1的环聚合端口所在节点，置聚合端口状态RagS3(Ringl, ( 2, Down), ( 3, Up)),发送RN ( Ring 1 )， S4收到RN ( Ring 0 )，作为衍生环Ring 1的环聚合端口所在节点，置聚合端口状态RagS4(Ringl, ( 1,Down), ( 3， Up )),发送RN( Ring 1 )， SI收到脂(Ring 1 ),启动Wait-to-restore(10s )。
图22为本发明实施例节点SlWait-to-restore超时发送RR示意图，衍生环Ring 1控制节点SI的Wait-to-restore超时，阻塞环保护端口 2，刷新转发表，通告环恢复响应RR (Ring 1 )。
图23为本发明实施例节点收到RR (Ring 1)的处理过程示意图，如图23所示，RR在拓扑上转发，收到RR的节点刷新转发表，环控制节点S3收到RR后发现RR携带的环优先级低于自己，将抑制自己的Wait-to-restore并转发，S5、S6收到RR打开阻塞端口， S5、 S6所在衍生环Ring 2处于正常状态，并不转发RR。
图24为本发明实施例链路S3-S4故障恢复通告示意图，如图24所示，链路S3-S4恢复时，节点S3、 S4检测到链路恢复，S4是基环RingO的传输节点，发送故障恢复通告RN(RingO),同时S4又是衍生环Ringl的聚合端口所在节点，置聚合端口状态RagS4 (Ringl， (1， Up), (3, Up)),由于Ringl处于正常状态，并不发送故障恢复通告RN， S3是基环Ring 0的控制节点，启动Wait-to-restore (30s);同时S3又是衍生环Ring 1的聚合端口所在节点，置聚合端口状态RagS3 (Ringl, (2, Up), (3， Up));由于Ring 1处于正常状态，并不发送故障恢复通告RN。 S6收到RN ( Ring 0 )作为衍生环Ring 2的环聚合端口所在节点，置聚合端口状态RagS6 (Ringl, (1， Up), (2, Up));由于Ring2处于正常状态，并不发送RN， S5收至U RN(Ring0)，作为衍生环Ring2的环聚合端口所在节点，置聚合端口状态RagS5 (Ring2， (1， Up)， (2, Up))，由于Ring2处于正常状态，并不发送RN。
图25为本发明实施例节点S3Wait-to-restore超时发送RR过程示意图，基环RingO控制节点S3的Wait-to-restore超时，阻塞环保护端口 2，刷新转发表，通告环恢复响应RR (Ring0)。
图26为本发明实施例节点收到RR (Ring 0)的处理过程示意图，由于衍生环Ringl、 Ring 2均处于正常状态，所以RR仅在Ring 0上转发，收到RR的节点刷新转发表，S4收到RR打开阻塞端口。
至此，所有链路故障均已恢复，环RingO、环Ringl、环Ring2也都重新工作在正常状态。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1、一种以太网相交环保护倒换方法，其特征在于，该方法包括A、将以太网相交环拓扑进行逻辑划分，指定不同的优先级，并在相邻节点间周期性互发Hello帧建立会话进行链路双向检测，当检测到链路发生故障时，通告故障，并发送短序列故障通告报文DN；B、当以太网相交环中的节点检测到故障时阻塞链路，通告故障给所在环的环控制节点，所述环控制节点开放环保护端口，并触发转发表更新进行环保护倒换。
2、 根据权利要求l所述的相交环保护倒换方法，其特征在于，所述步骤A 进一步包括或以节点对端口的链路状态进行监测，当发现链路故障则采用中 断方式通知CPU,触发故障并拆除会话。
3、 根据权利要求l所述的相交环保护倒换方法，其特征在于，将以太网相 交环拓扑进行逻辑划分具体包括将指定相交环拓扑中的 一个环划分为基环；将基环链路与其他链路组成的环划分为衍生环；其中，将基环在相交节点 之间的部分视作一条冗余链路称为基环链路；将所述基环和衍生环组成的相交环划分为逻辑基环。
4、 根据权利要求l或3所述的相交环保护倒换方法，其特征在于，链路故 障检测具体包括当检测到链路故障时发送故障通告报文DN， DN必须携带环标识，DN仅 在相应的环上转发，直到环控制节点、衍生环聚合端口所在节点收到DN时， 先检查是否存在该衍生环标识，如果不存在，则在DN中添加衍生环标识，并 置收到DN的环聚合端口的成员端口 Down;如果存在，则仅作转发处理。
5、 根据权利要求4所述的相交环保护倒换方法，其特征在于，所述通告故 障的过程包括当衍生环聚合端口的成员端口链接链路故障时，置发生故障的链路的环聚合端口的成员端口 Down,并发送故障通告报文DN,在DN中加入基环或逻辑 基环标识和衍生环标识；以及当衍生环聚合端口的所有成员端口都置为Down时，基环链路或逻辑 基环链路故障，通告DN给衍生环控制节点触发保护倒换。
6、 一种基于权利要求1所述保护倒换过程的以太网相交环恢复倒换方法， 其特征在于，该方法包括a、 相交环拓扑故障链路恢复过程中，链路故障恢复的环节点发送短序列故 障恢复通告RN报文，RN报文在所述环内转发，直到环控制节点；衍生环聚合 端口所在节点收到RN报文时先检查其中是否存在衍生环标识，若不存在，则 在DN中添加衍生环标识，置所述收到RN报文的环聚合端口的成员端口 Up， 并在相应衍生环上通告故障恢复RN报文；若存在，则仅作转发处理；b、 环控制节点收到RN报文或检测到链路恢复，则启动相应环的恢复延时 定时器，并设置定时器恢复延时时间，当所述延时定时器超时，则开始恢复倒 换。
7、 根据权利要求6所述的相交环恢复倒换方法，其特征在于，所述定时器 时间为Wait-to-restore-time/(2n+1 )s;其中Wait-to-restore-time为拓扑恢复延时时间，需要根据实际网络环境进行配置；n为相应环编号。
8、 根据权利要求6所述的相交环恢复倒换方法，其特征在于，所述恢复倒 换过程进一步包括环控制节点恢复延时定时器超时，阻塞环保护端口、刷新转发表，并发送 故障恢复响应报文RR，且所述RR携带发送环标识，在相应环及优先级高于自 身且处于保护状态的环上转发，高优先级环控制节点收到RR将抑制自身的延 时定时器，收到RR报文的节点刷新转发表。
全文摘要
本发明公开了一种以太网相交环保护倒换方法，用于解决复杂网络拓扑链路故障保护倒换问题，该方法通过引入基环、衍生环、基环链路、环聚合端口等概念，对相交环拓扑进行逻辑划分，指定环不同的优先级，以Hello机制进行链路的双向检测，结合端口的链路状态监测实现链路快速准确的故障检测，对基环链路或逻辑基环链路采用基于环聚合端口状态的故障检测机制，依据环网原理，链路故障时触发相应环的保护倒换，链路故障恢复时引入恢复延时机制，从而实现多环拓扑的层层保护倒换与恢复。采用本发明方法，可使N个环相交最多N级链路故障保护倒换，充分发挥了多环拓扑的可靠性，并且故障保护倒换在50ms时间内，满足运营级以太网要求。
文档编号H04L12/26GK101645812SQ20091017182
公开日2010年2月10日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者汪怀坤 申请人:武汉烽火网络有限责任公司