专利名称：一种epon网络环路控制方法
技术领域：
本发明所属EPON (以太网无源光网络)网络中出现自环问题的控制方法。
背景技术：
由于接入网网络环境的复杂性，其维护问题逐渐成为各运营商考虑的重点，而无源网络在维护成本比有源网络的优势，也导致无源光网络在接入网的迅猛发展；ΕΡ0Ν完全继承以太网特色，兼容性强，技术应用广泛，继承以太网优点的同时也带来了以太网不利的一面，那就是以太网环路的危害性。以太网环路是指由于网络连线不规范、碰线等原因致使整个网络的数据转发路径存在环路，由此引发的危害主要包括广播风暴、MAC地址漂移、转发表错乱等，从而导致整个网络阻塞、中断。案例I : 案例描述如图I所示XX小区的ONU (光网络单元)O下联交换机1，交换机I下挂Hub (集线器)3和4，Hub安放于用户家中，每家用户共有3个接口用于上网。在现场环境中出现用户无法上网或者上网有间断现象。案例根因分析ONU 上接 PC 5 :192. 168. O. 100，交换机上接 PC 2 :192. 168. O. 99，PC 5 对 PC 2 发送 ping 命令，即 192. 168. O. IOOping 192. 168. O. 99 时发生如下事件(I)PC 5首先查看自己的ARP (地址解析协议)缓存，发现没有到达PC 2的条目；(2)计算目的IP地址即192. 168. O. 99是否和自己在同一网段(进行二进制与运算)，如果不是，并且在没有配置默认网关的情况下，它将直接丢弃该数据包；计算得出192. 168. O. 99和自己属于同一网段192. 168. O. 0/24,接着发送ARP广播请求，目的MAC(介质访问控制)地址为ff-ff-ff-ff-ff-ff ；(3) ONU O在接收到这个未知的广播帧后泛洪；(4)广播帧传到交换机I后泛洪，并在MAC地址中记录此帧的入接口(例如为Port23，即端口 23)；(5)因为这个过程很快，连接在交换机I上的PC 2对这个广播做出应答前，却发生ARP广播传送到Hub，因为Hub线路上的连接失误而成环。这个广播重新被回传到交换机I上。当交换机I收到这个帧的时候，错误的以为PC 5的位置已经移动了(端口号不一致，不再是23)。这个时候出现了 PC 5ping PC 2不通，数据包被转发到错误的端口上。致使PC2对每次发来的ARP请求进行回复时都将数据包发送到错误的端口上。自环问题的产生与原理分析常见产生环路的拓扑图，如图2所示。图2中引起了两种成环形式，是通过生成树协议无法消除的。成环I :ONU 6下挂集线器7时，集线器7的两端口通过网线相连时，会引起ONU 6端口的自环，影响到ONU 6的数据转发，数据转发到OLT 10的交换部分会引起地址表转发混乱，严重时影响到全网数据转发。成环2 :两ONU 8、9通过网线相连时，会造成OLT 10 (光线路终端)局端成环。部分局端设备无法解决一个PON (无源光网络)端口的自环。产生环路的原理分析如图3所示，ONU 11成环后，上联端口 UPLINK PORT — PORT 口的未知报文转发如下
下行方向，报文源地址SA=A,目的地址DA=B。自环会有两种转发情况I、当port I 口收到的自环报文延时小于port 3的回应报文时对于未知的报文来说,ONU 11会记录MAC地址A和uplink port的地址对应关系，同时向4个port端口转发。经过port I的报文发生自环并记录MAC地址A和port I的地址对应关系，并重新刷新地址表。Port I重新将此报文向除自己的其它4个端口转发。再说说port 3，如果对目的地址有回应，即发送源地址为B、目的地址为A的回应报文，并记录MAC地址B和port 3的地址对应关系。回应报文直接转发给端口 port 1，回应报文经过port I自环后,port I收到回应报文后记录MAC地址B和port I的地址对应关系，并重新刷新地址表。并继续转发回应报文，由于目的地址A转发表已清空，回应报文将向除port I以外的其余4个端口转发。结果造成本来应该广播一次用于学习地址表的报文被广播了三次，且依然没有学习到转发地址端口，且地址表被更新了两次并造成地址表已经混乱。2, port I 口收到的自环报文延时大于port 3的回应报文时Port 3的回应报文能够正确转发到uplink port,但是当port I收到自环报文后就会更新为MAC地址A和portl的地址对应关系，并重新刷新地址表,如果此时port 3的回应报文是连续的话，后续报文会转发到port I。以上分析的是单播的转发，如除port I外其余的多端口都有业务时，很容易造成转发表混乱，数据在交换芯片内不停广播最后造成端口带宽阻塞，让全网陷入瘫痪。参考文献[1]PAS6301/88E6095 Datasheet. ONU 交换部分的数据文档.[2] YD / T 1475-2006.接入网技术要求一基于以太网方式的无源光网络(EPON).
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种EPON网络环路控制方法，该方法能解决EPON网络中出现的自环问题。本发明所采用的技术方案是一种EPON网络环路控制方法，包括首先在光网络单元上进行静态MAC地址绑定，然后开启广播子线程，同时在光网络单元中开启轮询子进程以进行自环端口的检测和处理。所述的方法，静态MAC地址绑定的方法包括在光网络单元的MAC地址表中，新增一个静态的MAC地址，将该MAC地址绑定的入口端口设置为光网络单元交换部分的上联端□。所述的方法，开启广播子线程的方法包括在光网络单元中专门开启了一个广播子线程，该子线程每间隔一段时间，向光网络单元的UNI(用户端口)发送一个广播帧。所述的方法，该广播子线程的间隔时间为I秒钟。所述的方法，该广播帧的源地址为先前绑定的静态MAC地址，目的地址为
ffffffffffffo所述的方法，开启轮询子进程的方法包括在光网络单元中，专门开启了一个轮询子线程，该子线程每间隔一段时间轮询一次交换芯片的相关寄存器。 所述的方法，轮询子线程间隔的时间为100ms。所述的方法，相关寄存器为成员冲突中断寄存器。所述的方法，检测到自环端口后的处理方法包括将其关闭，并记录下关闭该端口时的时间戳，将端口关闭次数加I。本发明的优点本专利主要解决了在EPON网络中如何分析和解决环路的问题，在EPON网络中当环路出现时会影响到整个网络的数据转发，本发明提出的ONU端口自环问题的解决办法和定位方法，对于EPON未来的大批量现场使用具有重要意义。
图I是某小区上网异常示意图。图2是网络成环的主要拓扑图。图3是ONU端口成环的数据转发示意图。
具体实施例方式在EPON网络中，可以发现，出现自环问题的表象是成环，根因是成环造成交换部分的MAC地址表混乱。因此可以通过交换部分检测地址表的合法性来处理端口成环。ONU的任何一个端口，当接收到一个新的以太网数据帧时，交换部分首先从新接收到的数据帧中取出源mac地址，然后搜索交换芯片的整个mac地址表，查看该数据帧的源mac地址是否已经存在在mac地址表中。如果存在,ONU接着检查mac地址表中记录的该mac的入口端口号,如果记录的入口端口号正好和新接收的帧的入口端口号相同，说明这是一个合法的数据帧；如果记录的入口端口号和新接收的帧的入口端口号不相同，说明这是一个非法的数据帧。此时ONU有如下动作如果这个mac地址在交换芯片的mac地址表中是静态的，交换芯片会产生一个“member violation”事件。该事件导致两个结果一是在交换部分的“ΙΝΤη”引脚输出中断请求；一是在交换芯片的相关寄存器中记录“member violation”事件的状态。ONU的自环检测功能，就是利用上述原理实现的。首先在ONU的mac地址表中，新增一个静态的mac地址(例如00: ID:2B:00:00:01 )，该mac地址绑定的入口端口是0NU交换部分的上联端口(uplinkport)在ONU中专门开启了一个子线程，该子线程每间隔I秒钟，向交换芯片的0、1、2、3端 P，广播一个 SA=OO: ID: 2B: 00:00:01，DA = f f: f f: f f: f f: f f: f f，长度 64 字节的广播帧；在ONU中，专门开启了一个子线程，该子线程每间隔IOOms轮询一次交换芯片的“memberviolation”相关寄存器。如果发现发生了 “member violation”事件,将立即关闭对应的交换部分端口，并记录下关闭该端口时的时间戳，并将端口关闭次数加I。也就是说，最快100ms,就能捕捉端口自环,并关闭端口。如图2所示，上述检测手 段可以同时解决成环I (Hub 7的自环)和成环2 (0NU 8、9的环路)，成环I中当上联端口 (uplink port)设置静态源mac地址00:1D:2B:00:00:01,在当port I出现自环后就会在此端口出现和uplink port —样的源mac地址,这样就会出现“member violation”,交换部分可以依此关闭成环端口。同理，成环2中当ONU 8和ONU 9端口相连时，ONU 8或者ONU 9将下行的静态源mac地址为00: ID:2B :00:00:01的检测报文发给对方，任一 ONU收到检测报文后都会在此ONU的这个相连端口出现与上联端口相同的源mac地址00: ID: 2B: 00:00:01，同理也会关闭成环端口，至此关闭成环端口解决自环的目的可以实现。
权利要求
1.一种EPON网络环路控制方法，其特征在于包括首先在光网络单元上进行静态MAC地址绑定，然后开启广播子线程，同时在光网络单元中开启轮询子进程以进行自环端口的检测和处理。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，静态MAC地址绑定的方法包括在光网络单元的MAC地址表中，新增一个静态的MAC地址，将该MAC地址绑定的入口端口设置为光网络单元交换部分的上联端口。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，开启广播子线程的方法包括在光网络单元中专门开启了一个广播子线程，该子线程每间隔一段时间，向光网络单元的用户端口发送一个广播中贞。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于该子线程的间隔时间为I秒钟。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于该广播帧的源地址为先前绑定的静态MAC地址，目的地址为ffffffffffffo
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，开启轮询子进程的方法包括在光网络单元中开启一个轮询子线程，该子线程每间隔一段时间轮询一次交换芯片的相关寄存器。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于轮询子线程间隔的时间为100ms。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于相关寄存器为成员冲突中断寄存器。
9.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，检测到自环端口后的处理方法包括将其关闭，并记录下关闭该端口时的时间戳，将端口关闭次数加I。
全文摘要
本发明提供了一种EPON网络环路控制方法，其包括首先在光网络单元上进行静态MAC地址绑定，然后开启广播子线程，同时在光网络单元中开启轮询子进程以进行自环端口的检测和处理。该方法能解决EPON网络中出现的自环问题。
文档编号H04Q11/00GK102970622SQ201210545478
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者周涛 申请人:广东东研网络科技股份有限公司