回路检测的方法及网络装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种回路检测的方法及网络装置，上述方法用于一网络装置，上述方法包括：通过一端口接收一回路检测帧；通过一回路检测单元检测回路检测帧是否由上述网络装置的端口所传送；以及当回路检测帧由上述端口所传送时，通过一帧分析单元分析回路检测帧，以判断上述网络装置是否发生回路；当发生回路时，通过一端口切断单元切断网络装置的端口，其中的回路检测帧为一回路检测协定数据单元帧。本发明的检测方法可广泛的适用于各种网络装置。
【专利说明】回路检测的方法及网络装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种回路检测(Loop Detection)方法及网络装置，尤其涉及一种通过一回路检测帧(frame)以判断回路是否发生的方法及网络装置。
【背景技术】
[0002]以太网络(Ethernet Network)是目前普遍的区域网络(Local Area Network,LAN)技术,较大型的区域网络中,在桥接器(bridge),例如交换器(switch)间或其内部可能形成回路(Loop)，使封包在回路上不断被重复转发，占据频宽和装置资源，例如存储器，影响网络传输效能，与装置运作效能。
[0003]参阅图1A与图1B，为区域网络中二种回路态样。图1A中，装置10中的端口 101所送出的封包14可能会通过交换器(图未显示)经由装置12送回至装置10中的端口 101，造成回路。在图1B中，装置10中的端口 101所送出的封包14可能会通过交换器(图未显示)经由装置12送回至装置10中的另一端口 102，造成回路。
[0004]目前主要依据IEEE802.1的扩张树协定(Spanning Tree Protocol, STP)解决回路问题，当回路发生时，回路的某些连接(Link)会被切断，使端口失去功能以切断回路。然而，以硬件实现扩张树协定，所需成本较高。以软体实现扩张树协定，则装置或交换器所配置的运算单元亦须具备相当的程序运算能力。但某些装置或交换器仅配置无程序运算能力的特殊应用电路(Application Specified Integrated Circuit, ASIC)来处理封包，故扩张树协定不完全的适用各式的装置或交换器。
【发明内容】
[0005]鉴于上述问题，本发明揭示一种回路检测的方法，用于一网络装置以检测网络装置是否产生回路。上述回路检测的方法包括:通过一端口接收一回路检测协定数据单元(Loop Detection Protocol Data Unit, LDPDU)巾贞作为一回路检测巾贞；通过一回路检测模块检测回路检测帧是否由上述网络装置的端口所传送；当回路检测帧由上述端口所传送时，还分析回路检测帧，以判断网络装置是否发生回路；当回路发生时，通过回路检测模块切断(shut down)传送回路检测帧的端口 ；当网络装置未发生回路时，则丢弃回路检测帧。
[0006]本发明还提出一种网络装置，包括一端口，以及一回路检测模块，回路检测模块还包含一回路检测单元、一帧分析单元以及一端口切断单元。端口耦接于回路检测单元及端口切断单元。帧分析单元耦接于回路检测单元及端口切断单元。端口接收一回路检测协定数据单元帧作为一回路检测帧。回路检测单元检测回路检测帧是否由网络装置的端口所传送。当回路检测帧由上述端口所传送时，帧分析单元分析回路检测帧，并判断网络装置是否发生回路。当发生回路时，端口切断单元切断传送回路检测帧的端口 ；当未发生回路时，则帧分析单元丢弃回路检测帧。
[0007]通过本发明的回路检测方法及网络装置，由于对于硬件要求并不高，只需具有基本网络装置的功能，如本实施例中关于封包的处理、判断与控制等，故可广泛的适用于各种网络装置，无论网络装置是否具有中央的运算单元或其运算能力，均可有效的达到回路检测的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1A?IB为显示于区域中回路形成的示意图。
[0009]图2为显示根据本发明一实施例所述的网络装置的功能方块图。
[0010]图3为显示根据本发明另一实施例所述的网络装置的功能方块图。
[0011]图4A?图4B为显示根据本发明一实施例的回路检测的方法流程图。
[0012]上述附图中的附图标记说明如下:
[0013]10、12 ?装置；
[0014]14?封包；
[0015]101、102 ?端口；
[0016]200、300?网络装置；
[0017]210,310?回路检测模块；
[0018]220,320?回路检测单元；
[0019]230、330?帧分析单元；
[0020]240、340?端口切断单元；
[0021]250,350?检测封包产生单元；
[0022]360?整体状态检测单元；
[0023]370?端口状态检测单元；
[0024]P0、P1、P2、P3 ?端 口；
[0025]Ρ0_Τχ、Ρ1_Τχ、Ρ2_Τχ、Ρ3_Τχ ?帧传送单元；
[0026]P0_Rx、Pl_Rx、P2_Rx、P3_Rx ?巾贞接收单兀；
[0027]S401、S403、S405、S407、S409、S411、S413、S415、S417、S419、S421、S423、S425 ?步骤。
【具体实施方式】
[0028]为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明。
[0029]图2为本发明一实施例的网络装置200的功能方块图。网络装置200可为有线/无线的交换器(Switch)、路由器、存取点(Access Point, AP)等桥接器(bridge),或其他具有数据封包传递功能的网络装置，本发明不以此为限。网络装置200包括一回路检测模块210与多个端口 P0、P1、P2、P3。其中，回路检测模块210还包括一回路检测单元220、一帧分析单元230、一端口切断单元240，以及一检测封包产生单元250。而多个端口 P0、P1、P2、P3等分别包括帧接收单元Rx以及帧传送单元Tx。多个端口 PO、PU Ρ2、Ρ3等分别相耦接于回路检测单元220与端口切断单元240，而帧分析单元230耦接于回路检测单元220、端口切断单元240及检测封包产生单元250。必须注意的是，本发明并不限制端口的数量，单一端口也可应用于此网络装置200，且回路不仅发生于数网络装置间，亦可能发生于单一网络装置的各端口间。[0030]本实施例的回路检测模块210于媒体存取控制层(Medium Access Control,MAC)以硬件方式实现时，可以是一具有运算能力的中央运算单元，如微处理器、微控器(microcontroller)或现场可编程逻辑门阵列(FiledProgrammable Gate Array,FPGA)等，而回路检测单元220、帧分析单元230、端口切断单元240、检测封包产生单元250的功能可以此中央运算单元配合软件或韧体实现，即上述各单元可由中央运算单元的各功能单元来整体实现，或者，本实施例的回路检测模块210也可以是无程序运算能力的特殊应用电路，只需具有本实施例中关于封包的收发、处理、判断与控制等基本网络装置的功能，本发明不以此为限。
[0031]在此实施例中，网络装置200通过产生与传送一回路检测协定数据单元(LoopDetection Protocol Data Unit, LDPDU)帧作为一回路检测帧来检测是否发生回路。表格I为显示根据本发明一实施例的回路检测帧的规格，每一回路检测帧包括下列栏位与各栏位的对应数据的位元组(byte)长度:目的位址(Destination Address, DA)、来源位址(Source Address, SA)、以太网类型(Ethernet Type)、协定识别符(Protocol Identifier,PID)、端口位址、逻辑端口码(Logical Port Number)、检查码(Digest Key)、位元填补(Padding)以及栏位检查序列(Frame Check Sequence,FCS)等栏位,但本发明就各栏位的次序与长度并不以此为限。
[0032]其中，目的位址栏位记录回路检测帧的目的位址，此目的位址为目标不明的单播位址(unknown unicast address)。来源位址栏位记录传送此回路检测帧的网络装置的来源位址，其内容为此网络装置的媒体存取控制(MAC)位址。以太网类型栏位表示此回路检测帧的类型。协定识别符栏位的预设值为00-01。端口位址栏位为传送此回路检测帧的端口的MAC位址。逻辑端口码栏位为传送此回路检测帧的端口的端口码。检查码栏位为一组网络装置的检查码，检查码是在网络装置的开机时间内以HMAC-MD5运算所随机产生，
[0033]各网络装置产生的检查码均不相同，若回路检测帧的检查码栏位内容与网络装置的检查码相符，可确认回路检测帧为此网络装置所传送。位元填补栏位与栏位检查序列栏位的内容值由网络装置200的制造商所设定。
[0034]表格I
[0035]
【权利要求】
1.一种回路检测的方法，用于一网络装置，其特征在于，上述回路检测的方法包括: 通过一端口接收一回路检测帧； 通过一回路检测模块检测上述回路检测帧是否由上述端口所传送；以及当上述回路检测帧由上述端口所传送时，通过上述回路检测模块分析上述回路检测帧，以判断上述网络装置是否发生回路； 其中，当发生回路时，通过上述回路检测模块切断传送上述回路检测帧的上述端口 ；当未发生回路时，上述回路检测模块丢弃上述回路检测帧。
2.根据权利要求1所述的回路检测的方法，其特征在于，上述回路检测的方法还包括，通过上述回路检测模块传送一检测封包以通知一使用者发生回路。
3.根据权利要求1所述的回路检测的方法，其特征在于，上述回路检测的方法还包括通过上述回路检测模块根据一预设时间周期产生上述回路检测帧；以及通过上述端口发送该回路检测帧，其中上述回路检测帧包括:一来源位址栏位；一以太网类型栏位；一端口位址栏位； 一逻辑端口码栏位；以及一检查码栏位； 其中通过上述回路检测模块分析上述回路检测帧的上述以太网类型栏位、上述端口位址栏位以及上述检查码栏 位，以判断上述网络装置是否发生回路。
4.根据权利要求3所述的回路检测的方法，其特征在于，其中当上述以太网类型栏位与上述网络装置的一配置参考数据符合，且上述端口位址栏位与上述端口的一媒体存取控制位址相同，及上述检查码栏位与上述网络装置的一检查码相符时，判定上述网络装置发生回路。
5.根据权利要求1所述的回路检测的方法，其特征在于，通过上述回路检测模块检测上述回路检测帧是否由上述端口所传送的步骤中，还包含: 若上述回路检测帧不由上述网络装置所传送时，则通过上述回路检测模块根据一虚拟区域网络规则转送上述回路检测帧；以及 当上述回路检测帧来自上述网络装置，但不为上述端口所传送时，丢弃上述回路检测帧。
6.根据权利要求1的回路检测的方法，其特征在于，上述回路检测的方法还包括: 通过上述回路检测模块判断上述网络装置是否启用一回路检测功能；以及 当上述网络装置未启用上述回路检测功能时，则丢弃上述回路检测帧。
7.根据权利要求1的回路检测的方法，其特征在于，上述回路检测的方法还包括: 通过上述回路检测模块判断上述网络装置的上述端口是否具有一传送上述回路检测帧的功能； 当上述网络装置的上述端口不具有上述功能时，则丢弃上述回路检测帧；以及 当上述网络装置的端口未开启上述功能时，则丢弃上述回路检测帧。
8.一种网络装置，其特征在于，上述网络装置包括: 一端口，接收一回路检测帧；以及 一回路检测模块，包含一回路检测单元、一帧分析单元与一端口切断单元； 其中上述回路检测单元，耦接于上述端口，上述并检测上述回路检测帧是否由上述端口所传送；上述帧分析单元，耦接于上述回路检测单元，当上述回路检测帧由上述端口所传送时，上述帧分析单元分析上述回路检测帧，并判断上述网络装置是否发生回路；上述端口切断单元，耦接于上述端口及上述帧分析单元，当上述网络装置发生回路时，切断传送上述回路检测帧的端口 ；当上述网络装置未发生回路时，上述帧分析单元丢弃上述回路检测帧。
9.根据权利要求8所述的网络装置，其特征在于，上述回路检测模块还包括: 一检测封包产生单元，耦接于上述帧分析单元，当回路发生时，上述检测封包产生单元传送一检测封包以通知一使用者。
10.根据权利要求8所述的网络装置，其特征在于，上述网络装置还包括: 一检测封包产生单元，根据一预设时间周期产生上述回路检测帧，以持续检测上述网络装置是否发生回路；其中上述回路检测帧包括: 一目的位址栏位； 一来源位址栏位； 一以太网类型栏位； 一端口位址栏位； 一逻辑端口码栏位；以及 一检查码栏位； 其中由上述帧分析单元分析上述回路检测帧的上述以太网类型栏位、上述端口位址栏位以及上述检查码栏位，以判断上述网络装置是否发生回路。
11.根据权利要求10所述的网络装置，其特征在于，当上述帧分析单元分析上述以太网类型栏位与上述网络装置的一配置参考数据符合，且上述端口位址栏位与上述端口的一媒体存取控制位址相同，及上述检查码栏位与上述网络装置的一检查码相符时，判定上述网络装置发生回路。
12.根据权利要求8所述的网络装置，其特征在于，当上述回路检测帧不由上述网络装置所传送时，上述回路检测单元根据一虚拟区域网络规则转送上述回路检测帧；其中上述回路检测帧来自上述网络装置，但不由上述端口所传送时，则上述回路检测单元丢弃上述回路检测帧。
13.根据权利要求8所述的网络装置，其特征在于，上述回路检测模块还包括: 一整体状态检测单元，用以判断上述网络装置是否启用一回路检测功能；当未启用上述回路检测功能时，上述网络装置丢弃上述回路检测帧。
14.根据权利要求8所述的网络装置，其特征在于，上述回路检测模块还包括: 一端口状态检测单元，判断上述端口是否具有一传送上述回路检测帧的功能；其中当上述端口不具有上述功能时，则上述网络装置丢弃上述回路检测帧； 其中上述端口状态检测单元还判断上述端口是否开启一传送上述回路检测帧的功能；当上述未开启上述功能时，则上述网络装置丢弃上述回路检测帧。
【文档编号】H04L12/26GK103973509SQ201310088095
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年3月19日 优先权日:2013年1月24日
【发明者】陈雅琪 申请人:智邦科技股份有限公司