本发明涉及一种交换机，具体是一种工业以太网交换机。
背景技术：
目前在网络规划和实际组网应用中，比较多的是采用交换机环网技术来提供高以太网传输的可靠性。交换机环网技术简单来说，就是将一些交换机通过物理环的形状连接到一起，实现相互通信的一种技术。
为了避免在环网中产生广播风暴，影响正常业务通讯，最初采用已被普遍应用的stp生成树协议环路保护机制。但实际应用中，由于stp生成树协议的收敛时间受网络拓扑的影响较大，在网络拓扑较大且较复杂的环境中，其收敛时间较长，通讯恢复较慢，通常不能满足对传输质量要求较高的要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种工业以太网交换机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种工业以太网交换机，包括用于标识mrpp协议所计算和控制的拓扑范围界限的mrpp域，所述mrpp域由mrpp环、保护vlan、控制vlan、主节点、传输节点、边缘节点和辅助边缘节点组成。
作为本发明的进一步技术方案：每一个mrpp环对应一个物理上环形连接的以太网拓扑，mrpp环同样由整数表示的id来标识，每个mrpp环都是其所在的mrpp域的一个单元，mrpp协议是按mrpp环进行拓扑计算。
作为本发明的进一步技术方案：所述保护vlan中包含mrpp端口或非mrpp端口，保护vlan的转发状态由其所对应的mrpp域控制，同一环网上不同的mrpp域配置不同的保护vlan，各mrpp域分别独立计算自己环上端口的转发状态。
作为本发明的进一步技术方案：所述控制vlan包括用于传输主环拓扑协议报文的主控制vlan和用于传输子环拓扑协议报文的子控制vlan。
作为本发明的进一步技术方案：以太网环上每一台设备都称为一个mrpp节点，每个mrpp环上有且仅有有一个主节点，主节点是环网状态主动检测机制的发起者，也是检测到mrpp环故障后执行操作的决策者。
作为本发明的进一步技术方案：mrpp环上除主节点外的所有其它节点是传输节点，负责透传主节点的hello报文，并监测自己的直连rrpp链路的状态，把链路down事件通知主节点。
作为本发明的进一步技术方案：所述边缘节点和辅助边缘节点分别是是子环和主环相交时交点处的两个设备。
作为本发明的进一步技术方案：所述mrpp域用整数表示的id来标识。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明三层交换机的mrpp功能能在以太网多环完整时能够防止数据环路引起的广播风暴发生，并且当以太网环上的一条链路断开时能迅速切换到备份链路以保证网络继续连通。和stp生成树协议相比，mrpp协议有如下优点：1、网络拓扑收敛时间短、速度快(低于100ms)；2、收敛时间与环网拓扑上的节点数无关；3、支持相切环、相交环和多层环；4、支持单个mrpp域和多个mrpp域；5、支持多域环网流量负载分担。
附图说明
图1为mrpt状态检查机制流程图。
具体实施方式
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。
请参阅图1，一种工业以太网交换机，包括用于标识mrpp协议所计算和控制的拓扑范围界限的mrpp域，mrpp域用整数表示的id来标识，由mrpp环、保护vlan、控制vlan、主节点、传输节点、边缘节点、辅助边缘节点几要素组成。
只有配置了相同的域id，保护vlan和控制vlan，并且相互连通的设备群体，才构成一个rrpp域。同一设备支持多个mrpp域。
mrpp环：每一个mrpp环对应一个物理上环形连接的以太网拓扑，mrpp环同样由整数表示的id来标识。每个mrpp环都是其所在的mrpp域的一个单元。实际上mrpp协议是按mrpp环进行拓扑计算。
环形物理拓扑常见的三种组网形式为：单环、相交环、相切环。每种组网形式划分mrpp域的方案不同：
1、单环上的所有设备要配置在相同的mrpp域中；
2、相交环上的所有设备也要配置在相同的mrpp域中；
3、相切的两个环，每个环上的设备要配置在相同的mrpp域中，即相切环相当于两个单环，需要配置两个mrpp域，每个mrpp域中只有一个环。在有相交环组网的mrpp域中为了各环的拓扑计算不相互干扰，并且所有环都不出现环路，需要区分出一个为主环，其他环为子环。主环可以作为一个整体抽象看成是子环的一个逻辑节点，子环的协议报文通过主环透传，可以对两个相交环形成的大环的拓扑进行计算；主环的协议报文只在主环内部传播，不进入子环。主环和子环通过配置时指定的级别来标识，主环的级别配置为0，子环的级别配置为1。
保护vlan：保护vlan是用来传递数据报文的vlan。保护vlan中可以包含mrpp端口，也可以包含非mrpp端口。保护vlan的转发状态由其所对应的mrpp域控制。同一环网上不同的mrpp域配置不同的保护vlan，各mrpp域分别独立计算自己环上端口的转发状态。
控制vlan：控制vlan是用来传递mrpp协议报文的vlan。为了支持主子环的相交环组网，每个mrpp域配有主控制vlan和子控制vlan两个控制vlan，分别用于传输主环和子环的拓扑协议报文。配置时只需要指定主控制vlan，而协议自动把比主控制vlan的id值大1的vlan作为子控制vlan。主环协议报文和子环edge-hello报文在主控制vlan中传播，其它的子环协议报文在子控制vlan中传播。每个设备上接入mrpp环的端口属于控制vlan，而且也只有接入mrpp环上的端口可以加入控制vlan。
主节点：以太网环上每一台设备都称为一个mrpp节点，每个mrpp环上必须有一个主节
点，而且只能有一个。主节点是环网状态主动检测机制的发起者，也是检测到mrpp环故障后执行操作的决策者。
主节点有如下两种状态：
1、completedstate(收敛成功状态)
当环网上所有的链路都处于up状态，主节点可以从副端口收到自己发送的hello报文，就说主节点处于completed状态，此时主节点会阻塞副端口以防止数据报文在环形拓扑上形成广播环路。
2、failedstate(故障状态)
当环网上有链路处于故障状态时，主节点处于failed状态，此时主节点的副端口放开对数据报文的阻塞，以保证环网上的通信不中断。
传输节点：mrpp环上除主节点外的所有其它节点是传输节点，负责透传主节点的hello报文，并监测自己的直连rrpp链路的状态，把链路down事件通知主节点。
传输节点有如下3种状态：
1、link-upstate(up状态)
传输节点的主端口和副端口都处于up状态时，就说传输节点处于link-up状态。
2、link-downstate(down状态)
传输节点的主端口或副端口处于down状态时，就说传输节点处于link-down状态。
3、pre-forwardingstate(临时阻塞状态)
传输节点的主端口或副端口处于阻塞状态时，就说传输节点处于pre-forwarding状态。
边缘节点和辅助边缘节点：子环和主环相交时有两个交点，这两个交点处的设备其中一个叫做边缘节点，另外一个叫做辅助边缘节点。边缘节点与辅助边缘节点必须成对配置。把哪台设备配置成边缘节点或辅助边缘节点没有特殊要求，只要配置上能区分两个节点就行了。边缘节点或辅助边缘节点是设备在子环上的角色，其在主环上的角色为主节点或传输节点。
边缘节点和辅助边缘节点都是特殊的传输节点，因此具有与传输节点相同的3种状态，但定义稍有不同，具体如下：
1、link-upstate(up状态)
边缘端口处于up状态时，就说边缘节点(辅助边缘节点)处于link-up状态。
2、link-downstate(down状态)
边缘端口处于down状态时，就说边缘节点(辅助边缘节点)处于link-down状态。
3、pre-forwardingstate(临时阻塞状态)
边缘端口处于阻塞状态时，就说边缘节点(辅助边缘节点)处于pre-forwarding状态。
主端口和副端口：主节点和传输节点接入以太网环的两个端口中，一个为主端口，另一个为副端口，端口的角色由用户的配置决定。
主节点的主端口和副端口在功能上是有区别的。主节点从其主端口发送hello报文，如果能够从副端口收到该报文，说明本节点所在rrpp环网完整，因此需要阻塞副端口以防止数据环路；相反如果在规定时间内收不到该报文，说明环网故障，此时需要放开副端口以保证环上所有节点的正常通信。传输节点的主端口和副端口在功能上没有区别。端口的角色同样由用户的配置决定。
公共端口和边缘端口：边缘节点(辅助边缘节点)接入子环的端口为边缘端口，接入主环的两个端口为公共端口，边缘节点上公共端口与辅助边缘节点上公共端口之间的链路被称为公共链路。公共端口和边缘端口的角色由用户的配置决定。协议在设计上将整个主环看作是子环上的一个逻辑节点，从而公共链路被看成是主环这个节点的内部链路，链路的状态变化只通知主环主节点进行处理。
mrpt：指在多环网拓扑环境下，子环的协议报文在主环中的物理通道。
本发明的工作原理是：
多环状态检测机制的基本原理：
mrpp协议在多环拓扑下，要区分主环和子环，图1中将ring1设置成主环，ring2\3\4\5是子环。子环将主环看做是一个逻辑节点，子环的协议报文在主环上透传(edge_hello报文除外)。所有子环的边缘节点必须设置在同一台设备上，辅助边缘节点也必须设置在另一台相同设备上，即图中s2是ring2\3\4\5的边缘节点，s3是ring2\3\4\5的辅助边缘节点。
每个子环在主环上有两条mrpt，即报文通道，即分别是图中的s2-s3和s2-s1-s4-s3。当主环完整时，其主节点副端口处于阻塞状态，只有s2-s3是通的。主环出现故障时，如果故障发生在s2-s1-s4-s3上，则s2-s3是通的；如果故障发生在s2-s3上，则s2-s1-s4-s3是通的；因此，在任意时刻，子环的2条mrpt中，最多只有1条是通的，这样就避免了子环协议报文在主环中形成数据环路，子环可以获得最大的通信通路，且不会形成环路。
但是，如果主环的两条mrpt全部断开后，此时在各个子环之间，又会形成多个子环间环网，如图中的ring2和ring3间的s2-s5-s3-s6-s2、ring3和ring4间的s2-s6-s3-s7-s2、ring4和ring5间的s2-s7-s3-s8-s2等类似的子环和子环之间的嵌套环网，这就会引来新的广播风暴的缺陷，为了消除这个缺陷，设计了mrpt状态检查机制。
mrpt状态检查机制的工作过程：
1、mprt故障检查。只有域id和ringid最小的子环，它边缘节点通过连接主环的两个端口周期性向主环内发送edge-hello报文，最终发往辅助边缘节点，如果辅助边缘节点在预期时间内收到edge-hello报文，表明主环中至少有一条mrpt，反之则表明主环中所有mrpt全部断开。
2、mrpt故障后处理。当检测到mrpt全部断开后，辅助边缘节点立即向子环的边缘节点发送master-down报文。如果子环上无故障，边缘节点会收到master-down报文，则立即阻塞边缘节点的边缘端口。由于master-down报文是周期性发送，如果边缘节点在规定的时间内收不到该报文，则将边缘端口开放。各个子环的的主节点开放副端口，并处于failed状态；
mrpt恢复后处理。如果主环故障排除，则子网的mrpt便恢复，则子环的辅助边缘节点不再发送master-down报文。如果同时，子网的主节点也能收到自己发出的hello报文，则判断域中存在物理环网，则立即阻塞辅助端口，切换至completed状态，并发送completed报文，边缘节点在收到completed报文后，清除mac和arp表项，并将边缘端口开放，环网收敛成功，网络通讯恢复正常。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。