CN100417094C

CN100417094C - 具有冗余端口的网络故障恢复方法

Info

Publication number: CN100417094C
Application number: CNB2006100005655A
Authority: CN
Inventors: 来洪清; 张峰
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2026-01-11
Also published as: CN101001165A

Abstract

一种具有冗余端口的网络故障恢复方法，包括：(1)设置具有冗余端口的端节点的端口分别和不同交换桥节点的端口相连，在交换桥节点和具有冗余端口的端节点上运行并设置生成树协议；(2)设置所有端节点的优先级小于交换桥节点的优先级或者在优先级相同的情况下，将交换桥节点的介质访问控制MAC地址设置小于各个端节点的MAC地址；(3)当端节点的根端口或根端口的链路上发生故障时，通过上述端节点上运行的生成树协议的计算结果，将冗余端口变为根端口，进入转发状态，实现端节点上冗余端口的切换。并且，本发明利用生成树协议本身的通信机制，进行端节点与交换桥节点软件层次上的故障检测。

Description

具有冗余端口的网络故障恢复方法

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及具有冗余端口的局域网全网络的网络故障恢复方法。

背景技术

随着以太网络的普及，以太网普遍应用到很多领域中。请参阅图1，其为一以太网局域网的网络原理图。该局域网包括交换桥节点11和若干端节点12。交换桥节点11可以是网桥、交换机、路由器等实现局域网与外部设备或网络进行数据交换的网络设备。端节点12可以为局域网内部的终端、小型机、或具有以太通信端口的专用板卡等完成某种或某些功能(如完成数据计算、数据通信)的设备。

为了提高可用性和安全性，通常要求局域网中的设备具有故障容错能力，特别是在有高可用性要求的电信等领域中的应用时，因此在局域网内部提供冗余的硬件设备和通信端口。如图2所示，该局域网包括两个交换桥节点11，并且端节点可以采用具有冗余端口(第一端口和第二端口)的端节点12。当交换桥节点11中与某一交换桥节点发生故障时，可以由另一交换桥节点接替发生故障的交换桥节点的工作，以此提高整个网络的安全性。同样，端节点的主用端口发生故障时，可以使用冗余端口继续进行端节点与其它网络设备的数据通信。

但是，具有以太网节点冗余端口的局域网容易形成物理环路，还是以图2为例，交换桥节点1、端节点1的第一端口、第二端口和交换桥节点2容易形成物理环路。物理环路容易导致整个广播环路和网桥表的损坏，从而引起整个网络的瘫痪。为了避免出现物理环路，需要在交换桥节点和端节点上增加非标准的软件设置。同样，在全网络的故障检测和故障恢复过程中，为了避免出现物理环路，在交换桥节点和端节点上自定义软件握手机制或其它软件故障恢复机制。

具有以太网端节点冗余端口的局域网常采用的全网络故障处理方法为：

a1：交换桥节点之间通过标准协议进行故障检测和故障恢复，如，交换桥节点1和交换桥节点2可以通过标准的生成树协议来实现，利用协议本身的机制确定活动拓扑，阻塞冗余端口。当协议检测到故障时，该协议处理单元快速利用保存的冗余端口和备用链路进入活动拓朴恢复网络的通信。交换桥节点1和交换桥节点2也可以采用其它机制，如利用手动切换机制实现交换桥节点1和交换桥节点2之间的切换，克服交换桥节点1、交换桥节点2中的主交换桥节点出现故障引起全网络的瘫痪；

a2：交换桥节点与端节点之间、端节点之间采用硬件检测载波信号来实现故障的检测或利用自定义的软件协议(如软件握手机制)来实现故障的检测，再利用人工预先配置的方式解决故障或者自定义软件来进行故障的恢复。由于人工方式不够灵活方便且恢复时间长，为了避免出现物理环路，在交换桥节点和端节点上自定义软件握手机制或其它软件故障恢复机制来进行故障诊断和故障恢复。它存在以下问题：

(1)针对每一个不同网络环境的局域网都需要自定义故障恢复的软件，不仅对技术人员的水平要求很高，而且整个软件制作过程非常费时费力，最重要的一点，该软件不具有通用性，仅针对特定的应用进行开发，其扩展性差，不能适用所有具有以太网端节点冗余端口的局域网；

(2)对于交换桥节点来说，采用自定义软件随着端节点数目的增多，交换桥节点对端节点的故障处理开销也常常成线性增长；

(3)通过软件实现故障恢复，需要把交换桥节点的和端节点分别考虑和定义，并由此产生对冗余硬件的控制行为，如交换桥节点的选择或端节点上冗余端口的使能/去使能的控制操作，此种操作需要通知给交换桥节点的二层协议或三层路由的协议控制模块，这样两个部分不仅实现繁琐，故障的恢复时间比较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有冗余端口的网络故障恢复方法，以解决现有技术中具有以太网端节点冗余端口的局域网在全网络的故障恢复过程中，为了避免出现物理环路，在交换桥节点和端节点上自定义软件来实现，进而造成费时费力、且扩展性、通用性差的技术问题。

为解决上述问题，本发明公开了一种具有冗余端口的网络故障恢复方法，包括以下步骤：(1)设置具有冗余端口的端节点的端口分别和不同交换桥节点的端口相连，在交换桥节点和具有冗余端口的端节点上设置和运行生成树协议；(2)设置所有端节点的网桥优先级低于交换桥节点的网桥优先级；或者在网桥优先级相同的情况下，将交换桥节点的介质访问控制MAC地址设置小于各个端节点的MAC地址；(3)当端节点的根端口或根端口的链路上发生故障时，利用上述端节点的生成树协议将冗余端口变成根端口，进入转发状态，实现具有冗余端口端节点上的主用备用端口切换，恢复通信链路。

步骤(3)中可通过以下步骤检测到端节点的根端口或根端口的链路上发生故障：端节点的根端口在预先设定的时间内未收到桥协议数据单元BPDU消息。

步骤(3)中通过以下步骤检测到端节点的根端口或根端口的链路上发生故障：端节点根据接收到的硬件直接报告的故障信息判定所述端节点的根端口或根端口的链路上发生故障。

步骤(3)中利用所述端节点的生成树协议将冗余端口生成根端口，并将所述端口进入转发状态具体为：根据设置或BPDU交互协商确认的生成树协议进行端口状态的转换处理。

根据设置或BPDU交互协商确认的生成树协议进行端口状态的转换处理包括：在经过延时时间后，所述根端口在等待时间内未收到根桥发送的BPDU消息后，将所述冗余端口设定为转发状态，并通过BPDU消息将原根端口发生故障和原冗余端口设定为根端口的配置信息发送至本局域网内其它运行生成树协议的节点，以便形成新的生成树。

本发明还包括：根据生成树协议缺省配置值或设置包括等待时间和延时时间的生成树协议参数，能够预先确定网络故障的所花费的恢复时间。

所述生成树协议版本包括生成树协议STP、快速生成树协议RSTP和多实例生成树协议MISTP/多生成树协议MSTP。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明将具有冗余端口的端节点虚拟为一网桥，在其上运行生成树协议。这样，本发明的局域网中所有交换桥节点和具有冗余端口的端节点都作为网桥，在其上运行生成树协议，利用生成树协议克服具有冗余端口的端节点与其它交换桥节点形成物理环路，并据此克服由于物理环路带来整个广播环路和网桥表的损坏，甚至引起整个网络的瘫痪的缺陷。并且，在出现故障时，可控制管理利用冗余端口尽快恢复***网络的通信。同时，也避免为了网络故障的恢复而进行自定义软件的开发，由此解决了自定义软件的通用性差、扩展性差等的技术问题，同时也避免出现随着端节点数目的增多，交换桥节点对端节点的故障处理开销也成线性增长的技术问题。

本发明同样适用于一个比图2所示更复杂的多层交换网络***的此方面处理。

附图说明

图1是现有技术中以太网局域网的网络原理图；

图2是现有技术中具有冗余端口的以太网局域网的网络原理图；

图3是表明生成树协议的以太网局域网网络原理图；

图4是本发明具有冗余端口的网络故障恢复方法的流程图；

图5是本发明具有冗余端口的网络故障恢复的一网络示例图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本发明。

生成树协议是一种以太网络二层协议，通过一种专用的算法来发现网络中的物理环路并计算出一个逻辑的无环拓扑结构。通常，生成树协议只用来控制网络中的交换桥节点之间的冗余链路。

生成树协议的基本思想十分简单。自然界中生长的树是不会出现环路的，如果网络也能够像一棵树一样生长就不会出现环路。因此，生成树协议中定义了根桥(Root Bridge)、根端口(Root Port)、指定端口(Designated Port)、路径开销(Path Cost)等概念，目的就在于通过构造一棵自然树的方法达到裁剪冗余环路的目的，同时实现链路备份和路径最优化。用于构造这棵树的算法称为生成树算法SPA(Spanning Tree Algorithm)。

要实现这些功能，网桥之间必须要进行一些信息的交流，这些信息交流单元就称为BPDU(Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据单元)消息。STPBPDU是一种二层报文，目的MAC(介质访问控制)地址是多播地址01-80-C2-00-00-00，所有支持生成树协议的网桥都会接收并处理收到的BPDU消息。该消息的数据区里携带了用于生成树计算的所有有用信息。

要了解生成树协议的工作过程也不难，首先进行根桥的选举。选举的依据是网桥优先级和网桥MAC地址组合成的桥ID(Bridge ID)，桥ID最小的网桥将成为网络中的根桥。在图3所示的网络中，各网桥都以默认配置启动，以网桥ID最小的网桥的参数优先级为最高，网桥ID由网桥优先级和网桥MAC组成。在网桥优先级都一样(默认优先级是32768)的情况下，MAC地址最小的网桥成为根桥，例如图3中的SW1，它的所有端口的角色都成为指定端口，进入转发状态。

接下来，其他网桥将各自选择一条“最粗壮”的树枝作为到根桥的路径，相应端口的角色就成为根端口。假设图3中SW2和SW1、SW3之间的链路是千兆GE链路，SW1和SW3之间的链路是百兆FE链路，SW3从端口1到根桥的路径开销的默认值是19，而从端口2经过SW2到根桥的路径开销是8，所以SW3的端口2成为根端口，进入转发状态。同理，SW2的端口2成为根端口，端口1成为指定端口，进入转发状态。

根桥和根端口都确定之后一棵树就生成了，如图3中实线所示。下面的任务是裁剪冗余的环路。这个工作是通过阻塞非根桥上相应端口来实现的，例如SW3的端口1的角色成为禁用端口，进入阻塞状态(图中用“×”表示)。生成树经过一段时间稳定之后，所有端口要么进入转发状态，要么进入阻塞状态。STP BPDU仍然会定时从各个网桥的指定端口发出，以维护链路的状态。如果网络拓扑发生变化，生成树就会重新计算，端口状态也会随之改变。

上述基于生成树协议的原理及特点，本发明将具有冗余端口的端节点虚拟为一网桥，在其上运行生成树协议。这样，本发明的局域网中所有交换桥节点和具有冗余端口的端节点都作为网桥，在其上运行生成树协议，利用生成树协议克服具有冗余端口的端节点与其它交换桥节点形成物理环路，并据此克服由于物理环路带来整个广播环路和网桥表的损坏，甚至引起整个网络的瘫痪的缺陷。同时，也避免为了网络故障的恢复而进行自定义软件的开发。

请参阅图4，其为一种具有冗余端口的网络故障恢复方法的流程图。它包括以下步骤：

S110：在交换桥节点和具有冗余端口的端节点上设置并运行生成树协议；

S120：根据生成树协议，设置所有端节点虚拟的网桥ID大于交换桥节点的网桥ID；使交换桥节点的网桥ID保持值小，其上的生成树协议参数取值具有高优先级。例如在生成树协议中的网桥ID中，设置所有端节点的网桥优先级低于交换桥节点的网桥优先级；或者在网桥优先级相同的情况下，将交换桥节点的介质访问控制MAC地址设置小于各个端节点的MAC地址；

S130：当端节点的根端口或根端口的链路上发生故障时，利用所述端节点的生成树协议将冗余端口变成根端口，进入转发状态，实现端节点上冗余端口的切换，恢复通信链路。

以下具体说明每一步骤。

一、步骤S110

每一具有冗余端口的端节点看作是一个只有两个端口的虚拟桥节点，端节点上两条链路和两个交换桥节点以及交换桥节点之间的链路就构成了一个环路。生成树协议的目的就是在交换桥网络中检测、消除冗余链路以防止出现二层环路的，并且提供故障恢复能力。我们利用生成树的这个特点来消除物理节点上两条链路和两个交换桥节点上形成环路，使得每个端节点上两个端口中的一个处于forwarding状态(主用端口)，另外一个处于blocking状态(冗余端口)。

考虑在端节点生成树协议有可能可简化，比如在端节点上设置能够与交换桥节点进行交换桥的交互指令，即端节点在不一定非要运行整个生成树协议，可以根据具体情况，将相关的交互标准设置在端节点即可。

二、步骤S120

基于上述思想实现端节点上冗余端口故障处理的时候，需要合理配置网络中交换桥节点以及虚拟的桥节点的优先级。交换桥节点和端节点的优先级是根据交换桥节点和端节点的桥ID来决定的；桥ID是一个8字节的字段，包含一个数字有序对，头两个字节的十进制数称为网桥优先级，后六个字节是交换桥节点或者桥节点的MAC地址。在生成树协议运行以前该值是已经确定的，在初始化时默认配置好。所有的虚拟的桥节点都不应成为网络的根桥。因此，虚拟桥节点的优先级低于任何的交换桥节点的优先级或者将所有虚拟桥节点的MAC地址设置大于所有交换桥节点的MAC地址，以此保证在任何情况下，虚拟桥节点都不可能成为整个网络的根桥。

三、步骤S130

本发明既可以通过硬件方式检测到端节点的根端口或根端口的链路上出现的故障，也可以通过软件方式(生成树方式)检测到根端口或根端口的链路上出现的故障。

若是通过硬件方式，则可以根据硬件直接报告的故障信息确定根端口或根端口的链路上出现故障。并且，该故障信息通过生成树协议可以直接使阻塞状态的端口进入到监听状态，并且在确定的时间内使得blocking状态的链路变为forwarding状态，实现了根端口出现故障的端节点上冗余端口的切换。

以STP协议为例，当处于转发状态的链路出现故障以后，端节点能够检测到在转发状态的端口上已停止收到BPDU，故障出现Max Age(等待)时间以后，就会强迫另一处于阻塞状态的端口进入向转发状态转换的端口状态处理过程，具体流程与生成树的版本相关。由于现在能通过该端口提供从根桥到此节点的通路，它逐渐会变为转发状态，变为根端口，实现了根端口出现故障的端节点上冗余端口的切换。

不管是通过软件方式还是通过硬件方式检测到端节点的根端口或根端口的链路上发生故障，本发明可以通过生成树协议进行网络故障恢复。硬件方式检测到的故障，可通过管理接口标识端口故障，控制生成树协议快速进入端口状态转换的处理流程。即，各个运行生成树协议的交换桥节点和端节点通过定时发送BPDU消息，形成新的生成树。比如：

端节点的根端口在预设的等待时间内未收到作为根桥的交换桥节点发送的BPDU消息，则将冗余端口进入向转发状态转换的端口状态处理过程，具体流程和中间状态的处理与生成树的版本相关。

如对于STP协议，在到转发状态前，要经过侦听和学习两个状态。冗余端口在经过一预设的延时时间后，所述根端口在等待时间内未收到根桥发送的BPDU消息后，将所述冗余端口设定为侦听状态；在经过一预设的延时时间后，所述根端口在等待时间内未收到根桥发送的BPDU消息后，将所述冗余端口设定为学习状态；

在经过延时时间转发时延后，所述根端口在等待时间内未收到根桥发送的BPDU消息后，将所述冗余端口设定为转发状态，并通过BPDU消息将原根端口发生故障和原冗余端口设定为根端口的配置信息发送至本局域网内其它运行生成树协议的节点，以便形成新的生成树。

通过在端节点运行标准的生成树协议，不仅能够实现端节点和交换桥节点之间硬件载波信号的故障恢复，并且能够保证每个端节点到整个网络中根桥一定是连通的，从而满足任意两个端节点之间都是可通信的，不需要定义额外的端到端的握手机制，这样端节点上的开销是固定的，与应用生成树协议不同版本的本身机制相关，和网络规模是没有关联的。

以下以图5为例，具体说明本发明的一具体实施例。

(1)在交换桥节点1和交换桥节点2上运行生成树协议。将交换桥节点1的桥ID设置为32768：00-00-00-00-00-01，交换桥节点2的桥ID设置为32768：00-00-00-00-00-02。

(2)把网络端端节点NODE1，NODE2......NODEn看做是一个只有两个网口的虚拟的桥节点，并在每个NODE节点上运行生成树协议，将NODE1的桥ID设置为36864：00-00-00-00-00-01，将NODE2的桥ID设置为36864：00-00-00-00-00-02，将NODEn的桥ID设置为36864：00-00-00-00-00-xx；

(3)在NODE1的端口1，端口2和交换桥节点1上的端口1，端口4以及交换桥节点2上的端口1和端口4组成的环路中，交换桥节点1为根桥，所以交换桥节点2上的端口4和以及NODE1上的端口1为根端口，处于转发状态。交换桥节点2上的端口1为指定端口也处于转发状态。NODE1上的端口2为非指定端口，处于阻塞状态，这样就实现了NODE1上冗余端口的选择。

(4)如果NODE1的端口1上链路发生故障：例如载波信号丢失或者在规定时间内没有收到根桥交换桥节点1发来的BPDU，NODE1上的生成树协议会在一个确定时间内把端口2变为根端口。NODE1上的端口1故障以后，NODE1通过端口2到交换桥节点2，然后通过交换桥节点2到根桥交换桥节点1。此时根桥还是交换桥节点1。NODE1节点上的生成树协议能够知道它在端口1上停止收到BPDU，故障出现Max Age时间以后，就会强迫另端口2进入监听状态。由于现在能通过2端口提供从根桥到此节点的通路，它逐渐会变为转发状态，变为根端口。这样就完成了NODE1上端口1和端口2的故障恢复。

同理，在其他NODE上重复上述步骤，这样就可以保证每个NODE板上的两个端口中必定有一个端口是根端口，和整个网络的根桥相连，并且因为每个Node节点都和根桥是连同的，所以任意两个NODE节点之间都可以通过根桥可达。

这样的故障处理方法支持交换桥节点到端节点冗余链路的主备切换；对于交换桥节点可以通过生成树的管理接口进行控制来满足主备，双活或基于策略的切换。

本方法涉及的故障包括以下通常的几个方面：

1.硬件检测到的链路故障

2.硬件检测到的端口故障

3.软件检测到的链路故障

4.软件检测到的端口故障

故障的处理通常有三种方式：人工主动切换处理，硬件检测故障控制处理和软件检测故障控制处理。

人工命令主动切换，的故障恢复步骤：交换桥的整个节点故障倒换也与此相同

a1：发送切换命令到指定的交换桥节点1

a2：交换桥节点1将所有端口进入到失效状态

a3：交换桥节点1停止运行生成树协议

a4：交换桥节点1降低本身的桥的优先级，使得交换桥节点2的桥优先级大于交换桥节点1的桥优先级

a5：交换桥节点1重新启动生成树协议

a6：经过生成树协议计算出各端口状态

a7：完成交换桥节点之间的整个节点的切换问题。这个切换可为人工命令控制的，或根据策略确定整个节点已经发生故障而进行的整个节点的倒换。

硬件和软件检测故障检测后的故障恢复流程对交换桥节点和端节点(NODE节点)，可直接利用生成树协议的管理配置接口配置端口故障，生成树协议就直接处理了此端口的故障。

硬件检测故障检测后的故障恢复流程，此处以NODE节点的端口、采用STP为例，：

b1：NODE节点收到硬件信号，指明NODE节点某个端口故障

b2：调用生成树协议的的管理接口，将该端口设为disable状态

b3：如果故障端口是该NODE上的根端口，转b4，否则转b5

b4：经过生成树协议计算出NODE节点上的新的根端口。

软件检测故障检测后的故障恢复流程，此处以NODE节点的端口、采用STP为例：

c1：NODE节点某个端口在Max Age内没有收到从根桥来的BPDU

c2：如果该端口是该NODE上的根端口，转c3，否则转c4

c3：NODE节点上的生成树协议将另一端口设为监听状态，在经过ForwardDelay(延时时间)延时以后，将该端口设为学习状态；在经过Forward Delay延时以后，将该端口设为转发状态。

本方法对上述4个方面可检测到的故障来源和三种故障处理方式均能很好的支持。主动的切换处理及硬件的故障检测引起切换的都可以通过生成树的管理接口直接控制端口的状态，然后进行整个网络的恢复处理；直接利用生成树协议机制进行软件的链路故障检测然后自动进行后续的整个网络的拓扑通信恢复。

对于不同故障检测需要的时间是不一样的，硬件故障可以通过硬件检测和中断等方式产生，通常该类型故障的检测时间小于10ms秒，而且和采用的生成树协议的参数配置无关，完全由硬件的实现方式来决定；对于软件故障是通过协议软件通信握手方式来检测的，对于该类型故障的检测是和生成树协议的版本、及参数配置相关的。

对于故障的恢复时间和采用的生成树协议以及生成树协议的配置参数有很大的关系。如对于生成树(STP)来说，它的故障恢复时间大概是两倍的转发延时，配置不同的转发延时，它的故障恢复时间是不一样的，默认情况下，它的转发延时是15秒，所以它的故障恢复时间大概就是30秒；对于快速生成树(RSTP)来说，它的故障恢复时间小于50ms，在相对于软件故障检测时间肯定在秒级的情况下，可以忽略不计。

下面列出在生成树协议(包括普通生成树以及快速生成树)在默认参数以及最优参数配置下的软件故障处理时间参考数值范围：(如表1)。该些数值范围可以通过实测、估计等获得。

表1

注释：^*RSTP的ms级恢复时间，与端点的处理器及协议的优先级等的具体实现有关。此处的数据按照MPC8260以及能及时处理为条件的估算值。

从上表中可以看到采用RSTP协议，由于本身协议的故障恢复机制应用与交换以太网络时比STP有很大改进，故障恢复时间都已经降低到ms级的程度故障检测时间在很大情况下也能达到在很短时间以内(如1秒)，这使本方法可以应用也拓宽到更大的范围，可以应用到对故障恢复时间要求更严格的***，如语音处理***，图像传输和处理***等等。

本方法特别适用于符合PICMG2.16，PICMG3.0 ATCA等全以太连接工业标准的机框结构的设备，具有全面硬件冗余的机框组成的高可用性***，也可使用于网络中仅部分重要的端节点支持端口的冗余。

在使用过程中，根据应用的场合，可以合理配置生成树的参数，使得故障检测以及故障恢复时间达到最小。例如：如果所有的交换桥节点和Node节点运行的都是STP协议，配置STP协议的如下参数值Hello time＝1s，Maxage＝3s，Forward delay＝2s，这样的话在软件故障的情况下，可以经过7秒恢复，硬件故障可以通过4秒恢复。如果所有的交换桥节点和Node节点运行的都是RSTP协议，配置RSTP协议的如下参数值Hello time＝1s，Maxage＝3s，Forward delay＝2s，这样的话在软件故障的情况下，可以经过3秒恢复，硬件故障可以通过＜1秒恢复。生成树协议版本除了生成树协议STP、快速生成树议RSTP外，还可以采用多实例生成树协议MISTP和多生成树协议MSTP。针对上述的生成树协议的不同版本可以设置对应的生成树参数(包括Maxage、Forward delay)，以便确定网络故障所花费的恢复时间。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落在本发明的保护范围内。

Claims

1. 一种具有冗余端口的网络故障恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)设置具有冗余端口的端节点的端口分别和不同交换桥节点的端口相连，在交换桥节点和具有冗余端口的端节点上设置和运行生成树协议；

(2)设置所有端节点的网桥优先级低于交换桥节点的网桥优先级；或者在网桥优先级相同的情况下，将交换桥节点的介质访问控制MAC地址设置小于各个端节点的MAC地址；

(3)当端节点的根端口或根端口的链路上发生故障时，利用上述端节点的生成树协议将冗余端口变成根端口，进入转发状态，实现具有冗余端口端节点上的主用备用端口切换，恢复通信链路。

2. 如权利要求1所述的具有冗余端口的网络故障恢复方法，其特征在于，步骤(3)中可通过以下步骤检测到端节点的根端口或根端口的链路上发生故障：端节点的根端口在预先设定的时间内未收到桥协议数据单元BPDU消息。

3. 如权利要求1所述的具有冗余端口的网络故障恢复方法，其特征在于，步骤(3)中通过以下步骤检测到端节点的根端口或根端口的链路上发生故障：端节点根据接收到的硬件直接报告的故障信息判定所述端节点的根端口或根端口的链路上发生故障。

4. 如权利要求2或3所述的具有冗余端口的网络故障恢复方法，其特征在于，步骤(3)中利用所述端节点的生成树协议将冗余端口生成根端口，并将所述端口进入转发状态具体为：

根据设置或BPDU交互协商确认的生成树协议进行端口状态的转换处理。

5. 如权利要求4所述的具有冗余端口的网络故障恢复方法，其特征在于，根据设置或BPDU交互协商确认的生成树协议进行端口状态的转换处理包括：

在经过延时时间后，所述根端口在等待时间内未收到根桥发送的BPDU消息后，将所述冗余端口设定为转发状态，并通过BPDU消息将原根端口发生故障和原冗余端口设定为根端口的配置信息发送至本局域网内其它运行生成树协议的节点，以便形成新的生成树。

6. 如权利要求4所述的具有冗余端口的网络故障恢复方法，其特征在于，还包括：根据生成树协议缺省配置值或设置包括等待时间和延时时间的生成树协议参数，能够预先确定网络故障的所花费的恢复时间。

7. 如权利要求1所述的具有冗余端口的网络故障恢复方法，其特征在于，所述生成树协议版本包括生成树协议STP、快速生成树协议RSTP和多实例生成树协议MISTP/多生成树协议MSTP。