CN101483570B - 一种防止中继链路的环网临时环路的方法、***及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止中继链路的环网临时环路的方法：主用交换机和传输交换机从发送端口通过中继器向直连传输交换机的接收端口发送中继链路检测报文；主用换机或直连传输交换机的接收端口在预设时间内没有接收到中继链路检测报文，阻塞接收端口，并当接收端口属于传输交换机时，从发送端口向主用交换机发送中继链路故障报文。本发明中，在中继链路的环网中，通过检测中继链路检测报文是否超时，以决定关闭对应的接收端口，使得当某些链路出现故障且恢复正常后，不会产生临时环路；当故障链路恢复时，可以和环网协议配合放开关闭端口，或在时间阀值内放开关闭端口，提高环网协议性能而且本发明还可以解决存在中继的环网出现故障时的流量迁移问题。

Description

一种防止中继链路的环网临时环路的方法、***及设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种防止中继链路的环网临时环路的方法、***及设备。 

背景技术

在以太环网完整时，可以通过hello检测机制防止数据环路引起的广播风暴。当以太环网上一条链路断开时，能通过以下协议迅速恢复各个设备之间的通信通路：EAPS(Ethernet Automatic Protection Switching，以太网自动保护交换)协议、RRPP(Rapid Ring Protection Protocol，快速环网保护协议)等。比如图1组网中的核心交换机A从P1端口发送一个hello探测报文，从P2端口收到该hello探测报文，说明环网完整，因此Block(阻塞)P2端口，阻断广播环路。当P2端口在一定时间内收不到hello探测报文，或者收到了其它设备主动上报的链路故障消息，核心交换机A获知环网已经不完整，需要放开阻塞的P2端口，使得数据可以从P2端口通过备份路径继续完成转发。 

实际组网中，组网设备(如核心交换机)之间可能距离很远，核心交换机中间需要增加中继器，如图2所示。其中，中继器可以为一个，也可以为多个。中继链路可能出现故障，例如，中继器1和中继器2之间的链路出现了故障，如图3所示，核心交换机A的P2端口在一定时间收不到hello探测报文，或者收到了其它设备主动上报的链路故障消息，放开阻塞的P2端口，使得数据可以从P2端口通过备份链路转发。 

然而，中继链路故障修复后，核心交换机A以及相邻的核心交换机B都不会立即感知到链路恢复，因此在核心交换机A的P2端口收到hello探测报文进而阻塞该端口之前，环网上会形成临时环路，如图4所示，导致中继链路环网中数据在两个方向重复发送。 

发明内容

本发明提供了一种防止中继链路的环网临时环路的方法、***及设备，以实现存在中继链路环网的保护功能。 

本发明提供了一种防止中继链路的环网临时环路的方法，应用于包括主用交换机、传输交换机和中继器的环网中，所述方法包括： 

所述主用交换机和传输交换机从发送端口通过所述中继器向直连传输交换机或主用交换机的接收端口发送中继链路检测报文；所述主用交换机或所述直连传输交换机的接收端口在预设时间内没有接收到所述中继链路检测报文，阻塞所述接收端口，并且当所述接收端口属于传输交换机时，从发送端口向所述主用交换机发送中继链路故障报文；所述直连传输交换机阻塞接收端口时，所述传输交换机的接收端口收到所述主用交换机从发送端口发送的环网恢复报文，或收到中继链路检测报文后，间隔时间超过阈值，放开所述阻塞的接收端口；其中，所述主用交换机阻塞接收端口之后还包括，所述主用交换机在放开接收端口前检查所述接收端口的中继联通状态，如果是不联通，不放开所述接收端口，如果联通，放开所述接收端口。 

优选地，所述主用交换机阻塞接收端口之后还包括： 

当所述接收端口的中继联通状态是不联通时，所述主用交换机发送MAC刷新报文通知环网其它交换机刷新MAC表项。 

优选地，对于双上行链路，所述阻塞接收端口之后还包括： 

所述传输交换机删除主用链路对应的MAC表项，学习备用链路对应的MAC表项，使流量切换到备份链路。 

优选地，所述使流量切换到备份链路之后还包括： 

当主用链路恢复后，传输交换机收到环网恢复报文，删除备用链路对应的MAC表项。 

本发明提供了一种防止中继链路的环网临时环路的***，包括主用交换机、传输交换机和中继器， 

所述主用交换机和传输交换机，用于通过所述中继器向直连传输或主用交换机的接收端口发送中继链路检测报文所述传输交换机，用于在预设时间 内没有接收到所述中继链路检测报文，阻塞所述接收端口，并当接收端口属于所述传输交换机时，从所述传输交换机的发送端口向所述主用交换机发送中继链路故障报文；而主用或传输交换机发送中继链路检测报文的过程，不受中继链路故障影响；接收到所述主用交换机从发送端口发送的环网恢复报文，或收到中继链路检测报文后，间隔时间超过阈值，放开所述阻塞的接收端口，其中，主用交换机阻塞接收端口之后还包括，所述主用交换机在放开接收端口前检查所述接收端口的中继联通状态，如果是不联通，不放开所述接收端口，如果联通，放开所述接收端口； 

其中，所述交换机为主用交换机或传输交换机时，还包括： 

发送单元，用于从发送端口通过所述中继器向直连传输交换机或主用交换机的接收端口发送中继链路检测报文。 

本发明提供了一种交换机，包括： 

检测单元，用于通过中继器接收中继链路检测报文，并检测在预设时间内是否接收到中继链路检测报文；在阻塞接收端口时，检测在预设时间内是否接收到环网恢复报文； 

端口控制单元，用于所述检测单元检测到预设时间内没有接收到中继链路检测报文时，阻塞所述接收端口，并通过发送端口发送中继链路故障报文；在所述检测单元检测到到环网恢复报文，或收到中继链路检测报文后，间隔时间超过阈值时，放开所述阻塞的接收端口； 

链路检测单元，用于检查所述接收端口的中继联通状态，如果是不联通，通知所述端口控制单元不放开所述接收端口，如果联通，通知所述端口控制单元放开所述接收端口；或检测到当前环网完整时，中继链路恢复后通知所述端口控制单元不放开所述接收端口。。 

优选地，对于双上行链路，还包括： 

表项管理单元，用于阻塞接收端口之后，删除主用链路对应的MAC表项，学习备用链路对应的MAC表项，使流量切换到备份链路；及当主用链路恢复后，传输交换机收到环网恢复报文，删除备用链路对应的MAC表项。 

优选地，所述交换机为主用交换机时，还包括： 

刷新单元，用于当所述接收端口的中继联通状态是不联通时，发送MAC刷新报文通知环网中的其它交换机刷新MAC表项。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点： 

本发明中，在中继链路的环网中，通过检测中继链路检测报文是否超时，以决定关闭对应的接收端口，使得当某些链路出现故障且恢复正常后，不会产生临时环路；而且，在接收到环网恢复报文或检测到中继恢复后定时器超时时，开放被关闭的端口，保证环网可以正常传输报文。另外，当中继链路的环网中存在双上行链路备份时，如果中继链路故障，也可以通过检测中继链路检测报文是否超时，关闭对应的上行主用链路对应的端口，保证业务流量迁移到上行备份链路。 

附图说明

图1是现有技术中hello包检测的环网协议示意图； 

图2是现有技术中环网中存在中继链路示意图； 

图3是现有技术中中继链路故障示意图； 

图4是现有技术中中继链路修复形成临时环路示意图； 

图5是本发明中一种防止中继链路的环网临时环路的方法流程图； 

图6是本发明中中继链路连通性探测示意图； 

图7是本发明中中继链路故障阻塞连接端口示意图； 

图8是本发明中核心交换机B存在双上行链路示意图； 

图9是本发明中主链路故障后，流量迁移到备份链路示意图； 

图10是本发明中一种交换机结构图。 

具体实施方式

本发明的核心思想是：在环网中交换机(主用交换机和传输交换机)都配置一个中继链路检测报文接收端口和发送端口，通过发送端口向下游交换机发送中继链路检测报文，通过接收端口接收来自环网的中继链路检测报文；当接收端口在一定时间内没有接收到中继链路检测报文时，则阻塞该接收端 口；当接收端口在一定时间内接收到环网恢复报文，或收到中继链路检测报文后，间隔时间超过阈值，放开被阻塞的接收端口。 

本发明提供了一种防止中继链路的环网临时环路的方法，应用于包括主用交换机、传输交换机和中继器的环网中，该方法如图5所示，包括以下步骤： 

步骤501，主用交换机和传输交换机从发送端口通过所述中继器向直连传输交换机的接收端口发送中继链路检测报文； 

其中，主用交换机阻塞接收端口之后还包括：所述主用交换机检测到环网不完整，在放开接收端口前检查所述接收端口的中继联通状态，如果是不联通，不放开所述接收端口，如果联通，放开所述接收端口；当所述接收端口的中继联通状态是不联通时，所述主用交换机发送MAC刷新报文通知环网其它交换机刷新MAC表项。 

步骤502，主用交换机或直连传输交换机的接收端口在预设时间内没有接收到所述中继链路检测报文，阻塞所述接收端口，并且当所述接收端口属于传输交换机时，从发送端口向所述主用交换机发送中继链路故障报文； 

对于双上行链路，所述阻塞接收端口之后还包括：所述传输交换机删除主用链路对应的MAC表项，学习备用链路对应的MAC表项，使流量切换到备份链路。当主用链路恢复后，传输交换机收到环网恢复报文，删除备用链路对应的MAC表项，学习主用链路对应的MAC表项，使流量切换到主用链路。 

步骤503，直连传输交换机阻塞接收端口时，所述传输交换机的接收端口在预设时间内接收到所述主用交换机从发送端口发送的环网恢复报文，或接收到上游设备发送的中继链路检测报文后，间隔时间超过阈值，放开所述阻塞的接收端口。 

图6所示的组网中，核心交换机A为Master交换机、核心交换机B和核心交换机C都是Transit交换机，其中，Master交换机用于环网探测，及拓扑变化后发起的拓扑信息更新及业务交换等，Transit交换机用于业务交换。核心交换机A、核心交换机B和核心交换机C的P1端口为接收端口，P2端口 为发送端口。环网中每台交换机都按固定的间隔时间(hello timer)向下游交换机发送Relay-link-probe(中继链路探测)报文。核心交换机A从P2端口通过中继器1和中继器2向核心交换机B的P1端口发送中继链路探测报文，核心交换机B从P2端口通过中继器3和中继器4向核心交换机C的P1端口发送中继链路探测报文，核心交换机C从P2端口通过中继器5和中继器6向核心交换机A的P1端口发送中继链路探测报文。 

其中，核心交换机B的P1端口收到来自核心交换机A的P2端口发送的Relay-link-probe报文后，开启计时器，设置超时时间T1＝3*hello timer(间隔时间)，计时器超时后如果没有再次收到Relay-link-probe报文，则Block(阻塞)接收Relay-link-probe报文的P1端口，从P2发送Relay-link-down(中继链路故障)报文通过核心交换机C到核心交换机A，而核心交换机B再向核心交换机C发送Relay-link-probe报文不受影响。当然，上述超时时间仅以3倍间隔时间为例进行说明，实际应用中也可以为其他值。 

当核心交换机B中被Block的接收Relay-link-probe报文的P1端口再次收到Relay-link-probe报文时，开启定时器T2，在T2时间范围内(可以是两个间隔时间，也可以是更多的间隔时间)，如果核心交换机B中的P1端口收到核心交换机A发来的环网恢复报文，则在收到时刻放开Block的P1端口，如果超过T2时间仍然收不到核心交换机A发来的环网恢复报文，也放开Block的P1端口。 

如图7所示，核心交换机A为环网的Master交换机，根据环网协议，在环网正常工作时阻塞冗余的P1端口。环网中的三处中继链路先后故障，可以看到核心交换机B会Block掉P1端口，核心交换机C会Block掉P1端口，核心交换机A应该Block掉P1端口。这里存在一个时序问题，如果核心交换机A通过环网协议(hello探测报文)先检测到环网不完整，放开本来阻塞的P1端口，然后检测到中继器5和中继器6之间发生故障，Block掉P1端口，则P1端口处于Block状态；如果核心交换机A先检测到中继器5和中继器6之间故障，阻塞P1端口，后通过环网协议检测到环网不完整，放开阻塞的P1端口，这样P1端口处于转发状态。因此对于核心交换机A的P1端口需要做 补充处理：通过环网协议检测确定需要放开P1端口前，检查P1端口的中继联通状态，如果是Fault，就不放开Block掉的P1端口；但依然需要发送MAC(Media Access Control，介质访问控制)刷新报文通知环网其它交换机刷新自己的MAC表项，由于二层业务通过MAC转发业务，选择路径主要依赖于MAC和端口的对应表的关系，因此，在以太环网中，正常路径出现故障时，二层业务的转发表项需要把MAC和旧端口的对应关系，刷新成MAC和新端口的对应关系。本发明中，当以太环网中正常路径出现故障时，均需要发送MAC刷新报文通知环网其它交换机刷新自己的MAC表项。 

图7中，故障的中继链路修复，比如中继器1和中继器2之间的链路先修复，核心交换机B的P1端口会收到核心交换机A发来的Relay-link-probe报文，启动计时器，等T2时间超时后放开Block的P1端口。如果接着是中继器5和中继器6之间的链路恢复联通，核心交换机A的端口P1会收到核心交换机B发送的Relay-link-probe报文，启动计时器，等待T2时间超时后放开端口P1。这时，由于中继器3和中继器4之间的链路没有联通，即使核心交换机A的端口P1放开也不会产生临时环路。 

但是如果中继器3和中继器4链路先恢复(Block端口处理过程同核心交换机B)，中继器5和中继器6之间的链路后恢复，作为环网协议Master设备的核心交换机A的P1端口会收到本身发送的Relay-link-probe报文，因此，核心交换机A的P1端口处理存在时序问题，比如由于环网协议提前检测到环网完整，设置了P1端口的Block状态，这时因为收到Relay-link-probe报文而放开Block的P1端口，会产生临时环路。因此对于环网协议的Master设备的核心交换机A的P1端口也需要做补充处理：如果核心交换机A已经通过hello探测报文检测到当前环网完整，在检测到中继链路恢复后不放开Block端口。 

本发明还可以应用在存在中继链路的双上行链路备份上，如图8所示，核心交换机B的下挂设备可以通过核心交换机C和核心交换机A访问外部业务，其中核心交换机B到中继器2到中继器1到核心交换机A是主用链路，从核心交换机B到中继器3到中继器4到核心交换机C是备份链路。如果中继器5和中继器6之间的链路先断开，其后中继器1和中继器2之间的链路 也断开，如图9所示，环网协议的Master设备核心交换机A，不会也无法发送报文通知核心交换机B设备更新本地的MAC表，因此，核心交换机B的上行流量仍然被转发到原主用链路上，而无法通过备份链路转发。 

本发明中，使用核心交换机B的P1端口在预定时间内不能收到核心交换机A从主用链路发送Relay-link-probe报文，则被Block，将MAC表项中主用链路的MAC信息删除，学习备用链路的MAC信息，使核心交换机B的下挂设备通过备份链路从核心交换机C访问外部业务。当主用链路恢复后，核心交换机B收到核心交换机A发送的环网恢复报文，则放开被Block的P1端口，恢复原来的主用链路的MAC表项，使核心交换机B的下挂设备通过备份链路从核心交换机A访问外部业务。 

本发明提供了一种防止中继链路的环网临时环路的***，包括主用交换机、传输交换机和中继器。其中，所述主用和传输交换机，用于通过所述中继器向所述传输交换机的接收端口发送中继链路检测报文；所述传输交换机，用于通过所述中继器向直连传输交换机或主用交换机的接收端口发送中继链路检测报文，在预设时间内没有接收到所述主用交换机或直连传输交换机发送的中继链路检测报文，阻塞所述接收端口，并从所述传输交换机的发送端口向所述主用交换机发送中继链路故障报文；检测到中继故障恢复后，在预设时间内接收到所述主用交换机从发送端口发送的环网恢复报文，或收到中继链路检测报文后，间隔时间超过阈值，放开所述阻塞的接收端口。 

本发明提供了一种交换机，如图10所示，包括：检测单元1010，用于通过中继器接收中继链路检测报文，并检测在预设时间内是否接收到中继链路检测报文；在阻塞接收端口时，检测在预设时间内是否接收到环网恢复报文；端口控制单元1020，用于检测单元1010检测到预设时间内没有接收到中继链路检测报文时，阻塞所述接收端口，并通过发送端口发送中继链路故障报文。在检测单元1010检测到预设时间内接收到环网恢复报文，或检测到中继链路检测报文后，间隔时间超过阈值时，放开所述阻塞的接收端口。 

另外，对于双上行链路，交换机还包括： 

表项管理单元1030，用于阻塞接收端口之后，删除主用链路对应的MAC 表项，学习备用链路对应的MAC表项，使流量切换到备份链路；及当主用链路恢复后，传输交换机收到环网恢复报文，删除备用链路对应的MAC表项，学习主用链路对应的MAC表项，使流量切换到主用链路。 

交换机还包括： 

刷新单元1040，用于当接收端口的中继联通状态是不联通时，发送MAC刷新报文通知环网中的其它交换机刷新MAC表项；发送单元1050，用于从发送端口通过所述中继器向所述传输或主用交换机的接收端口发送中继链路检测报文；链路检测单元1060，用于检查所述接收端口的中继联通状态，如果是不联通，通知所述端口控制单元不放开所述接收端口，如果联通，通知所述端口控制单元放开所述接收端口；或检测到当前环网完整时，中继链路恢复后通知所述端口控制单元不放开所述接收端口。 

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。 

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。 

Claims (8)

1.一种防止中继链路的环网临时环路的方法，应用于包括主用交换机、传输交换机和中继器的环网中，其特征在于，所述方法包括：

所述主用交换机和传输交换机从发送端口通过所述中继器向直连传输交换机或主用交换机的接收端口发送中继链路检测报文；

所述主用交换机或所述直连传输交换机的接收端口在预设时间内没有接收到所述中继链路检测报文，阻塞所述接收端口，并且当所述接收端口属于传输交换机时，从发送端口向所述主用交换机发送中继链路故障报文；

所述直连传输交换机阻塞接收端口时，所述传输交换机的接收端口在预设时间内接收到所述主用交换机从发送端口发送的环网恢复报文，或收到所述中继链路检测报文后，间隔时间超过阈值，放开所述阻塞的接收端口；

其中，所述主用交换机阻塞接收端口之后还包括，所述主用交换机在放开接收端口前检查所述接收端口的中继联通状态，如果是不联通，不放开所述接收端口，如果联通，放开所述接收端口。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主用交换机阻塞接收端口之后还包括：

当所述接收端口的中继联通状态是不联通时，所述主用交换机发送MAC刷新报文通知环网其它交换机刷新MAC表项。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于双上行链路，所述阻塞接收端口之后还包括：

所述传输交换机删除主用链路对应的MAC表项，学习备用链路对应的MAC表项，使流量切换到备份链路。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述使流量切换到备份链路之后还包括：

当主用链路恢复后，传输交换机收到环网恢复报文，删除备用链路对应的MAC表项，学习主用链路对应的MAC表项，使流量切换到主用链路。

5.一种防止中继链路的环网临时环路的***，包括主用交换机、传输交换机和中继器，其特征在于，

所述主用交换机，用于通过所述中继器向所述传输或主用交换机的接收端口发送中继链路检测报文，所述主用交换机的接收端口在预设时间内没有接收到所述中继链路检测报文，阻塞所述接收端口；

其中，所述主用交换机阻塞接收端口之后还包括，所述主用交换机在放开接收端口前检查所述接收端口的中继联通状态，如果是不联通，不放开所述接收端口，如果联通，放开所述接收端口；

所述传输交换机，用于通过所述中继器向直连传输交换机或主用交换机的接收端口发送中继链路检测报文，在预设时间内没有接收到所述主用交换机或直连传输交换机发送的中继链路检测报文，阻塞所述接收端口，并从所述传输交换机的发送端口向所述主用交换机发送中继链路故障报文；在预设时间内接收到所述主用交换机从发送端口发送的环网恢复报文，或收到中继链路检测报文后，间隔时间超过阈值，放开所述阻塞的接收端口。

6.一种交换机，其特征在于，包括：

检测单元，用于通过中继器接收中继链路检测报文，并检测在预设时间内是否接收到中继链路检测报文；在阻塞接收端口时，检测在预设时间内是否接收到环网恢复报文；

端口控制单元，用于所述检测单元检测到预设时间内没有接收到中继链路检测报文时，阻塞所述接收端口，并通过发送端口发送中继链路故障报文；在所述检测单元检测到环网恢复报文，或检测到中继链路检测报文后，间隔时间超过阈值时，放开所述阻塞的接收端口；

链路检测单元，用于在放开接收端口前检查所述接收端口的中继联通状态，如果是不联通，通知所述端口控制单元不放开所述接收端口，如果联通，通知所述端口控制单元放开所述接收端口；或检测到当前环网完整时，中继链路恢复后通知所述端口控制单元不放开所述接收端口；

其中，所述交换机为主用交换机或传输交换机时，还包括：

发送单元，用于从发送端口通过所述中继器向直连传输交换机或主用交换机的接收端口发送中继链路检测报文。

7.如权利要求6所述的交换机，其特征在于，对于双上行链路，还包括：

表项管理单元，用于阻塞所述接收端口之后，删除主用链路对应的MAC表项，学习备用链路对应的MAC表项，使流量切换到备份链路。

8.如权利要求6所述的交换机，其特征在于，所述交换机为主用交换机时，还包括：

刷新单元，用于当所述接收端口的中继联通状态是不联通时，发送MAC刷新报文通知环网中的其它交换机刷新MAC表项。

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