CN101558609B - 一种环保护方法、装置及*** - Google Patents

一种环保护方法、装置及*** Download PDF

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Abstract

一种以太网环网保护方法、装置及***。所述方法包括：当环上的链路发生故障时，检测到链路故障的节点阻塞与故障链路相连的端口，并向其它节点发送故障告警消息；所述其它节点根据接收到的所述故障告警消息，判断本节点的状态是否由正常状态转为故障状态，是则清空本节点的转发表。

Description

一种环保护方法、装置及***
本申请要求于2007年1月23日提交中国专利局、申请号为200710073029.2、发明名称为“一种以太网环保护方法及装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及以太网技术，特别涉及一种环保护方法、装置及***。
背景技术
随着电信级以太网的快速发展，ERP(Ethernet Ring Protection，以太网环保护)成为业界关注的一种以太网业务保护方法。以太网环保护基于物理或逻辑环拓扑，利用闭环和以太网的特性来实现点到点、点到多点和多点到多点业务的快速保护倒换，具有带宽利用率高、保护倒换速度快、建网成本低、支持点到多点和多点到多点的业务倒换等特点。
以太环网在链路层上呈现为一种环拓扑，为防止报文在以太网环上无限环回，在链路层会设置一个阻塞端口，当业务报文经过阻塞端口时，会将报文丢弃。通常来说，在同一个物理拓扑上可以对应多个环实例，各个环实例有各自相应的阻塞端口。一个环实例可以对应一个控制VLAN(Virtal Local AreaNetwork，虚拟局域网)和一个或一组业务VLAN。需要指出的是，控制VLAN通常用来传输环实例的控制消息，阻塞端口不阻塞控制VLAN上的报文和流量。请参见图1，图1为现有技术中以太环网的示意图。如图1所示，该环网上的节点A至节点F分别是以太网桥，节点B的一个端口10为阻塞端口，正常情况下，当业务报文经过该阻塞端口时，该业务报文会被阻塞端口丢弃。通常阻塞端口所在的节点称为主节点。
现有技术方案中大都采用以太网OAM(Operation，Administration andMaintenance，操作管理和维护)机制检测链路故障和产生故障告警，并根据故障情况进行保护动作，其具体过程如下：
环上相邻节点之间发送CC(Continuity Check，连续性检查)报文，如果在一定时间内收不到CC报文，则认为链路发生故障；如果故障后又重新正常接收到CC报文，则认为故障链路恢复。
现有技术方案在检测故障方面比较类似，但是在具体的保护倒换方式上有一些差别。在实现本发明的过程中，发明人发现这些现有的保护倒换方式要么需要定义新的告警消息，和现有的以太网OAM标准无法兼容；要么针对以太环网上发生多点故障的情况，难以实现故障恢复。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例公开了一种环保护的方法、装置及***，能够在不改动当前已有以太网OAM机制的情况下，用比较简单的方式实现以太网环保护，同时避免频繁地清空转发表。
本发明实施例提供的一种环保护方法，包括：
当环上的链路发生故障时，检测到链路故障的节点阻塞与故障链路相连的端口，并向其它节点发送故障告警消息；
所述其它节点根据接收到的所述故障告警消息，判断本节点的状态是否由正常状态转为故障状态，是则清空本节点的转发表，并根据所述故障标识更新本节点的故障标识。
附图说明
图1为现有技术中以太环网的示意图；
图2为本发明实施例提供的环保护方法的一种流程图；
图3为本发明实施例提供的环保护方法的另一种流程图；
图4为本发明实施例中检测到故障的节点发送告警消息的示意图；
图5为本发明实施例1中各节点接收到AIS消息的示意图；
图6为本发明实施例2中以太网环发生多处故障时的示意图；
图7为本发明实施例2中以太网环多处故障后一处故障恢复的示意图；
图8为本发明实施例5中两个以太网环存在共享链路时的示意图；
图9为本发明实施例5中两个以太网环之间的共享链路发生故障时共享阻塞端口所在节点接收到故障告警消息后的流程图；
图10为本发明实施例5中两个以太网环之间的共享链路发生故障时的示意图；
图11为本发明实施例5中两个以太网环之间的共享链路发生故障时各个节点接收到故障告警消息后的示意图；
图12为本发明的实施例6公开的一种环保护装置的结构示意图；
图13为本发明的实施例7公开的一种环保护装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明不仅可以应用于以太网环，还可以应用于其他环网，但为更方便清楚说明本发明的创造点，下面以以太网环为例，结合附图和本发明的实施例作进一步详细描述。
本发明实施例中，检测到链路故障的节点周期性地发送故障告警消息，接收到所述故障告警消息的节点记录并维护本节点故障标识，该故障标识是从两个端口接收到的所述故障告警消息的源地址对；当节点维护的故障标识发生变化时，则清空转发表，重新开始自学习。这里所述的故障告警消息可以是AIS(Alarm Indication Signal，告警指示信号)消息，也可以是APS(AutomaticProtection Switching，自动保护倒换)消息，也可以是其它控制报文。在本具体实施例中，以AIS消息作为所述故障告警消息进行说明。
请参见图2，图2为本发明实施例提供的环保护方法的一种流程图。该方法包括：
步骤S201、当以太网环上的链路发生故障时，检测到链路故障的节点阻塞与故障链路相连的端口，并向其它节点发送故障告警消息；
步骤S202、所述其它节点根据接收到的所述故障告警消息判断所述故障标识是否发生变化，是则执行步骤S203；否则执行步骤S204；
步骤S203、清空本节点的转发表，更新故障标识，并重置故障标识对应的定时器；
步骤S204、不清空本节点的转发表，并重置故障标识对应的定时器。
当节点检测到链路恢复时，停止发送所述故障告警消息，如果节点在一定时间内没有收到所述故障告警消息，则清除故障标识，清空转发表，原正常阻塞端口重新阻塞。
上述以太网环保护方法可以应用在以太环网的单处或多处链路故障时的保护以及故障恢复时的保护，还可以用于双环共享链路的情况下，故障发生及恢复时的保护。下面就举实施例，详细说明在不同情况下，本发明的具体实施方式。
实施例1
请参看图3，图3为本发明实施例1公开的环保护方法的另一种流程图。如图3所示，该方法包括：
步骤S301、相邻节点之间的链路通过控制消息进行故障检测，判断链路是否发生故障，是则执行步骤S302，否则继续执行步骤S301；
本步骤中，所述控制消息可以是CC报文，以太环网上的各个节点之间可以采用CC报文检测故障。各个节点周期性地向与其相邻的节点发送CC报文，接收到CC报文的节点直接将该报文终结，不再继续向其它节点转发。当节点在预定的时间周期内没有收到CC报文，则可判定该节点与相邻节点之间的链路发生故障。利用CC报文检测链路故障的具体过程与现有技术相同，在此不再加以详细描述。
步骤S302、检测到故障的节点周期性地向以太环网上的其它节点发送故障告警消息；
本步骤中，所述故障告警消息可以采用现有标准中的以太网AIS消息，也可以采用APS消息，通过控制VLAN进行传输。
请参看图4，图4为检测到故障的节点发送故障告警消息的示意图。如图4所示，当节点D、E在预定时间内没有收到相邻CC报文时，则认为链路发生了故障，阻塞故障端口，并分别向以太环网其它节点周期性地持续发送AIS消息。
步骤S303、其它节点接收到故障告警消息后，判断所述故障标识是否发生变化，是则执行步骤S304，否则执行步骤S305；；
本步骤中，该故障标识是从环上两个端口接收到的故障告警消息的源地址对；也可以是故障告警消息中携带的告警标识信息，但这种情况下需要扩展故障告警消息，比如AIS消息的格式。
请参看图5，图5为本发明实施例1中各节点接收到AIS消息的示意图。如图5所示，环网上的节点在接收到AIS消息后，节点由正常态进入故障态，同时清空转发表，并记录下分别从东向和西向端口接收到的AIS消息的源地址，并向下游节点转发AIS消息。如果接收到AIS消息的节点是正常阻塞端口所在的节点(如图中的节点B)，则还需要将正常阻塞端口打开。
具体来说，由于检测到故障的两个节点D、E都会向其它节点发送AIS消息，因此节点A、B、C、F会从东向和西向两个端口收到两个不同的AIS消息。这样，每个节点会记录两个AIS消息的源地址，组成一个源地址对。在本实施例中，可以将所述源地址对来作为当前故障标识，这个源地址对可以表示为<西向端口接收到的告警消息的源地址，东向端口接收到的告警消息的源地址>。对该故障标识设置一定的老化时间，该老化时间可以设置为AIS消息周期的1.5～3倍，一般通过设置定时器来实现。
本实施例中，由于初始时环处于正常状态，维护的故障标识为空，因此会检测到故障标识改变。另外，本实施例中，为避免在首次故障时接收到两侧的AIS消息时进行两次清空操作，有两种方式：
一种方式：当故障表非空，即当前节点记录环已经处于故障态了，但是某个端口对应的告警消息源地址从空值改变为非空值时，不需要清空转发表，只需要重置定时器即可。
另一种方式：只有当在两侧都收到告警消息时，即环上两个端口对应的AIS消息源地址从空值改变为非空值时，才清空转发表。在实现时，当只有其中一个端口对应的AIS消息源地址非空时，设置为预故障态，当两个端口对应的AIS消息源地址都为非空值时，设置为故障态。由正常态转变为预故障态时不清空转发表，由预故障态转变为故障态时清空转发表。
故障标识改变的检测方式可以是：判断对应端口接收的AIS消息的源地址是否改变，如果改变，则认为故障标识发生了改变。
步骤S304、清空本节点的转发表，重新开始自学习，记录并更新本节点的故障标识；
本实施例中，由于正常状态下，各节点没有存储故障标识；当链路故障时，各节点从AIS消息中提取出AIS消息的源地址作为故障标识存储，因此这时可以认为故障标识发生变化，则需要清空本节点的转发表，重新开始自学习。
步骤S305、不清空本节点的转发表，并重置故障标识对应的定时器。
本实施例中，当环网上的节点检测到故障恢复时，该方法还可以进一步包括：
当节点检测到故障恢复的时候，例如：节点D和E能够正常接收到对方发送的CC报文，则停止发送AIS消息；
当其它节点在预定时间内没有收到AIS消息后，则认为链路故障已经恢复，这时清除故障标识(可以通过故障标识的老化机制实现)，本节点认为环的状态由故障状态转入正常状态，同时清空转发表。另外，如果是正常阻塞端口所在的节点，还需要将正常阻塞端口重新阻塞；如果是链路故障所连接的节点，则将与故障链路相连的端口重新打开。
实施例2
实施例1描述以太网环上的单处链路故障时本发明的具体实施方式，本实施例进一步以以太环网上出现多处故障及故障恢复时为例来说明本发明的具体实施方式。
在本实施例中，当节点检测到一处链路时，其具体方法流程与实施例1中相同，在此不再赘述。实施例2与实施例1的区别在于：当实施例1中的链路故障尚未恢复时，其它链路又发生故障时，环网上的节点接收到AIS消息后，判断故障标识发生变化，则清空转发表，重新学习。下面结合附图对这一过程进行详细说明。
请参看图6，图6为实施例2中以太网环发生多处故障时的示意图。如图6所示，当节点D和E之间的链路发生故障且尚未恢复时，各个正常节点维护的故障标识为<E，D>。当节点C和F之间的链路发生故障时，节点C、F之间故障链路相连的端口会被阻塞。同时，节点C、F会产生新的AIS消息并向其它节点发送。这种情况下，原来的环网被两处链路故障分割成两段链形拓扑。此时节点A、B、D的西向端口可以收到节点C发送的AIS消息；东向端口可以收到节点D发送的AIS消息，因此节点A、B、D的故障信息标识变为<C，D>。同理，节点E、F的故障标识变为<E，F>。这时，节点检测到故障标识发生了变化，清空转发表，重新学习。故障标识改变的检测方式可以是：判断表项中对应端口接收的AIS消息的源地址是否改变，如果改变，则认为故障标识发生了改变。
请参看图7，图7为实施例2中多处故障后一处故障恢复的示意图。如图7所示，当节点D、E之间的链路恢复后，节点D、E停止向其它节点发送AIS消息，此时环上节点A、B、D、E的故障信息标识变为<C，F>。这时，节点检测到故障标识发生了变化，清空转发表，重新学习。
实施例3
本实施例与实施例1和实施例2的不同在于，本实施例中接收到故障信息的各个节点不再存储和更新由故障告警消息的源地址组成的故障标识，而是各个节点只确认正常状态和故障状态这两个状态。当接收到故障告警消息的节点在正常状态接收到故障告警消息时，则清空转发表，重新开始自学习；当接收到故障告警消息的节点在故障状态接收到故障告警消息时，则不清空转发表，而是将与故障状态对应的定时器进行重置。
进一步地，若其它节点在预定的时间内没有再次接收到所述故障告警消息，则将本节点的状态由所述故障状态转为正常状态，并清空本节点的转发表。
实施例4
本实施例与实施例1、实施例2和实施例3的不同在于，本实施例中基于端口存储故障消息源地址作为故障标识。
当节点从环上某个端口接收到故障告警消息时，判断与当前维护的对应于该端口的故障告警消息源地址是否改变，如果改变，则清空以该端口为出端口的转发表表项，更新对应于该端口的故障告警消息源地址，并重置对应的定时器；否则，则不需清空转发表，而只需将与对应的定时器进行重置。另外，如果是正常阻塞端口，则还需要将端口打开。
进一步地，当节点从环上某个端口没有接收到故障告警消息时，即该端口对应的故障标识被老化，则清空以该端口为出端口的转发表表项。另外，如果是正常阻塞端口，则还需要将该端口阻塞。
实施例5
本实施例以两个以太网环通过共享链路互连时的情况为例来说明本发明的具体实施方式。
请参看图8，图8为实施例5中两个以太网环通过共享链路互连时的示意图。如图8所示，节点A、B、C、D、E、F可以是以太网桥。其中，节点A、B、C、D组成一个以太网环实例；节点C、D、E、F组成另一个以太网环实例，节点C和D之间的链路为两个以太网环之间的共享链路；两个环实例有不同的控制VLAN以及各自的正常阻塞端口。当两个以太网环上的非共享链路发生故障时，各个节点的处理过程和实施例1及实施例2中基本相同，即：检测到非共享链路故障的节点向其它节点发送故障告警消息；接收到故障告警消息的节点判断本地的故障标识信息是否发生变化，是则清空转发表，重新开始自学习。因此，在本实施中，对于两个以太网环上的非共享链路发生故障时的处理过程不再加以详细描述，下面结合附图详细说明两个以太网环之间的共享链路故障时的保护方法。
当两个环通过共享链路互连时，需要在共享节点的其中一个节点上设置一个共享阻塞端口，该共享阻塞端口不是与共享链路相连的端口，且在正常状况下是打开的。共享阻塞端口的设置可以通过人工直接配置在某个共享节点上，也可以通过共享节点之间的选举产生。
当环上产生故障时，环上会有故障告警消息传递。请参看图9，图9为本发明实施例5中两个以太网环之间的共享链路发生故障时共享阻塞端口所在节点接收到故障告警消息后的流程图。图9仅描述对于共享阻塞端口的操作，其它操作诸如清空转发表、正常阻塞端口打开等操作，按照实施例1或实施例4的方式进行，这里不再赘述。
步骤S901，共享阻塞端口所在节点接收到故障告警消息；
步骤S902，记录在各个环上接收到的故障告警消息的源地址。对于实施例1的方式而言，即为记录各个环的故障标识，即两个环上故障告警消息的源地址对；对于实施例4的方式而言，即为记录各个端口接收到的故障告警消息的源地址。
步骤S903，判断在两个环上收到的故障告警消息是否都来自共享链路对端的节点，如果是，则执行S904，否则，执行S905。判断时可将故障告警消息中的源地址信息与自身维护的共享链路对端节点信息进行比较，如果相同，则认为来自共享链路对端节点。
步骤S904，阻塞共享阻塞端口；
步骤S905，打开共享阻塞端口。
故障恢复时，共享阻塞端口所在的节点将收不到故障告警消息，此时，它所记录的故障告警消息的源地址信息，即实施例1和实施例4中的故障标识信息，会老化掉。当这些信息老化后，重新打开共享阻塞端口。
请参看图10，图10为本发明实施例5中两个以太网环之间的共享链路发生故障时的示意图。如图10所示，在本实施例中，在两个共享节点C、D其中一个节点上设置一个共享阻塞端口，该共享阻塞端口不是与共享链路相连的端口，且在正常状况下是打开的。共享阻塞端口的设置可以通过人工直接配置在某个共享节点上，也可以通过共享节点之间的选举产生。共享链路可以通过以太网OAM机制的CC报文进行链路故障检测；当共享节点C、D检测到共享链路发生故障时，阻塞与共享链路相连的端口，并产生故障告警消息，该故障告警消息在两个环上都发布。
请参看图11，图11为本发明实施例5中两个以太网环之间的共享链路发生故障时各个节点接收到故障告警消息后的示意图。如图11所示，两个以太网上的各个非共享节点在接收到故障告警消息后清空转发表，并将各个以太网环的正常阻塞端口打开。当共享节点C接收到节点D发来的故障告警消息后，清空转发表，并阻塞预先设置的共享阻塞端口。
当共享节点检测到故障恢复时，则停止向两个以太网环上的其它节点发送故障告警消息；当各个节点在一定时间内没有收到故障告警消息时判断故障链路已经恢复，则清空转发表，原各个以太网环上的正常阻塞端口被重新阻塞；共享节点在一定时间内没有收到来自共享链路对端共享节点的故障告警消息时，则认为共享链路故障消除，将共享阻塞端口打开。
基于与上述以太网环保护方法同一构思，本发明还公开了一种以太环网保护装置。需要说明的是，由于装置实施例和方法实施例属于同一发明构思，因此有很多相同或相应的技术特征，对于这些相同或相应的技术特征，只简而言之，不再赘述。
实施例6
请参看图12，图12为本发明的实施例6公开的一种环保护装置的结构示意图，该装置位于环网的各个节点上。如图12所示，该装置包括：告警消息处理模块121、故障信息存储模块122、判断模块123、转发表清空模块124。
其中，告警消息处理模块121用于接收以太环网上相邻节点发送的故障告警消息并转发给下游节点；以及从接收到的故障告警消息中提取该故障告警消息的源地址发送给所述故障信息存储模块122；
所述故障信息存储模块122用于存储故障信息，该故障信息具体为本节点的东、西向端口接收到的故障告警消息的源地址的集合或者只存储本节点的当前状态，即故障状态/正常状态；
所述判断模块123用于根据所述故障告警消息的源地址和所述故障信息存储模块122中存储的故障信息判断以太环网的故障信息是否发生变化；当故障信息发生变化时，则指令转发表清空模块124将本节点上的转发表清空，重新开始自学习。
利用该装置实现以太网环保护的详细过程与前面本发明实施例的方法中的描述一致，在此不再赘述。
实施例7
请参看图13，图13为本发明的实施例7公开的一种环保护装置的结构示意图。如图13所示，本实施例与实施例6的区别在于：本实施例提供的装置还可以包括定时器模块125，用于当故障信息存储模块122中存储的故障信息在预先设定的时间内没有变化时，指令所述转发表清空模块124清空本节点的转发表。
本发明的实施例通过在接收到故障告警消息的节点存储本节点的故障标识或本节点的当前状态，并利用该信息可以有效地判断以太环网上的故障发生或者故障恢复等情况，不需要对现有的以太网OAM机制作出任何改变，就能实现以太网环保护，同时能够有效地避免频繁地清空转发表，重新自学习导致地大量广播流量，因此实现简单，兼容性强。
本发明还提供了一种环保护***，包括：检测到链路故障的节点和其他节点，其中：检测到链路故障的节点用于在检测到环上的链路发生故障时，阻塞与故障链路相连的端口，并向所述其它节点发送故障告警消息；其它节点用于根据接收到的所述故障告警消息，判断本节点的状态是否由正常状态转为故障状态，是则清空本节点的转发表。
当所述检测到链路故障的节点是具有正常阻塞端口的节点时，所述检测到链路故障的节点还用于将所述正常阻塞端口打开。
所述检测到链路故障的节点还用于当所述故障链路恢复时，停止向所述其他节点发送故障告警消息。
所述其他节点根据自身维护的故障标识或自身的当前状态，判断本节点的状态是否由正常状态转为故障状态。相应地，所述其他节点还用于判断在预定的时间内没有再次接收到所述故障告警消息时，清空本节点的转发表，并删除本节点存储的所述故障标识或将本节点的状态由故障状态转为正常状态。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种环保护方法，其特征在于，包括：
当环上的链路发生故障时，检测到链路故障的节点阻塞与故障链路相连的端口，并向其它节点发送故障告警消息，所述故障告警信息中携带有故障标识；
所述其它节点判断所述故障标识是否发生变化，是则清空本节点的转发表，并根据所述故障标识更新本节点的故障标识。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述其它节点还比较本节点所存储的故障标识和所述故障告警信息中携带的故障标识，判断故障标识是否发生变化，否则不清空本节点的转发表。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述故障标识包括所述故障告警消息的源地址。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述其它节点根据所述故障标识更新本节点的故障标识具体包括：
所述其它节点从本节点的环上端口接收到的所述故障告警消息中提取所述故障告警消息中携带的源地址；
以所述源地址更新本节点的故障标识。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
如果所述其它节点在预定的时间内没有再次接收到所述故障告警消息，则清空本节点的转发表，并删除本节点存储的所述故障标识。
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