CN101686199A - 以太网保护***中控制报文的处理方法、装置及*** - Google Patents

以太网保护***中控制报文的处理方法、装置及*** Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种以太网保护***中控制报文的处理方法，该方法为：网络节点接收任意一个其他网络节点发送的控制报文，该控制报文中携带有用于标识该控制报文的序列号；所述网络节点在对接收的控制报文进行协议处理后，构建针对所述控制报文的应答报文，通过所述应答报文携带所述控制报文的序列号，以及标识所述控制报文的报文类型；所述网络节点将所述应答报文发送至所述任意一个其他网络节点，并通过所述应答报文携带的序列号和标识的报文类型，指示该任意一个其他网络节点停止所述控制报文的发送。这样，便在避免报文丢失的基础上，大大减少了***资源的消耗，提高了***的稳定性和可靠性。本申请同时公开了一种通信装置和一种以太网保护***。

Description

以太网保护***中控制报文的处理方法、装置及***
技术领域
本申请涉及以太网自动保护领域，特别涉及了一种以太网保护***中控制报文的处理方法、装置及***。
背景技术
为了提高以太网的安全性，现有技术下，在以太网保护***中，设置了多个保护域，以一个保护域为例，参阅图1所示，一个保护域通常由一个主节点(Master)和一个从节点(Slave)共同组成。每个保护域可以实现用于用户数据业务转发的业务虚拟局域网(Virtual Local Area Network，VLAN)功能，以及用于协议报文转发的控制VLAN功能。如图1所示，主节点和从节点组成双节点双上行***，且互为备份，稳定状态下，即链路完好时，主节点阻塞自身从端口的保护业务VLAN转发功能，指示通过从节点的从端口向上行网络传输业务数据，从而保证网络中无环路产生，也防止了由于环路引起的“广播风暴”；而当从节点的上行链路发生故障时，主节点则放开自身从端口的保护业务VLAN转发功能，使用户数据可以在主节点的从端口向上行网络传输，以保障业务的连通。
现有技术下，以太网保护***中各节点之间交互的控制报文主要有链路故障告警报文(LINK-DOWN)、链路故障通知报文(FLUSH-DOWN)、链路恢复通知报文(FLUSH-UP)和健康检测报文(HELLO)
在一个保护域中，若从节点的上行链路，以及主从节点之间的链路状态正常，则从节点会周期性地向主节点发送HELLO报文，以将当前的链路状况通知主节点；若从节点检测到本地上行链路对应的端口(即从节点的从端口)状态由正常变为故障时，则向主节点发送LINK-DOWN报文，以将当前的链路状态通知主节点。主节点收到LINK-DOWN报文后获知从节点的上行链路发生故障，则放开自身从端口的保护业务VLAN转发功能，并且向从节点发送FLUSH-DOWN报文，通知从节点更新端口的介质访问控制(Media AccessControl，MAC)地址表。
在链路故障期间，从节点持续向主节点发送LINK-DOWN报文，不再发送HELLO报文，因此，如果主节点重新收到HELLO报文且不再收到LINK-DOWN报文，则表明链路状态已恢复正常，那么主节点需要重新阻塞自身的从端口的保护业务VLAN转发功能，并指示重新通过从节点的从端口向上行网络传输业务数据，以及向从节点发送FLUSH-UP报文，指示从节点再次更新其本地的MAC地址表。
基于上述以太网保护***，现有技术下，主从节点之间交互的LINK-DOWN报文、FLUSH-UP报文、FLUSH-DOWN报文和HELLO报文等等控制报文的流量直接决定了协议处理流程的流畅性及端口的阻塞情况，因此控制报文的发送及接收的处理方式至关重要。目前，以太网保护***内的控制报文存在两种处理方式：
1、发送端按照设定次数向对端发送相应的控制报文。
例如，FLUSH-UP报文和FLUSH-DOWN报文都只发送3次，默认对端一定能收到。
采用这种方法简化了报文处理流程，从而不会产生占用过多CPU资源的冗余报文，减少了资源浪费，但是，一旦发送的设定次数的报文均丢失，那么整个以太网保护***的协议状态将无法切换，便利***的VLAN业务功能得不到保证。
2、发送端按照设定的周期发送相应的控制报文。
例如，只要链路存在故障，则每间隔2MS便向对端发送一次LINK-DOWN报文。
采用这种方法可以避免发生报文丢失的，保证了较高的***可靠性，但是，大量的控制报文的发送将消耗较高的链路带宽和有限的CPU资源，特别地，当配置多个保护域时，由此产生的大量的控制报文会严重影响***性能。
发明内容
本申请实施例提供一种以太网保护***中控制报文的处理方法、装置及***，用以在避免控制报文丢失的前提下，提高***可靠性。
本申请实施例提供的具体技术方案如下：
一种以太网保护***中控制报文的处理方法，包括：
以太网保护***中的任意一个网络节点接收任意一个其他网络节点发送的控制报文，所述控制报文中携带有用于标识该控制报文的序列号；
所述网络节点对接收的控制报文进行协议处理，并在处理完毕后，构建针对所述控制报文的应答报文，通过所述应答报文携带所述控制报文的序列号，以及准确标识出所述控制报文的报文类型；
所述网络节点将所述应答报文发送至所述任意一个其他网络节点，并通过所述应答报文指示该任意一个其他网络节点停止所述控制报文的发送。
一种通信装置，归属于以太网保护***，所述通信装置包括：
接收单元，用于接收任意一个网络节点发送的控制报文，所述控制报文中携带有用于标识该控制报文的序列号；
处理单元，用于对接收的控制报文进行协议处理，并在处理完毕后，构建针对所述控制报文的应答报文，通过所述应答报文携带所述控制报文的序列号，以及标识所述控制报文的报文类型；
发送单元，用于将所述应答报文发送至所述任意一个网络节点，并通过所述应答报文携带的序列号和标识的报文类型，指示该任意一个网络节点停止所述控制报文的发送。
一种以太网保护***，所述***中任意一个网络节点在接收到任意一个其他网络节点发送的控制报文时，获得该所述控制报文中携带的用于标识该控制报文的序列号，并在对接收的控制报文进行协议处理后，构建针对所述控制报文的应答报文，通过所述应答报文携带所述控制报文的序列号以及标识所述控制报文的报文类型，接着，将所述应答报文发送至所述任意一个网络节点，并通过所述应答报文携带的序列号和标识的报文类型，指示该任意一个网络节点停止所述控制报文的发送。
采用以上技术方案，便能有效增强以太网保护***中控制报文的发送效率，在避免报文丢失的基础上，大大减少了***资源的消耗，提高了***的稳定性和可靠性，从而增强以太网保护***的抗故障能力。
附图说明
图1为现有技术下以太网保护***架构图；
图2为本申请实施例中以太网保护***架构图；
图3为本申请实施例中网络节点功能结构图；
图4为本申请实施例中网络节点处理控制报文流程图。
具体实施方式
在以太网保护***中，为了在避免控制报文丢失的前提下，提高***可靠性，本申请实施采用的方法为：网络节点接收任意一个其他网络节点发送的控制报文，所述控制报文中携带有用于标识该控制报文的序列号；所述网络节点对接收的控制报文进行协议处理，并在处理完毕后，构建针对所述控制报文的应答报文，通过所述应答报文携带所述控制报文的序列号，以及标识所述控制报文的报文类型；所述网络节点将所述应答报文发送至所述任意一个其他网络节点，并通过所述应答报文携带的序列号和标识的报文类型，指示该任意一个其他网络节点停止所述控制报文的发送。
以太网保护***内包含若干保护域，各保护域内的网络节点的个数可以根据实际需要而自行设置，例如，两个网络节点为一个保护域、三个网络节点为一个保护域、四个网络节点为一个保护域等等，本实施例中，仅以保护域内包含两个网络节点为例进行介绍。另一方面，保护域仅是一个逻辑概念，两个相同的节点间也可能组成多个保护域，在此不再赘述。
下面结合附图对本申请优选的实施方式进行详细说明。
参阅图2所示，本申请实施例中，以太网保护***内包括互为备份的节点S1和节点S2，其中，S1的主端口为a，从端口为b，S2的主端口为c，从端口为d。其中，S1或S2在接收到任意一个其他网络节点发送的控制报文时，获得该所述控制报文中携带的用于标识该控制报文的序列号，并在对接收的控制报文进行协议处理后，构建针对所述控制报文的应答报文，通过所述应答报文携带所述控制报文的序列号以及准确标识出所述控制报文的报文类型，接着，将所述应答报文发送至所述任意一个网络节点，并通过所述应答报文指示该任意一个网络节点停止所述控制报文的发送。
参阅图3所示，以S1为例，本申请实施例中，S1包括接收单元100、处理单元101和发送单元102，其中，
接收单元100，用于接收任意一个网络节点发送的控制报文，所述控制报文中携带有用于标识该控制报文的序列号；
处理单元101，用于对接收的控制报文进行协议处理，并在处理完毕后，构建针对所述控制报文的应答报文，通过所述应答报文携带所述控制报文的序列号，以及标识所述控制报文的报文类型；
发送单元102，用于将所述应答报文发送至所述任意一个网络节点，并通过所述应答报文携带的序列号和标识的报文类型，指示该任意一个网络节点停止所述控制报文的发送。
基于上述***架构，参阅4所示，本申请实施例中，以S1是主节点，而S2是从节点为例，对S1与S2之间控制报文的交互流程进行详细介绍：
步骤400：S2确定因链路状态发生改变等原因需要向S1发送相应的控制报文，以下称为报文A。例如，LINK-DOWN报文，或HELLO报文等等。
步骤410：S2在本地构建需要向S1发送的报A，本申请实施例中，S2在构造报文A时，至少要在报文A中添加针对报文A的序列号，以对报文A进行标识，从而便于S1对报文A进行识别，以下实施例中，将报文A的序列号称为序号A。
步骤420：S2按照设定周期将报文A发往S1。
步骤430：S1接收S2发送的报文A，并对其进行协议处理。
例如，若报文A为LINK-DOWN报文，则S1对报文进行协议处理即是指S1更改当前的协议状态，以及刷新本地的MAC地址表等等。
步骤440：S1确定协议处理流程完毕后，构建报文A的应答报文，即ACK报文，以下称为报文A’；本申请实施例中，在构建报文A’时，S1需要在报文A’中添加从报文A中获得的序号A，并通过报文A’准确标识出报文A的报文类型。
步骤450：S1将报文A’发往S2。
步骤460：S2接收报文A’，并根据报文A’携带的序号A和报文A’标识出的报文类型，确定报文A’是报文A的应答报文。
步骤470：S2停止报文A的发送。
基于上述实施例，在实际应用中，针对不同类型的控制报文，可以使用各自独立的序列号，因为协议处理是基于报文类型的，两种不同报文即使序列号一样也不会产生混淆。在对序列号进行管理时，可以使用的方法包含但不限于：每次因链路状态切换等原因发送控制报文时，其序列号都在上一次发送控制报文使用的最后一个序列号的基础上+1，并连续递增。同时为防止不同序列号的同类型控制报文同时发送的情况，规定对每种类型的控制报文只发送携带最高序列号的。
另一方面，在实际应用中，上述步骤440中提及的S1通过应答报文对接收到的控制报文的类型进行准确描述包含但不限于以下方式：
1、根据接收的控制报文的帧结构确定其报文类型，并按照同样的帧结构构建相应的应答报文。
2、根据控制报文的帧结构以及预设的帧结构与报文类型标识之间的对应关系，获取相应的报文类型标识，并在构建的应答报文中携带该报文类型标识。
3、在控制报文的指定字段获取其携带的报文类型标识，并在构建的应答报文中携带该报文类型标识。
上述三种方法仅为举例，在此不再赘述。
进一步地，S1针对不同类型的控制报文的协议处理流程是不一样的，但都必须对接收到的控制报文进行应答，应答时在应答报文中携带和原报文相同的序列号以及通过应答报文准确描述出原报文的报文类型，便收对端的确认和辨别，应答报文的发送频率，可以根据其针对的控制报文的发送频率情况确定，可以每接收到一个控制报文便进行应答，也可以在接收到同一类型的多个控制报文后，进行一次性应答，只需将这多个控制报文的序列号携带在应答报文中即可，在此不再赘述。
下面以HELLO报文为例，对上述实施例作进一步介绍。
设备S1、S2启动后首先各自检查链路状态，S2向S1发送LINK-DOWN报文，S1端口a处于Forwarding状态；S2检测链路正常后，停止发送LINK-DOWN报文，同时通过端口c向S1发送HELLO报文，稳态下HELLO报文被持续发送，将造成链路带宽被大量占用，同时S1上也将耗费大量的CPU资源来处理接收到的HELLO报文，为此需要在S1中增加确认机制，以减少HELLO报文的发送量。
S1收到HELLO报文后执行协议相关动作(包括切换协议状态，发送FLUSH-UP报文指示S2进行MAC地址表更新)，此时，S1仍持续收到S2发送的HELLO报文并传送至本地CPU处理，但协议已无需这些HELLO报文，过多的报文处理将消耗大量***资源，为此S1发送ACK报文(针对HELL0报文)给S2，该ACK报文携带和原HELLO报文相同的序列号，并准确地描述原HELLO报文的报文类型。
S2接收到ACK报文后，根据该ACK报文携带的序列号及描述的报文类型判断相应的HELLO报文是否仍在发送，若则，则停止HELLO报文的发送，否则，忽略接收到的ACK报文，为了提高***性能，较佳地，S2发送HELLO报文时，只发送携带最高序列号的HELLO报文。
基于上述实施例，S2停止HELLO报文的发送后，若检测到链路发生故障，则向S2发送LINK-DOWN报文，同时，待链路恢复正常后，再向S1重新发送HELLO报文，但重新发送的HELLO报文携带的序列号，要在之前停止发送HELLO报文时产生的序列号的基础上+1。
相应地，为了提高***性能，S1也只会应答具有最高序列号的HELLO报文并进行协议处理，而忽略所有低序列号HELLO报文。
以上方式同样适用于多保护域的情况。每个保护域中的主节点和从节点分别实现上述功能，所有的控制报文，包括新增的应答报文，都携带域标识，以便在存在多个保护域的下避免发生报文混淆的状况。例如，如图2所示，S1和S2可以组成多种具有业务VLAN功能和控制VLAN功能的保护域来实现相应的功能，一种情况下，S1为主节点、S2为从节点，组成一个保护域，其域标识为X，而在另一种情况下，S2为主节点，而S2为从节点，组成另一个保护域，其域标识为Y，则S1与S2之间在进行报文交互时，需要在发送的控制报文和回复的应答报文中携带相应的域标识，以避免接收端发生混淆。同理，若S1和S2组成的保护域，与S3和S4组成的保护域之间进行控制报文的交互，则上述方法同样适用，在此不再赘述。
综上所述，通过上述实施例，S1或S2便不再需要持续发送控制报文，而只会在链路状态发生改变时才发送控制报文，并且发送的控制报文的序列号为上一次发送控制报文时使用的最后一个序列号加1，以避免对端的处理流程发生混淆，直到接收到对端返回的针对控制报文的应答报文时，S1或S2才会停止控制报文的发送。这样，便能有效增强以太网保护***中控制报文的发送效率，在避免报文丢失的基础上，大大减少了***资源的消耗，提高了***的稳定性和可靠性，从而增强以太网保护***的抗故障能力；尤其是以太网中设置有多个保护域时，采用本申请实施例提供的技术方案，所带来的效果优势将更为明显。
显然，本领域的技术人员可以对本申请中的实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请实施例中的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请中的实施例也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1、一种以太网保护***中控制报文的处理方法，其特征在于，所述以太网保护***中的网络节点在处理控制报文时，包括：
网络节点接收任意一个其他网络节点发送的控制报文，所述控制报文中携带有用于标识该控制报文的序列号；
所述网络节点对接收的控制报文进行协议处理，并在处理完毕后，构建针对所述控制报文的应答报文，通过所述应答报文携带所述控制报文的序列号，以及标识所述控制报文的报文类型；
所述网络节点将所述应答报文发送至所述任意一个其他网络节点，并通过所述应答报文携带的序列号和标识的报文类型，指示该任意一个其他网络节点停止所述控制报文的发送。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络节点通过应答报文标识相应的控制报文的报文类型包括；
根据接收的控制报文的帧结构确定其报文类型，并按照同样的帧结构构建相应的应答报文；
或
根据控制报文的帧结构以及预设的帧结构与报文类型标识之间的对应关系，获取相应的报文类型标识，并在构建的应答报文中携带该报文类型标识；
或
在控制报文的指定字段获取其携带的报文类型标识，并在构建的应答报文中携带该报文类型标识。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络节点若接收到多个相同报文类型的控制报文，则选择其中序列号最大的控制报文进行应答。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述任意一个其他网络节点归属于至少两个保护域，则所述网络节点在返回的应答报文中携带与所述控制报文相对应的域标识。
5、如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述控制报文包括：链路故障告警报文、链路故障通知报文、链路恢复通知报文或健康检测报文。
6、一种通信装置，归属于以太网保护***，其特征在于，所述通信装置包括：
接收单元，用于接收任意一个网络节点发送的控制报文，所述控制报文中携带有用于标识该控制报文的序列号；
处理单元，用于对接收的控制报文进行协议处理，并在处理完毕后，构建针对所述控制报文的应答报文，通过所述应答报文携带所述控制报文的序列号，以及准确标识出所述控制报文的报文类型；
发送单元，用于将所述应答报文发送至所述任意一个网络节点，并通过所述应答报文携带的序列号和标识的报文类型，指示该任意一个网络节点停止所述控制报文的发送。
7、如权利要求6所述的通信装置，其特征在于，所述处理单元通过构建的应答报文标识相应的控制报文的报文类型时，根据接收的控制报文的帧结构确定其报文类型，并按照同样的帧结构构建相应的应答报文；或者，根据控制报文的帧结构以及预设的帧结构与报文类型标识之间的对应关系，获取相应的报文类型标识，并在构建的应答报文中携带该报文类型标识；或者，在控制报文的指定字段获取其携带的报文类型标识，并在构建的应答报文中携带该报文类型标识。
8、如权利要求6所述的通信装置，其特征在于，若所述接收单元接收到多个相同报文类型的控制报文，则所述处理单元选择其中序列号最大的控制报文进行应答。
9、如权利要求6所述的通信装置，其特征在于，若所述任意一个网络节点归属于至少两个保护域，则所述处理单元在返回的应答报文中携带与所述控制报文相对应的域标识。
10、一种以太网保护***，其特征在于，***中的任意一个网络节点在接收到任意一个其他网络节点发送的控制报文时，获得该所述控制报文中携带的用于标识该控制报文的序列号，并在对接收的控制报文进行协议处理后，构建针对所述控制报文的应答报文，通过所述应答报文携带所述控制报文的序列号以及标识所述控制报文的报文类型，接着，将所述应答报文发送至所述任意一个网络节点，并通过所述应答报文携带的序列号和标识的报文类型，指示该任意一个网络节点停止所述控制报文的发送。
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