CN1691833A - 一种异步传输模式反向复用参考链路选择切换的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种IMA参考链路选择切换的方法，本发明的方法在需要进行参考链路选择切换的时机，以发送链路状态机为基础，结合远端接收链路状态机和远端接收链路缺陷对IMA组内各条链路进行综合评估，确定链路作为参考链路的优先级，选择具有最高优先级的链路作为参考链路，并进行参考链路切换。在实际应用中，如果参考链路由于故障而断开，可以在不改变配置数据的前提下，通过选择并切换正常的链路作为参考链路，并激活其它非故障链路进行业务传输，在业务传输不中断的条件下修复故障链路，因此应用该方法能够大大降低局部故障对整体数据传输的影响和破坏性，从而增加***的鲁棒性。
Description
技术领域
本发明涉及异步传输模式反向复用(Inverse Multiplexing forAsynchronous Transfer Mode，IMA)技术，特别是涉及一种IMA参考链路选择切换的方法。
背景技术
异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)是一项数据传输技术，适用于局域网和广域网，具有高速的数据传输率，并支持多种类型如音频、视频、图像和文本的通信。ATM传输技术把数据分成很小的长度固定的数据单元(信元)，采用多路复用技术，将来自不同节点的信息经过多路复用成为一条信元流。
IMA技术将ATM集合信元流分接到多个低速链路上，再在远端将多个低速链路复接起来恢复为原来的集合信元流。这一技术将多个低速链路复用起来，是一种支持高速ATM信元流的实用方法，为多媒体用户接入和利用现有链路进行ATM传输创造了条件。
ATM论坛于1999年3月发布的IMA1.1协议中定义了最新的IMA规范，使用IMA技术能够提供处于传统复用级别之间的带宽，如IMA技术能够捆绑几条E1/T1链路，合并为一个IMA链路组，提供处于E1/T1和E3/T3之间的带宽。
IMA的工作方式为：在发送方，通过IMA技术把一路ATM信元流反向复用到一个IMA链路组的几条E1/T1链路上；在接收方，通过解复用将一个IMA链路组的几条E1/T1链路上的数据恢复成一路保持原来顺序的ATM信元流。发送方IMA链路组和接收方IMA链路组互为对端(远端)链路组，发送方IMA链路组内的各条链路和接收方IMA链路组内的对应链路也互为对端(远端)链路。
IMA链路组内多条链路在发送和接收时各需要选择一条定时参考链路(Timing Reference Link，TRL)为信元的发送和接收提供定时，定时参考链路简称为参考链路，为信元的发送提供定时的参考链路称为发送参考链路，为信元的接收提供定时的参考链路称为接收参考链路。发送参考链路和接收参考链路决定信元的传输速率，因此发送参考链路和接收参考链路的选择切换对信元的传输起至关重要的作用。协议规定，以远端发送参考链路对应的那条链路上接收到的IMA控制协议(IMA Control Protocol，ICP)信元中标识为发送参考链路的那条链路作为接收参考链路，因此，接收参考链路的选择切换完全由发送参考链路的选择切换来决定。所以，下面的参考链路如果没有特别指明为接收参考链路，那么就表示发送参考链路。
协议规定，链路具有四种状态，分别为不在组内(Not In Group)、不可用(Unusable)、可用(Usable)和激活(Active)：不在组内表示链路未在IMA组内经过配置的状态；不可用表示链路在IMA组内经过配置，但因为错误或阻塞等原因而不能使用的状态；可用表示链路准备好进行操作，但正在等待对端处于可用或激活的状态；激活表示能够将ATM层信元传入/传出ATM层的状态。
协议还分别对发送链路状态机和接收链路状态机作了明确规定，发送链路状态机和接收链路状态机分别表示链路在发送和接收方向上通过响应一系列事件而产生的链路状态变化的有向图形。图1是协议规定的发送链路状态机的示意图，图2是协议规定的接收链路状态机的示意图。从图1和图2中可以看出，触发状态改变的事件可以是近端链路的变化，也可以是远端链路的变化。例如，无论对于发送链路状态机还是接收链路状态机，不在组内和不可用由近端链路变化确定和控制，而可用和激活则需要参考远端的链路状态来决定。
图3是现有技术实现参考链路选择切换的方法，该方法包括如下步骤：
步骤301：根据协议规定的选择切换时机来判断是否需要选择和切换，如果需要，则转到步骤302，否则结束。
当且仅当以下三个事件之一发生时，才能选择或切换参考链路：
A、IMA组启动。
B、当已经选定的参考链路的发送状态从激活跃迁到可用、不可用或不在组内，而组内至少有一条其它链路的发送状态为激活。
C、当已经选定的参考链路的发送状态从可用跃迁到不可用或不在组内，而组内至少有一条链路的发送状态为激活或可用。
步骤302：获取IMA组内各链路的发送链路状态。
步骤303：判断IMA组内是否有发送链路状态为激活的链路，如果有，则转到步骤304，否则转到步骤305。
步骤304：从发送链路状态为激活的链路中选择一条作为参考链路，然后结束。
步骤305：判断IMA组内是否有发送链路状态为可用的链路，如果有，则转到步骤306，否则转到步骤307。
步骤306：从发送链路状态为可用的链路中选择一条作为参考链路，然后结束。
步骤307：判断IMA组内是否有发送链路状态为不可用的链路，如果有，则转到步骤308，否则结束。
步骤308：从发送链路状态为不可用的链路中选择一条作为参考链路，然后结束。
上述技术仅仅把发送参考链路的状态作为切换发送参考链路的条件，而实际上仅按照协议要求选择切换发送参考链路是不够的，在下文举例说明。
图4是IMA组网的示意图，从图4中可以看出，信元在IMA组A和IMA组B之间传输，IMA组A包括链路0、链路1、链路2和链路3，IMA组B包括链路4、链路5、链路6和链路7。IMA组A通过链路0、链路1、链路2和链路3向IMA组B发送信元，IMA组B通过链路4、链路5、链路6和链路7向IMA组A发送信元。缺省配置第一条链路为发送参考链路，即链路0为IMA组A的发送参考链路，链路4为IMA组B的发送参考链路。
在IMA组A和IMA组B之间建立连接时，根据协议规定，以远端发送参考链路对应的那条链路上接收到的ICP信元中标识为发送参考链路的链路作为接收参考链路，所以IMA组A的接收参考链路为远端(IMA组B)发送参考链路(链路4)对应的那条链路(链路0)上接收到的ICP信元中标识为发送参考链路的链路(链路4)，即链路4为IMA组A的接收参考链路；IMA组B的接收参考链路为远端(IMA组A)发送参考链路(链路0)对应的那条链路(链路4)上接收到的ICP信元中标识为发送参考链路的链路(链路0)，即链路0为IMA组B的接收参考链路。这样，IMA组A和IMA组B能够通过对端的发送参考链路来确定接收参考链路，无需进行参考链路切换即可在两者之间传输信元。
以上说明的是网络连接无故障的情况，如果在建立连接之前，链路0的发送和链路4的接收之间的连接出现故障，其它链路的接收和发送状态正常。那么，在IMA组A和IMA组B之间建立连接时，根据协议规定，以远端发送参考链路对应的那条链路上接收到的ICP信元中标识为发送参考链路的链路作为接收参考链路，所以IMA组A的接收参考链路为远端(IMA组B)发送参考链路(链路4)对应的那条链路(链路0)上接收到的ICP信元中标识为发送参考链路的链路(链路4)，即链路4为IMA组A的接收参考链路；而由于链路0的发送和链路4的接收之间出现故障，所以IMA组B无法从远端(IMA组A)发送参考链路(链路0)对应的那条链路(链路4)上接收到远端发送的ICP信元，所以IMA组B的接收参考链路无法获取，而被设置为初始化值(例如，为255)。
由于IMA组B无法确定接收参考链路，所以其对端IMA组A必须重新选择发送参考链路，此时IMA组处于组启动状态，满足步骤301规定的三个选择切换参考链路的条件的第一个条件，触发选择切换。
在步骤302，获取IMA组A内各条链路的发送链路状态，由于IMA组A的发送和IMA组B的接收之间的连接断开，通常故障体现在接收端(链路4)而非发送端(链路0)，并且，由于IMA组A处于组启动状态，则发送链路状态是从不在组内开始变化，根据协议对发送链路状态机的规定，可知IMA组A内各链路的发送链路状态的变化如下：
链路0的发送链路状态：不在组内→不可用→可用
链路1的发送链路状态：不在组内→不可用→可用
链路2的发送链路状态：不在组内→不可用→可用
链路3的发送链路状态：不在组内→不可用→可用
但由于IMA组A的远端(IMA组B)的发送参考链路(链路4)的接收出现故障，所以IMA组B的各条链路的接收链路状态都无法进入激活状态，所以IMA组A的各条链路的发送链路状态也无法进入激活状态。
在步骤303，判断IMA组A内是否有发送状态为激活的链路，判断为否，转到步骤305。
在步骤305，判断IMA组A内是否有发送状态为可用的链路，判断为是，转到步骤306。
在步骤306，IMA组A从发送状态为可用的链路0、链路1、链路2和链路3中选择一条链路作为发送参考链路，默认配置第一条链路为发送参考链路，即链路0为发送参考链路。
由以上的分析可以看出，由于出现发送故障的链路0的发送状态与IMA组A内其它链路的发送状态相同，所以无法实现期望的发送参考链路的选择切换。所以，如果在建立连接之前IMA组的参考链路出现故障，采用现有技术的方法进行参考链路的选择切换并不能保证正确选择IMA组内无故障的其它链路作为参考链路，在这种情况下，除非人为改变网络的配置数据，否则不能正常激活IMA组内的其它链路进行数据传输。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种IMA参考链路选择切换的方法，应用该方法可以在IMA组缺省的参考链路在建立连接前由于故障而断开的情况下，选择IMA组内其它非故障链路作为参考链路并进行参考链路的切换。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种异步传输模式反向复用IMA参考链路选择切换的方法，该方法包括以下步骤：
A、预先根据链路发送状态和远端接收链路信息设置链路作为IMA链路组参考链路的优先级的参考链路优先级表；
B、获取IMA链路组内所有链路的发送链路状态和远端接收链路信息；
C、根据步骤B获取的该IMA链路组内所有链路的发送链路状态和远端接收链路信息，通过查询步骤A设置的参考链路优先级表来确定该IMA链路组内所有链路作为参考链路的优先级；
D、判断当前的参考链路是否为优先级最高的链路，如果是，则不进行参考链路的切换；否则，选择一条优先级最高的链路作为该IMA链路组的参考链路，并进行参考链路的切换。
步骤A和步骤B之间进一步包括，判断所述IMA链路组是否需要进行参考链路切换，如果需要进行参考链路切换，则执行步骤B；否则结束。
步骤C进一步包括：如果链路的发送链路状态和远端接收链路信息的组合未在所述参考链路优先级表中列出，则确定该链路的优先级比所述参考链路优先级表列出的全部优先级低。
步骤D所述选择一条优先级最高的链路作为该IMA链路组的参考链路的方法为：判断是否有一条以上链路具有最高优先级，如果是，则从该一条以上具有最高优先级的链路中选择一条作为参考链路；否则，直接选择具有最高优先级的链路作为参考链路。
所述从该一条以上具有最高优先级的链路中选择一条作为参考链路的方法为：从该一条以上具有最高优先级的链路中选择链路号最小的链路作为参考链路。
所述远端接收链路信息至少包括远端接收链路状态。
所述远端接收链路信息进一步包括远端接收链路缺陷。
本发明的方法是在需要选择切换参考链路时，以发送链路状态为基础，结合远端接收链路状态和远端接收链路缺陷对IMA组内各条链路的状态进行综合评估，确定各条链路作为参考链路的优先级，选择切换最高优先级的链路为参考链路，这样，在实际应用中，如果缺省的参考链路在建立连接前由于故障而断开，可以在不改变网络配置数据的前提下，选择并切换IMA组内非故障链路作为参考链路，激活其它正常链路进行业务传输，在业务传输不中断的条件下修复故障链路。而现有技术的方法仅将发送链路状态作为选择切换参考链路的依据，由于故障链路的发送状态和非故障链路的发送状态有可能相同，所以不一定能选择并切换非故障链路为参考链路。因此，应用本发明的方法能够大大降低局部故障对整体业务传输的影响力和破坏性，从而增加***的鲁棒性。
附图说明
图1是协议规定的发送链路状态机的示意图。
图2是协议规定的接收链路状态机的示意图。
图3是现有技术实现IMA参考链路选择切换的方法。
图4是IMA组网的示意图。
图5是根据本发明的IMA参考链路选择切换的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更清楚，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
本发明的方法兼容协议的规定，在需要选择切换参考链路的时机，以发送链路状态为基础，结合远端接收链路状态和远端接收链路缺陷对IMA组内各条链路的状态进行综合评估，确定链路作为参考链路的优先级，然后选择优先级最高的链路作为参考链路并进行参考链路的切换。
图5是根据本发明的IMA参考链路选择切换的方法流程图，该方法包括如下步骤：
步骤501：设置链路被选择切换为参考链路的优先级表，利用发送参考链路状态、远端接收参考链路状态和远端接收参考链路缺陷的状态组合来确定链路作为参考链路的优先级。
表1是链路被选择切换为参考链路的优先级表，从表1中可以看出，在确定链路作为参考链路的优先级时，以发送链路状态作为首要决定因素，其优先级别从高到低依次为激活、可用、不可用、不在组内；当发送链路状态相同时，以远端接收链路状态作为次要决定因素，其优先级别从高到低依次为激活、可用、不可用、不在组内；当发送链路状态和远端接收链路状态都相同时，以远端接收链路缺陷作为第三位决定因素，其优先级别从高到低依次为无缺陷、链路时延失步缺陷(LODS)、IMA帧失步缺陷(LIF)、物理链路缺陷，物理链路缺陷包括以下几种缺陷：信元定界失步缺陷(LCD)、信号失步(LOS)、帧超界(OOF)/帧失步(LOF)。
表1链路被选择切换为参考链路的优先级
| 发送链路状态 | 远端接收链路状态 | 远端接收链路缺陷 | 优先级 |
| 激活 | 激活(必然值) | 无缺陷(必然值) | 0 |
| 可用 | 激活 | 无缺陷(必然值) | 1 |
| 可用 | 可用 | 无缺陷(必然值) | 2 |
| 可用 | 不可用 | 无缺陷 | 3 |
| 可用 | 不可用 | 链路时延失步缺陷(LODS) | 4 |
| 可用 | 不可用 | IMA帧失步缺陷(LIF) | 5 |
| 可用 | 不可用 | 信元定界失步缺陷(LCD) | 6 |
| 可用 | 不在组内 | 任意 | 7 |
| 不可用 | 可用 | 无缺陷(必然值) | 8 |
| 不可用 | 不可用 | 无缺陷 | 9 |
| 不可用 | 不可用 | 链路时延失步缺陷(LODS) | 10 |
| 不可用 | 不可用 | IMA帧失步缺陷(LIF) | 11 |
| 不可用 | 不可用 | 信元定界失步缺陷(LCD) | 12 |
| 不可用 | 不在组内 | 任意 | 13 |
从表1中可以看出，优先级的值越小表示其优先级别越高，未在表1中列出的状态组合的优先级别为255。
步骤502：判断是否满足协议规定的选择和切换参考链路的时机，如果满足选择和切换参考链路的时机，则转到步骤503，否则结束。
本发明的方法仍然采用协议规定的选择和切换参考链路的时机，即满足下列三个条件之一时需要进行参考链路的选择和切换：
A、IMA组启动。
B、当参考链路的状态从激活跃迁到可用、不可用或不在组内，而组内至少有一条其它链路的状态为激活。
C、当参考链路的状态从可用跃迁到不可用或不在组内，而组内至少有一条链路的状态为激活或可用。
步骤503：对于IMA组内的每一条链路，获取其发送链路状态，并从远端链路传来的ICP信元中获取远端接收链路状态和远端接收链路缺陷。
步骤504：根据步骤503获取的IMA组中各条链路的发送链路状态、远端接收链路状态和远端接收链路缺陷，通过查询表1确定IMA组内各链路作为发送参考链路的优先级。
步骤505：判断当前的参考链路是否为最高优先级的链路，如果是，则不进行参考链路的选择切换，并结束；否则，转到步骤506。
步骤506：选择优先级最高的链路为发送参考链路，如果有一条以上的链路具有相同的最高优先级，则选择其中一条作为发送参考链路，并进行参考链路切换。
从以上的分析可以看出，虽然各链路的发送链路状态相同，但是如果它们的远端接收链路状态或远端接收链路缺陷不同，其优先级也不一定相同，因为根据本发明的方法所考虑的链路的状态因素比较全面，所以避免了现有技术的缺陷。
下面结合图4和一个具体示例介绍利用上述方法实现IMA参考链路选择切换的方法。
仍以图4所示的情况为例，IMA组A包括链路0、链路1、链路2和链路3，IMA组B包括链路4、链路5、链路6和链路7。IMA组A通过链路0、链路1、链路2和链路3向IMA组B发送信元；IMA组B通过链路4、链路5、链路6和链路7向IMA组A发送信元。缺省配置第一条链路为发送参考链路，即链路0为IMA组A的发送参考链路，链路4为IMA组B的接收参考链路。如果在建立连接之前，链路0的发送和链路4的接收之间出现了故障，其它链路状态正常。那么，在IMA组A和IMA组B之间建立连接时，由于IMA组B无法获取接收参考链路，所以IMA组A必须重新选择发送参考链路，即从链路1、链路2和链路3之间选择一条链路作为发送参考链路。
在步骤501，预先设置了如表1所示的链路被选择切换为参考链路的优先级表。
在步骤502，在开始建立网络连接时，由于IMA组B无法获取接收参考链路，所以，IMA组A处于组启动状态，满足第一个选择切换发送参考链路的条件，触发选择切换。
在步骤503，获取IMA组A内各链路的发送链路状态、远端接收链路状态和远端接收链路缺陷。
由于IMA组A处于组启动状态，则发送链路状态是从不在组内开始变化，根据协议对发送链路状态机的规定，可知IMA组A内各链路的发送链路状态的变化如下：
链路0的发送链路状态：不在组内→不可用→可用
链路1的发送链路状态：不在组内→不可用→可用
链路2的发送链路状态：不在组内→不可用→可用
链路3的发送链路状态：不在组内→不可用→可用
由于链路0的发送和链路4的接收之间出现故障，而故障通常体现在接收端，所以链路0的发送状态和链路1、链路2和链路3的发送状态一样，可以进入可用。但由于IMA组A的远端(IMA组B)的发送参考链路(链路4)的接收出现故障，所以IMA组B的各条链路的接收链路状态都无法进入激活状态，所以IMA组A的各条链路的发送链路状态也无法进入激活状态。
从远端链路传来的ICP信元中获取远端链路的接收状态，根据协议对接收链路状态机的规定，可知IMA组A内各链路的远端接收链路状态的变化过程如下：
链路0的远端接收链路状态：不在组内→不可用
链路1的远端接收链路状态：不在组内→不可用→可用
链路2的远端接收链路状态：不在组内→不可用→可用
链路3的远端接收链路状态：不在组内→不可用→可用
链路0的远端接收链路状态即链路4的接收链路状态，链路1的远端接收链路状态即链路5的接收链路状态，链路2的远端接收链路状态即链路6的接收链路状态，链路3的远端接收链路状态即链路7的接收链路状态。
由于链路0的发送和链路4的接收之间出现故障，而故障通常体现在接收端，所以链路4的接收链路状态无法进入可用，链路5、链路6和链路7的接收链路状态进入可用。也就是说，链路0的远端接收链路状态无法进入可用，链路1、链路2和链路3的远端接收链路状态进入可用。
从远端链路传来的ICP信元中获取远端链路的接收缺陷指示，IMA组A内各链路的远端接收链路缺陷为：
链路0的远端接收链路缺陷：信元定界失步缺陷(LCD)
链路1的远端接收链路缺陷：无缺陷(NODEFECT)
链路2的远端接收链路缺陷：无缺陷(NODEFECT)
链路3的远端接收链路缺陷：无缺陷(NODEFECT)
在步骤504，查询表1可分别得到链路0、链路1、链路2和链路3的优先级：
链路0：发送链路状态为可用，远端接收链路状态为不可用，远端接收链路缺陷为LCD，优先级的值是6；
链路1：发送链路状态为可用，远端接收链路状态为可用，远端接收链路缺陷为无缺陷，优先级的值是2；
链路2：发送链路状态为可用，远端接收链路状态为可用，远端接收链路缺陷为无缺陷，优先级的值是2；
链路3：发送链路状态为可用，远端接收链路状态为可用，远端接收链路缺陷为无缺陷，优先级的值是2。
比较各链路作为参考链路的优先级的值，可以看出链路0的优先级的值比链路1、链路2和链路3的优先级的值大，所以链路0的优先级别比链路1、链路2和链路3的优先级别低。
在步骤505，通过判断可得当前作为发送参考链路的链路0不是具有最高优先级的链路。
在步骤506，在具有最高优先级的链路1、链路2和链路3中选择一条作为发送参考链路，例如，默认选择链路号最小的链路作为发送参考链路，即选择链路1作为发送参考链路，然后进行参考链路切换。
这样，虽然链路0的发送和链路4的接收之间由于故障而断开，但是由于自动选择切换了正常工作的链路作为参考链路，IMA组内的其它正常工作的链路可被正常激活，使业务传输不至中断。
在具体的实施过程中可对根据本发明的方法进行适当的改进，以适应具体情况的具体需要。因此可以理解，根据本发明的具体实施方式只是起示范作用，并不用以限制本发明的保护范围。
Claims (7)
1、一种异步传输模式反向复用IMA参考链路选择切换的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、预先根据链路发送状态和远端接收链路信息设置链路作为IMA链路组参考链路的优先级的参考链路优先级表；
B、获取IMA链路组内所有链路的发送链路状态和远端接收链路信息；
C、根据步骤B获取的该IMA链路组内所有链路的发送链路状态和远端接收链路信息，通过查询步骤A设置的参考链路优先级表来确定该IMA链路组内所有链路作为参考链路的优先级；
D、判断当前的参考链路是否为优先级最高的链路，如果是，则不进行参考链路的切换；否则，选择一条优先级最高的链路作为该IMA链路组的参考链路，并进行参考链路的切换。
2、根据权利要求1所述的IMA参考链路选择切换的方法，其特征在于，步骤A和步骤B之间进一步包括，判断所述IMA链路组是否需要进行参考链路切换，如果需要进行参考链路切换，则执行步骤B；否则结束。
3、根据权利要求1所述的IMA参考链路选择切换的方法，其特征在于，步骤C进一步包括：如果链路的发送链路状态和远端接收链路信息的组合未在所述参考链路优先级表中列出，则确定该链路的优先级比所述参考链路优先级表列出的全部优先级低。
4、根据权利要求1所述的IMA参考链路选择切换的方法，其特征在于，步骤D所述选择一条优先级最高的链路作为该IMA链路组的参考链路的方法为：判断是否有一条以上链路具有最高优先级，如果是，则从该一条以上具有最高优先级的链路中选择一条作为参考链路；否则，直接选择具有最高优先级的链路作为参考链路。
5、根据权利要求4所述的IMA参考链路选择切换的方法，其特征在于，所述从该一条以上具有最高优先级的链路中选择一条作为参考链路的方法为：从该一条以上具有最高优先级的链路中选择链路号最小的链路作为参考链路。
6、根据权利要求1或3所述的IMA参考链路选择切换的方法，其特征在于，所述远端接收链路信息至少包括远端接收链路状态。
7、根据权利要求6所述的IMA参考链路选择切换的方法，其特征在于，所述远端接收链路信息进一步包括远端接收链路缺陷。
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