CN1934561A - 网络拓扑的恢复机制 - Google Patents

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Abstract

一种恢复网络拓扑中的故障的方法。提供第一节点，该节点具有连接到第一用户的第一端口组的第一接入链路和连接到第一激活路由器的第一网络链路。第二节点具有连接到第一用户的第一端口组的第一接入链路以及连接到第二备用路由器的第一网络链路。所述第一节点具有经由第二节点的第二网络链路连接到第二节点的第二网络链路。如果第一节点的第一接入链路或第一节点本身发生故障，则所述第二节点切换到激活状态。如果第一节点的第二网络链路发生故障，该第二节点切换到激活状态。以这种方式将转发业务到第一路由器和/或第二路由器。

Description

网络拓扑的恢复机制
在先申请
本申请是2004年1月23日提交的序列号为10/707916的美国专利申请的部分继续申请。
技术领域
本申请涉及一种在网络拓扑中使用的保护和恢复机制，诸如与在与例如VLAN相关的接入网络中的内部链路以及节点故障有关的故障。
背景技术
由Marlin节点单元构造的基础设施的逻辑拓扑总是集线器和轮辐(spoke)。所有业务回传到集线器并且没有业务在两个接入接口之间通过而不通过构成集线器的路由器或交换机的可能性。图1的现有技术基础设施10示出了连接到与用户C1-C6相关的接入网络16的路由器12、14，该用户可以是又连接到内部网络的公司。网络16可以是具有多个适合于VLAN结构的以太网交换机的城市接入***。例如，通信运营商(例如电话公司)增加额外的技术来防止用户之间的任何直接通信，尽管某些以太网交换机允许这种通信。通过这种方式，通信运营商能够监控业务，将会使其能够监控业务并相应地对用户收费，并相互地保护用户。连接到集线器节点的每个干线链路18、20可以从连接到该***中的接入端口的若干用户传送业务。
通常将在许多城市接入网络中当前使用的以太网交换机构造成用于公司环境并且不适合于非常大的结构。绝大多数以太网交换机的自动特征分别限制了适合用于连接以太网交换机的结构大小。当前使用的以太网交换机还倾向于当过载时出故障，因为它们往往记忆先前已经切换的地址。需要一种能够在接入网络中工作而没有上述缺陷的***。
发明内容
本发明的***提供了上述问题的解决方案。更具体而言，本发明的方法用于恢复网络拓扑中的故障。提供第一节点，该节点具有连接到第一用户的第一端口组的第一接入链路和连接到第一激活路由器的第一网络链路。第二节点具有连接到第一用户的第一端口组的第一接入链路以及连接到第二备用路由器的第一网络链路。所述第一节点具有经由第二网络链路连接到第二节点的第二网络链路。如果第一节点的第一接入链路或第一节点本身发生故障，则所述第二节点切换到激活状态。如果第一节点的第二网络链路发生故障，该第二节点切换到激活状态。以这种方式将会安全地转发所述业务到第一路由器和/或第二路由器。
附图说明
图1是具有VLAN用户分离的现有技术接入网络的图示；
图2是本发明接入网络中Marlin单元的图示；
图3是以本发明级联模式连接的两个Marlin单元的图示；
图4是本发明级联节点抽象的图示；
图5是本发明内部链路故障恢复的图示；
图6是本发明级联链路故障恢复的图示；
图7是本发明节点故障恢复的图示；
图8是本发明未受保护的树形拓扑的图示；
图9是本发明冗余菊花链拓扑的图示；
图10是本发明未受保护的点对点拓扑的图示；
图11是具有本发明级联节点的冗余树形拓扑的图示；
图12是具有多个本发明级联节点的冗余树形拓扑的图示；
图13是具有本发明级联节点的冗余环形拓扑的图示；以及
图14是本发明冗余点对点拓扑的图示。
具体实施方式
如图2所示，物理拓扑30可以不同于逻辑集线器和轮辐。首先可以使用树形结构在面向集线器节点的若干步骤中聚集用户业务。当树不适当时Marvin多路复用单元32、34的菊花链能够用于简化扩建或减小光纤或铜链路的数量以及路由器或交换机接口的数量。单元32、34能够用于连接和合并多条用户线同时利用mTag标记保持每条用户线独立以便不混淆到/自不同用户的业务。例如，每个单元可以具有10个用户端口和2条网络链路。单元32、34可以具有接收和发送以太网帧的特征，而且这些单元仅仅在接入端口和网络端口之间交换信息，反之亦然，但是不在不同接入端口和不同网络端口之间交换信息。所述标记用于区别来自和到达用户的业务以便可以为每个用户建立虚拟接口。
优选地，所述标记是当前由许多路由器使用的类型以使实现容易。当未标记的业务来自用户时，Marvin单元在业务被发送到上游Marvin单元或路由器之前添加标记，标记保证将该业务发送到正确的虚拟接口，在该接口最终可以消除该标记。所述路由器还将以这种方式获知从哪个接入端口发送了该业务。路由器可以又连接到IP网络或任何其他适当的网络。
可以使用许多不同的接入网络服务体系结构。该体系结构可以基于到城市核心网和用户站点的冗余连接的数量。单一和双重连接提供四种可能的组合，包括有单个用户连接到其上的单一网络。在单一网络单一用户体系结构中，接入网络经由一个连接附加到城市核心以及用户经由一个连接连接到接入子***。经由接入***从网络核心发送的所有业务没有复制地传送到用户，反之亦然。所有冗余和恢复机制隐藏在接入子***内。在这种体系结构中不可能保护连接链路或连接节点。
另一种情况是有单个用户连接到其上的双重网络。接入网络经由两个不相关连接附加到城市核心以及用户经由一个连接连接到接入子***。通过这种方式，可以将两个路由器连接到接入网络，以便在路由器发生故障的情况下，一个路由器可以是另一路由器的备份。经由两个城市核心连接链路中的任何之一从网络核心发送的所有业务被转发到用户。转发来自用户的业务到两个城市核心网络链路。在这种体系结构中有可能保护城市接入***的连接链路或连接节点，但是它需要城市核心***或用户***中的附加功能。通过VRRP、HSRP、OSPF或任何其他适当的协议可以满足这些需求。VRRP和HSRP仅影响城市核心***而OSPF还需要用户参与到保护过程中。
另一分类是有两个用户连接到其上的单一网络。接入网络经由一个连接附加到城市核心以及用户经由双重连接连接到接入子***。经由接入***从网络核心发送的所有业务被没有复制地传送到任何一个用户连接。这种***的两个模式是有可能的：用户传送每个帧的拷贝到两个连接或用户传送单个拷贝到连接之一。在两种情况下，接入网络保证没有复制地传送业务。如果用户选择仅发送业务到接入链路之一，它需要用户与接入***本身交互作用或在故障情况下城市核心***完成恢复。
最后的分类包括有两个用户连接到其上的双重网络。接入网络经由双重连接附加到城市核心并且用户也经由双重连接连接到接入子***。这是上述阐述实例的组合。
对于所有类型恢复机制的基本要求是冗余资源的存在。一种公共模型是使用一种特定资源作为基本资源并通过相同类型的备份或备用资源保护它。一种资源可以是许多基本资源的备份。在Marlin单元构成的接入***中能够复制的资源类型是通信链路包括光学以及电单元。为提供高度的冗余，复制的链路应该位于不同的线缆中以便物理实现不同的通信路径。能够复制节点诸如Marlin单元以便保护节点防止其发生故障并提供对这些节点执行升级和维护而不干扰服务传送的机制。
如以下详细地描述，在接入网络中利用节点和链路冗余能够保护***防止其发生故障。为了对核心网络的连接单元故障的保护，应该复制连接点诸如路由器或交换机。如果核心网络是IP网络，路由器复制则提供对路由器故障以及到接入网络的连接链路故障保护的可能性。路由器复制还提供了执行维护和升级而不干扰服务传送的可能性。通过手动地从故障路由器切换到备份路由器，或使用动态路由协议诸如OSPF，或其他机制诸如VRRP/HSRP的自动切换能够提供在路由器故障情况下的恢复。以下将详细说明在Marlin接入网络中如何支持恢复机制。如果核心网络是纯粹的层2交换以太网，那么冗余连接节点诸如以太网交换机可以提供与上述冗余路由器所提供的相同类型的保护。在层2以太网***中，在核心层2网络内可以自动地执行从故障主交换机到备份次交换机的切换。但是，这对于Marlin接入网络施加了某些额外的要求。
Marlin接入网络还可以用于经由双重冗余连接链路连接用户站点。在这些情况下用户界内设备(CPE)可能需要满足一定的要求以便对用户隐藏双重链路以及在CPE和用户设备之间具有简单和明确的包括单一、全双工以太网连接的接口。因此，CPE可能需要在双重冗余连接链路和单一用户链路之间映射。CPE应该能够从其任一连接端口接收业务并经由其两个连接端口发送所有数据。通过M1000单元和其他单元诸如FSP150CP单元可以满足这些需求。
为了从包括接入网络中链路和节点的资源的故障恢复，三种机制应该适当地包括故障检测、保护策略和恢复机制。通过监控资源，例如监控链路上CRC错误的数量，或使用监视定时器监控特定节点为有效，可以实现故障检测。可以假设这些机制是适当的并且在检测到节点或链路故障时，Marlin节点能够发布可以经由两个网络端口发送的事件消息。
保护策略可以提供有关当特定故障发生时应该采取什么动作的判定。为了作出这些判定，需要获知有关接入网络的物理拓扑。最后，恢复机制是基于保护策略采取判定的一种实现。
在Marlin接入网络中能够以许多不同的方式实现策略和恢复。解决方案可以分成两种类别，包括通过手动重新配置恢复和通过使用级联节点自动恢复。
有可能通过手动重新配置实现恢复。当使用这种方法时Marlin接入***检测链路和节点故障，传播有关这些故障的信息到获知拓扑的单元，该单元再传播有关故障的信息，并且还有可能传播该信息到网络管理中央单元，在网络管理中央单元处操作员需要采取一些动作以便恢复服务。
举例来说，Marlin接入网络可以连接到两个不运行任何动态路由协议或VRRP/HSRP的路由器，以便路由器之间不存在通信。能够假设对于特定的叶端口，诸如端口(p)，一个路由器诸如路由器A是主路由器而另一个路由器诸如路由器B是次路由器。主路由器转发到和来自端口(p)的业务以及核心网络的其他部分具有经由路由器A到端口(p)的路由。如果在接入网络中发生故障从而禁止从路由器A到端口(p)的通信路径，可以发送包含有关故障信息的消息诸如SNMP软中断到网络管理中央单元。对于端口(p)中央单元处的操作员然后可以手动将路由器B从次状态切换到主状态并因此恢复服务。从次到主状态的切换可以包括对应于从备用到操作模式的端口(p)配置路由器B的虚拟接口，因此使得路由器B能够转发到和来自该接口的业务，并进一步通知到附加到虚拟接口的任何子网络的可到达性给路由器B的路由器邻居，以及经由这种动作将到端口(p)的业务转发从路由器A移动到路由器B。
如在图3中最佳所示，可以级联连接***40的两个Marlin单元42、44以提供冗余。当级联连接时两个Marlin单元或节点42、44的U2网络端口46、48经由U2链路50连接起来以及成对地组合接入端口52、54以便两个单元42、44的包括52/54(1)；52/54(2)；......；52/54(10)的接入端口(i)属于相同的组。端口组的索引可以与端口的索引相同。以下在每个端口的基础上描述级联节点42、44的行为。来自用户1-10的输入业务可以转发到U1和U2链路以提供冗余。连接到网络链路U1和U2的IP路由器可以如此配置以便它们保证不会两次发送相同的消息到IP网络的其他部分，从而避免了重复的消息到达目的地地址。
可以例如经由级联节点42的其中一个网络端口链路，诸如组件Marlin节点其中之一的U1网络端口，接收级联节点42的输出业务，并转发到端口组的其中一个端口。如果同时经由网络端口U2接收业务并对于相同的端口进行标记，还将这种业务转发到端口组的其中一个端口。因此，标记的业务是经由级联节点的U1还是U2网络链路到达无关紧要。以与在各个Marlin节点中相同的方式在级联节点42、44内的业务路由取决于mTag标记，从而将标记有0xXX3的帧转发到端口组3的其中一个端口。
转发经由端口组中接入端口52、54之一接收的输入业务到级联节点42、44的网络端口U1和U2。优选地放弃经由该组中其他端口接收的输入业务。
因此，如果考虑端口组作为抽象端口，级联模式的行为可以与正常Marlin节点的行为相同，从而忽视端口组内的各个端口的标识。
如在图4中最佳所示，级联节点56在内部可以由两个Marlin单元42、44构成，这些单元具有连接的U2端口和两个U1端口58、60。级联节点56的端口组(i)可以由两个组件单元42、44的接入端口(i)构成。两个Marlin单元42、44中的每个单元以级联模式操作。当处于级联模式时，Marlin单元在每个端口的基础上能够处于两种级联状态包括激活和备用状态之一。与第一接入端口有关的Marlin单元的状态可以是激活的而与第二接入端口有关的Marlin单元处于备用状态。换言之，Marlin单元的状态与接入端口有关。当Marlin单元处于与接入端口(p)有关的激活状态时，Marlin单元确切地以与普通Marlin单元相同的方式操作，即它转发从其任何网络端口接收的标记有0xp的数据到端口(p)并转发经由接入端口(p)接收的所有输入业务到其网络端口58、60。当处于与接入端口(p)有关的备用状态时，对于输出业务Marlin单元不修改地旁通经由U1端口58或60接收的标记有0xXXp的所有业务到U2，并且对于输入业务反之亦然。而且，放弃经由接入端口(p)接收的输入业务。
以级联模式操作的Marlin单元还可以在每个接入端口和标记的基础上操作。在这种情况下，与第一接入端口和第一标记(p，t)有关的状态可以是激活而Marlin单元的状态可以是与第二接入端口和第二标记(p’，t’)有关的备用状态，这里可以保持p＝p’或t＝t’。当Marlin单元处于与接入端口(p)和标记(t)有关的激活状态时，Marlin单元确切地以与普通Marlin单元相同的方式操作，即它转发从其任何网络端口接收的标记有0xpt的数据到端口p并修改该标记成读作0xt，以及转发经由接入端口p接收的标记有0xt的所有输入业务到其网络端口58、60和修改该标记成读作0xpt。当处于与接入端口(p)和标记(t)有关的备用状态时，对于输出业务Marlin单元不修改地旁通经由U1端口58或60接收的标记有0xpt的所有业务到U2，并且对于输入业务反之亦然。而且，放弃经由接入端口(p)接收的标记有0xt的输入业务。
通过这种方式，由于复制网络端口所述级联节点提供了高度的冗余，正如在任何Marlin单元中的情况那样，复制节点本身，和复制接入端口。受保护的接入网络可以通过连接具有双重网络端口的单元(U)与级联节点以便单元(U)的两个网络端口连接到级联节点的相同端口组的两个端口来构造。任何***能够连接到级联节点的接入侧并受到保护，只要它接受来自两个端口的数据并发送所有数据到该两个端口。可以支持这种没有修改的构思的两个***是Marlin单元本身以及ADVA单元诸如FSP150CP单元。应该注意到由Marlin或级联单元构造的完整子树能够连接到端口组。还应该观察到由Marlin单元构造的未受保护的链满足了上述需求并因此能够连接到端口组。
为了对接入链路故障以及级联节点本身内的节点故障保护，使用的恢复机制是将组件Marlin单元的级联状态从激活切换到备用以及从备用切换到激活。利用级联模式构造的Marlin接入网络提供对接入网络内链路和Marlin节点故障以及构成级联节点部分的Marlin单元故障的保护。
如果树或链连接到端口组，级联节点的恢复机制可以确切地相同。应该注意到级联节点本身不提供对用于连接接入网络到城市核心的链路故障的保护，也不提供对路由器故障的保护。但是，级联节点可以协同其他冗余机制，诸如VRRP、HSRP以及动态路由协议诸如OSPF工作，以提供对以下讨论的这些类型故障的保护。
正如在图5中最佳所示，当链路位于级联节点56或正常Marlin节点下面时，级联节点56具有Marlin接入网络内部的链路。级联节点56的Marlin单元42处于激活状态以及Marlin单元44处于备用状态，这些状态与接入端口组(p)有关并且如通过链路64、66所指示。通常，链路组(p)由连接到Marlin单元(Ml)的两个链路(pl)组成，以及端口(pr)连接到Marlin单元(Mr)。如果端口组(p)的链路(pl)发生故障，将会产生事件来通知Marlin单元(Ml)和Marlin单元(Mr)有关该故障。当接收这个事件时，(Ml)将与端口组(p)有关的状态从激活改变成备用状态以及Marlin单元(Mr)将与端口组(p)有关的状态从备用改变成激活状态。在这些改变之后，恢复与端口组(p)有关的级联节点56的操作，以便在故障之前和恢复之后的操作相同。
更具体而言，故障62可以在链路64上发生。由于在链路64上未接收到任何业务，节点42从激活模式切换到备用状态。由于在级联链路70中未接收任何信息，节点44可以从备用模式切换到激活模式。节点44还可以被建立来比较链路66中的入局业务与级联链路70中的入局业务。如果二者存在巨大偏差，节点44可以推断存在链路故障或节点42工作不正常。节点42还可以发现链路64的故障62，该节点发送报警消息到链路58中并经由级联链路70发送到节点44以通知节点42切换到备用模式。当接收到这个报警信号时节点44切换到激活模式。
由于节点44处于激活模式，节点44接受在链路66中发送的信息并转发该信息到链路60中。节点44还转发该信息到级联链路70中，其中通过节点42接收该信息并将其转发到链路58。从而反转节点中的信息流并在链路58、60中转发所述信息。
图6是在Marlin单元42、44之间延伸的级联链路70上级联链路故障68恢复的图示。图6的左部分描述了Marlin单元42处于与端口组(p)有关的激活状态，以及右边Marlin单元44处于备用状态的正常情况。如果连接Marlin单元的级联链路68发生故障，可以经由直接检测机制诸如链路故障或基于在级联节点的节点42、44之间通信或通信不存在的间接机制通知单元42、44。节点42、44可以在链路70上有规律地交换状态信息，以便当链路70发生故障或激活节点发生故障时可以通知备用节点，从而备用节点切换到激活状态。当接收到级联节点故障68的通知时Marlin单元42、44优选都进入与所有端口组有关的激活状态并且将链路64、66都激活来传送业务，以便通过链路58、60转发业务。在这种状态改变之后，级联节点56的操作与级联链路故障发生之前的操作相同，以便在链路58、60中业务流到连接路由器中。
图7所示为节点故障72恢复的实例。在Marlin接入网络内部的节点故障，即不是直接在路由器下面的故障，可以以与内部链路故障相同的方式处理。直接连接到核心网络或路由器的级联节点的节点故障可能需要一些额外的说明，因为到路由器的上行链路完全丢失了。例如，级联节点56的节点42可能是直接连接到路由器12的节点故障72并且在故障72和路由器12之间没有任何节点。节点44经由链路故障信号或经由链路70来自节点42的通信不存在检测故障72，并改变备用状态成进入与所有端口组有关的激活状态。在这种状态改变之后，可以恢复级联节点56的操作，例外的是经由最左边网络链路64发送的输入业务将不会到达其目的地节点42，并且经由网络链路58不能接收到路由器12的任何业务。业务将经由Marlin单元44和链路60在链路66中流动到和来自路由器14。Marlin接入网络仅剩下一个工作连接点的这种情况可以是不可避免的，因为它是附加到已经出现故障的核心网络的单元。为了保护业务防止出现这些类型的故障，所述接入网络可以经由复制的路由器连接到核心网络，如果服务的恢复应该是自动的，那么路由器需要运行某种类型的动态路由协议诸如OSPF，或某种其他类型的通用保护软件诸如VRRP或HSRP 74，以便路由器12、14可以经由U2链路70和链路58、60通信。当节点42发生故障时，路由器12发送的VRRP信息不可能经由链路70和链路60到达路由器14，因为VRRP信息不通过节点42。
假设图7中的Marlin接入网络使用两个运行VRRP/HSRP的路由器12、14连接到核心网络。附加到单元42的路由器12处于激活状态，而附加到单元44的路由器14处于备用状态。
当节点42发生故障时，路由器12以这种方式诸如在路由器接口上经由链路故障信号获知该事实即连接链路58或节点42出现故障。路由器12然后可以从其路由表中删除受影响的接口和所有其子接口并停止给核心网络的其他部分通知附加子网络的可到达性。路由器12然后可以退出激活状态。路由器14然后可以经由来自路由器12的消息不存在检测故障并进入激活状态。在这种状态中路由器14可以开始通知到经由Marlin接入网络相连接的所有子网络的可到达性，以及开始转发经由连接到级联节点56的链路所接收的输入业务。
当节点42发生故障时，路由器12以这种方式不直接获知该故障，诸如当链路仍然激活但是Marlin单元42不转发业务时，级联保护机制可以如上所述诸如经由来自节点42的通信不存在检测故障和恢复操作。
而且，VRRP/HSRP协议可以使得路由器14从备用状态切换到激活状态。当前的问题是它可能是路由器12没有获知本地节点故障和由于丢失VRRP/HSRP业务错误地推断备用路由器14已出现故障。因此，路由器12可以保持激活状态。由于不从路由器12接收任何业务，备用路由器14然后可以从备用状态切换到激活状态。信息流现在如位于图7的最右部分中，在这里路由器12、14都处于激活状态并且都通知到相连接的子网络的可到达性。但是，只有路由器14能够接收来自接入网络的业务和发送业务到接入网络。路由器12经由用户端口接收的所有输入业务将被转发到城市核心网络，但是目的地是用户站的部分业务可以发送到路由器12，该路由器将会不能够传送它到期望的目的地。换言之，当节点42已经完全发生故障以及在链路58中不发送任何信息时，让路由器12处于激活状态不是问题。当节点42部分出现故障从而它在链路58中发送部分信息到转发该信息到期望目的地的路由器12时出现了所述问题。另一个问题是路由器12将通知网络的其他部分它是激活的，所以可以接收要向下转发到用户的业务，尽管由于节点42的故障该业务从路由器12不能够到达用户。
这个问题是一般的问题并且基本上取决于用于以太网链路的线路协议的不存在，即以太网端口能够处于可操作状态“启动”但是仍然能够损坏层2通信路径。通过产生通知诸如SNMP软中断给网络管理操作中心(NMS)76可以解决上述情况，在该中心操作员能够通过发送停机配置信号78配置路由器12成非激活状态并通过这种动作补救所述问题。还有可能的是如此设计节点42、44以便它分别地发送有规则的状态信号到路由器12、14，从而路由器变成获知何时或是否直接相连接的其中一个节点发生故障。还有可能的是当节点42已经发生故障时，完全功能的节点44经由路由器14发送报警消息给管理中心76，因为节点44将由于缺少经由链路70接收的状态通信而获知这种故障。
在上行链路故障诸如链路58、60上的故障期间，当连接级联节点56到核心网络的网络链路发生故障时，级联节点56不采取任何动作。上行链路58、60其中之一的故障等同于直接连接到路由器12、14的上节点42、44的故障。经由路由器冗余机制诸如VRRP/HSRP，或使用动态路由协议诸如OSPF可以实现恢复。在这种情形中也存在上述讨论的检测链路故障的问题。所述级联节点可以发布事件通知消息给网络操作中心以便容易恢复。
在路由器故障期间，Marlin接入网络可以通过提供双重上行链路58、60提供对路由器冗余的支持。在该双重上行链路之间转发用于VRRP/HSRP的控制业务。Marlin***对于路由器故障不采取任何特定的动作。
级联节点56在故障之后恢复用户服务所花费的时间主要取决于检测链路或单元故障所必须的时间，传播故障通知到级联节点56中的两个Marlin单元42、44所需的时间，以及在备用侧将每个端口状态从被动切换到激活所需的时间。如果存在检测链路故障的有效方法，则有可能在50ms内恢复用户服务。
利用Marlin单元能够构造至少三种基本拓扑，包括树、链、以及点对点拓扑。在多层Marlin网络中有可能存在许多组合。所有支持的未受保护以及受保护的拓扑包括以下特征：支持的拓扑具有至多两个上行链路，受保护的拓扑是单根的以便在顶部有一个Marlin或一个级联节点，树形拓扑总是单根的，在其顶部有一个Marlin或一个级联节点，以及在树形和环形拓扑中，叶端口与一个单一端口ID相关，而不管冗余如何。
以下描述所支持的拓扑，树、链以及点对点。能够不利用任何冗余构造未受保护的以及利用冗余构造受保护的所有这三种不同类型的拓扑。单个Marlin通过树定义。通过连接Marlin单元的网络端口到另一个Marlin单元的接入端口可以构造两层树。
正如在图8中最佳所示，有可能构造具有多达三层的树，以便可以构造未受保护的树拓扑80。顶部的Marlin单元82连接到路由器84、86。通过这种方式，能够连接用户的数量充分地增加。
正如在图9中最佳所示，Marlin单元能够以菊花链拓扑88部署，其中一个网络端口90或第一Marlin单元92连接到另一个Marlin单元96上的网络端口94等等。标记的第一部分可以寻址Marlin单元而标记的第二部分可以寻址Marlin单元上的端口。通过这种方式，Marlin单元将转发所述信息，只要它不是标记的第一部分所寻址的Marlin单元。当Marlin单元接收信息到其中一个接入端口时，该Marlin单元可以添加标记号码的第一部分给Marlin单元以及标记号码的第二部分给从其发送信息的端口号码或用户。然后Marlin单元将会在如上所述的两个上行链路中转发信息。在单个链中能够连接多达12个单元。当然，根据需要可以使用或多或少的单元。还有可能在链中通过连接相同或两个独立的路由器98、100到该链的两个端点102、104以支持路由器冗余。如果链路中断，VRRP/HSRP信令将不可靠地工作，因为可能丢失到链节点的输入业务，该业务到达所述中断的另一不正常侧上的路由器，以及***可能永不恢复。在这种情形中部分用户可能仍具有业务。
这是与VRRP/HSRP有关的问题并且在原则上和以上讨论的与级联节点有关的问题相同。即使在链中断之后，其他机制诸如OSPF也可以完全地恢复。VRRP/HSRP提供路由器冗余并提供对直接连接到路由器端口的链路的保护，但是有可能不能从其他故障可靠地恢复。
正如在图10中最佳所示，通过连接单元106的网络端口112到另一单元108的网络端口114，能够在点对点拓扑110中连接Marlin单元106、108。用户109连接到单元106以及用户111连接到单元108。
以与根据Marlin单元构造未受保护树相同的方式，使用级联节点可以构造受保护的树形拓扑。级联节点是受保护的树。通过连接Marlin单元的两个网络端口或级联节点到级联节点端口组的两个端口，可以构造多层受保护的树。
以下要求可能施加于受保护的树。只有当在层(i-1)保护树时，才在层(i)保护树。这种要求意味着从根部开始自顶向下地构造受保护的树。例如，如果使用级联节点构造第二层，那么第一层也是这样。在以下图中给出了冗余树拓扑的实例。
图11所示为使用级联节点118构造顶层的冗余树拓扑116。优选地，每一树拓扑只具有一个直接连接路由器的顶节点。在图12中示出了树拓扑120，在该拓扑中也使用冗余级联节点122、124、126构造第二层。在受保护树中可以与未受保护树相同的方式，即通过连接双重冗余路由器到受保护树的双重上行链路确切地支持路由器冗余。
正如在图13中最佳所示，通过连接未受保护链134的上行链路130、132到级联节点140端口组的两个端口136、138构造受保护的链拓扑128。通过连接两个双重冗余路由器142、144到级联节点140的两个网络端口可以提供路由器冗余。级联节点118接收的业务将放弃链路130、132的其中一个链路中的信息，这取决于哪个节点处于激活或备用模式，以及级联118在上行链路141、143中发送该信息。如以上所说明的，在到链134的链路130或链路132中将发送级联节点140接收的业务。
如图14所示，如果在点对点结构150中使用两个干线链路146、148，那么总是在两个链路上发送数据。应该注意到结构150不具有任何路由器。例如，单元152可以在两个链路146、148上发送。在接收机侧诸如单元154，从链路146、148的其中一个链路接收数据。所述单元可以自动地选择从其接收数据的一个上行链路端口。在激活链路上发生故障的情况下，所述单元可以自动地切换到接收侧上的另一链路。
尽管已经根据优选的组成和实施例描述了本发明，但是应该明白对本发明可以作出一定的替代和修改而不背离以下权利要求书的精神和范围。

Claims (16)

1、一种恢复网络拓扑中的故障的方法，包括：
提供第一节点和第二节点，第一节点具有连接到第一用户的第一端口组的第一接入链路和连接到第一路由器的第一网络链路，第二节点具有连接到第一用户的第一端口组的第一接入链路以及连接到第二路由器的第一网络链路，所述第一节点具有连接到第二节点的第二网络链路；
设置所述第一节点处于与第一端口组有关的激活状态以及第二节点处于与第一端口组有关的备用状态；
在第一接入链路中发送信息到第一节点；
所述第一节点接收该信息并在第一网络链路中转发该信息到第一路由器；
所述第一节点在第二网络链路中转发相同的信息到第二节点；
所述第二节点在第二网络链路中从第一节点接收所述信息；
所述第二节点在第二节点的第一网络链路中发送所接收的信息到第二路由器；
检测在第一节点的第一接入链路上的故障；和
将第一节点从激活状态切换到备用状态以及将第二节点从备用状态切换到激活状态。
2、根据权利要求1所述的方法，其中该方法还包括在第二节点的第一接入链路中发送信息，所述第二节点接收该信息并在第一网络链路中转发该信息到第二路由器。
3、根据权利要求1所述的方法，其中该方法还包括第二节点在第二网络链路中转发相同的信息到第一节点。
4、根据权利要求3所述的方法，其中该方法还包括所述第一节点在第一网络链路中转发从第二节点接收的信息到第一路由器。
5、根据权利要求1所述的方法，其中该方法还包括所述第二节点比较第二节点的第一接入链路中的入局业务和来自第一节点的第二网络链路中的入局业务。
6、根据权利要求5所述的方法，其中该方法还包括当所述第二节点的第一接入链路和连接到第一节点的第二网络链路之间存在入局业务的显著差别时，所述第二节点确定在到第一节点的第一接入链路上存在故障或在第一节点中存在故障。
7、根据权利要求1所述的方法，其中该方法还包括所述第一节点在从激活状态切换到备用状态之前检测不存在在第一接入链路中接收的信息。
8、根据权利要求1所述的方法，其中该方法还包括所述第一节点在发送报警信号到第二节点以触发该第二节点切换到激活状态之前，检测存在在所述第一节点的第一接入链路中接收的错误信息。
9、一种恢复网络拓扑中的故障的方法，包括：
提供第一节点和第二节点，第一节点具有连接到第一用户的第一端口组的第一接入链路和连接到第一路由器的第一网络链路，第二节点具有连接到第一用户的第一端口组的第一接入链路以及连接到第二路由器的第一网络链路，所述第一节点具有经由第二节点的第二网络链路连接到第二节点的第二网络链路；
设置所述第一节点处于与第一端口组有关的激活状态以及第二节点处于与第一端口组有关的备用状态；
在第一接入链路中发送信息到第一节点；
所述第一节点接收该信息并在第一网络链路中转发该信息到第一路由器；
所述第一节点在第二网络链路中转发相同的信息到第二节点；
所述第二节点在第二网络链路中从第一节点接收所述信息；
所述第二节点发送第一网络节点中的接收信息到第二路由器；
检测第一节点的第二接入链路中的故障；和
将第二节点从备用状态切换到激活状态。
10、根据权利要求9所述的方法，其中该方法还包括所述第一节点经由第一节点的第二网络链路与第二节点交换信息。
11、根据权利要求10所述的方法，其中该方法还包括当经由第一节点的第二网络链路与第一节点交换信息时，所述第二节点切换到激活状态。
12、根据权利要求9所述的方法，其中该方法还包括在第二节点的第一接入链路中发送信息，该第二节点接收该信息并在第二节点的第一网络链路中转发该信息到第二路由器。
13、一种恢复网络拓扑中的故障的方法，包括：
提供第一节点和第二节点，第一节点具有连接到第一用户的第一端口组的第一接入链路和连接到第一路由器的第一网络链路，第二节点具有连接到第一用户的第一端口组的第一接入链路以及连接到第二路由器的第一网络链路，所述第一节点具有经由第二节点的第二网络链路连接到第二节点的第二网络链路；
设置所述第一节点处于与第一端口组有关的激活状态以及第二节点处于与第一端口组有关的备用状态；
在第一接入链路中发送信息到第一节点；
所述第一节点接收该信息并在第一网络链路中转发该信息到第一路由器；
所述第一节点在第二网络链路中转发相同的信息到第二节点；
所述第二节点从第一节点接收所述信息；
所述第二节点发送第一输出节点中的接收信息到第二路由器；
检测在所述第一节点中的故障；和
将第二节点从备用状态切换到激活状态。
14、根据权利要求13所述的方法，其中该方法还包括在第一接入链路中发送信息到第二节点，所述第二节点接收该信息并在第一输出链路中转发该信息到第二路由器。
15、根据权利要求14所述的方法，其中该方法还包括所述第一路由器经由逻辑链路与第二路由器通信。
16、根据权利要求15所述的方法，其中该方法还包括当在所述第一节点的第一网络链路中接收错误的信息时，所述第一路由器切换到备用状态。
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