[发明专利]基于无连接网络的保护倒换方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络保护技术，尤指一种基于无连接网络的保护倒换方法。

背景技术

基于无连接网络的保护倒换网络是由位于核心的以太网交换机，也称核 心设备，以及位于边沿的以太网交换机或路由器，也称边沿设备或边沿节点 组成。其中，边沿设备负责在保护倒换网络内部发生故障时，执行业务倒换 操作，边沿设备与保护倒换网络的外部设备直接连接。在保护倒换网络内， 采用无连接方式对数据进行转发，比如以太网中通过基于生成树环境建立的 数据路径转发表对数据包进行转发。这种采用无连接方式转发数据包的网络 由互联的以太网交换设备组成，也称为流域。

国际电信同盟(ITU)G.8031讨论了点到点(P2P)虚拟局域网(VLAN) 业务的保护倒换，同时，ITU G.8031指出点到多点(P2MP)以及多点到多 点(MP2MP)的保护倒换还在研究过程中。

在ITU G.8031附录中，对基于无连接网络的业务的保护倒换方法进行了 描述，由于流域中没有面向连接的连接路径存在，ITU G.8031提出对整个流 域进行保护，并将此被保护流域分为工作流域、保护流域、以及与其它边沿 流域相连接的若干保护倒换点(PSP，Protection Switching Point)组成，如 图1所示，图1是基于无线连接网络的流域保护示意图。当工作流域或保护流 域出现故障时，业务流的倒换动作由PSP负责进行，比如工作流域出现故障 时，这里假定保护流域无故障，保护倒换的方法为：PSP将原来经工作流域 传送的业务流倒换到保护流域。

ITU G.8031进一步指出，使用上述方法存在以下问题：

一方面，由于出现故障时，每一个倒换点需要与其它剩余的所有倒换点 进行协调，以便完成将经工作流域传送的业务流倒换到保护流域，所以保护 倒换点间的协调是很复杂；另一方面，由于保护流域中没有与从工作流域中 倒换来的数据流对应的数据路径转发表，因此，会导致保护倒换后产生业务 数据包的泛洪(Flooding)。鉴于此，G.8031认为上述流域的保护倒换机制 显得复杂，有待于进行进一步的研究。

目前，对于流域的保护有两种保护倒换方案：

第一种方案，电气和电子工程师协会(IEEE)草案(draft)ah-bottorff- pbt-for-iee-v41-0905提出的VLAN业务保护倒换方案。

该保护倒换方案应用在核心骨干以太网中，分别针对工作骨干VLAN 标识(B-VLAN ID)和保护B-VLAN ID建立工作B-VLAN树和保护B-VLAN 树。正常情况下使用工作B-VLAN树，并按照已知数据路径转发表传送来 自核心骨干网络外的相应业务数据包，同时，周期性地通过发送连续性故障 管理(CFM)的连续性检查(CC)消息，分别对工作B-VLAN树和保护 B-VLAN树的工作状态(正常或故障)进行检测，以便在发生故障时进行业 务数据的保护倒换。假定保护B-VLAN树正常，当工作B-VLAN树故障时， 将所有原来使用工作B-VLAN树传递的业务数据包倒换到由保护B-VLAN 树来传递。

上述草案提出的VLAN业务保护倒换方案，在发生业务数据包倒换时， 由于在倒换至的流域中没有相应的数据路径转发表，不能避免倒换前按照已 知数据路径转发表进行转发的单播数据流在倒换后的区域内的泛洪；而且， 当工作B-VLAN树发生故障时，工作B-VLAN树上不受故障影响的数据包 也会被倒换到保护B-VLAN树上，该方案是基于树的倒换，即只要工作 B-VLAN树上有故障发生整个树上的数据包均进行保护倒换，这样的处理导 致了业务数据包的错序。

第二种方案，IEEE 2005会议的一篇论文中提出的基于生成树环境中的 保护倒换方法。

该方法是这样实现的：在一个由以太网交换机和路由器组成的保护倒换 网络中，边沿设备如以太网交换机或路由器负责保护倒换。在保护倒换网络 中配置采用不同VLAN标识(VLAN ID)来表示不同的生成树，并且对任何 一个节点，配置一个不包括该节点的树、对任何一条链路，配置一个不包括 该链路的树，以保证在单个节点或单个链路故障时，保护倒换网络中至少还 有一个树是完整的；配置的树的拓扑保持不变，即使在故障发生时也保持不 变；