[发明专利]用于改进多生成树协议的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络。更具体地说，本发明涉及诸如生成树协议 (“STP”)、快速生成树协议(“RSTP”)和多生成树协议 (“MSTP”)之类的协议在通信网络中的使用。

背景技术

图1示出了包括第2层以太网网桥105的简单网络100，该以太网桥 符合IEEE STd.^TM 802.1D-2004(IEEE 802.1D)或IEEE Std.802.1Q-2003 (IEEE 802.1Q)105。在该示例中，有经由12个局域网(LAN)125、130 和150(10个实例)连接的9个网桥A-I和三个台站140-142。字母A-I是 网桥ID。根据IEEE 802.1D或IEEE 802.1Q的约定，较小的字母(例如 A)要“好”于较大的字母(例如D)，IEEE 802.1D和IEEE 802.1Q为了 各种目的通过引用而结合于此。为每个LAN指出了端口路径成本110。该 示图假定附接到同一LAN的所有网桥端口使其端口路径成本配置为同一 值，尽管IEEE 802.1D或本发明不要求这点。

网桥通过交换称为网桥协议数据单元(BPDU)的协议分组在网络 100上创建生成树。实现在每个网桥中的协议状态机使用这些分组将某些 端口选择为网络的活动拓扑的一部分并将某些其他端口选择为被封锁 (blocked)。(对于本发明，STP和RSTP是等价的；在任何提到STP的 上下文中，RSTP同样可以应用。)生成树的“生成”之处在于所有LAN 都被连接。它之所以是“树”是因为在任何给定的一对网桥或台站之间都 正好有一个路径。

根据STP，网络100中的网桥之一(在该示例中为网桥A)将被选为 “根网桥”。每个网桥将最接近根网桥的端口选择为其“根端口”，从而 形成了树，其中“最接近”被定义为网桥端口到根网桥所要穿越的具有最 小的根路径成本总数的路径。(只有从LAN到网桥的入口算入该总和， 从网桥到LAN的出口不算。)在两个或多个路径具有相同的端口路径成 本和的情况下，平局决胜(tiebreaker)值被使用。平局决胜值是如IEEE 802.1D和IEEE 802.1Q所定义的网桥ID和端口ID。通过使用邻近网桥的 网桥ID将端口117选择为其根端口并且将端口115和120标记为“备用端 口”并封锁，网桥E从三个同等成本的路径当中进行选择，从而打破了三 个可能的生成树循环。(虽然这些术语在被本领域技术人员使用时可以具 有不同的意思，但是术语“分组”和“帧”在此有时将被可互换地使 用。)

虽然STP提供了有序的分组流，但是其不允许网络中的所有LAN被 以最佳方式使用。虽然从网络中的任何网桥或台站到根都没有比沿根网桥 的生成树的路径具有更小路径成本和的路径，但是其他网桥或台站对之间 的路径可能不是最佳的。例如，如果端口115和120被封锁。则从台站 142到台站141的路径是总成本为11(台站141不计入最后一跳的成本) 的142-E-F-I-A-B-D-G-141，而不是成本为3的短得多的路径142-E-G- 141。人们希望解决现有技术的该局限。

MSTP提供了优于STP的改进，改进之处在于多个生成树被创建。网 络100可以被配置为具有多达64个生成树。例如，网桥A至I中的每一个 都可以被配置为一个单独的多生成树示例(MSTI)的区域性根网桥。 IEEE 802.1Q仅基于帧的虚拟局域网标识符(VLAN ID或VID)来决定给 定帧所被分配给的并用来转发该帧的MSTI，帧的虚拟局域网标识符进而 又仅基于a)帧进入网络的端口，和/或b)帧所承载的更高层的协议。可 以经常将VID分配给下述端口和/或协议，所述端口和/或协议引起对合适 MSTI的选择。然而，这并非总是可能的，因为连接到网络的任何给定台 站可以与许多其他台站对话，并且这些台站又与其他台站对话。例如，在 网络100中，每个台站140、141和142可以互相对话。就一切情况而论， 总是希望能够将帧沿着最直接的路径发送到其目的地。

发明内容