[发明专利]一种相交以太环网保护方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及以太环网保护技术领域，尤指一种相交以太环网保护方法和系统。 

背景技术

随着以太环网的逐步普及和应用，用户对以太环网的性能和规模的需求也越来越高。为了防止环路上的广播风暴，一般采用生成树协议(STP，Spanning Tree Protocol)对以太环网进行保护。STP在大的网络中定义一棵树，并迫使一定的备份路径处于备份状态，如果生成树中的网络一部分不可达，或者STP路径开销变化了，生成树算法会重新计算生成树拓扑，并且通过启用备份路径来重新建立连接，因此，STP可以通过阻断冗余链路防止数据环路，并可以通过启用备份冗余链路提供高可靠性。 

但实际应用中STP链路切换收敛时间受网络拓扑的影响，一般收敛时间为秒级，网络直径较大时收敛时间更长。这样的速度对于现在的局域网(LANs)和城域网(MANs)来说太慢了，不能满足高服务质量业务的需求。 

为此，现有技术中提出了一些针对环网出现故障时进行快速保护的新方法。下面简单介绍现有的以太环网保护协议中的一些基本概念和关键技术： 

环：一个环物理上对应一个环形连接的以太网拓扑，是一组相互连接成环的以太网交换机的集合； 

域：由整数表示的ID来标识，一组配置了相同的域ID和控制虚拟局域网(VLAN)，并且相互连通的交换机群体构成一个域； 

控制VLAN：协议控制报文在控制VLAN中传播； 

保护VLAN：保护VLAN是域中用来传输数据报文的VLAN，每个域 中保护一个或多个数据VLAN，每个域内环网保护协议计算出的拓扑仅对该域的保护VLAN有效； 

主节点：主节点是环上的主要决策和控制节点，每个环上必须有一个主节点而且只能有一个；主节点在环上的两端口分别为主端口和副端口，如果产生环路，主节点阻塞副端口，如果环网故障，主节点放开副端口以支持数据转发；主节点通过轮询机制和告警机制快速检测环路的产生和消失；主节点有两种状态，当环网上的所有链路都处于完好(UP)状态时，主节点处于完整状态(Complete State)，当环网上有链路处于故障(Down)状态时，主节点处于故障状态(Failed State)； 

传输节点：环上除主节点以外的其它节点均为传输节点； 

告警机制：当传输节点发现自己任何一个属于环的端口变为故障(down)状态时会立刻发送链路故障(Link Down)报文给该环的主节点；主节点收到Link Down报文后立即将状态切换至故障状态，放开副端口，并从主端口发送环网故障刷新(RING-DOWN-Flush-FDB)报文，通知所有节点刷新转发数据库(FDB，Forwarding Date Base)。 

轮询机制：主节点周期性地从其主端口发送健康检测(Hello)报文并启动一定时器，该Hello报文依次经过各传输节点在环上传播；如果主节点能够在所述定时器的定时时间(Hello Time)内从副端口收到自己发送的Hello报文，则说明环网完整，保持副端口的阻塞状态；如果主节点在HelloTime时间内没有收到自己发送的Hello报文，则认为环网发生链路故障，放开副端口的阻塞状态，并发送环网故障刷新(RING-DOWN-Flush-FDB)报文，以通知各节点刷新FDB。 

端口的预阻塞(Pre-Forwarding)状态：当传输节点在环上的一端口由故障(Down)状态迁移至完好(Up)状态时，该传输节点将该端口设置为预阻塞状态，并启动一预阻塞定时器；处于预阻塞状态的端口阻塞数据VLAN的报文，但转发控制VLAN的协议控制报文；此时，如果环网已经全部恢复，主节点能够从副端口收到自己发送的Hello报文，则主节点将状 态迁移至完整状态，阻塞副端口，并从主端口发送环网恢复刷新(RING-UP-FLUSH-FDB)报文，以通知各节点刷新FDB；传输节点在接收到来自主节点的RING-UP-FLUSH-FDB报文或预阻塞定时器超时时，放开预阻塞的端口。 

上述技术环网保护方案完全适用于单环拓扑的情况，但在实际的以太网拓扑中，不同的环之间会出现相交的情况。如果将单环保护协议简单地运用到相交的各个环上，会出现一些问题。