[发明专利]构造交换网络生成树的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及快速生成树协议(RSTP，Rapid Spanning Tree Protocol)技术领域，尤其涉及构造交换网络生成树的方法和装置。

背景技术

RSTP协议的最主要的应用是为了避免局域网中的网络环路，解决成环网络的广播风暴问题。RSTP协议中定义了根桥(Root Bridge)、根端口(Root Port)、指定端口(Designated Port)、可选端口(Alternate Port)、备份端口(Backup Port)、路径开销(Path Cost)等概念，目的在于将所有网桥(即网络中的设备)构造成一棵生成树，从而达到裁剪冗余环路的目的。要实现这些功能，网桥之间必须要进行一些信息的交流，相互之间发送RSTP消息。

下面简单介绍RSTP协议的工作过程。

首先进行根桥的选举，在网络中选举优先级最高的网桥为根桥，根桥是生成树的根。根桥的所有端口都是指定端口，指定端口进入转发状态；指定端口负责向下游转发数据。接下来，其他网桥各自选择一条路径开销最小的路径作为到根桥的路径，相应端口的角色就成为根端口；对于其他端口，如果该端口的对端桥到根桥的路径开销大于本网桥到根桥的路径开销，则该端口为指定端口，否则为可选端口。可选端口提供了一条到根桥的备份链路。如果一个网桥的两个端口之间存在连接，则根据端口的编号进行选择，将其中一个端口设置为指定端口，另一个端口设置为备份端口。根端口和指定端口的状态为转发状态，可选端口和备份端口的状态为阻塞状态。通过上述过程，就构造出一棵生成树，避免了网络环路。

从以上对于RSTP协议的介绍可以看出，现有的构造生成树的方法需要在每台网络设备上运行多个RSTP实例，这对网络设备的CPU及内存性能要求很高；然而，网络设备CPU及内存性能又非常有限，因此会影响网络的组网部署能力。并且，由于每个网络设备之间都要交互RSTP报文，这使得网络收敛速度慢。

发明内容

本发明提供了一种构造交换网络生成树的方法，能够提高网络部署能力，并加快收敛速度。

本发明还提供了一种构造交换网络生成树的控制器和域内网桥，能够提高网络部署能力，并加快收敛速度。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种构造交换网络生成树的方法，该方法应用于包括控制器和多个域内网桥的二层交换网络，包括：

控制器接收各域内网桥通过控制通道传递的拓扑信息和物理状态信息，所述控制器根据所述拓扑信息和物理状态信息按照下述步骤进行RSTP计算：

A、计算出域内网络的根桥；

B、在域内以根桥为中心计算最短路径优先(SPF)树；

C、对于各域内网桥的每个域内端口，分别计算各域内端口的端口角色，所述端口角色包括根端口、指定端口、可选端口和备份端口；

所述控制器通过控制通道将计算结果发给各域内网桥：对于计算结果为可选端口和备份端口的，控制器通知对应的域内网桥将所述域内端口迁移到阻塞状态；对于计算结果为根端口和指定端口的，控制器通知对应的域内网桥将对应的域内端口迁移到转发状态；

其中，所述域内网桥为不具有进行RSTP协议计算能力的网桥，所述域内端口为对端连接域内网桥的端口。

一种控制器，应用于包括控制器和多个域内网桥的二层交换网络，包括：

信息接收模块，用于接收各域内网桥通过控制通道传递的拓扑信息和物理状态信息；

计算模块，用于根据信息接收模块接收的信息进行RSTP协议计算，包括：计算出域内网络的根桥；在域内以根桥为中心计算SPF树；对于各域内网桥的每个域内端口，分别计算各域内端口的端口角色，所述端口角色包括根端口、指定端口、可选端口和备份端口；

迁移控制模块，用于通过控制通道将所述计算模块的计算结果发送给各域内网桥：对于计算结果为可选端口和备份端口的，通知对应的域内网桥将所述域内端口迁移到阻塞状态；对于计算结果为根端口和指定端口的，通知对应的域内网桥将对应的域内端口迁移到转发状态；

其中，所述域内网桥为不具有进行RSTP协议计算能力的网桥，所述域内端口为对端连接域内网桥的端口。

一种域内网桥，应用于包括控制器和多个域内网桥的二层交换网络，包括：

信息上报模块，用于通过控制通道向控制器传递拓扑信息和物理状态信息，以供控制器根据所述传递的信息进行RSTP协议计算并得出各域内网桥的域内端口的端口角色；