[发明专利]一种具有故障保护功能的环网及用于环网的故障保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，具体涉及一种具有故障保护功能的环网及用于环网的故障保护方法。

背景技术

一般网络采用星型拓扑结构，每个设备和交换机使用一根网线连接，这样的拓扑结构不仅需要使用数量可观的网线，而且任何一根网线故障都导致网络功能异常。

可自愈的环网可以在不利用更昂贵设备的情况下从光纤断路中恢复，而且可以共享光纤的带宽，同时减少同一链路上网线接口的数量。用环形结构可以提高网络的生存能力。采用环形拓扑结构的网络可以使用标准RSTP协议，标准RSTP协议具有冗余备份和链路切换功能，不过链路切换的时间在几秒到几十秒之间，自愈时间太长不能满足工业要求。

授权公告号为CN 103701677A的发明提出了一种环网保护方法、网络节点及环网络。其中方法包括：当环网发生故障时，网络节点接收检测到故障的节点所发送的环网保护倒换请求消息，所述环网保护倒换请求消息中携带所述环网保护倒换请求消息的源、宿节点信息；根据所述源、宿节点信息，确定故障位置，根据所确定的故障位置，选择保护隧道，将业务倒换到所选择的保护隧道；所选择的保护隧道是所述网络节点与源节点间链路的链路保护隧道，或者所述网络节点与源节点间短径上的中间节点的节点保护隧道。

该发明在流数据量大，设备分布距离远，要求网线接口少以及快速自愈的要求高的视频监控系统中还受到一定的限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有故障保护功能的环网及用于环网的故障保护方法。

一种具有故障保护功能的环网，包括交换机和若干个节点，每个节点具有三个端口，分别为第一端口、第二端口和第三端口，其中第一端口与相应的CPU相连，相邻节点通过各自的第二端口和第三端口相互连接，其特征在于，环网中第一个节点通过第三端口与交换机相连，以第一个节点作为主节点；

所述的环网包括两个工作状态，分别为正常状态和备用状态，正常状态下各个节点按照环网数据流向通过交换机进行数据传输，备用状态下各个节点按照任意方向通过交换机进行数据传输；

所述的主节点用于检测环网是否存在故障点，并根据故障点的位置更新各个节点的端口状态和路由表使环网工作于备用状态。

环网数据流向为环网的重要参数，通常为逆时针方向，正常状态下环网中各个节点按照环网数据流向通过交换机进行数据传输，当环网存在故障点时，按照环网数据流向部分节点无法达到交换机，因此不能通过交换机进行数据传输，此时通过改变节点的路由表重新选择路径，使节点能够继续通过交换机进行数据传输(不需要考虑数据传输方向，顺时针逆时针均可)。

本发明的环网具有正常工作状态和备用状态，通过设置主节点和从节点，以主节点作为环网控制节点，通过主节点检测环网是否存在故障，在故障时根据故障点位置将环网切换至备用状态，从而使环网存在故障点时仍然能够进行数据传输，防止数据丢失，提高了环网的可靠性。本发明中所指的节点的端口状态是指各个节点内部各个端口之间的导通状态。环网发生故障时，通过查询数据传输过程中所有节点(包括主节点和从节点)以及交换机的在进行数据交换使保留的日志或接收到的从节点的检测结果，确定故障点的位置。本发明的环网中必须有且只有一个主节点，从节点数可以为零，具体数量根据需要确定。

所述主节点具有三个状态，分别为CS状态、FS状态和BS状态，其中：

CS状态下，第一端口与第二端口双向导通，第三端口到第一端口单向导通，第二端口与第三端口不导通；

FS状态下，第一端口与第二端口双向导通，第三端口到第一端口双向导通，第二端口与第三端口双向导通；

BS状态下，第一端口与第二端口双向导通，第三端口到第一端口双向导通，第二端口与第三端口不导通。

所述从节点具有两个状态，分别为link-up状态和link-down状态，其中：

link-up状态下，第一端口与第二端口双向导通，第三端口到第一端口双向导通，第二端口与第三端口双向导通；

link-down状态下，第一端口与第二端口双向导通，第三端口到第一端口双向导通，第二端口与第三端口不导通。

正常状态下主节点处于CS状态，从节点处于link-up状态；

备用状态下主节点和从节点的状态取决于故障点的位置：

若故障点位于主节点和交换机之间，则主节点处于BS状态，从节点处于link-up状态；

否则，主节点处于FS状态，故障点对应的从节点处于link-down状态，其余从节点处于link-up状态。