专利名称：一种适用于大容量ptn设备的线性保护倒换方法
技术领域：
本发明涉及大容量分组传送网的线性保护技术，具体说是一种适用于大容量PTN 设备的线性保护倒换方法。
背景技术：
分组传送网(PTN)是基于分组的、面向连接的多业务传送技术，PTN在无线回传、 大客户专线、点播视频等高质量业务承载领域即将得到大规模的应用。它针对分组业务 流量的突发性和统计复用的要求而设计。PTN技术具有面向连接的数据转发机制、多业务 承载、较强的网络扩展性、丰富的OAM(操作(Operation)、管理(Administration)、维护 (Maintenance)，简称0ΑΜ)、严格的QoS (Quality of krvice，服务质量)机制以及电信级 可靠性等技术特征。PTN的主流技术方案可分为以太网增强技术和传输技术结合MPLS(多协议标签 交换)两大类，前者以PBB-TE (提供者骨干桥接-流量工程友情链接)为代表，后者以 MPLS-TP (传送多协议标记交换)为代表。PTN的数据转发是基于标签进行的，即由标签构成 端到端的面向连接的标签转发路径(LSP)。同SDH(同步数字体系)通道保护的思路一致， MPLS-TP支持LSP的线性保护，包括以下三种1+1线性保护和1 1线性保护以及M:N线性 保护。对于接入点设备和汇聚点设备，网元的LSP条目数有限(一般小于单向2048)， 可以采用交叉单元集中处理的方式完成主备路径的切换，其倒换时间和恢复时间比较理 想，完全能满足50mS倒换时间的要求。但对于核心层大容量PTN设备，其容量大(一般在 320Gbps以上)、需要保护的LSP条目数大(一般大于2048)，如果任然沿用交叉单元集中处 理的方式，则很难满足快速保护倒换和恢复的要求(小于50ms)。线性保护工作原理如图1，网元A和网元C之间配置有由网元A经过网元B到网元C的标签交换路径 (LSP)；为提高该LSP的可靠性(如防止网元B掉电、链路光纤中断等故障导致网元A和网 元C之间通信中断)，配置由网元A经过网元D到网元C的备用标签交换路径。正常工作状态下，业务在网元A被转发到工作端口和工作路径上(如图1中实线 所示)，在目的网元C，业务端口选收来自主用端口的业务。在故障状态下，A-B-C的路径中 断，业务在源端网元A被转发到备用端口和备用路径(如图1、2中虚线所示)，在目的网元 C，业务端口选收来自备用端口的业务，从而避免了业务中断，如图2所示。以上过程通过 APS(自动保护倒换)协议进行源宿端的协调一致。倒换动作只发生在源宿两端，与中间网 元无关，因而具有实现简单、倒换快速的特点。当A到B方向的光纤发生故障时，A站要将业务桥接到环的另一个方向；B站进行 接收倒换。该故障的检测一般通过OAM来实现，即由源端网元A周期性向宿端网元C发送 连接确认(Continuity Verification)帧(周期一般为3. 3ms)，如果连续三个周期内未收 到期望的CV(连接确认)帧，则认为该链路出现故障。主控软件在检测到该故障后，启动保护倒换机制，并通过APS协议通告源端作发送端的倒换。对接入设备和小型汇聚型设备来说，一般采用集中是处理方式，即在交叉单元作 发送桥接和接收端的选收，对于50ms倒换时间来说并不困难，因为处理的条目数一般小于 1024。对于汇聚节点和核心节点来说，需要配置保护的LSP的条目数一般较大 (大于2048)，LSP线性保护倒换时间要求小于50ms。而故障的检测时间至少需要 IOms (3. 3msX3 IOms)，那么软件处理的时间和芯片动作的时间小于40ms，这对集中式倒 换处理带来了极大压力。故必须解决大容量PTN设备的快速保护倒换问题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于大容量PTN设备 的线性保护倒换方法，其最根本的思想是由集中式倒换转变为分布式倒换，交叉单元只做 高速分组转发，不参与倒换动作，从而将倒换动作分摊到多个业务处理单元上，各业务处理 单元并行处理倒换动作，成倍提高倒换速度。为达到以上目的，本发明采取的技术方案是一种适用于大容量PTN设备的线性保护倒换方法，其特征在于由集中式倒换处理 转变为分布式处理，具体实现如下所述1)在通信源端节点，交叉单元配置出口为主用NNI端口、备用NNI端口、主备用 NNI端口的三条业务转发实例，所述业务转发实例为静态单播实例或静态组播实例，匹配关 键字为目的MAC地址，分别为MACnl、MACn2、MACn3 ；在1+1保护模式下，业务始终广播到主用和备用NNI端口 ；在1:1保护模式正常状态下，业务单播到主用NNI端口 ；在1:1保护模式倒换状态下，业务单播到备用NNI端口 ；这三种状态由分组离开UNI接口单元进入交叉单元时所携带的不同目的MAC地址 决定，并受控于UNI接口单元处理软件；2)在通信宿端节点，主备用NNI接口所在接口单元分别配置业务处理实例，匹配 关键字为Turmel标签；但只有主用业务实例为激活状态；3)倒换时，对1+1保护，只需要通信宿端备用NNI接口业务实例激活即可恢复业 务，并去激活主用NNI接口业务实例；对1:1保护，源端节点的UNI接口单元将分组的目的 MAC地址由MACnl改变为MACn2，交叉单元自动实现将业务切换到备用路径，宿端节点备用 NNI接口业务实例激活，并去激活主用NNI接口业务实例；4)在备用路径恢复并经过等待恢复时间后，执行上述动作的逆过程，即实现了倒 换恢复。在上述技术方案的基础上，所述MACnl、MACn2、MACn3三个MAC地址的分配原则 为1 1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址设置为 MACnl ；1+1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址设置为MACn3 ；1 1保护源端UNI交叉单元，配置UNI 口到主用NNI 口的转发实例；1+1保护源端UNI交叉单元，配置UNI 口到主用和备用NNI 口的转发实例并激活；两种保护方式下，宿端网元主用NNI接口配置业务实例并激活，备用NNI接口配置 业务实例但不激活。在上述技术方案的基础上，正常状态时1 1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址设置为 MACnl ；1+1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址仍为 MACn3 ；1 1保护源端UNI交叉单元，UNI 口业务转发到主用NNI 口 ；1+1保护源端UNI交叉单元，UNI 口业务同时转发到主用和备用NNI 口 ；1:1保护宿端NNI接口单元，只有主用NNI接口到交叉单元的业务实例激活；1+1保护宿端NNI接口单元，只有主用NNI接口到交叉单元的业务实例激活。在上述技术方案的基础上，倒换状态时1 1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址设置为 MACn2 ；1+1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址仍为 MACn3 ；1 1保护源端UNI交叉单元，UNI 口业务转发到备用NNI 口 ；1+1保护源端UNI交叉单元，UNI 口业务同时转发到主用和备用NNI 口 ；1:1保护宿端NNI接口单元，只有备用NNI接口到交叉单元的业务实例激活；1+1保护宿端NNI接口单元，只有备用NNI接口到交叉单元的业务实例激活。在上述技术方案的基础上，源宿端的协调一致通过APS协议实现，网元内部各单 元的协调一致通过网元内通信控制总线实现。本发明所述的适用于大容量PTN设备的线性保护倒换方法，其最根本的思想是由 集中式倒换转变为分布式倒换，交叉单元只做高速分组转发，不参与倒换动作，从而将倒换 动作分摊到多个业务处理单元上，各业务处理单元并行处理倒换动作，成倍提高倒换速度。
本发明有如下附图图11 1线性保护倒换正常工作状态，图21 1线性保护倒换工作状态，图31+1保护模式源端网元内部分组转发示意图，图41:1保护模式正常状态下源端网元内部分组转发示意图，图5正常状态下宿端网元内部分组转发示意图，图61:1保护模式倒换状态下源端网元内部分组转发示意图，图7倒换状态下宿端网元内部分组转发示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步详细说明。本发明所述的适用于大容量PTN设备的线性保护倒换方法，由集中式倒换处理转 变为分布式处理，具体实现如下所述1)在通信源端节点，交叉单元配置出口为主用NNI (Network Node Interface,网 络节点接口)端口、备用NNI端口、主备用NNI端口的三条业务转发实例，所述业务转发 实例为静态单播实例或静态组播实例，匹配关键字为目的MAC地址，分别为MACnl、MACn2、 MACn3 ；在1+1保护模式下，业务始终广播到主用和备用NNI端口 ；在1 1保护模式正常状态 下，业务单播到主用NNI端口 ；在1:1保护模式倒换状态下，业务单播到备用NNI端口 ；这三 种状态由分组离开UNI^er to Network hterface，用户网络接口)接口单元进入交叉单 元时所携带的不同目的MAC地址决定，并受控于UNI接口单元处理软件；2)在通信宿端节点，主备用NNI接口所在接口单元分别配置业务处理实例，匹配 关键字为Turmel标签；但只有主用业务实例为激活状态；3)倒换时，对1+1保护，只需要通信宿端备用NNI接口业务实例激活即可恢复业 务，并去激活主用NNI接口业务实例；对1:1保护，源端节点的UNI接口单元将分组的目的 MAC地址由MACnl改变为MACn2，交叉单元自动实现将业务切换到备用路径，宿端节点备用 NNI接口业务实例激活，并去激活主用NNI接口业务实例；4)在备用路径恢复并经过等待恢复时间后，执行上述动作的逆过程，即实现了倒 换恢复。由上述技术方案可见，由于交叉单元在保护倒换和恢复过程中均不参与动作执 行，因此避免了冗长的配置过程；发端桥接和收端选收都在业务盘上进行，因而各业务盘可 以并行处理，整个网元的处理能力得到了线性倍数的增加，保证了大容量LSP数目(大于 8192)线性保护倒换的倒换时间。图3描述了 1+1保护模式源端网元内部转发路径；图4描述了 1:1保护模式正常 状态下源端网元内部转发路径；图5描述了正常状态下宿端网元内部分组转发示意图；图6 描述了 1:1保护模式倒换状态下源端网元内部分组转发路径；图7描述了倒换状态下宿端 网元内部分组转发路径。下面就不同状态下各部分的配置作详细说明1. 1业务建立1 1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址设置为 MACnl ；1+1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址设置为 MACn3 ；1 1保护源端UNI交叉单元，配置UNI 口到主用NNI 口的转发实例；1+1保护源端UNI交叉单元，配置UNI 口到主用和备用NNI 口的转发实例并激活；两种保护方式下，宿端网元主用NNI接口配置业务实例并激活，备用NNI接口配置 业务实例但不激活；1. 2正常状态1 1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址设置为MACnl ；1+1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址仍为 MACn3 ；1 1保护源端UNI交叉单元，UNI 口业务转发到主用NNI 口 ；1+1保护源端UNI交叉单元，UNI 口业务同时转发到主用和备用NNI 口 ；1:1保护宿端NNI接口单元，只有主用NNI接口到交叉单元的业务实例激活；1+1保护宿端NNI接口单元，只有主用NNI接口到交叉单元的业务实例激活；1. 3倒换状态1 1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址设置为 MACn2 ；1+1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址仍为 MACn3 ；1 1保护源端UNI交叉单元，UNI 口业务转发到备用NNI 口 ；1+1保护源端UNI交叉单元，UNI 口业务同时转发到主用和备用NNI 口 ；1:1保护宿端NNI接口单元，只有备用NNI接口到交叉单元的业务实例激活；1+1保护宿端NNI接口单元，只有备用NNI接口到交叉单元的业务实例激活；以上过程源宿端的协调一致通过APS协议实现，网元内部各单元的协调一致通过 网元内通信控制总线实现，这两部分内容不在本专利讨论范围内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
1.一种适用于大容量PTN设备的线性保护倒换方法，其特征在于由集中式倒换处理转 变为分布式处理，具体实现如下所述1)在通信源端节点，交叉单元配置出口为主用NNI端口、备用NNI端口、主备用NNI端 口的三条业务转发实例，所述业务转发实例为静态单播实例或静态组播实例，匹配关键字 为目的MAC地址，分别为MACnl、MACn2、MACn3 ；在1+1保护模式下，业务始终广播到主用和备用NNI端口 ； 在1:1保护模式正常状态下，业务单播到主用NNI端口 ； 在1 1保护模式倒换状态下，业务单播到备用NNI端口 ；这三种状态由分组离开UNI接口单元进入交叉单元时所携带的不同目的MAC地址决 定，并受控于UNI接口单元处理软件；2)在通信宿端节点，主备用NNI接口所在接口单元分别配置业务处理实例，匹配关键 字为Turmel标签；但只有主用业务实例为激活状态；3)倒换时，对1+1保护，只需要通信宿端备用NNI接口业务实例激活即可恢复业务，并 去激活主用NNI接口业务实例；对1 1保护，源端节点的UNI接口单元将分组的目的MAC地 址由MACnl改变为MACn2，交叉单元自动实现将业务切换到备用路径，宿端节点备用NNI接 口业务实例激活，并去激活主用NNI接口业务实例；4)在备用路径恢复并经过等待恢复时间后，执行上述动作的逆过程，即实现了倒换恢Μ. ο
2.如权利要求1所述的适用于大容量PTN设备的线性保护倒换方法，其特征在于，所述 MACnl、MACn2、MACn3三个MAC地址的分配原则为1 1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址设置为MACnl ； 1+1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址设置为MACn3 ； 1:1保护源端UNI交叉单元，配置UNI 口到主用NNI 口的转发实例； 1+1保护源端UNI交叉单元，配置UNI 口到主用和备用NNI 口的转发实例并激活； 两种保护方式下，宿端网元主用顕1接口配置业务实例并激活，备用NNI接口配置业务 实例但不激活。
3.如权利要求2所述的适用于大容量PTN设备的线性保护倒换方法，其特征在于，正常 状态时1 1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址设置为MACnl ；1+1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址仍为MACn3 ；1 1保护源端UNI交叉单元，UNI 口业务转发到主用NNI 口 ；1+1保护源端UNI交叉单元，UNI 口业务同时转发到主用和备用NNI 口 ；1:1保护宿端NNI接口单元，只有主用NNI接口到交叉单元的业务实例激活；1+1保护宿端NNI接口单元，只有主用NNI接口到交叉单元的业务实例激活。
4.如权利要求2所述的适用于大容量PTN设备的线性保护倒换方法，其特征在于，倒换 状态时1 1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址设置为MACn2 ； 1+1保护源端UNI接口单元，对用户分组作标签处理后，其目的MAC地址仍为MACn3 ； 1 1保护源端UNI交叉单元，UNI 口业务转发到备用NNI 口 ；1+1保护源端UNI交叉单元，UNI 口业务同时转发到主用和备用NNI 口 ； 1:1保护宿端NNI接口单元，只有备用NNI接口到交叉单元的业务实例激活； 1+1保护宿端NNI接口单元，只有备用NNI接口到交叉单元的业务实例激活。
5.如权利要求1或2或3或4所述的适用于大容量PTN设备的线性保护倒换方法，其 特征在于源宿端的协调一致通过APS协议实现，网元内部各单元的协调一致通过网元内 通信控制总线实现。
全文摘要
本发明涉及一种适用于大容量PTN设备的线性保护倒换方法，在通信源端节点，交叉单元配置出口为主用NNI端口、备用NNI端口、主备用NNI端口的三条业务转发实例，匹配关键字为目的MAC地址，分别为MACn1、MACn2、MACn3；在通信宿端节点，主备NNI接口所在接口单元分别配置业务处理实例，匹配关键字为Tunnel标签；但只有主用业务实例为激活状态；倒换时，根据保护模式(1+1保护和1:1保护)，执行相应的倒换操作。本发明所述的适用于大容量PTN设备的线性保护倒换方法，其最根本的思想是由集中式倒换转变为分布式倒换，交叉单元只做高速分组转发，不参与倒换动作，从而将倒换动作分摊到多个业务处理单元上，各业务处理单元并行处理倒换动作，成倍提高倒换速度。
文档编号H04L12/56GK102148713SQ20111012036
公开日2011年8月10日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日
发明者周志强, 柳光全, 江榕 申请人:烽火通信科技股份有限公司