专利名称：以太环网切换方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及以太环网切换方法。
背景技术：
随着IP网络向着多业务承载方向的发展，NGN(Next generationnetwork，下一代通信网络)、IPTV(Internet protocol television，网络电视)等业务对于网络的可靠性、实时性要求越来越高，而接入网二层网络的传统环网保护STP(Spanning-tree protocol，生成树协议)技术不能满足快速收敛、链路切换的要求。RFC3619定义了一种以太网自动保护切换(EAPS，Ethernet Automatic ProtectionSwitching)方法，该方法解决了以太网设备在环状网络拓扑时网络故障收敛慢的问题，利用该方法能够使得收敛时间在50ms以内。以太网自动保护切换环由多个节点相连组成，环上可以有多个以太网自动保护切换域(EAPS Domain)，一个域可以定义自己的主节点和传输节点，可以定义一组属于某个以太网自动保护切换域的用于用户数据的业务转发的业务虚拟局域网(VLAN，Virtual LocalArea Network)和用于以太网自动保护切换协议报文转发的控制虚拟局域网。对于一个特定的虚拟局域网域，当链路完好时主节点阻塞次端口的业务虚拟局域网转发功能；当链路发生故障时放开次端口的业务虚拟局域网转发功能，通知环上节点更新MAC地址表；当链路恢复时重新阻塞次端口的业务虚拟局域网转发功能，并通知环上节点更新MAC地址表，从而保证了业务虚拟局域网不会形成环路，防止由于环路引起的“广播风暴”。
以太网自动保护切换在实际组网中链路会比较复杂，存在短时间内快速振荡的情况，图1是EAPS组网的拓扑结构，其中，交换机节点S1、S2、S3、S4组成了以太环网，其中S2是主(master)节点，其余节点为传输(transit)节点，S2的端口1是主端口，端口2是次端口。当链路完好时，S2的次端口2被阻塞；当链路发生故障时，S2的次端口2被放开，通知其他节点更新MAC地址表；当链路恢复时，S2的次端口2重新被阻塞，通知其他节点更新MAC地址表。但是在实际组网中，链路可能在短时间内快速振荡，例如S3和S4之间的链路在短时间内发生多次通和断。根据以太网自动保护切换协议，以太网自动保护切换域在短时间内会多次处理链路切换，主节点的次端口也会在短时间内多次被阻塞和放开，整个环上节点在短时间内多次更新MAC地址表。由于硬件芯片的处理能力有限，在短时间内多次对硬件进行操作，有可能会出现操作失败的情况，引起以太网自动保护切换处理错误从而导致环路或者业务数据不通。另外，在短时间内多次更新MAC地址表，业务数据都通过广播传输，极大的降低了系统的效率。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种以太环网切换方法，该方法能够避免由于链路快速振荡而引起的EAPS短时间内多次切换，以及EAPS对硬件操作的不成功和网络性能下降等问题，并且可提高在复杂链路振荡情况下以太环网的抗故障能力。
为实现上述目的，本发明的以太网切换方法包括以下步骤S202，在以太网环中的主节点上配置用于链路恢复的延时处理时间，该述延时处理时间只对主节点有效；S204，在链路发生故障的情况下，主节点和传输节点将链路状态记录为链路故障状态并进行相应处理；以及S206，在链路恢复的情况下，主节点根据延时处理时间延时处理链路切换。
其中，在主节点和以太网环中的传输节点上配置延时转发时间，该延时转发时间大于延时处理时间。
其中，S204包括S2042，主节点检测到链路发生故障的情况下，记录链路状态为链路故障状态，放开次端口，向以太网环上发送链路故障帧，并更新端口的MAC地址表；以及S2044，传输节点接收到链路故障帧的情况下，记录链路状态为链路故障状态，并更新端口的MAC地址表。
其中，S206包括S2062在延时处理时间为0的情况下，主节点将链路状态记录为链路完好状态，阻塞次端口，向以太网环上发送链路完好通知帧，并更新端口的MAC地址表。
其中，S206包括S2064，在延时处理时间大于0的情况下，主节点记录链路状态为链路恢复状态，并将当前时间记录为链路恢复时间；以及S2066，在主节点检测到链路发生故障的情况下，主节点将链路状态记录为链路故障状态；在主节点检测到当前时间减去链路恢复时间大于或等于延时恢复时间的情况下，主节点和传输节点开始进行链路切换。
其中，主节点和所述传输节点开始进行链路切换的过程包括步骤一，主节点将链路状态记录为链路完好状态，阻塞次端口，向以太网环上发送链路完通知好帧，并更新端口的MAC地址表；以及步骤二，传输节点接收到主节点发送的链路完好通知帧后，将链路状态记录为链路完好状态，放开阻塞的端口，并更新端口的MAC地址表。
本发明提供了一种延时处理以太环网切换的方法，该方法引入了链路的恢复状态等概念，在链路恢复时主节点延时处理链路切换，从而避免由于链路快速振荡而引起的EAPS短时间内多次切换，以及EAPS对硬件操作的不成功和网络性能下降等问题，并且可提高在复杂链路振荡情况下以太环网的抗故障能力，保障了业务可靠、稳定的运行。
此处说明的附图用来提供本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，在附图中图1是EAPS组网的拓扑结构；图2是实现本发明实施例的以太网切换方法流程图；以及图3是本发明实施例的以太网切换方法中主节点延时处理恢复切换的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述。
在本发明中，对链路状态描述分为三种完好状态(Link-Up-State)、故障状态(Link-Down-State)、恢复状态(Link-Preup-State)，其中Link-Preup-State只对于主节点有效。当链路完好时，EAPS域中的主节点和传输节点记录的链路状态是Link-Up-State；当链路发生故障时，主节点和传输节点记录的链路状态是Link-Down-State；当链路由故障恢复为完好时，还不能说明链路稳定，主节点将延时处理链路切换，主节点记录的链路状态是Link-Preup-State，传输节点没有收到主节点发出的链路状态完好通知帧，所以记录的链路状态仍然是Link-Down-State。
图1是EAPS组网的拓扑结构。如图1所示，环上节点处于同一个EAPS域，其中S2是主节点，S1、S3、S4是传输节点，S2的端口1是主端口，端口2是次端口，主节点上设置pre-up-time时间，每个节点设置的pre-forward-time大于主节点上设置的pre-up-time。当S3和S4之间的链路发生故障时，节点S3和S4检测到对应端口的链路发送故障后，向主节点发送链路告警帧，并把发生链路故障的端口阻塞。主节点S2检测到链路故障后，记录链路状态为Link-Down-State，放开次端口2，从端口1和2发送链路故障帧(flush-down)，然后更新端口的MAC地址表。传输节点收到主节点发出的链路故障帧(flush-down)后，记录链路状态为Link-Down-State，更新端口的MAC地址表。
下面对实现本发明的方法的具体流程进行详细的说明。参照图2，本发明的以太网切换方法包括以下步骤a、在主节点上配置链路恢复的延时处理时间pre-up-time，如果延时处理时间为0，则链路恢复时不延时处理；在主节点和传输节点上配置端口的Preforward状态时间pre-forward-time，要求每个节点的pre-forward-time大于主节点的延时处理时间pre-up-time(S202)。
b、当链路发生故障时，主节点检测到故障后，记录链路状态为Link-Down-State，放开次端口，向环上发送链路故障帧，然后更新端口的MAC地址表(S2042)。
c、传输节点收到b中发出的链路故障帧后，记录链路状态为Link-Down-State，更新端口的MAC地址表(S2044)。
d、当链路恢复时，主节点检测到链路恢复后，根据pre-up-time的配置情况，有两种处理方式当pre-up-time为0时，主节点记录链路状态为Link-Up-State，阻塞次端口，向环上发送链路完好帧，然后更新端口的MAC地址表(S2062)。当pre-up-time大于0时，处理方案如下d1、主节点记录链路状态为Link-Preup-State，记录当前时间为链路恢复时间(S2064)。d2、当主节点记录的链路状态为Link-Preup-State时，如果主节点检测到链路发生故障，则主节点记录状态为Link-Down-State；如果主节点检测到当前时间减去链路恢复时间大于或者等于pre-up-time，则主节点开始处理链路切换(S2066)。记录链路状态为Link-Up-State，阻塞次端口，向环上发送链路完好帧，然后更新端口的MAC地址表。
e、主节点开始处理链路切换，记录链路状态为Link-Up-State，阻塞次端口，向环上发送链路完好帧，然后更新端口的MAC地址表。传输节点收到主节点发出的链路完好帧后，记录链路状态为Link-Up-State，把阻塞的端口放开，更新端口的MAC地址表。
由于节点的pre-forward-time时间大于主节点的延时处理时间pre-up-time，所以在主节点为Link-Preup-State期间，节点处于Preforward状态的端口不会超时打开，也不会由于环路引起的“广播风暴”。
下面参照图3对本发明实施例的以太网切换方法中主节点延时处理恢复切换的流程进行详细的描述。如图3所示，本发明延时处理环路恢复切换的方法包括一下的步骤S301，主节点记录链路状态为Link-Down-State，也定时从主端口向环上发送健康检测(hello)帧。
S302，主节点的次端口收到从主端口发出的hello帧时，检测认为链路开始恢复。
S303，主节点判断是否延时处理环路恢复切换，如果pre-up-time大于0，则延时处理，进入S304，否则不延时处理，进入S307。
S304，主节点延时处理环路恢复切换，记录链路状态为Link-Preup-State，记录当前时间。
S305，主节点继续检测链路是否重新发生故障，如果重新发生故障，则进入S301，否则进入S306。
S306，主节点检测Link-Preup-State状态是否超时，如果没有超时，则继续等待，否则进入S307。
S307，主节点开始处理链路恢复切换，将链路状态记录为Link-Up-State，阻塞次端口，并向环上发送链路完好帧(flush-up)，更新端口MAC地址表。
传输节点收到主节点发出的链路完好帧flush-up帧后，记录链路状态为Link-Up-State，S3把端口1放开，S4把端口1放开，每个节点更新端口的MAC地址表。由于节点的pre-forward-time时间大于主节点的延时处理时间pre-up-time，所以在主节点为Link-Preup-State期间，节点处于Preforward状态的端口不会超时打开，也不会由于环路引起的“广播风暴”。
本发明的以太网切换方法在某以太环网保护系统的实际应中，环上链路在短时间内振荡10次，当主节点的延时处理时间设置为0，即对链路恢复不延时处理时，环网保护系统对链路的切换处理20次，对端口的操作阻塞和放开操作要处理20次以上，更新节点MAC地址表也要处理20次以上，在此期间，业务数据掉包严重，节点对硬件操作频繁，失败概率高。
当主节点的延时处理时间设置为5秒，即对链路恢复延时5秒处理时，环网保护系统对链路的切换处理2次，对端口的操作阻塞和放开操作要处理2次，更新节点MAC地址表也要处理2次，在此期间，业务数据丢包时间为2次的链路切换时间，不超过100ms，业务数据运行稳定，节点对硬件操作次数少，失败概率低。
本领域技术人员将很容易了解到本发明其它优点和修改。因此，上述针对实施例的描述为本发明具体应用实施例，本发明更广泛的方面并不限于本文中示出以及描述的特定细节和典型实施例。因此，可在不脱离由权利要求及其等效物所限定的本发明的精神或范围的条件下作出各种修改。
权利要求
1.一种以太环网切换方法，其特征在于，包括以下步骤S202，在以太网环中的主节点上配置用于链路恢复的延时处理时间，其中，所述延时处理时间只对所述主节点有效；S204，在链路发生故障的情况下，所述主节点和传输节点将链路状态记录为链路故障状态并进行相应处理；以及S206，在链路恢复的情况下，所述主节点根据所述延时处理时间延时处理链路切换。
2.根据权利要求1所述的以太网环切换方法，其特征在于，在所述主节点和以太网环中的传输节点上配置延时转发时间，其中，所述延时转发时间大于所述延时处理时间。
3.根据权利要求2所述的以太网环切换方法，其特征在于，所述S204包括S2042，所述主节点检测到链路发生故障的情况下，记录链路状态为链路故障状态，放开次端口，向所述以太网环上发送链路故障帧，并更新端口的MAC地址表；以及S2044，所述传输节点接收到所述链路故障帧的情况下，记录链路状态为链路故障状态，并更新端口的MAC地址表。
4.根据权利要求3所述的以太网环切换方法，其特征在于，所述S206包括S2062在所述延时处理时间为0的情况下，所述主节点将链路状态记录为链路完好状态，阻塞次端口，向所述以太网环上发送链路完好通知帧，并更新端口的MAC地址表。
5.根据权利要求3所述的以太网环切换方法，其特征在于，所述S206包括S2064，在所述延时处理时间大于0的情况下，所述主节点记录链路状态为链路恢复状态，并将当前时间记录为链路恢复时间；以及S2066，在所述主节点检测到链路发生故障的情况下，所述主节点将所述链路状态记录为链路故障状态；在所述主节点检测到当前时间减去链路恢复时间大于或等于所述延时恢复时间的情况下，所述主节点和所述传输节点开始进行链路切换。
6.根据权利要求5所述的以太网环切换方法，其特征在于，所述主节点和所述传输节点开始进行链路切换的过程包括步骤一，所述主节点将链路状态记录为链路完好状态，阻塞次端口，向所述以太网环上发送链路完通知好帧，并更新端口的MAC地址表；以及步骤二，所述传输节点接收到所述主节点发送的链路完好通知帧后，将所述链路状态记录为链路完好状态，放开阻塞的端口，并更新端口的MAC地址表。
全文摘要
本发明公开了一种以太环网切换方法，该方法包括以下步骤S202，在以太网环中的主节点上配置用于链路恢复的延时处理时间，该延时处理时间只对主节点有效；S204，在链路发生故障的情况下，主节点和传输节点将链路状态记录为链路故障状态并进行相应处理；以及S206，在链路恢复的情况下，主节点根据延时处理时间延时处理链路切换。本发明的方法能够避免由于链路快速振荡而引起的EAPS短时间内多次切换，以及EAPS对硬件操作的不成功和网络性能下降等问题，并且可提高在复杂链路振荡情况下以太环网的抗故障能力。
文档编号H04L12/46GK101072154SQ20071011155
公开日2007年11月14日 申请日期2007年6月19日 优先权日2007年3月2日
发明者吴少勇, 毕连宏, 曲延锋 申请人:中兴通讯股份有限公司