專利名稱：一種在環(huán)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)快速收斂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信技木，特別涉及ー種在環(huán)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)快速收斂的方法。
背景技術(shù)：
以太網(wǎng)交換機(jī)是工作在開放系統(tǒng)互聯(lián)(Open System hterconnection，0SI)的第 ニ層(數(shù)據(jù)鏈路層)的多端ロ組網(wǎng)設(shè)備，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在大型交換網(wǎng)絡(luò)中可能會(huì)出現(xiàn)環(huán)路，此時(shí)數(shù)據(jù)包很可能會(huì)在該環(huán)路中被不斷地循環(huán)轉(zhuǎn)發(fā)，使得網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包數(shù)量在很短的時(shí)間內(nèi)迅速增長，形成“廣播風(fēng)暴”，從而使網(wǎng)絡(luò)變得不堪負(fù)重，造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用生成樹(Spanning Tree Protocol，STP)技術(shù)來解決上述的問題。所述STP技術(shù)的基本思想為通過構(gòu)造不會(huì)出現(xiàn)環(huán)路的樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來達(dá)到防止出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)路的目的，即可通過阻塞冗余鏈路來消除網(wǎng)絡(luò)中可能存在的環(huán)路，并在當(dāng)前活動(dòng)路徑發(fā)生故障時(shí)激活冗余備份鏈路恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的連通性，以確保數(shù)據(jù)包只能通過單一路徑抵達(dá)網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中正常狀態(tài)下的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，在現(xiàn)有的 RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成樹協(xié)議)協(xié)議中，首先在環(huán)網(wǎng)中進(jìn)行根橋的選舉，其中根橋的選舉依據(jù)是由網(wǎng)橋優(yōu)先級和網(wǎng)橋MAC地址組成的橋ID (Bridge ID)，橋 ID最小的網(wǎng)橋?qū)⒊蔀榫W(wǎng)絡(luò)中的根橋。如圖1所示，將橋ID最小的交換機(jī)1設(shè)置為根橋，它的端ロ A和端ロ B為指定端ロ(Designated port)。接下來，其他網(wǎng)橋?qū)⒏髯赃x擇一條“最粗壯”的樹枝作為到根橋的路徑，相應(yīng)端ロ的角色就成為根端ロ。假設(shè)圖1中交換機(jī)1和交換機(jī)2、以及交換機(jī)1和交換機(jī)4之間的鏈路都是千兆GE鏈路，交換機(jī)2和交換機(jī)3、以及交換機(jī)4和交換機(jī)3之間的鏈路是百兆FE鏈路，假設(shè)千兆位鏈路的默認(rèn)開銷為5，百兆位鏈路的默認(rèn)開銷為10，則交換機(jī)2從端ロ A到根橋的路徑開銷是5，而從端ロ B經(jīng)過交換機(jī) 3和交換機(jī)4到根橋的路徑開銷是10+10+5 = 25，因?yàn)楹笳叩拈_銷要遠(yuǎn)大于前者，所以交換機(jī)2的端ロ A就成為根端ロ(Root Port)，端ロ B為指定端ロ。根據(jù)環(huán)網(wǎng)中每個(gè)交換機(jī)的優(yōu)先級以及路徑開銷，可以得出交換機(jī)3的端ロ A為根端ロ，端ロ B為指定端ロ ；交換機(jī)4的端ロ A為根端ロ，端ロ B和端ロ C為指定端ロ ；交換機(jī)5的端ロ A為根端ロ ；交換機(jī)6未運(yùn)行RSTP協(xié)議，但是可以透傳BPDU報(bào)文。下面的任務(wù)是裁剪冗余的環(huán)路。這個(gè)工作是通過阻塞非根橋上相應(yīng)端ロ來實(shí)現(xiàn)的，如圖1所示，例如交換機(jī)3的端ロ B由指定端ロ轉(zhuǎn)換為備份端ロ，進(jìn)入阻塞狀態(tài)(圖中用“ X ”表示)。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中故障狀態(tài)下的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，當(dāng)交換機(jī)4與交換機(jī)1之間的鏈路發(fā)生故障吋，交換機(jī)4失去根端ロ A，交換機(jī)4認(rèn)為自己是新的根橋，向交換機(jī)3發(fā)送根橋ID為4的網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)単元BPDU報(bào)文，交換機(jī)3接收到所述BPDU報(bào)文之后，確定根橋?yàn)榻粨Q機(jī)1，交換機(jī)3向交換機(jī)4發(fā)送根橋ID為1的BPDU報(bào)文，交換機(jī)4在接收到交換機(jī)3發(fā)送的根橋ID為1的BPDU報(bào)文之后，交換機(jī)4向交換機(jī)3發(fā)送ー個(gè)標(biāo)志位為確認(rèn)協(xié)商的BPDU報(bào)文，之后交換機(jī)4將交換機(jī)1作為根橋。交換機(jī)3接收到交換機(jī)4 發(fā)送的標(biāo)志位為確認(rèn)協(xié)商的BPDU報(bào)文之后，將備份端ロ B轉(zhuǎn)換為指定端ロ。此外，交換機(jī)4在接收到交換機(jī)3發(fā)送的根橋ID為1的BPDU報(bào)文之后，向交換機(jī)5發(fā)送ー個(gè)根橋ID為 1的BPDU報(bào)文，交換機(jī)5接收到所述BPDU報(bào)文之后，將交換機(jī)1作為根橋。當(dāng)上述環(huán)網(wǎng)上的鏈路故障得到恢復(fù)后，交換機(jī)4的端ロ A恢復(fù)為根端ロ，端ロ B恢復(fù)為指定端ロ，在所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化之前，為了避免在重新計(jì)算傳輸路徑時(shí)出現(xiàn)臨時(shí)性環(huán)路，交換機(jī)4在獲知該鏈路已得到恢復(fù)時(shí)，先將全部指定端ロ設(shè)置為阻塞狀態(tài)。交換機(jī)4分別通過指定端ロ B和指定端ロ C向交換機(jī)3的備份端ロ B和交換機(jī)5的根端ロ A發(fā)送根橋ID為1的BPDU報(bào)文，同時(shí)啟動(dòng)故障恢復(fù)定時(shí)器，在現(xiàn)有的RSTP協(xié)議中， 交換機(jī)3的備份端ロ B收到所述BPDU報(bào)文之后，將端ロ B設(shè)置為阻塞狀態(tài)，并且不會(huì)向交換機(jī)4的指定端ロ B發(fā)送標(biāo)志位為確認(rèn)協(xié)商的BPDU報(bào)文。由于交換機(jī)4的指定端ロ B收不到標(biāo)志位為確認(rèn)協(xié)商的BPDU報(bào)文，就會(huì)一直處于阻塞狀態(tài)，直到計(jì)時(shí)器超時(shí)后才會(huì)將交換機(jī)4的全部指定端ロ恢復(fù)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，這樣使得連接在上述故障已恢復(fù)的鏈路上的網(wǎng)橋的指定端ロ從阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的時(shí)間較長，導(dǎo)致整個(gè)環(huán)網(wǎng)的故障恢復(fù)的收斂時(shí)間可能會(huì)多達(dá)十幾秒。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供ー種快速收斂的方法，能夠加快環(huán)網(wǎng)的收斂速度，可確保故障鏈路的恢復(fù)時(shí)間從數(shù)秒縮短為數(shù)十毫秒。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的ー種在環(huán)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)快速收斂的方法，包括當(dāng)環(huán)網(wǎng)中某條鏈路故障恢復(fù)吋，重新獲得根端ロ的網(wǎng)橋?qū)⑷恐付ǘ衰碓O(shè)置為阻塞狀態(tài)，并通過所述全部指定端ロ發(fā)送標(biāo)志位為協(xié)商狀態(tài)的網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元BPDU報(bào)文；
當(dāng)所述環(huán)網(wǎng)中的備份端ロ接收到所述BPDU報(bào)文之后，將所述備份端ロ的狀態(tài)設(shè)置為阻塞狀態(tài)，并通過所述備份端ロ發(fā)送確認(rèn)信息；當(dāng)所述重新獲得根端ロ的網(wǎng)橋在接收到所述確認(rèn)信息之后，將接收到所述確認(rèn)信息的指定端ロ設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)?？梢姡捎帽景l(fā)明的技術(shù)方案，當(dāng)環(huán)網(wǎng)中的備份端ロ接收到標(biāo)志位為協(xié)商狀態(tài)的 BPDU報(bào)文之后，將所述備份端ロ的狀態(tài)設(shè)置為阻塞狀態(tài)，并通過備份端ロ向發(fā)送BPDU報(bào)文的指定端ロ返回確認(rèn)信息，當(dāng)重新獲得根端ロ的網(wǎng)橋在接收到所述確認(rèn)信息之后，將接收到所述確認(rèn)信息的指定端ロ設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的ー種在環(huán)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)快速收斂的方法，能夠加快環(huán)網(wǎng)的收斂速度，可確保故障鏈路的恢復(fù)時(shí)間從數(shù)秒縮短為數(shù)十毫秒；另外，本發(fā)明所述方法實(shí)現(xiàn)起來簡單方便，便于普及。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中正常狀態(tài)下的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中故障狀態(tài)下的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明在環(huán)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)快速收斂的方法流程圖。圖4為現(xiàn)有技術(shù)中BPDU報(bào)文的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明中提出一種改進(jìn)后的在環(huán)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)快速收斂的方法，能夠加快環(huán)網(wǎng)的收斂速度，可確保故障鏈路的恢復(fù)時(shí)間從數(shù)秒縮短為數(shù)十毫秒。為使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清楚、明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明所述方案作進(jìn)ー步地詳細(xì)說明。圖3為本發(fā)明在環(huán)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)快速收斂的方法流程圖。如圖3所示，包括以下所述的步驟步驟301，當(dāng)環(huán)網(wǎng)中某條鏈路故障恢復(fù)吋，重新獲得根端ロ的網(wǎng)橋?qū)⑷恐付ǘ衰?設(shè)置為阻塞狀態(tài)，并通過全部指定端ロ發(fā)送標(biāo)志位為協(xié)商狀態(tài)的網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元BPDU 報(bào)文。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，在環(huán)網(wǎng)中的每個(gè)非根網(wǎng)橋均有一個(gè)根端ロ，當(dāng)環(huán)網(wǎng)中的某條鏈路發(fā)生故障時(shí)，連接所述故障鏈路中的一個(gè)網(wǎng)橋?qū)⑹ピ摼W(wǎng)橋的根端ロ。在本步驟中，當(dāng)所述故障鏈路恢復(fù)正常吋，重新獲得根端ロ的網(wǎng)橋?qū)⑷恐付ǘ衰碓O(shè)置為阻塞狀態(tài)，并通過全部指定端ロ發(fā)送標(biāo)志位為協(xié)商狀態(tài)的網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元BPDU報(bào)文。圖4為現(xiàn)有技術(shù)中BPDU報(bào)文的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，BPDU報(bào)文包括目的MAC 地址(DMA)、源MAC地址(SMA)、幀長L/T、固定的鏈路頭LLC Header,以及攜帶BPDU數(shù)據(jù)的載荷(Payload)。其中，BPDU數(shù)據(jù)的載荷主要包括標(biāo)志位、根橋ID(Root ID)、從指定網(wǎng)橋到根橋的根路徑開銷(Root Path Cost)、指定橋ID (Designated Bridge ID)，以及指定橋的指定端ロ ID (Designated Port ID)；以及ー些時(shí)間參數(shù)，該時(shí)間參數(shù)包括消息年齡 (Message Age)、最大年齡(Max Age)、握手定時(shí)(Hello Time)、轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延(Forward Delay) 以及剩余跳數(shù)(Remain Hops)。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，可以在BPDU報(bào)文中的標(biāo)志位字段進(jìn)行設(shè)置，以表示所述BPDU報(bào)文的標(biāo)志位為協(xié)商狀態(tài)。在本步驟中，例如，如圖1所示，當(dāng)交換機(jī)4與交換機(jī)1 之間的故障鏈路恢復(fù)正常吋，重新獲得根端ロ的交換機(jī)4通過指定端ロ B和指定端ロ C發(fā)送標(biāo)志位為協(xié)商狀態(tài)的BPDU報(bào)文。步驟302，當(dāng)環(huán)網(wǎng)中的備份端ロ接收到BPDU報(bào)文之后，將備份端ロ的狀態(tài)設(shè)置為阻塞狀態(tài)，并通過備份端ロ向發(fā)送BPDU報(bào)文的指定端ロ返回確認(rèn)信息。在現(xiàn)有的RSTP協(xié)議中有三種端ロ狀態(tài)，它們分別是阻塞狀態(tài)(Discarding)、學(xué)習(xí)狀態(tài)(Leaning)和轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)O^rwarding)。在本步驟中，當(dāng)環(huán)網(wǎng)中的備份端ロ接收到BPDU 報(bào)文之后，將備份端ロ的狀態(tài)設(shè)置為阻塞狀態(tài)，并通過備份端ロ向發(fā)送BPDU報(bào)文的指定端 ロ返回確認(rèn)信息。其中，可以將所述確認(rèn)信息可以攜帶在所述BPDU報(bào)文中，具體地，可以在BPDU報(bào)文的標(biāo)志位字段中進(jìn)行設(shè)置，將所述確認(rèn)信息攜帯在所述BPDU報(bào)文中，并且在發(fā)送所述確認(rèn)信息的備份端口和接收所述確認(rèn)信息的指定端口中預(yù)先約定所述確認(rèn)信息在 BPDU報(bào)文的標(biāo)志位字段中的設(shè)置方式，當(dāng)指定端ロ接收到攜帯有確認(rèn)信息的BPDU報(bào)文吋， 根據(jù)預(yù)先約定的所述確認(rèn)信息在BPDU報(bào)文的標(biāo)志位字段中的設(shè)置方式，可以獲知備份端 ロ已經(jīng)接收到指定端ロ發(fā)送的BPDU報(bào)文。另外，還可以將所述確認(rèn)信息攜帯在備份端口和指定端ロ之間的其他交互消息中。在本步驟中，如圖1所示，當(dāng)交換機(jī)3的備份端ロ B接收到交換機(jī)4通過指定端ロ B發(fā)送的BPDU報(bào)文之后，將備份端ロ B的狀態(tài)設(shè)置為阻塞狀態(tài)， 并通過備份端ロ B向交換機(jī)4的指定端ロ B返回確認(rèn)信息步驟303，當(dāng)重新獲得根端ロ的網(wǎng)橋在接收到確認(rèn)信息之后，將接收到確認(rèn)信息的指定端ロ設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。在本步驟中，當(dāng)重新獲得根端ロ的網(wǎng)橋在接收到備份端ロ發(fā)送的確認(rèn)信息之后， 將該網(wǎng)橋中接收到所述確認(rèn)信息的指定端ロ設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。對于重新獲得根端ロ的網(wǎng)橋中的其他指定端ロ，如果沒有接收到所述確認(rèn)信息，則采用現(xiàn)有的RSTP協(xié)議中的快速協(xié)商機(jī)制進(jìn)行收斂。例如，如圖1所示，當(dāng)交換機(jī)4在接收到交換機(jī)3通過備份端ロ B返回的確認(rèn)信息之后，將交換機(jī)4的指定端ロ B設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，因此，和現(xiàn)有技術(shù)相比，交換機(jī)6可以快速(例如在數(shù)十秒之內(nèi))獲得交換機(jī)4通過指定端ロ B發(fā)送的BPDU報(bào)文。本發(fā)明提出的在環(huán)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)快速收斂的方法，當(dāng)環(huán)網(wǎng)中的備份端ロ接收到標(biāo)志位為協(xié)商狀態(tài)的BPDU報(bào)文之后，將所述備份端ロ的狀態(tài)設(shè)置為阻塞狀態(tài)，并通過備份端ロ向發(fā)送BPDU報(bào)文的指定端ロ返回確認(rèn)信息，當(dāng)重新獲得根端ロ的網(wǎng)橋在接收到所述確認(rèn)信息之后，將接收到所述確認(rèn)信息的指定端ロ設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的ー種在環(huán)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)快速收斂的方法，能夠加快環(huán)網(wǎng)的收斂速度，可確保故障鏈路的恢復(fù)時(shí)間從數(shù)秒縮短為數(shù)十毫秒；另外，本發(fā)明所述方法實(shí)現(xiàn)起來簡單方便，便于普及。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種在環(huán)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)快速收斂的方法，其特征在干，包括當(dāng)環(huán)網(wǎng)中某條鏈路故障恢復(fù)吋，重新獲得根端ロ的網(wǎng)橋?qū)⑷恐付ǘ衰碓O(shè)置為阻塞狀態(tài)，并通過所述全部指定端ロ發(fā)送標(biāo)志位為協(xié)商狀態(tài)的網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元BPDU報(bào)文；當(dāng)所述環(huán)網(wǎng)中的備份端ロ接收到所述BPDU報(bào)文之后，將所述備份端ロ的狀態(tài)設(shè)置為阻塞狀態(tài)，并通過所述備份端ロ向發(fā)送所述BPDU報(bào)文的指定端ロ返回確認(rèn)信息；當(dāng)所述重新獲得根端ロ的網(wǎng)橋在接收到所述確認(rèn)信息之后，將接收到所述確認(rèn)信息的指定端ロ設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括 將所述確認(rèn)信息攜帯在所述BPDU報(bào)文的標(biāo)志位字段中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在環(huán)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)快速收斂的方法，包括當(dāng)環(huán)網(wǎng)中某條鏈路故障恢復(fù)時(shí)，重新獲得根端口的網(wǎng)橋?qū)⑷恐付ǘ丝谠O(shè)置為阻塞狀態(tài)，并通過全部指定端口向環(huán)網(wǎng)中的備份端口發(fā)送標(biāo)志位為協(xié)商狀態(tài)的網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元BPDU報(bào)文；當(dāng)網(wǎng)環(huán)中的備份端口接收到所述BPDU報(bào)文之后，將所述備份端口的狀態(tài)設(shè)置為阻塞狀態(tài)，并通過所述備份端口向發(fā)送所述BPDU報(bào)文的指定端口返回確認(rèn)信息；當(dāng)重新獲得根端口的網(wǎng)橋在接收到所述確認(rèn)信息之后，將接收到所述確認(rèn)信息的指定端口設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的在環(huán)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)快速收斂的方法，能夠加快環(huán)網(wǎng)的收斂速度，可確保故障鏈路的恢復(fù)時(shí)間從數(shù)秒縮短為數(shù)十毫秒。
文檔編號(hào)H04L12/437GK102571520SQ20111046061
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉冬, 吳剛, 姚力, 張新輝 申請人:北京格林偉迪科技有限公司, 北京格林威爾科技發(fā)展有限公司