專(zhuān)利名稱(chēng)：以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
EAPS(以太網(wǎng)自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng))技術(shù)是IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組)的RFC3619定義的，用于對(duì)以太網(wǎng)環(huán)型拓?fù)涮峁┛焖俦Ｗo(hù)。該機(jī)制作用于以太網(wǎng)環(huán)狀互連拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而且不需要增加新的硬件和接口。
EAPS環(huán)結(jié)構(gòu)如圖1所示EAPS將單一個(gè)環(huán)視為一個(gè)EAPS域。任一需要故障保護(hù)的VLAN(虛擬局域網(wǎng))都要設(shè)置成包含環(huán)上的所有端口，然后將該VLAN指派到一個(gè)EAPS域。在該環(huán)域上，一臺(tái)交換機(jī)(M)被設(shè)成主站點(diǎn)，而所有其它交換機(jī)(T1、T2、T3)被指定為從站點(diǎn)。主站點(diǎn)連接到環(huán)的一個(gè)端口被指派為主站點(diǎn)的主端口，主站點(diǎn)連接到環(huán)的另一個(gè)端口被設(shè)成主站點(diǎn)的從屬端口。
在正常情況下，主站點(diǎn)堵塞從屬端口上屬于該EAPS域的所有非控制信息，從而避免在一個(gè)環(huán)上形成回路，未知單播和廣播在環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)下的循環(huán)廣播發(fā)生。在這個(gè)環(huán)上第二層的交換和學(xué)習(xí)機(jī)制按照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行。
EAPS定時(shí)進(jìn)行故障檢測(cè)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，例如圖1中的T2和T3之間的鏈路發(fā)生物理中斷，那么主站點(diǎn)就會(huì)快速打開(kāi)阻塞的從屬端口，使M和T1之間的阻塞鏈路變?yōu)榇蜷_(kāi)狀態(tài)，以保證環(huán)上的四個(gè)站點(diǎn)之間仍然是彼此相通的。
通常，EAPS環(huán)的故障檢測(cè)有兩種方法，一種是主站點(diǎn)檢測(cè)方法，另一種是發(fā)生故障的從站點(diǎn)向主站點(diǎn)報(bào)告方法。
在主站點(diǎn)檢測(cè)到環(huán)上發(fā)生故障后，需要進(jìn)行環(huán)的保護(hù)倒換，主要包括以下動(dòng)作打開(kāi)主站點(diǎn)的原來(lái)阻塞業(yè)務(wù)VLAN的端口，即從屬端口；通知從站點(diǎn)清除MAC(媒體接入控制)地址表的控制；關(guān)閉時(shí)間檢測(cè)計(jì)數(shù)器。EAPS保護(hù)時(shí)間的長(zhǎng)短，取決于檢測(cè)時(shí)間及該保護(hù)過(guò)程所需時(shí)間的長(zhǎng)短。
EAPS環(huán)在保護(hù)狀態(tài)時(shí)，如果檢測(cè)到故障線路已恢復(fù)，需要將EAPS環(huán)恢復(fù)為原來(lái)的狀態(tài)。
目前，EAPS的實(shí)現(xiàn)大多采用軟件方法，也就是說(shuō)控制VLAN幀的處理都是CPU參與和發(fā)出的，環(huán)上設(shè)備端口的切換及MAC地址表的清除，也主要由CPU來(lái)控制。這樣，環(huán)保護(hù)倒換的時(shí)間不僅與環(huán)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)目、被保護(hù)的VLAN數(shù)目及MAC地址數(shù)目等因素有關(guān)，而且在很大程度上還取決于設(shè)備CPU的處理能力、速度及負(fù)載狀況，在環(huán)上節(jié)點(diǎn)較多、CPU負(fù)載重的情況下，將不能滿足快速保護(hù)倒換的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)系統(tǒng)，以提高以太網(wǎng)設(shè)備的可靠性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中基于CPU軟件實(shí)現(xiàn)的EAPS保護(hù)時(shí)間受CPU能力影響，不能?chē)?yán)格保證快速保護(hù)倒換時(shí)間的缺陷，加快設(shè)備的保護(hù)倒換及故障恢復(fù)倒換時(shí)間。
為此，本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案一種以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)系統(tǒng)，包括位于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)內(nèi)的一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備，主設(shè)備和各從設(shè)備形成一環(huán)路，所述主設(shè)備用于檢測(cè)以太網(wǎng)環(huán)故障并通知所述從設(shè)備進(jìn)行故障保護(hù)倒換或故障恢復(fù)倒換，所述從設(shè)備用于控制以太網(wǎng)環(huán)進(jìn)行倒換，在以太網(wǎng)環(huán)正常工作時(shí)，主設(shè)備的備用端口阻塞，只允許轉(zhuǎn)發(fā)以太網(wǎng)環(huán)三層承載的控制消息，禁止轉(zhuǎn)發(fā)以太網(wǎng)環(huán)二層承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息；在以太網(wǎng)環(huán)出現(xiàn)故障時(shí)，主設(shè)備的備用端口打開(kāi)，允許所述控制消息和所述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息通過(guò)；所述控制消息和所述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息屬于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。
所述主設(shè)備包括消息發(fā)送裝置，用于周期地向從設(shè)備發(fā)送檢測(cè)以太網(wǎng)環(huán)鏈路是否出現(xiàn)故障的握手檢測(cè)消息，并在檢測(cè)到鏈路故障或者故障恢復(fù)后向從設(shè)備發(fā)送倒換通知消息；返回消息接收裝置，用于接收從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，并對(duì)該消息進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)器，耦合于所述消息接收裝置，用于根據(jù)消息接收裝置對(duì)接收消息的檢測(cè)結(jié)果對(duì)握手檢測(cè)消息檢測(cè)時(shí)間及故障恢復(fù)檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)；消息發(fā)送控制裝置，分別耦合于所述檢測(cè)時(shí)間寄存器和所述消息發(fā)送裝置，用于當(dāng)檢測(cè)時(shí)間寄存器溢出后控制消息發(fā)送裝置發(fā)送倒換通知消息；環(huán)路狀態(tài)存儲(chǔ)器，耦合于所述檢測(cè)時(shí)間寄存器，用于存儲(chǔ)并當(dāng)檢測(cè)時(shí)間寄存器溢出后修改以太網(wǎng)環(huán)路當(dāng)前的工作狀態(tài)；主設(shè)備倒換操作裝置，耦合于所述環(huán)路狀態(tài)存儲(chǔ)器，用于根據(jù)以太網(wǎng)環(huán)路當(dāng)前的工作狀態(tài)控制其備用物理端口的打開(kāi)或阻塞，并清除其環(huán)上端口下的MAC地址表。
所述消息發(fā)送裝置包括握手消息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)進(jìn)行故障檢測(cè)的握手檢測(cè)消息；倒換通知消息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)倒換通知消息；消息獲取單元，分別耦合于所述握手消息存儲(chǔ)器和所述倒換通知消息存儲(chǔ)器，用于根據(jù)所述消息發(fā)送控制裝置的通知獲取倒換通知消息及定時(shí)獲取握手檢測(cè)消息。
所述返回消息接收裝置包括返回消息匹配信息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)與握手檢測(cè)消息匹配的訪問(wèn)控制表；返回消息檢測(cè)單元，耦合于所述返回消息匹配信息存儲(chǔ)器，用于根據(jù)所述訪問(wèn)控制表檢測(cè)接收的消息是否為所述消息發(fā)送裝置發(fā)出的握手檢測(cè)消息。
所述從設(shè)備包括消息接收裝置，用于接收主設(shè)備發(fā)送的倒換通知消息及握手檢測(cè)消息；倒換時(shí)間計(jì)數(shù)器，耦合于所述消息接收裝置，用于根據(jù)所述倒換通知消息設(shè)置并啟動(dòng)以太網(wǎng)環(huán)路倒換時(shí)間；從設(shè)備倒換操作裝置，用于當(dāng)檢測(cè)到倒換時(shí)間計(jì)數(shù)器溢出后清除從設(shè)備環(huán)上端口下的MAC地址表；消息通知裝置，耦合于所述消息接收裝置，用于轉(zhuǎn)發(fā)主設(shè)備發(fā)出的握手檢測(cè)消息，并在從設(shè)備所在環(huán)上端口發(fā)生故障或者故障恢復(fù)后，向主設(shè)備發(fā)出通知消息。
所述消息接收裝置包括倒換消息匹配信息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)與倒換通知消息匹配的訪問(wèn)控制表；倒換消息檢測(cè)單元，耦合于所述倒換消息匹配信息存儲(chǔ)器，用于根據(jù)所述訪問(wèn)控制表檢測(cè)接收的消息是否為所述消息發(fā)送裝置發(fā)出的倒換通知消息。
所述消息通知裝置包括故障通知消息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)故障通知消息；故障恢復(fù)通知消息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)故障恢復(fù)通知消息；通知消息獲取單元，分別耦合于所述故障通知消息存儲(chǔ)器和所述故障恢復(fù)通知消息存儲(chǔ)器，用于當(dāng)從設(shè)備檢測(cè)到本身環(huán)上端口發(fā)生故障變化后，獲取故障通知消息或者故障恢復(fù)通知消息。
一種基于上述系統(tǒng)的以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)方法，所述系統(tǒng)包括位于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)內(nèi)的一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備，所述方法包括
A、主設(shè)備定時(shí)向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的握手檢測(cè)消息，所述握手檢測(cè)消息的目的MAC地址為接收端設(shè)備的三層接口的地址；B、在以太網(wǎng)環(huán)正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果主設(shè)備收到了從設(shè)備發(fā)送的故障通知消息、或者在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的保護(hù)倒換通知消息；C、在以太網(wǎng)環(huán)故障狀態(tài)時(shí)，如果主設(shè)備重新收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息、或者收到從設(shè)備發(fā)送的故障恢復(fù)通知消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的故障恢復(fù)倒換通知消息；D、從設(shè)備根據(jù)收到的保護(hù)倒換通知消息或故障恢復(fù)倒換通知消息進(jìn)行對(duì)應(yīng)的倒換操作。
優(yōu)選地，所述握手檢測(cè)消息與所述以太網(wǎng)環(huán)承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息具有相同的虛擬專(zhuān)用網(wǎng)VLAN標(biāo)識(shí)。
優(yōu)選地，所述主設(shè)備通過(guò)預(yù)先配置的訪問(wèn)控制表對(duì)接收的握手檢測(cè)消息進(jìn)行檢測(cè)。
優(yōu)選地，所述從設(shè)備通過(guò)預(yù)先配置的訪問(wèn)控制表對(duì)接收的保護(hù)倒換通知消息及故障恢復(fù)倒換通知消息進(jìn)行檢測(cè)。
一種基于上述系統(tǒng)的以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)方法，所述系統(tǒng)包括位于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)內(nèi)的一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備，所述方法包括主設(shè)備定時(shí)向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的握手檢測(cè)消息，所述握手檢測(cè)消息的目的MAC地址為接收端設(shè)備的三層接口的地址，并且與所述以太網(wǎng)環(huán)承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息具有相同的虛擬專(zhuān)用網(wǎng)VLAN標(biāo)識(shí)；在以太網(wǎng)環(huán)正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，配置主設(shè)備只進(jìn)行三層轉(zhuǎn)發(fā)，禁止二層轉(zhuǎn)發(fā)；如果主設(shè)備收到了從設(shè)備發(fā)送的故障通知消息、或者在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的保護(hù)倒換通知消息；
在以太網(wǎng)環(huán)故障狀態(tài)時(shí)，配置主設(shè)備同時(shí)允許三層轉(zhuǎn)及二層轉(zhuǎn)發(fā)；如果主設(shè)備重新收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息、或者收到從設(shè)備發(fā)送的故障恢復(fù)通知消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的故障恢復(fù)倒換通知消息；從設(shè)備根據(jù)收到的保護(hù)倒換通知消息或故障恢復(fù)倒換通知消息進(jìn)行對(duì)應(yīng)的倒換操作。
一種基于上述統(tǒng)的以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)方法，所述系統(tǒng)包括位于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)內(nèi)的一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備，所述方法包括主設(shè)備定時(shí)向從設(shè)備發(fā)送握手檢測(cè)消息；主設(shè)備通過(guò)預(yù)先配置的訪問(wèn)控制表對(duì)接收的消息進(jìn)行檢測(cè)；在以太網(wǎng)環(huán)正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果主設(shè)備收到了從設(shè)備發(fā)送的故障通知消息、或者在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的保護(hù)倒換通知消息；在以太網(wǎng)環(huán)故障狀態(tài)時(shí)，如果主設(shè)備重新收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息、或者收到從設(shè)備發(fā)送的故障恢復(fù)通知消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的故障恢復(fù)倒換通知消息；從設(shè)備通過(guò)預(yù)先配置的訪問(wèn)控制表對(duì)接收的消息進(jìn)行檢測(cè)；當(dāng)從設(shè)備收到所述保護(hù)倒換通知消息或故障恢復(fù)倒換通知消息后，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的倒換操作。
由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明在以太網(wǎng)環(huán)正常工作情況下，控制環(huán)上主設(shè)備的備用端口只允許以太網(wǎng)環(huán)三層轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包通過(guò)，禁止以太網(wǎng)環(huán)二層轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包通過(guò)，即只接收由三層承載的控制信息通過(guò)，拒絕接收由二層承載的業(yè)務(wù)信息，而且系統(tǒng)中的主設(shè)備和從設(shè)備分別通過(guò)ACL(訪問(wèn)控制表)檢測(cè)返回的握手檢測(cè)消息和倒換通知消息，因此可以使控制VLAN和數(shù)據(jù)VLAN采用相同的VLAN，數(shù)據(jù)包的MAC地址也可以是任何單播MAC地址或者是組播MAC地址，降低了實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。本發(fā)明使用設(shè)備芯片硬件實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)設(shè)備的保護(hù)倒換，大大加快了設(shè)備的保護(hù)倒換及故障恢復(fù)倒換時(shí)間，有效地提高了設(shè)備的可靠性，為網(wǎng)絡(luò)提供嚴(yán)格的50ms之內(nèi)的快速保護(hù)。而且本發(fā)明不需要采用專(zhuān)門(mén)的硬件技術(shù)或者是專(zhuān)門(mén)的芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，只需要在現(xiàn)有以太網(wǎng)交換芯片的基礎(chǔ)上，增加所需的寄存器和計(jì)數(shù)器資源即可，實(shí)現(xiàn)成本低。


圖1是EAPS環(huán)的原理框圖；圖2是本發(fā)明系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明系統(tǒng)中主設(shè)備的原理框圖；圖4是本發(fā)明系統(tǒng)中從設(shè)備的原理框圖；圖5是本發(fā)明方法第一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖6是本發(fā)明方法第二實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
參照?qǐng)D2，圖2示出了本發(fā)明系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與以太網(wǎng)環(huán)結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明系統(tǒng)包括位于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)內(nèi)的一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備，在該圖所示拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，示出了三個(gè)從設(shè)備從設(shè)備1、從設(shè)備2和從設(shè)備3。主設(shè)備和各從設(shè)備分別位于以太網(wǎng)環(huán)上，并形成一環(huán)路，主設(shè)備用于檢測(cè)以太網(wǎng)環(huán)故障并通知從設(shè)備進(jìn)行故障保護(hù)倒換或故障恢復(fù)倒換，從設(shè)備用于控制進(jìn)行倒換。
在以太網(wǎng)環(huán)路正常工作時(shí)，主設(shè)備控制其一個(gè)物理端口(備用端口)處于阻塞狀態(tài)即只允許以太網(wǎng)環(huán)三層轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包通過(guò)，禁止以太網(wǎng)環(huán)二層轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包通過(guò)，從而保證以太網(wǎng)環(huán)的STP(生成樹(shù)協(xié)議)為鏈狀，避免未知單播和廣播在環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)上形成循環(huán)廣播，同時(shí)能夠使該物理端口接收由三層承載的控制信息；當(dāng)以太網(wǎng)環(huán)出現(xiàn)故障時(shí)，主設(shè)備控制該物理端口打開(kāi)，即允許該端口通過(guò)任何數(shù)據(jù)包，從而保證環(huán)上的各設(shè)備之間的連通性。
在主設(shè)備的備用端口上，主設(shè)備是靠接收到的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的VLAN信息和其中的目的以太網(wǎng)地址來(lái)區(qū)分是二層轉(zhuǎn)發(fā)還是三層轉(zhuǎn)發(fā)的，即假設(shè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息和控制消息都屬于同一個(gè)VLAN(假設(shè)為100)，但這個(gè)時(shí)候控制消息和正常的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息是有不同的目的MAC地址的，只有目的MAC地址是主設(shè)備的三層接口的地址，才會(huì)被通過(guò)備用端口送到主設(shè)備。而目的MAC地址不是主設(shè)備MAC地址的數(shù)據(jù)幀，則會(huì)被阻塞掉，即不進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)。而其他VLAN的正常數(shù)據(jù)也都將被阻塞掉。
例如，主設(shè)備的備用端口接收到的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址和VLAN假設(shè)為以下的幾個(gè)(1)DMAC＝00 10 5c e8 89 05 VLAN＝100(2)DMAC＝00 10 5c e8 89 06 VLAN＝100(3)DMAC＝00 10 5c e8 89 07 VLAN＝100(4)DMAC＝00 10 5c e8 89 08 VLAN＝100(5)DMAC＝00 10 5c e8 89 05 VLAN＝200(6)DMAC＝00 10 5c e8 89 06 VLAN＝200(7)DMAC＝00 10 5c e8 89 07 VLAN＝200(8)DMAC＝00 10 5c e8 89 08 VLAN＝200(9)DMAC＝00 10 5c e8 89 05 VLAN＝300(10)DMAC＝00 10 5c e8 89 06 VLAN＝300
(11)DMAC＝00 10 5c e8 89 07 VLAN＝300(12)DMAC＝00 10 5c e8 89 08 VLAN＝300對(duì)于主設(shè)備的備用端口來(lái)說(shuō)，判斷三層轉(zhuǎn)發(fā)的條件是目的MAC地址DMAC+VLAN，假設(shè)DMAC＝DMAC＝00 10 5c e8 8906和VLAN＝100，代表是三層轉(zhuǎn)發(fā)，那么備用端口會(huì)把具有該特征的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀送到主設(shè)備的CPU，而其它的DMAC和VLAN不同時(shí)滿足條件的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，都會(huì)被備用端口阻塞掉。
對(duì)于現(xiàn)有的EAPS技術(shù)來(lái)講，控制消息和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息一定要被分配到不同的VLAN中，即假設(shè)VLAN＝100是傳遞控制消息的，那么這個(gè)VLAN就不能與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息共用，也就是說(shuō)所有VLAN＝100的以太網(wǎng)幀都將被送給主設(shè)備。
主設(shè)備定時(shí)發(fā)送握手檢測(cè)消息對(duì)以太網(wǎng)環(huán)鏈路進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)主設(shè)備檢測(cè)到環(huán)路發(fā)生故障后，備用端口打開(kāi)，即同時(shí)允許對(duì)接收的消息進(jìn)行三層轉(zhuǎn)發(fā)和二層轉(zhuǎn)發(fā)。此時(shí)，具有DMAC＝DMAC＝00 10 5c e8 89 06和VLAN＝100特征的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀仍然會(huì)被送到主設(shè)備的CPU，而其他的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀也都會(huì)被接收上來(lái)，進(jìn)行正常轉(zhuǎn)發(fā)流程(二層轉(zhuǎn)發(fā))。
主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)送倒換通知消息，從設(shè)備收到該消息后，進(jìn)行故障保護(hù)倒換；當(dāng)主設(shè)備檢測(cè)到環(huán)路故障恢復(fù)后，向從設(shè)備發(fā)送倒換通知消息，從設(shè)備收到該消息后，進(jìn)行故障恢復(fù)倒換。
參照?qǐng)D3，圖3示出了主設(shè)備的原理框圖主設(shè)備包括消息發(fā)送裝置S1、返回消息接收裝置S2、消息發(fā)送控制裝置S3、檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)器S4、環(huán)路狀態(tài)存儲(chǔ)器S5和主設(shè)備倒換操作裝置S6。
其中，消息發(fā)送裝置S1用于周期地向從設(shè)備發(fā)送檢測(cè)以太網(wǎng)環(huán)鏈路是否出現(xiàn)故障的握手檢測(cè)消息，并在檢測(cè)到鏈路故障或者故障恢復(fù)后向從設(shè)備發(fā)送倒換通知消息；返回消息接收裝置S2用于接收從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，并對(duì)該消息進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)器S4用于根據(jù)消息接收裝置對(duì)接收消息的檢測(cè)結(jié)果對(duì)握手檢測(cè)消息檢測(cè)時(shí)間及故障恢復(fù)檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)；消息發(fā)送控制裝置S3用于當(dāng)檢測(cè)時(shí)間寄存器溢出后控制消息發(fā)送裝置發(fā)送倒換通知消息；環(huán)路狀態(tài)存儲(chǔ)器S5用于存儲(chǔ)并當(dāng)檢測(cè)時(shí)間寄存器溢出后修改以太網(wǎng)環(huán)路當(dāng)前的工作狀態(tài)；主設(shè)備倒換操作裝置S6用于根據(jù)以太網(wǎng)環(huán)路當(dāng)前的工作狀態(tài)控制主設(shè)備的備用物理端口的打開(kāi)或關(guān)閉，并清除主設(shè)備環(huán)上端口下的MAC地址表。
當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由消息發(fā)送裝置通過(guò)其指定端口定時(shí)向從設(shè)備發(fā)送握手檢測(cè)消息，該消息通過(guò)以太網(wǎng)環(huán)的三層承載，同時(shí)啟動(dòng)檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)器。
如果在檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)器設(shè)置的握手檢測(cè)消息檢測(cè)時(shí)間內(nèi)，返回消息接收裝置收到了從備用端口返回的握手檢測(cè)消息，則由返回消息接收裝置通知檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)器對(duì)握手檢測(cè)消息檢測(cè)時(shí)間重新計(jì)數(shù)。
當(dāng)消息發(fā)送控制裝置檢測(cè)到檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)器對(duì)握手檢測(cè)消息檢測(cè)時(shí)間的計(jì)數(shù)值超過(guò)預(yù)定值后，通知消息發(fā)送裝置從指定端口(主設(shè)備的兩個(gè)環(huán)上端口)向從設(shè)備發(fā)送倒換通知消息，同時(shí)將環(huán)路狀態(tài)寄存器的狀態(tài)修改為“故障狀態(tài)”；主設(shè)備倒換操作裝置檢測(cè)到環(huán)路狀態(tài)寄存器的狀態(tài)為“故障狀態(tài)”時(shí)，打開(kāi)主設(shè)備的備用端口，以保證環(huán)上的各設(shè)備之間的連通，使業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)正常傳輸。
在以太網(wǎng)環(huán)路發(fā)生故障后，消息發(fā)送裝置仍然通過(guò)其指定端口定時(shí)向從設(shè)備發(fā)送握手檢測(cè)消息，一旦網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)，則返回消息接收裝置又會(huì)重新收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，或者其他從設(shè)備主動(dòng)發(fā)送上來(lái)的故障恢復(fù)報(bào)告消息。
當(dāng)返回消息接收裝置重新收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息后，則通知檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)器對(duì)故障恢復(fù)檢測(cè)時(shí)間重新計(jì)數(shù)。當(dāng)消息發(fā)送控制裝置檢測(cè)到檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)器對(duì)故障恢復(fù)檢測(cè)時(shí)間的計(jì)數(shù)值超過(guò)預(yù)定值后，通知消息發(fā)送裝置從指定端口向從設(shè)備發(fā)送倒換通知消息，同時(shí)將環(huán)路狀態(tài)寄存器的狀態(tài)修改為“正常狀態(tài)”；主設(shè)備倒換操作裝置檢測(cè)到環(huán)路狀態(tài)寄存器的狀態(tài)為“正常狀態(tài)”時(shí)，阻塞主設(shè)備的備用端口，以保證以太網(wǎng)環(huán)的STP(生成樹(shù)協(xié)議)為鏈狀，避免未知單播和廣播在環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)上形成循環(huán)廣播。
當(dāng)返回消息接收裝置收到其他從設(shè)備主動(dòng)發(fā)送上來(lái)的故障恢復(fù)報(bào)告消息時(shí)，直接通知消息發(fā)送控制裝置，使消息發(fā)送裝置向從設(shè)備發(fā)送倒換通知消息，同時(shí)將環(huán)路狀態(tài)寄存器的狀態(tài)修改為“正常狀態(tài)”；主設(shè)備倒換操作裝置檢測(cè)到環(huán)路狀態(tài)寄存器的狀態(tài)為“正常狀態(tài)”時(shí)，阻塞主設(shè)備的備用端口，以保證以太網(wǎng)環(huán)的STP(生成樹(shù)協(xié)議)為鏈狀，避免未知單播和廣播在環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)上形成循環(huán)廣播。
消息發(fā)送裝置S1包括消息獲取單元S11、握手消息存儲(chǔ)器S12、倒換通知消息存儲(chǔ)器S13。
主設(shè)備需要發(fā)送的握手檢測(cè)消息都預(yù)先存儲(chǔ)在握手消息存儲(chǔ)器S12中。在初始化時(shí)，指定握手檢測(cè)消息的主要相關(guān)域，比如目的MAC地址和源MAC地址、VLAN等。假設(shè)握手檢測(cè)消息的大小是一個(gè)64字節(jié)的數(shù)據(jù)幀，那么完全指定的話，則該寄存器需要16×32比特的空間。如果握手檢測(cè)消息中還需承載序列號(hào)(比如是一個(gè)32比特的序列號(hào))，則還可增加一個(gè)序列號(hào)計(jì)數(shù)器，并且在握手檢測(cè)消息中有一個(gè)序列號(hào)域(大小為4個(gè)字節(jié))。主設(shè)備發(fā)送握手檢測(cè)消息時(shí)，硬件根據(jù)配置從這個(gè)寄存器讀取當(dāng)前的計(jì)數(shù)器的數(shù)值，放到握手檢測(cè)消息的指定區(qū)域。每發(fā)送一個(gè)握手檢測(cè)消息，序列號(hào)計(jì)數(shù)器的數(shù)值遞增變化。然后硬件自動(dòng)作CRC校驗(yàn)后，從相應(yīng)的物理端口發(fā)出。
主設(shè)備需要發(fā)送的倒換通知消息預(yù)先存儲(chǔ)在倒換通知消息存儲(chǔ)器S13中。其設(shè)置如同握手消息存儲(chǔ)器S12的設(shè)置，所有的域都可以是指定的?？梢栽O(shè)置發(fā)送一次，也可以設(shè)置發(fā)送多次，如果設(shè)置發(fā)送多次，則也可以設(shè)置序列號(hào)來(lái)區(qū)分。
當(dāng)需要發(fā)送握手檢測(cè)消息時(shí)，則由消息獲取單元S11從握手消息存儲(chǔ)器S12取中當(dāng)前的握手檢測(cè)消息，通過(guò)主設(shè)備的指定端口發(fā)送出去。當(dāng)需要發(fā)送倒換通知消息，則由消息獲取單元S11從握手消息存儲(chǔ)器S13取中當(dāng)前的倒換通知消息，通過(guò)主設(shè)備的指定端口發(fā)送出去。
返回消息接收裝置S2包括返回消息檢測(cè)單元S21和返回消息匹配信息存儲(chǔ)器S22。
前面已提到，在本發(fā)明中，通過(guò)ACL規(guī)則來(lái)檢測(cè)從備用端口應(yīng)該接收回來(lái)的握手檢測(cè)消息。ACL規(guī)則預(yù)先配置并存儲(chǔ)在返回消息匹配信息存儲(chǔ)器S22中。
ACL規(guī)則的功能是用來(lái)檢測(cè)和比較握手檢測(cè)消息中的關(guān)鍵字段。一條144比特的ACL規(guī)則可以比較18個(gè)字節(jié)的關(guān)鍵字段，一條288比特的規(guī)則可以比較36個(gè)字節(jié)的關(guān)鍵字段。通過(guò)關(guān)鍵字段基本可以涵蓋握手檢測(cè)消息中的主要內(nèi)容。如果是需要比較全部字段的話，那么這個(gè)ACL規(guī)則匹配以后的動(dòng)作應(yīng)該有一個(gè)全部比較的功能，也就是說(shuō)將接收到的整個(gè)握手檢測(cè)消息數(shù)據(jù)幀與返回消息匹配信息存儲(chǔ)器中預(yù)先配置的數(shù)值進(jìn)行全部比較，就可以得到是否完全一致的結(jié)論。
對(duì)于支持多個(gè)以太網(wǎng)環(huán)實(shí)例的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)，每個(gè)握手檢測(cè)消息中包含有一個(gè)不同的以太網(wǎng)環(huán)域，只要對(duì)每一個(gè)以太網(wǎng)環(huán)域分別配置一條不同的ACL規(guī)則就可以了，因此這種方法對(duì)于同一個(gè)芯片甚至是同一個(gè)芯片端口同時(shí)支持多個(gè)以太網(wǎng)環(huán)的需求來(lái)說(shuō)，具有非常好的擴(kuò)展性。
當(dāng)返回消息接收裝置S2從主設(shè)備的預(yù)定端口收到由以太網(wǎng)環(huán)三層承載的數(shù)據(jù)包后，由返回消息檢測(cè)單元S21將收到的數(shù)據(jù)包與返回消息匹配信息存儲(chǔ)器S22中存儲(chǔ)的ACL規(guī)則進(jìn)行匹配，如果相匹配，則將收到的數(shù)據(jù)包丟棄，同時(shí)通知檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)器S4對(duì)握手檢測(cè)消息檢測(cè)時(shí)間重新計(jì)數(shù)；如果不相匹配，則直接將收到的數(shù)據(jù)包丟棄。
參照?qǐng)D4，圖4示出了從設(shè)備的原理框圖從設(shè)備包括消息接收裝置R1、倒換時(shí)間計(jì)數(shù)器R2、從設(shè)備倒換操作裝置R3、消息通知裝置R4。
其中，消息接收裝置R1用于接收主設(shè)備發(fā)送的倒換通知消息及握手檢測(cè)消息；倒換時(shí)間計(jì)數(shù)器R2用于根據(jù)倒換通知消息設(shè)置并啟動(dòng)以太網(wǎng)環(huán)路倒換時(shí)間；從設(shè)備倒換操作裝置R3用于當(dāng)檢測(cè)到倒換時(shí)間計(jì)數(shù)器溢出后清除從設(shè)備環(huán)上端口下的MAC地址表；消息通知裝置R4用于轉(zhuǎn)發(fā)主設(shè)備發(fā)出的握手檢測(cè)消息，并在從設(shè)備所在環(huán)上端口發(fā)生故障或者故障恢復(fù)后，向主設(shè)備發(fā)出通知消息。
當(dāng)消息接收裝置R1接收到主設(shè)備發(fā)送的握手檢測(cè)消息后，直接交由消息通知裝置R4進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；當(dāng)收到主設(shè)備發(fā)送的倒換通知消息后，啟動(dòng)倒換時(shí)間計(jì)數(shù)器R2，當(dāng)從設(shè)備倒換操作裝置檢測(cè)到倒換時(shí)間計(jì)數(shù)器R2溢出后，清除從設(shè)備環(huán)上端口下的MAC地址。
如果從設(shè)備所在環(huán)上端口發(fā)生故障，則由消息通知裝置R4向主設(shè)備發(fā)送消息，通知主設(shè)備故障變化情況。
消息通知裝置R4的實(shí)現(xiàn)原理與主設(shè)備中消息發(fā)送裝置的實(shí)現(xiàn)原理相同，包括通知消息獲取單元R41、故障通知消息存儲(chǔ)器R42和故障恢復(fù)通知消息存儲(chǔ)器R43。
當(dāng)從設(shè)備檢測(cè)到所在環(huán)上端口發(fā)生故障后，則由通知消息獲取單元R41從故障通知消息存儲(chǔ)器R42中取出相應(yīng)的故障通知消息，發(fā)送給主設(shè)備；當(dāng)從設(shè)備檢測(cè)到所在環(huán)上端口的故障恢復(fù)后，則由通知消息獲取單元R41從故障恢復(fù)通知消息存儲(chǔ)器R43中取出相應(yīng)的故障恢復(fù)通知消息，發(fā)送給主設(shè)備。
故障通知消息存儲(chǔ)器R42及故障恢復(fù)通知消息存儲(chǔ)器R43的設(shè)置如同主設(shè)備中握手消息存儲(chǔ)器的設(shè)置，所有的域都可以是指定的。
消息接收裝置R1包括倒換消息檢測(cè)單元R21和倒換消息匹配信息存儲(chǔ)器R22。
在本發(fā)明中，同樣通過(guò)配置ACL規(guī)則來(lái)檢測(cè)從設(shè)備接收的倒換通知消息。該ACL規(guī)則預(yù)先配置并存儲(chǔ)在倒換消息匹配信息存儲(chǔ)器R22中。倒換消息檢測(cè)單元R21根據(jù)該ACL規(guī)則對(duì)從設(shè)備接收到的消息進(jìn)行匹配，可以是關(guān)鍵字段匹配，也可以是全部匹配。如果是倒換通知消息，則啟動(dòng)倒換時(shí)間計(jì)數(shù)器，否則直接轉(zhuǎn)發(fā)。
參照?qǐng)D5，圖5示出了本發(fā)明方法第一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)流程，包括以下步驟步驟501主設(shè)備定時(shí)向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的握手檢測(cè)消息，該握手檢測(cè)消息的目的MAC地址為接收端設(shè)備的三層接口的地址。
在正常工作狀態(tài)，主設(shè)備首先判斷定時(shí)發(fā)送的時(shí)間是否到達(dá)，如果已經(jīng)到達(dá)，則生成握手檢測(cè)消息，從指定的端口發(fā)送出去。發(fā)送的同時(shí)，開(kāi)始啟動(dòng)定時(shí)檢測(cè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)操作。
步驟502在以太網(wǎng)環(huán)正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果主設(shè)備收到了從設(shè)備發(fā)送的故障通知消息、或者在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的保護(hù)倒換通知消息。
在該以太網(wǎng)環(huán)上，可以在不同的VLAN中傳輸控制消息(比如，握手檢測(cè)消息)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息，也可以在同一VLAN中傳輸控制消息和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息。
當(dāng)控制消息與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息具有相同的虛擬專(zhuān)用網(wǎng)VLAN標(biāo)識(shí)時(shí)，通過(guò)三層轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)主設(shè)備備用端口的打開(kāi)及阻塞功能。在以太網(wǎng)環(huán)正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，主設(shè)備對(duì)備用端口接收的消息進(jìn)行檢查，只允許對(duì)接收的消息進(jìn)行三層轉(zhuǎn)發(fā)，禁止二層轉(zhuǎn)發(fā)，由于握手檢測(cè)消息的目的MAC地址為主設(shè)備的三層接口的地址，因此主設(shè)備接收到該消息后，會(huì)對(duì)其進(jìn)行三層轉(zhuǎn)發(fā)；而其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息中的目的MAC地址與主設(shè)備的三層接口的地址不同，如果按照正常的轉(zhuǎn)發(fā)流程，則需要對(duì)其進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)，但在本發(fā)明中，則通過(guò)配置，可以禁止這樣的數(shù)據(jù)包進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)，從而保證了STP為一個(gè)鏈狀。
主設(shè)備發(fā)送出去的握手檢測(cè)消息，會(huì)在指定返回端口由主設(shè)備捕獲，一旦該消息被捕獲，則被丟棄。同時(shí)將定時(shí)檢測(cè)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)進(jìn)行清零，使其重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，以使其在正常情況下不會(huì)溢出。
在正常情況下，由芯片ASIC(專(zhuān)用集成電路)硬件自動(dòng)檢測(cè)握手檢測(cè)消息計(jì)數(shù)器是否已經(jīng)到達(dá)了指定的次數(shù)，也就是說(shuō)主設(shè)備已連接定時(shí)發(fā)送了指定次數(shù)的握手檢測(cè)消息，而在這期間一直未收到從設(shè)備返回的消息，這說(shuō)明此時(shí)環(huán)上出現(xiàn)了故障，使得主設(shè)備發(fā)出去的握手消息沒(méi)有在約定的時(shí)間內(nèi)返回到主設(shè)備的備用端口。此時(shí)，主設(shè)備向環(huán)上其他從設(shè)備發(fā)出保護(hù)倒換消息，將CPU預(yù)先配置好的保護(hù)倒換消息從指定端口發(fā)送出去。同時(shí)清除環(huán)上端口的MAC地址，打開(kāi)主設(shè)備的備用端口。
在以太網(wǎng)環(huán)正常運(yùn)行時(shí)，如果從設(shè)備檢測(cè)到了本身的環(huán)上端口發(fā)生了故障，則立即通知主設(shè)備，向主設(shè)備發(fā)送故障通知消息。主設(shè)備收到該通知后，向環(huán)上其他從設(shè)備發(fā)出保護(hù)倒換消息，將CPU預(yù)先配置好的保護(hù)倒換消息從指定端口發(fā)送出去。同時(shí)清除環(huán)上端口的MAC地址，打開(kāi)主設(shè)備的備用端口。
步驟503在以太網(wǎng)環(huán)故障狀態(tài)時(shí)，如果主設(shè)備重新收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息、或者收到從設(shè)備發(fā)送的故障恢復(fù)通知消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的故障恢復(fù)倒換通知消息。
在以太網(wǎng)環(huán)故障狀態(tài)時(shí)，打開(kāi)主設(shè)備的備用端口，主設(shè)備對(duì)備用端口接收的消息進(jìn)行檢查，同時(shí)允許對(duì)接收的消息進(jìn)行三層轉(zhuǎn)發(fā)和二層轉(zhuǎn)發(fā)。
在環(huán)路故障狀態(tài)下，如果主設(shè)備重新捕獲到了從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，則說(shuō)明環(huán)上的故障已經(jīng)恢復(fù)，可以進(jìn)行故障恢復(fù)倒換的工作。當(dāng)然，對(duì)該握手檢測(cè)消息也可以設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器，比如連續(xù)收到多少個(gè)正確的握手檢測(cè)消息后，才證明環(huán)路狀態(tài)恢復(fù)正常。
如果主設(shè)備通過(guò)該握手檢測(cè)消息檢測(cè)到環(huán)路故障已恢復(fù)，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的故障恢復(fù)倒換通知消息。在該消息中包含通知從設(shè)備進(jìn)行故障恢復(fù)倒換的計(jì)數(shù)器。
如果是從設(shè)備首先檢測(cè)到環(huán)路恢復(fù)，此時(shí)主設(shè)備可能還沒(méi)有檢測(cè)到環(huán)路恢復(fù)，備用端口仍然處于通路狀態(tài)，此時(shí)從設(shè)備需要立即通知主設(shè)備，向主設(shè)備發(fā)送故障恢復(fù)通知消息，此時(shí)，從設(shè)備并不馬上恢復(fù)斷路的端口。
步驟504從設(shè)備根據(jù)收到的保護(hù)倒換通知消息或故障恢復(fù)倒換通知消息進(jìn)行對(duì)應(yīng)的倒換操作。
同樣，主設(shè)備發(fā)送的保護(hù)倒換通知消息或故障恢復(fù)倒換通知消息，會(huì)由從設(shè)備捕獲。一旦該消息被捕獲，則從設(shè)備啟動(dòng)該消息中的故障恢復(fù)倒換的計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器溢出后，開(kāi)始倒換操作，清除從設(shè)備所在環(huán)上端口下的MAC地址。
為了提高主設(shè)備和從設(shè)備對(duì)接收消息的捕獲及檢測(cè)速度，進(jìn)而加快設(shè)備保護(hù)倒換及故障恢復(fù)倒換時(shí)間，提高設(shè)備的可靠性，可以分別在主設(shè)備和從設(shè)備中配置相應(yīng)的ACL，通過(guò)該ACL對(duì)接收的消息進(jìn)行匹配，一旦匹配成功，則執(zhí)行相應(yīng)的操作。
參照?qǐng)D6，圖6示出了本發(fā)明方法第二實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)流程，包括以下步驟步驟601主設(shè)備定時(shí)向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的握手檢測(cè)消息。
在正常工作狀態(tài)，主設(shè)備首先判斷定時(shí)發(fā)送的時(shí)間是否到達(dá)，如果已經(jīng)到達(dá)，則生成握手檢測(cè)消息，從指定的端口發(fā)送出去。發(fā)送的同時(shí)，開(kāi)始啟動(dòng)定時(shí)檢測(cè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)操作。
步驟602主設(shè)備通過(guò)預(yù)先配置的ACL對(duì)接收的消息進(jìn)行檢測(cè)。
步驟603在以太網(wǎng)環(huán)正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果主設(shè)備的ACL捕獲到了從設(shè)備發(fā)送的故障通知消息、或者在預(yù)定時(shí)間內(nèi)ACL未捕獲到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，則向從設(shè)備發(fā)送保護(hù)倒換通知消息。
在以太網(wǎng)環(huán)正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，阻塞主設(shè)備的備用端口。主設(shè)備發(fā)送出去的握手檢測(cè)消息，會(huì)在指定返回端口由主設(shè)備預(yù)先配置的ACL規(guī)則捕獲，一旦該消息被捕獲，則被丟棄。同時(shí)將定時(shí)檢測(cè)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)進(jìn)行清零，使其重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，以使其在正常情況下不會(huì)溢出。
在正常情況下，由芯片ASIC(專(zhuān)用集成電路)硬件自動(dòng)檢測(cè)握手檢測(cè)消息計(jì)數(shù)器是否已經(jīng)到達(dá)了指定的次數(shù)，也就是說(shuō)主設(shè)備已連接定時(shí)發(fā)送了指定次數(shù)的握手檢測(cè)消息，而在這期間一直未收到從設(shè)備返回的消息，這說(shuō)明此時(shí)環(huán)上出現(xiàn)了故障，使得主設(shè)備發(fā)出去的握手消息沒(méi)有在約定的時(shí)間內(nèi)返回到主設(shè)備的備用端口。此時(shí)，主設(shè)備向環(huán)上其他從設(shè)備發(fā)出保護(hù)倒換消息，將CPU預(yù)先配置好的保護(hù)倒換消息從指定端口發(fā)送出去。同時(shí)清除環(huán)上端口的MAC地址，打開(kāi)主設(shè)備的備用端口。
在以太網(wǎng)環(huán)正常運(yùn)行時(shí)，如果從設(shè)備檢測(cè)到了本身的環(huán)上端口發(fā)生了故障，則立即通知主設(shè)備，向主設(shè)備發(fā)送故障通知消息。主設(shè)備收到該通知后，向環(huán)上其他從設(shè)備發(fā)出保護(hù)倒換消息，將CPU預(yù)先配置好的保護(hù)倒換消息從指定端口發(fā)送出去。同時(shí)清除環(huán)上端口的MAC地址，打開(kāi)主設(shè)備的備用端口。
步驟604在以太網(wǎng)環(huán)故障狀態(tài)時(shí)，如果主設(shè)備ACL重新捕獲到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息、或者捕獲到從設(shè)備發(fā)送的故障恢復(fù)通知消息，則向從設(shè)備發(fā)送故障恢復(fù)倒換通知消息。
在以太網(wǎng)環(huán)故障狀態(tài)時(shí)，打開(kāi)主設(shè)備的備用端口，主設(shè)備對(duì)備用端口接收的消息進(jìn)行檢查，同時(shí)允許對(duì)接收的消息進(jìn)行三層轉(zhuǎn)發(fā)和二層轉(zhuǎn)發(fā)。
在環(huán)路故障狀態(tài)下，如果主設(shè)備預(yù)先配置的ACL(訪問(wèn)控制表)規(guī)則重新捕獲到了從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，則說(shuō)明環(huán)上的故障已經(jīng)恢復(fù)，可以進(jìn)行故障恢復(fù)倒換的工作。當(dāng)然，對(duì)該握手檢測(cè)消息也可以設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器，比如連續(xù)收到多少個(gè)正確的握手檢測(cè)消息后，才證明環(huán)路狀態(tài)恢復(fù)正常。
如果主設(shè)備通過(guò)該握手檢測(cè)消息檢測(cè)到環(huán)路故障已恢復(fù)，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的故障恢復(fù)倒換通知消息。在該消息中包含通知從設(shè)備進(jìn)行故障恢復(fù)倒換的計(jì)數(shù)器。
如果是從設(shè)備首先檢測(cè)到環(huán)路恢復(fù)，此時(shí)主設(shè)備可能還沒(méi)有檢測(cè)到環(huán)路恢復(fù)，備用端口仍然處于通路狀態(tài)，此時(shí)從設(shè)備需要立即通知主設(shè)備，向主設(shè)備發(fā)送故障恢復(fù)通知消息，此時(shí)，從設(shè)備并不馬上恢復(fù)斷路的端口。
步驟605從設(shè)備通過(guò)預(yù)先配置的ACL對(duì)接收的消息進(jìn)行檢測(cè)。
步驟606當(dāng)從設(shè)備收到所述保護(hù)倒換通知消息或故障恢復(fù)倒換通知消息后，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的倒換操作。
同樣，主設(shè)備發(fā)送的保護(hù)倒換通知消息或故障恢復(fù)倒換通知消息，會(huì)由從設(shè)備預(yù)先配置的ACL捕獲。一旦該消息被捕獲，則從設(shè)備啟動(dòng)該消息中的故障恢復(fù)倒換的計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器溢出后，開(kāi)始倒換操作，清除從設(shè)備所在環(huán)上端口下的MAC地址。
可見(jiàn)，利用本發(fā)明，可以通過(guò)預(yù)先存儲(chǔ)的ACL進(jìn)行消息檢測(cè)，而不是如現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)控制VLAN來(lái)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)環(huán)故障保護(hù)倒換；同時(shí)，通過(guò)配置，可以使數(shù)據(jù)VLAN與控制VLAN采用同一VLAN進(jìn)行傳輸，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包通過(guò)二層轉(zhuǎn)發(fā)，控制數(shù)據(jù)包通過(guò)三層轉(zhuǎn)發(fā)，主設(shè)備通過(guò)三層的信息來(lái)檢測(cè)握手消息，不僅降低了實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度及成本，而且大大加快了設(shè)備的保護(hù)倒換或者故障恢復(fù)倒換時(shí)間，提高了設(shè)備的可靠性。
雖然通過(guò)實(shí)施例描繪了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本發(fā)明有許多變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)系統(tǒng)，包括位于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)內(nèi)的一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備，主設(shè)備和各從設(shè)備形成一環(huán)路，所述主設(shè)備用于檢測(cè)以太網(wǎng)環(huán)故障并通知所述從設(shè)備進(jìn)行故障保護(hù)倒換或故障恢復(fù)倒換，所述從設(shè)備用于控制以太網(wǎng)環(huán)進(jìn)行倒換，其特征在于，在以太網(wǎng)環(huán)正常工作時(shí)，主設(shè)備的備用端口阻塞，只允許轉(zhuǎn)發(fā)以太網(wǎng)環(huán)三層承載的控制消息，禁止轉(zhuǎn)發(fā)以太網(wǎng)環(huán)二層承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息；在以太網(wǎng)環(huán)出現(xiàn)故障時(shí)，主設(shè)備的備用端口打開(kāi)，允許所述控制消息和所述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息通過(guò)；所述控制消息和所述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息屬于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主設(shè)備包括消息發(fā)送裝置，用于周期地向從設(shè)備發(fā)送檢測(cè)以太網(wǎng)環(huán)鏈路是否出現(xiàn)故障的握手檢測(cè)消息，并在檢測(cè)到鏈路故障或者故障恢復(fù)后向從設(shè)備發(fā)送倒換通知消息；返回消息接收裝置，用于接收從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，并對(duì)該消息進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)器，耦合于所述消息接收裝置，用于根據(jù)消息接收裝置對(duì)接收消息的檢測(cè)結(jié)果對(duì)握手檢測(cè)消息檢測(cè)時(shí)間及故障恢復(fù)檢測(cè)時(shí)間計(jì)數(shù)；消息發(fā)送控制裝置，分別耦合于所述檢測(cè)時(shí)間寄存器和所述消息發(fā)送裝置，用于當(dāng)檢測(cè)時(shí)間寄存器溢出后控制消息發(fā)送裝置發(fā)送倒換通知消息；環(huán)路狀態(tài)存儲(chǔ)器，耦合于所述檢測(cè)時(shí)間寄存器，用于存儲(chǔ)并當(dāng)檢測(cè)時(shí)間寄存器溢出后修改以太網(wǎng)環(huán)路當(dāng)前的工作狀態(tài)；主設(shè)備倒換操作裝置，耦合于所述環(huán)路狀態(tài)存儲(chǔ)器，用于根據(jù)以太網(wǎng)環(huán)路當(dāng)前的工作狀態(tài)控制其備用物理端口的打開(kāi)或阻塞，并清除其環(huán)上端口下的MAC地址表。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述消息發(fā)送裝置包括握手消息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)進(jìn)行故障檢測(cè)的握手檢測(cè)消息；倒換通知消息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)倒換通知消息；消息獲取單元，分別耦合于所述握手消息存儲(chǔ)器和所述倒換通知消息存儲(chǔ)器，用于根據(jù)所述消息發(fā)送控制裝置的通知獲取倒換通知消息及定時(shí)獲取握手檢測(cè)消息。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述返回消息接收裝置包括返回消息匹配信息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)與握手檢測(cè)消息匹配的訪問(wèn)控制表；返回消息檢測(cè)單元，耦合于所述返回消息匹配信息存儲(chǔ)器，用于根據(jù)所述訪問(wèn)控制表檢測(cè)接收的消息是否為所述消息發(fā)送裝置發(fā)出的握手檢測(cè)消息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述從設(shè)備包括消息接收裝置，用于接收主設(shè)備發(fā)送的倒換通知消息及握手檢測(cè)消息；倒換時(shí)間計(jì)數(shù)器，耦合于所述消息接收裝置，用于根據(jù)所述倒換通知消息設(shè)置并啟動(dòng)以太網(wǎng)環(huán)路倒換時(shí)間；從設(shè)備倒換操作裝置，用于當(dāng)檢測(cè)到倒換時(shí)間計(jì)數(shù)器溢出后清除從設(shè)備環(huán)上端口下的MAC地址表；消息通知裝置，耦合于所述消息接收裝置，用于轉(zhuǎn)發(fā)主設(shè)備發(fā)出的握手檢測(cè)消息，并在從設(shè)備所在環(huán)上端口發(fā)生故障或者故障恢復(fù)后，向主設(shè)備發(fā)出通知消息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述消息接收裝置包括倒換消息匹配信息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)與倒換通知消息匹配的訪問(wèn)控制表；倒換消息檢測(cè)單元，耦合于所述倒換消息匹配信息存儲(chǔ)器，用于根據(jù)所述訪問(wèn)控制表檢測(cè)接收的消息是否為所述消息發(fā)送裝置發(fā)出的倒換通知消息。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述消息通知裝置包括故障通知消息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)故障通知消息；故障恢復(fù)通知消息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)故障恢復(fù)通知消息；通知消息獲取單元，分別耦合于所述故障通知消息存儲(chǔ)器和所述故障恢復(fù)通知消息存儲(chǔ)器，用于當(dāng)從設(shè)備檢測(cè)到本身環(huán)上端口發(fā)生故障變化后，獲取故障通知消息或者故障恢復(fù)通知消息。
8.一種基于權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)方法，所述系統(tǒng)包括位于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)內(nèi)的一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備，其特征在于，所述方法包括A、主設(shè)備定時(shí)向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的握手檢測(cè)消息，所述握手檢測(cè)消息的目的MAC地址為接收端設(shè)備的三層接口的地址；B、在以太網(wǎng)環(huán)正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果主設(shè)備收到了從設(shè)備發(fā)送的故障通知消息、或者在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的保護(hù)倒換通知消息；C、在以太網(wǎng)環(huán)故障狀態(tài)時(shí)，如果主設(shè)備重新收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息、或者收到從設(shè)備發(fā)送的故障恢復(fù)通知消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的故障恢復(fù)倒換通知消息；D、從設(shè)備根據(jù)收到的保護(hù)倒換通知消息或故障恢復(fù)倒換通知消息進(jìn)行對(duì)應(yīng)的倒換操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述握手檢測(cè)消息與所述以太網(wǎng)環(huán)承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息具有相同的虛擬專(zhuān)用網(wǎng)VLAN標(biāo)識(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述主設(shè)備通過(guò)預(yù)先配置的訪問(wèn)控制表對(duì)接收的握手檢測(cè)消息進(jìn)行檢測(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述從設(shè)備通過(guò)預(yù)先配置的訪問(wèn)控制表對(duì)接收的保護(hù)倒換通知消息及故障恢復(fù)倒換通知消息進(jìn)行檢測(cè)。
12.一種基于權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)方法，所述系統(tǒng)包括位于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)內(nèi)的一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備，其特征在于，所述方法包括主設(shè)備定時(shí)向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的握手檢測(cè)消息，所述握手檢測(cè)消息的目的MAC地址為接收端設(shè)備的三層接口的地址，并且與所述以太網(wǎng)環(huán)承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息具有相同的虛擬專(zhuān)用網(wǎng)VLAN標(biāo)識(shí)；在以太網(wǎng)環(huán)正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，配置主設(shè)備只進(jìn)行三層轉(zhuǎn)發(fā)，禁止二層轉(zhuǎn)發(fā)；如果主設(shè)備收到了從設(shè)備發(fā)送的故障通知消息、或者在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的保護(hù)倒換通知消息；在以太網(wǎng)環(huán)故障狀態(tài)時(shí)，配置主設(shè)備同時(shí)允許三層轉(zhuǎn)及二層轉(zhuǎn)發(fā)；如果主設(shè)備重新收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息、或者收到從設(shè)備發(fā)送的故障恢復(fù)通知消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的故障恢復(fù)倒換通知消息；從設(shè)備根據(jù)收到的保護(hù)倒換通知消息或故障恢復(fù)倒換通知消息進(jìn)行對(duì)應(yīng)的倒換操作。
13.一種基于權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)方法，所述系統(tǒng)包括位于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)內(nèi)的一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備，其特征在于，所述方法包括主設(shè)備定時(shí)向從設(shè)備發(fā)送握手檢測(cè)消息；主設(shè)備通過(guò)預(yù)先配置的訪問(wèn)控制表對(duì)接收的消息進(jìn)行檢測(cè)；在以太網(wǎng)環(huán)正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果主設(shè)備收到了從設(shè)備發(fā)送的故障通知消息、或者在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的保護(hù)倒換通知消息；在以太網(wǎng)環(huán)故障狀態(tài)時(shí)，如果主設(shè)備重新收到從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息、或者收到從設(shè)備發(fā)送的故障恢復(fù)通知消息，則向從設(shè)備發(fā)送由三層承載的故障恢復(fù)倒換通知消息；從設(shè)備通過(guò)預(yù)先配置的訪問(wèn)控制表對(duì)接收的消息進(jìn)行檢測(cè)；當(dāng)從設(shè)備收到所述保護(hù)倒換通知消息或故障恢復(fù)倒換通知消息后，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的倒換操作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)系統(tǒng)，包括位于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)內(nèi)的一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備，主設(shè)備和各從設(shè)備形成一環(huán)路。在正常工作時(shí)，主設(shè)備控制其備用端口只允許以太網(wǎng)環(huán)三層轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包通過(guò)，禁止以太網(wǎng)環(huán)二層轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包通過(guò)；在出現(xiàn)故障時(shí)，將備用端口打開(kāi)，允許各種數(shù)據(jù)包通過(guò)。利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以太環(huán)保護(hù)時(shí)，主設(shè)備定時(shí)發(fā)送由三層承載握手檢測(cè)消息檢測(cè)以太網(wǎng)環(huán)故障，并通過(guò)預(yù)先配置的訪問(wèn)控制表捕獲從設(shè)備返回的握手檢測(cè)消息。利用本發(fā)明，可以大大加快設(shè)備的倒換時(shí)間，有效提高設(shè)備的可靠性。
文檔編號(hào)H04L12/437GK1980145SQ20051012573
公開(kāi)日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日
發(fā)明者于洋, 王瑋 申請(qǐng)人:杭州華為三康技術(shù)有限公司