以太網(wǎng)保護切換方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種以太網(wǎng)保護切換方法，包括：主節(jié)點收到NR幀后，開啟WTR定時器；此時第二節(jié)點并沒有檢測到D1端口對應(yīng)鏈路已經(jīng)恢復(fù)，認為還處于問題狀態(tài)，接收到第一節(jié)點發(fā)過來的NR報文后發(fā)送SF提醒報文，提醒其他節(jié)點本節(jié)點處還存在問題鏈路；主節(jié)點接收到第二節(jié)點發(fā)過來的SF提醒報文，關(guān)閉WTR定時器，重新進入鏈路保護狀態(tài)；第二節(jié)點發(fā)現(xiàn)其D1端口對應(yīng)鏈路恢復(fù)，開啟GUARD定時器，并向其他各節(jié)點發(fā)送NR幀；主節(jié)點收到NR幀開啟WTR定時器；主節(jié)點的WTR定時器超時阻塞RPL端口A2，并向其他節(jié)點發(fā)送NRRB幀；相鄰節(jié)點接收到NRRB幀后重新阻塞其RPL端口B1；第一、第二節(jié)點接收到NRRB幀，打開原來因為故障阻塞的C2端口和D1端口。本發(fā)明可解決鏈路恢復(fù)時收斂時間長的問題。
【專利說明】以太網(wǎng)保護切換方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)通訊【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種以太網(wǎng)保護切換方法，尤其涉及一種基 于鏈路層的以太網(wǎng)保護切換方法。

【背景技術(shù)】
[0002] ERPS(Ethernet Ring Protection Switching)是一種基于鏈路層的以太網(wǎng)保護切 換協(xié)議。隨著目前工業(yè)環(huán)境對其網(wǎng)絡(luò)的可靠性和實時性要求越來越高，ERPS被越來越多的 采用，相對其他STP、EAPS等其他幾種環(huán)網(wǎng)協(xié)議而言，ERPS有著更快的保護倒換時間（50ms 以內(nèi)），協(xié)議內(nèi)容更齊全，支持更多的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)（單環(huán)以及各種多環(huán)拓撲結(jié)構(gòu)）和各種 故障情況（單鏈路故障、多鏈路故障等）。
[0003] ERPS協(xié)議中，網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點主要分三種類型：主節(jié)點（RPL Owner Node)、相鄰節(jié)點 (RPL Neighbour Node)和普通節(jié)點（Common Node)，網(wǎng)絡(luò)成環(huán)以后，會阻塞主節(jié)點和相鄰節(jié) 點之間的鏈路（RPL)端口，防止出現(xiàn)環(huán)路。鏈路上一旦出現(xiàn)故障，則打開RPL端口，從而實 現(xiàn)快速鏈路切換。如果故障鏈路恢復(fù)以后，則重新阻塞RPL端口，切換回原來鏈路。
[0004] ERPS協(xié)議中，可以用CCM報文（每個報文間隔3.3ms)監(jiān)測的方式來判斷相鄰節(jié) 點的鏈路情況。而在實際應(yīng)用中，由于方案條件的限制很多設(shè)計方案中采用監(jiān)測PHY link 狀態(tài)或者光模塊L0S信號（兩個節(jié)點之間用光纖連接）的方式。對于收發(fā)各一根光纖（分 別負責(zé)接收和發(fā)送）的雙口光模塊，出現(xiàn)鏈問題的時候，經(jīng)常出現(xiàn)兩端L0S信號不同步的現(xiàn) 象（例如，手動拔插光模塊造成光模塊L0S和恢復(fù)，經(jīng)常鏈路兩端檢測到L0S和恢復(fù)存在幾 個毫秒到幾百毫秒的時間差值）。如果采用軟件輪詢方式訪問PHY的link狀態(tài)監(jiān)測鏈路 狀態(tài)，鏈路兩端節(jié)點也存在狀態(tài)監(jiān)測的時間差（大小視具體環(huán)境而定）。類似上述問題，對 ERPS在鏈路恢復(fù)時候的收斂時間有很大影響，有的甚至調(diào)整ERPS的WTR以及GUARD定時器 都沒法解決。
[0005] 請參閱圖1，原協(xié)議中的鏈路恢復(fù)處理流程包括如下步驟：
[0006] (1)故障鏈路恢復(fù)，此時兩端端口（端口 C2和D1)還處于阻塞狀態(tài)（通過帶填充 的圓圈表不，下同）。
[0007] (2)節(jié)點C首先檢測到問題鏈路恢復(fù)，啟動GUARD定時器，并向其他節(jié)點發(fā)送NR 幀。
[0008] (3) Owner節(jié)點A收到NR巾貞，開啟WTR定時器。
[0009] (4)隨后節(jié)點D也檢測到問題鏈路恢復(fù)，并啟動GUARD定時器，并向其他節(jié)點發(fā)送 NR幀。
[0010] (5)0wner節(jié)點A上的WTR定時器超時，阻塞RPL鏈路端口 A1，并向兩端其他節(jié)點 發(fā)送NRRB幀。Neighbour節(jié)點B接收到NRRB幀以后，也將RPL鏈路的端口 B1阻塞。節(jié)點 C此時GUARD定時器已經(jīng)結(jié)束，可以正常接收到NRRB巾貞，所以打開了原來被阻塞的端口 C2。 而節(jié)點D由于還處于GUARD未超時狀態(tài)，無法接收到NRRB幀，所以端口 D1處于阻塞狀態(tài)。
[0011] (6)直到GUARD超時以后，5秒后下一個NRRB幀到來，才會重新打開端口 D1，鏈路 才會真正恢復(fù)正常。
[0012] 顯然，這種情況下，會存在0?5秒的時間段，端口 A2、B1和D1被阻塞，節(jié)點B和 節(jié)點C處于業(yè)務(wù)不通狀態(tài)。
[0013] 有鑒于此，如今迫切需要設(shè)計一種新的以太網(wǎng)保護切換方法，以便克服現(xiàn)有協(xié)議 的上述缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種以太網(wǎng)保護切換方法，可有效解決鏈路 恢復(fù)的時候收斂時間長的問題，進一步縮短在上述條件干擾下的故障收斂時間。
[0015] 在環(huán)網(wǎng)保護鏈路故障恢復(fù)過程中，由于恢復(fù)鏈路兩端監(jiān)測到鏈路恢復(fù)存在一定的 時間差，導(dǎo)致收斂時間過慢，本發(fā)明主要是為了解決這個問題。在一些實際應(yīng)用場景中，沒 有CCM報文監(jiān)測，沒有中斷上報等，鏈路兩端狀態(tài)檢測往往存在較大的時間差。
[0016] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0017] 一種以太網(wǎng)保護切換方法，所述方法包括如下步驟：
[0018] (S1)故障鏈路恢復(fù)，此時第一節(jié)點C的第二端口 C2、第二節(jié)點D的第一端口 D1還 處于阻塞狀態(tài)；
[0019] (S2)第一節(jié)點C首先檢測到問題鏈路恢復(fù)，啟動GUARD定時器，并向其他節(jié)點發(fā)送 NR幀；
[0020] (S3)主節(jié)點A收到NR巾貞，開啟WTR定時器；而此時第二節(jié)點D并沒有檢測到其第 一端口 D1對應(yīng)鏈路已經(jīng)恢復(fù)，認為還處于問題狀態(tài)，所以接收到第一節(jié)點C發(fā)過來的NR報 文以后，會馬上發(fā)送SF提醒報文，提醒其他節(jié)點，本節(jié)點處還存在問題鏈路；
[0021] (S4)主節(jié)點A接收到第二節(jié)點D發(fā)過來的SF提醒報文，馬上關(guān)閉WTR定時器，重 新進入鏈路保護狀態(tài)；
[0022] (S5)第二節(jié)點D也發(fā)現(xiàn)其第一端口 D1對應(yīng)鏈路恢復(fù)，開啟GUARD定時器，并向其 他各節(jié)點發(fā)送NR幀；
[0023] (S6)主節(jié)點A收到NR巾貞，開啟WTR定時器；
[0024] (S7)主節(jié)點A的WTR定時器超時，阻塞RPL端口（A2)，并向其他節(jié)點發(fā)送NRRB幀； 相鄰節(jié)點B接收到NRRB幀以后，也重新阻塞其RPL端口（B1);第一節(jié)點C和第二節(jié)點D接 收到NRRB幀，打開原來因為故障阻塞的第二端口 C2和第一端口 D1，到此，鏈路恢復(fù)正常。
[0025] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟S2中，故障鏈路恢復(fù)時候，會啟用GUARD定時 器，防止當(dāng)時鏈路上過期的ERPS報文。
[0026] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟S3中，為了防止鏈路恢復(fù)時候出現(xiàn)震蕩，主節(jié) 點在檢測到有鏈路故障恢復(fù)時候，會啟動WTR定時器，直到該定時器超時才會發(fā)起鏈路切 換。
[0027] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟S7中，RPL為環(huán)網(wǎng)保護鏈路，在整個環(huán)網(wǎng)無故障 時候，RPL鏈路兩端端口處于阻塞狀態(tài)，一旦環(huán)網(wǎng)鏈路出現(xiàn)故障，RPL保護鏈路兩端端口就 會打開，啟用備用鏈路。
[0028] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提出的以太網(wǎng)保護切換方法，優(yōu)化了原ERPS協(xié)議 內(nèi)容，解決原ERPS協(xié)議存在的因為鏈路兩端狀態(tài)上報時間差可能導(dǎo)致的鏈路恢復(fù)時機不 準的問題，提高了鏈路切換的準確性，并且大大降低了 ERPS協(xié)議實現(xiàn)的軟硬件要求。
[0029] 經(jīng)過本發(fā)明優(yōu)化以后，在ERPS的鏈路恢復(fù)過程中，即使出現(xiàn)鏈路兩端狀態(tài)不能同 時檢測到的情況，也會根據(jù)后檢測到的端口的請求來進行整體鏈路切換，避免了過早切換 可能導(dǎo)致的部分鏈路不對的情況。同時，采用優(yōu)化方案以后，對于該環(huán)網(wǎng)中出現(xiàn)多鏈路故 障，都能準確及時的通知Owner節(jié)點鏈路情況，防止出現(xiàn)部分鏈路不能準確及時切換的問 題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1為原erps鏈路恢復(fù)方法的流程圖。
[0031] 圖2為本發(fā)明以太網(wǎng)保護切換方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0033] 實施例一
[0034] 請參閱圖2,本發(fā)明揭示了一種以太網(wǎng)保護切換方法，所述方法包括如下步驟：
[0035] (S1)故障鏈路恢復(fù)，此時第一節(jié)點C的第二端口 C2、第二節(jié)點D的第一端口 D1還 處于阻塞狀態(tài)；
[0036] (S2)第一節(jié)點C首先檢測到問題鏈路恢復(fù)，啟動GUARD定時器，并向其他節(jié)點發(fā) 送NR幀。其中，GUARD定時器為防護定時器，故障鏈路恢復(fù)時候，會啟用該定時器，防止當(dāng) 時鏈路上過期的ERPS報文。NR (No Request，無請求）幀指無請求幀，這個場景主要用來告 知Owner主節(jié)點有節(jié)點故障恢復(fù)。
[0037] (S3)主節(jié)點A收到NR幀，開啟WTR定時器；而此時第二節(jié)點D并沒有檢測到其 第一端口 D1對應(yīng)鏈路已經(jīng)恢復(fù)，認為還處于問題狀態(tài)，所以接收到第一節(jié)點C發(fā)過來的NR 報文以后，會馬上發(fā)送SF提醒報文，提醒其他節(jié)點，本節(jié)點處還存在問題鏈路。為了防止 鏈路恢復(fù)時候出現(xiàn)震蕩，Owner主節(jié)點在檢測到有鏈路故障恢復(fù)時候，會啟動WTR (Wait To Restore)定時器，直到該定時器超時才會發(fā)起鏈路切換。SF(Signal Failed)幀主要是在節(jié) 點鏈路存在故障時候發(fā)送，提醒Owner和其他節(jié)點，鏈路出現(xiàn)故障。
[0038] (S4)主節(jié)點A接收到第二節(jié)點D發(fā)過來的SF提醒報文，馬上關(guān)閉WTR定時器，重 新進入鏈路保護狀態(tài)。
[0039] (S5)第二節(jié)點D也發(fā)現(xiàn)其第一端口 D1對應(yīng)鏈路恢復(fù)，開啟GUARD定時器，并向其 他各節(jié)點發(fā)送NR幀。
[0040] (S6)主節(jié)點A收到NR巾貞，開啟WTR定時器。
[0041] (S7)主節(jié)點A的WTR定時器超時，阻塞RPL端口 A2,并向其他節(jié)點發(fā)送NRRB幀； 相鄰節(jié)點B接收到NRRB幀以后，也重新阻塞其RPL端口 B1 ;第一節(jié)點C和第二節(jié)點D接收 到NRRB幀，打開原來因為故障阻塞的第二端口 C2和第一端口 D1，到此，鏈路恢復(fù)正常。
[0042] 其中，RPL (Ring Protection Link)指的是環(huán)網(wǎng)保護鏈路，在整個環(huán)網(wǎng)無故障時候， RPL鏈路兩端端口處于阻塞狀態(tài)，一旦環(huán)網(wǎng)鏈路出現(xiàn)故障，RPL保護鏈路兩端端口就會打 開，啟用備用鏈路。
[0043] NRRB (No Request RPL Blocked)巾貞主要由Owner主節(jié)點發(fā)送，通知其他各節(jié)點，鏈 路故障已經(jīng)消失，打開原先由于故障的阻塞的鏈路端口，阻塞RPL端口，完成鏈路切換。
[0044] 本發(fā)明解決和原ERPS協(xié)議在具體實現(xiàn)過程中，由于條件限制導(dǎo)致鏈路兩端狀態(tài) 變化相差時間比較大的時候，導(dǎo)致的鏈路恢復(fù)過程中可能出現(xiàn)的鏈路切換時機不對的問 題。采用本發(fā)明方案以后，ERPS在具體的實施過程中，對鏈路兩端狀態(tài)監(jiān)測到的時間差不 會有嚴格的要求，即使不支持CCM報文監(jiān)測，可以采用簡單的軟件輪詢PHY狀態(tài)或者光模塊 L0S狀態(tài)這種方式，也可以實現(xiàn)鏈路故障恢復(fù)時候的準確切換；大大降低了實際應(yīng)用中的 軟硬件條件限制。
[0045] 此外，本發(fā)明優(yōu)化了原ERPS協(xié)議內(nèi)容，解決原ERPS協(xié)議存在的因為鏈路兩端狀態(tài) 上報時間差可能導(dǎo)致的鏈路恢復(fù)時機不準的問題，提高了鏈路切換的準確性，并且大大降 低了 ERPS協(xié)議實現(xiàn)的軟硬件要求
[0046] 綜上所述，本發(fā)明提出的以太網(wǎng)保護切換方法，經(jīng)過優(yōu)化以后，在ERPS的鏈路恢 復(fù)過程中，即使出現(xiàn)鏈路兩端狀態(tài)不能同時檢測到的情況，也會根據(jù)后檢測到的端口的請 求來進行整體鏈路切換，避免了過早切換可能導(dǎo)致的部分鏈路不對的情況。而且，采用優(yōu)化 方案以后，對于該環(huán)網(wǎng)中出現(xiàn)多鏈路故障，都能準確及時的通知Owner節(jié)點鏈路情況，防止 出現(xiàn)部分鏈路不能準確及時切換的問題。
[0047] 這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例 中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實 施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明 的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、 材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進 行其它變形和改變。
【權(quán)利要求】
1. 一種以太網(wǎng)保護切換方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： (51) 故障鏈路恢復(fù)，此時第一節(jié)點（C)的第二端口（C2)、第二節(jié)點（D)的第一端口 (D1)還處于阻塞狀態(tài)； (52) 第一節(jié)點（C)首先檢測到問題鏈路恢復(fù)，啟動GUARD定時器，并向其他節(jié)點發(fā)送 NR幀； (53) 主節(jié)點（A)收到NR幀，開啟WTR定時器；而此時第二節(jié)點（D)并沒有檢測到其第 一端口（D1)對應(yīng)鏈路已經(jīng)恢復(fù)，認為還處于問題狀態(tài)，所以接收到第一節(jié)點（C)發(fā)過來的 NR報文以后，會馬上發(fā)送SF提醒報文，提醒其他節(jié)點，本節(jié)點處還存在問題鏈路； (54) 主節(jié)點（A)接收到第二節(jié)點（D)發(fā)過來的SF提醒報文，馬上關(guān)閉WTR定時器，重 新進入鏈路保護狀態(tài)； (55) 第二節(jié)點（D)也發(fā)現(xiàn)其第一端口（D1)對應(yīng)鏈路恢復(fù)，開啟GUARD定時器，并向其 他各節(jié)點發(fā)送NR幀； (56) 主節(jié)點（A)收到NR巾貞，開啟WTR定時器； (57) 主節(jié)點（A)的WTR定時器超時，阻塞RPL端口（A2)，并向其他節(jié)點發(fā)送NRRB幀； 相鄰節(jié)點⑶接收到NRRB幀以后，也重新阻塞其RPL端口（B1);第一節(jié)點（C)和第二節(jié)點 (D)接收到NRRB幀，打開原來因為故障阻塞的第二端口（C2)和第一端口（D1)，到此，鏈路 恢復(fù)正常。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)保護切換方法，其特征在于： 步驟S2中，故障鏈路恢復(fù)時候，會啟用GUARD定時器，防止當(dāng)時鏈路上過期的ERPS報 文。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)保護切換方法，其特征在于： 步驟S3中，為了防止鏈路恢復(fù)時候出現(xiàn)震蕩，主節(jié)點在檢測到有鏈路故障恢復(fù)時候， 會啟動WTR定時器，直到該定時器超時才會發(fā)起鏈路切換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)保護切換方法，其特征在于： 步驟S7中，RPL為環(huán)網(wǎng)保護鏈路，在整個環(huán)網(wǎng)無故障時候，RPL鏈路兩端端口處于阻塞 狀態(tài)，一旦環(huán)網(wǎng)鏈路出現(xiàn)故障，RPL保護鏈路兩端端口就會打開，啟用備用鏈路。
【文檔編號】H04L12/26GK104065546SQ201410317065
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】李建鋒 申請人:引通通訊科技（上海）有限公司