一種使以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議與生成樹協(xié)議能夠異構(gòu)混合組網(wǎng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種使以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議與生成樹協(xié)議能夠異構(gòu)混合組網(wǎng)的方法和系統(tǒng)，包括步驟：（1)通過(guò)設(shè)置生成樹協(xié)議節(jié)點(diǎn)的橋優(yōu)先級(jí)屬性將生成樹拓?fù)涞母?jié)點(diǎn)固定在耦合拓?fù)涞墓蚕礞溌飞希?2)專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議上的所有非共享節(jié)點(diǎn)開啟對(duì)生成樹協(xié)議報(bào)文的透?jìng)鳎?3)專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議上的所有節(jié)點(diǎn)從被自身主動(dòng)阻斷的端口收到生成樹協(xié)議BPDU做丟棄處理；(4)共享鏈路上的節(jié)點(diǎn)從兩個(gè)環(huán)網(wǎng)端口中任意一個(gè)端口收到生成樹協(xié)議BPDU視為從同一端口收到。本發(fā)明的系統(tǒng)包括相互連接的交換芯片和CPU，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了耦合多環(huán)混合組網(wǎng)、環(huán)與星形網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)、多歸宿混合組網(wǎng)等多種形式的復(fù)雜組網(wǎng)模式。
【專利說(shuō)明】一種使以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議與生成樹協(xié)議能夠異構(gòu)混合組網(wǎng)的方 法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種使以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議與生成樹協(xié)議能夠異構(gòu)混合組網(wǎng)的方法和系統(tǒng)， 屬于網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，傳統(tǒng)的以太環(huán)網(wǎng)是由一組IEEE 802. 1兼容的以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)組成的環(huán)形拓?fù)洌?每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)基于802. 3媒體訪問(wèn)控制（MAC)的環(huán)端口與其他兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，而以太網(wǎng)MAC 可以由其他服務(wù)層技術(shù)承載，所有節(jié)點(diǎn)間能夠直接或者間接通信。單獨(dú)的以太網(wǎng)環(huán)（以下 簡(jiǎn)稱單環(huán)）其物理拓?fù)涫且环N環(huán)形冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，為了避免形成廣播風(fēng)暴，以太網(wǎng)環(huán)的邏 輯工作網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?shí)際為鏈型，也即單環(huán)拓?fù)涞纳蓸?。同時(shí)，以太網(wǎng)環(huán)之間也可以互聯(lián)構(gòu)成 多環(huán)拓?fù)?，其互連方式如下：通過(guò)一個(gè)共享節(jié)點(diǎn)互聯(lián)；由兩個(gè)或多個(gè)共享節(jié)點(diǎn)互聯(lián)；環(huán)形網(wǎng) 絡(luò)拓?fù)湓趯哟位M網(wǎng)、節(jié)省線路資源、提供靈活快速的保護(hù)、簡(jiǎn)化組網(wǎng)拓?fù)浜秃?jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理 等方面具有線形和星形方式不具有的優(yōu)點(diǎn)，但是，它必須給數(shù)據(jù)通道提供快速的故障恢復(fù) 能力，其中最關(guān)鍵的就是小于50ms的保護(hù)倒換能力，因環(huán)形拓?fù)湓诠ぷ鲿r(shí)必須消除冗余鏈 路，即使邏輯拓?fù)錇殒溞停ɑ蚍Q開環(huán)），所以需要環(huán)網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)運(yùn)行專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)， 其中已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議有ITU-T的G. 8〇32、IEC的IEC 6M39 MRP等，但在實(shí)際應(yīng)用中各設(shè) 備制造商對(duì)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的互通性并不好，而且很多設(shè)備制造商還在使用自己私有的以太 網(wǎng)環(huán)協(xié)議，所以當(dāng)使用多家設(shè)備制造商的設(shè)備構(gòu)成復(fù)雜環(huán)網(wǎng)拓?fù)洌ㄈ缍喹h(huán)）時(shí)，往往存在兼 容性的問(wèn)題。
[0003] 除了專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議，IEEE 8〇2· 1D、802. ls、802. lw定義的生成樹協(xié)議也可以用來(lái) 構(gòu)建環(huán)網(wǎng)，生成樹協(xié)議的構(gòu)建冗余網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)是：各廠商之間兼容性好、設(shè)備支持極為普 及、支持的冗余拓?fù)漕愋?、冗余鏈路的?shù)目不受限制；但生成樹協(xié)議的劣勢(shì)是保護(hù)倒換能力 不好，其倒換性能與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相關(guān)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，生成樹的倒換性能越低。
[0004] 目前，專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議不能與生成樹協(xié)議直接混合組網(wǎng)，這很大程度上限制了工程 實(shí)施的靈活性，特別是工程中需要多環(huán)拓?fù)鋾r(shí)，例如一個(gè)雙環(huán)拓?fù)洌瑑蓚€(gè)環(huán)共享了 一條鏈 路，通常稱為耦合環(huán)，環(huán)網(wǎng)是一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫螒B(tài)，其中環(huán)網(wǎng)1(以下簡(jiǎn)稱RING 1)運(yùn)行專用環(huán) 網(wǎng)協(xié)議，而環(huán)網(wǎng)2 (以下簡(jiǎn)稱MNG 2)則希望使用生成樹協(xié)議組環(huán)；而RING 2還可以是更復(fù) 雜的非環(huán)型冗余拓?fù)湫螒B(tài)。而本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)耦合多環(huán)混合組網(wǎng)、環(huán)與星形網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)、 多歸宿混合組網(wǎng)等多種形式的復(fù)雜組網(wǎng)模式，經(jīng)檢索在傳統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)中未發(fā)現(xiàn)能夠解決 此類問(wèn)題的專利技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服上述技術(shù)問(wèn)題的使以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議與生成樹 協(xié)議能夠異構(gòu)混合組網(wǎng)的方法和系統(tǒng)，本發(fā)明公開的方法能夠解決專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議與生成樹 協(xié)議的混合組網(wǎng)問(wèn)題，特別是本發(fā)明能夠解決專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c生成樹協(xié)議 構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯嬖诠蚕礞溌非闆r時(shí)的混合組網(wǎng)。
[0006] 本發(fā)明所述使以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議與生成樹協(xié)議能夠異構(gòu)混合組網(wǎng)的方法包括以下步 驟：
[0007] (1)通過(guò)設(shè)置生成樹協(xié)議節(jié)點(diǎn)的橋優(yōu)先級(jí)屬性，將生成樹拓?fù)涞母?jié)點(diǎn)固定在耦 合拓?fù)涞墓蚕礞溌飞希?br> [0008] (2)專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議上的所有非共享節(jié)點(diǎn)開啟對(duì)生成樹協(xié)議報(bào)文的透?jìng)?，即從某環(huán) 網(wǎng)立而口接收到的生成樹BPDU(橋接協(xié)議數(shù)據(jù)單兀，Bridge Protocol Data Unit)報(bào)文不處 理而是原樣從配對(duì)的另一個(gè)環(huán)網(wǎng)端口轉(zhuǎn)發(fā)出去；
[0009] ⑶專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議上的所有節(jié)點(diǎn)（經(jīng)常是主節(jié)點(diǎn)）從被自身主動(dòng)阻斷的端口收到 生成樹協(xié)議BPDU做丟棄處理；
[0010] (4)共享鏈路上的節(jié)點(diǎn)從兩個(gè)環(huán)網(wǎng)端口中任意一個(gè)端口收到生成樹協(xié)議BPDU，視 為從同一端口收到，送交生成樹協(xié)議處理之前將接收端口號(hào)、報(bào)文中的端口 ID、端口開銷歸 一化為相同值，這兩個(gè)環(huán)網(wǎng)端口叫做耦合配對(duì)端口，其目的是當(dāng)共享鏈路故障引起專用環(huán) 網(wǎng)協(xié)議發(fā)生倒換保護(hù)時(shí)，不影響生成樹協(xié)議的計(jì)算，因?yàn)榇藭r(shí)共享鏈路上的節(jié)點(diǎn)仍然可通 過(guò)另一個(gè)環(huán)網(wǎng)端口與生成樹根節(jié)點(diǎn)通信，這保證了共享鏈路的阻斷狀態(tài)只能通過(guò)專用環(huán)網(wǎng) 協(xié)議控制，避免了生成樹協(xié)議和專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議同時(shí)控制造成的錯(cuò)誤。
[0011]本發(fā)明的使以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議與生成樹協(xié)議能夠異構(gòu)混合組網(wǎng)的系統(tǒng)是典型的以太 網(wǎng)交換機(jī)硬件系統(tǒng)，包括相互連接的交換芯片（網(wǎng)橋芯片）和CPU，其中CPU是執(zhí)行生成樹 協(xié)議、環(huán)網(wǎng)協(xié)議的主體，（PU依據(jù)協(xié)議的運(yùn)算結(jié)果執(zhí)行對(duì)交換芯片的控制（即端口的阻塞/ 轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)控制）。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：（1)實(shí)現(xiàn)了專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議與生成樹協(xié)議的異構(gòu)混合組網(wǎng)；(2)本 發(fā)明只有在定義耦合配對(duì)端口方面需要設(shè)備特殊實(shí)現(xiàn)，但此改動(dòng)不需要對(duì)生成樹協(xié)議以 及專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議本身進(jìn)行任何改動(dòng)；（3)本發(fā)明的異構(gòu)混合組網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)耦合多環(huán)混合組 網(wǎng)、環(huán)與星形網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)、多歸宿混合組網(wǎng)等多種形式的復(fù)雜組網(wǎng)模式。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是耦合多環(huán)拓?fù)渲写嬖谝粭l共享鏈路和兩個(gè)共享節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2是耦合多環(huán)拓?fù)渲写嬖趦蓷l共享鏈路和三個(gè)共享節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖3是本發(fā)明的耦合或異構(gòu)實(shí)現(xiàn)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明的多宿實(shí)現(xiàn)方案（Multi Homing)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5是本發(fā)明所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0019] 本發(fā)明的一種使以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議與生成樹協(xié)議能夠異構(gòu)混合組網(wǎng)的方法包括以下 步驟：
[0020] (1)通過(guò)設(shè)置生成樹協(xié)議節(jié)點(diǎn)的橋優(yōu)先級(jí)屬性，將生成樹拓?fù)涞母?jié)點(diǎn)固定在耦 合拓?fù)涞墓蚕礞溌飞希?br> [0021] ⑵專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議上的所有非共享節(jié)點(diǎn)開啟對(duì)生成樹協(xié)議報(bào)文的透?jìng)?，即從某環(huán) 網(wǎng)端口接收到的生成樹BPDU報(bào)文不處理而是原樣從配對(duì)的另一個(gè)環(huán)網(wǎng)端口轉(zhuǎn)發(fā)出去；
[0022] (3)專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議上的所有節(jié)點(diǎn)（經(jīng)常是主節(jié)點(diǎn)）從被自身主動(dòng)阻斷的端口收到 生成樹協(xié)議BPDU做丟棄處理；
[0023] (4)共享鏈路上的節(jié)點(diǎn)從兩個(gè)環(huán)網(wǎng)端口中任意一個(gè)端口收到生成樹協(xié)議BPDU，視 為從同一端口收到，送交生成樹協(xié)議處理之前將接收端口號(hào)、報(bào)文中的端口 ID、端口開銷歸 一化為相同值，這兩個(gè)環(huán)網(wǎng)端口叫做耦合配對(duì)端口。
[0024] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種使以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議與生成樹協(xié)議能夠異構(gòu)混合組 網(wǎng)的方法能夠解決如圖1所示的耦合環(huán)拓?fù)渲写嬖谝粭l共享鏈路和兩個(gè)共享節(jié)點(diǎn)以及如 圖2所示耦合環(huán)拓?fù)渲写嬖趦蓷l共享鏈路和三個(gè)共享節(jié)點(diǎn)的情況。圖1到圖5中的空白方 框均為指定網(wǎng)橋。
[0025] 如圖3和圖4所示，給出了本發(fā)明的方案示意圖，圖3和圖4中路徑上的數(shù)字1、3、 4、6代表生成樹協(xié)議使用的路徑開銷，圖4中的4、 6就是生成樹協(xié)議的路徑開銷，4和6這 兩條鏈路的鏈路開銷設(shè)置需要大于共享鏈路上任意網(wǎng)橋到根橋的開銷。
[0026] 如圖3和圖4所不，其中，SW為指定網(wǎng)橋，所述指定網(wǎng)橋是生成樹協(xié)議中定義的概 念。SW1為指定網(wǎng)橋1，SW2為指定網(wǎng)橋2, SW3為指定網(wǎng)橋3, ROOT為根橋，RING 1為環(huán)網(wǎng) 1，RING 2為環(huán)網(wǎng)2,圖3和圖4中各有4個(gè)節(jié)點(diǎn)參與了生成樹計(jì)算，親合共享節(jié)點(diǎn)上只有奉禹 合共享鏈路兩端的端口參與RSTP(快速生成樹協(xié)議，Rapid Spanning Tree Protocol)計(jì) 算。
[0027] 本發(fā)明的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示，本發(fā)明的硬件系統(tǒng)是典型的以太網(wǎng)交換機(jī)硬 件系統(tǒng)，包括相互連接的交換芯片（網(wǎng)橋芯片）和CPU，其中CPU是執(zhí)行生成樹協(xié)議、環(huán)網(wǎng)協(xié) 議的主體，CPU依據(jù)協(xié)議的運(yùn)算結(jié)果執(zhí)行對(duì)交換芯片的控制（即端口的阻塞/轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)控 制）。
[0028] 本發(fā)明所述耦合配對(duì)端口的實(shí)現(xiàn)方式有以下三種：
[0029] (1)圖中位置1處，將收到的協(xié)議報(bào)文欺騙CPU，讓CPU認(rèn)為是從同一個(gè)端口接收 來(lái)的，這通過(guò)在軟件的驅(qū)動(dòng)程序?qū)訉?shí)現(xiàn)；
[0030] (2)圖中位置2處，有些交換芯片如果支持替換報(bào)文內(nèi)容，則直接在位置2實(shí)現(xiàn)；
[0031] (3)圖中位置3處，在交換芯片外部掛接一個(gè)專用芯片，例如掛接FPGA(可編程門 陣列，F(xiàn)ield Programmable Gate Array)來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)文內(nèi)容替換；
[0032] 無(wú)論上述哪種實(shí)現(xiàn)方法，只要最終不影響CPU的計(jì)算結(jié)果即可，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是 不用對(duì)CPU運(yùn)行的協(xié)議本身做任何修改，只需要對(duì)CPU的收發(fā)包接口稍做調(diào)整。
[0033] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的范圍內(nèi)，能夠輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種使以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議與生成樹協(xié)議能夠異構(gòu)混合組網(wǎng)的方法，其特征在于，包括以 下步驟： (1) 通過(guò)設(shè)置生成樹協(xié)議節(jié)點(diǎn)的橋優(yōu)先級(jí)屬性，將生成樹拓?fù)涞母?jié)點(diǎn)固定在耦合拓 撲的共孚鏈路上； (2) 專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議上的所有非共享節(jié)點(diǎn)開啟對(duì)生成樹協(xié)議報(bào)文的透?jìng)鳎磸哪抄h(huán)網(wǎng)端 口接收到的生成樹BPDU報(bào)文，原樣從配對(duì)的另一個(gè)環(huán)網(wǎng)端口轉(zhuǎn)發(fā)； (3) 專用環(huán)網(wǎng)協(xié)議上的所有節(jié)點(diǎn)從被自身主動(dòng)阻斷的端口收到生成樹協(xié)議BPDU做丟 棄處理； (4) 共享鏈路上的節(jié)點(diǎn)從兩個(gè)環(huán)網(wǎng)端口中任意一個(gè)端口收到生成樹協(xié)議BPDU，視為從 同一端口收到，送交生成樹協(xié)議處理之前將接收端口號(hào)、報(bào)文中的端口 ID、端口開銷歸一化 為相同值，這兩個(gè)環(huán)網(wǎng)端口叫做耦合配對(duì)端口。
2·使以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議與生成樹協(xié)議能夠異構(gòu)混合組網(wǎng)的系統(tǒng)，其特征在于，包括相互連 接的交換芯片和CPU。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的使以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議與生成樹協(xié)議能夠異構(gòu)混合組網(wǎng)的系統(tǒng)，其 特征在于：所述交換芯片為網(wǎng)橋芯片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的使以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議與生成樹協(xié)議能夠異構(gòu)混合組網(wǎng)的系統(tǒng)，其 特征在于：所述系統(tǒng)為以太網(wǎng)交換機(jī)硬件系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H04L12/28GK104219115SQ201410478662
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】謝勇 申請(qǐng)人:北京博維亞訊技術(shù)有限公司