无虚拟通道的子环控制信道阻塞协议报文的方法和系统

技术领域

本发明涉及数据通信领域，更具体地，涉及一种无虚拟通道的子环控制信道阻塞协议报文的方法和系统。

背景技术

随着以太网络向着多业务承载方向的发展，特别是一些业务对网络的可靠性、实时性要求越来越高，以太网广泛采用了环形的组网以提高网络可靠性。并且在环形的保护方法中，通常要求快速保护倒换，达到50ms以下。目前这种快速保护倒换的技术有IETF(Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组)的RFC3619、ITU-T(International Telecommunication Union，国际电信联盟)的G.8032等。

对于子环的定义，国际上正在制定的标准(如ITU的G.8032)认为子环(Sub-Ring)是一种通过互连节点(Interconnection Node)与其它环或者网络相连的以太环，互连节点(Interconnection Node)是同时属于两个或者多个以太环的公共节点

例如图1a所示，子环Sub-ring1上的节点A至G都为具有以太网交换功能的节点，Sub-ring1通过互连接点接入网络X。用户M和节点B相连接，用户N和节点D相连接。网络M和网络N之间进行通信。网络M和网络N之间有2条物理路径，即：用户N←→节点D←→节点C←→节点B←→网络M，用户N←→节点D←→节点E←→节点F ←→网络X←→节点A←→节点G←→节点B←→用户M。

在应用子环保护技术时，一般定义了环保护链路和控制节点，即：在以太环网无故障的情况下，子环上对数据报文进行阻塞防止数据环路形成的链路为环保护链路，通过对这段环保护链路的操作，可以进行子环的主用路径和保护路径的切换。拥有环保护链路的节点，这里称为控制节点(或者称为主节点)。如图2a所示，环网包含的节点有G、A、B、C、D、E和F，包含的链路有<G，A>、<A，B>、<B，C>、<C，D>、<D，E>和<E，F>链路。节点A为控制节点，与它的w端口直连链路<A，B>为环保护链路。

当环上链路完好时，控制节点阻塞与环保护链路相连端口的数据报文转发功能，网络中无环路产生，防止了由于网络环路引起的“广播风暴”。如图2a所示，控制节点A阻塞了e端口的保护数据转发功能，用户M和N的通信路径为Path1：用户M←→节点B←→节点C←→节点D←→用户N。

当链路发生故障时，控制节点放开与环保护链路相连端口的数据报文转发功能，从而保障了业务的连通。如图2b所示，环上的<B，C>链路发生了故障，控制节点A放开了端口w的数据报文转发功能，用户M和N新的通信路径为为Path2：用户M←→节点B←→节点A←→节点G←→网络X←→节点F←→节点E←→节点D←→用户N。

在子环发生链路倒换时，节点需要刷新地址转发表，防止数据报文沿着错误的路径(链路切换前的路径)继续转发。如图2a所示，当环网无故障时，用户M和N的通信路径为Path1：用户M←→节点B←→节点C←→节点D←→用户N。当环上的<B，C>链路发生了故障时，如果环上的节点不进行地址刷新，用户M和N的数据报文仍然沿着原来的路径传输，用户M发送的报文在节点B被丢弃，用户N发送的报文在节点C被丢弃。因此，为保证环网在拓扑发生变化之后，环网上的节点应该刷新地址转发表。

目前，ITU-T G.8032的地址刷新方案是：当节点在子环上的端口收到地址刷新协议报文时，抽取<Node_ID，BPR>信息。该端口将报文中的<Node_ID，BPR>信息与原先在该端口保存的<Node_ID，BPR>信息进行比较。如果不一致，该端口将原先的保存<Node_ID，BPR>删除，并把新的<Node_ID，BPR>保存，同时，节点刷新地址转发表。NODE_ID是节点的标识号，BPR是用来指明发送协议报文的哪一个端口发生了阻塞。

子环的地址刷新报文是要在子环控制信道上传播的。目前，ITU-T G.8032的子环的控制信道有两种配置方式，一种是不带有虚拟通道的配置方式，即，子环的控制信道仅仅配置在子环内(如图3a所示)。另一种子环的控制信道配置包含子环内的部分和虚拟通道(Virtual Channel)。虚拟通道是配置在互连点之间的其它网络或者其它环(包含其它子环)为子环协议报文提供传输通道的子环的控制信道(如图3b所示)。在本发明中，我们主要阐述在无虚拟通道的子环控制信道上传输协议报文的方法。

当前，G.8032对子环协议报文的阻塞的规定是“在无虚拟通道的情况下，子环控制信道在互连节点处终结，环上的节点阻塞子环控制信道的协议报文的传输”。

上面的子环控制信道传输协议报文的方案在下面场景中会遇到问题，具体阐述如下：

如图4a所示，节点C的e端口启动了FS(强制切换)，节点C刷新地址转发表，然后沿着子环上的两个端口周期性地向外发送FS协议报文。子环上的其它节点首次收到该协议报文后，刷新各自的地址转发表，控制节点A还要打开w端口的数据报文的转发功能。在图4b中，链路<E，D>发生了单通故障(即，E→D的方向是畅通的，D→E方向不通)，节点E阻塞e端口，向外周期性地发送SF报文。由于子环上非故障阻塞点仅仅对数据进行阻塞，而对协议报文不进行阻塞，所以节点A、B和G将交替地接收到节点C和节点E发送来的FS和SF协议报文。节点A、B和G保存的<Node_ID，BPR>将随着节点FS和SF协议报文的交替到来不断更新，换句话说，节点A、B和G将处于持续的刷新状态。子环的性能受到极大损坏，始终处于广播风暴之中。

发明内容

为了避免现有的无虚拟通道的子环控制信道的方案所造成的子环始终处于持续刷新的状态的问题，本发明提出了一种无虚拟通道的子环控制信道阻塞协议报文的方法，包括以下步骤：当启动强制切换或检测到故障时，阻塞相关报文的转发。

其中，所述的当启动强制切换或检测到故障时，阻塞相关报文的转发的步骤包括：判断位于子环上的节点的端口是否启动强制切换；当启动了强制切换时，节点阻塞端口的相关报文的转发功能；当未起动强制切换时，判断端口是否检测到相邻链路发生故障；当发生故障时，节点阻塞端口的相关报文的转发功能。

其中，相关报文是协议报文与数据报文。

其中，故障是单通故障。

其中，在所述的发生故障时，节点阻塞端口的相关报文的转发功能的步骤之后，还包括：刷新地址转发表；以及向外周期性地发送信号故障报文。

此外，本发明还提出了一种无虚拟通道的子环控制信道阻塞协议报文的系统，包括：判断模块，用于判断是否启动强制切换或检测到故障；以及阻塞模块，用于在启动强制切换或检测到故障时阻塞相关报文的转发。

其中，判断模块包括：强制切换判断模块，用于判断位于子环上的节点的端口是否启动强制切换；故障判断模块，用于判断端口是否检测到相邻链路发生故障。

其中，相关报文是协议报文与数据报文。

其中，故障是单通故障。

通过分析可以看出，现有的无虚拟通道的子环控制信道的方案会造成子环始终处于持续刷新的状态。因此，设计一种新的子环控制信道阻塞协议报文的方法，对提升子环的性能和防止广播风暴是非常有意义的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对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限定。在附图中：

图1a是现有技术中的子环的结构；

图2a是子环无故障情况下的数据转发示意图；

图2b是子环发生故障的情况下数据流保护倒换的示意图；

图3a和3b是子环的两种控制信道；

图4a和4b是现有技术出现问题的示意图；

图5a是根据本发明的方法的具体流程图；

图6a和6b是根据本发明的示例性实施例1；

图7a是根据本发明的示例性实施例2。