專利名稱：一種以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)以太網(wǎng)只支持星形連接方式，而并不支持環(huán)網(wǎng)連接方式。當(dāng)以太網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng) 方式連接時(shí)，由于廣播風(fēng)暴的出現(xiàn)，整個(gè)以太網(wǎng)將處于阻塞狀態(tài)而無法正常工作。然而許多 時(shí)候采用具有冗余能力的以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)方式工作將大大減少系統(tǒng)成本并增加系統(tǒng)可靠性，于 是環(huán)網(wǎng)算法應(yīng)用而生。 環(huán)網(wǎng)算法是采用一定的技術(shù)手段實(shí)時(shí)感知以太網(wǎng)環(huán)路狀態(tài)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)成環(huán)時(shí) 主動(dòng)斷開環(huán)路中的一條備份鏈路，迫使環(huán)網(wǎng)進(jìn)入鏈型狀態(tài)。當(dāng)監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)出現(xiàn)斷環(huán)時(shí)則主 動(dòng)打開備份鏈路恢復(fù)環(huán)網(wǎng)連接。由于系統(tǒng)始終處在鏈形狀態(tài)下，從而保證了以太網(wǎng)通道的 正常工作。同時(shí)由于環(huán)網(wǎng)算法能夠在系統(tǒng)出現(xiàn)一處線路或設(shè)備故障時(shí)快速切換備份鏈路， 因此具有較高的系統(tǒng)可靠性。 傳統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)算法，例如STP、RSTP、RPR等，環(huán)網(wǎng)切換時(shí)間普遍高于50毫秒(30臺(tái)設(shè) 備組網(wǎng)時(shí))，無法滿足對(duì)環(huán)路切換時(shí)間要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合。因此許多廠家爭(zhēng)相推出自己的 環(huán)網(wǎng)算法?，F(xiàn)有的，環(huán)網(wǎng)算法能夠達(dá)到的環(huán)網(wǎng)切換時(shí)間在250臺(tái)以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備組網(wǎng)時(shí) 大概為20ms，具體切換方法包括以下步驟 步驟S1 :系統(tǒng)默認(rèn)具有最大或最小MAC地址的交換機(jī)設(shè)備為主設(shè)備。系統(tǒng)上電時(shí)， 所有設(shè)備相互比較自身MAC地址，具有最大或最小MAC地址的交換機(jī)設(shè)備最終被確認(rèn)為主 設(shè)備； 步驟S2 :系統(tǒng)成環(huán)時(shí)主設(shè)備根據(jù)環(huán)網(wǎng)算法決定其中一條鏈路為備份鏈路，并阻塞 該條鏈路，達(dá)到解環(huán)目的，如圖l所示。 步驟S3 :當(dāng)環(huán)網(wǎng)其中一條鏈路因故障而斷開時(shí)，處于斷開處的兩臺(tái)交換設(shè)備分別 向主設(shè)備傳遞鏈路故障信息，如圖2所示。 步驟S4 :主設(shè)備接到鏈路故障信息后立即向全網(wǎng)發(fā)送鏈路切換信息，并切換備份 鏈路，恢復(fù)環(huán)路通信，如圖3所示。 步驟S5 :當(dāng)故障鏈路恢復(fù)后，該故障鏈路兩邊的兩臺(tái)交換設(shè)備首先阻塞該鏈路并 分別向主設(shè)備傳遞鏈路恢復(fù)信息，如圖4所示。 步驟S6 :主設(shè)備接到鏈路恢復(fù)信息后立即向全網(wǎng)發(fā)送鏈路切換信息，并阻塞備份 鏈路，如圖5所示。 步驟S7 :故障鏈路兩邊的兩臺(tái)交換設(shè)備收到切換信息后恢復(fù)故障鏈路為通信狀 態(tài)，如圖6所示。 從上述切換方法可以看出最壞情況下，當(dāng)鏈路故障點(diǎn)距離主設(shè)備最遠(yuǎn)端時(shí)，
T34 = a+b+c+d 其中T34為完成步驟S3-S4，即環(huán)路斷開需要的總時(shí)間；
a為從檢測(cè)出鏈路故障到交換機(jī)發(fā)出鏈路故障信息所需時(shí)間；
b為鏈路故障信息從交換機(jī)傳到主設(shè)備的傳輸時(shí)間；
C為鏈路切換信息從主設(shè)備傳到最遠(yuǎn)端交換機(jī)的傳輸時(shí)間；
d為備份鏈路啟用所需時(shí)間；
T57 = A+B+C+D 其中T57為完成步驟S5-S7，即環(huán)路恢復(fù)需要的總時(shí)間；
A為從故障鏈路恢復(fù)到交換機(jī)發(fā)出鏈路恢復(fù)信息所需時(shí)間；
B為鏈路恢復(fù)信息從交換機(jī)傳到主設(shè)備的傳輸時(shí)間；
C為鏈路切換信息從主設(shè)備傳到最遠(yuǎn)端交換機(jī)的傳輸時(shí)間；
D為已恢復(fù)的故障鏈路被啟用所需時(shí)間； 從公式不難看出a、 d、A、D主要取決于交換機(jī)對(duì)鏈路狀態(tài)的檢測(cè)、控制和信息處理 速度。由于對(duì)鏈路的故障狀態(tài)的檢測(cè)以及鏈路的啟用還是禁用與具體的交換機(jī)硬件和處理 器速度息息相關(guān)，而且當(dāng)硬件確定以后，基本很難提高執(zhí)行速度，因此該部分時(shí)間基本不受 算法影響。 而b、c、B、C為信息傳播時(shí)間，該時(shí)間與設(shè)備總數(shù)、傳輸距離、數(shù)據(jù)包形式等密切相 關(guān)。在相同設(shè)備數(shù)量情況下，如果能夠有效減少傳輸距離或利用更為快速的數(shù)據(jù)包進(jìn)行信 息傳遞將大大加快算法切換時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
—種以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法，包括以下步驟
步驟a :系統(tǒng)設(shè)置最后環(huán)路端口發(fā)生變化的設(shè)備為主設(shè)備； 步驟b :系統(tǒng)成環(huán)時(shí)主設(shè)備將自身最后發(fā)生變化的端口所對(duì)應(yīng)的鏈路作為備份鏈 路，并阻塞該條鏈路； 步驟C :當(dāng)環(huán)網(wǎng)其中一條鏈路因故障而斷開時(shí)，處于斷開處的兩臺(tái)交換設(shè)備立即 向全網(wǎng)發(fā)送鏈路切換信息，主設(shè)備收到任意一條鏈路切換信息，立刻切換備份鏈路，恢復(fù)環(huán) 路通信； 步驟d:將處于斷開處的兩臺(tái)交換設(shè)備中的一臺(tái)升級(jí)為主設(shè)備，升級(jí)該故障鏈路 為備份鏈路，且被禁用； 步驟e :主設(shè)備將解除備份鏈路的禁用控制，將該鏈路置為阻塞狀態(tài)。 其中，步驟a還包括如果多臺(tái)設(shè)備同時(shí)為最后環(huán)路端口發(fā)生變化，則具有最大或
最小MAC地址的交換機(jī)設(shè)備為主設(shè)備。 其中，步驟a具體為系統(tǒng)上電時(shí)，所有設(shè)備相互比較端口變化時(shí)間，其中端口變 化時(shí)間通過一組定時(shí)器計(jì)數(shù)器為參考，當(dāng)環(huán)路端口發(fā)生變化時(shí)計(jì)數(shù)器被初始化并開始計(jì) 數(shù)，如果環(huán)路不再發(fā)生變化，計(jì)數(shù)器逐漸累加或遞減計(jì)數(shù)數(shù)值；最終最后環(huán)路端口發(fā)生變化 的設(shè)備設(shè)為主設(shè)備。 其中，步驟b中，若兩個(gè)環(huán)路端口同時(shí)變化，則自由選擇其中一個(gè)端口所對(duì)應(yīng)的鏈 路作為備份鏈路。 其中，步驟d中，處于斷開處的兩臺(tái)交換設(shè)備中MAC地址最大或最小的交換設(shè)備升級(jí)為主設(shè)備。
以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果 本發(fā)明通過采用一種新的環(huán)網(wǎng)主設(shè)備和備用鏈路確認(rèn)機(jī)制，通過動(dòng)態(tài)的切換主設(shè) 備和備用鏈路達(dá)到快速環(huán)網(wǎng)解環(huán)切換的目的。本發(fā)明在環(huán)路斷開時(shí)至少比現(xiàn)有算法縮小一 半的環(huán)路信息傳輸時(shí)間，隨著環(huán)路設(shè)備和傳輸距離的增加，效果將十分明顯；另外當(dāng)環(huán)路恢 復(fù)時(shí)由于本發(fā)明環(huán)路恢復(fù)時(shí)間為0，因此具有無可比擬的環(huán)路恢復(fù)時(shí)間。


圖1-圖6為現(xiàn)有的以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法原理圖；
圖7_圖11為本發(fā)明以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法原理圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心思想本發(fā)明采用一種新的環(huán)網(wǎng)主設(shè)備和備用鏈路確認(rèn)機(jī)制，通過 動(dòng)態(tài)的切換主設(shè)備和備用鏈路達(dá)到快速環(huán)網(wǎng)解環(huán)切換的目的。 為便于對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步理解，現(xiàn)結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法包括以下步驟 步驟l :系統(tǒng)默認(rèn)最后環(huán)路端口發(fā)生變化(斷開或者連上)的設(shè)備為主設(shè)備，如果 多臺(tái)設(shè)備同時(shí)為最后發(fā)生變化則具有最大或最小MAC地址的交換機(jī)設(shè)備為主設(shè)備。系統(tǒng)上 電時(shí)所有設(shè)備相互比較端口變化時(shí)間和自身MAC地址，其中端口變化時(shí)間可以使用一組定 時(shí)器計(jì)數(shù)器為參考，當(dāng)環(huán)路端口發(fā)生變化時(shí)計(jì)數(shù)器被初始化并開始計(jì)數(shù)，如果環(huán)路不再發(fā) 生變化，計(jì)數(shù)器逐漸累加或遞減計(jì)數(shù)數(shù)值。最終最后環(huán)路端口發(fā)生變化(斷開或者連上) 的設(shè)備將變?yōu)橹髟O(shè)備，如果多臺(tái)設(shè)備同時(shí)為最后發(fā)生變化則具有最大或最小MAC地址的交 換機(jī)設(shè)備將為主設(shè)備； 步驟2 :系統(tǒng)成環(huán)時(shí)主設(shè)備將自身最后發(fā)生變化的端口所對(duì)應(yīng)的鏈路作為備份鏈 路，如果兩個(gè)環(huán)路端口同時(shí)變化，則自由選擇其中一個(gè)端口所對(duì)應(yīng)的鏈路作為備份鏈路，并 阻塞該條鏈路，達(dá)到解環(huán)目的，如圖7所示。 步驟3 :當(dāng)環(huán)網(wǎng)其中一條鏈路因故障而斷開時(shí)，處于斷開處的兩臺(tái)交換設(shè)備立即 向全網(wǎng)發(fā)送鏈路切換信息，原主設(shè)備收到任意一條鏈路切換信息，立刻切換備份鏈路，恢復(fù) 環(huán)路通信，如圖8、9所示。 步驟4:此時(shí)環(huán)路已經(jīng)切換完成，隨后由于處于斷開處的兩臺(tái)交換設(shè)備最后發(fā)生 變化所以原主設(shè)備將放棄主設(shè)備地位，而兩臺(tái)交換機(jī)中MAC地址最大或最小的交換機(jī)設(shè)備 將升級(jí)為主設(shè)備。另外對(duì)于新的主設(shè)備而言，由于剛才出現(xiàn)故障的鏈路最后發(fā)生變化，所有 該故障鏈路升級(jí)為備份鏈路，且被禁用。這些過程雖然在環(huán)路切換完成之后才完成，但并不 影響環(huán)路通信，如圖IO所示。 步驟5 :當(dāng)故障鏈路恢復(fù)后，由于該鏈路已經(jīng)升級(jí)為備份鏈路，所有不需要切換鏈 路。主設(shè)備將解除備份鏈路的禁用控制，將該鏈路置為阻塞狀態(tài)。等待下次環(huán)路切換，如圖 11所示。 從上述切換方法可以看出最壞情況下，當(dāng)鏈路故障點(diǎn)距離主設(shè)備最遠(yuǎn)端時(shí)
t34 = a+b+d
5
其中t34為完成步驟3-4，即環(huán)路斷開需要的總時(shí)間； a為從檢測(cè)出鏈路故障到交換機(jī)發(fā)出鏈路切換信息所需時(shí)間； b為鏈路切換信息從交換機(jī)傳到主設(shè)備的傳輸時(shí)間； d為備份鏈路啟用所需時(shí)間； t5 = 0 其中t5為完成步驟5，即環(huán)路恢復(fù)需要的總時(shí)間； 綜上所述，本算法在環(huán)路斷開時(shí)至少比現(xiàn)有算法縮小一半的環(huán)路信息傳輸時(shí)間， 隨著環(huán)路設(shè)備和傳輸距離的增加，效果將十分明顯。另外當(dāng)環(huán)路恢復(fù)時(shí)由于本算法環(huán)路恢 復(fù)時(shí)間為0因此具有無法比擬的環(huán)路恢復(fù)時(shí)間。 以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng) 用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理 解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā) 明的限制。
權(quán)利要求
一種以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法，其特征在于，包括以下步驟步驟a系統(tǒng)設(shè)置最后環(huán)路端口發(fā)生變化的設(shè)備為主設(shè)備；步驟b系統(tǒng)成環(huán)時(shí)主設(shè)備將自身最后發(fā)生變化的端口所對(duì)應(yīng)的鏈路作為備份鏈路，并阻塞該條鏈路；步驟c當(dāng)環(huán)網(wǎng)其中一條鏈路因故障而斷開時(shí)，處于斷開處的兩臺(tái)交換設(shè)備立即向全網(wǎng)發(fā)送鏈路切換信息，主設(shè)備收到任意一條鏈路切換信息，立刻切換備份鏈路，恢復(fù)環(huán)路通信；步驟d將處于斷開處的兩臺(tái)交換設(shè)備中的一臺(tái)升級(jí)為主設(shè)備，升級(jí)該故障鏈路為備份鏈路，且被禁用；步驟e主設(shè)備將解除備份鏈路的禁用控制，將該鏈路置為阻塞狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法，其特征在于，步驟a還包括如果 多臺(tái)設(shè)備同時(shí)為最后環(huán)路端口發(fā)生變化，則具有最大或最小MAC地址的交換機(jī)設(shè)備為主設(shè) 備。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法，其特征在于，步驟a具體為系統(tǒng) 上電時(shí)，所有設(shè)備相互比較端口變化時(shí)間，其中端口變化時(shí)間通過一組定時(shí)器計(jì)數(shù)器為參 考，當(dāng)環(huán)路端口發(fā)生變化時(shí)計(jì)數(shù)器被初始化并開始計(jì)數(shù)，如果環(huán)路不再發(fā)生變化，計(jì)數(shù)器逐 漸累加或遞減計(jì)數(shù)數(shù)值；最終最后環(huán)路端口發(fā)生變化的設(shè)備設(shè)為主設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法，其特征在于，步驟b中，若兩個(gè)環(huán) 路端口同時(shí)變化，則自由選擇其中一個(gè)端口所對(duì)應(yīng)的鏈路作為備份鏈路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法，其特征在于，步驟d中，處于 斷開處的兩臺(tái)交換設(shè)備中MAC地址最大或最小的交換設(shè)備升級(jí)為主設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)算法切換方法，包括以下步驟步驟a系統(tǒng)設(shè)置最后環(huán)路端口發(fā)生變化的設(shè)備為主設(shè)備；步驟b系統(tǒng)成環(huán)時(shí)主設(shè)備將自身最后發(fā)生變化的端口所對(duì)應(yīng)的鏈路作為備份鏈路，并阻塞該條鏈路；步驟c當(dāng)環(huán)網(wǎng)其中一條鏈路因故障而斷開時(shí)，處于斷開處的兩臺(tái)交換設(shè)備立即向全網(wǎng)發(fā)送鏈路切換信息，主設(shè)備收到任意一條鏈路切換信息，立刻切換備份鏈路，恢復(fù)環(huán)路通信；步驟d將處于斷開處的兩臺(tái)交換設(shè)備中的一臺(tái)升級(jí)為主設(shè)備，升級(jí)該故障鏈路為備份鏈路，且被禁用；步驟e主設(shè)備將解除備份鏈路的禁用控制，將該鏈路置為阻塞狀態(tài)。本發(fā)明在環(huán)路斷開時(shí)至少比現(xiàn)有算法縮小一半的環(huán)路信息傳輸時(shí)間，另外環(huán)路恢復(fù)時(shí)間為0。
文檔編號(hào)H04L12/26GK101764731SQ20091018876
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者熊偉 申請(qǐng)人:熊偉