一种基于多以太环网实现环网链路备份的网络结构

摘要

本发明公开了一种基于多以太环网实现环网链路备份的网络结构，该网络结构补充了一种单环网和多环网所无法解决的网络拓扑保护方案，通过对主环链路上相关节点和/或端口进行配置，并以此形成相应的备份链路。本发明用MEAPS的技术，来完成对EAPS环网链路进行备份，以提供一种更加安全有效的网络环境。

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络通信技术，具体涉及一种网络通信中广播风暴的控制技术。

背景技术

以太网环路保护协议(EAPS)是一个专门应用于以太网环的链路层协议。在以太网环完整时应防止数据环路引起的广播风暴，而当以太网环上一条链路断开时，应迅速启用备份链路以恢复环网上各个节点之间的通信通路。交换机的角色由用户通过配置指定。

多以太网环路保护协议(MEAPS)在EAPS的基础上，支持常用的单环或二级多环网络架构：中间是汇聚层，主要是汇聚设备之间通过以太环网来构建，实现快速切换；外侧是接入层，主要用于接入设备之间。不同级的环网主要采用相切或相交方式相连接。

一个简单的MEAPS结构如图1所示，通过阻塞主环主节点和子环主节点的次端口，来防止环网中引起的广播风暴。子环通过边缘节点(Edge)和辅助边缘节点(Assistant)来接入到主环中，边缘节点通过主环链路向辅助边缘节点发送edge-hello报文，来监控边缘节点和辅助边缘节点之间链路的连通性，当边缘节点和辅助边缘节点之间链路不通，此时阻塞辅助边缘节点的边缘端口(连向子环的端口)，以防止产生双归属环的网络结构(如图2所示)。

如上所述，MEAPS子环广播风暴的控制，在子环中至少需要1个节点来配置成子环主节点；若子环中没有节点，则按照MEAPS的机制，是无法防止广播风暴的产生的。

针对这种情况，提供了一种解决方案来防止这类网络拓扑产生广播风暴，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有网络通信技术中无法防止子环无节点的网络拓扑产生广播风暴的问题，其目的在于，提供一种基于多以太环网来实现环网链路备份的网络结构解决方案，以补充对多样网络拓扑结构的安全管理和控制，由此能够防止子环无节点的网络拓扑产生广播风暴，从而提供一种更加安全有效的网络环境。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于多以太环网实现环网链路备份的网络结构，该网络结构中将主环链路上连接无节点子环的2个节点，基于MEAPS配置成边缘节点和辅助边缘节点，以及将连接的端口配置成边缘端口，由此将无节点子环配置成主环链路上的一条备份链路；

且在正常情况下，阻塞辅助边缘节点的边缘端口；当边缘节点和辅助边缘节点之间的2条链路都发生故障，此时恢复备份链路阻塞的端口，进行环网倒换，以保证网络的正常运行。

在本方案的优选实例中，主环链路上的边缘节点通过主环端口向辅助边缘节点发送edge-hello探测报文，以监测主环的完整性；辅助边缘节点收到edge-hello报文，则阻塞其边缘端口；如果在一定时间内收不到edge-hello报文，则认为边缘节点和辅助边缘节点之间的2条链路都发生故障，恢复其边缘端口。

针对上述的基于多以太环网实现环网链路备份的网络结构，本发明还提供另外一种替换方案，该替换方案的网络结构中，直连2个环网节点，分别给它们的环网端口配置一个备份端口，通过备份端口为该直连的2个环网节点配置形成备份链路；当正常端口是linkup的情况下，备份端口是阻塞的；当正常端口变成linkdown的情况，恢复备份端口，进行环网倒换，以保证网络的正常运行。

利用上述方案可防止子环无节点的网络拓扑产生广播风暴，即相当于给普通的单环环网进行了链路备份，为能够提供保护的环网结构进行了补充，从而提供一种更加安全有效的网络环境。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为简单的MEAPS环网保护结构；

图2为MEAPS环网双归属产生广播风暴的情况；

图3为本发明实例1中解决方案的网络结构拓扑示例；

图4为图3所示实例中主环上发生2处故障后网络拓扑改变示例；

图5为本发明实例2中解决方案的网络结构拓扑示例；

图6为图5所示实例中发生故障后网络拓扑改变示例。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实例1

该实例提供的方案能够有效补充MEAPS网络结构中，子网没有节点的情况，使子网变成了主环链路上的一条备份链路，主要方案为在主环上，连接无节点的子环的2个节点，要如同MEAPS一样，配置成边缘节点和辅助边缘节点，连接的端口配置成边缘端口，由此将子网配置成主环链路上的一条备份链路；且在正常情况下，阻塞辅助边缘节点的边缘端口；当边缘节点和辅助边缘节点之间的2条链路都发生故障，此时恢复备份链路阻塞的端口，进行环网倒换，以保证网络的正常运行。

参见图3，其所示为基于上述原理形成的用于防止子环无节点的网络拓扑产生广播风暴解决方案的网络结构拓扑示例图。由图可知，该解决方案的网络结构拓扑中，6个节点都是主环上的节点，其中节点4配置为主节点，其2个环网端口分别配置成主端口和次端口，其余节点配置成传输节点，其环网端口均配置成传输端口。对于备份链路1，节点1和3加入到子环1中，配置节点1为子环1的边缘节点，配置节点3为子环1的辅助边缘节点；类似的，对于备份链路2，节点5和6加入到子环1中，配置节点5为子环2的边缘节点，配置节点6为子环2的辅助边缘节点。

在正常情况下，主环上主节点的主端口发送hello报文，经过主环上的各个节点，最后回到主节点的次端口，次端口收到hello报文后，认为环网是完整的，对次端口进行阻塞，防止主环产生广播风暴；子环(备份链路)上的辅助边缘节点都能收到边缘节点通过主环链路发送的edge-hello报文，阻塞辅助边缘节点的边缘端口，防止子环(备份链路)发生广播风暴。

当子环(备份链路)发生链路故障，对于主环节点无影响，网络拓扑亦不改变。当主环链路发生一处故障时，主环主节点探测到该事件，则恢复主节点次端口的阻塞，进行主环的环网倒换，以维持网络的正常运行；主环在这个情况下，再发生了一处故障，如图4所示，此时，与子环1(备份链路1)相连的辅助边缘节点(节点3)接收不到来自边缘节点(节点1)发送的edge-hello报文，恢复辅助边缘节点边缘端口的阻塞，进行子环1的环网倒换，以维持网络的正常运行。

主环上的故障(一处故障)恢复时，辅助边缘节点(节点3)又能接收到来自边缘节点(节点1)发送的edge-hello报文，为防止产生广播风暴，阻塞辅助边缘节点的边缘端口；另外一处故障也恢复时，主环上的主节点检测到环网恢复正常，阻塞主节点的次端口，以防止发生广播风暴。

实例2

该实例提供的方案通过对直连的2个环网节点，分别给它们的环网端口配置一个备份端口，再由备份端口为该直连的2个环网节点配置形成备份链路；

且当正常端口是linkup的情况下，备份端口是阻塞的；当正常端口变成linkdown的情况，恢复备份端口，进行环网倒换，以保证网络的正常运行。

本实例提供的方案配置在直连的节点，其操作更加简单。

参见图5，其所示为基于上述原理形成的用于防止子环无节点的网络拓扑产生广播风暴解决方案的网络结构拓扑示例图。由图可知，该解决方案的网络结构拓扑中，6个节点都是在环网中，其中节点4配置为主节点，其2个环网端口分别配置成主端口和次端口；其余配置成传输节点，其环网端口均配置成传输端口。节点2和节点3为直连，分别给它们的环网端口配置一个备份端口，通过备份端口为直接的节点2和节点3配置备份链路1；同理，又为节点5和节点6配置了备份链路2，连接备份链路的端口作为普通链路的备份端口。

在正常情况下，主环上主节点的主端口发送hello报文，经过主环上的各个节点，最后回到主节点的次端口，次端口收到hello报文后，认为环网是完整的，对次端口进行阻塞，防止主环产生广播风暴；连接备份链路的备份端口，在普通端口正常时，进行阻塞，防止子环(备份链路)发生广播风暴。

如图6所示，当备份链路1相对的正常链路发生故障时，恢复对备份端口的阻塞，倒换环网链路至备份链路上，以维持网络的正常运行；而当环网上没有备份链路的链路发生故障时，主节点恢复次端口的阻塞，进行环网倒换，以维持网络的正常运行，而对其他的备份链路没有任何关联。

当备份链路1相对的正常链路进行故障恢复时，阻塞备份端口，倒换环网链路至正常链路上；而当环网上没有备份链路的链路进行故障恢复时，主环上的主节点检测到环网恢复正常，阻塞主节点的次端口，以防止发生广播风暴。

上述两个实例中，实例2提供的环网链路备份的网络结构方案能够实现对直连相邻的2个节点进行链路备份，而实例1提供的环网链路备份的网络结构方案可以跨节点进行链路备份。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。