專利名稱：一種新型快速冗余以太網(wǎng)環(huán)路探測及斷線自愈的算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)冗余以太網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的快速環(huán)路探測以及以太網(wǎng)某一鏈路斷開時的處理算法。
背景技術(shù)：
隨著以太網(wǎng)的快速發(fā)展，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性對于一些重要的工業(yè)或是商業(yè)領(lǐng)域來說顯得尤為重要，一旦某一鏈路中斷，將造成部分甚至全部功能失效，而擁有備用鏈路的網(wǎng)絡(luò)就會自動啟用備用鏈路，從而迅速的恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的正常功能，傳統(tǒng)的stp，rstp均已實(shí)現(xiàn)了這些功能，然而它們的自動恢復(fù)時間太長(需要數(shù)秒)，對于一些要求嚴(yán)格的應(yīng)用如工業(yè)控制、電力通信來說，幾秒鐘的時間可能會產(chǎn)生人員傷亡、設(shè)備財(cái)產(chǎn)重大損失等災(zāi)難性的后果O

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)的快速環(huán)路探測及快速自愈，本發(fā)明提出一種高效的算法。主要分為兩個部分快速探測環(huán)路和快速啟用備用鏈路。 一、快速探測環(huán)路，快速探測環(huán)路是否存在，從而快速確定冗余鏈路，此部分與后面的快速自愈息息相關(guān)，所以這部分的確定host的過程尤為重要，首先定義端口的三個狀態(tài)，I.禁用狀態(tài)該端口不能接收和發(fā)送任何幀；2.學(xué)習(xí)狀態(tài)該端口僅能收發(fā)管理幀；
3.轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)該端口可以收發(fā)任何巾貞。交換機(jī)也有兩種狀態(tài)I. host :最多一個端口處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)；2. slave:所有端口均處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。然后通過5個步驟探測環(huán)路I.首先所有端口均設(shè)置為學(xué)習(xí)狀態(tài)；2.發(fā)送探測環(huán)路管理幀；3.等待指定時間(如500ms)，若超時未收到，則認(rèn)為鏈路未成環(huán)，將所有端口置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，否則認(rèn)為已成環(huán)，則保持端口為學(xué)習(xí)狀態(tài)，進(jìn)入第四步選舉環(huán)節(jié)；4.選舉發(fā)包時帶一個標(biāo)記,若收到包的交換機(jī)的Mac比包中的源mac大，則修改那個標(biāo)記。這樣如果收到自己發(fā)的包中的標(biāo)記被更改則證明自己不是host ；5.選舉完成后，host進(jìn)入host處理機(jī)制，slave進(jìn)入slave處理機(jī)制。二、快速啟用備用鏈路，快速啟用備用鏈路是本算法的關(guān)鍵，在環(huán)路中兩種身份的交換機(jī)各自的處理運(yùn)行流程不盡相同。host的處理1.收到link up的信息后，檢查自身所有端口是否均處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，若是，則將其中一個端口置于學(xué)習(xí)狀態(tài)，否則什么也不做；
2.收到link down的信息后，將所有端口置于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)；3.收到探測環(huán)路管理幀后，將其轉(zhuǎn)發(fā)；4.收到選舉幀時，跳轉(zhuǎn)至探測環(huán)路步驟4 ;5.循環(huán)檢查本交換機(jī)所有端口的鏈接變化，若有端口 link down,則將Iinkdown的那個端口置為學(xué)習(xí)狀態(tài),若有端口 linkup,則檢查linkup的端口的數(shù)量，如果大于1，則不作任何操作，否則，置此端口為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。slave的處理:1·收至丨J link up的信息后,轉(zhuǎn)發(fā)信息；2.收到link down的信息后,轉(zhuǎn)發(fā)信息；3.收到探測環(huán)路管理幀后，轉(zhuǎn)發(fā)信息；4.收到選舉幀時，跳轉(zhuǎn)至探測環(huán)路步驟4 ;5.循環(huán)檢查本交換機(jī)所有端口的鏈接變化，若有端口 link down,則發(fā)送Iinkdown信息，同時置端口為學(xué)習(xí)狀態(tài)，若有端口 linkup則跳至探測環(huán)路步驟2。
三、完整過程可以綜合描述如此1.初始化；2.檢查是否成環(huán)，是跳至3.否跳至6 ;3.進(jìn)入選舉環(huán)節(jié)，確認(rèn)自己是否是host，是跳至4，否跳5 ；4. host的處理，見快速啟用備用鏈路的I ;5. slave的處理，見快速啟用備用鏈路的2 ；6.等待選舉包；


附圖中圖I是發(fā)明內(nèi)容流程圖解。具體實(shí)施首先，每臺交換機(jī)不管其他交換機(jī)處于什么狀態(tài)，它自己啟動時均會檢查是否成環(huán)，如果成環(huán)，則會進(jìn)入選舉過程，否則將自己的組環(huán)端口全部置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。成環(huán)后啟動選舉過程時，環(huán)內(nèi) 交換機(jī)會根據(jù)發(fā)送信息的mac地址來確定自己是否是主機(jī)，然后進(jìn)入各自的處理流程。
權(quán)利要求
1.一種新型快速冗余以太網(wǎng)環(huán)路探測及斷線自愈的算法，采用發(fā)送選舉幀的方式確定環(huán)內(nèi)交換機(jī)的身份主機(jī)或從機(jī)，通過主機(jī)來確定冗余鏈路和備用鏈路，其特征在于所有交換機(jī)初始化時均經(jīng)過相同的步驟，根據(jù)選舉結(jié)果的不同，將運(yùn)行在不同的狀態(tài)下。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型快速冗余以太網(wǎng)環(huán)路探測及斷線自愈的算法，其特征是主機(jī)與從機(jī)的身份可以隨著新交換機(jī)的加入而自動變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種新型快速冗余以太網(wǎng)環(huán)路探測及斷線自愈的算法，其特征是一旦一條鏈路中斷，host會立即啟用備用鏈路，其他的slave交換機(jī)則不涉及備用鏈路的問題，它們的通信端口都是處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種新型快速冗余以太網(wǎng)環(huán)路探測及斷線自愈的算法，其特征是當(dāng)有新交換機(jī)新加入環(huán)網(wǎng)時，重新啟用環(huán)路探測過程，然后選舉。然而當(dāng)有交換機(jī)退出環(huán)網(wǎng)時，卻不會發(fā)生這個過程，除非該交換機(jī)是host。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型快速冗余以太網(wǎng)環(huán)路探測及斷線自愈的算法，其技術(shù)優(yōu)勢在于環(huán)網(wǎng)內(nèi)所有的交換機(jī)的配置上均是等同身份，之后由算法在環(huán)網(wǎng)中確定主機(jī)或是從機(jī)，一旦確定主機(jī)、從機(jī)身份，除非有新交換機(jī)加入或者主機(jī)退出，環(huán)網(wǎng)都無需重新協(xié)商主機(jī)、從機(jī)。算法通過確定主機(jī)來確定冗余鏈路，從而大大降低環(huán)路探測與自愈的時間，進(jìn)而保證以太網(wǎng)設(shè)備間穩(wěn)定、可靠、健壯的通信。
文檔編號H04L12/26GK102638364SQ20121000728
公開日2012年8月15日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者周厚明, 孫世陽 申請人:武漢邁威光電技術(shù)有限公司