一種環路路徑檢測方法、裝置及系統的制作方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種環路檢測方法、裝置和系統，方法包括：從網元的端口的拓撲數據中獲取網元中存在的環路路徑，將環路路徑存儲于環路路徑表中，所述拓撲數據包括所述端口的標識信息以及所述端口所連接的下一跳節點的標識信息；當網元的端口發生媒體訪問控制地址漂移時，根據端口原標識信息和漂移后的標識信息查找所述環路路徑表，獲取協議上的環路路徑。
【專利說明】一種環路路徑檢測方法、裝置及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信【技術領域】，尤其涉及一種環路路徑檢測方法、裝置及系統。
【背景技術】
[0002]隨著以太網絡普及的發展，部署到網絡內的通訊設備(以下統一稱為網元)越來 越多，網絡中的網元組成的拓撲結構越來越復雜。
[0003]通訊運營商的網絡拓撲結構主要有:環狀和樹狀。
[0004]環狀結構可以實現環內鏈路冗余保護，提升網絡的可靠性，該結構通常部署在 MAN (Metropolitan Area Network,城域網)。
[0005]基于以太網為基礎的通訊，在環狀結構中，廣播報文會在網元間循環轉發，這種 現象俗稱“廣播風暴”，該現象一旦出現，能在短時間占用網絡帶寬，更嚴重的后果是會導 致網絡癱瘓，后果極為嚴重。因此，在物理上組成環狀拓撲結構的網絡內，必須進行協議 層面的破環，實現方法是，根據一定的規則對成環的端口，進行協議層面的阻塞，使其不能 發送報文，從而實現環狀變成樹狀。現有的破環的協議有MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol,多生成樹協議)、RRPP (Rapid Ring Protection Protocol,快速環網保護協議) 等，網元上部署了上述協議后，能有效避免網絡成環。
[0006]為了減少廣播報文，基于以太網報文的二層轉發原則，網元需要在入端口上 學習報文SMAC(Source Media Access Control,源媒體訪問地址)，即記錄下報文攜 帶的VLAN (Virtual Line Access Network)和SMAC,以便于報文回程時，根據VLAN和 DMAC(Destination Media Access Control,目的MAC地址)查找報文出端口，做到回程單
播發送。
[0007]一旦網絡形成環路，根據以太網二層轉發原理，在同一個VLAN范圍內的MAC地址 所在物理端口被更新，即MAC地址在端口間漂移，如圖1所示。在圖1中，當環路路徑網元 Rl (Router，路由器)上接收到報文，報文源MAC為MAC1，假設整個環路路徑所有網元都同處 于同一 VLAN轉發域內，那么沿著圖三箭頭標識的轉發方向，在各轉發網元上依次學習MAC 表項，見表一所示，當報文重新發回到Rl (P6端口)時，輸入VLAN和MAC地址，匹配MAC學 習表項一，則將新端口(P6)刷新老端口(PO)，這種現象稱為MAC地址漂移現象。
[0008]在環網架構下，檢測網絡環路顯得比較重要了，現有的檢測方式是由網元周期性 的從物理端口(如PD向外發送特定特征的報文，一旦該網元的接收方向收到該特性報文， 則阻塞該接收端口(P6)，后續該網元不能從該端口(P6)向外發送報文，如圖2所示。但是 這種方式存在很多問題，如:
[0009]1、周期性向網元內所有物理端口發送報文，消耗網元的CPU資源；
[0010]2、檢測機制依賴于網元收發報文，檢測的時效性不高；
[0011]3、檢測報文可能在轉發路徑網元網元上被丟棄，如網絡擁塞場景下，可靠性不 聞;
[0012]4、該特征報文(私有協議)在網絡中的其他網元內，可能被錯誤的處理，如預期其他網元不識別，當做數據轉發，然而卻被其識別處理，最終檢測報文被丟棄，存在這種設備 間的兼容性問題；
[0013]5、只能知道環路的起點和終點，但環路的完整路徑無法呈現，如果需要破環，還需 要逐個網元分別排查，不利于客戶網絡統一運維。

【發明內容】

[0014]本發明一個實施例提供一種環路檢測方法，包括:
[0015]從網元的端口的拓撲數據中獲取網元中存在的環路路徑，將環路路徑存儲于環路 路徑表中，所述拓撲數據包括所述端口的標識信息以及所述端口所連接的下一跳節點的標 識息;
[0016]當網元的端口發生媒體訪問控制地址漂移時，根據端口原標識信息和漂移后的標 識信息查找所述環路路徑表，獲取協議上的環路路徑。
[0017]本發明一個實施例提供一種網元的管理設備，包括:
[0018]存儲模塊，用于存儲網元的端口的拓撲數據，所述拓撲數據包括所述端口的標識 信息以及所述端口所連接的下一跳節點的標識信息；
[0019]物理環路計算模塊，用于從所述拓撲數據中獲取網元之間存在的環路路徑，將環 路路徑存儲于存儲模塊的環路路徑表中；
[0020]協議環路計算模塊，用于當網元的端口發生媒體訪問控制地址漂移時，根據所述 端口的原標識信息和漂移后的標識信息查找所述環路路徑表，獲取協議上的環路路徑。
[0021]本發明一個實施例提供一種環路檢測系統，包括多個網元以及所述多個網元的管 理設備，
[0022]所述管理設備，用于從網元的端口的拓撲數據中獲取環路路徑，將環路路徑存儲 于環路路徑表中，當網元的端口發生媒體訪問控制地址漂移時，根據端口的原標識信息和 漂移后的標識信息查找所述環路路徑表，獲取協議上的環路路徑；
[0023]其中，所述拓撲數據包括所述端口的標識信息以及所述端口所連接的下一跳節點 的標識信息。
[0024]本發明實施例提供的環路檢測方法、裝置和系統，通過保存端口的拓撲數據，從而 獲取端口的下一跳節點的標識信息，可以進一步獲取完整的環路路徑，在發生MAC地址漂 移時，可以準確定位到協議上的環路路徑，不需要另外發送檢測報文，有效的節省了網絡帶 寬資源以及設備的CPU資源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中 所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實 施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖 獲得其他的附圖。
[0026]圖1為現有技術中MAC地址漂移過程示意圖；
[0027]圖2為現有技術環路檢測過程示意圖；
[0028]圖3為本發明實施例提供的環路檢測方法流程圖；[0029]圖4為本發明實施例提供的網元端口示意圖。
[0030]圖5為本發明實施例提供的環路檢測方法的流程示意圖；
[0031]圖6a為本發明實施例提供的一個網元時的端口示意圖；
[0032]圖6b為本發明實施例提供的一個網元時的拓撲數據的示意圖；
[0033]圖7a為本發明實施例提供的兩個網元時的端口示意圖；
[0034]圖7b為本發明實施例提供的兩個網元時的拓撲數據的示意圖；
[0035]圖7c為本發明實施例提供的兩個網元時的環路路徑示意圖；
[0036]圖8a為本發明實施例提供的三個網元時的端口示意圖；
[0037]圖Sb為本發明實施例提供的三個網元時的拓撲數據的示意圖；
[0038]圖Sc為本發明實施例提供的三個網元時的環路路徑示意圖；
[0039]圖9為本發明實施例提供的一種網元的管理設備的結構示意圖；
[0040]圖10為本發明實施例提供的一種網元的管理設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0041]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0042]本發明實施例提供了一種環路檢測方法，如圖3所示，包括:
[0043]步驟201、從網元的端口的拓撲數據中獲取網元中存在的環路路徑，將環路路徑存 儲于環路路徑表中。
[0044]在本發明實施例中，可以有多個網元，在網元的管理設備上保存這些網元的端口 的拓撲數據，管理設備可以是網管，也可以是充當管理角色的網元等，端口的拓撲數據也可 以是保存在與管理設備有連接關系的單獨設備上。
[0045]為了實現方便，本發明實施例中的端口可以是網元上具備收發以太網報文能力的 端口，也即轉發端口。如果一個網元上有多個轉發端口，則可以在管理設備上針對每一個轉 發端口保存一個拓撲數據，拓撲數據可以包括端口標識以及該端口所連接的下一跳節點的 標識信息，這里的下一跳節點可以是下一跳網元上的某個端口，標識信息可以是端口號、和 /或端口在網元上的框位/槽位號等。
[0046]本發明實施例中的環路路徑表可以包括多條物理上的環路路徑。一條環路路徑的 生成過程可以是選取一個網元上的沒有下一跳節點的端口作為路徑始發點，根據端口的拓 撲數據中的下一跳節點的標識信息依次進行遍歷，直到回到路徑始發點所在的網元上的一 個連接有下一跳節點的端口結束，遍歷出來的節點的集合即為一條環路路徑。
[0047]步驟203、當網元的端口發生MAC地址漂移時，根據端口的原標識信息和漂移后的 標識信息查找環路路徑表，從而獲取協議上的環路路徑。
[0048]在本發明實施例中，通過保存端口的拓撲數據，從而獲取端口的下一跳節點的標 識信息，可以進一步獲取完整的環路路徑，在發生MAC地址漂移時，可以準確定位到協議上 的環路路徑，不需要另外發送檢測報文，有效的節省了網絡帶寬資源以及設備的CPU資源。
[0049]具體的，本發明一個實施例提供一種環路路徑檢測方法，在該方法中，需要在網元的管理設備上保存網元的端口的拓撲數據，本實施例中的端口可以是網元上所有的端口， 也可以是具備收發以太網報文能力的端口(轉發端口)，為方便描述，以下實施例將針對轉 發端口。拓撲數據可以包括端口的標識信息以及下一跳節點的標識信息，還可以包括端口 的類型以及下一跳節點的數量等。
[0050]端口的標識信息可以是端口號、和/或端口在網元上的框位/槽位號，也可以是由 端口號和網元標識組成，本實施例中將以端口號和網元標識作為舉例，網元標識可以是網 元編號等。
[0051]端口的類型可以是根據網元上端口的拓撲位置加以區分，包括邊緣端口和內聯端 口兩種，其中，
[0052]邊緣端口:沒有連接下一跳節點的端口 ；
[0053]內聯端口:連接有下一跳節點的端口。
[0054]如圖4所示，
[0055]邊緣端口包括:P1、P3、P4、P5、P6、P7 ;邊緣端口個數標記為N邊緣；
[0056]內聯端口包括:P2、P8 ;網元I和網元2通過P2和P8相連；內聯端口個數標記為
N內聯；
[0057]網元上具備收發以太網報文能力的端口個數總和N = N_+N_。
[0058]對于下一跳節點標識信息，如該端口為邊緣端口，則下一跳節點為空節點；如該端 口為內聯端口，則下一跳節點為與該端口相連的端口的標識信息。
[0059]本實施例提供的方法如圖5所示，包括:
[0060]步驟501、根據保存的拓撲數據獲取網元間環路路徑。
[0061]管理設備從保存的拓撲數據中提取環路路徑，具體的:
[0062]當只有一個網元時,如圖6a所示，網元I包括PU P2、P3、P4四個端口，這四個端 口都沒有和其他端口連接，即為邊緣端口，則管理設備上保存的拓撲數據如圖6b所示。
[0063]從圖6b所示的拓撲數據能提取4條路徑，但是都只有起始點信息，終結點指向空 節點，因此不存在環路路徑。
[0064]當有2個網元時，如圖7a所示，網元2上有P5、P6、P7、P8端口，網元2通過P8連 接到網元I的P2。P5、P6、P7為邊緣端口，P8為內聯端口，相比圖6a，網元I上的端口 P2從 邊緣端口變化為內聯端口，因此可以在圖6b的基礎上刪除P2的拓撲數據，再增加P8指向 P2和P2指向P8的拓撲數據，則網元I和網元2的拓撲數據如圖7b所示，從拓撲數據中可 以遍歷出6條環路路徑，分別是如下(詳見圖7c):
[0065](P1，P2，P8)
[0066](P3, P2, P8)
[0067](P4, P2, P8)
[0068](P5, P8, P2)
[0069](P6, P8, P2)
[0070](P7, P8, P2)
[0071]當有3個網元時，如圖8a所示，相比圖7a，網元I的端口 P3從邊緣端口變化為內 聯端口；網元2的端口 P7從邊緣端口變化為內聯端口，因此可以先刪除以P3和P7為路徑 起始點的拓撲數據，因為網元I和網元2上的內聯端口的數量為2個，則P8和P2指向的下一個節點就不為空，分別指向P7和P3，則拓撲數據如圖8b所示，如果分別以Pl和P4作為路徑始發點，依次遍歷，可以得到以下4條環路路徑(詳見圖Sc):
【權利要求】
1.一種環路檢測方法，其特征在于，包括:從網元的端口的拓撲數據中獲取網元中存在的環路路徑，將環路路徑存儲于環路路徑表中，所述拓撲數據包括所述端口的標識信息以及所述端口所連接的下一跳節點的標識信息；當網元的端口發生媒體訪問控制地址漂移時，根據端口原標識信息和漂移后的標識信息查找所述環路路徑表，獲取協議上的環路路徑。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述拓撲數據還包括所述端口的類型，所述端口的類型包括沒有下一跳節點的邊緣端口，以及連接有下一跳節點的內聯端口。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述從網元的端口的拓撲數據中獲取網元中存在的環路路徑具體包括:在任意網元上選取一個邊緣端口為路徑始發點，按照向網元的內聯端口方向遍歷的方式遍歷，直到路徑節點為所述路徑始發點所在的網元的內聯端口，遍歷出來的節點的集合即為一條環路路徑。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述下一跳節點的標識信息為所述端口連接的下一跳網元上的端口的標識信息。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述端口的標識信息包括端口號、和/或所述端口在網元上的框位/槽位號，或者包括端口號和網元編號的組合。
6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述拓撲數據還包括所述端口所連接的下一跳節點的數量。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:關閉所述協議上的環路路徑上的某個端口的轉發功能，或者阻塞所述協議上的環路路徑上的某個端口。
8.—種網元的管理設備，其特征在于，包括:存儲模塊，用于存儲網元的端口的拓撲數據，所述拓撲數據包括所述端口的標識信息以及所述端口所連接的下一跳節點的標識信息； 物理環路計算模塊，用于從所述拓撲數據中獲取網元之間存在的環路路徑，將環路路徑存儲于存儲模塊的環路路徑表中；協議環路計算模塊，用于當網元的端口發生媒體訪問控制地址漂移時，根據所述端口的原標識信息和漂移后的標識信息查找所述環路路徑表，獲取協議上的環路路徑。
9.根據權利要求8所述的管理設備，其特征在于，所述拓撲數據還包括所述端口的類型，所述端口的類型包括沒有下一跳節點的邊緣端口，以及連接有下一跳節點的內聯端口，所述物理環路計算模塊包括:控制模塊，用于在網元上選取一個邊緣端口 ；遍歷模塊，用于以所述控制模塊選取的端口為路徑始發點，按照向網元的內聯端口方向遍歷的方式遍歷，直到路徑節點為所述路徑始發點所在的網元上的內聯端口，遍歷出來的節點的集合即為一條環路路徑。
10.根據權利要求8或9所述的管理設備，其特征在于，所述管理設備還包括網元接口模塊，用于接收網元上報的所述原標識信息和漂移后的標識信息。
11.一種環路路徑檢測系統，包括多個網元以及所述多個網元的管理設備，其特征在于，所述管理設備，用于從網元的端口的拓撲數據中獲取環路路徑，將環路路徑存儲于環路路徑表中，當網元的端口發生媒體訪問控制地址漂移時，根據端口的原標識信息和漂移后的標識信息查找所述環路路徑表，獲取協議上的環路路徑；其中，所述拓撲數據包括所述端口的標識信息以及所述端口所連接的下一跳節點的標識息。
12.根據權利要求11所述的系統，其特征在于，所述拓撲數據還包括所述端口的類型， 所述端口的類型包括沒有下一跳節點的邊緣端口，以及連接有下一跳節點的內聯端口，所述管理設備從網元的端口的拓撲數據獲取環路路徑具體包括:在所述多個網元中選取一個網元，以所選取的網元上的一個邊緣端口為路徑始發點， 按照向網元的內聯端口方向遍歷的方式遍歷，直到路徑節點為所述選取的網元的內聯端口，遍歷出來的節點的集合即為一條環路路徑。
13.根據權利要求11或12所述的系統，其特征在于，所述管理設備還用于關閉所述協議上的環路路徑上的某個端口的轉發功能，或者阻塞所述協議上的`環路路徑上的某個端 □。
【文檔編號】H04L12/741GK103457756SQ201210182984
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年6月5日 優先權日:2012年6月5日
【發明者】羅幼泉 申請人:華為技術有限公司