[發(fā)明專利]用于網(wǎng)絡(luò)中的故障處理的方法和配置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580050107.6
• 申請日: 2005-06-14
• 公開（公告）號: CN101199165A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·法卡斯;C·安塔爾;L·韋斯特伯格
• 申請（專利權(quán)）人: 艾利森電話股份有限公司
• 主分類號: H04L12/46
• 分類號: H04L12/46;H04L12/24;H04L12/44;H04L29/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;王忠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及樹形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的故障處理。

背景技術(shù)

用于交換信息的網(wǎng)絡(luò)，諸如以太網(wǎng)，包括通過鏈路互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)中的一對端節(jié)點(diǎn)之間建立的連接可能會(huì)突然發(fā)生故障。已開發(fā)出這樣的方法，即首先檢測發(fā)生故障的連接，然后恢復(fù)所述連接。

″生成樹協(xié)議″(STP)是第一種用于以太網(wǎng)的恢復(fù)方法，其主要被開發(fā)用來避免環(huán)路，從而避免廣播消息的循環(huán)。通過激活未使用鏈路，STP還提供路徑冗余。在鏈路故障的情況下，則激活先前的備用鏈路，以聯(lián)系分開的網(wǎng)絡(luò)段。生成樹的構(gòu)建以從眾多網(wǎng)橋中選擇根網(wǎng)橋開始。剩余的網(wǎng)橋計(jì)算到根網(wǎng)橋的最短距離。提供這種到根網(wǎng)橋的最短路徑的端口便為根端口。網(wǎng)橋通過橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元(BPDU)消息交換生成樹控制信息。STP主要的缺點(diǎn)是其較慢的收斂性。其故障恢復(fù)時(shí)間(failover?time)為十秒級別，一般約為30秒到60秒，并取決于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量。STP的另一缺點(diǎn)在于很難對其進(jìn)行控制。這就是說，可以配置第一棵樹，但是故障后形成的樹是不可預(yù)測的。

″快速生成樹協(xié)議″(RSTP)是以太網(wǎng)恢復(fù)協(xié)議(Ethernet?resiliencyprotocol)發(fā)展的下一階段。它保留了與STP相同的術(shù)語和大部分的參數(shù)。與STP的最重要差異在于，在這種協(xié)議中，端口可能的運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)量從五個(gè)狀態(tài)減少到三個(gè)狀態(tài)。此外，端口中的消息處理并不取決于其在生成樹中所承擔(dān)的任務(wù)。BPDU保持相同的格式，在其中只引入很少的變化，即使用了標(biāo)志字節(jié)的所有比特。STP的缺點(diǎn)之一就是，非根網(wǎng)橋只有在BPDU到達(dá)它們的根端口時(shí)才產(chǎn)生BPDU。與此相反，在RSTP中，每個(gè)網(wǎng)橋在預(yù)定的時(shí)間間隔(例如每隔2秒)內(nèi)產(chǎn)生所謂的問候BPDU(hello?BPDU)。此外，還將更快的老化應(yīng)用于協(xié)議信息，即如果在三個(gè)連續(xù)的問候周期內(nèi)未接收到問候，則協(xié)議信息立即失效。從而，將BPDU用作網(wǎng)橋之間的保持有效機(jī)制(keep-alive?mechanism)，這使得恢復(fù)更為快速。RSTP的收斂時(shí)間被減少到秒級，因此還不能將其應(yīng)用于電信級網(wǎng)絡(luò)。

EtheReal也是一種旨在提供生成樹快速重構(gòu)和故障檢測的協(xié)議。EtheReal的故障檢測機(jī)制使用相鄰節(jié)點(diǎn)之間的周期性問候消息，以指示消息源是有效的。如果連續(xù)幾個(gè)問候消息未到達(dá)，則假定連接已斷開，并開始構(gòu)建新的生成樹。在EtheReal中，所有通過發(fā)生故障的鏈路的連接被終止，并在重建新的生成樹后被重新建立。EtheReal的主要缺點(diǎn)在于，標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)交換機(jī)并不支持該協(xié)議，而為了正常運(yùn)行，所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)均必須通曉EtheReal。此外，它也不如使用預(yù)先計(jì)算的生成樹的結(jié)構(gòu)快速。

故障檢測也能夠基于新近開發(fā)的″雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測″(BFD)協(xié)議。最初，BFD被開發(fā)用于檢查相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連通性，然后，它被擴(kuò)展為″用于多跳路徑的BFD″協(xié)議。然而，BFD還未被開發(fā)用于以太網(wǎng)。此外，需要在網(wǎng)絡(luò)的各邊緣節(jié)點(diǎn)之間運(yùn)行點(diǎn)對點(diǎn)BFD來檢測所有可能的鏈路故障，這會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)過度負(fù)載。

隨著虛擬局域網(wǎng)(VLAN)的越來越廣泛的使用，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)存在不足這一點(diǎn)變得日益明顯，因?yàn)橥籗TP實(shí)例不適用于所有VLAN。因此，IEEE開發(fā)了″多生成樹協(xié)議(Multiple?Spanning?TreeProtocol)″(MSTP)。MSTP融合了RSTP和VLAN的最佳特征。

由MSTP引入的主要改進(jìn)在于，可以將若干VLAN指定給單個(gè)生成樹實(shí)例。如果存在多于一個(gè)實(shí)例，則這些實(shí)例相互獨(dú)立。生成樹實(shí)例的最大數(shù)目取決于以太網(wǎng)交換機(jī)：其甚至可以達(dá)到上千個(gè)實(shí)例。因此，MSTP減少了支持大量VLAN所需的生成樹實(shí)例數(shù)目。此外，通過提供多條路徑，還能由MSTP實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。除此之外，還可以將以太網(wǎng)劃分為各個(gè)區(qū)域，這就使得，通過減小生成樹的大小，大網(wǎng)絡(luò)變得更易于處理。因此，相比于其先輩，MSTP在擴(kuò)充性方面更佳，但是其收斂性卻并不比RSTP更好。