[發明專利]一種以太環網三層路由轉發快速切換的方法

有效

• 申請號: 200710181565.4
• 申請日: 2007-10-23
• 公開（公告）號: CN101141468A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 高輝
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/40
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司
• 代理人: 張穎玲

技術領域

本發明涉及以太環網的故障切換保護技術，特別涉及一種支持三層路由業務的以太環網快速切換的方法。

背景技術

以太環網作為一種應用于寬帶城域網的以太網技術，目前得到了越來越廣泛的應用，它解決了傳統的基于以太網的城域系統保護能力弱、延遲大以及故障恢復時間長等問題；以太環網還能夠提供50ms級的快速保護特性、提高了服務質量和網絡的可靠性，又因其兼容傳統的以太網協議，因此成為城域寬帶接入匯聚層網絡的一種重要的技術選擇。

現有的以太環網模式下，以太環網內承載的業務一般是二層業務，二層業務是指開放系統互連(OSI)參考模型的數據鏈路層業務。二層業務依靠快速的本地刷新轉發數據庫(FLUSH-FDB，FLUSH?Forwarding?DataBase)特性和廣播特性，能夠為以太環網提供50ms內的快速切換以及業務不丟包的網絡傳輸性能。但如果以太環網內承載的是三層路由或稱三層轉發業務，則數據報文的轉發需要通過地址解析協議(ARP，Address?Resolution?Protocol)信息查找下一跳路由，而ARP信息的獲取需要通過本地接口向對端直連接口發ARP請求，或對端直連接口發送ARP宣告，或有對端的數據流時才能建立起ARP信息。這樣，在環網鏈路切換的情況下，三層路由的下一跳地址需要通過ARP解析才能建立，因而ARP的解析時間成為鏈路切換的瓶頸，導致以太環網內的三層路由業務達不到50ms級的收斂切換速度。所述三層路由業務是指經過OSI參考模型的網絡層路由交換的業務，三層交換機能夠較好地滿足二層業務和三層業務的需求。

圖1為現有以太環網三層路由業務轉發過程示意圖，如圖1所示，該以太環網起始和終止于匯聚層交換機的環網端口，該以太環網中有5臺環網接入設備，稱之為節點S1-節點S5；其中S1為以太環網的主節點，主節點與以太環網有兩個接口，分別稱為主端口和從端口。環網在沒有發生鏈路中斷以及設備故障時的正常工作狀態下，以太環網上的用戶業務數據流沿著主端口到接入環網設備再到從端口的方向傳送；也可將組播數據流以相反的方向在以太環網內傳送。

當環網主節點S1的從端口阻塞時，節點S4的三層路由業務自三層接口a通過節點S3再向節點S2的三層接口b轉發。

圖2、圖3、圖4為現有以太環網鏈路故障后三層路由業務重新恢復轉發的過程：

圖2為現有以太環網鏈路故障三層路由業務中斷示意圖，如圖2所示，節點S2和節點S3之間鏈路發生故障，三層路由業務此時無法轉發。

圖3為現有以太環網鏈路故障時ARP解析的過程示意圖，如圖3所示，以太環網協議能夠在50ms內進行快速收斂切換，打開節點S1的從端口，但是節點S4的三層接口a到節點S2的三層接口b的下一跳信息卻沒有隨之變化、或者下一跳信息已丟失，此時，數據流仍然按照S4-S3-S2方向轉發或者直接在節點S4丟棄，三層路由業務中斷，節點S4的三層路由業務轉發失敗。此時節點S4的三層接口a將沿S4-S5-S1-S2的方向向S2重新發送ARP請求，以獲取下一跳地址信息，當節點S2收到ARP請求后即返回響應請求。

圖4為現有以太環網鏈路故障后建立下一跳信息的過程示意圖，如圖4所示，節點S4收到節點S2返回的響應，請求建立下一跳信息，此時三層路由業務由S4-S5-S1-S2方向轉發至節點S2的三層接口b，即三層路由業務恢復正常轉發。

在上述鏈路故障恢復的過程中，以太環網協議已經在50ms內恢復，但是節點S4的三層路由業務的下一跳信息的重新建立，必須依靠ARP解析才能完成，ARP解析過程所花費的時間在秒級范圍，這遠遠超過了環網本身50ms的控制級，因此不能保證三層路由業務的可靠性和服務質量。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種以太環網中三層路由轉發快速切換的方法，以提高以太環網的三層路由業務的實時性和可靠性。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種以太環網三層路由轉發快速切換的方法，該方法包括：

a、為每個環網節點的端口設置行為標識符，并設定行為標識符的存活時間；

b、系統監視以太環網的網絡狀態，若鏈路發生故障或鏈路處于恢復狀態，則執行步驟c；否則，網絡保持正常運行狀態；

c、啟用環網內所有節點的行為標識符，并對行為標識符的存活時間進行計時，環網節點發送ARP信息請求重建下一跳路由；

d、發送ARP請求信息的環網節點收到目的節點的響應信息后，完成下一跳路由的重建，直到行為標識符超出存活時間后使其失效，結束本次切換過程。