[發明專利]一種避免以太網閉環的檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201110031706.0
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102624575B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 敖婷;魏月華;吳少勇
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/24
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 蔣雅潔,張穎玲

技術領域

本發明涉及以太網技術，尤其涉及一種避免以太網閉環的檢測方法及系統。

背景技術

隨著以太網應用范圍的擴大，可靠性問題越來越突出，一種比較典型的可靠性問題是以太網閉環導致“網絡風暴”，使得網絡帶寬被耗盡，最終使網絡不可用。

根據以太網原理，當以太網節點收到一個廣播幀后，會向廣播域內的除接收端口外的每個端口轉發，如果以太網中存在閉環，則閉環中的各個節點會永無休止的轉發廣播幀，廣播流量占用帶寬迅速增大，這種現象也稱為“網絡風暴”。如圖1所示，節點S1、節點S2、節點S3和節點S4組成了以太網閉環，當節點S3收到了一個廣播幀F后，會向節點S2轉發，接著節點S2向節點S1轉發，節點S1向節點S4轉發，節點S4向節點S3轉發，節點S3繼續向節點S2轉發，這樣形成了廣播幀S3-＞S2-＞S1-＞S4-＞S3循環無休止的流量轉發，隨著廣播幀的增加，廣播流量占用的帶寬會迅速增大，最終使得網絡帶寬被耗盡，網絡不可用。

為了避免這種以太網閉環，現有技術大都采用了閉環檢測方法，其實現的基本原理是：節點發送一個檢測幀，如果該節點能夠收到自己發出的檢測幀，則說明該節點的發送端口和接收端口之間存在閉環，需要關閉一個端口避免閉環。這種方法雖然比較簡單實用，但是也存在一定的局限性，其局限性體現為：在現有以太網絡中，通常是由于新連接了一條鏈路而導致閉環，形成閉環后，閉環上的各個節點都能夠檢測到閉環，并且關閉端口，這樣雖然避免了閉環，但是閉環上的各個節點都不能轉發流量，導致了網絡大規模不可用。此外，在閉環上各個節點檢測到閉環后都關閉端口，等待一段時間后，節點收不到發出的檢測幀，認為閉環消失，重新打開關閉的端口，會重新形成閉環。

針對上述現有閉環檢測方法所帶來的局限性，一種解決方案是：節點根據其端口的狀態情況，發送不同的檢測幀。例如，如果節點檢測到端口由故障到完好時，則在發送出的檢測幀中包含特定的標識，以指示當前狀態是端口由故障到完好，來避免上述現有閉環檢測方法所帶來的局限性，具體的，如圖2所示，S3和S4之間鏈路本來是不通的，可以認為故障了。但由于某種原因他們之間的鏈路恢復完好，這時S1，S2，S3，S4就形成了一個閉環環路。他們都能夠收到自己發出的檢測幀，因此分別關閉一個端口，這時網絡不能夠正常通信。其中，由于S3和S4檢測到端口由故障到完好，因此發出的檢測幀包含特定的標識，其他節點收到包含特定的標識的檢測幀后，無論轉發端口是否關閉，都會轉發該檢測幀，因此節點S3和S4持續能夠收到自己發出的檢測幀，從而保持端口關閉。而節點S1和節點S2沒有檢測到端口從故障到完好，因此發出的檢測幀不包含特定的標識，其他節點收到不包含特定的標識的檢測幀后，當轉發端口關閉時，不會轉發該檢測幀，因此S1和S2收不到自己發出的檢測幀，在等待一段時間后打開關閉的端口，如圖3所示，網絡中節點S1和節點S2打開端口，網絡能夠重新連通，保障了最大的可用性，防止了以太網重新形成閉環，有助于網絡管理者方便的定位到導致閉環的節點和鏈路。

針對上述解決方案中如何檢測出一個節點上的端口由故障到完好而言，一般來說可以引入故障檢測機制，如操作、管理及維護(OAM，Operation&Administration&Maintenance)機制等。然而對于一些小型交換機是不會支持OAM的，從而存在局限性。或者，也可以采用其他可以互發信息的協議，如鏈路匯聚控制協議(LACP)、鏈路層發現協議(LLDP)等進行故障檢測，由于這些協議本身并不是用于故障檢測的，因此，如果單純為了檢測端口的故障或完好而引入這些協議是不恰當的，檢測的準確性和有效性會存在問題，而且采用這些協議不能保證其檢測的及時性。總之，如果不能準確地、有效地、及時地檢測出一個節點上的端口狀態，進而獲知端口狀態是否由故障到完好，就沒法通過發送包含特定的標識的檢測幀來避免閉環。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種避免以太網閉環的檢測方法及系統，能準確地、有效地、及時地檢測出一個節點上的端口狀態，進而能獲知端口狀態是否由故障到完好。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種避免以太網閉環的檢測方法，該方法包括：利用環路避免檢測幀來檢測節點上的端口狀態的改變。

其中，所述端口狀態的改變具體包括：端口的狀態由完好變為故障、或者由故障變為完好。

其中，所述端口狀態的改變是通過設置的一組標識來表示的；