[發明專利]鏈路切換方法及裝置、數據傳輸方法及裝置、網絡設備

無效

• 申請號: 201110421566.8
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102420768A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 林鵬
• 申請（專利權）人: 北京星網銳捷網絡技術有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/12
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及網絡通信系統，具體地，涉及一種鏈路切換方法及裝置、數據傳輸方法及裝置、網絡設備。

背景技術

網絡設備通過解析和學習以太網幀的源媒體訪問控制(MAC，Media?Access?Control)地址、虛擬局域網(VLAN，Virtual?Local?Area?Network)標識(ID，Identity)信息來維護MAC地址與端口的對應關系，這種保存MAC、VLAN?ID與端口對應關系的表稱為地址轉發表即MAC表，設備通過以太網數據幀的目的MAC、VLAN?ID來查找MAC表決定數據幀向哪個端口轉發，基本流程如下：

步驟一、二層交換機收到以太網數據幀，將該數據幀的源MAC、VLAN?ID與接收端口的對應關系寫入MAC表，作為以后的二層轉發依據；

步驟二、如果MAC表中已有相同表項，那么就刷新該表項的老化時間；MAC表表項采取一定的老化更新機制，老化時間內未得到刷新的表項將被刪除掉；

步驟三、根據以太網數據幀的目的MAC、VLAN?ID去查找MAC表，如果沒有找到匹配表項，那么向所有端口轉發(接收端口除外)；如果目的MAC是廣播地址，那么向所有端口轉發(接收端口除外)；如果能夠找到匹配表項，則向表項所示的對應端口轉發，但是如果表項所示端口與收到以太網幀的端口相同，則丟棄該幀。

從上述流程可以看出，網絡設備通過維護MAC表以及根據目的MAC查表轉發，有效地利用了網絡帶寬，改善了網絡性能。

以太網環形鏈路為以太網交換或者多協議標簽交換(MPLS，Multi-Protocol?Label?Switching)提供了除工作鏈路外的備份鏈路，當工作鏈路出現故障后，備份鏈路將替代原有的工作鏈路，從而保證業務流轉發正常。

以太網環形保護交換的工作原理如圖1所示：

在圖1中，A，B，C，D四個節點為網絡設備，其中A，B，C，D四個節點下面都連接著大量的服務器和用戶，為了便于說明，我們只列出了PC1與PC2這兩個用戶設備，PC1連接至D的端口3，PC1的地址信息中包括MAC1、VLAN10，PC2連接至設備D的端口3，PC2的地址信息中包括MAC2、VLAN10。在圖1中，W表示工作鏈路，P表示備份鏈路。

從圖1中可以看出，四個網絡設備構成了環路，節點A的端口2、節點D的端口2之間的鏈路為工作鏈路，節點B的端口2、節點C的端口2之間的鏈路為工作鏈路，設備A的端口1、B的端口1之間的鏈路為工作鏈路，設備C的端口1、D的端口1間的鏈路為備份鏈路，節點設備C、D的端口1均被設置為阻塞狀態，即不允許轉發報文。通過地址學習，在設備D上，會學習到PC2的地址信息為MAC2+PORT2+VLAN10。在設備C上學習到PC1的地址信息為MAC1+PORT2+VLAN10。

在設備運行過程中，協議會測試鏈路連通性，如：周期性的發送議報文以確認鏈路狀態。假設，節點A，B之間的鏈路由于光纖問題導致鏈路斷開，如圖2所示。

鏈路檢測協議發現在一定周期內的檢測報文都丟失、確定A、B間鏈路斷開，就向周邊節點通告鏈路狀態變化信息。這樣，C與D之間的備份鏈路將啟用為工作鏈路，而A，B間的鏈路將變成備份鏈路，如圖2所示。

在鏈路切換過程中，會存在地址表轉發錯誤，導致報文被丟棄的問題。因為在設備D上存儲的PC2的地址信息為MAC2+PORT2+VLAN10。在設備C上存在PC1的地址信息為MAC1+PORT2+VLAN10。這樣，在設備C，D上的地址表老化前，從PC1發往PC2的報文通過地址表查到PC2的出口為設備D的PORT2，從PC2發往PC1的報文通過地址表查到PC1的出口為設備C的PORT2。而從PORT2發出的報文將由于無法通過設備A，B間的鏈路、從而被丟棄掉。這樣就導致鏈路切換后，需要經過一段時間(老化時間通常為3分鐘)，PC1與PC2之間才能互通。

目前已經有許多技術解決了這一問題，通過MAC?FLUSH方式，在鏈路狀態切換時，需要把設備上的對應地址清除，然后重新學習地址。采用這種方式就可以避免需要等待老化時間后，報文才可以正常轉發。