[發明專利]一種基于RSTP改進型單環路冗余備份的實現

無效

• 申請號: 201210282262.2
• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN102761451A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 周厚明;楊志
• 申請（專利權）人: 武漢邁威實達軟件有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬領域

本發明涉及一種基于RSTP改進型單環路冗余備份的實現。在工業通信領域，環路冗余備份一直是一個十分重要的課題。常用的鏈路冗余備份的方式有端口匯聚(TRUNK)、環路備份等等，一種基于RSTP改進型單環路冗余備份的實現基于環路備份的思想，在標準RSTP協議的基礎上，對根橋選舉的過程以及狀態機轉化機制進行徹底的改寫，使RSTP僅僅實現單環路的鏈路冗余備份功能，同時使RSTP的自愈時間大大縮短。經過測試，一種基于RSTP改進型單環路冗余備份的實現能夠達到4臺交換機組成單環路網絡，理論自愈時間控制在15ms左右的效果，大大提高網絡的可靠性。

技術背景

目前最通用的環路備份協議是RSTP(Rapid?Spanning?Tree?Protocol，快速生成樹協議)，RSTP從STP(Spanning?Tree?Protocol，生成樹協議)的基礎上發展而來。RSTP能夠在網絡拓撲發生變化的情況下，以更快的速率進行網絡收斂，通過相關的算法，將很復雜的環路網絡“修剪”成樹形網絡結構，已達到鏈路冗余備份的目的。正是由于RSTP能夠支持很復雜的網絡拓撲結構，因此RSTP主要存在以下兩點缺陷。

第一點缺陷：由于整個交換網絡最終會成為一棵生成樹，在網絡規模比較大的時候會導致較長的收斂時間，拓撲改變的影響面也較大。

第二點缺陷：在網絡結構對稱的情況下，單生成樹不會產生網絡短暫不能通信的情況。但是，在網絡結構不對稱的時候，單生成樹就會影響網絡的連通性，網絡設備之間會出現數秒甚至數十秒的無法通信的情況。這種情況在大型的網絡結構(例如：城域網)中，會造成極大的帶寬浪費。

一種基于RSTP改進型單環路冗余備份的實現正是針對RSTP的以上兩點缺陷，對RSTP的算法進行徹底的改寫，使RSTP僅僅實現單環路的鏈路冗余備份功能，大大縮短網絡收斂時間，提供更實用、更可靠的鏈路冗余備份的功能。

發明內容

本發明是為了提供一種基于RSTP協議的改進型單環路實現，僅僅支持單環路，可以使環路網絡的收斂時間大大縮短，從而提高網絡的可靠性。

經過改進的RSTP算法，不再支持多種復雜的網絡連接方式，僅僅支持單個環路的網絡拓撲結構。不再支持復雜網絡連接方式，意味著不需要很復雜的網絡交換和狀態切換算法，可以縮短整個環路拓撲結構的收斂時間。

本發明仍然采用RSTP的BPDU結構，但是此算法不能夠與標準的RSTP協議相兼容，因為本發明中對RSTP的算法做了徹底的改進。

在本發明中，網絡設備會間隔10ms的時間，去檢查本身端口的連接狀態是否發生了改變，這對加快網絡收斂時間有著至關重要的作用。

在本發明中，需要明確兩個概念：設備角色和端口狀態。設備角色有兩種角色，第一種是普通網絡設備，第二種是根網絡設備。端口狀態分為三種狀態，禁用狀態(DISABLED)、阻塞狀態(BLOCK)、轉發狀態(FORWARD)。

普通網絡設備相對于根網絡設備而言，普通網絡設備只用轉發BPDU報文，最終所有的組環端口都會被置為轉發狀態。根網絡設備只會存在于最后一個link?up的網線的兩端網絡設備中的某一臺之中，當單環網絡穩定之后，阻塞端口只會存在于根網絡設備上。

禁用狀態、阻塞狀態、轉發狀態都是相對于組環端口而言。禁用狀態指端口無法收發任何數據報文；阻塞狀態指端口只可以收發BPDU數據報文，其它類型的數據報文都會被丟棄；轉發狀態指端口可以轉發任何類型的數據報文。

為了防止網絡風暴，在網絡設備初始化的時候，所有的成環端口會被置為禁用狀態(DISABLED)。