利用鏈路聚合實施保護的方法、設備和系統的製作方法
2023-07-29 18:14:21 1
專利名稱：利用鏈路聚合實施保護的方法、設備和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及鏈路聚合的應用，更具體而言，涉及利用鏈路聚合實施保護的方法、設備和系統。
背景技術：
鏈路聚合技術亦稱主幹技術(Trunking)或捆綁技術(Bonding)，其實質是將兩臺設備間的數條物理鏈路「組合」成一條邏輯鏈路。目前鏈路聚合技術的標準為IEEE Standard 802.3ad，由IEEE802委員會制定。鏈路聚合控制協議(LACP，Link Aggregation ControlProtocol)是IEEE 802.3ad標準的主要內容之一，定義了一種標準的聚合控制方式。聚合的雙方設備通過協議交互聚合信息，根據雙方的參數和狀態，自動將匹配的鏈路聚合在一起收發數據。聚合形成後，交換設備維護聚合鏈路狀態，當雙方配置變化時，自動調整或解散聚合鏈路。
不過，LACP協議並不等於鏈路聚合技術，而是IEEE 802.3ad提供的一種鏈路聚合控制方式，實踐中也可採用其他的聚合控制方式。
按照聚合方式的不同，鏈路聚合可以分為手工聚合、靜態LACP聚合和動態LACP聚合。
●在手工聚合中，需要配置鏈路聚合組兩端的設備，使其各自使能埠組中埠的聚合功能，完成聚合。在聚合過程中，沒有兩端設備的聚合協商，因此在保護、防錯性上有不足。
●靜態LACP聚合是指，用戶仍然需要配置兩端設備的待聚合埠，LACP協議在兩端設備間互發報文進行通信、協商，由協議指定埠是否聚合、解聚合。靜態LACP聚合的保護是由LACP協議協商進行的。
●動態LACP聚合是指，不需要用戶配置，LACP協議通過兩端設備通信、協商，發現可聚合的埠，並將這些埠聚合。動態LACP聚合的保護是由LACP協議協商進行的。
按照聚合組類型的不同，鏈路聚合組可以分為負載分擔聚合組和非負載分擔聚合組。
●負載分擔聚合組是指，在聚合組的埠中所有的埠都傳送數據業務，從而達到擴大帶寬的目的；當某一埠出現故障或所連的物理線路出現斷纖、斷線等問題時，數據業務不再分擔到此埠，則業務收發正常。
●非負載分擔聚合組是指，在聚合組的埠中，只有一個埠處於工作態，傳送數據業務，其他所有埠都處於備份態；當處於工作態的埠出現故障或所連的物理線路出現斷纖、斷線等問題時，某一處於備份態的埠會成為工作態，從而實現業務傳送的保護。另外，工作埠和備用埠都能收發LACP協議報文，但備用埠不能轉發業務報文(即實際傳送的業務)。
一般來說，鏈路聚合有兩個作用擴大帶寬和提供保護。關於前者，例如，當100M乙太網埠的速率不夠時，可以使用多個100M乙太網埠做聚合，提供大於100M的帶寬；關於後者，例如，當需要為重要的業務提供保護時，可以採用兩個乙太網埠做聚合，當其中一個埠出現故障或所連的物理線路出現斷纖或斷線等問題時，可以使用另一個埠傳送業務，從而實現保護。
現在參照圖1針對鏈路聚合的保護功能進行說明。如圖1所示，當埠1和埠2聚合時，現有技術利用LACP協議實現保護的過程如下1.正常運行兩個埠已經聚合，運行LACP協議，周期性地互相發送LACP協議報文，發送周期一般為1秒。埠2為工作埠，承載業務，報文會被發送到埠2上，埠1為備份埠，不承載業務，所有發到埠1的報文都會被丟棄。
2.故障發生設備A、B的埠2都發生故障或所連接的物理線路雙向斷纖或斷線。
3.設備A、B的埠2無法再接收對端的報文，當三個發送周期無法接收到對端報文時，設備A、B認為此埠出現故障。
4.設備A、B重新設置埠的聚合狀態，埠2不再為工作埠，不承載業務，埠1為工作埠，至此，所有兩端設備發送的報文都會被發送到埠1上，保護完成。
還有一種情況是單個方向上發生故障，例如單向斷纖，如設備A埠2到設備B埠2的光纖斷纖。在這種情況下，設備A的埠2還可以接收到設備B的LACP協議報文。設備B在三個發送周期沒有收到報文後，則認為此埠故障，停止向設備A發送LACP協議報文。再過三個發送周期，設備A發現此埠故障。
利用鏈路聚合進行保護時，兩端設備對埠狀態的更改必須一致。如果兩端設備對工作埠的設置不一致，比如A設置埠1為工作埠，B設置埠2為工作埠，則業務報文的發送不能正常進行，業務報文就會被丟棄，保護失敗。因此，保護的方式必須由兩端設備共同完成動作才能切換；如果任何一端設備未完成保護動作，則保護不能成功。所以，在上述情況下，只有A發現埠2發生故障後才能完成保護。
對上面的過程進行分析採用IEEE 802.3ad標準定義的LACP協議進行鏈路聚合保護時，從第2步發生故障到第4步保護完成所需要的時間為網絡的故障恢復時間；理論上，該時間最少為3秒，單向斷纖的保護時間為6秒。然而，隨著各種網絡應用對網絡可用性要求的提高，要求網絡的故障恢復時間越來越短。特別是語音業務的傳送，恢復時間大於50ms就可能導致應用方面的問題，因此僅採用標準定義的LACP協議進行保護不能滿足發展的業務應用需求。
LACP協議的缺點在於●採用超時機制診斷故障，非常耗時；●沒有故障信息通告機制，當本端發生錯誤時無法通告對端。
發明內容
本發明的主要目的是提供克服上述現有技術缺陷的手段，以便，在利用鏈路聚合實施保護的應用中發生故障時，實施快速保護。
根據本發明的第一方面，提供了一種利用鏈路聚合實施保護的方法，包括步驟用檢測電路檢測聚合的雙方設備中各設備的、處於鏈路聚合中的工作埠接收方向的線路；當所述雙方設備中一個設備的某個工作埠接收方向的線路被檢測到發生故障時，所述一個設備響應故障信息實施保護，並促使所述雙方設備中另一設備實施保護。
根據本發明的第二方面，提供了一種適於利用鏈路聚合實施保護的設備，鏈路聚合在該設備與另一設備之間配置，該設備包括檢測電路，用以檢測該設備的、處於鏈路聚合中的工作埠接收方向的線路；和，響應及通告裝置，用以在檢測電路檢測到該設備的某個工作埠接收方向的線路發生故障時，響應故障信息實施保護，並促使所述另一設備實施保護。
根據本發明的第三方面，提供了一種利用鏈路聚合實施保護的系統，該系統包含第二方面所述的設備。
本發明帶來的有益效果是當鏈路聚合中的埠發生故障時，能快速完成保護。
僅以舉例的方式，參照附圖更詳細地描述本發明的優選實施方案，其中圖1是在兩個設備上配置的2埠鏈路聚合的示意圖；和圖2是在兩個設備上配置的3埠鏈路聚合的示意圖。
具體實施例方式
LACP協議是通過定時器超時來檢測線路故障的，如果發送LACP協議報文的周期為1秒，則從故障發生到保護處理程序檢測到線路故障，最少需要三秒鐘的時間。在本發明的一個實施方案中，使用硬體電路檢測線路故障；若檢測到故障，則迅速通知保護處理程序，進行埠狀態的切換。這樣，從故障發生到程序檢測到故障的時間可以達到10ms或更少。上述硬體電路可選用如光纖信號檢測電路和乙太網物理層檢測電路等可以檢測到物理信號故障的電路。這些電路可採用現有技術中的相應方法來檢測線路故障，如光纖信號檢測電路可通過檢測光纖中光信號的功率來檢測線路故障，若檢測到光功率小於一個設定的最低值，則上報光纖信號失效。
如前所述，在鏈路聚合保護中，保護的方式必須由兩端設備共同完成動作才能切換；如果任何一端設備未完成保護動作，則保護不能成功。一般來說，用於傳輸信息的物理連接為兩條，分別傳送不同方向的信息。如果兩個方向上的線路都發生故障，則兩端設備都能迅速檢測到，從而完成保護。而另一種可能的情形是只有一個方向上的線路發生故障，如圖2所示。
在圖2中，設備A與設備B之間有三個埠為聚合狀態。當設備B埠2到設備A埠2的線路出現故障時，藉助前述硬體電路，設備A可迅速檢測出故障並實施保護，但設備B則無法發現故障。如果採用標準802.3ad中定義的方案，則所需時間為1、設備A埠2在三秒接收不到設備B埠2發送的報文，停止向設備B埠2發送報文；以及，2、設備B在設備A埠2停發報文三秒後，認為埠2故障，因而總共需要6秒左右的時間。
針對這種情況，根據本發明的一個實施方案提供了一種通告機制，以便當一端發生故障時，促使另一端作出響應，實施保護。有三種方法可實現這一點，現在參照圖2所示的情形分別進行說明。
方法一、當設備A，例如通過檢測電路，檢測到埠2接收方向的線路發生故障時，設備A設置埠2停止發送信號，從而使設備B檢測到故障，促使設備B實施保護，由此完成保護。
附加地，考慮到採用這種方法進行通告時可能會發生死鎖，即A認為線路壞則使埠停止發送信號，導致B認為線路壞也使相應的埠停止發送信號，從而使得線路總是無法恢復到正常情況，優選使設備A進行以下操作在設置其埠2停止發送信號後，設置埠2周期性地發送信號；以及，當檢測到埠2接收方向的信號變為正常時，設置埠2正常發送信號。
方法二、當設備A檢測到埠2接收方向的線路發生故障時，設備A通過埠2發送方向的線路向設備B發送增強的LACP協議報文，該報文中包含指示本端設備故障的信息，以通告對端設備本端設備故障，其中所述信息可記錄在一個特殊的欄位中；設備B接收到此報文後，立即根據所述信息更新本端所記錄的對端狀態，根據該更新後的對端狀態相應地實施保護，由此完成保護。
方法三、圖2中的埠1、埠2、埠3都處於一個聚合組，可使每個埠所發送的報文中，除包含自身埠的狀態信息外，還包含同一聚合組內其他埠的信息。利用這種方式，當設備A檢測到埠2接收方向的線路發生故障時，設備A會通過聚合組內的埠1、埠3向設備B發送報文，該報文中含有指示埠2線路故障的信息；設備B接收到此報文後，迅速實施保護，由此完成保護。
儘管描述了本發明的優選實施方案，但通過閱讀和掌握本發明的原則和教導，本領域的技術人員可對這裡公開的實施方案進行各種改型。因而，本發明的範圍由附在這裡的權利要求限定。
權利要求
1.一種利用鏈路聚合實施保護的方法，包括步驟用檢測電路檢測聚合的雙方設備中各設備的、處於鏈路聚合中的工作埠接收方向的線路；當所述雙方設備中一個設備的某個工作埠接收方向的線路被檢測到發生故障時，所述一個設備響應故障信息實施保護，並促使所述雙方設備中另一設備實施保護。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述一個設備通過設置所述某個工作埠停止發送信號來促使所述雙方設備中另一設備實施保護。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，還包括步驟所述一個設備設置所述某個工作埠周期性地發送信號；和，當所述一個設備檢測到所述某個工作埠接收方向的信號正常時，設置所述某個工作埠正常發送信號。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述一個設備通過發送包括所述故障信息的報文給所述另一設備來促使所述雙方設備中另一設備實施保護。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述報文通過所述某個工作埠發送方向的線路發送。
6.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述報文通過所述一個設備的、處於鏈路聚合中的其他埠發送。
7.一種適於利用鏈路聚合實施保護的設備，鏈路聚合在該設備與另一設備之間配置，該設備包括檢測電路，用以檢測該設備的、處於鏈路聚合中的工作埠接收方向的線路；和，響應及通告裝置，用以在檢測電路檢測到該設備的某個工作埠接收方向的線路發生故障時，響應故障信息實施保護，並促使所述另一設備實施保護。
8.如權利要求7所述的設備，其特徵在於，所述響應及通告裝置通過設置所述某個工作埠停止發送信號來促使所述另一設備實施保護。
9.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，還包括在所述響應及通告裝置設置所述某個工作埠停止發送信號後設置該埠周期性地發送信號的裝置；在所述響應及通告裝置設置所述某個工作埠停止發送信號後檢測該埠接收方向的信號是否正常的裝置；和，在所述某個工作埠接收方向的信號被檢測為正常時設置該埠正常發送信號的裝置。
10.如權利要求7所述的設備，其特徵在於，所述響應及通告裝置通過發送包括所述故障信息的報文給所述另一設備來促使所述另一設備實施保護。
11.如權利要求10所述的設備，其特徵在於，所述報文通過所述某個工作埠發送方向的線路發送。
12.如權利要求10所述的設備，其特徵在於，所述報文通過該設備的、處於鏈路聚合中的其他埠發送。
13.一種利用鏈路聚合實施保護的系統，包括如權利要求7-12中任一權利要求所述的設備。
全文摘要
提供一種利用鏈路聚合實施保護的方法，包括步驟用檢測電路檢測聚合的雙方設備中各設備的、處於鏈路聚合中的工作埠接收方向的線路；和，當所述雙方設備中一個設備的某個工作埠接收方向的線路被檢測到發生故障時，所述一個設備響應故障信息實施保護，並促使所述雙方設備中另一設備實施保護。所述通告的步驟可通過以下方式實現一、設置所述某個工作埠停止發送信號；二、通過所述某個工作埠發送方向的線路或該設備的、處於鏈路聚合中的其他埠發送包括故障信息的報文給另一設備。本發明還提供相應的設備和系統。利用本發明，可加速利用鏈路聚合進行保護。
文檔編號H04L29/06GK1913414SQ20061006237
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月29日 優先權日2006年8月29日
發明者權星月 申請人:華為技術有限公司