一種節點設備及環網切換方法與流程
2023-05-17 01:13:01
本申請涉及網絡通信領域，特別涉及一種環形保護網絡的切換方案。
背景技術：
環網保護協議(以g.8032描述的erps協議為例)在網絡正常時阻塞rpl(ringprotectionlink環網絡保護鏈路)，檢測到鏈路故障後阻塞故障鏈路，打開rpl鏈路，以實現業務保護和快速切換的功能。環網的切換主要發生在以下場景(這裡以erps環網工作在返回模式為例進行說明)：環網檢測到鏈路故障；環網鏈路故障恢復；人工或強制切換環網節點；清除人工或強制切換環網節點。環網的切換過程中，涉及到鏈路故障檢測，環網協議狀態機處理，協議報文傳輸、埠的關閉和打開、mac地址轉發表的清理和重新學習等，因此會造成環網業務的中斷，對用戶而言最直觀的表現就是在環網發生切換的時候，出現報文丟包。
根據目前g.8032的要求，環網的切換時間必須小於50毫秒，並且這個切換時間應是越短越好。但是，在使用環網保護的現實組網環境中，通常會開啟未知包限速(這是防攻擊的一種安全措施，也是對報文轉發的帶寬提供的一種保障)。在環網切換時，由於涉及到網絡拓撲的變化，各個網絡節點需要清除二層轉發表，這使得原本在環網上的業務報文變成了未知包，報文就會被系統設置的未知包限速功能限速，導致丟包嚴重，特別是當環網切換前的報文速率較大時，丟包更明顯，環網的切換性能就會變差(切換時間會變長)甚至無法滿足50毫秒的性能要求。
技術實現要素：
本申請提供一種節點設備及環網切換方法，可以解決現有環網切換過程中未知包限速功能造成的切換性能差的問題。
本申請公開的一種環網切換方法，該方法包括：
環網發生切換的過程中，各環網節點將系統的未知包配置為不限速，直到環網的切換完成後，各環網節點恢復系統的未知包限速功能。
可選地，上述方法中，環網發生切換的過程中，各環網節點將系統的未知包配置為不限速，直到環網的切換完成後，各環網節點恢復未知包限速功能的過程包括：
環網檢測到鏈路故障時，故障節點通知其他環網節點鏈路故障，環網進行切換；
所述故障節點和接收到鏈路故障通知的所有環網節點將系統的未知包配置為不限速；
當環網的切換完成，環網處於穩定的故障狀態時，各環網節點恢復系統的未知包限速功能。
可選地，上述方法中，環網發生切換的過程中，各環網節點將系統的未知包配置為不限速，直到環網的切換完成後，各環網節點恢復未知包限速功能的過程包括：
環網故障恢復時，故障恢復節點通知其他環網節點鏈路故障恢復，環網進行切換；
所述故障恢復節點和接收到鏈路故障恢復通知的所有環網節點將系統的未知包配置為不限速；
所述環網保護鏈路rpl自主節點接收到鏈路故障恢復通知，在定時器事件結束後通知所有環網節點恢復系統的未知包限速功能。
可選地，上述方法中，所述rpl自主節點在定時器事件結束後通知所有環網節點恢復系統的未知包限速功能的過程包括：
所述rpl自主節點在定時器定時時間到時首次發送環網保護倒換恢復r-aps(nr,rb)消息，定時器事件結束，再次發送r-aps(nr,rb)消息，通知各環網節點成恢復系統的未知包限速功能。
可選地，上述方法中，環網發生切換的過程中，各環網節點將系統的未知包配置為不限速，直到環網的切換完成後，各環網節點恢復未知包限速功能的過程包括：
人工切換環網節點埠時，被人為切換的節點發送指示人工切換ms的r-aps消息給其他環網節點，環網進行切換；
人工切換的節點和收到所述r-aps消息的所有環網節點將系統的未知包配置為不限速；
當環網人工切換完成後，所有環網節點恢復系統的未知包限速功能。
可選地，上述方法中，環網發生切換的過程中，各環網節點將系統的未知包配置為不限速，直到環網的切換完成後，各環網節點恢復未知包限速功能的過程包括：
清除人工切換時，被清除人工切換的節點發送r-aps(nr)消息給其他環網節點，環網進行切換；
清除人工切換的節點和收到所述r-aps(nr)消息的所有環網節點將系統的未知包設置為不限速；
rpl自主節點接收到所述r-aps(nr)消息，在定時器事件超時後，發送r-aps(nr,rb)消息給所有環網節點並阻塞prl鏈路；
接收到r-aps(nr,rb)消息的環網節點解除由於人工切換命令導致的阻塞；
環網節點解除阻塞後，所述rpl自主節點通知清除人工切換的節點和所有環網節點恢復系統的未知包限速功能。
可選地，上述方法中，所述rpl自主節點通知清除人工切換的節點和所有環網節點恢復系統的未知包限速功能的過程包括：
所述rpl自主節點通過再次發送r-aps(nr,rb)消息以通知清除人工切換的節點和所有環網節點恢復系統的未知包限速功能。
可選地，上述方法中，環網發生切換的過程中，各環網節點將系統的未知包配置為不限速，直到環網的切換完成後，各環網節點恢復未知包限速功能的過程包括：
強制切換環網節點埠時，被強制切換的節點發送指示強制切換fs的r-aps消息給所有環網節點，環網進行切換；
強制切換的節點和收到所述r-aps消息的所有環網節點將系統的未知包配置為不限速；
當環網強制切換完成後，所有環網節點恢復系統的未知包限速功能。
可選地，上述方法中，環網發生切換的過程中，各環網節點將系統的未知包配置為不限速，直到環網的切換完成後，各環網節點恢復未知包限速功能的過程包括：
清除強制切換時，被清除強制切換的節點發送r-aps(nr)消息，給所有環網節點，環網進行切換；
清除強制切換的節點或收到所述r-aps(nr)消息的所有環網節點將系統的未知包配置為不限速；
rpl自主節點接收到r-aps(nr)消息，在定時器事件超時後，發送r-aps(nr,rb)消息並阻塞prl鏈路；
接收到r-aps(nr,rb)消息的節點解除由於強制切換命令導致的阻塞；
解除阻塞後，所述rpl自主節點通知清除強制切換的節點和所有環網節點恢復系統的未知包限速功能。
可選地，上述方法中，所述rpl自主節點通知清除強制切換的節點和所有環網節點恢復系統的未知包限速功能的過程包括：
解除阻塞後，rpl自主節點通過再次發送r-aps(nr,rb)消息通知清除強制切換的節點和所有環網節點恢復系統的未知包限速功能。
本申請還公開了一種節點設備，該設備包括：
第一單元，在環網發生切換的過程中，將系統的未知包配置為不限速；
第二單元，在環網的切換完成後，恢復系統的未知包限速功能。
可選地，上述節點設備中，所述環網發生切換的過程包括如下一種或幾種：
環網檢測到鏈路故障時進行的環網切換；
環網故障恢復時進行的環網切換；
人工切換環網節點埠時進行的環網切換；
清除人工切換時進行的環網切換；
強制切換環網節點埠時進行的環網切換；
清除強制切換時進行的環網切換。
本申請技術方案，在環網切換時，自動設置系統未知包不限速，在切換完成後再恢復系統的限速功能。這樣既能提高環網的切換性能，又不影響系統的安全性，並且本方案實施極為簡單，不會給系統帶來額外的開銷，在現有網絡設備中很容易實施。
附圖說明
圖1是本發明實施例正常工作狀態的組網示意圖；
圖2是本發明實施例中環網出現鏈路故障的組網示意圖；
圖3為本發明實施例中r-apspdu報文格式示意圖；
圖4為圖3所示r-apspdu報文中r-aps特定信息格式示意圖。
具體實施方式
為使本申請的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下文將結合附圖對本發明技術方案作進一步詳細說明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特徵可以任意相互組合。
實施例1
本實施例提供一種環網切換方法，主要包括如下操作：
環網發生切換的過程中，各環網節點將系統的未知包配置為不限速，直到環網的切換完成後，各環網節點恢復系統的未知包限速功能。
其中，本實施例所涉及的環網切換包括現有各種情況觸發的環網切換，例如如下幾種：
1、環網檢測到鏈路故障時進行的環網切換。
環網檢測到鏈路故障時，故障節點會發送r-aps(sf)消息通知其他環網節點鏈路故障(即可認為開始進行環網切換)，發生故障的節點和接收到該消息的所有環網節點將系統的未知包限速值設置為不限速；
環網處於穩定的故障狀態時(即可認為環網切換完成)，恢復系統的未知包限速值(即為恢復系統的未知包限速功能，後文中恢復系統的未知包限速值即為恢復系統的未知包限速功能)。
2、環網故障恢復時進行的環網切換。
環網故障恢復時，故障恢復節點會發送r-aps(nr)消息通知其他環網節點鏈路故障恢復(即可認為開始進行環網切換)，故障恢復節點和接收到該消息的所有環網節點將系統的未知包限速值設置為不限速；
rplowner節點接收到r-aps(nr)消息，在某個定時器事件結束後會通知所有環網節點恢復系統的未知包限速值。具體地，rplowner節點的定時器為周期定時器，例如wtr定時器，即wtr定時器時間到，owner節點開始周期性發送r-aps(nr,rb)消息，各節點收到r-aps(nr,rb)消息後開始處理轉發表清除等動作，此定時器事件結束後，owner節點可以定期再次發送r-aps(nr,rb)消息以通知各環網節點恢復系統的未知包限速值，這樣，當各環網節點第二次收到r-aps(nr,rb)消息，rplowner節點和再次接收到r-aps(nr,rb)消息的所有環網節點恢復系統的未知包限速值。3、人工切換環網節點埠時進行的環網切換。
人工切換環網節點埠時，被人為切換的節點會發送指示ms的r-aps消息(即可認為開始進行環網切換)，人工切換的節點和收到該消息的所有環網節點將系統的未知包限速值設置為不限速；
環網人工切換完成後，恢復系統的未知包限速值。
4、清除人工切換時進行的環網切換。
清除人工切換時，被清除人工切換的節點會發送r-aps(nr)消息(即可 認為開始進行環網切換)，清除人工切換的節點或收到該消息的所有環網節點將系統的未知包限速值設置為不限速；
rplowner節點接收到r-aps(nr)消息，在某個定時器事件超時後，會發送r-aps(nr,rb)消息並阻塞prl鏈路，這樣，收到r-aps(nr,rb)消息的節點會解除由於人工切換命令導致的阻塞，隨後rplowner節點通知所有環網節點恢復系統的未知包限速值。具體地，rplowner節點可以通過再次發送r-aps(nr,rb)消息以通知各環網節點恢復系統的未知包限速值，而各環網節點第二次收到r-aps(nr,rb)消息時恢復系統的未知包限速值即可。
5、強制切換環網節點埠時進行的環網切換。
強制切換環網節點埠時，被強制切換的節點會發送指示fs的r-aps消息(即可認為開始進行環網切換)，強制切換的節點和收到該消息的所有環網節點將系統的未知包限速值設置為不限速；
環網強制切換完成後，恢復系統的未知包限速值。
6、清除強制切換時進行的環網切換。
清除強制切換時，被清除強制切換的節點會發送r-aps(nr)消息(即可認為開始進行環網切換)，清除強制切換的節點或收到該消息的所有環網節點將系統的未知包限速值設置為不限速；rplowner節點接收到r-aps(nr)消息，在某個定時器事件超時後，發送r-aps(nr,rb)消息並阻塞prl鏈路；接收到r-aps(nr,rb)消息的節點解除由於強制切換命令導致的阻塞，至此清除強制切換完成，rplowner節點通知各環網節點恢復系統的未知包限速值即可。具體地，rplowner節點可以通過再次發送r-aps(nr,rb)消息以通知各環網節點恢復系統的未知包限速功能。
另外，環網中每個節點需要記錄該系統當前的未知包限速值，若用戶修改該限速值，環網節點也需要更新該值，當環網切換完成後，環網節點按照更新的限速值恢復系統的未知包限速功能即可。
以下結合附圖對技術方案的實施做進一步的詳細描述(這裡僅以最常見 的鏈路故障發現和恢復來說明環網切換時關於未知包限速的處理，其他場景的切換處理與之類似，不具體說明)。本發明對專業技術人員熟知的部分未進行表述或者未進行詳細描述，各種操作將按照順序使用多個分離的步驟進行描述。
本發明實施的一般組網如圖1，若干臺設備組成環網並運行erps環網保護協議，其中rpl鏈路可以配置成環網中任意兩臺設備之間的鏈路。正常工作時rpl鏈路上的埠處於阻塞狀態。組網中node1、node2、node3、node4節點組成環網，rpl鏈路為node3和node4之間的鏈路，node4上的埠為owner節點。dut1和dut2模擬現網中需要通信的兩條網元設備，埠分別與測試儀的兩個埠相連，測試儀模擬收發包。一般應用中，系統是設置未知包限速的，測試儀埠a和b之間的報文是已知包，不受未知包限速控制。每個環網中的節點都記錄了系統當前的未知包限速值。
正常情況下測試儀的埠a和b之間通過dut1—node4—node1—node2—node3—dut2進行通信，如附圖1所示；當環網中的非rpl鏈路出現故障時，測試儀的埠a和b之間通過dut1—node4—node3—dut2進行通信，如圖2所示。
環網鏈路檢測到故障時的處理流程：
node1和node2節點檢測到鏈路故障後，設置設備的未知包限速為不限速；阻塞故障埠，清空mac地址轉發表；周期性發送r-aps(sf)消息通知其他環網節點鏈路故障。
node3和node4節點第一次收到r-aps(sf)消息，設置設備的未知包限速為不限速；清空mac地址轉發表；node4節點是rpl-owner節點，解除node4節點埠的阻塞。
node3和node4節點第二次收到r-aps(sf)消息，根據g.8032中定義規則觸發邏輯清空mac地址轉發表。
node3和node4節點第三次收到r-aps(sf)消息，恢復設備的未知包限速值。此時網絡已經處於穩定的保護狀態。
rpl-owner節點node4發送消息通知故障節點恢復設備的未知包限速值。
node1、node2節點收到該消息後，恢復設備的未知包限速值。
要說明的是，此處可以設計一種新的消息用於通知發生故障的節點，恢復未知包限速值，由於r-apspdu欄位中的特定信息欄位中有一些保留欄位是未使用的，如圖3所示，，因此可以利用這些欄位，來表示該消息，比如可以使用圖4中r-aps特定信息格式中的狀態欄位中的狀態預留位設置為00001來表示恢復未知包限速值消息。
環網鏈路故障恢復(環網節點node1和node2之間的鏈路故障恢復)時的處理流程如下：：
node1和node2節點檢測到鏈路故障恢復後，設置設備的未知包限速值為不限速；周期性發送r-aps(nr)消息通知其他環網節點鏈路故障恢復。
node3、node4節點接收到r-aps(nr)消息，設置設備的未知包限速為不限速；rpl-owner節點node4開啟wtr定時器。
node2節點收到node1節點的r-aps(nr)消息，開啟之前出現鏈路故障的埠(根據g.8032協議規定，這裡假定node2的節點id大於node1的節點id)。
rpl-owner節點node4wtr定時器時間到，關閉rpl-owner埠，發送r-aps(nr-rb)消息，清空mac地址轉發表。
各節點收到r-aps(nr-rb)消息，根據g.8032中定義規則清空mac地址轉發表；
node1節點收到r-aps(nr-rb)消息，開啟之前出現鏈路故障的埠，停止發送r-aps(nr)消息；
隨後，各節點會第二次收到r-aps(nr-rb)消息，此第二次收到的r-aps(nr-rb)消息用於通知各環網節點恢復各節點的未知包限速值。
實施例2
本實施例提供一種節點設備，可實現上述實施例1的方法，其至少包括第一單元和第二單元。
第一單元，在環網發生切換的過程中，將系統的未知包配置為不限速；
第二單元，在環網的切換完成後，恢復系統的未知包限速功能。
本實施例所涉及的環網切換的過程包括如下一種或幾種：
環網檢測到鏈路故障時進行的環網切換；
環網故障恢復時進行的環網切換；
人工切換環網節點埠時進行的環網切換；
清除人工切換時進行的環網切換；
強制切換環網節點埠時進行的環網切換；
清除強制切換時進行的環網切換。
由於本實施例提供的節點設備可實現上述實施例1的方法，故針對節點設備的其他操作處理，可參見實施例1的相應內容，在此不再贅述。
本領域普通技術人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令相關硬體完成，所述程序可以存儲於計算機可讀存儲介質中，如只讀存儲器、磁碟或光碟等。可選地，上述實施例的全部或部分步驟也可以使用一個或多個集成電路來實現。相應地，上述實施例中的各模塊/單元(處理器)可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能模塊的形式實現。本申請不限制於任何特定形式的硬體和軟體的結合。
以上所述，僅為本發明的較佳實例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。