通信設備接口狀態通告方法、設備和系統的製作方法
2023-10-08 13:15:49 2
專利名稱：通信設備接口狀態通告方法、設備和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及在通信系統中通信設備接口狀態通告的方法，採用該方法的設備和系統。
背景技術：
隨著人們對網絡需求的不斷擴大以及網絡技術的不斷發展，越來越多的通信設備被投入使用。人們利用種種形式的鏈路來連接這些通信設備。
高速通信設備常採用的點到點鏈路形式有PPP(ThePoint-to-Point Protocol，點到點協議)和HDLC(High Level DataLink Control，高級數據鏈路控制協議)等。另外，千兆乙太網(GigabitEthernet)也是一種常見而重要的點到點鏈路。
PPP是提供在點到點鏈路上傳遞、封裝網絡層數據包的一種數據鏈路層協議。PPP主要由兩類協議組成鏈路控制協議族(LCP)和網絡層控制協議族(NCP)。鏈路控制協議主要用於建立，拆除和監控PPP數據鏈路，網絡層控制協議族主要用於協商在該數據鏈路上所傳輸的數據包的格式與類型。PPP需要通過會話進行以下協商LCP協商；驗證；網絡層協商。
乙太網技術在解決網絡的帶寬與容量需求方面有明顯的優勢。骨幹網的連接正向超高速和超大容量的方向發展。乙太網技術一直是最流行的方法，全球用戶已達1億，擁有巨大的網絡基礎和長期的經驗知識。乙太網擁有實現簡單，性價比、可擴展性和可靠性高等優點，高速鏈路大量採用光纖接口的千兆乙太網用來實現點到點傳輸。
通信設備的接口狀態包括物理層狀態和鏈路層狀態。根據鏈路情況，兩種狀態可能是通(up)和斷(down)中的一種。對於光口來說，鏈路一端的接口如果可以收到鏈路對端發送過來的光信號，就進入物理通狀態，反之則進入物理斷狀態。鏈路層的狀態通的條件隨鏈路層協議的不同而不同。例如，PPP協議要求LCP、認證和NCP都協商通過才能通，而乙太網只要接口配置IP位址就能通，等等。
事實上，在有些情況下，完全依賴協議自身簡單的判斷標準不能完全滿足人們的需求。例如，對於乙太網或者HDLC的鏈路，當出現一對光纖中的一根斷開的情況時，會出現鏈路兩端設備接口的鏈路層狀態一端通一端斷的情況。
圖1是鏈路兩端設備接口的鏈路層狀態正常和非正常狀態的示意圖。在正常狀態下，A端和B端分別接收到光信號，而進入通狀態。在非正常狀態下，例如A端接收到光信號，而進入通狀態，而B端未接收到光信號而進入斷狀態。
這種非正常狀態的結果就是，未接收到光信號的一端進入物理層斷和鏈路層斷狀態。但是能夠接收到光信號的一端由於物理保持通狀態，在其他條件也滿足的情況下鏈路層也會保持通，會不斷地發出協議報文等。這是不必要的。而且有時會在故障排除時起誤導作用，使人從一端看起來會誤以為鏈路此時的狀態正常。
在有些情況下，例如使用PPP協議時，通過會話機制可以避免這種狀態的發生。但對於其他更多情況，當出現這種狀態時，並沒有一種機制負責把一端鏈路層斷的情況通知到對端，使得對端也進入鏈路層斷狀態。
圖2是根據rfc 1661，建立PPP連接的流程示意圖。
如圖2所示，未初始化(dead)指物理層有準備好傳輸，此時的狀態也就是物理層和鏈路層都斷。當光口收到光信號時，物理狀態會變為通，此時開始通過LCP建立鏈路層的連接。
LCP建立連接的過程就是鏈路兩端相互交流LCP配置協商報文的過程。只有當要求的交換信息的過程完全結束了，才能進入認證階段。如果沒有配置認證，或者通過認證階段，才允許進行NCP協商，建立網絡層的連接。經過這些步驟，才能建立起允許通信的鏈路，鏈路層狀態也隨之通。
從圖中可以看到，在建立鏈路的每一步如果失敗，或者已經建立的鏈路又關閉了，都會重新回到Dead狀態。此時物理層根據能否收到光信號確定通或斷，而鏈路層則回到斷狀態，需要重新協商。這就是為什麼PPP協議可以避免鏈路兩端狀態不對稱的原因。因為一旦一對光纖中的一根斷了，那麼即使一端可以收到對端發出請求，它發出的回應也不會到達對端，兩端自然就回到了Dead狀態。此時也無法通過LCP會話重新建立鏈路，鏈路兩端的接口就保持鏈路層斷狀態。用戶就可以知道當前鏈路處在不可用的狀態。
然而，鏈路兩端感知鏈路斷是建立在PPP的會話機制之上的，對於其他鏈路(例如乙太網等)無法實現斷狀態的感知與傳遞。另外，PPP的會話機制相對複雜。
IETF提出的雙向失效檢測(BFD)協議通過定期發送基於UDP層的故障檢測數據包，可以檢測和判斷傳輸鏈路、光接口和設備埠的中斷故障。目前BFD預設檢測間隔是10ms，連續3次檢測到故障就判斷鏈路故障，也就是30ms就可以檢測和判斷故障。
BFD雖然獨立於其他協議，可以作為快速檢測鏈路狀態的一種手段，但是它建立在UDP之上，需要進行「更高層」的處理。而且對於鏈路狀態的判斷依然需要保持(keepalive)的超時機制。
發明內容
本發明的目的是提供通信設備接口狀態通告機制，可以在乙太網、lsp、PVC等任意鏈路上實現鏈路斷狀態的傳遞，避免出現兩端鏈路狀態不對稱的情況。
本發明的進一步目的是對於乙太網等協議，無需增加類似PPP的會話機制，當接口進入鏈路斷狀態時，會自動通知對端也進入鏈路斷狀態，在保證協議本身簡單性的同時提供接口斷狀態的傳遞機制。
根據第一方面，本發明提供一種在通信系統中通信設備接口狀態通告的方法，所述通信系統包括第一通信設備和第二通信設備，所述方法包括步驟所述第一通信設備的接口鏈路層發生狀態變化時，第一通信設備通過鏈路向第二通信設備發出表明狀態變化的特定報文；所述第二通信設備在接收到所述特定報文的時候，基於所述狀態變化，使鏈路進入相應狀態。
根據第二方面，提供一種在通信系統中的通信設備，所述通信系統包括和所述通信設備通過鏈路相連的另一通信設備，所述通信設備包括檢測裝置，檢測接口鏈路層發生的狀態變化；和發送裝置，向所述另一通信設備發出表明狀態變化的特定報文，以使所述另一通信設備對鏈路狀態作出相應調整。
根據第三方面，提供一種在通信系統中的通信設備，所述通信系統包括和通信設備通過鏈路相連的另一通信設備，所述通信設備包括接收特定報文的裝置，其中所述特定報文由所述另一通信設備發出，表明其接口鏈路層發生狀態變化；根據所述狀態變化調整鏈路狀態的裝置。
根據第四方面，提供一種通信系統，包括如第二方面或第三方面所述的通信設備。
對於乙太網以外的其他協議，本方案也同樣適用。
下面將通過舉例參照附圖對本發明進行更詳細的說明，在附圖中圖1是鏈路兩端設備接口的鏈路層狀態正常和非正常狀態的示意圖；圖2是根據現有技術的建立PPP連接的流程示意圖；圖3是根據本發明的接口狀態機的示意圖；圖4是根據本發明的負載的接口斷狀態通告報文格式示意圖；圖5是根據本發明的負載的接口通狀態通告報文格式示意圖。
具體實施例方式
當出現由於光路故障等原因造成鏈路一端通一端斷的情況時，我們需要讓進入斷狀態的一端發出通告，通知對端也進入斷的狀態。
根據本發明，為了實現上述過程，需要如下幾個步驟 通過網管或命令行配置是否使能斷狀態傳遞功能； 當接口鏈路層進入斷狀態時，發出特定報文通知對端； 對端如果收到該特定報文，進入鏈路層斷(通告，advertised)狀態，通知網管，同時在命令行中顯示； 當接口鏈路層進入通狀態時，發出特定報文通知對端； 對端如果收到該特定報文，進入鏈路層通狀態，通知網管，同時在命令行中顯示。
接下來，描述以上步驟的具體執行過程。
1、通過網管或命令行配置是否使能斷狀態傳遞功能。
通過網管或命令行，在接口上配置是否需要啟動斷狀態傳遞的功能。如果使能，當接口鏈路層狀態發生變化時會自動發出相應的通告報文，反之則不會。
預設不使能。
2、當接口鏈路層進入斷狀態時，發出特定報文通知對端。
當接口進入斷狀態時，無論對端狀態如何，發出的報文是否可以到達對端，都開始每隔一段時間發送一個特定報文，以試圖通知對端也進入斷狀態。
預設每隔3秒發送1次。
對於乙太網，幀頭結構可以採用如下表1的結構(以Ethernet II為例)。
表1我們根據類型域來判別負載報文的種類。環回檢測報文使用的類型號例如為8998。
對於乙太網封裝之後的負載的接口斷狀態通告報文，可以遵守如圖4所示的報文格式。
其中，類型1長度6狀態通告字4位元組的狀態通告字，最高1比特為1，表示當前狀態為斷，要求對端也進入斷狀態。
3、對端如果收到該特定報文，也進入鏈路層斷(通告)狀態，通知網管，同時在命令行中顯示。
當對端接收到協議號為8998的報文，並發現其中狀態通告字為1時，說明它的對端鏈路層已經進入了斷狀態，它也應當相應進入斷狀態。這個被通告的斷狀態只有收到含有狀態通告字1時才能恢復通，這個鏈路層狀態記為斷(通告)。
4、當接口鏈路層進入通狀態時，發出特定報文通知對端。
當接口鏈路層進入通狀態時，無論對端狀態如何，發出的報文是否可以到達對端，都發送一個特定報文，以試圖通知對端也進入通狀態。
對於乙太網，環回檢測報文使用的類型號為8998。
對於乙太網封裝之後的負載的接口通狀態通告報文，可以遵守與斷狀態相同的格式，具體如圖5所示。
不同於斷狀態的是，通狀態通告報文中狀態通告字的最高1比特為0，表示當前狀態為通，要求對端也可以進入通狀態。
圖3是接口狀態機的示意圖。當收到狀態通告字0的時候，接口狀態轉為通；相反，當收到狀態通告字1的時候，接口狀態轉為斷。
本發明在不增加額外複雜機制的前提下，可以對任意鏈路，如乙太網等提供通信設備接口斷狀態的傳遞機制。當鏈路不可用時，及時使鏈路兩端通信設備感知到，避免出現鏈路兩端接口狀態不對稱的情況。另外，根據實際情況可調整配置，相對於BFD等協議，觸髮式的鏈路狀態變化對鏈路和cpu的帶寬佔用更小。
以上以乙太網為實例，描述了本發明的實施方案。對於HDLC等其他鏈路，可以採用類似方法，使用一個特定的協議號，在負載中使用類似的數據結構。
採用本發明，不建立額外會話等增加原有協議的複雜度；當接口狀態發生變化時發出特定報文通告對端；快速、簡單實現狀態通告。
顯而易見，在此描述的本發明可以有許多變化，這種變化不能認為偏離本發明的精神和範圍。因此，所有對本領域技術人員顯而易見的改變，都包括在本權利要求書的涵蓋範圍之內。
權利要求
1.一種在通信系統中通信設備接口狀態通告的方法，所述通信系統包括第一通信設備和第二通信設備，所述方法包括步驟所述第一通信設備的接口鏈路層發生狀態變化時，第一通信設備通過鏈路向第二通信設備發出表明狀態變化的特定報文；所述第二通信設備在接收到所述特定報文的時候，基於所述狀態變化，使鏈路進入相應狀態。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述狀態變化為從通狀態變化為斷狀態或者從斷狀態變化為通狀態。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述特定報文包括類型號和狀態通告字。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述鏈路是乙太網鏈路。
5.一種在通信系統中的通信設備，所述通信系統包括和所述通信設備通過鏈路相連的另一通信設備，所述通信設備包括檢測裝置，檢測接口鏈路層發生的狀態變化；和發送裝置，向所述另一通信設備發出表明狀態變化的特定報文，以使所述另一通信設備對鏈路狀態作出相應調整。
6.如權利要求5所述的通信設備，其特徵在於所述鏈路是乙太網鏈路。
7.一種在通信系統中的通信設備，所述通信系統包括和通信設備通過鏈路相連的另一通信設備，所述通信設備包括接收特定報文的裝置，其中所述特定報文由所述另一通信設備發出，表明其接口鏈路層發生狀態變化；根據所述狀態變化調整鏈路狀態的裝置。
8.如權利要求7所述的通信設備，其特徵在於所述鏈路是乙太網鏈路。
9.一種通信系統，包括如權利要求5或7所述的通信設備。
全文摘要
本發明提供一種在通信系統中通信設備接口狀態通告的方法，採用該方法的設備和系統。所述通信系統包括第一通信設備和第二通信設備，所述方法包括步驟所述第一通信設備的接口鏈路層發生狀態變化時，第一通信設備通過鏈路向第二通信設備發出表明狀態變化的特定報文；所述第二通信設備在接收到所述特定報文的時候，基於所述狀態變化，使鏈路進入相應狀態。
文檔編號H04L29/06GK1859410SQ20061003457
公開日2006年11月8日 申請日期2006年3月18日 優先權日2006年3月18日
發明者武紹芸, 劉少偉 申請人:華為技術有限公司