多环网多根交换机的检测和自愈算法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102546346A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102546346A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201210007562.X(22)申请日2012.01.11(71)申请人武汉迈威光电技术有限公司地址430074湖北省武汉市东湖高新区光谷大道62号光谷·总部国际6栋9层(72)发明人周厚明崔磊(51)Int.Cl.H04L12/437(2006.01)H04L12/56(2006.01)H04L29/12(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图44页(54)发明名称多环网多根交换机的检测和自愈算法(57)摘要本发明提出一种运行在数据链路层的二层以太网交换机之间的环路检测和自愈算法，用于提供冗余链路，支持链路备份。该算法包括：1、检测数据链路层的是否成环。2、检测成环后根据策略，断开链路，阻止成环。3、检测链路中的链路断开。4、链路端口后，打开备用的链路。CN1025463ACN102546346A权利要求书1/1页1.工业以太网中数据链路层的多环路多根交换机的检测和自愈算法，其特征是采用主从式架构，可快速判断链路是否成环，并在成环后可快速禁用一个端口阻止成环，同时在链路故障的时候可以打开备用端口，恢复通信。2.根据权利要求说明书1所述的多环路检测和自愈方法，其特征是：链路成环后，成环链路中MAC最小的交换机设成根交换机，由它负责链路的检测和自愈。3.根据权利要求说明书1和2所述的多环路检测方法，其特征是：如果存在多个环则有多个根交换机，每个单独的环可以看成一个独立的系统，链路的检测和自愈在每个独立的环中进行检测和自愈，不会涉及到其它的环。4.根据权利要求说明书1所述的多环路检测和自愈方法，其特征是：根交换机在成环的两个端口分别发出方向不同的成环确认报文，环路中的交换机收到这两个报文后，可以设置自己的向上的端口和向下的端口，同时设置交换机的相关属性。5.根据权利要求说明书1所述的多环路检测和自愈方法，其特征是：交换机端口接上后，交换机之间交换各自的属性，根据属性报文可以快速判断是否成环，如果判断出成环则可以禁用刚才接上的端口，否则发出链路接上的探测报文，该探测报文被转发，如果被自己收到则链路成环，然后通知链路中最小的MAC地址的交换机执行环路检测和自愈算法。6.根据权利要求说明书1所述的多环路检测和自愈方法，其特征是：链路断开后，交换机通过向上的端口，发送链路断开报文，该报文通过向上的端口进行转发，直到被根交换机收到，然后根交换机负责执行自愈算法，打开以前被禁用的端口。2CN102546346A说明书1/4页多环网多根交换机的检测和自愈算法技术领域[0001]本发明涉及工业以太网中数据链路层的多环路多根交换机的检测和自愈算法，采用主从式架构，可以快速的判断链路是否成环，并在成环后可以快速禁用一个端口阻止成环，在链路故障的时候可以打开备用端口，恢复通信。本算法可以检测数据链路检测是否成环，成环后快速禁用一个特定的交换机端口，并且在链路故障后打开禁用的端口使链路重新恢复正常。同时本算法中支持链路中存在多个环路，每个环路都可以检测和自愈。背景技术[0002]通讯领域中交换机的链接一般是树形拓扑结构，树形拓扑结构造成一条链路故障后网络的各个部分失去联系。工业现场中的交换机的拓扑结构经常是环形的，任意交换机之间有2个线路可达。环形的拓扑结构会造风暴，引发交换机的MAC地址表异常，所以在工业通讯领域，需要一套检测交换机成环，并且成环后可以快速禁用交换机的端口，阻止链路成环的算法，同时在链路产生故障的时候，可以打开禁用的端口，让通信回复正常。同时链路中的环路不止一条，需要区分和分别加以检测和自愈。发明内容[0003]相互连接的交换机如果形成环路，造成一种现象就是A交换机发出的报文，最后会被A交换机接收，此时只需要该环路中的一台交换机断开一条链路就可以阻止成环。本算法选择环路中MAC地址最小的交换机，让该交换机负责禁用自己的一个端口阻止环路。假设交换机A的1口，发送的数据，最后回到交换机A的2口，同时交换机的MAC地址在环路中最小，就决定禁用端口编号大的端口。环路中的MAC地址最小的交换机是根交换机。网络中存在多个环，就有多个根交换机。每个环中的每个根交换机分别负责自己所在环的链路检测和自愈。通过这种方法，可以把一个大的网络划分成几个独立的小环。根交换机检测出成环以后，配置根端口，然后在成环的两个端口分别发出链路成环确认报文，该报文中包括根交换机的MAC地址，链路编号，链路的深度(初始为0)，发送的方向(根端口的报文时正方向，另外一个端口是负方向)。环路中的交换机接收这两个报文，设置自己的属性，该属性包含自己在环路中的向上的端口，