[发明专利]一种新型快速冗余以太网环路探测及断线自愈的算法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种工业冗余以太网应用领域的快速环路探测以及以太网某一链路断开时的处理算法。

背景技术

随着以太网的快速发展，以太网网络的可靠性对于一些重要的工业或是商业领域来说显得尤为重要，一旦某一链路中断，将造成部分甚至全部功能失效，而拥有备用链路的网络就会自动启用备用链路，从而迅速的恢复网络的正常功能，传统的stp，rstp均已实现了这些功能，然而它们的自动恢复时间太长(需要数秒)，对于一些要求严格的应用如工业控制、电力通信来说，几秒钟的时间可能会产生人员伤亡、设备财产重大损失等灾难性的后果。

发明内容

为了实现以太网的快速环路探测及快速自愈，本发明提出一种高效的算法。主要分为两个部分：快速探测环路和快速启用备用链路。

一、快速探测环路，快速探测环路是否存在，从而快速确定冗余链路，此部分与后面的快速自愈息息相关，所以这部分的确定host的过程尤为重要，首先定义端口的三个状态，1.禁用状态：该端口不能接收和发送任何帧；2.学习状态：该端口仅能收发管理帧；3.转发状态：该端口可以收发任何帧。交换机也有两种状态：1.host：最多一个端口处于转发状态；2.slave：所有端口均处于转发状态。然后通过5个步骤探测环路：1.首先所有端口均设置为学习状态；2.发送探测环路管理帧；3.等待指定时间(如500ms)，若超时未收到，则认为链路未成环，将所有端口置为转发状态，否则认为已成环，则保持端口为学习状态，进入第四步选举环节；4.选举：发包时带一个标记，若收到包的交换机的Mac比包中的源mac大，则修改那个标记。这样如果收到自己发的包中的标记被更改则证明自己不是host；5.选举完成后，host进入host处理机制，slave进入slave处理机制。

二、快速启用备用链路，快速启用备用链路是本算法的关键，在环路中两种身份的交换机各自的处理运行流程不尽相同。host的处理：1.收到link up的信息后，检查自身所有端口是否均处于转发状态，若是，则将其中一个端口置于学习状态，否则什么也不做；2.收到link down的信息后，将所有端口置于转发状态；3.收到探测环路管理帧后，将其转发；4.收到选举帧时，跳转至探测环路步骤4；5.循环检查本交换机所有端口的链接变化，若有端口link down，则将linkdown的那个端口置为学习状态，若有端口linkup，则检查linkup的端口的数量，如果大于1，则不作任何操作，否则，置此端口为转发状态。slave的处理：1.收到link up的信息后，转发信息；2.收到link down的信息后，转发信息；3.收到探测环路管理帧后，转发信息；4.收到选举帧时，跳转至探测环路步骤4；5.循环检查本交换机所有端口的链接变化，若有端口link down，则发送linkdown信息，同时置端口为学习状态，若有端口linkup则跳至探测环路步骤2。

三、完整过程可以综合描述如此：1.初始化；2.检查是否成环，是：跳至3.否：跳至6；3.进入选举环节，确认自己是否是host，是：跳至4，否：跳5；4.host的处理，见快速启用备用链路的1；5.slave的处理，见快速启用备用链路的2；6.等待选举包；

附图说明

附图中图1是发明内容流程图解。

具体实施

首先，每台交换机不管其他交换机处于什么状态，它自己启动时均会检查是否成环，如果成环，则会进入选举过程，否则将自己的组环端口全部置为转发状态。

成环后启动选举过程时，环内交换机会根据发送信息的mac地址来确定自己是否是主机，然后进入各自的处理流程。