[发明专利]一种环网故障检测保护方法和设备

说明书

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种环网故障检测保护方法和设备。

背景技术

在某段链路设备上没有专门部署链路故障检测特性的环形组网中，拓扑保护协议只能依靠自己定时收发hello报文的轮询检测（Polling）机制，来检测环的完好状态。并根据检测结果触发环形拓扑的流量保护切换。RFC3619定义的以太网自动保护交换（Ethernet Automatic Protection Switching，EAPS），以及一些网络设备厂商实现的私有快速环网保护协议（Rapid Ring Protection Protocol，RRPP）就是采用的Polling机制。

一台环形拓扑上的组网设备只配置两个端口接入到拓扑环上，形成环上的一个协议拓扑环节点。环节点接入环上的两个端口分别通过配置指定为主端口和副端口。其中，环上有且只有一个节点配置为主节点，负责环状态的统一保护控制，其余节点为传输节点。

参见图1，图1为环形拓扑组网示意图。图1中的设备A为主节点，负责完成环的保护切换。主节点的主端口Port1，会定时周期性地发送握手（hello）报文用于检测环的健康状态，而用主节点的副端口Port2接收并终止hello报文继续转发。如果主节点的副端口Port2在规定的一段时间，即接收超时时间内接收到hello报文，则表示环的状态完好；否则，表示环上某段链路出现了故障。当环完整时，主节点的副端口Port2会阻塞用户流量通过，这样就消除了环网上的用户流量转发环路。

参见图2，图2为环网中环链路故障组网示意图。当环上传输节点的直连链路出现了故障，如，图2中设备B和设备C之间的链路出现故障。那么从设备A的端口Port1发出的Hello报文只能转播到设备C。结果主节点设备A的副端口Port2将因接收不到hello报文而等待超时，表示主节点检测到环上出现故障。这时主节点设备A的副端口Port2会放开端口允许流量通过，进行一次流量转发路径的切换，以保证环上节点的最大连通性，各节点之间可以继续相互转发流量，让设备B与设备A之间仍旧能够连通；而设备B和设备C之间能够通过设备A连通。

其次，为了使主节点尽快感知环故障，需要引入专门的故障事件通知报文，把链路故障通告给环上的主节点。如设备B和设备C之间的连路故障后，故障的直链节点设备会从故障链路的反方向的另外一个端口上立即发送一个链路故障（Link down）故障通知报文。环的主节点设备A在收到Link down报文后，表明环已经不完整，就可以立即放开副端口Port2，这样就提升了换的故障保护切换性能。

但实际情况中，link down故障通知报文有可能在转发途中丢失。为了保证环网保护协议工作的可靠性，主节点定时收发hello报文的Polling检测机制还是要同时运行。

而当环上链路的故障不是简单的链路down，例如是链路上的光纤中继设备出现故障，或光纤链路出现收或发的某个单一方向的单通故障，光纤链路为有收、发两个相反方向的光纤，只有某一个方向的报文能通过。这类光纤故障，由于环的协议保护设备无法直接感知，也就不能发出Link down故障通知报文给环上的主节点。

而在链路出现单通故障下，Polling机制会存在问题。参见图3，图3为环网中链路单通故障检测失效组网示意图。图3中，如果是主节点主端口Port1的接收方向的光纤故障，而主端口的发送方向正常，那么主节点的副端口Port2是能正常收到hello报文的。这样环上的主节点也无法通过polling机制检测出此环的单通故障。

相反，参见图4，图4为环网中链路单通故障误检测组网示意图。如果链路只出现了主端口Port1的发送方向的单通故障，而主节点的主端口Port1的接收方向是正常的。这种情况下，主节点的副端口Port2会收不到hello报文而出现接收超时，结果进行保护切换放开副端口。

但这时的链路单通情况下，在故障链路的主节点主端口的接收方向上仍然是通的，结果就会出现此方向上流量转发的环路。接入的用户流量报文都会积聚在此环路上持续绕圈转发，不会终止。最终使链路出现拥塞，用户流量不通。