CN102185712B - Vpls网络和以太环网的倒换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种VPLS网络和以太环网的倒换方法及装置，上述方法包括：VPLS网络中的PE对下行故障进行检测，当检测到下行故障时，检测到故障的PE阻塞该故障对应的端口；检测到故障的PE通知VPLS网络中的其它PE删除上述故障对应的VPLS网络中的MAC地址；VPLS网络中的PE建立新的转发路径。通过本发明提供的技术方案，解决了现有技术中由于接入环网中节点的状态变化VPLS网络不会感知到，而引起VPLS网络下发的流量接入环网接收不到的问题，进而达到了增强以太网的传输稳定性、健壮性的效果。

Description

VPLS网络和以太环网的倒换方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种VPLS(Virtual Private LAN Service，虚拟专用局域网业务)网络和以太环网的倒换方法及装置。

背景技术

随着以太网技术的不断发展，以太网网络规模越来越大。目前电信级以太网电路被广泛地应用，因此对以太环网链路的保护就显得尤其重要。

在现有组网中，网路规划都是分层布置的，以太网组织结构分为三个层次：接入层，汇聚层和核心层。为了保证业务的正常运行，需要相应的保护机制进行保护，汇聚层一般用二层以太网环网保护，核心层一般是各个运营商提供的业务，核心网络提供多点对多点的业务模型，典型的是VPLS组网，VPLS网络也有很多保护方法比如TE FRR(Traffic Engineer FastReRoute，流量工程快速重路由)，LDP FRR(Label Distribution Protocol Fast ReRoute，标签分发协议快速重路由)等等。

在以太环网保护系统中，设置了多个保护域，每个保护域通常由一个主节点(Master)和多个从节点(Slave)共同组成，每个保护域可以实现基于用户数据业务转发的VLAN(VirtualLocal Area Network，业务虚拟局域网)功能。在每个保护域中，正常情况下时，主节点会阻塞环上一个端口的业务转发，防止环路，当检查到环路中出现故障时，主节点会将所述阻塞端口的物理转发功能置为有效，保证业务的正常转发，同时会发送刷新端口MAC(MediumAccess Control，介质访问控制)地址的FLUSH报文(即MAC地址刷新报文)，这样环上的节点接收到这种报文就会刷新相应端口MAC地址表，环上的节点就会重新学习报文的MAC地址，构造新的拓扑结构。

在VPSL组网中，通过建立各个站点之间的PW(Pseudo Wire，伪线)，把用户的报文(包括二三层报文)在各个站点间透传。对于运营商边缘路由器设备(标记为PE)需要在转发用户报文的时候学习报文的源MAC地址，并建立好相应的转发表项，完成用户接入AC(Attachment Circuit，接入链路)和PW之间的映射关系。而运营商骨干路由器设备(标记为P)提供隧道功能，只需要依照MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)标签进行MPLS转发，不需要关心内部封装的用户报文信息。

在接入环网和VPLS网络对接的组网中，由于接入环网中节点的状态变化VPLS网络不会感知到，所以会引起VPLS网络下发的流量接入环网接收不到，造成流量的不通。针对这一问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种VPLS网络和以太环网的倒换方法及装置，以解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种VPLS网络和以太环网的倒换方法，包括：VPLS网络中的PE对下行故障进行检测，当检测到下行故障时，检测到故障的PE阻塞该故障对应的端口；检测到故障的PE通知VPLS网络中的其它PE删除上述故障对应的VPLS网络中的MAC地址；VPLS网络中的PE建立新的转发路径。

根据本发明的另一方面，提供了一种位于VPLS网络中的PE上的VPLS网络和以太环网的倒换装置，包括：检测阻塞模块，用于检测下行故障，并在检测到下行故障时阻塞该故障对应的端口；故障通知模块，用于通知VPLS网络中的其它PE删除上述故障对应的VPLS网MAC地址；路径建立模块，用于建立新的转发路径。

通过本发明，采用由发现下行故障的PE阻塞该故障端口，并通知其它PE删除响应的MAC地址，并建立新的转发路径的方案，解决了现有技术中由于接入环网中节点的状态变化VPLS网络不会感知到，而引起VPLS网络下发的流量接入环网接收不到的问题，进而达到了增强以太网的传输稳定性、健壮性的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的VPLS网络和以太环网的倒换方法的流程图；

图2是根据本发明实例的VPLS网络和以太环网组网及故障处理的流程图；

图3是根据本发明实例的VPLS网络和以太环网混合组网的结构示意图；

图4是根据本发明实例的以太环网故障之前的数据流走向示意图；

图5是根据本发明实例的AC发生故障且以太环网没有通知VPLS网络时的数据流走向示意图；

图6是根据本发明实例的AC发生故障，PE发送FLUSH报文通知VPLS网路中所有的PE节点的报文走向示意图；

图7是根据本发明实例的AC发生故障，广播数据流走向示意图；

图8是根据本发明实例的AC发生故障，新建立的转发路径转发数据流的走向示意图；

图9是根据本发明实施例的VPLS网络和以太环网的倒换装置的结构框图；

图10是根据本发明优选实施例的VPLS网络和以太环网的倒换装置的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是根据发明实施例的VPLS网络和以太环网的倒换方法的流程图。如图1所示，根据发明实施例的VPLS网络和以太环网的倒换方法包括：

步骤S102，VPLS网络中的PE对下行故障进行检测，当检测到下行故障时，检测到故障的PE阻塞该故障对应的端口；

步骤S104，检测到故障的PE通知VPLS网络中的其它PE删除该故障对应的VPLS网络中的MAC地址；

步骤S106，VPLS网络中的PE建立新的转发路径。

上述方法应用于包括以太环网和VPLS网络的混合组网中，在现有技术中，由于VPLS网络不能感知到以太环网中结点的状态变化，所以可能会造成VPLS网络下发的流量以太环网接收不到。上述方法针对这一问题，首先，在PE上增加了故障检测功能，使得VPLS网络可以及时感知到以太环网中结点的状态变化，并进一步提出了故障的解决办法，即由发现故障的PE阻塞故障对应的端口并通知其它的PE删除在该VFI(Virtual Forward Instance，虚拟转发实例)中该故障对应的MAC地址(每个具体的数据流的传输都对应一个VFI，在一个VPLS网络中可以建立多个实例)，使得VPLS网络中所有PE可以屏蔽掉该故障，并重新建立转发路径继续下发流量，从而一举解决了现有技术中的问题，大大增强了以太网的传输稳定性、健壮性。

优选地，步骤S104可以进一步包括以下处理：

(1)检测到故障的PE发送刷新上行地址的FLUSH报文；

(2)VPLS网络中的其它PE接收该FLUSH报文，刷新MAC地址表，删除该故障对应的VPLS网络中的MAC地址。

在具体实施过程中，应用刷新上行地址的FLUSH报文通知其它的PE被阻塞的端口，实现起来最为方便，且效率很高，接收到FLUSH报文的PE会立即刷新自己的MAC地址表从而删除故障对应的MAC地址。需要说明的是，检测到故障的PE在阻塞故障对应的端口时会首先刷新自己的MAC地址表删除相应的MAC地址。

优选地，步骤S106可以进一步包括以下处理：检测到故障的PE在VPLS网络中广播用户侧发送给该PE的数据流，VPLS网络中的其它PE接收该广播数据流，根据刷新后的MAC地址表，确定新的转发拓扑，建立新的转发路径。

在检测到故障的PE将故障对应的端口阻塞并删除了相应的MAC地址后，在新的用户侧数据流到达该PE时，由于原路径已被阻塞所以就找不到相应的转发路径了，此时该PE就需要在整个VPLS网络中广播该数据流(报文)，从而确定新的转发拓扑结构，并在此基础上进一步建立新的转发路径。

优选地，VPLS网络中的PE对下行故障进行检测的方法可以包括以下至少之一：对端口进行物理扫描、接收以太环网中的相应告警、进行linkhello检测。

PE可以主动进行故障检测，例如，对端口进行物理扫描、进行linkhello检测，也可以利用以太环网中告警功能，接收告警模块的相应告警，间接的检测故障。实际上，目前可以用于本发明的故障检测方法还有很多，不限于上述方法。

下面结合实例及图2至图8对上述优选实施进行详细说明。

图2是根据本发明实例的VPLS网络和以太环网组网及故障处理的流程图，包括组网及故障处理两个部分。如图2所示，包括以下步骤：

步骤S202，配置以太环网，或者其它环网协议，通常配置环网需要配置唯一的一个主节点，其它节点为transit(传输)节点，如图3所示有三个以太环拓扑，每个环都有一个主节点，其余节点为transit节点，每个环上都阻塞一个物理端口，这样环上任何两点通信只有逻辑上的一条通道，防止环路的产生，从而避免报文广播风暴的产生，进入步骤S204；

步骤S204，配置全连接的VPLS网络，VPLS网络由PE、运营商骨干路由器(标记为P)等设备组成，分别指定PE、P设备，PE和PE之间建立伪线PW，和PE相连的是以太环网的用户边缘路由器(标记为CE)，CE和PE之间的链路为AC，伪线PW运行在公网隧道上，公网隧道运行的MPLS标签交换。把上述的以太环网和VPLS网络混合组网，进入步骤S206；

步骤S206，检测AC侧链路，可以通过检测模块检测链路故障，目前检测模块有很多，如对端口的物理扫描，告警模块的相应告警，link hello的检测等等，进入步骤S208；

步骤S208，如果检测到AC侧链路故障，PE设备需要发送刷新地址FLUSH报文给上行的VPLS网络，进入步骤S210；

步骤S210，通过相应的AC找到PW，然后打上公网标签传送到VPLS各个PE设备，VPLS网络的各个PE设备收到该FLUSH报文以后刷新相应的MAC地址表项，这样下次(数据流)报文到达PE设备，如果查找不到相应的转发表项则会在同一个VFI中广播此报文，重新学习新的转发拓扑，这样下行流量就不至于中断，等到新的转发表项建立以后，以后的数据流就按照新的转发路径进行转发。

上述方案主要应用于包括以太环网和VPLS网络的混合组网中，其主要目的在于防止环网状态变化的时候，VPLS网络没有感知到，从而使VPLS网络转发数据的时候仍然按照环网状态变化之前的转发，造成下行流的不通。在以太环网变化的时候通知AC测的PE，通过AC侧的端口找到相应的PW，发送刷新MAC地址的FLUSH报文，这样VPLS网络上所有的PE收到该报文以后基于相应的PW刷新MAC表，这样以后的数据查找相应的MAC表项，如果查找不到相应的MAC表项就会在同一个VFI中广播该数据，同时每个收到该报文的PE会学习相应的转发表项，下次报文就会按照新学习的转发拓扑来发送数据。

图3是根据本发明实例的VPLS网络和以太环网混合组网的结构示意图。下面以图3所示的混合组网为基础，描述上述方案的具体应用。

如图3所示，建立环网拓扑，有三个环网，CE1CE2组成最上层环网，S1(S也表示交换机，是连接用户的小交换机)，CE1，CE2和S2，CE1，CE2分别组成另外两个环网。PE1，PE2，PE3，PE4和其余所有的P设备组成VPLS网络。其中，VPLS网络转发数据的走向是：CE1上送用户报文，通过AC接入到PE1，PE1收到报文后，根据转发表选择相应的PW，根据PW转发表压入PW标签，并送到外层隧道，经过公网隧道到达对端PE2，PE2设备收到报文后，根据相应的PW查找，把用户报文传送到相应的AC，P设备仅仅是用于公网的外层交换，不关心内部的PW数据。

如图4所示，在图3所示组网的基础上加入了S3、S4、CE3、CE4，其中，S3、S4作为下行数据流的来源，CE3、CE4分别用于将S3、S4连接至VPLS网络。以S3和S1进行通信为例，S3和S1通信的数据流走向如箭头所示，组网中各个环网分别进行协议运算，阻塞相应的物理端口，防止出现环路，圆圈表示被阻塞的端口，以下类同。

如图5所示，当PE1和CE1之间的链路故障时，以太环网感知到故障后，就会阻塞故障端口，打开CE2的物理端口，但是上行的VPLS网络不知道下行的环网的状态变化，数据流还是沿着以太环网状态变化之前的走向进行传输数据，由于PE1和CE1之间链路故障，这样势必会造成S3和S1之间的通信中断。

如图6所示，为了解决图5所示的由于PE1和CE1之间AC侧的链路故障，而导致的下行流不通问题，当AC侧的链路故障的时候，PE1在检测到链路故障后，就需要发送FLUSH报文给上层的VPLS网络中的其余PE节点，同时刷新自己的MAC地址表项，刷新MAC地址需要基于PW删除，通过AC可以查找到相应的VFI，FLUSH报文在同一个VFI中广播，这样同一个VFI中的所有PE设备都能收到该报文，基于PW删除相应的MAC地址表项。

如图7所示，在VPLS网络中所有PE设备收到下行环网发送FLSUH报文，并且刷新了各自的MAC地址表项后，S3到达PE4后就查找不到相应的转发表项，这时它会把数据流在同一个VFI里面进行广播，同时每个PE重新学习新的MAC地址，建立新的转发表项。

如图8所示，建立了新的转发表项以后，以后的数据流走向就可以沿着新建的转发路径传播，而不需要进行广播该数据流，浪费带宽。

图9是根据发明实施例的VPLS网络和以太环网的倒换装置的结构框图，该装置位于VPLS网络中的PE上。如图9所示，据发明实施例的VPLS网络和以太环网的倒换装置包括：

检测阻塞模块92，用于检测下行故障，并在检测到下行故障时阻塞该故障对应的端口；

故障通知模块94，连接至检测阻塞模块92，用于通知所VPLS网络中的其它PE删除上述故障对应的VPLS网络中的MAC地址；

路径建立模块96，连接至故障通知模块94，用于建立新的转发路径。

在现有技术中，由于VPLS网络不能感知到以太环网中结点的状态变化，所以可能会造成VPLS网络下发的流量以太环网接收不到。上述装置正是针对这一问题设计的，在VPLS网络中的每一个PE上都设置上述装置，这样一来，即可以使得VPLS网络可以及时感知到以太环网中结点的状态变化，也可以使得VPLS网络中所有PE可以屏蔽掉该故障，并重新建立转发路径继续下发流量，从而大大增强了以太网的传输稳定性、健壮性。

优选地，故障通知模块94可以通过发送刷新上行地址的FLUSH报文通知VPLS网络中的其它PE刷新MAC地址表，删除故障对应的VPLS网络中的MAC地址。

在具体实施过程中，应用刷新上行地址的FLUSH报文通知其它的PE被阻塞的端口，实现起来最为方便，且效率很高，接收到FLUSH报文的PE会立即刷新自己的MAC地址表从而删除故障对应的MAC地址。需要说明的是，检测阻塞模块92在阻塞故障对应的端口时会首先刷新自己所属PE的MAC地址表删除相应的MAC地址。

优选地，如图10所示，路径建立模块96可以进一步包括：

转发拓扑单元962，用于接收检测到故障的PE广播的用户侧发送给该PE的数据流，根据刷新后的MAC地址表，确定新的转发拓扑，建立新的转发路径；

数据广播单元964，用于在其所属的PE检测到故障时，在VPLS网络中广播数用户侧发送给该PE的据流。

当PE不是发现故障的PE时，其转发拓扑单元962就会接收到发现故障的PE广播的用户侧数据流，从而在此基础上建立新的转发路径。

当PE是发现故障的PE时，在其检测阻塞模块92将故障对应的端口阻塞后，在新的数据流到达该PE时，由于原路径已被阻塞所以就找不到相应的转发路径了，此时其数据广播单元964就需要在整个VPLS网络中广播该数据流(报文)，从而确定新的转发拓扑结构。

优选地，检测阻塞模块92对下行故障进行检测的方法可以包括以下至少之一：对端口进行物理扫描、接收以太环网中的相应告警、进行link hello检测。

检测阻塞模块92可以主动进行故障检测，例如，对端口进行物理扫描、进行link hello检测，也可以利用以太环网中告警功能，接收告警模块的相应告警，间接的检测故障。实际上，目前可以用于本发明的故障检测方法还有很多，不限于上述方法。

从以上的描述中，可以看出，本发明提供的技术方案可以使以太网环网和VPLS网络智能地进行倒换，使得VPLS网络可以及时的获知以太环网状态变化，从而改变相应的转发表，防止下行流量不通，增加了以太网传输的稳定性、健壮性。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种虚拟专用局域网业务VPLS网络和以太环网的倒换方法，其特征在于，包括：

所述VPLS网络中的运营商边缘路由器PE对下行故障进行检测，当检测到下行故障时，检测到故障的PE阻塞所述故障对应的端口，其中，所述VPLS网络中的PE对下行故障进行检测的方法包括以下至少之一：对端口进行物理扫描、接收以太环网中的相应告警、进行link hello检测；

所述检测到故障的PE通知所述VPLS网络中的其它PE删除所述故障对应的VPLS网络中的介质访问控制MAC地址；

所述VPLS网络中的PE建立新的转发路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测到故障的PE通知所述VPLS网络中的其它PE删除所述故障对应的VPLS网络中的MAC地址包括：

所述检测到故障的PE发送刷新上行地址的FLUSH报文；

所述VPLS网络中的其它PE接收所述FLUSH报文，刷新MAC地址表，删除所述故障对应的VPLS网络中的MAC地址。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述VPLS网络中的PE建立新的转发路径包括：

所述检测到故障的PE在所述VPLS网络中广播用户侧发送给该PE的数据流，所述VPLS网络中的其它PE接收所述广播数据流，根据刷新后的所述MAC地址表，确定新的转发拓扑，建立新的转发路径。

4.一种虚拟专用局域网业务VPLS网络和以太环网的倒换装置，位于所述VPLS网络中的运营商边缘路由器PE上，其特征在于，包括：

检测阻塞模块，用于检测下行故障，并在检测到下行故障时阻塞所述故障对应的端口，其中，所述检测阻塞模块对下行故障进行检测的方法包括以下至少之一：对端口进行物理扫描、接收以太环网中的相应告警、进行link hello检测；

故障通知模块，用于通知所述VPLS网络中的其它PE删除所述故障对应的VPLS网络中的介质访问控制MAC地址；

路径建立模块，用于建立新的转发路径。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述故障通知模块通过发送刷新上行地址的FLUSH报文通知所述VPLS网络中的其它PE刷新MAC地址表，删除所述故障对应的VPLS网络中的MAC地址。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述路径建立模块包括：

转发拓扑单元，用于接收检测到故障的PE广播的用户侧发送给该PE的数据流，根据刷新后的所述MAC地址表，确定新的转发拓扑，建立新的转发路径；

数据广播单元，用于在其所属的PE检测到故障时，在所述VPLS网络中广播用户侧发送给该PE的数据流。