專利名稱：以太網自動保護鏈路故障快速切換方法
技術領域：
本發明涉及一種以太網多環路的保護方法，特別是一種以太網自動保護鏈路故障快速切換方法，能夠在主通信鏈路端口所在的鏈路故障時，快速切換至備份鏈路，為電信級 服務提供更加可靠的保障。
背景技術：
MRPP (Multi-layer ring protection protocol，多環路自動保護協議)是一個用 于以太網環路保護的鏈路層協議，其構成的環路保護系統在以太網環完整時能夠防止數據 環路引起的廣播風暴，而當以太網環上一條鏈路斷開時能迅速恢復環網上各個節點之間的 通信通路。由于環路保護系統一個作用是保證交換機端口和服務器接口的流量可靠性；在正 常情況下，使用主鏈路通信，主節點所在的備份鏈路上的副端口處于阻塞狀態；一旦主通信 鏈路出現故障，它會自動把故障鏈路切換到備份鏈路，進而實現系統容錯，從而為交換機之 間的可靠性通信提供保障。由于交換芯片無法提供鏈路故障時的流量通路的快速切換，只能由軟件完成。目 前的方法其處理流程如圖1所示當環路保護的的一個鏈路端口斷掉(DOWN)時，端口所 在業務板卡1的驅動環路保護模塊101會把端口鏈路斷掉(DOWN)的消息由消息處理模塊 102通知協議棧模塊103，協議棧模塊103處理之后(主要是一些數據結構和軟件信息的保 存)，再通過驅動板間通信模塊104發送板間通信消息通知到主控板卡3 ；然后主控板卡3 經消息處理模塊302由環路保護協議棧模塊301處理完成之后，在任務中通過板間消息通 知副端口所在的業務板卡2的驅動板間通信模塊204，經消息處理模塊202傳遞給協議棧模 塊203，最后才通知驅動環路保護模塊201，設置交換芯片，取消副端口的阻塞狀態，副端口 所在的業務板卡2才真正能轉發數據；在處理的過程中經歷了兩次板間通信的過程，也經 歷了 3次協議棧模塊的處理。對于分布式交換機，當環路的一個成員端口鏈路斷掉(DOWN) 時，報文如何快速的從這條DOWN的物理鏈路切換到連通的物理鏈路上，減少交換機之間的 報文丟失，這是環路保護系統一個指標。以上所述的的方法雖然能達到鏈路切換的要求，切 換時間大約在幾百毫秒，為交換機之間的可靠性通信提供了保證，但是對于電信級設備，要 求切換時間不能高于50ms，因此這種方法是遠遠不能滿足電信級設備的要求的。
發明內容
本發明目的是提供一種以太網自動保護鏈路故障快速切換方法，為電信級服務提 供更加可靠的保障。本發明通過以下方案實現上述目的—種以太網自動保護鏈路故障快速切換方法，包括以下步驟(1)主節點主端口所在板卡PHY芯片檢測到主通信鏈路發生斷掉DOWN故障時，主 節點設備產生快速中斷；
(2)采用直接CPU間通信的方式，在中斷中通過驅動發消息告訴備用鏈路的主節 點副端口所在板卡，同時通知環路保護系統協議棧模塊處理；(3)主節點副端口所在板卡收到消息后，設置交換芯片，取消副端口的阻塞狀態， 使其能轉發報文；(4)環路保護系統的從節點檢測到端口鏈路斷掉DOWN后，對應重復上述(1)至 (3)的操作。在步驟(1)所產生的快速中斷中通過設置信號量的方式告訴環路保護系統的協 議模塊快速處理任務，該任務具有很高的優先級；同時采用直接CPU間通信方式告訴副端 口所在單板。步驟(3)中主節點副端口所在板卡收到消息后具體處理流程包括
a)判斷是否是環路保護系統主端口斷掉DOWN的信息；b)如果是環路保護系統主端口斷掉DOWN的信息，設置交換芯片，取消副端口的阻 塞狀態，通知環路保護系統相關協議棧模塊處理；c)如果不是環路保護系統主端口斷掉DOWN的信息，則作為其它消息處理。本發明所述方法，在以太網多環路保護系統主鏈路故障時，通過產生快速中斷，并 采用直接CPU間通信的方式，使副端口設置交換芯片，取消副端口的阻塞狀態，然后各個單 板再通知相應的協議模塊處理。其在副端口所在的板卡設置交換芯片之前，節約了 3次協 議棧模塊的處理，同時也節約了 1次板間通信的過程。能夠快速的將主鏈路切換到備份鏈 路，減少了鏈路的丟報，實現了鏈路的快速收斂，可以將收斂時間縮短到IOms內，滿足了電 信級設備快速收斂的要求，可為電信級服務提供更加可靠的保障。
下面根據實施例和附圖對本發明作進一步詳細說明。圖1是現有切換方法采用的處理流程示意圖；圖2是本發明的物理鏈路連接結構示意圖；圖3是采用本發明所述切換方法的處理流程示意圖；圖4是主鏈路故障時主端口所在板卡內部處理流程圖；圖5是主鏈路故障時副端口所在板卡內部處理流程圖。
具體實施例方式如圖2所示，給出了兩臺分布式交換機通過兩條物理鏈路相連形成環路的情況 圖2中Sl稱為主節點設備，S2稱為從節點設備，相應的端口稱為主節點端口和從節點端 口。其中，Sl的兩個端口分布在不同的業務板卡上；S2的兩個端口也分布在不同的業務板 卡上，這兩條物理鏈路形成環路保護系統，互相備份。圖中Sl的Al端口成為主端口，A2成 為副端口，S2的Bl端口成為從節點主端口，B2成為副端口。鏈路故障或者人為插拔等原因導致主端口鏈路斷掉DOWN時，其處理流程如圖3所 示；當鏈路故障主端口 DOWN時，主端口所在業務板卡1的驅動環路保護模塊101會把端口 鏈路斷掉(DOWN)的消息由消息處理模塊102直接通過驅動板間通信模塊104發送單播通 信息告訴副端口所在的業務板卡2 ；副端口所在的業務板卡2的驅動板間通信模塊204，經消息處理模塊202通知驅動環路保護模塊201，設置交換芯片，取消副端口的阻塞狀態，使 副端口所在的業務板卡2真正能轉發數據；主控板卡3的處理只是將兩個業務板卡的帶外 通道連通而已，使其形成直接CPU間通信的方式。這個流程節約了 3次協議棧模塊的處理， 同時也節約了 1次板間通信的過程。設置完交換芯片之后，然后各個板卡再通知相應的協 議棧模塊處理在業務板卡1的消息處理模塊102通知協議棧模塊103 ；在業務板卡2的消 息處理模塊202通知協議棧模塊203 ；在主控板卡3的消息處理模塊302通知協議棧模塊 301。相應的主端口所在板卡內部處理流程如圖4所示，Sl的PHY芯片通過接收端口信 號來判斷端口 link狀態信息；打開端口掃描后，獲得端口 link狀態信息，將需要邏輯掃描 的端口添加到端口掃描位圖中，添加進端口掃描位圖的端口將響應端口的1 ink狀態變化 中斷，當添加進端口掃描位圖的端口產生link狀態改變的時候，就會產生中斷；Sl通過PHY芯片的快速鏈路檢測功能(PHY收發芯片BCM54980能達到1毫秒)， 檢測到主端口 DOWN ；Sl產生快速中斷，在中斷中將DOWN的主端口 Al信息寫入隊列中，釋放計數信號量 觸發任務執行；然后DOWN的主端口所在業務板卡1發送直接板間信息告訴副端口 A2所在的業務 板卡2 ；Sl通過獲取信號量方式告訴環路保護系統的協議棧模塊快速處理任務，該任務具 有很高的優先級；如果能獲取信號量，就從隊列中讀取DOWN的主端口處理信息。相應的副端口所在板卡內部處理流程如圖5所示，副端口 A2所在的業務板卡2收 到直接板間通信消息后；判斷是否是環路保護系統主端口 DOWN的信息；如果是環路保護系統主端口 DOWN的信息設置交換芯片，取消副端口的阻塞狀 態；最后通知環路保護系統相關協議棧模塊處理；如果不是環路保護系統主端口 DOWN的信息，則作為其它消息處理。
以上所述是主節點Sl的處理流程，從節點S2的處理流程和主節點一樣。當主鏈 路故障時，主節點和從節點的PHY芯片幾乎同時接收不到端口信號，進行快速的處理；使兩 臺設備間的流量快速的從主鏈路切換到備份鏈路，為設備間通信提供保障和可靠性。應該注意，雖然以上是參考具體實施方式
對本發明進行說明的，但這并不意味是 對本發明的限制，本發明的保護范圍是由所附權利要求而不是具體實施方式
來限定的。
權利要求
一種以太網自動保護鏈路故障快速切換方法，其特征在于包括以下步驟(1)主節點主端口所在板卡PHY芯片檢測到主通信鏈路發生斷掉DOWN故障時，主節點設備產生快速中斷；(2)采用直接CPU間通信的方式，在中斷中通過驅動發消息告訴備用鏈路的主節點副端口所在板卡，同時通知環路保護系統協議棧模塊處理；(3)主節點副端口所在板卡收到消息后，設置交換芯片，取消副端口的阻塞狀態，使其能轉發報文；(4)環路保護系統的從節點檢測到端口鏈路斷掉DOWN后，對應重復上述(1)至(3)的操作。
2.根據權利要求1所述的以太網自動保護鏈路故障快速切換方法，其特征在于在步 驟(1)所產生的快速中斷中通過設置信號量的方式告訴環路保護系統的協議模塊快速處 理任務，該任務具有很高的優先級；同時采用直接CPU間通信方式告訴副端口所在單板。
3.根據權利要求1所述的以太網自動保護鏈路故障快速切換方法，其特征在于步驟 (3)中主節點副端口所在板卡收到消息后具體處理流程包括a)判斷是否是環路保護系統主端口斷掉DOWN的信息；b)如果是環路保護系統主端口斷掉DOWN的信息，設置交換芯片，取消副端口的阻塞狀 態，通知環路保護系統相關協議棧模塊處理；c)如果不是環路保護系統主端口斷掉DOWN的信息，則作為其它消息處理。
全文摘要
本發明公開了一種以太網自動保護鏈路故障快速切換方法，通過產生快速中斷，并采用直接CPU間通信的方式，使副端口設置交換芯片，取消副端口的阻塞狀態，然后各個單板再通知相應的協議模塊處理。其在副端口所在的板卡設置交換芯片之前，節約了3次協議棧模塊的處理，同時也節約了1次板間通信的過程。能夠快速的將主鏈路切換到備份鏈路，減少了鏈路的丟報，實現了鏈路的快速收斂，可以將收斂時間縮短到10ms內，滿足了電信級設備快速收斂的要求，可為電信級服務提供更加可靠的保障。
文檔編號H04L12/56GK101867495SQ201010209638
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者陳振光 申請人:神州數碼網絡(北京)有限公司;上海神州數碼有限公司