СПОСОБ И СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ СЕТИ ETHERNET

1. Способ автоматической защиты сети Ethernet, в котором, когда имеется несколько физических колец, смежных в домене управления, домен управления сначала разбивают на составные части в виде иерархической структуры, содержащей одно главное кольцо и ранжированные по уровням связывающие сегменты, при этом один главный узел и несколько транзитных узлов конфигурируют как для главного кольца, так и для каждого связывающего сегмента, при этом узлы, соединяющие по меньшей мере два уровня, конфигурируют как граничные узлы; главный узел и транзитные узлы главного кольца взаимодействуют друг с другом для выявления состояния линий связи в главном кольце и выполнения переключения обслуживания, когда главное кольцо отказывает или восстанавливается после отказа; главный узел и транзитные узлы каждого связывающего сегмента взаимодействуют друге другом для выявления состояния связывающего сегмента и выполнения переключения обслуживания, когда связывающий сегмент данного уровня отказывает или восстанавливается после отказа.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что:
упомянутый домен управления имеет узлы нескольких колец, поддерживающих одну и ту же сервисную виртуальную локальную сеть (VLAN) и использующих одну и ту же управляющую VLAN; упомянутый связывающий сегмент имеет граничные узлы, которые используют линии связи совместно с главным кольцом или связывающим сегментом более высокого уровня, и части, не используемые совместно.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что:
при конфигурировании граничных узлов два порта конфигурируют в главном кольце или связывающем сегменте более высокого уровня как главный узел или транзитные узлы главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня; один порт доступа конфигурируют в связывающем сегменте на уровне доступа как главный узел или транзитный узел этого связывающего сегмента и считают граничным управляющим узлом, когда он является главным узлом связывающего сегмента; а когда он является транзитным узлом связывающего сегмента, его считают граничным вспомогательным узлом; и когда по меньшей мере один граничный узел связывающего сегмента принимает сообщение обновления МАС-адресов, посланное другими узлами связывающего сегмента, он пересылает сообщение обновления адресов в узел главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что:
упомянутый главный узел и транзитный узел главного кольца взаимодействуют друг с другом, чтобы выявлять состояние линий связи в главном кольце, принимая в аварийном режиме аварийный сигнал об отказе от других узлов или активно передавая диагностическое сообщение в режиме диагностики, причем в режиме диагностики главный узел периодически посылает диагностическое сообщение HELLO ("приветствие") из основного порта, и это сообщение в конце концов возвращается во вспомогательный порт главного узла посредством пересылки транзитными узлами, когда кольцо находится в нормальном состоянии, и если время ожидания приема сообщения HELLO истекло, линия связи рассматривается как имеющая отказ.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что:
упомянутый главный узел и транзитные узлы связывающего сегмента взаимодействуют друг с другом, чтобы выявлять состояние линий связи в главном кольце, принимая в аварийном режиме аварийный сигнал об отказе от других узлов или активно передавая диагностическое сообщение в режиме диагностики, причем в режиме диагностики:
когда главный узел не является граничным управляющим узлом, он блокирует возможность пересылки трафика сервисной VLAN по вспомогательному порту и периодически посылает сообщение HELLO из основного порта и вспомогательного порта, соответственно, и сообщение HELLO передается в граничные вспомогательные узлы посредством пересылки транзитными узлами, когда связывающий сегмент находится в нормальном состоянии, и граничный вспомогательный узел возвращает сообщение в соответствующий основной порт и вспомогательный порт главного узла через порт доступа, и если время ожидания приема сообщения HELLO в порте истекло, линия связи рассматривается как имеющая отказ;
когда главный узел является граничным управляющим узлом, он блокирует возможность пересылки трафика сервисной VLAN по вспомогательному порту, то есть по порту доступа, и периодически посылает сообщение HELLO из порта доступа, и сообщение HELLO передается в граничные вспомогательные узлы на другой стороне связывающего сегмента посредством пересылки транзитными узлами, когда связывающий сегмент находится в нормальном состоянии, и граничный вспомогательный узел, в конце концов, возвращает из порта доступа сообщение в порт доступа граничного управляющего узла, и если время ожидания приема сообщения HELLO в порте истекло, линия связи рассматривается как имеющая отказ.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что:
процесс переключения обслуживания при отказе главного кольца является следующим: главный узел главного кольца деблокирует возможность пересылки трафика сервисной VLAN по его вспомогательному порту при обнаружении отказа главного кольца, посылает из основного порта и вспомогательного порта сообщение обновления МАС-адресов, которое пересылается только в главном кольце и обновляет таблицу МАС-адресов связанных узлов главного кольца, и связанные узлы осуществляют защитное переключение обслуживания согласно обновленной таблице адресов;
процесс переключения обслуживания, когда главное кольцо восстанавливается после отказа, является следующим: главный узел главного кольца блокирует возможность пересылки трафика сервисной VLAN по его вспомогательному порту при обнаружении отказа линии связи главного кольца, посылает из основного порта и вспомогательного порта сообщение обновления МАС-адресов, которое пересылается только в главном кольце и обновляет таблицу МАС-адресов связанных узлов главного кольца, и эти узлы осуществляют защитное переключение обслуживания согласно обновленным адресам, причем восстановление после отказа линии связи главного кольца, обнаруженного главным узлом главного кольца, включает повторный прием сообщения HELLO вспомогательным портом от основного порта.
7. Способ по п.3, отличающийся тем, что процесс переключения обслуживания, когда связывающий сегмент отказывает, является следующим:
когда главный узел связывающего сегмента не является граничным управляющим узлом, он посылает сообщение обновления МАС-адресов другим узлам связывающего сегмента на той стороне, где он расположен, и граничные вспомогательные узлы на этой стороне пересылают сообщение узлам главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня;
когда главный узел связывающего сегмента является граничным управляющим узлом, он посылает сообщение обновления МАС-адресов через порт доступа связывающему сегменту, а также узлам главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня;
граничные вспомогательные узлы на другой стороне связывающего сегмента посылают сообщение обновления МАС-адресов узлам на их стороне связывающего сегмента через порт доступа; после приема сообщения обновления МАС-адресов связанные узлы упомянутого связывающего сегмента, главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня обновляют таблицу МАС-адресов и осуществляют защитное переключение обслуживания согласно обновленной таблице адресов.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что:
упомянутый граничный вспомогательный узел конфигурируют так, чтобы он мог обработать аварийное сообщение об отказе и оценить, истекло ли время ожидания приема сообщения HELLO; и если граничный вспомогательный узел обнаруживает разрыв линии связи, принимает аварийное сообщение об отказе от транзитных узлов или истекает время ожидания приема сообщения HELLO в порте доступа, связывающий сегмент рассматривается как имеющий отказ;
если упомянутый граничный вспомогательный узел принимает сообщение обновления МАС-адресов, посланное узлом связывающего сегмента через порт доступа, перед обнаружением отказа линии связи, он пересылает сообщение узлам главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня, если он принимает сообщение обновления МАС-адресов, посланное другим граничным узлом того связывающего сегмента, в котором он расположен, перед обнаружением отказа линии связи, он пересылает сообщение связанным узлам этого связывающего сегмента через порт доступа, если он не принимает сообщение обновления МАС-адресов перед обнаружениемотказа линии связи, он пересылает сообщение узлам главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня, а также связанным узлам связывающего сегмента через порт доступа.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что:
после того как главный узел связывающего сегмента обнаруживает отказ или восстановление после отказа связывающего сегмента, он посылает сообщение обновления МАС-адресов главному кольцу или связывающему сегменту более высокого уровня, и сообщение пересылается граничным портом, чтобы выполнить быстрое защитное переключение соответствующего подчиненного кольца; после того, как упомянутый граничный узел обнаруживает отказ или восстановление после отказа своего связывающего сегмента, он непосредственно посылает сообщение обновления МАС-адресов главному кольцу или связывающему сегменту более высокого уровня, чтобы выполнить быстрое защитное переключение соответствующего подчиненного кольца.
10. Способ по п.3, отличающийся тем, что:
процесс переключения обслуживания, когда связывающий сегмент восстанавливается после отказа, является следующим: после того, как главный узел связывающего сегмента обнаруживает, что ранжированный по уровню связывающий сегмент восстанавливается после отказа, включая то, что порт, посылающий сообщение HELLO, принимает сообщение HELLO, возвращенное граничным вспомогательным узлом, он блокирует возможность пересылки трафика соответствующей сервисной VLAN по вспомогательному порту, и когда главный узел не является граничным управляющим узлом, вышеупомянутое сообщение обновления адресов посылается из основного порта и вспомогательного порта узлам главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня посредством пересылки граничным вспомогательным узлом; когда упомянутый главный узел является граничным управляющим узлом, он посылает через порт доступа сообщение обновления адресов связывающему сегменту, а также узлам главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня; после приема сообщения обновления МАС-адресов другие узлы связывающего сегмента, а также узлы главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня обновляют свои таблицы МАС-адресов и осуществляют защитное переключение обслуживания согласно обновленной таблице адресов.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что:
когда связывающий сегмент восстанавливается после отказа, если граничный вспомогательный узел принимает сообщение обновления адресов от совместно используемой линии связи перед приемом сообщения обновления адресов, посланного главным узлом через связывающий сегмент, этот граничный вспомогательный узел пересылает сообщение узлам связывающего сегмента через свой порт доступа, а не узлам главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня, то есть, сообщение выводится из кольца.
12. Система автоматической защиты сети Ethernet, содержащая домен управления, состоящий из узлов нескольких колец, которые поддерживают одну и ту же сервисную VLAN и используют одну и ту же управляющую VLAN, причем возможно, что несколько физических колец являются смежными в домене управления, при этом домен управления представляет собой иерархическую структуру, содержащую главное кольцо и связывающие сегменты, ранжированные по уровням, где каждый связывающий сегмент содержит граничные узлы, которые используют линии связи совместно с главным кольцом или связывающими сегментами более высокого уровня, и части, не используемые совместно, главное кольцо и каждый связывающий сегмент имеют главный узел, в то время как другие узлы являются транзитными узлами, причем:
упомянутый главный узел главного кольца отвечает за стратегию главного кольца и за управление главным кольцом, включая выявление состояния линий связи в главном кольце и переключение обслуживания, когда главное кольцо отказывает или восстанавливается после отказа;
упомянутые транзитные узлы главного кольца используются для помощи главному узлу главного кольца в выявлении состояния кольца и переключении обслуживания под управлением главного узла;
упомянутый главный узел связывающего сегмента отвечает за стратегию связывающего сегмента и за управление этим связывающим сегментом, включая выявление состояния этого связывающего сегмента и переключение обслуживания, когда связывающий сегмент отказывает или восстанавливается после отказа;
упомянутые транзитные узлы связывающего сегмента используются для помощи главному узлу этого связывающего сегмента в выявлении состояния кольца и переключении обслуживания под управлением главного узла;
упомянутые граничные узлы используются для помощи главному узлу этого связывающего сегмента в выявлении состояния этого связывающего сегмента и пересылки сообщения обновления МАС-адресов этого связывающего сегмента и связывающих сегментов более низких уровней узлам главного кольца или узлам связывающих сегментов более высокого уровня;
после приема сообщения обновления МАС-адресов узлы главного кольца и связывающего сегмента обновляют свои таблицы МАС-адресов и осуществляют защитное переключение обслуживания согласно обновленной таблице адресов.
13. Система по п.12, отличающаяся тем, что:
упомянутый граничный узел конфигурирует два порта в главном кольце или связывающем сегменте более высокого уровня в качестве главного узла или транзитных узлов главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня; одновременно он конфигурирует порт доступа в связывающем сегменте на уровне доступа в качестве главного узла или транзитного узла связывающего сегмента, и порт доступа считается граничным управляющим узлом, когда он является главным узлом связывающего сегмента, и считается граничным вспомогательным узлом, когда является транзитным узлом связывающего сегмента.
14. Система по п.13, отличающаяся тем, что:
упомянутый главный узел и транзитные узлы главного кольца взаимодействуют друг с другом, чтобы выявлять состояния линий связи в главном кольце, принимая в аварийном режиме аварийный сигнал об отказе от других узлов или активно передавая диагностическое сообщение в режиме диагностики;
упомянутый главный узел и транзитные узлы в связывающем сегменте взаимодействуют друг с другом, чтобы выявлять состояния линий связи главного кольца, принимая в аварийном режиме аварийный сигнал об отказе от других узлов или активно передавая диагностическое сообщение в режиме диагностики;
когда главный узел связывающего сегмента не является граничным управляющим узлом, он блокирует возможность пересылки трафика сервисной VLAN по вспомогательному порту, то есть, по порту доступа, и периодически посылает сообщение HELLO из основного порта и вспомогательного порта, соответственно; сообщение HELLO передается в граничный вспомогательный узел посредством пересылки транзитными узлами, и граничный вспомогательный узел возвращает сообщение соответствующему основному порту и вспомогательному порту главного узла через порт доступа, и если время ожидания приема сообщения HELLO в порте истекло, линия связи рассматривается как имеющая отказ;
когда главный узел является граничным управляющим узлом, он блокирует возможность пересылки трафика сервисной VLAN по вспомогательному порту и периодически посылает сообщение HELLO из порта доступа, сообщение HELLO пересылается в граничный вспомогательный узел на другой стороне посредством пересылки транзитным узлом, и граничный вспомогательный узел возвращает сообщение порту доступа граничного управляющего узла через порт доступа, и если время ожидания приема сообщения HELLO в порте истекло, линия связи рассматривается как имеющая отказ.
15. Система по п.13, отличающаяся тем, что:
когда главный узел связывающего сегмента не является граничным управляющим узлом, после выявления отказа линии связи он посылает сообщение обновления МАС-адресов другим узлам связывающего сегмента на той стороне, где он располагается; когда главный узел связывающего сегмента является граничным управляющим узлом, после выявления отказа линии связи он посылает сообщение обновления МАС-адресов связывающему сегменту через порт доступа, и узлам главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня;
если граничный вспомогательный узел находится на той же стороне, что и главный узел, когда связывающий сегмент отказывает, он посылает сообщение узлам главного кольца или узлам связывающего сегмента более высокого уровня; если граничный вспомогательный узел не находится на той же стороне, что и главный узел, он посылает сообщение обновления МАС-адресов узлам на этой стороне связывающего сегмента через порт доступа;
после приема сообщения обновления МАС-адресов связанные узлы упомянутого связывающего сегмента, главного кольца или связывающего сегмента более высокого уровня обновляют таблицы МАС-адресов и осуществляют защитное переключение обслуживания согласно обновленной таблице адресов.
16. Система по п.13, отличающаяся тем, что:
упомянутый граничный вспомогательный узел конфигурируется так, чтобы он мог обрабатывать аварийное сообщение об отказе и оценивать, истекло ли время ожидания приема сообщение HELLO, и использоваться в качестве временного главного узла для обнаружения отказа линии связи; если упомянутый граничный вспомогательный узел принимает сообщение обновления МАС-адресов, посланное узлами связывающего сегмента через порт доступа, перед обнаружением отказа линии связи, он пересылает сообщение узлам главного кольца или узлам связывающего сегмента более высокого уровня, если он принимает сообщение обновления МАС-адресов, посланное другим граничным узлом связывающего сегмента, в котором он располагается, перед обнаружением отказа линии связи, он пересылает сообщение связанным узлам связывающего сегмента через порт доступа, если он не принимает сообщение обновления МАС-адресов перед обнаружением отказа линии связи, он пересылает через порт доступа сообщение обновления МАС-адресов узлам главного кольца или узлам связывающего сегмента более высокого уровня, а также связанным узлам связывающего сегмента.
17. Система по п.13, отличающаяся тем, что:
после того, как главный узел связывающего сегмента обнаруживает, что связывающий сегмент, ранжированный по уровню, восстанавливается после отказа, он блокирует возможность пересылки трафика соответствующей сервисной VLAN по вспомогательному порту, и если главный узел связывающего сегмента не является граничным управляющим узлом, вышеупомянутое сообщение обновления адресов посылается из основного порта и вспомогательного порта; если упомянутый главный узел связывающего сегмента является граничным управляющим узлом, он посылает через порт доступа сообщение обновления адресов связывающему сегменту, а также узлам главного кольца или узлам связывающего сегмента более высокого уровня.