用于检测链路故障的系统和方法技术方案

一种系统和方法监视计算机网络中的链路，并快速检测这些链路的故障。置于链路相对端的网络实体（１０６）具有向彼此告知其存在情况的故障检测引擎（２１０）。其后，每个故障检测引擎确保其实体向另一实体发送连续流，这是通过或者发送数据帧（２０４）或者发送新定义的故障检测分组实现的。如果检测到该连续流中的中断，则故障检测引擎（２１０）推断出链路已发生故障。作为响应，故障检测引擎优选地通知其他应用或协议该故障情况，并使链路被切断。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及计算机网络，更具体而言，涉及用于快速有效地检测链路故障的方法和装置。
技术介绍
许多组织(包括商业、政府和教育机构)都采用计算机网络从而使雇员和其他人可以共享并交换信息和/或资源。计算机网络一般包括利用一种或多种通信介质互连的多个实体。实体可包含任何设备，如计算机，其通过通信介质“发出”(即发送)或“吸收”(即接收)消息，如数据帧。一种常见类型的计算机网络是局域网(LAN)，其一般指单个建筑物或校园内的私有网络。LAN一般采用数据通信协议(LAN标准)，如以太网、FDDI或令牌环，这些协议定义了由通信体系结构(即协议栈)的数据链路和物理层执行的功能。耦合在以太网LAN上的实体可以采用电气和电子工程师协会(IEEE)802协议族来通过LAN彼此通信。在体系结构上，IEEE 802LAN参考模型包括物理层和数据链路层，其通常分别被称为参考模型的第1层(L1)和第2层(L2)。物理层处理发送和接收载波，载波支持传输介质上的承载数据的信号。在物理层执行的功能一般包括对信号编码/解码、生成/去除用于同步的前导信息以及在传输介质上发送和接收比特。数据链路层处理数据帧，并执行流和错误控制。数据链路层一般包括媒体访问控制(MAC)层和逻辑链路控制(LLC)子层。MAC子层将要发送的数据组装到具有地址和检错字段的帧中，分解接收到的帧，执行地址识别和检错，并管理对LAN传输介质的访问。LLC子层提供到更高层的接口并执行流和错误控制。一个或多个中间网络设备常用于将LAN耦合在一起，并允许相应的实体交换信息。例如，网桥可用于在两个或更多个LAN或末端站之间提供“桥接”或“交换”功能。一般来说，网桥是计算机，并且包括多个端口，这多个端口经由LAN或者耦合到其他网桥，或者耦合到诸如路由器或主机计算机之类的末端站。用于将网桥彼此耦合的端口通常被称为干线端口，而用于将网桥耦合到末端站的端口通常被称为接入端口。桥接功能包括在源端口接收来自发送实体的数据，并将该数据传送到至少一个目的地端口以转发到一个或多个接收实体。大多数计算机网络包括冗余通信路径，从而使任何给定链路或网络设备的故障不会隔离网络的任何部分。这种网络一般被称为网格化或部分网格化网络。然而，冗余链路的存在可能导致网络内迂回路径或“环路”的形成。环路是非常不希望形成的，因为数据帧可能无限地经过环路。此外，网桥复制目的地未知的帧。如果环路存在，则在帧被复制时产生的流量可能给网络带来过重的负担。为了避免环路形成，大多数网桥和交换机执行生成树协议，该协议允许其计算活动网络拓扑，这种活动网络拓扑是无环路的(即树状的)，并且连接网络内的每一对LAN和/或末端站(即，树是生成型的)。电气和电子工程师协会(IEEE)已经发布了一种定义由802.1D兼容设备执行的生成树协议的标准(IEEE Std.802.1D-1998TM)。通常，通过执行802.1D生成树协议，网桥将桥接网络内的单个网桥选为“根网桥”。802.1D标准利用了这一事实，即通过指定根网桥是具有最低网桥ID的网桥，而使每个网桥具有唯一的数值标识符(网桥ID)。另外，对于耦合到任何网桥的每个LAN，一个网桥(“指定网桥”)上的恰好一个端口(“指定端口”)被选择。指定网桥一般是离根网桥最近的网桥。根网桥上的所有端口都是指定端口，而根网桥是所有这样的LAN上的指定网桥该根网桥具有到这些LAN的端口。每个非根网桥还从其非指定端口中选择一个端口(其“根端口”)，该端口给出了到根网桥的最低代价路径。根端口和指定端口被选择以包含在活动拓扑中，并且被置于转发(forwarding)状态，从而使数据帧可被转发到这些端口上以及从这些端口转发，从而转发到互连网络的网桥和末端站的LAN和链路上。未被包含在活动拓扑中的端口被置于阻止(blocking)状态。当端口处于阻止状态时，数据帧将不会转发到该端口或从该端口接收。网络管理员还可以通过将端口置于被禁用(disabled)状态而从生成树中排除端口。为了获得运行生成树协议所必需的信息，网桥交换被称为配置网桥协议数据单元(BPDU)消息或简称为BPDU的消息。BPDU携带用于计算活动拓扑的信息，如假定根和最低根路径代价。更具体而言，在启动后，每个网桥首先假定其自身是根网桥，并据此发送BPDU。在接收到来自相邻设备的BPDU后，检查其内容并与由接收网桥存储在存储器中的类似信息(例如，假定根和最低根路径代价)相比较。如果来自接收的BPDU的信息“好于”所存储的信息，则网桥采用更好的信息，并将其用在从其除了接收到“更好”信息的端口以外的端口发送的BPDU中(将与接收端口相关联的代价添加到根路径代价上)。尽管BPDU不被网桥转发，但是根网桥的标识符最终被传播到所有网桥，并被所有网桥采用，如上所述，从而允许其选择其根端口和任何指定端口。为了使活动拓扑适应变化和故障，根网桥周期性地(例如，每个hello时间)发送BPDU。响应于在其根端口上接收到BPDU，网桥从其指定端口(如果有的话)发送其自身的BPDU。从而，BPDU被周期性地传播到整个桥接网络，确认活动拓扑。在BPDU信息被更新和/或超时以及活动拓扑被重新计算时，端口可以从阻止状态转变到转发状态，反之亦然。即，作为新的BPDU信息的结果，先前被阻止的端口可能获知其应当处于转发状态(即，其现在是根端口或指定端口)。快速生成树协议近年来，IEEE发布了一种定义快速生成树协议(RSTP)的新标准(IEEE Std.802.1W-2001TM规范标准)。RSTP类似地将桥接网络的一个网桥选为根网桥，并定义了提供LAN和/或末端站间的完全连接性同时切断任何环路的活动拓扑。每个网桥的每个端口被根据端口是否是活动拓扑的一部分而被分配以角色。由802.1W规范标准定义的角色包括根、指定、替换和备份。提供到根端口的最优(例如最低代价)路径的网桥端口被分配以根端口角色。提供到根网桥的替换(例如较高代价)路径的每个网桥端口被分配以替换端口角色。对于每个LAN，提供从该LAN到根网桥的最低代价路径的一个端口被分配以指定端口角色，而耦合到LAN的所有其他端口被分配以根、备份或者(在某些情况下)替换端口角色。在根网桥处，所有端口被分配以指定端口角色。已被分配以根端口和指定端口角色的那些端口被置于转发状态，而被分配以替换和备份角色的端口被置于丢弃或阻止状态。倘若被分配以替换端口角色的所有端口被置于阻止状态，则被分配以根端口角色的端口可以快速转变到转发状态。类似地，倘若先前的根端口已转变到丢弃或阻止状态，那么如果在当前被分配以根端口角色的端口上发生故障，则被分配以替换端口角色的端口可以被重新分配以根端口角色，并快速转变到转发状态。倘若下游网桥的端口角色与被分配以指定端口角色的端口一致，那么被分配以指定端口角色的端口或者要被重新分配以指定端口角色的备份端口可以快速转变到转发状态。RSTP提供了明确的握手，这种握手由相邻网桥用来确认新的指定端口可以快速转变到转发状态。与在802.1D规范标准中描述的STP类似，运行RSTP的网桥也交换BPDU以便确定向网桥的端口分配哪些角色。BPDU也用在用于使指定端口快速转变到转发状态的握手中。利用RSTP，网桥可以从故障中本文档来自技高网...

【技术保护点】
在被配置为置于计算机网络内并通过点对点链路连接到第二网络实体的网络实体中，一种用于检测所述点对点链路中的故障的方法，所述方法包括以下步骤：与所述第二网络实体交换信号，其中所述信号被用于自协商在所述两个网络实体处故障检测过程的存在和操作；在所述链路上向所述第二网络实体发送连续的网络消息流；在所述链路上从所述第二网络实体接收连续的网络消息流；检测在所述链路上从所述第二网络实体接收到的连续的网络消息流中的中断；以及响应于检测到所述中断，断言所述链路发生故障。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺曼W芬恩，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]