一种保护环网冗余性的环网节点制造技术

本发明专利技术提供一种环网节点，该节点包括：第一环上端口，通过第一环网链路连接到第一环网邻居节点；第二环上端口，通过第二环网链路连接到第二环网邻居节点；环下端口，通过接入链路连接到接入节点；开关单元，连接在第一及第二环上端口之间，并在本节点正常工作时处于断开状态，并在本节点异常时处于闭合状态，以将第一环上端口与第二环上端口连通，使得所述第一环网邻居节点与第二环网邻居节点互相成为对方的邻居节点；转发单元，用于根据转发表将业务报文通过第一或第二环上端口转发出去。本发明专利技术通过在编码器内部设置开关单元来确保一个或者节点故障的情况下，环网的冗余性并没有因此而降低或者丧失。

【技术实现步骤摘要】
一种保护环网冗余性的环网节点
本专利技术涉及环网保护，尤其涉及一种保护环网冗余性的环网节点。
技术介绍
在高速公路上，因为交通管理的需要，可能需要在不同的地点布设监控设备。现有技术中会采用环形组网的方式将多个视频监控设备（如编码设备）连接起来。如图1所示，环形网络为了避免广播风暴，需要阻塞掉一个端口（通常是主节点的副端口），当环网因为链路或者节点发生故障的时候，可以通过刷新MAC地址表来调整转发方向，这样可以在网络的转发层面形成故障保护机制。单个节点或者链路的故障并不会导致环网上其他节点（如图1中的各个编码设备）无法转发报文，通过MAC地址表的刷新，打开主节点阻塞的副端口，对转发而言只是改变了方向，也就是说环网在正常情况下是有一定冗余性的，可以容忍单个链路或者节点的故障。请参考图1，假设节点J与节点F均发生了故障，但节点G、H、I都是正常工作的；此时很明显，节点G、H、I没有任何路径可以将报文转发到监控中心网络去，于是就成为网络中的孤岛。在高速公路这样的应用场景中，往往都是在外场较为恶劣的环境中部署网络的，节点故障（比如说掉电或者死机等）发生的概率较高，网络管理人员可能无法及时赶到现场修复节点的故障，因此出现双点或者多点节点故障的可能性较高。现有的环网保护机制无法对两个或多个节点故障，环网中可能会有一个或多个正常工作的节点的业务受到影响。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种环网节点，该节点包括：第一环上端口，通过第一环网链路连接到第一环网邻居节点；第二环上端口，通过第二环网链路连接到第二环网邻居节点；环下端口，通过接入链路连接到接入节点；开关单元，连接在第一及第二环上端口之间，并在本节点正常工作时处于断开状态，并在本节点异常时处于闭合状态，以将第一环上端口与第二环上端口连通，使得所述第一环网邻居节点与第二环网邻居节点互相成为对方的邻居节点；转发单元，用于根据转发表将业务报文通过第一或第二环上端口转发出去。本专利技术通过在编码器内部设置开关单元来确保一个或者节点故障的情况下，环网的冗余性并没有因此而降低或者丧失。当出现多个节点故障时也不会出现正常工作的环网节点成为孤岛的问题。并且能够在节点故障的情况下通过邻居编码器的巡航机制来尽量提高对监控盲区的覆盖。附图说明图1是现有技术中环网正常状态下的业务转发示意图；图2是本专利技术环网节点的硬件架构图；图3是本专利技术环网节点的逻辑结构图；图4是本专利技术邻居环网节点巡航过程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行详细描述。请参考图2以及图3，图2所示是本专利技术环网中各个节点的基本硬件结构，从逻辑层面来看，其中环网节点都包括第一及第二环上端口以及至少一个环下端口，该节点还包括开关单元以及业务处理单元、转发单元、故障检测单元。其中每个环网节点都可以按照本专利技术的逻辑结构去实现，当然本专利技术并不要求所有环网节点都按照本专利技术的方式去实现。以下以所有环网节点都是经过本专利技术结构改造为例进行说明。本专利技术在环网节点出现异常时通过开关单元将环上端口连接起来，使得环网能够继续保持冗余性或者网络环形连接的完整性。以下以监控网络中的以太环网为例进行说明，其中环网上的每个节点均为编码设备，而环下端口通过接入链路连接到接入节点（通常为摄像头等多媒体设备）。所述环下端口可能是内部的一个端口或者逻辑上的一个端口，因为有些摄像头与编码设备可能会集成在一起。在视频监控网络（以IP监控网络为例）中，对于每个编码器来说，自身的业务处理分成两大类，一类是信令业务的处理，另一类是数据业务的处理。在信令业务层面，编码器通常需要通过生成监控信令报文向管理服务器（比如VM服务器）发起注册，接收VM发出的各种监控信令报然后在业务处理单元对这些信令进行处理。比如说，VM可以向编码器发出发送实况视频流的信令，编码器收到后可以根据VM在信令中的指示将自身的实况视频流发送给VM指定的解码终端或者媒体转发服务器等。在数据业务层面，编码器作为环上节点，其发送的多媒体流（如前述实况视频流）的来源是环下端口所连接的各种多媒体设备（比如摄像头或对讲设备等）。多媒体设备采集到的通常是模拟多媒体流，其是编码器的主要数据业务的处理对象。编码器的任务是将多媒体流编码形成数据报文然后通过网络发送出去。编码的实现方式有很多中，可以通过CPU来实现，也可以通过DSP，或者可编程器件甚至专用硬件来实现。由于编码器是环上节点，来自其他编码器的监控数据报文或信令报文（后续统称为业务报文）可能会经过本编码器，编码器的转发单元可以根据转发表（比如MAC地址转发表）对业务报文进行转发，比如将第一环上端口收到的报文通过第二环上端口转发出去，反之亦然。报文的转发属于常见的技术，可参考现有技术进行实现。通常环网在组网层面都是带有保护机制的，比如说，如果环网是二层的以太环网，可以通过RRPP等协议在转发层面上形成保护，当发生单点故障的时候，担任主节点的环网节点可以通过发送网络控制报文来刷新各个环网节点的转发表，各个环网节点的转发单元可以删除自身的MAC地址转发表，通过源MAC地址学习机制重新生成MAC地址转发表，以改变报文转发方向改变从而避开故障点。对于转发单元的转发工作来说，业务处理单元可以被视为通过一个内部端口（可能是逻辑上的）连接到转发单元的一个节点而已。需要说明的是，本专利技术中物理层的收发并没有图示出来，因为其对于本专利技术来说是透明的，而物理层以上的处理工作（比如链路层以及网络层等）都被归纳在业务处理单元中进行处理，为了描述更加简洁清楚，对于链路层、网络层等更为上层的处理将不再详细介绍在本专利技术中，开关单元则连接在第一及第二环上端口之间，在编码器正常工作时处于断开状态，并在编码器异常时处于闭合状态以将第一环上端口与第二环上端口连通，使得所述第一环网邻居节点与第二环网邻居节点互相成为对方的邻居节点。请参考图3，在编码器正常工作的情况下，开关单元处于断开状态，开关单元不会影响到编码器的正常工作。但是当编码器异常的时候，业务处理单元可能处于不可用的状态，比如说编码器断电了或者说业务处理单元自身发生了故障，又或者转发单元发生了故障，这些情况都可能会导致编码器无法在环网上正常展开工作。此时虽然在整个环网的转发层面可以做到对其他节点转发工作的保护，即其他节点本来需要通过本编码器转发报文会因为转发表的刷新而改道。但是此时，环网已经不是完整的环形，冗余性已经丧失。本专利技术中，开关单元可以及时闭合来避免冗余性的丧失（相当于故障节点被排除出环网）。开关单元可以是电开关单元或者光开关单元，这取决于编码器环上端口的类型，如果环上端口是光口则应当选用光开关单元，如果是电口则需要选择电开关单元。以光开关单元为例，可以使用介质波导型光开关或者机械型光开关。介质波导光开关的开关速度在微秒到亚毫秒量级，体积小且易于集成为大规模的阵列，但插入损耗、隔离度、消光比、偏振敏感性等指标相对较差；而机械光开关虽然有较低的插入损耗和串扰，但体积较大。光开关单元的默认状态为主链路导通（即闭合状态），确保设备在断电/故障状态环上两个环上端口可以处于连通状态。在实际实现的过程中可以根据产品设计的尺寸以及特性需求来选择不同类型光开关。以电开关为例，可以使用开关速度较快的继电器。当继电器失去供电时候，继电器会闭合，而供电的时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环网节点，其特征在于，该节点包括：第一环上端口，通过第一环网链路连接到第一环网邻居节点；第二环上端口，通过第二环网链路连接到第二环网邻居节点；环下端口，通过接入链路连接到接入节点；开关单元，连接在第一及第二环上端口之间，并在本节点正常工作时处于断开状态，并在本节点异常时处于闭合状态，以将第一环上端口与第二环上端口连通，使得所述第一环网邻居节点与第二环网邻居节点互相成为对方的邻居节点；转发单元，用于根据转发表将业务报文通过第一或第二环上端口转发出去。

【技术特征摘要】
1.一种环网节点，其特征在于，该节点包括：第一环上端口，通过第一环网链路连接到第一环网邻居节点；第二环上端口，通过第二环网链路连接到第二环网邻居节点；环下端口，通过接入链路连接到接入节点；开关单元，连接在第一及第二环上端口之间，并在本节点正常工作时处于断开状态，并在本节点异常时处于闭合状态，以将第一环上端口与第二环上端口连通，使得所述第一环网邻居节点与第二环网邻居节点互相成为对方的邻居节点；转发单元，用于根据转发表将业务报文通过第一或第二环上端口转发出去；其中，所述环网应用于监控网络中，所述环网节点为编码器，所述接入节点为摄像头；该编码器还包括业务处理单元，其中该业务处理单元用于在邻居环网节点故障时，按照预定的巡航规则控制摄像头云台进行转动，以覆盖至少部分邻居编码器异常所引起的监控盲区。2.如权利要求1所述的环网节点，其特征在于，所述第一及第二环上端口均为电口或者光口，所述开关单元相应为电开关单元或光开关单元。3.如权利要求1所述的环网节点，其特征在于，还包括业务处理单元，其中所述本节点异常具体为节点断电、业务处理单元故障或者转发单元故障。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，周迪，王珏，
申请(专利权)人：浙江宇视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：