一种通过智能定向实现环形以太网的方法技术

本发明专利技术提供了一种通过智能定向实现环形以太网的方法，至少包括两个站点和环形通道，各站点都运行有用户业务进程、交换进程和智能定向进程，各站点受理用户业务进程的交换进程经过智能定向进程控制后接入到环形通道，构成环形以太网。这种通过智能定向实现的环形以太网中，各站点的交换进程必须通过智能定向进程的控制后才能进入环型通道，各站点通过不间断的跳变编码及跳变检测实现对环型物理通道的实时监测，直接在通道上获取链接信息，准确定向用户业务，所以能避免环形以太网的广播风暴。在通道出现故障时能通过环路处理线程对环路的分析和处理结果，重新确定业务的受理和定向，本方法实时性更好，带宽利用率更高，成本更低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于网络通信

技术介绍
以太网，如因特网、企业网、校园网，已经被大量的应用，并且还在以不断增长的速度而迅猛地发展。然而构建在环形结构的物理通道上的以太网，也就是实现环形以太网时，由于以太网交换机的广播机制，极易产生广播风暴，即以太网帧在环形通道内，有机会周而复始地、无休止地流转，就如滚雪球般，越积越多，最终形成广播风暴，造成整个以太网的瘫痪。因此，本领域技术人员不太情愿组建环形以太网，最喜欢用星形的网路方式，但是目前国内外的传输网和接入网主体都还是SDH网，而SDH网大多数是环形结构，从目前的情况来看，很多以太网都架构在既有的SDH的物理通道之上，而且环形的物理通道也有其很重要的优点，与其它形式的网路相比，环形的物理通道非常明显地更省资源，更省工程费用，它的可迂回性，使得网络更健壮，易于自愈，对业务的保护和倒换非常方便和快捷，倒换时间不大于50毫秒，所以即使不用SDH通道，而另外新组建的以太网也还有许多都采纳环形的通道结构。现有技术中，公知的实现环形以太网的方法之一是，各个交换节点，俗称站点，都采用高端以太网交换机，用环形通道将它们直接相联构成环形以太网。公知的避免广播风暴的办法大致有两种，第一种是采用公知的虚拟局域网技术，将环形以太网划分为不同的虚拟局域网，但是当整个环形以太网都属于同一个虚拟局域网内而不能再划分时，虚拟局域网技术就无能为力，公知的虚拟局域网技术毫无能力避免同一个虚拟局域网内的广播风暴。第二种是在环型以太网中的各站点都运行相互协同的生成树协议进程或其它进程，最典型和常用的是生成树协议进程，如说明书附图1和附图3。在图1中，是采用公知的生成树协议形成的环形以太网的结构示意图，虚线框内的三个进程组成一个运行生成树协议的交换机，虚线框即交换机，交换机可以是多个，图1中四个交换机组成了一个环形以太网，网中的交换机在业界被称为节点，俗称为站点，其中某一个节点为根节点，由生成树协议进程自动确定，是动态的，所以图1中未标出，图1中箭头表示各交换机之间的互联通道，它们直接将交换机首尾相链，4个在内的箭头成顺时针环；4个在外的箭头成逆时针环。图1中交换进程，在交换机中完成各用户业务帧的交换，用户业务帧来往于交换进程和各用户业务进程之间，图1中只画出I个业务进程，一般都有多个。图1中，生成树协议帧也是靠交换进程在各交换机之间转发。图1中，各交换机的生成树协议进程，经过各交换机的交换进程传递信息并实施互控。交换机之间的状态靠生成树协议控制，而生成树协议帧还得靠交换机经过通道传递，有互锁风险，收敛的时间也较长。在说明书附图3中，为公知方法中的互联通道中的码流示意图，原始业务帧是以太网用户帧，原始业务帧中的数字I和2说明它们是串行传递。原始帧间隔是既没有以太网用户帧，也没有生成树协议帧时的空隔，可以是全O、全I或其它图案。生成树协议帧，是为运行生成树协议，通过交换机，在生成树协议进程之间传递信息并实施互控的特定的以太网格式帧。公知方法码流中含有生成树协议帧，生成树协议帧是有一定时长的以太网格式的帧，且生成树协议帧不但实施指令和状态的互动，而且还要隐含通道的状况信息，所以要求的帧频较高，否则将会出现工作延误。此外，公知的生成树协议，在协议有效之前以及控制的实施过程之中，都要在通道内发送、接受、转发、分析、协商、返馈特定的二层巾贞。很明显，这还将带来下述缺点:一，它挤占了用户的业务带宽；二，生成树协议进程，只靠自身发起的特定的生成树协议二层帧来交换通道的链接信息，在大量的业务帧通信期间，这也是通道的大量时段，没有生成树协议帧的传递；即是在无业务通信时，只要不发出生成树协议帧，它也就无法感知通道当时的链接信息，所以其实时性较差；三，生成树协议特定二层帧的传播和处理，其最短时间不小于最短帧长所持续的时间，而且帧间还必须留有一定的帧间隔，这也会降低其实时性。另外，各个站点，不同的厂家，不同的生成树协议版本，有时会带来兼容的麻烦。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种通过智能定向实现环形以的方法，本专利技术进程快捷，能可靠地消除环形以太网所固有的广播风暴，并且还能大大降低对用户业务数据的延迟的以太网的实现方法，降低了对用户业务数据带宽的挤占，降低了对节点的要求。这种通过智能定向实现的环形以太网中，各站点的交换进程必须通过智能定向进程的控制后才能进入环型通道，各站点通过不间断的跳变编码及跳变检测实现对环型物理通道的实时监测，直接在通道上获取链接信息，准确定向用户业务，所以能避免环形以太网的广播风暴。在通道出现故障时能通过环路处理线程对环路的分析和处理结果，重新确定业务的受理和定向，本方法实时性更好，带宽利用率更高，成本更低。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:，至少包括两个站点和环形通道，各站点都运行有用户业务进程、交换进程和智能定向进程，各站点受理用户业务进程的交换进程经过智能定向进程控制后接入到环形通道，构成环形以太网。智能定向进程至少包括网管线程、初始化进程、网关指令处理线程、业务间隔处理线程、跳变编码线程、跳变检测线程、跳变译码线程、环路处理线程、环路定向控制线程、通道状态申告线程、通道复用驱动线程、通道接收转发线程、以太网业务受理线程和以太网业务转发线程。网管线程，按用户定义，将站点设为网关或从站，并分别配置各站点智能化进程及全系统的参数，监视它们的状态，同时与上层的网管服务器进行交互；初始化进程对系统进行初始化操作；网关指令处理线程接受并分析通道比特流中的网关指令，同时也在网关生成网关指令，并对其施以跳变编码，网关指令的比特长度不大于64比特；业务间隔处理线程处理没有以太网业务帧的帧间隔；跳变编码线程对以太网业务帧和以太网业务帧间隔实施跳变编码，也对网关指令和状态申告实施跳变编码，并将它们编码成以O和I表示的不间断的比特流，比特流中连O和连I的比特长度都不大于32比特；跳变检测线程监测通道比特流的连续性、跳变性以及连O和连I的比特长度，并据此判断通道的链接状态；跳变译码线程监测通道比特流，对比特流实施跳变译码，还原用户以太网业务帧；环路处理线程根据通道的链接状态和指令处理结果生成通道处理指令给环路定向控制线程；环路定向控制线程对用户以太网业务帧实施定向和重新定向；通道状态申告线程用来根据据通道的链接状态和指令处理结果生成通道状态申告，并对其施以跳变编码，状态申告的比特长度不大于64比特；通道复用驱动线程汇集本站的网关指令、状态申告和用户以太网业务帧，以及空闲的以太网业务帧的间隔，还需汇集经过本站中转的网关指令、状态申告、用户以太网业务帧和空闲的以太网业务帧的间隔，并将所汇集的所有数据驱动为以O和I表示的不间断的比特流进入通道，比特流中连O和连I的比特长度都不大于32比特；通道接收转发线程接收或向下一站转发来自通道的比特流，属于本站的数据分发到跳变检测线程、网关指令处理线程和跳变译码线程；在本站中转的数据则分发到另一侧的通道复用驱动线程并由其驱动进入通道；以太网业务受理线程受理本地用户业务进程中需要经过通道到达远程目的地的以太网业务帧；以太网业务转发线程将来自远程的被还原的以太网业务帧转发到本地用户业务进程。如上所述的通过智能定向实现环形以太网的的方法，包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过智能定向实现环形以太网的方法，其特征在于：至少包括两个站点和环形通道，各站点都运行有用户业务进程、交换进程和智能定向进程，各站点受理用户业务进程的交换进程经过智能定向进程控制后接入到环形通道，构成环形以太网。

【技术特征摘要】
1.一种通过智能定向实现环形以太网的方法，其特征在于:至少包括两个站点和环形通道，各站点都运行有用户业务进程、交换进程和智能定向进程，各站点受理用户业务进程的交换进程经过智能定向进程控制后接入到环形通道，构成环形以太网。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:智能定向进程至少包括网管线程、初始化进程、网关指令处理线程、业务间隔处理线程、跳变编码线程、跳变检测线程、跳变译码线程、环路处理线程、环路定向控制线程、通道状态申告线程、通道复用驱动线程、通道接收转发线程、以太网业务受理线程和以太网业务转发线程。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于: 网管线程，按用户定义，将站点设为网关或从站，并分别配置各站点智能化进程及全系统的参数，监视它们的状态，同时与上层的网管服务器进行交互； 初始化进程对系统进行初始化操作； 网关指令处理线程接受并分析通道比特流中的网关指令，同时也在网关生成网关指令，并对其施以跳变编码，网关指令的比特长度不大于64比特； 业务间隔处理线程处理没有以太网业务帧的帧间隔； 跳变编码线程对以太网业务帧和以太网业务帧间隔实施跳变编码，也对网关指令和状态申告实施跳变编码，并将它们编码成以O和I表示的不间断的比特流，比特流中连O和连I的比特长度都不大于32比特； 跳变检测线程监测通道比 特流的连续性、跳变性以及连O和连I的比特长度，并据此判断通道的链接状态； 跳变译码线程监测通道比特流，对比特流实施跳变译码，还原用户以太网业务帧；环路处理线程根据通道的链接状态和指令处理结果生成通道处理指令给环路定向控制线程； 环路定向控制线程对用户以太网业务帧实施定向和重新定向； 通道状态申告线程用来根据据通道的链接状态和指令处理结果生成通道状态申告，并对其施以跳变编码，状态申告的比特长度不大于64比特； 通道复用驱动线程汇集本站的网关指令、状态申告和用户以太网业务帧，以及空闲的以太网业务帧的间隔，还需汇集经过本站中转的网关指令、状态申告、用户以太网业务帧和空闲的以太网业务帧的间隔，并将所汇集的所有数据驱动为以O和I表示的不间断的比特流进入通道，比特流中连O和连I的比特长度都不大于32比特； 通道接收转发线程接收或向下一站转发来自通道的比特流，属于本站的数据分发到跳变检测线程、网关指令处理线程和跳变译码线程；在本站中转的数据则分发到另一侧的通道复用驱动线程并由其驱动进入通道； 以太网业务受理线程受理本地用户业务进程中需要经过通道到达远程目的地的以太网业务帧； 以太网业务转发线程将来自远程的被还原的以太网业务帧转发到本地用户业务进程。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于包括以下步骤: (I)初始化:各站点的初始化由各站点的初始化进程实现，在初始化过程中，网管线程按用户预设将其中一个站点配置为网关，其余站点配置为从站；智能定向进程停止受理交换进程与用户业务进程的数据，直到业务受理和定向之后；(2)通道首检:智能定向进程在受理交换进程与用户业务进程的数据之前，对通道的链接状态以及空闲间隔进行检测； (3)业务受理和定向:通道首检完成后，网关和各从站依据首检结果开始业务受理，对用户的以太网业务帧定向发送和接收； (4 )通道实时巡检:在业务受理和业务运行中，智能定向进程不间断地对环型通道进行巡检； (5)业务重定向:网关和从站根据通道实时巡检的结果，当环形以太网出现故障，环路定向控制线程将判定故障性质和故障位置，按步骤(3)确定应对策略，实施准确的业务重定向，为用户业务提供保护。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于以上各步骤具体为: (1)初始化:系统复位后，智能定向进程中的网管线程将按用户预设将其中一个站点设置为网关，其余站点设置为从站，在整个系统中，网管线程为分布式，每个站点均有各自运行的网管线程，系统启动后，网关中的初始化进程...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖超，李先林，
申请(专利权)人：江西山水光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：