一種快速自愈的變電站環(huán)網(wǎng)協(xié)議算法和實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】一種快速自愈的變電站環(huán)網(wǎng)協(xié)議算法和實(shí)現(xiàn)方法，它涉及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議算法領(lǐng)域，它包含F(xiàn)RPS環(huán)、環(huán)端口、控制VLAN、業(yè)務(wù)VLAN、主節(jié)點(diǎn)、傳輸節(jié)點(diǎn)、控制幀。FRPS的實(shí)現(xiàn)是基于和內(nèi)核空間進(jìn)行通信來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在內(nèi)核空間，系統(tǒng)能夠?qū)Φ讓拥亩丝谶M(jìn)行監(jiān)控和設(shè)置，同時(shí)內(nèi)核空間還能夠?qū)Φ讓咏邮盏臄?shù)據(jù)包進(jìn)行處理，篩選出FRPS協(xié)議的控制幀，并通知用戶空間的處理程序來(lái)處理。在用戶空間，F(xiàn)RPS協(xié)議的控制幀的發(fā)送需要先交給內(nèi)核空間，再由內(nèi)核空間來(lái)驅(qū)動(dòng)底層硬件發(fā)送，并且FRPS協(xié)議在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中也需要對(duì)端口進(jìn)行直接的操作，如阻塞，打開阻塞，刷新MAC地址表和發(fā)送控制幀。它通過(guò)環(huán)網(wǎng)控制協(xié)議將物理的環(huán)變?yōu)檫壿嫷逆?，從而避免了在環(huán)網(wǎng)上形成廣播風(fēng)暴。
【專利說(shuō)明】
一種快速自愈的變電站環(huán)網(wǎng)協(xié)議算法和實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議算法領(lǐng)域，具體涉及一種智能變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)快速自愈算法及其實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]在由各種設(shè)備連接形成的網(wǎng)絡(luò)中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。通常將這個(gè)現(xiàn)象稱為“單點(diǎn)故障”。網(wǎng)絡(luò)可靠性是網(wǎng)絡(luò)性能的重要指標(biāo)。為了保證網(wǎng)絡(luò)的正常的運(yùn)行，在網(wǎng)絡(luò)的組建中就需要通過(guò)一些方法來(lái)避免單點(diǎn)故障。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，要以極快的方式恢復(fù)通訊，保障網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。而構(gòu)建冗余網(wǎng)絡(luò)是避免單點(diǎn)故障的重要措施。
[0003]冗余設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的重要部分，是保證網(wǎng)絡(luò)整體可靠性能的重要手段。而冗余拓?fù)渚湍芙鉀Q網(wǎng)絡(luò)中的單點(diǎn)故障。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，可以切換到冗余的拓?fù)渖希瑥亩謴?fù)網(wǎng)絡(luò)的功能。
[0004]在骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接中，單一鏈路的鏈接很容易，但一個(gè)簡(jiǎn)單的故障就會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)的中斷。因此在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)組建的過(guò)程中，為了保持網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，再多臺(tái)交換機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，通常都使用一些備份連接，以提高網(wǎng)絡(luò)的健全性和穩(wěn)定性。這里的備份連接也叫備份鏈路，或者冗余鏈路。備份鏈路之間的交換機(jī)直接經(jīng)?；ハ噙B接，形成一個(gè)還路，通過(guò)環(huán)路可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)冗余。鏈路的冗余備份能為網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)健全性、穩(wěn)定性和可靠性的好處，但是備份鏈路會(huì)使網(wǎng)絡(luò)存在環(huán)路，環(huán)路問(wèn)題的備份鏈路所面臨的最為嚴(yán)重的問(wèn)題，交換機(jī)直接的環(huán)路將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)新問(wèn)題，即冗余拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)引起廣播風(fēng)暴，多幀復(fù)制，MAC地址表錯(cuò)誤的問(wèn)題。
[0005]如果網(wǎng)絡(luò)中存在環(huán)路，目的主機(jī)可能會(huì)從不同端口，收到某個(gè)數(shù)據(jù)幀的多個(gè)副本，此時(shí)會(huì)導(dǎo)致交換機(jī)在處理這些數(shù)據(jù)幀時(shí)無(wú)從選擇，可能造成無(wú)法確定該處理哪個(gè)幀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)連接的中斷。參看說(shuō)明書附圖1，當(dāng)計(jì)算機(jī)A向路由器發(fā)送數(shù)據(jù)包，當(dāng)如果交換機(jī)A和交換機(jī)B都是剛剛啟動(dòng)，此時(shí)他們的MAC表里沒有路由器的MAC地址。交換機(jī)A收到這個(gè)數(shù)據(jù)包后，就會(huì)廣播這個(gè)數(shù)據(jù)包。交換機(jī)B就會(huì)在Segment2上收到交換機(jī)A的廣播包，交換機(jī)B也發(fā)現(xiàn)自己沒有路由器的MAC地址，交換機(jī)B也會(huì)把這個(gè)廣播包廣播道Segmentl上。這樣路由器就會(huì)收到多個(gè)同樣的數(shù)據(jù)包。
[0006]另外當(dāng)交換機(jī)連接不同網(wǎng)段時(shí)，會(huì)將出現(xiàn)通過(guò)不同端口收到來(lái)自同一個(gè)廣播幀的多個(gè)副本的情況。這個(gè)過(guò)程也會(huì)同時(shí)導(dǎo)致MAC地址表的多次刷新。這種持續(xù)的更新、刷新過(guò)程會(huì)嚴(yán)重消耗內(nèi)存資源，影響交換機(jī)的交換能力，同時(shí)降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。嚴(yán)重時(shí)將耗盡整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的資源，最終造成網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。
[0007]綜上所述，冗余在避免單點(diǎn)故障的時(shí)候，卻又會(huì)引起廣播風(fēng)暴等問(wèn)題，那么要避免冗余拓?fù)湟鸬钠渌麊?wèn)題，就需要采用一些控制協(xié)議來(lái)進(jìn)行冗余管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0008]本發(fā)明的目的是提供一種快速自愈的變電站環(huán)網(wǎng)協(xié)議算法和實(shí)現(xiàn)方法，它結(jié)合了標(biāo)準(zhǔn)MAC交換，故障告警，故障處理和環(huán)網(wǎng)控制協(xié)議，通過(guò)環(huán)網(wǎng)控制協(xié)議將物理的環(huán)變?yōu)檫壿嫷逆湥瑥亩苊饬嗽诃h(huán)網(wǎng)上形成廣播風(fēng)暴。
[0009]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問(wèn)題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案:一、環(huán)網(wǎng)算法即FRPS (Fast Ring Protect1n Switch)算法:它包含F(xiàn)RPS環(huán)、環(huán)端口、控制 VLAN、業(yè)務(wù)VLAN、主節(jié)點(diǎn)、傳輸節(jié)點(diǎn)、控制幀。
[0010]所述的FRPS環(huán):FRPS算法是針環(huán)網(wǎng)方式組網(wǎng)的以太網(wǎng)，F(xiàn)RPS算法必須運(yùn)行在環(huán)網(wǎng)上，所以將FRPS環(huán)定義為運(yùn)行了 FRPS算法的以太環(huán)網(wǎng)。
[0011]所述的環(huán)端口:在以太環(huán)網(wǎng)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有2個(gè)端口連接在環(huán)上。這兩個(gè)端口就稱為環(huán)端口。
[0012]所述的控制VLAN:在FRPS算法中，應(yīng)用了 VLAN技術(shù)。環(huán)上所有環(huán)端口都會(huì)加入控制VLAN?？刂芕LAN上傳輸?shù)氖菫榱司S護(hù)FRPS算法而生成的各種控制幀，但不傳輸其他以太網(wǎng)幀。
[0013]所述的業(yè)務(wù)VLAN:在FRPS環(huán)上，除了控制VLAN，還設(shè)置了業(yè)務(wù)VLAN。環(huán)網(wǎng)上的所有端口都加入業(yè)務(wù)VLAN。業(yè)務(wù)VLAN上傳輸?shù)氖歉鞣N數(shù)據(jù)報(bào)文和普通以太網(wǎng)幀。在正常工作狀態(tài)下環(huán)上會(huì)有一個(gè)端口在業(yè)務(wù)VLAN上保持阻塞，這樣就能避免環(huán)網(wǎng)上產(chǎn)生廣播風(fēng)暴。
[0014]所述的主節(jié)點(diǎn):在FRPS環(huán)上的特殊節(jié)點(diǎn)。在正常工作狀態(tài)下，這個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)阻塞環(huán)路，避免廣播風(fēng)暴的形成。在環(huán)網(wǎng)上出現(xiàn)故障時(shí)，主節(jié)點(diǎn)就將打開備份鏈路，實(shí)現(xiàn)保護(hù)切的功能。主節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)環(huán)端口分別稱為主端口和從端口。正常狀態(tài)下，從端口對(duì)業(yè)務(wù)VLAN保持阻塞；故障狀態(tài)下，從端口解除對(duì)業(yè)務(wù)VLAN的阻塞。主端口在兩種狀態(tài)下都保持轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
[0015]所述的傳輸節(jié)點(diǎn):在FRPS環(huán)上除了主節(jié)點(diǎn)以外的其他節(jié)點(diǎn)都稱為傳輸節(jié)點(diǎn)。在正常狀態(tài)下，這傳輸節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)端口都不阻塞，而是保持在轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)的端口出現(xiàn)故障，就會(huì)將故障端口阻塞。
[0016]所述的控制幀:在控制VLAN上傳輸?shù)挠糜贔RPS算法的報(bào)文?？刂茙习?dāng)前節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)以及兩個(gè)環(huán)端口的狀態(tài)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)定時(shí)發(fā)送控制幀到環(huán)上，控制幀在環(huán)上傳輸后，可使環(huán)上其他節(jié)點(diǎn)都得到發(fā)送節(jié)點(diǎn)的信息。這樣的方式可以使每個(gè)節(jié)點(diǎn)都得到環(huán)上所有節(jié)點(diǎn)的信息。
[0017]FRPS算法的工作原理:在FRPS環(huán)上有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，這個(gè)主節(jié)點(diǎn)在初始時(shí)將從端口對(duì)業(yè)務(wù)VLAN設(shè)為阻塞，主端口在業(yè)務(wù)VLAN上設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。在控制VLAN上，所有端口都不阻塞都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)可能工作幀。其他傳輸節(jié)點(diǎn)在初始化時(shí)將兩個(gè)環(huán)端口都設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。初始化后，節(jié)點(diǎn)都會(huì)生成控制幀，將自身的信息填入控制幀，包括端口狀態(tài)信息，節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和節(jié)點(diǎn)角色?？刂茙诃h(huán)網(wǎng)上傳輸，最終所有節(jié)點(diǎn)都獲得了環(huán)上主節(jié)點(diǎn)和傳輸節(jié)點(diǎn)的信息，并保存起來(lái)。為了防止控制巾貞的丟失，控制巾貞會(huì)定時(shí)發(fā)送。控制巾貞的定時(shí)發(fā)送可以使環(huán)上的節(jié)點(diǎn)獲得發(fā)送節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，如果發(fā)送節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，如斷電，那么環(huán)上的節(jié)點(diǎn)就無(wú)法再收到這個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后就會(huì)將這個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)刪除，也就是認(rèn)為這個(gè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)與FRPS環(huán)失去了聯(lián)系。
[0018]在正常情況下，整個(gè)FRPS環(huán)上就只有一個(gè)環(huán)端口處于阻塞狀態(tài)，這個(gè)就是主節(jié)點(diǎn)的端口處于阻塞狀態(tài)。正是由于這個(gè)端口阻塞了業(yè)務(wù)VLAN，所以在業(yè)務(wù)VLAN上沒有環(huán)路形成。
[0019]如果有節(jié)點(diǎn)存在端口處于阻塞狀態(tài)，并且環(huán)上不存在故障端口同時(shí)又發(fā)現(xiàn)主節(jié)點(diǎn)的從端口處于阻塞狀態(tài)，就會(huì)立即將阻塞端口打開。由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能獲得環(huán)上所有節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)就可以根據(jù)獲得的這些所有節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行判斷，并決定是否要需要采取動(dòng)作。
[0020]當(dāng)鏈路發(fā)生故障時(shí)，與故障相鄰的節(jié)點(diǎn)會(huì)立即檢測(cè)到故障，并將連接故障的端口設(shè)為阻塞狀態(tài)。檢測(cè)到端口故障的節(jié)點(diǎn)，稱為故障節(jié)點(diǎn)。故障節(jié)點(diǎn)會(huì)立即將當(dāng)前端口的狀態(tài)通過(guò)控制幀發(fā)送出去，通知環(huán)上的傳輸節(jié)點(diǎn)和主節(jié)點(diǎn)。
[0021]環(huán)上的節(jié)點(diǎn)收到故障節(jié)點(diǎn)發(fā)出控制幀后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)環(huán)上出現(xiàn)了故障端口，傳輸節(jié)點(diǎn)將節(jié)點(diǎn)狀態(tài)從正常狀態(tài)變?yōu)楣收蠣顟B(tài)，并會(huì)立即刷新MAC地址表，并將這個(gè)控制幀發(fā)送出去。其他傳輸節(jié)點(diǎn)收到這個(gè)控制幀也進(jìn)行相同的操作。
[0022]這個(gè)控制幀通過(guò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)依次轉(zhuǎn)發(fā)，最終傳輸?shù)街鞴?jié)點(diǎn)。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)收到這個(gè)控制幀后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)環(huán)上出現(xiàn)故障端口，原來(lái)的傳輸路徑出現(xiàn)了故障，此時(shí)主節(jié)點(diǎn)就會(huì)立即打開從端口，使其進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，同時(shí)也刷新MAC地址表，將節(jié)點(diǎn)狀態(tài)狀態(tài)變?yōu)楣收蠣顟B(tài)。這樣主節(jié)點(diǎn)就啟動(dòng)了備份鏈路。同時(shí)環(huán)上的節(jié)點(diǎn)也因受到故障節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制幀，得知環(huán)上有故障端口，刷新了 MAC地址表。經(jīng)過(guò)主節(jié)點(diǎn)的這個(gè)操作就使原來(lái)的故障拓?fù)淝袚Q到新的拓?fù)渖?，?shí)現(xiàn)了保護(hù)切換功能，此時(shí)新的拓?fù)渚托纬闪恕?br>[0023]為了防止故障節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制幀因故丟失，節(jié)點(diǎn)會(huì)定期發(fā)送攜帶端口狀態(tài)和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的控制幀。當(dāng)收到同一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的相同的控制幀，節(jié)點(diǎn)只需轉(zhuǎn)發(fā)，而不做任何處理。如果節(jié)點(diǎn)第一次收到某個(gè)節(jié)點(diǎn)控制幀，就會(huì)將其保存起來(lái)。如果節(jié)點(diǎn)收到某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的不同于之前的控制幀，則表明該節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)發(fā)生改變，此時(shí)，接收節(jié)點(diǎn)就會(huì)更新本地保存的發(fā)送節(jié)點(diǎn)的信息，并根據(jù)節(jié)點(diǎn)的具體改變，采取相應(yīng)的操作。
[0024]當(dāng)連接故障恢復(fù)時(shí)，端口就會(huì)立即檢測(cè)到并通知節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)故障恢復(fù)后，仍保持恢復(fù)端口為阻塞狀態(tài)，把端口狀態(tài)值設(shè)為相應(yīng)的值，并發(fā)送控制幀通知主節(jié)點(diǎn)。之所以把恢復(fù)端口仍設(shè)為阻塞狀態(tài)而沒有變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，是因?yàn)槿绻麑⒒謴?fù)端口立即置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，那么會(huì)在環(huán)網(wǎng)形成回路，造成廣播風(fēng)暴。在傳輸節(jié)點(diǎn)的端口恢復(fù)時(shí)，主節(jié)點(diǎn)還沒有得到端口恢復(fù)的消息，所以主節(jié)點(diǎn)的從端口還處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，如果立即將故障端口直接設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，那么FRPS環(huán)上的所有端口都將處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，這樣就會(huì)形成回路，那么就會(huì)產(chǎn)生廣播風(fēng)暴。所以為了避免回路的形成，節(jié)點(diǎn)需要保持恢復(fù)端口為阻塞狀態(tài)。
[0025]環(huán)上的其他傳輸節(jié)點(diǎn)收到故障恢復(fù)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制幀時(shí)，更新本地保存的節(jié)點(diǎn)信息，由于發(fā)送節(jié)點(diǎn)的故障端口保持在阻塞狀態(tài)，環(huán)上的傳輸拓?fù)溥€沒有發(fā)送變化，接收節(jié)點(diǎn)不會(huì)進(jìn)行其他設(shè)置，僅僅是將控制幀轉(zhuǎn)發(fā)。
[0026]故障恢復(fù)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制幀經(jīng)過(guò)環(huán)上節(jié)點(diǎn)的逐個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)，最后到達(dá)主節(jié)點(diǎn)。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)收到這個(gè)控制巾貞時(shí)，立即更新本地保存的節(jié)點(diǎn)信息。同時(shí)主節(jié)點(diǎn)會(huì)檢查本地保存的環(huán)節(jié)點(diǎn)信息，檢查后發(fā)現(xiàn)環(huán)上節(jié)點(diǎn)不再有故障端口，就會(huì)立即將從端口設(shè)為阻塞狀態(tài)，刷新地址表，將節(jié)點(diǎn)狀態(tài)變正常狀態(tài)。同時(shí)將主節(jié)點(diǎn)最新的端口狀態(tài)通過(guò)控制發(fā)送出去。但是，如果當(dāng)檢查保存的所有節(jié)點(diǎn)信息后發(fā)現(xiàn)，環(huán)上還有節(jié)點(diǎn)的端口處于故障狀態(tài)，那么主節(jié)點(diǎn)就必須保持從端口為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，而不會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)VLAN阻塞，因?yàn)榇藭r(shí)環(huán)上還有故障端口，主節(jié)點(diǎn)的從端口必須為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，不能回到正常狀態(tài)。最后主節(jié)點(diǎn)將接收的控制幀繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，使環(huán)上的其他節(jié)點(diǎn)獲得故障恢復(fù)節(jié)點(diǎn)的最新狀態(tài)。
[0027]如果環(huán)上沒有故障端口了，那么主節(jié)點(diǎn)就會(huì)在阻塞從端口后，在控制幀空將從端口狀態(tài)設(shè)為對(duì)應(yīng)的值，并發(fā)送出去。傳輸節(jié)點(diǎn)收到這個(gè)控制幀，立即更新本地保存的主節(jié)點(diǎn)的信息，可以發(fā)現(xiàn)環(huán)上的節(jié)點(diǎn)沒有故障端口，并且主節(jié)點(diǎn)已經(jīng)恢復(fù)到正常狀態(tài)，那么傳輸節(jié)點(diǎn)也可以恢復(fù)到正常狀態(tài)。此時(shí)傳輸節(jié)點(diǎn)就會(huì)刷新MAC地址表，重新學(xué)習(xí)新的拓?fù)?，將?jié)點(diǎn)狀態(tài)設(shè)為正常狀態(tài)，將兩個(gè)環(huán)端口都設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。同時(shí)將端口的狀態(tài)通過(guò)控制幀發(fā)送出去。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)這個(gè)報(bào)文傳輸?shù)江h(huán)上每個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)后，那么整個(gè)環(huán)路就又恢復(fù)到正常狀態(tài)。對(duì)于故障恢復(fù)節(jié)點(diǎn)，在收到這個(gè)控制幀時(shí)，就會(huì)將解除恢復(fù)端口的阻塞，使兩個(gè)端口都變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)并刷新MAC地址表，學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。通過(guò)這個(gè)方式使得恢復(fù)的網(wǎng)絡(luò)又能回到正常的狀態(tài)。
[0028]二、本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方案如下:FRPS的實(shí)現(xiàn)是基于和內(nèi)核空間進(jìn)行通信來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在內(nèi)核空間，系統(tǒng)能夠?qū)Φ讓拥亩丝谶M(jìn)行監(jiān)控和設(shè)置，同時(shí)內(nèi)核空間還能夠?qū)Φ讓咏邮盏臄?shù)據(jù)包進(jìn)行處理，篩選出FRPS協(xié)議的控制幀，并通知用戶空間的處理程序來(lái)處理。在用戶空間，F(xiàn)RPS協(xié)議的控制幀的發(fā)送需要先交給內(nèi)核空間，再由內(nèi)核空間來(lái)驅(qū)動(dòng)底層硬件發(fā)送，并且FRPS協(xié)議在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中也需要對(duì)端口進(jìn)行直接的操作，如阻塞，打開阻塞，刷新MAC地址表和發(fā)送控制幀。
[0029]所以為了用戶空間和內(nèi)核空間的通信，采用了幾種方式來(lái)達(dá)到FRPS協(xié)議所需的通信。第一利用netlink的方式來(lái)完成用戶空間的kernel和FRPS協(xié)議的通信，實(shí)現(xiàn)控制幀由內(nèi)核空間到達(dá)用戶空間的傳遞。第二，將內(nèi)核空間的一些端口設(shè)置函數(shù)進(jìn)行封裝，使得用戶空間可以直接調(diào)用這些函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)端口的直接控制，并且可以直接利用這些函數(shù)將控制報(bào)文發(fā)送到FRPS環(huán)上。在用戶空間為了實(shí)現(xiàn)FRPS算法，采用了多進(jìn)程處理的方式，為了滿足進(jìn)程間的通信使用了 socket方式。
[0030]在用戶空間為了實(shí)現(xiàn)FRPS算法，編寫了 3個(gè)程序，分別為FRPSenable程序，F(xiàn)RPSdisable程序和FRPSdaemon程序。FRPSenable程序完成了算法的主要功能，包括??節(jié)點(diǎn)的初始化，控制幀的生成和發(fā)送，控制幀的接收和對(duì)端口的控制。FRPSdisable程序用于終止FRPS算法的運(yùn)行。FRPSdaemon程序?qū)崿F(xiàn)了內(nèi)核空間的直接通信，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了和FRPSenable程序的通信，可以說(shuō)是FRPSenable和內(nèi)核空間的溝通橋梁。。
[0031]FRPSenable程序完成了 FRPS協(xié)議主要功能，從協(xié)議程序運(yùn)行開始，首先判斷節(jié)點(diǎn)是否為主節(jié)點(diǎn)，如果是主節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行變量初始化，就將其從端口對(duì)業(yè)務(wù)VLAN阻塞，主端口進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。如果節(jié)點(diǎn)為傳輸節(jié)點(diǎn)，也要先進(jìn)行變量初始化，就將兩個(gè)環(huán)斷口都設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。在設(shè)置好端口狀態(tài)后，就會(huì)立即發(fā)送一個(gè)控制幀，這個(gè)控制幀中包含著兩個(gè)環(huán)端口的狀態(tài)。在發(fā)送了控制幀后，就會(huì)運(yùn)行控制幀發(fā)送線程和接受線程，直到結(jié)束為止。這個(gè)初始化的過(guò)程不僅包括各種變量的初始化也包括建立各個(gè)進(jìn)程間的通信通道。
[0032]發(fā)送幀過(guò)程的作用是定時(shí)地將含有端口狀態(tài)情況的控制幀發(fā)送出去。這個(gè)發(fā)送間隔定為5秒。這個(gè)時(shí)間間隔可以人為設(shè)定。利用這種定時(shí)發(fā)送控制幀的方式，可以避免控制幀丟失而無(wú)法再環(huán)上傳播，而且利用這種定時(shí)控制幀可以使得環(huán)上的節(jié)點(diǎn)了解到環(huán)上存在的節(jié)點(diǎn)情況。
[0033]而接收幀過(guò)程的作用是接收從FRPSdaemon程序通過(guò)Socket方式發(fā)送給FRPSenable的控制幀。FRPSenable程序中的接收控制幀線程會(huì)根據(jù)接收的控制幀的類型進(jìn)行相應(yīng)的操作。
[0034]當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到的控制幀是其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制幀時(shí)，由于主節(jié)點(diǎn)和傳輸節(jié)點(diǎn)的區(qū)別，所以兩者對(duì)控制幀的處理也存在著差別。
[0035]FRPSenable進(jìn)程中完成了主節(jié)點(diǎn)和傳輸節(jié)點(diǎn)對(duì)控制幀的接收和處理過(guò)程。同時(shí)這個(gè)過(guò)程也是FRPS算法的功能的具體實(shí)現(xiàn)。
[0036]FRPSdaemon程序也采用了兩個(gè)線程，分別為端口狀態(tài)檢測(cè)線程和接收從內(nèi)核空間收到的控制幀線程。這個(gè)端口狀態(tài)的變化監(jiān)控，是利用硬件掃描的方式監(jiān)控端口的狀態(tài)，當(dāng)端口的狀態(tài)發(fā)生變化就會(huì)通知內(nèi)核空間，當(dāng)內(nèi)核空間得到這個(gè)通知后就會(huì)立即利用netlink的方式通知到用戶空間的FRPSdaemon程序。當(dāng)FRPSdaemon程序得到這個(gè)消息后，就會(huì)將這個(gè)消息轉(zhuǎn)化為控制幀的格式并發(fā)送給FRPSenable程序來(lái)進(jìn)行處理。FRPSdaemon程序收到內(nèi)核空從底層硬件接收到的控制幀并將這個(gè)控制幀中有用的信息剝離出來(lái)并轉(zhuǎn)發(fā)給FRPSenable程序,讓協(xié)議程序來(lái)處理。FRPSdaemon程序可以認(rèn)為FRPSenable程序和內(nèi)核空間的通信橋梁。
[0037]本發(fā)明具有以下有益效果:FRPS算法在環(huán)網(wǎng)上通過(guò)設(shè)置主節(jié)點(diǎn)，傳輸節(jié)點(diǎn)能夠快速的確定備份端口和鏈路，不必通過(guò)漫長(zhǎng)的選舉過(guò)程，并略過(guò)監(jiān)聽狀態(tài)，學(xué)習(xí)狀態(tài)，直接進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，減少了故障時(shí)間。當(dāng)環(huán)上出現(xiàn)故障時(shí)，傳輸節(jié)點(diǎn)可以從另外一個(gè)端口發(fā)送控制幀，通知環(huán)上的所有節(jié)點(diǎn)。在生成樹算法中必須在根端口向跟網(wǎng)橋發(fā)送TCN報(bào)文。在RSTP中，僅當(dāng)非邊緣端口轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)時(shí)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)才會(huì)發(fā)生改變，而當(dāng)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)斷開時(shí)時(shí)，并不認(rèn)為是拓?fù)浒l(fā)生改變，而在FRPS算法中，對(duì)環(huán)而言，如果出現(xiàn)鏈路斷開，拓?fù)鋵?duì)于環(huán)上節(jié)點(diǎn)而言，是發(fā)生變化的，需要進(jìn)行拓?fù)涞那袚Q和重新學(xué)習(xí)。
【附圖說(shuō)明】
:
[0038]圖1是本發(fā)明中【背景技術(shù)】結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖2是本發(fā)明中端口狀態(tài)機(jī)示意圖。
[0040]圖3是本發(fā)明的程序框架圖。
[0041]圖4是本發(fā)明中FRPSenable程序的流程圖。
[0042]圖5是本發(fā)明中控制幀發(fā)送程序流程圖。
[0043]圖6是本發(fā)明中接收幀程序流程圖。
[0044]圖7是本發(fā)明中主節(jié)點(diǎn)的控制幀的處理流程圖。
[0045]圖8是本發(fā)明中傳輸節(jié)點(diǎn)的控制幀的處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0046]參看圖2，本【具體實(shí)施方式】是采用以下技術(shù)方案:一、環(huán)網(wǎng)協(xié)議算法即FRPS (FastRing Protect1n Switch)算法:它包含F(xiàn)RPS環(huán)、環(huán)端口、控制VLAN、業(yè)務(wù)VLAN、主節(jié)點(diǎn)、傳輸節(jié)點(diǎn)、控制幀。
[0047]所述的FRPS環(huán):FRPS算法是針環(huán)網(wǎng)方式組網(wǎng)的以太網(wǎng)，F(xiàn)RPS算法必須運(yùn)行在環(huán)網(wǎng)上，所以將FRPS環(huán)定義為運(yùn)行了 FRPS算法的以太環(huán)網(wǎng)。
[0048]所述的環(huán)端口:在以太環(huán)網(wǎng)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有2個(gè)端口連接在環(huán)上。這兩個(gè)端口就稱為環(huán)端口。
[0049]所述的控制VLAN:在FRPS算法中，應(yīng)用了 VLAN技術(shù)。環(huán)上所有環(huán)端口都會(huì)加入控制VLAN?？刂芕LAN上傳輸?shù)氖菫榱司S護(hù)FRPS算法而生成的各種控制幀，但不傳輸其他以太網(wǎng)幀。
[0050]所述的業(yè)務(wù)VLAN:在FRPS環(huán)上，除了控制VLAN，還設(shè)置了業(yè)務(wù)VLAN。環(huán)網(wǎng)上的所有端口都加入業(yè)務(wù)VLAN。業(yè)務(wù)VLAN上傳輸?shù)氖歉鞣N數(shù)據(jù)報(bào)文和普通以太網(wǎng)幀。在正常工作狀態(tài)下環(huán)上會(huì)有一個(gè)端口在業(yè)務(wù)VLAN上保持阻塞，這樣就能避免環(huán)網(wǎng)上產(chǎn)生廣播風(fēng)暴。
[0051]所述的主節(jié)點(diǎn):在FRPS環(huán)上的特殊節(jié)點(diǎn)。在正常工作狀態(tài)下，這個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)阻塞環(huán)路，避免廣播風(fēng)暴的形成。在環(huán)網(wǎng)上出現(xiàn)故障時(shí)，主節(jié)點(diǎn)就將打開備份鏈路，實(shí)現(xiàn)保護(hù)切的功能。主節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)環(huán)端口分別稱為主端口和從端口。正常狀態(tài)下，從端口對(duì)業(yè)務(wù)VLAN保持阻塞；故障狀態(tài)下，從端口解除對(duì)業(yè)務(wù)VLAN的阻塞。主端口在兩種狀態(tài)下都保持轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
[0052]所述的傳輸節(jié)點(diǎn):在FRPS環(huán)上除了主節(jié)點(diǎn)以外的其他節(jié)點(diǎn)都稱為傳輸節(jié)點(diǎn)。在正常狀態(tài)下，這傳輸節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)端口都不阻塞，而是保持在轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)的端口出現(xiàn)故障，就會(huì)將故障端口阻塞。
[0053]所述的控制幀:在控制VLAN上傳輸?shù)挠糜贔RPS算法的報(bào)文?？刂茙习?dāng)前節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)以及兩個(gè)環(huán)端口的狀態(tài)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)定時(shí)發(fā)送控制幀到環(huán)上，控制幀在環(huán)上傳輸后，可使環(huán)上其他節(jié)點(diǎn)都得到發(fā)送節(jié)點(diǎn)的信息。這樣的方式可以使每個(gè)節(jié)點(diǎn)都得到環(huán)上所有節(jié)點(diǎn)的信息。
[0054]FRPS算法的工作原理:在FRPS環(huán)上有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，這個(gè)主節(jié)點(diǎn)在初始時(shí)將從端口對(duì)業(yè)務(wù)VLAN設(shè)為阻塞，主端口在業(yè)務(wù)VLAN上設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。在控制VLAN上，所有端口都不阻塞都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)可能工作幀。其他傳輸節(jié)點(diǎn)在初始化時(shí)將兩個(gè)環(huán)端口都設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。初始化后，節(jié)點(diǎn)都會(huì)生成控制幀，將自身的信息填入控制幀，包括端口狀態(tài)信息，節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和節(jié)點(diǎn)角色。控制幀在環(huán)網(wǎng)上傳輸，最終所有節(jié)點(diǎn)都獲得了環(huán)上主節(jié)點(diǎn)和傳輸節(jié)點(diǎn)的信息，并保存起來(lái)。為了防止控制巾貞的丟失，控制巾貞會(huì)定時(shí)發(fā)送?？刂平碡懙亩〞r(shí)發(fā)送可以使環(huán)上的節(jié)點(diǎn)獲得發(fā)送節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，如果發(fā)送節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，如斷電，那么環(huán)上的節(jié)點(diǎn)就無(wú)法再收到這個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后就會(huì)將這個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)刪除，也就是認(rèn)為這個(gè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)與FRPS環(huán)失去了聯(lián)系。
[0055]在正常情況下，整個(gè)FRPS環(huán)上就只有一個(gè)環(huán)端口處于阻塞狀態(tài)，這個(gè)就是主節(jié)點(diǎn)的端口處于阻塞狀態(tài)。正是由于這個(gè)端口阻塞了業(yè)務(wù)VLAN，所以在業(yè)務(wù)VLAN上沒有環(huán)路形成。
[0056]如果有節(jié)點(diǎn)存在端口處于阻塞狀態(tài)，并且環(huán)上不存在故障端口同時(shí)又發(fā)現(xiàn)主節(jié)點(diǎn)的從端口處于阻塞狀態(tài)，就會(huì)立即將阻塞端口打開。由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能獲得環(huán)上所有節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)就可以根據(jù)獲得的這些所有節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行判斷，并決定是否要需要采取動(dòng)作。
[0057]當(dāng)鏈路發(fā)生故障時(shí)，與故障相鄰的節(jié)點(diǎn)會(huì)立即檢測(cè)到故障，并將連接故障的端口設(shè)為阻塞狀態(tài)。檢測(cè)到端口故障的節(jié)點(diǎn)，稱為故障節(jié)點(diǎn)。故障節(jié)點(diǎn)會(huì)立即將當(dāng)前端口的狀態(tài)通過(guò)控制幀發(fā)送出去，通知環(huán)上的傳輸節(jié)點(diǎn)和主節(jié)點(diǎn)。
[0058]環(huán)上的節(jié)點(diǎn)收到故障節(jié)點(diǎn)發(fā)出控制幀后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)環(huán)上出現(xiàn)了故障端口，傳輸節(jié)點(diǎn)將節(jié)點(diǎn)狀態(tài)從正常狀態(tài)變?yōu)楣收蠣顟B(tài)，并會(huì)立即刷新MAC地址表，并將這個(gè)控制幀發(fā)送出去。其他傳輸節(jié)點(diǎn)收到這個(gè)控制幀也進(jìn)行相同的操作。
[0059]這個(gè)控制幀通過(guò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)依次轉(zhuǎn)發(fā)，最終傳輸?shù)街鞴?jié)點(diǎn)。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)收到這個(gè)控制幀后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)環(huán)上出現(xiàn)故障端口，原來(lái)的傳輸路徑出現(xiàn)了故障，此時(shí)主節(jié)點(diǎn)就會(huì)立即打開從端口，使其進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，同時(shí)也刷新MAC地址表，將節(jié)點(diǎn)狀態(tài)狀態(tài)變?yōu)楣收蠣顟B(tài)。這樣主節(jié)點(diǎn)就啟動(dòng)了備份鏈路。同時(shí)環(huán)上的節(jié)點(diǎn)也因受到故障節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制幀，得知環(huán)上有故障端口，刷新了 MAC地址表。經(jīng)過(guò)主節(jié)點(diǎn)的這個(gè)操作就使原來(lái)的故障拓?fù)淝袚Q到新的拓?fù)渖?，?shí)現(xiàn)了保護(hù)切換功能，此時(shí)新的拓?fù)渚托纬闪恕?br>[0060]為了防止故障節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制幀因故丟失，節(jié)點(diǎn)會(huì)定期發(fā)送攜帶端口狀態(tài)和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的控制幀。當(dāng)收到同一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的相同的控制幀，節(jié)點(diǎn)只需轉(zhuǎn)發(fā)，而不做任何處理。如果節(jié)點(diǎn)第一次收到某個(gè)節(jié)點(diǎn)控制幀，就會(huì)將其保存起來(lái)。如果節(jié)點(diǎn)收到某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的不同于之前的控制幀，則表明該節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)發(fā)生改變，此時(shí)，接收節(jié)點(diǎn)就會(huì)更新本地保存的發(fā)送節(jié)點(diǎn)的信息，并根據(jù)節(jié)點(diǎn)的具體改變，采取相應(yīng)的操作。
[0061]當(dāng)連接故障恢復(fù)時(shí)，端口就會(huì)立即檢測(cè)到并通知節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)故障恢復(fù)后，仍保持恢復(fù)端口為阻塞狀態(tài)，把端口狀態(tài)值設(shè)為相應(yīng)的值，并發(fā)送控制幀通知主節(jié)點(diǎn)。之所以把恢復(fù)端口仍設(shè)為阻塞狀態(tài)而沒有變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，是因?yàn)槿绻麑⒒謴?fù)端口立即置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，那么會(huì)在環(huán)網(wǎng)形成回路，造成廣播風(fēng)暴。在傳輸節(jié)點(diǎn)的端口恢復(fù)時(shí)，主節(jié)點(diǎn)還沒有得到端口恢復(fù)的消息，所以主節(jié)點(diǎn)的從端口還處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，如果立即將故障端口直接設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，那么FRPS環(huán)上的所有端口都將處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，這樣就會(huì)形成回路，那么就會(huì)產(chǎn)生廣播風(fēng)暴。所以為了避免回路的形成，節(jié)點(diǎn)需要保持恢復(fù)端口為阻塞狀態(tài)。
[0062]環(huán)上的其他傳輸節(jié)點(diǎn)收到故障恢復(fù)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制幀時(shí)，更新本地保存的節(jié)點(diǎn)信息，由于發(fā)送節(jié)點(diǎn)的故障端口保持在阻塞狀態(tài)，環(huán)上的傳輸拓?fù)溥€沒有發(fā)送變化，接收節(jié)點(diǎn)不會(huì)進(jìn)行其他設(shè)置，僅僅是將控制幀轉(zhuǎn)發(fā)。
[0063]故障恢復(fù)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制幀經(jīng)過(guò)環(huán)上節(jié)點(diǎn)的逐個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)，最后到達(dá)主節(jié)點(diǎn)。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)收到這個(gè)控制巾貞時(shí)，立即更新本地保存的節(jié)點(diǎn)信息。同時(shí)主節(jié)點(diǎn)會(huì)檢查本地保存的環(huán)節(jié)點(diǎn)信息，檢查后發(fā)現(xiàn)環(huán)上節(jié)點(diǎn)不再有故障端口，就會(huì)立即將從端口設(shè)為阻塞狀態(tài)，刷新地址表，將節(jié)點(diǎn)狀態(tài)變正常狀態(tài)。同時(shí)將主節(jié)點(diǎn)最新的端口狀態(tài)通過(guò)控制發(fā)送出去。但是，如果當(dāng)檢查保存的所有節(jié)點(diǎn)信息后發(fā)現(xiàn)，環(huán)上還有節(jié)點(diǎn)的端口處于故障狀態(tài)，那么主節(jié)點(diǎn)就必須保持從端口為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，而不會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)VLAN阻塞，因?yàn)榇藭r(shí)環(huán)上還有故障端口，主節(jié)點(diǎn)的從端口必須為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，不能回到正常狀態(tài)。最后主節(jié)點(diǎn)將接收的控制幀繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，使環(huán)上的其他節(jié)點(diǎn)獲得故障恢復(fù)節(jié)點(diǎn)的最新狀態(tài)。
[0064]如果環(huán)上沒有故障端口了，那么主節(jié)點(diǎn)就會(huì)在阻塞從端口后，在控制幀空將從端口狀態(tài)設(shè)為對(duì)應(yīng)的值，并發(fā)送出去。傳輸節(jié)點(diǎn)收到這個(gè)控制幀，立即更新本地保存的主節(jié)點(diǎn)的信息，可以發(fā)現(xiàn)環(huán)上的節(jié)點(diǎn)沒有故障端口，并且主節(jié)點(diǎn)已經(jīng)恢復(fù)到正常狀態(tài)，那么傳輸節(jié)點(diǎn)也可以恢復(fù)到正常狀態(tài)。此時(shí)傳輸節(jié)點(diǎn)就會(huì)刷新MAC地址表，重新學(xué)習(xí)新的拓?fù)?，將?jié)點(diǎn)狀態(tài)設(shè)為正常狀態(tài)，將兩個(gè)環(huán)端口都設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。同時(shí)將端口的狀態(tài)通過(guò)控制幀發(fā)送出去。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)這個(gè)報(bào)文傳輸?shù)江h(huán)上每個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)后，那么整個(gè)環(huán)路就又恢復(fù)到正常狀態(tài)。對(duì)于故障恢復(fù)節(jié)點(diǎn)，在收到這個(gè)控制幀時(shí)，就會(huì)將解除恢復(fù)端口的阻塞，使兩個(gè)端口都變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)并刷新MAC地址表，學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。通過(guò)這個(gè)方式使得恢復(fù)的網(wǎng)絡(luò)又能回到正常的狀態(tài)。
[0065]在FRPS環(huán)上為了保證環(huán)網(wǎng)上不形成回路，需要對(duì)端口進(jìn)行阻塞操作，在故障出現(xiàn)時(shí)又需要將原來(lái)阻塞的端口變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，如果按照生產(chǎn)樹協(xié)議算法，端口由監(jiān)聽狀態(tài)到學(xué)習(xí)狀態(tài)在到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，這個(gè)時(shí)間非常長(zhǎng)，所以需要能夠使端口在需要的時(shí)候立即進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，而略過(guò)這些中間狀態(tài)，同時(shí)還能避免廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。
[0066]在運(yùn)行了 FRPS算法的節(jié)點(diǎn)上，對(duì)端口的狀態(tài)控制是根據(jù)端口現(xiàn)有狀態(tài)和當(dāng)前發(fā)生的事情來(lái)決定的，所以對(duì)端口的管理可以根據(jù)端口狀態(tài)機(jī)來(lái)進(jìn)行。在FRPS算法中，端口狀態(tài)機(jī)如說(shuō)明書附圖2所示，狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件如下:
[0067]A、斷開狀態(tài)到阻塞狀態(tài)。端口使能，與其他端口連接；主節(jié)點(diǎn)上電從端口使能。
[0068]B、阻塞狀態(tài)到到斷開狀態(tài)。端口斷開，鏈路發(fā)生故障。
[0069]C、阻塞狀態(tài)到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。主節(jié)點(diǎn)認(rèn)為環(huán)網(wǎng)發(fā)送故障；節(jié)點(diǎn)的端口恢復(fù)鏈接，主節(jié)點(diǎn)阻塞從端口后，節(jié)點(diǎn)恢復(fù)端口恢復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
[0070]D、轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)到阻塞狀態(tài)。主節(jié)點(diǎn)認(rèn)為環(huán)上的故障恢復(fù)時(shí)從端口的動(dòng)作。
[0071]E、轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)到斷開狀態(tài)。端口端口，斷電或鏈路故障。
[0072]F、斷開狀態(tài)到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。端口使能，傳輸節(jié)點(diǎn)上電。
[0073]結(jié)合端口狀態(tài)機(jī)，F(xiàn)RPS算法在運(yùn)行時(shí)就可以進(jìn)行相應(yīng)的端口管理操作。當(dāng)交換芯片運(yùn)行FRPS算法時(shí)，主節(jié)點(diǎn)的的從端口進(jìn)入阻塞狀態(tài)，而主端口進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)；傳輸節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)環(huán)端口都進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。通過(guò)這個(gè)操作，這個(gè)FRPS環(huán)上有一個(gè)端口處于阻塞狀態(tài)，這個(gè)環(huán)上就不會(huì)發(fā)送廣播風(fēng)暴，同時(shí)主節(jié)點(diǎn)的從端口阻塞的鏈路作為冗余鏈路起到備份作用。當(dāng)環(huán)網(wǎng)故障時(shí)，當(dāng)某條鏈路因發(fā)送意外而斷線，主節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)后迅速將主節(jié)點(diǎn)從端口從斷開狀態(tài)進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，同時(shí)環(huán)上節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)這個(gè)故障后都會(huì)立即刷新MAC地址表，從而形成新的鏈路，而與故障相連得端口因鏈路斷開而進(jìn)入端口狀態(tài)。當(dāng)故障修復(fù)后，與原故障鏈路相連的端口從斷開狀態(tài)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，在主節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)修復(fù)后將從端口從轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)置為阻塞狀態(tài)，并將通知節(jié)點(diǎn)將恢復(fù)的阻塞端口進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
[0074]參看圖3，本【具體實(shí)施方式】的實(shí)現(xiàn)方案如下:FRPS的實(shí)現(xiàn)是基于和內(nèi)核空間進(jìn)行通信來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在內(nèi)核空間，系統(tǒng)能夠?qū)Φ讓拥亩丝谶M(jìn)行監(jiān)控和設(shè)置，同時(shí)內(nèi)核空間還能夠?qū)Φ讓咏邮盏臄?shù)據(jù)包進(jìn)行處理，篩選出FRPS協(xié)議的控制幀，并通知用戶空間的處理程序來(lái)處理。在用戶空間，F(xiàn)RPS協(xié)議的控制幀的發(fā)送需要先交給內(nèi)核空間，再由內(nèi)核空間來(lái)驅(qū)動(dòng)底層硬件發(fā)送，并且FRPS協(xié)議在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中也需要對(duì)端口進(jìn)行直接的操作，如阻塞，打開阻塞，刷新MAC地址表和發(fā)送控制幀。
[0075]所以為了用戶空間和內(nèi)核空間的通信，采用了幾種方式來(lái)達(dá)到FRPS協(xié)議所需的通信。第一利用netlink的方式來(lái)完成用戶空間的kernel和FRPS協(xié)議的通信，實(shí)現(xiàn)控制幀由內(nèi)核空間到達(dá)用戶空間的傳遞。第二，將內(nèi)核空間的一些端口設(shè)置函數(shù)進(jìn)行封裝，使得用戶空間可以直接調(diào)用這些函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)端口的直接控制，并且可以直接利用這些函數(shù)將控制報(bào)文發(fā)送到FRPS環(huán)上。在用戶空間為了實(shí)現(xiàn)FRPS算法，采用了多進(jìn)程處理的方式，為了滿足進(jìn)程間的通信使用了 socket方式。
[0076]在用戶空間為了實(shí)現(xiàn)FRPS算法，編寫了 3個(gè)程序，分別為FRPSenable程序，F(xiàn)RPSdisable程序和FRPSdaemon程序。FRPSenable程序完成了算法的主要功能，包括??節(jié)點(diǎn)的初始化，控制幀的生成和發(fā)送，控制幀的接收和對(duì)端口的控制。FRPSdisable程序用于終止FRPS算法的運(yùn)行。FRPSdaemon程序?qū)崿F(xiàn)了內(nèi)核空間的直接通信，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了和FRPSenable程序的通信，可以說(shuō)是FRPSenable和內(nèi)核空間的溝通橋梁。。
[0077]參看圖4，F(xiàn)RPSenable程序完成了 FRPS協(xié)議主要功能，從協(xié)議程序運(yùn)行開始，首先判斷節(jié)點(diǎn)是否為主節(jié)點(diǎn)，如果是主節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行變量初始化，就將其從端口對(duì)業(yè)務(wù)VLAN阻塞，主端口進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。如果節(jié)點(diǎn)為傳輸節(jié)點(diǎn)，也要先進(jìn)行變量初始化，就將兩個(gè)環(huán)斷口都設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。在設(shè)置好端口狀態(tài)后，就會(huì)立即發(fā)送一個(gè)控制幀，這個(gè)控制幀中包含著兩個(gè)環(huán)端口的狀態(tài)。在發(fā)送了控制幀后，就會(huì)運(yùn)行控制幀發(fā)送線程和接受線程，直到結(jié)束為止。這個(gè)初始化的過(guò)程不僅包括各種變量的初始化也包括建立各個(gè)進(jìn)程間的通信通道。
[0078]參看圖5，發(fā)送幀過(guò)程的作用是定時(shí)地將含有端口狀態(tài)情況的控制幀發(fā)送出去。這個(gè)發(fā)送間隔定為5秒。這個(gè)時(shí)間間隔可以人為設(shè)定。利用這種定時(shí)發(fā)送控制幀的方式，可以避免控制幀丟失而無(wú)法再環(huán)上傳播，而且利用這種定時(shí)控制幀可以使得環(huán)上的節(jié)點(diǎn)了解到環(huán)上存在的節(jié)點(diǎn)情況。
[0079]參看圖6,接收巾貞過(guò)程的作用是接收從FRPSdaemon程序通過(guò)Socket方式發(fā)送給FRPSenable的控制幀。FRPSenable程序中的接收控制幀線程會(huì)根據(jù)接收的控制幀的類型進(jìn)行相應(yīng)的操作。
[0080]如果收到的控制幀為端口狀態(tài)變化的控制幀，先判斷端口狀態(tài)的具體變化。當(dāng)端口從Up變?yōu)镈own，說(shuō)明端口連接的鏈路出現(xiàn)故障了，此時(shí)節(jié)點(diǎn)就會(huì)將該端口設(shè)為阻塞狀態(tài)，將其他非故障的環(huán)端口設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，同時(shí)更新節(jié)點(diǎn)的端口狀態(tài)，刷新MAC地址表，并立即發(fā)送控制幀同時(shí)環(huán)上的其他節(jié)點(diǎn)；當(dāng)端口由Down變成UP，則表明端口連接的鏈路重新恢復(fù)了連接，此時(shí)如果將端口直接變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)就會(huì)造成回路，所以為了避免環(huán)路，就繼續(xù)保持恢復(fù)連接的端口的阻塞狀態(tài)，并更新節(jié)點(diǎn)的端口狀態(tài)信息，立即發(fā)送控制幀通知環(huán)上的主節(jié)點(diǎn)，報(bào)告故障恢復(fù)。
[0081]當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到的控制幀是其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制幀時(shí)，由于主節(jié)點(diǎn)和傳輸節(jié)點(diǎn)的區(qū)別，所以兩者對(duì)控制幀的處理也存在著差別。
[0082]參看圖7，主節(jié)點(diǎn)收到這個(gè)控制后，先判斷是否是主節(jié)點(diǎn)發(fā)送出去的，如果是，則將這個(gè)控制丟棄，不進(jìn)行處理。如果收到的是其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制幀，那么就堅(jiān)持這個(gè)節(jié)點(diǎn)的控制是否接收過(guò)，如果沒有，那么就是第一次接受到這個(gè)節(jié)點(diǎn)的控制幀，此時(shí)就需要將這個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息保存下來(lái)，包括節(jié)點(diǎn)的MAC地址，端口的狀態(tài)。如果主節(jié)點(diǎn)接收過(guò)這個(gè)節(jié)點(diǎn)的控制幀，那么就會(huì)檢查控制幀中的端口狀態(tài)是否和主節(jié)點(diǎn)保存的該節(jié)點(diǎn)的端口狀態(tài)一致，如果一致，就僅僅是轉(zhuǎn)發(fā)該幀，不做其他處理。如果收到的控制幀中的信息和主節(jié)點(diǎn)保存的信息不一致，那么就需要進(jìn)行下一步判斷。
[0083]如果節(jié)點(diǎn)的端口狀態(tài)中有某個(gè)端口的狀態(tài)變?yōu)?，就表示這個(gè)節(jié)點(diǎn)的端口 Down了，此時(shí)主節(jié)點(diǎn)就需要將原來(lái)阻塞的從端口打開然后，更新主節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，更新保存的節(jié)點(diǎn)信息，然后轉(zhuǎn)發(fā)該幀。
[0084]如果節(jié)點(diǎn)的端口狀態(tài)中有某個(gè)端口的狀態(tài)為I，就表示這個(gè)端口被阻塞了，并且這個(gè)端口的連接的鏈路是正常的。此時(shí)主節(jié)點(diǎn)就會(huì)堅(jiān)持在主節(jié)點(diǎn)保存的環(huán)上節(jié)點(diǎn)的端口狀態(tài)，如果還有節(jié)點(diǎn)的端口處于故障狀態(tài)，即狀態(tài)為0，那么主節(jié)點(diǎn)就會(huì)保持從端口子在轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，并將該控制幀轉(zhuǎn)發(fā)出去。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)環(huán)上節(jié)點(diǎn)都沒有故障端口時(shí)，就會(huì)將從端口阻塞，并更新主節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，刷新MAC地址表，發(fā)送控制幀通知環(huán)上其他節(jié)點(diǎn)。
[0085]參看圖8，當(dāng)傳輸接收到自己發(fā)送的控制幀時(shí)，就會(huì)將該幀丟棄，不做處理。當(dāng)傳輸節(jié)點(diǎn)收到其他節(jié)點(diǎn)控制幀時(shí)會(huì)先轉(zhuǎn)發(fā)，然后進(jìn)行處理。當(dāng)傳輸節(jié)點(diǎn)第一次收到其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制幀時(shí)，就會(huì)將這個(gè)節(jié)點(diǎn)的MAC地址，端口狀態(tài)保存起來(lái)。如果不是第一次接收，那么就會(huì)比較接收的控制幀中的信息和保存的信息是否一致。如果一致表明發(fā)送節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)未發(fā)生變化，只需更新節(jié)點(diǎn)信息，不必做其他處理。當(dāng)接收的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和傳輸節(jié)點(diǎn)保存的狀態(tài)不一樣，此時(shí)節(jié)點(diǎn)就需要根據(jù)控制幀的信息進(jìn)行對(duì)應(yīng)處理。
[0086]如果發(fā)送節(jié)點(diǎn)端口由正常的狀態(tài)變?yōu)楣收蠣顟B(tài)，則傳輸節(jié)點(diǎn)會(huì)刷新MAC地址表，發(fā)送控制幀，將此時(shí)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)發(fā)送出去，通知環(huán)上的節(jié)點(diǎn)。
[0087]如果發(fā)送節(jié)點(diǎn)的端口的狀態(tài)為I，就判斷發(fā)送節(jié)點(diǎn)是否為主節(jié)點(diǎn)。如果是主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的，其從端口助于阻塞狀態(tài)，主節(jié)點(diǎn)處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，則說(shuō)明主節(jié)點(diǎn)已經(jīng)確認(rèn)環(huán)上沒有故障節(jié)點(diǎn)，此時(shí)傳輸節(jié)點(diǎn)就會(huì)將兩個(gè)端口都置于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，并將節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)通過(guò)控制幀發(fā)送出去。如果控制幀是由傳輸節(jié)點(diǎn)發(fā)送的，那么傳輸節(jié)點(diǎn)只需保持原來(lái)的狀態(tài)就可以，更新保持的節(jié)點(diǎn)信息就可以了。
[0088]FRPSenable進(jìn)程中完成了主節(jié)點(diǎn)和傳輸節(jié)點(diǎn)對(duì)控制幀的接收和處理過(guò)程。同時(shí)這個(gè)過(guò)程也是FRPS算法的功能的具體實(shí)現(xiàn)
[0089]FRPSdaemon程序也采用了兩個(gè)線程，分別為端口狀態(tài)檢測(cè)線程和接收從內(nèi)核空間收到的控制幀線程。這個(gè)端口狀態(tài)的變化監(jiān)控，是利用硬件掃描的方式監(jiān)控端口的狀態(tài)，當(dāng)端口的狀態(tài)發(fā)生變化就會(huì)通知內(nèi)核空間，當(dāng)內(nèi)核空間得到這個(gè)通知后就會(huì)立即利用netlink的方式通知到用戶空間的FRPSdaemon程序。當(dāng)FRPSdaemon程序得到這個(gè)消息后，就會(huì)將這個(gè)消息轉(zhuǎn)化為控制幀的格式并發(fā)送給FRPSenable程序來(lái)進(jìn)行處理。FRPSdaemon程序收到內(nèi)核空從底層硬件接收到的控制幀并將這個(gè)控制幀中有用的信息剝離出來(lái)并轉(zhuǎn)發(fā)給FRPSenable程序,讓協(xié)議程序來(lái)處理。FRPSdaemon程序可以認(rèn)為FRPSenable程序和內(nèi)核空間的通信橋梁。
[0090]本【具體實(shí)施方式】具有以下有益效果:它結(jié)合了標(biāo)準(zhǔn)MAC交換，故障告警，故障處理和環(huán)網(wǎng)控制協(xié)議，通過(guò)環(huán)網(wǎng)控制協(xié)議將物理的環(huán)變?yōu)檫壿嫷逆?，從而避免了在環(huán)網(wǎng)上形成廣播風(fēng)暴。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種快速自愈的變電站環(huán)網(wǎng)協(xié)議算法，其特征在于它包含F(xiàn)RPS環(huán)、環(huán)端口、控制VLAN、業(yè)務(wù)VLAN、主節(jié)點(diǎn)、傳輸節(jié)點(diǎn)、控制幀； 所述的FRPS環(huán):FRPS算法是針環(huán)網(wǎng)方式組網(wǎng)的以太網(wǎng)，F(xiàn)RPS算法必須運(yùn)行在環(huán)網(wǎng)上，所以將FRPS環(huán)定義為運(yùn)行了 FRPS算法的以太環(huán)網(wǎng)； 所述的環(huán)端口:在以太環(huán)網(wǎng)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有2個(gè)端口連接在環(huán)上，這兩個(gè)端口就稱為環(huán)端口 ； 所述的控制VLAN:在FRPS算法中，應(yīng)用了 VLAN技術(shù)，環(huán)上所有環(huán)端口都會(huì)加入控制VLAN,控制VLAN上傳輸?shù)氖菫榱司S護(hù)FRPS算法而生成的各種控制幀，但不傳輸其他以太網(wǎng)幀； 所述的業(yè)務(wù)VLAN:在FRPS環(huán)上，除了控制VLAN，還設(shè)置了業(yè)務(wù)VLAN，環(huán)網(wǎng)上的所有端口都加入業(yè)務(wù)VLAN，業(yè)務(wù)VLAN上傳輸?shù)氖歉鞣N數(shù)據(jù)報(bào)文和普通以太網(wǎng)幀，在正常工作狀態(tài)下環(huán)上會(huì)有一個(gè)端口在業(yè)務(wù)VLAN上保持阻塞，這樣就能避免環(huán)網(wǎng)上產(chǎn)生廣播風(fēng)暴； 所述的主節(jié)點(diǎn):在FRPS環(huán)上的特殊節(jié)點(diǎn)，在正常工作狀態(tài)下，這個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)阻塞環(huán)路，避免廣播風(fēng)暴的形成，在環(huán)網(wǎng)上出現(xiàn)故障時(shí)，主節(jié)點(diǎn)就將打開備份鏈路，實(shí)現(xiàn)保護(hù)切的功能，主節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)環(huán)端口分別稱為主端口和從端口，正常狀態(tài)下，從端口對(duì)業(yè)務(wù)VLAN保持阻塞；故障狀態(tài)下，從端口解除對(duì)業(yè)務(wù)VLAN的阻塞，主端口在兩種狀態(tài)下都保持轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)； 所述的傳輸節(jié)點(diǎn):在FRPS環(huán)上除了主節(jié)點(diǎn)以外的其他節(jié)點(diǎn)都稱為傳輸節(jié)點(diǎn)，在正常狀態(tài)下，這傳輸節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)端口都不阻塞，而是保持在轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)的端口出現(xiàn)故障，就會(huì)將故障端口阻塞； 所述的控制幀:在控制VLAN上傳輸?shù)挠糜贔RPS算法的報(bào)文，控制幀上包含當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)以及兩個(gè)環(huán)端口的狀態(tài)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)定時(shí)發(fā)送控制幀到環(huán)上，控制幀在環(huán)上傳輸后，可使環(huán)上其他節(jié)點(diǎn)都得到發(fā)送節(jié)點(diǎn)的信息，這樣的方式可以使每個(gè)節(jié)點(diǎn)都得到環(huán)上所有節(jié)點(diǎn)的信息。2.一種快速自愈的變電站環(huán)網(wǎng)協(xié)議算法的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于FRPS的實(shí)現(xiàn)是基于和內(nèi)核空間進(jìn)行通信來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在內(nèi)核空間，系統(tǒng)能夠?qū)Φ讓拥亩丝谶M(jìn)行監(jiān)控和設(shè)置，同時(shí)內(nèi)核空間還能夠?qū)Φ讓咏邮盏臄?shù)據(jù)包進(jìn)行處理，篩選出FRPS協(xié)議的控制幀，并通知用戶空間的處理程序來(lái)處理，在用戶空間，F(xiàn)RPS協(xié)議的控制幀的發(fā)送需要先交給內(nèi)核空間，再由內(nèi)核空間來(lái)驅(qū)動(dòng)底層硬件發(fā)送，并且FRPS協(xié)議在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中也需要對(duì)端口進(jìn)行直接的操作，如阻塞，打開阻塞，刷新MAC地址表和發(fā)送控制幀； 所以為了用戶空間和內(nèi)核空間的通信，采用了幾種方式來(lái)達(dá)到FRPS協(xié)議所需的通信，第一利用netlink的方式來(lái)完成用戶空間的kernel和FRPS協(xié)議的通信，實(shí)現(xiàn)控制幀由內(nèi)核空間到達(dá)用戶空間的傳遞，第二，將內(nèi)核空間的一些端口設(shè)置函數(shù)進(jìn)行封裝，使得用戶空間可以直接調(diào)用這些函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)端口的直接控制，并且可以直接利用這些函數(shù)將控制報(bào)文發(fā)送到FRPS環(huán)上，在用戶空間為了實(shí)現(xiàn)FRPS算法，采用了多進(jìn)程處理的方式，為了滿足進(jìn)程間的通信使用了 socket方式； 在用戶空間為了實(shí)現(xiàn)FRPS算法，編寫了 3個(gè)程序，分別為FRPSenable程序，F(xiàn)RPSdisable程序和FRPSdaemon程序，F(xiàn)RPSenable程序完成了算法的主要功能，包括??節(jié)點(diǎn)的初始化，控制幀的生成和發(fā)送，控制幀的接收和對(duì)端口的控制，F(xiàn)RPSdisable程序用于終止FRPS算法的運(yùn)行，F(xiàn)RPSdaemon程序?qū)崿F(xiàn)了內(nèi)核空間的直接通信，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了和FRPSenable程序的通信，可以說(shuō)是FRPSenable和內(nèi)核空間的溝通橋梁； FRPSenable程序完成了 FRPS協(xié)議主要功能，從協(xié)議程序運(yùn)行開始，首先判斷節(jié)點(diǎn)是否為主節(jié)點(diǎn)，如果是主節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行變量初始化，就將其從端口對(duì)業(yè)務(wù)VLAN阻塞，主端口進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，如果節(jié)點(diǎn)為傳輸節(jié)點(diǎn)，也要先進(jìn)行變量初始化，就將兩個(gè)環(huán)斷口都設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，在設(shè)置好端口狀態(tài)后，就會(huì)立即發(fā)送一個(gè)控制幀，這個(gè)控制幀中包含著兩個(gè)環(huán)端口的狀態(tài)，在發(fā)送了控制幀后，就會(huì)運(yùn)行控制幀發(fā)送線程和接受線程，直到結(jié)束為止，這個(gè)初始化的過(guò)程不僅包括各種變量的初始化也包括建立各個(gè)進(jìn)程間的通信通道； 發(fā)送幀過(guò)程的作用是定時(shí)地將含有端口狀態(tài)情況的控制幀發(fā)送出去，這個(gè)發(fā)送間隔定為5秒，這個(gè)時(shí)間間隔可以人為設(shè)定，利用這種定時(shí)發(fā)送控制幀的方式，可以避免控制幀丟失而無(wú)法再環(huán)上傳播，而且利用這種定時(shí)控制幀可以使得環(huán)上的節(jié)點(diǎn)了解到環(huán)上存在的節(jié)點(diǎn)情況； 而接收巾貞過(guò)程的作用是接收從FRPSdaemon程序通過(guò)Socket方式發(fā)送給FRPSenable的控制幀，F(xiàn)RPSenable程序中的接收控制幀線程會(huì)根據(jù)接收的控制幀的類型進(jìn)行相應(yīng)的操作； 當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到的控制幀是其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制幀時(shí)，由于主節(jié)點(diǎn)和傳輸節(jié)點(diǎn)的區(qū)別，所以兩者對(duì)控制幀的處理也存在著差別； FRPSenable進(jìn)程中完成了主節(jié)點(diǎn)和傳輸節(jié)點(diǎn)對(duì)控制幀的接收和處理過(guò)程，同時(shí)這個(gè)過(guò)程也是FRPS算法的功能的具體實(shí)現(xiàn)； FRPSdaemon程序也采用了兩個(gè)線程，分別為端口狀態(tài)檢測(cè)線程和接收從內(nèi)核空間收到的控制幀線程，這個(gè)端口狀態(tài)的變化監(jiān)控，是利用硬件掃描的方式監(jiān)控端口的狀態(tài)，當(dāng)端口的狀態(tài)發(fā)生變化就會(huì)通知內(nèi)核空間，當(dāng)內(nèi)核空間得到這個(gè)通知后就會(huì)立即利用netlink的方式通知到用戶空間的FRPSdaemon程序，當(dāng)FRPSdaemon程序得到這個(gè)消息后，就會(huì)將這個(gè)消息轉(zhuǎn)化為控制巾貞的格式并發(fā)送給FRPSenable程序來(lái)進(jìn)行處理，F(xiàn)RPSdaemon程序收到內(nèi)核空從底層硬件接收到的控制幀并將這個(gè)控制幀中有用的信息剝離出來(lái)并轉(zhuǎn)發(fā)給FRPSenable程序,讓協(xié)議程序來(lái)處理,FRPSdaemon程序可以認(rèn)為FRPSenable程序和內(nèi)核空間的通信橋梁。
【文檔編號(hào)】H04L29/06GK105897578SQ201410458238
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年9月11日
【發(fā)明人】姬磊
【申請(qǐng)人】姬磊