[发明专利]一种大容量MAC地址存在时二层环网协议加快收敛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络通讯领域，特别涉及一种二层环网协议在大容量MAC地址存在时链路故障恢复以后，减少丢包、加快链路收敛速度的方法。

背景技术

以太网技术自1973年发明以来，以其简单开放、成本低廉获得了长足发展，渐渐的在局域网的领域获得了领导地位，目前新建的局域网几乎都是基于以太网技术的，进而城域网也开始向以太网靠近，MEF(城域以太网论坛)的成员几乎囊括了所有业界主流厂商。近年来，在一些以太网或者城域网的环境中，需要利用备份的链路快速取代发生故障的链路，以保障数据的通信不受影响。该功能对一些关键应用已经必不可少，而且显得越发重要。所以越来越多的厂商以及标准组织都在致力于二层环网协议的研究与改进工作，其中最具有代表性的包括以下几种：

1、STP

(Spanning-Tree Protocol，生成树协议，以下简称STP)是一个用于在局域网中消除环路的协议。运行该协议的交换机通过彼此交互信息而发现网络中的环路，并适当对某些端口进行阻塞以消除环路。换句话说，STP协议构造了一个包含局域网内部所有二层交换机的一棵没有环路的树。树上的所有节点都是属于局域网的一台交换机。生成树协议基于以下几点：(1)有一个唯一的组地址(01-80-C2-00-00-00)标识一个特定LAN上的所有的交换机，这个组地址能被所有的交换机识别；(2)每个交换机有一个唯一的标识(BridgeIdentifier)；(3)每个交换机的端口有一个唯一的端口标识(Port Identifier)。对生成树的配置进行管理还需要：对每个交换机调协一个相对的优先级；对每个交换机的每个端口调协一个相对的优先级；对每个端口调协一个路径花费。具有最高优先级的交换机被称为根(root)交换机。每个交换机端口都有一个根路径花费，根路径花费是该交换机到根交换机所经过的各个跳段的路径花费的总和。一个交换机中根路径花费的值为最低的端口称为根端口，若有多个端口具有相同的根路径花费，则具有最高优先级的端口为根端口。在每个LAN中都有一个交换机被称为选取(designated)交换机，它属于该LAN中根路径花费最少的交换机。把LAN和选取交换机连接起来的端口就是LAN的选取端口(designated port)。如果选取交换机中有两个以上的端口连在这个LAN上，则具有最高优先级的端口被选为选取端口。

2、RSTP

电子和电气工程师协会IEEE于2001年发布了802.1W标准，里面提出了一种新的更好的STP——RSTP，全称为快速生成树协议(Rapid Spanning-Tree Protocol)，详细描述了该协议规范。RSTP协议基于STP协议，但是对原有协议做了更加细致的修改和补充。事实上，STP虽然能够防止环路，但还是存在很多不足之处，其设计有一些细节考虑的并不周全，而本身采用的计时器机制又十分笨拙。此外，没有对一些特殊的情况进行设计，导致了协议整体上比较粗糙。而RSTP则是局域网中最精细的协议之一。根据STP的不足，RSTP新增加了端口的角色概念。并且把端口属性充分的按照状态和角色分解，使得可以更加精确的描述端口。增加了Alternate端口和Backup端口。RSTP的状态规范把原来的5种状态缩减为3种：Forwarding、Learning、Discarding，更好的精简了协议。此外RSTP为了使网络拓扑达到快速收敛，引入了P/A协商机制、根端口快速切换机制、边缘端口等。

3、MSTP

多生成树(MST)是把IEEE802.1w的快速生成树(RST)算法扩展而得到的，多生成树协议定义文档是IEEE802.1S。多生成树提出了域的概念，在域的内部可以生成多个生成树实例，并将VLAN关联到相应的实例中，每个VLAN只能关联到一个实例中。这样在域内部每个生成树实例就形成一个逻辑上的树拓扑结构，在域与域之间由CIST实例将各个域连成一个大的生成树。各个VLAN内的数据在不同的生成树实例内进行转发，这样就提供了负载均衡功能。

4、EAPS