[发明专利]一种EPON网络环路控制方法

说明书

技术领域

本发明所属EPON（以太网无源光网络）网络中出现自环问题的控制方法。

背景技术

由于接入网网络环境的复杂性，其维护问题逐渐成为各运营商考虑的重点，而无源网络在维护成本比有源网络的优势，也导致无源光网络在接入网的迅猛发展；EPON完全继承以太网特色，兼容性强，技术应用广泛，继承以太网优点的同时也带来了以太网不利的一面，那就是以太网环路的危害性。以太网环路是指由于网络连线不规范、碰线等原因致使整个网络的数据转发路径存在环路，由此引发的危害主要包括广播风暴、MAC地址漂移、转发表错乱等，从而导致整个网络阻塞、中断。

案例1：

案例描述：

如图1所示：XX小区的ONU（光网络单元）0下联交换机1，交换机1下挂Hub（集线器）3和4，Hub安放于用户家中，每家用户共有3个接口用于上网。在现场环境中出现用户无法上网或者上网有间断现象。

案例根因分析：

ONU上接PC 5：192.168.0.100，交换机上接PC 2：192.168.0.99，PC 5对PC 2发送ping命令，即192.168.0.100ping 192.168.0.99时发生如下事件：

（1）PC 5首先查看自己的ARP（地址解析协议）缓存，发现没有到达PC 2的条目；

（2）计算目的IP地址即192.168.0.99是否和自己在同一网段（进行二进制与运算），如果不是，并且在没有配置默认网关的情况下，它将直接丢弃该数据包；计算得出192.168.0.99和自己属于同一网段192.168.0.0/24,接着发送ARP广播请求，目的MAC（介质访问控制）地址为ff-ff-ff-ff-ff-ff；

（3）ONU 0在接收到这个未知的广播帧后泛洪；

（4）广播帧传到交换机1后泛洪，并在MAC地址中记录此帧的入接口（例如为Port 23，即端口23）；

（5）因为这个过程很快，连接在交换机1上的PC 2对这个广播做出应答前，却发生ARP广播传送到Hub，因为Hub线路上的连接失误而成环。这个广播重新被回传到交换机1上。当交换机1收到这个帧的时候，错误的以为PC 5的位置已经移动了（端口号不一致，不再是23）。这个时候出现了PC 5ping PC 2不通，数据包被转发到错误的端口上。致使PC 2对每次发来的ARP请求进行回复时都将数据包发送到错误的端口上。

自环问题的产生与原理分析：

常见产生环路的拓扑图，如图2所示。

图2中引起了两种成环形式，是通过生成树协议无法消除的。

成环1：

ONU 6下挂集线器7时，集线器7的两端口通过网线相连时，会引起ONU 6端口的自环，影响到ONU 6的数据转发，数据转发到OLT 10的交换部分会引起地址表转发混乱，严重时影响到全网数据转发。

成环2：

两ONU 8、9通过网线相连时，会造成OLT 10（光线路终端）局端成环。部分局端设备无法解决一个PON（无源光网络）端口的自环。

产生环路的原理分析：

如图3所示，ONU 11成环后，上联端口UPLINK PORT→PORT口的未知报文转发如下：

下行方向，报文源地址SA=A，目的地址DA=B。

自环会有两种转发情况：

1、当port 1口收到的自环报文延时小于port 3的回应报文时：

对于未知的报文来说，ONU 11会记录MAC地址A和uplink port的地址对应关系，同时向4个port端口转发。经过port 1的报文发生自环并记录MAC地址A和port 1的地址对应关系，并重新刷新地址表。Port 1重新将此报文向除自己的其它4个端口转发。

再说说port 3，如果对目的地址有回应，即发送源地址为B、目的地址为A的回应报文，并记录MAC地址B和port 3的地址对应关系。回应报文直接转发给端口port 1，回应报文经过port 1自环后，port 1收到回应报文后记录MAC地址B和port 1的地址对应关系，并重新刷新地址表。并继续转发回应报文，由于目的地址A转发表已清空，回应报文将向除port1以外的其余4个端口转发。

结果造成本来应该广播一次用于学习地址表的报文被广播了三次，且依然没有学习到转发地址端口，且地址表被更新了两次并造成地址表已经混乱。

2、port 1口收到的自环报文延时大于port 3的回应报文时：