[发明专利]一种端口切换方法以及单板设备

说明书

本发明公开了一种端口切换方法，在发生故障时根据备选根消息确定新的根端口，同时增加根端口切换序号以区分正确跨板根消息。从而加快了分布式设备上根端口切换时的拓扑计算收敛速度，减少切换过程的流量中断时间，且避免了已失效根消息残留可能引起的问题。本发明同时公开了一种单板。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种端口切换方法。本发明同时还涉及一种单板设备。

背景技术

STP(Spanning Tree Protocol and Algorithm，生成树协议)是一种链路层拓扑管理和计算协议，其通过在网络设备间互相发送根向量消息报文的方式，在整个网络内计算出具有唯一树根节点的无环路树形网络拓扑结构。在树形拓扑的各种端口角色中，通向根桥并提供转发通路的端口称为根端口，它也就是设备根信息的接收端口(一台设备上最多只能存在唯一的一个根端口)；而通向根桥，但只提供备份作用的冗余阻塞端口为替换端口；由从树根通向树叶子节点提供转发通路的端口为指定端口。其中指定端口会定时向直连的下游设备发送根向量消息。

如图1所示，为现有技术中STP网络拓扑和根信息传播示意图，STP根向量信息组成为:{根桥ID,根路径开销，指定桥ID,指定端口ID}，其中各向量成员含义如下：

根桥ID：即根桥的标识，由根桥的优先级和MAC地址组成；

根路径开销：到根桥的总路径开销；

指定桥ID：即发送桥的标识，由指定桥的优先级和MAC地址组成；

指定端口ID：即指向下游设备的发送端口的标识，由指定端口的优先级和该端口的全局编号组成；

非根桥设备上，接收端口的端口向量信息由接收到的根信息和接收端口ID组成。当有多个接收端口时，需要比较出具有最优接收端口向量信息的端口，选举作为设备唯一的根端口。在计算比较各端口的向量信息时，依次比较各向量成员并以数值小为优。若当前设备上的根端口发生故障，协议会立即选择出新的根端口，以便完成故障链路切换。链路故障时的流量中断时间主要决定于新拓扑的计算收敛速度。在图1中，设备2的Port2为其根端口，设备3的Port4为其根端口，如果设备3上的Port4故障了，需要立即把Port6选择为新的根端口。

在现有技术中，分布式设备一般由多块有独立CPU计算能力的单板组成，整体对外呈现出一台完整设备的功能行为。为了达到各板上CPU负载分担的目的，在STP的运行实现上一般选择如图2所示的分布式实现方式。即设备中的各单板(slot)负责计算本板上的端口，然后在各板间互相通告自己的计算结果(跨板根信息)，最后通过交互协同计算出整机上唯一的根端口(如果是根桥就都是通向下游的指定端口)。且根端口所在板会定时向其它板通告发布当前的根信息，此消息一般会包括{接收端口，来源板，根向量信息}。在当前根端口故障(根端口down或其所在单板故障)后，分布式设备中怎么快速计算出新的根端口是STP协议分布式实现的关键。为了让根端口所在板之外的其它板能感知到当前根端口故障，系统会把代表当前根端口失效的事件消息广播通知给其它板。这个事件消息会触发其它板重新再协同计算出新的根端口，然后再完成新根端口迁移到转发状态，以接替原故障根端口提供新的数据流量的转发路径。而为了防止根端口故障事件丢失而导致其它板不能进行新拓扑计算切换，根端口会定时地向其它板广播通告当前的接收根消息，其他板如果在一段时间(一般是3倍的发送周期时间)之后，还未收到此跨板根消息通告，则认为当前根端口已经故障，也会触发本板开始新一轮的拓扑计算。

以是否具有新的单板插入来看，目前针对以下两种场景的解决方案如下：

场景一：分布式设备上根端口故障的切换计算实现