专利名称：：一种基于elcp协议通信路由的实现方法
技术领域：
：本发明涉及通信网络的协议和方法，具体涉及一种基于ELCP协议通信路由的实现方法。(二)
背景技术：
：现有的运营商公共网络、行业专网机房基站集中监控系统和电力、水燃气行业计量自动化和远程自动抄表系统组网方式主要包括以下方式(1)El或光纤点对点组网、El抽时隙单向环或链方式，这两种方式无法组成倒换保护环路，中心维护工作量巨大，需要大量E1或光纤传输资源，系统造价高；(2)基于IP的E1或光纤双向环方式，备了环路倒换保护功能，但是存在以下缺陷只能支持单个环，不能支持环+链、环+环等其他组网方式，不能有效适应机房基站和计量自动化数据采集器复杂的地理分布；业务及网管等所有数据的协议栈，都采用IP+以太网+物理层方式实现，以太网故障引起的网络瘫痪，无法自动恢复，需要人工干预，特别在通信链路出现单通情况下，整个网络会因为存在单向环回而瘫痪。(三)
发明内容本发明克服了现有技术的不足之处，目的在于通过基于ELCP协议通信路由的实现方法，实现一种组网灵活，可靠性高、具有故障自动恢复功能的通信网络。本发明是通过以下技术方案达到上述目的一种基于ELCP协议通信路由的实现方法，包括HDLC映射、通信链路备份、带宽自动分配、环回检测、实时分组管理、自动路由和故障管理各个过程，HDLC映射过程用于把各种数据报文都映射入HDLC帧来进行传输和识别；通信链路备份过程用于设置了两条线路到达各个节点；带宽自动分配过程用于设计带宽自动分配算法，节点没有数据传输时主动释放其占用带宽；环路检测过程用于完成组网拓扑的计算，解决回路问题和恢复网络的连通性；实时分组管理过程用于解决边缘接入网出现的单通现象；自动路由过程用于在活动的链路断开时，通过激活被阻断的冗余链路重新修剪拓扑结构以恢复网络的连通性；故障管理过程用于检测和管理网络设备的工作状态；环路检测过程具体步骤如下l)上电将系统设备的所有端口置为学习状态，在该状态下的端口只有ELCP包能通过普通包通不过；2)发ELCP单播包到全网，寻找同样运行有ELCP协议的设备，通过比较优先级竞选出一个根节点；3)如果某端口没有收到任何优先级高于自己的包则将该端口打开，置为转发状态；4)如果某端口收到优先级高于自己的ELCP包则关闭本端口，置为阻断状态；5)处于阻断状态的端口一定时间内没收到优先级髙于自己的ELCP包则置本端口为学习状态；6)实时检査分组，如果发现同一个组内有两个端口都为转发状态则说明网络中出现了单通的情况，则把优先级低的端口关闭掉，置为准备学习状态；一旦单通情况消失则把处于准备学习状态的端口置为学习状态，重新等待进入转发状态。实时分组管理过程具体步骤如下1)一设备中有多条路径相连的端口分为同一组；2)节点服务器不断往各个端口发送ELCP协议数据单元，每个ELCP协议数据单元里包含了源端口，MAC地址等信息；3)节点服务器有收到ELCP协议数据单元，先将端口信息添加到ELCP协议数据单元中，然后交由上层的实时分组管理进程处理；4)实时分组管理进程收到ELCP协议数据单元，先检测ELCP协议数据单元包类型和mac地址，如果mac地址与自己不一致直接丢弃该包。否则从ELCP协议数据单元中取出源端口和入端口，将其划分为同一组；5)实时关联各组；6)关联完成后检测同一组内各个成员端口的工作状态，同一组内同一时刻只能有一个端口处于激活状态；7)如果同一组内有两个端口同时激活，节点服务器分别给组内设备发网络状态査询包，并接组内设备的网络状态查询回复包后确定单通发生点，然后发参数设置包把业务口断开，将网络修剪为树状拓扑。作为优选，两条通信路到达远端节点，两条链路相互备份，一条打开，一条阻断，如果某条活动的链路断开时，通过激活另一条被阻断的冗余链路以恢复网络的连通性。作为优选，故障管理过程检测到网络节点设备发生故障时通过网管软复位、强制关闭故障点方式进行解决。作为优选，任何网络设备端口在任何时刻都可以强制关闭。本发明的有益效果:根据本发明提供的基于ELCP协议通信路由的实现方法，可灵活根据实际网络资源采用El和光纤，或El和光纤同时采用，并且根据节点实际的通信流量动态分配带宽，提高带宽利用率的同时还可节省E1或光纤传输资源。针对基站实际物理位置可实现单个环，环+链，环+环等组网方式，一旦通信异常，系统能够检测到网络中各节点设备的工作状态，并通过网管软复位、强制关闭故障点等方式进行解决。对于通信链路单通情况，实时分组管理能快速发现并定位，然后通过强制关闭端口解决。图1为基于ELCP协议通信路由的网络拓朴图2为实时分组管理过程示意图；图3为环路检测过程工作流程图；图中，l一节点服务器；2—设备A;3—设备B;4—设备C;5—下一级节点服务器D;6—设备E;7—设备F;8—设备G;9—设备H;IO—设备I;11一设备J;12—设备K;13—节点服务器端口I;14一节点服务器端口II;15—下一级节点服务器端口I;16—下一级节点服务器端口II;17—强制断开具体实施例方式下面结合附图通过实施例对本发明作进一步阐述基于ELCP协议通信路由的实现方法，包括HDLC映射、通信链路备份、带宽自动分配、环回检测、实时分组管理、自动路由和故障管理各个过程，HDLC映射过程把各种数据报文都映射入HDLC帧来进行传输和识别；通信链路备份过程设置了两条线路到达各个节点；带宽自动分配过程设计带宽自动分配算法，节点没有数据传输时主动释放其占用带宽；环路检测过程完成组网拓扑的计算，解决回路问题和恢复网络的连通性；实时分组管理过程解决边缘接入网出现的单通现象；自动路由过程在活动的链路断开时，通过激活被阻断的冗余链路重新修剪拓扑结构以恢复网络的连通性；故障管理过程检测网络中各节点设备的工作状态，通过网管软复位、强制关闭故障点进行解决。1、HDLC映射把各种数据报文都映射入HDLC帧，HDLC帧以8比特组01111110(16进制则表示为7E)标识帧头和帧尾，无数据传输时用7E填充。对于进来的数据包，先将其并串转换，然后串行发送出去，一旦检测到串行Bit中有连续5个1，则在其后插0，这样就保证了数据段中没有0x7E,因为0x7E二进制为(01111110)，在接收端一旦接收到7E则可马上判断为包头，而在数据段一旦连续接收到5个1则做去0操作。如此操作可使设备快速抓到帧头，提高系统性能。对于物理层，可以方便地将HDLC帧调制到E1，光纤，或其它传输媒介。这样就可以支持E1/光纤混合组网，光纤传输传输速率从2.048Mbps150Mbps，可以根据组网带宽需求和成本要求调整。2、通信链路备份设计了两条链路到达远端节点，组网如图1所示节点服务器1通过节点服务器端口I13和节点服务器端口1114均可与设备A2、设备B3、设备C4、下一级节点服务器D5、设备E6、设备F7通信，设备G8、设备H9、设备IIO、设备Jll、设备K12、可通过下一级节点服务器端口115和下一级节点服务器端口H16和节点服务器l通信。节点服务器端口I13和节点服务器端口ni4实现双备份，下一级节点服务器端口115和下一级节点服务器端口H16也是双备份。3、带宽自动分配设计带宽自动分配算法，某节点没有数据传输时主动释放其占用带宽，这样即利于资源利用又可提高网络瞬间吞吐量。4、环路检测ELCP协议在节点设备之间彼此传递特殊的消息，将这种消息称为ELCP协议数据单元ELCP协议数据单元。ELCP协议数据单元中包含了足够的信息来保证节点设备完成组网拓扑的计算，通过阻断冗余链路将一个有回路的网络修剪成一个无回路的树型拓扑结构，既解决回路问题，又能在某条活动的链路断开时，通过激活被阻断的冗余链路重新修剪拓扑结构以恢复网络的连通性，从而支持系统构成混合的组网拓扑，支持系统路由倒换保护和网络自愈。ELCP协议数据单元格式如下<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(7)任何端口在任何时刻都可以强制关闭，设置为关闭状态。5、实时分组管理根据边缘接入网实际应用中出现的单通现象，实行实时分组管理，同一设备中有多条路径相连的端口分为同一组。上层协议不断检测同一组的各个端口工作状态，一旦同一组内有多个端口被激活则说明网络中有单通链路存在。ELCP协议会自动发査询包找到单通节点并强制将其彻底断开，然后再激活合适的备份线路以维护通信正常。如图2所示，边缘接入通过E1传输，而E1的发送和接收是独立的，所以就可能出现图中所示的单通现象，因为优先级低的节点服务器端口II14收不到优先级高的ELCP协议数据单元包，认为自己可以开启，而节点服务器端口I13因为优先级高即使收到ELCP协议数据单元亦会开启，这样，就在网络中形成一个单通的2M环，如果网络中传输的示以太网数据，会导致整个网络瘫痪。通过实时分组管理，上层软件可以发现节点服务器端口I13和节点服务器端口ll14同处一个组，但是处于激活状态，然后ELCP协议査询网络拓扑，将设备C4到设备E6强制断开17，拆除单通环。实时分组管理流程如下(1)节点服务器1不断往各个端口发送ELCP协议数据单元，每个ELCP协议数据单元里包含了源端口，MAC地址等信息。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>(2)节点服务器1收到ELCP协议数据单元，会先将端口信息添加到ELCP协议数据单元中，然后交由上层的实时分组管理进程处理。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>(3)实时分组管理进程收到ELCP协议数据单元，先检测ELCP协议数据单元包类型和mac地址，如果mac地址与自己不一致直接丢弃该包。否则从ELCP协议数据单元中取出源端口和入端口。将其划分为同一组。(4)实时关联各组，如果端口1和端口2—组，端口2和端口3—组，则要将端口1，端口2，端口3关联为同一组。(5)关联完成后检测同一组内各个成员端口的工作状态，同一组内同一时刻只能有一个端口处于激活状态。(6)如果同一组内有两个端口同时激活，节点服务器1分别给设备A2、设备B3、设备C4、设备E6、设备F7发网络状态查询包，收到设备的网络状态査询回复包后发现设备C4、设备E6之间有单通现象，然后节点服务器1发参数设置包给设备C4、设备E6，让它们把业务口断开，将网络修剪为树状拓扑。如果设备C4、设备E6设置成功则回复参数设置回复包，如果节点服务器1超时时限内没收到回复包则超时重发。网络状态查询包<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>网络状态查询回复包:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>6、自动路由在某条活动的链路断开时，通过激活被阻断的冗余链路重新修剪拓扑结构以恢复网络的连通性。系统组网如图l所示如果所示线路全部正常，则节点服务器端口II14关闭，所有网络上设备都通过节点服务器端口113和节点服务器1通信。下一级节点服务器端口1116也将关闭，其下挂的网络设备通过下一级节点服务器端口115和节点服务器1通信。如果设备C4和下一级节点服务器D5，设备H9和设备I10之间发生断路，则ELCP协议会自动打开节点服务器端口1114和下一级节点服务器端口1116，设备A2、设备B3、设备C4通过节点服务器端口I13和节点服务器1通信，设备E6和设备F7通过节点服务器端口1114和节点服务器1通信。设备G8和设备H9先通过下一级节点服务器端口1116，再通过节点服务器端口1114和节点服务器1通信。设备IIO、设备Jll、设备K12先通过下一级节点服务器端口1116，再通过节点服务器端口1114和节点服务器1通信。7、故障管理网络出现故障时，系统能够检测到网络中各节点设备的工作状态，并通过网管软复位、强制关闭故障点等方式进行解决。并且提供一个友好的图形化使用接口，实现自动数据收集、分析、报警、报告、故障恢复等，为系统管理人员提供及时可靠的支持。以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。权利要求1、一种基于ELCP协议通信路由的实现方法，包括HDLC映射、通信链路备份、带宽自动分配、环回检测、实时分组管理、自动路由和故障管理各个过程，HDLC映射过程用于把各种数据报文都映射入HDLC帧来进行传输和识别；通信链路备份过程用于设置两条线路到达各个节点；带宽自动分配过程用于设计带宽自动分配算法，节点没有数据传输时主动释放其占用带宽；环路检测过程用于完成组网拓扑的计算，解决回路问题和恢复网络的连通性；实时分组管理过程用于解决边缘接入网出现的单通现象；自动路由过程用于在活动的链路断开时，通过激活被阻断的冗余链路重新修剪拓扑结构以恢复网络的连通性；故障管理过程用于检测和管理网络设备的工作状态；其特征在于环路检测过程具体步骤如下1)上电将系统设备的所有端口置为学习状态，在该状态下的端口只有elcp包能通过普通包通不过；2)发elcp单播包到全网，寻找同样运行有elcp协议的设备，通过比较优先级竞选出一个根节点；3)如果某端口没有收到任何优先级高于自己的包则将该端口打开，置为转发状态；4)如果某端口收到优先级高于自己的elcp包则关闭本端口，置为阻断状态；5)处于阻断状态的端口一定时间内没收到优先级高于自己的elcp包则置本端口为学习状态；6)实时检查分组，如果发现同一个组内有两个端口都为前行状态则说明网络中出现了单通的情况，则把优先级低的端口关闭掉，置为准备学习状态；一旦单通情况消失则把处于准备学习状态的端口置为学习状态，重新等待进入转发状态。2、根据权利要求1所述的一种基于ELCP协议通信路由的实现方法，其特征在于所述的实时分组管理过程具体步骤如下1)一设备中有多条路径相连的端口分为同一组；2)节点服务器(1)不断往各个端口发送ELCP协议数据单元，每个ELCP协议数据单元里包含了源端口，MAC地址等信息；3)节点服务器(1)收到ELCP协议数据单元，先将端口信息添加到ELCP协议数据单元中，然后交由上层的实时分组管理进程处理；4)实时分组管理进程收到ELCP协议数据单元，先检测ELCP协议数据单元包类型和mac地址，如果mac地址与自己不一致直接丢弃该包。否则从ELCP协议数据单元中取出源端口和入端口，将其划分为同一组；5)实时关联各组；6)关联完成后检测同一组内各个成员端口的工作状态，同一组内同一时刻只能有一个端口处于激活状态；7)如果同一组内有两个端口同时激活，节点服务器分别给组内设备发网络状态查询包，并接组内设备的网络状态査询回复包后确定单通发生点，然后发参数设置包把业务口断开，将网络修剪为树状拓扑。3、根据权利要求1所述的一种基于ELCP协议通信路由的实现方法，其特征在于，两条通信链路到达远端节点，两条链路相互备份，一条打开，一条阻断，如果某条活动的链路断开时，通过激活另一条被阻断的冗余链路以恢复网络的连通性。4、根据权利要求1所述的一种基于ELCP协议通信路由的实现方法，其特征在于，故障管理过程检测到网络节点设备发生故障时通过网管软复位、强制关闭故障点方式进行解决。5、根据权利要求l一4中任一权利要求所述的一种基于ELCP协议通信路由的实现方法,其特征在于，任何端口在任何时刻都可以强制关闭。全文摘要本发明提供了一种基于ELCP协议通信路由的实现方法，包括HDLC映射、通信链路备份、带宽自动分配、环回检测、实时分组管理、自动路由和故障管理各个过程，环路检测过程用于完成组网拓扑的计算，解决回路问题和恢复网络的连通性；实时分组管理过程用于解决边缘接入网出现的单通现象；本发明的有益效果针对基站实际物理位置可实现单个环，环+链，环+环等组网方式，一旦通信异常，系统能够检测到网络中各节点设备的工作状态，并通过网管软复位、强制关闭故障点等方式进行解决。对于通信链路单通情况，实时分组管理能快速发现并定位，然后通过强制关闭端口解决。文档编号H04L12/26GK101436986SQ20081012234公开日2009年5月20日申请日期2008年11月20日优先权日2008年11月20日发明者徐元欣,朱健军,玺王,许炳灿,炜谢申请人:杭州立地信息技术有限公司