隨著以太網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，以太網(wǎng)的保護(hù)切換功能也變得尤為重要。所謂保護(hù)切換，就是在網(wǎng)絡(luò)某一鏈路出現(xiàn)故障后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能將用戶數(shù)據(jù)包的傳輸路徑快速切換到另一條可用路徑上，并保證數(shù)據(jù)包仍能正確到達(dá)所期望的目的地。為了提供可切換的新路徑，網(wǎng)絡(luò)必須保證兩點(diǎn)之間的物理鏈路不是的，必須有備份的鏈路。

　　曾有幾家設(shè)備廠商提出各自解決方案，但都有一些缺陷。后經(jīng)多次討論，ＩＴＵ－Ｔ（國(guó)際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組）于今年２月制訂了關(guān)于以太網(wǎng)單環(huán)網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)切換方案，即Ｇ．８０３２標(biāo)準(zhǔn)。下面介紹一下該標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容，但為了展示其優(yōu)點(diǎn)，先介紹一下ＩＥＴＦ（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）于２００３年發(fā)布的具有較大影響的以太網(wǎng)自動(dòng)保護(hù)切換方案ＲＦＣ３６１９。

　　一、ＲＦＣ３６１９

　　該方案的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

　　圖１是由６臺(tái)交換機(jī)構(gòu)成的環(huán)網(wǎng)。首先，選擇一臺(tái)交換機(jī)，例如Ｓ１，作為主控節(jié)點(diǎn)。在環(huán)上各鏈路均正常的情況下，Ｓ１將它的一個(gè)端口阻塞，以防止邏輯成環(huán)而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。Ｓ１如何判斷環(huán)路是完好的呢？它定時(shí)（比如每隔１秒）從一個(gè)端口向外發(fā)送檢測(cè)幀，該幀經(jīng)過(guò)環(huán)上節(jié)點(diǎn)逐個(gè)傳遞。如果該檢測(cè)幀能從Ｓ１的另一個(gè)端口回來(lái)，Ｓ１認(rèn)為環(huán)路是完好的。

　　當(dāng)環(huán)上某條鏈路發(fā)生故障，例如Ｓ３和Ｓ４之間的鏈路發(fā)生故障時(shí)，Ｓ３和Ｓ４先把自己與故障鏈路相連的端口阻塞，然后向主控節(jié)點(diǎn)Ｓ１發(fā)送Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ類型的消息，告訴它有鏈路故障。主控節(jié)點(diǎn)收到通知后，把它的后備端口打開(kāi)，發(fā)送類型為Ｆｌｕｓｈ－ｄｏｗｎ的消息給環(huán)上所有節(jié)點(diǎn)，告訴它們：環(huán)上有鏈路故障，請(qǐng)刷新地址轉(zhuǎn)發(fā)表，如圖２所示。這就實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的快速保護(hù)切換。

　　在實(shí)際環(huán)境中，Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息在向主控節(jié)點(diǎn)傳送的過(guò)程中有可能丟失。但是，因?yàn)橹骺毓?jié)點(diǎn)在定期發(fā)送檢測(cè)幀，所以，即使Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息丟失，主控節(jié)點(diǎn)也可以根據(jù)收不到檢測(cè)幀這一點(diǎn)來(lái)判斷環(huán)路出現(xiàn)了故障。不過(guò)這種判斷方法的反應(yīng)速度顯然比較慢。需要說(shuō)明的是，環(huán)路出現(xiàn)故障后，Ｓ１仍繼續(xù)定期發(fā)送檢測(cè)幀。

　　當(dāng)Ｓ３和Ｓ４之間的鏈路恢復(fù)正常時(shí)，檢測(cè)幀得以穿過(guò)，主控節(jié)點(diǎn)Ｓ１發(fā)現(xiàn)檢測(cè)幀成功返回，于是認(rèn)為環(huán)路恢復(fù)正常，便再次阻塞其后備端口，并發(fā)送類型為Ｆｌｕｓｈ－ｕｐ的消息給環(huán)上所有節(jié)點(diǎn)，告訴它們：環(huán)上鏈路恢復(fù)正常，請(qǐng)刷新地址。

　　仔細(xì)分析一下上述環(huán)網(wǎng)保護(hù)方法，不難看出它有以下幾個(gè)弱點(diǎn)：

　　１．如果Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息在送往主控節(jié)點(diǎn)的途中因故丟失，則主控節(jié)點(diǎn)只能依賴檢測(cè)幀超時(shí)未返回來(lái)判斷環(huán)路出現(xiàn)故障，而這個(gè)超時(shí)時(shí)間一般很長(zhǎng)。例如，假設(shè)檢測(cè)幀是每隔１秒鐘發(fā)送一個(gè)，主控節(jié)點(diǎn)考慮到個(gè)別幀意外丟失的可能，通常需要將其返回的超時(shí)時(shí)間設(shè)定為２秒或３秒以上。這顯然達(dá)不到快速切換的目的。

　?。玻翩溌饭收鲜菃蜗虻模瑱z測(cè)幀超時(shí)機(jī)制可能檢測(cè)不到該故障。舉個(gè)例子，假設(shè)Ｓ３和Ｓ４之間的那條鏈路出現(xiàn)的是Ｓ４→Ｓ３的單向故障（Ｓ３→Ｓ４是正常的），那么，逆時(shí)針?lè)较騻鬟f的檢測(cè)幀仍然能夠順利地在環(huán)上傳遞，Ｓ１無(wú)法據(jù)此判斷環(huán)路故障，而只能根據(jù)Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息來(lái)判斷了。

　　二、Ｇ．８０３２標(biāo)準(zhǔn)

　　鑒于ＲＦＣ３６１９存在上述弱點(diǎn)，有幾家通信設(shè)備廠商曾向ＩＴＵ－Ｔ提交了自己的方案，但都存在一些缺陷。經(jīng)過(guò)多次討論，ＩＴＵ－Ｔ于２００８年２月制訂了Ｇ．８０３２標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)與ＲＦＣ３６１９存在明顯不同，主要區(qū)別如下：

　?。保话l(fā)送檢測(cè)幀。

　?。玻溌钒l(fā)生故障后，發(fā)生故障的鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)開(kāi)始定期反復(fù)發(fā)送Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息，以避免消息丟失。發(fā)送Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息的時(shí)間間隔不是均勻的，它有個(gè)特點(diǎn)：開(kāi)始的三個(gè)Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息時(shí)間間隔很短，短至毫秒級(jí)，后面的Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息則以秒級(jí)的間隔較慢地發(fā)送。顯然，這很好地解決了快速切換和減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)之間的矛盾。

　?。常溌坊謴?fù)正常后，該鏈路相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)也開(kāi)始定期反復(fù)發(fā)送鏈路恢復(fù)的Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息給主控節(jié)點(diǎn)。但是，主控節(jié)點(diǎn)在收到該消息后并不能立即斷定整個(gè)環(huán)路恢復(fù)正常，而必須等待一段時(shí)間，看是否有消息到來(lái)。如果沒(méi)有Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息到來(lái)，則可斷定環(huán)路恢復(fù)正常。這是考慮到環(huán)上可能出現(xiàn)兩處鏈路故障的情形。我們假設(shè)Ｓ３和Ｓ４之間鏈路發(fā)生故障，Ｓ３和Ｓ４將反復(fù)發(fā)送Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息給主控節(jié)點(diǎn)，如果Ｓ４和Ｓ５之間的鏈路也發(fā)生故障，則Ｓ５也將反復(fù)發(fā)送Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息。若Ｓ３和Ｓ４之間的鏈路忽然恢復(fù)了，主控節(jié)點(diǎn)將收到Ｓ３發(fā)來(lái)的鏈路恢復(fù)的消息，但它不能立即斷定環(huán)路恢復(fù)，而必須等待一小段時(shí)間，在這段時(shí)間里，Ｓ１將收到Ｓ５發(fā)來(lái)的Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息，于是認(rèn)為環(huán)路并未恢復(fù)正常。

　　以上的討論僅針對(duì)單環(huán)網(wǎng)絡(luò)而言。在實(shí)際應(yīng)用中，以太網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常出現(xiàn)多個(gè)環(huán)相交、相切等情況。對(duì)于多環(huán)網(wǎng)絡(luò)，如何做到既能實(shí)現(xiàn)鏈路出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行快速切換，又避免邏輯成環(huán)，是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。目前，中興通訊、諾基亞西門子等少數(shù)廠商向ＩＴＵ－Ｔ提出了自己的方案。但是，何時(shí)能集各家所長(zhǎng)，形成完善統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，尚未可知。限于篇幅，本文不對(duì)多環(huán)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行討論。