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    • 专利摘要:
    本發明係揭露一種環狀網路之復原方法，包含下列步驟：當第一節點發生錯誤時，相鄰第一節點之第二節點與第三節點分別傳送一斷鏈封包（Link-down Packet）；於第一節點修復後，第一節點、第二節點以及第三節點分別傳送一鏈路封包（Link-up Packet），各鏈路封包分別具有第一節點、第二節點或第三節點之優先權值；以第一節點、第二節點以及第三節點之優先權值分別與各鏈路封包進行比較，使第一節點、第二節點或第三節點之端口（Ring Port）分別進入一前向狀態（Forward Status）或一禁閉狀態（Blocked Status）；以及於第一節點、第二節點以及第三節點之端口間，分別形成一禁閉鏈路（Blocked Link）以及前向鏈路（Forward Link）。
    公开号:TW201308940A
    申请号:TW100128442
    申请日:2011-08-09
    公开日:2013-02-16
    发明作者:Nen-Fu Huang；Chih-Hao Chen
    申请人:Nat Univ Tsing Hua；
    IPC主号:H04L12-00
    专利说明:
    環狀網路之復原方法
    本發明是有關於一種環狀網路之復原方法，特別是有關於一種以鏈路為連結基礎之環狀網路之復原方法。
    網路架構的連結形式可為線形（Line）、環狀（Ring）、排狀（Bus）、星形（Star）、網狀（Mesh）或樹狀（Tree）等拓撲結構（Topology），其中，環狀網路可藉由網路中各節點間的串連相接，而形成一種閉合之環形架構。而在區域網路或工業網路的應用中，每個節點更可設有網路交換機（Network Switch），再經由各交換機連結至電腦、伺服器或終端設備等通訊設備，以提供資訊交換的功能。又環狀網路的線路呈現閉合之環狀循環，因此，若舊資訊無窮迴圈地持續傳遞在環狀網路中時，網路頻寬將被舊資訊佔用，使新資訊無法傳遞，造成網路癱瘓，形成廣播風暴（Broadcast Storm）。為解決此問題，環狀網路往往採用將某一個交換機之端口設置為禁閉狀態，以淮許特定的控制封包（Control Packet）通過而禁止一般封包（Data Packet）通過，以避免發生資訊於環狀網路中無止境地傳遞的問題。
    另外，由於環狀網路的資訊傳遞特性，若網路中任一交換機或鏈路發生異常或毀損而中斷、無法使用時，亦將造成網路癱瘓。因此，為確保環狀網路的通訊暢通，目前雖已有網路設備供應商提出相關的解決方案，然，其係限於修改快速擴展樹通訊協定（Rapid Spanning Tree Protocol, RSTP）的演算方法而增快其復原速度，且採用上述解決方案所能縮減的復原時間卻未必能符合業界需求。
    又在眾多解決方案中，以國際電工委員會（International Electronics Commission, IEC）所訂定的標準IEC 62439中所提及的媒體冗餘協定（Media Redundancy Protocol, MRP）最受矚目。媒體冗餘協定係將一主控（Master）交換機之一端口設定為禁閉狀態，並定期發送一偵測訊號，以偵測各交換機或各鏈路的工作狀態。當環路中，某一交換機或鏈路發生損壞時，則立即將主控交換機之端口由禁閉狀態切換至同時允許特定的控制封包與一般封包通過的前向狀態，以啟動並導通備用的鏈路或網路，使一般封包可以經由備用鏈路或網路進行傳遞，藉此達到防止資料隨網路的中斷而停止傳輸，造成資料遺失的功效。而在損壞的交換機或鏈路完成修復後，可再將上述切換至前向狀態的端口切換至禁閉狀態，藉此提高環狀網路的穩定性。然而，上述方法在網路負載過重或是環狀網路拓樸範圍過大時，將會造成誤判而失效。因此，在IEC 62439標準規範中建議環狀網路中，使用節點較佳地應小於50個，而難以符合目前工業網路的實用需求。
    此外，習知之環狀網路復原方法中，其斷線偵測是採用定期發送偵測訊號以及超時（Timeout）觸發機制，容易在前述情況下發生誤判。環狀網路的復原時間需於知會復原的控制封包中設定，並使其繞行整個環狀網路。而當各節點收到知會復原的控制封包後，各節點將會清除自身的過濾資料庫（Filtering Database, FDB）以重新適應斷鏈後之環狀拓樸。然而，上述此法需於最後一個節點完成清除自身的過濾資料庫後方能完成復原，使得環狀網路的復原效率低。
    另外，以主從式（Master-Slave）交換機為架構基礎的環狀網路，當環狀網路中佈建多個主控型交換機時，則需經由複雜且耗時的優先權設定程序，方能決定在主控交換機發生損壞時，藉由次順位之交換機形成主控交換機，以避免網路直接癱瘓。而若於網路中只佈建單一個主控型交換機，則會有單點失效（Single Point Failure）的嚴重問題。
    有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種分散式環狀網路之復原方法，以解決主控優先順序競效與可能單點失誤的問題，且可大幅縮短復原時間。在鏈路中斷（Link Down）情形下，只需耗費斷鏈封包繞行二分之一環狀網路的時間，各節點即可完成清除過濾資料庫之動作並且復原完成。而在鏈路建立（Link Up）情形下，只需鏈路建立時間即完成復原。
    根據本發明之其中一目的，提出一種環狀網路之復原方法。環狀網路係包含複數個節點，各節點分別具有相鄰之各節點之優先權值，且此些節點設置有一第一節點、一第二節點以及一第三節點，其復原方法包含下列步驟：當第一節點發生錯誤時，相鄰第一節點之第二節點與第三節點分別傳送一斷鏈封包，各斷鏈封包分別具有第二節點與第一節點之優先權值，以及第三節點與第一節點之優先權值；以環狀網路之一備援鏈路（Backup Link）形成一前向鏈路；於第一節點修復後，第一節點、第二節點以及第三節點分別傳送一鏈路封包，各鏈路封包分別具有第一節點、第二節點以及第三節點之優先權值；以第一節點、第二節點以及第三節點之優先權值分別與各鏈路封包進行比較，使第一節點、第二節點或第三節點之端口分別進入一前向狀態或一禁閉狀態；以及於第一節點、第二節點以及第三節點之端口間，分別形成一禁閉鏈路或前向鏈路。
    更包括下列步驟：當第一節點發生錯誤時，第二節點與第三節點偵測獲得一端口斷鏈訊息。
    更包括下列步驟：當備援鏈路兩端之各節點分別接收至此些斷鏈封包時，各節點比較分析此些斷鏈封包，以運算獲得一錯誤訊息；以及當各斷鏈封包中同時具有第一節點之優先權值時，備援鏈路兩端之各節點藉由分析第一節點之優先權值，即得知錯誤訊息係源自於第一節點。因此，依上述方法，各節點藉由斷鏈封包中的優先權值可判斷得知錯誤訊息為同一事件，而避免重複處置，使得以縮短復原時間。
    更包括下列步驟：於第一節點修復後，第一節點將所接收之此些鏈路封包中，第二節點之優先權值載入一對應於第二節點之端口中，而第三節點之優先權值載入一對應於第三節點之端口中；以第二節點將所接收之鏈路封包中，第一節點之優先權值載入一對應於第一節點之端口中；以及以第三節點將所接收之鏈路封包中，第一節點之優先權值載入一對應於第一節點之端口中。
    根據本發明之另一目的，提出一種環狀網路之復原方法。環狀網路係包含複數個節點，各節點分別具有相鄰之各節點之優先權值，且此些節點設置有一第一節點以及一第二節點，其復原方法包含下列步驟：當第一節點與相鄰之第二節點間之鏈路發生錯誤時，第一節點以及第二節點分別傳送一斷鏈封包，各斷鏈封包分別具有第一節點以及第二節點之優先權值；以環狀網路之一備援鏈路形成一前向鏈路；於第一節點與第二節點間之鏈路修復後，第一節點以及第二節點分別傳送一鏈路封包，各鏈路封包分別具有第一節點以及第二節點之優先權值；使第一節點與第二節點間之相鄰端口分別進入一禁閉狀態，以形成第一節點與第二節點間之一禁閉鏈路。
    更包括下列步驟：當第一節點與第二節點間之鏈路發生錯誤時，第一節點與第二節點偵測獲得一端口斷鏈訊息。
    更包括下列步驟：當備援鏈路兩端之各節點分別接收至此些斷鏈封包時，各節點比較分析此些斷鏈封包，以運算獲得一錯誤訊息；以及當各斷鏈封包中同時具有第一節點之優先權值以及第二節點之優先權值時，備援鏈路兩端之各節點藉由分析第一節點之優先權值以及第二節點之優先權值，即得知錯誤訊息係源自於第一節點與第二節點間之鏈路。因此，依上述方法，各節點藉由斷鏈封包中的優先權值可判斷得知錯誤訊息為同一事件，而避免重複處置，使得以縮短復原時間。
    更包括下列步驟：於第一節點與第二節點間之鏈路修復後，第一節點將所接收之鏈路封包中，第二節點之優先權值載入一對應於第二節點之端口中；以及以第二節點將所接收之鏈路封包中，第一節點之優先權值載入一對應於第一節點之端口中。
    承上所述，依本發明之環狀網路之復原方法，其可具有一或多個下述優點：(1) 此復原方法無實施規模之限制，在鏈路建立之拓樸變化情形下，更可達到恆定復原時間（Constant Recovery Time），即鏈路建立所需之時間。(2) 此復原方法可藉由事件觸發（Event Trigger）之設計，而更可避免因網路負載過大而造成誤判之情形。(3) 此節點可藉由比較分析斷鏈封包中的優先權值以得知環狀網路中之節點或鏈路之損壞位置，藉此可過濾同一異常事件，進而縮短復原時間。(4) 各節點可藉由優先權值的比較，以決定各節點端口之前向狀態或禁閉狀態，藉此自動復原環狀網路，可達到降低優先權設定程序的複雜度及耗費時間。
    以下將參照相關圖式，說明依本發明之環狀網路之復原方法之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。
    請參閱第1圖，其係為本發明之環狀網路之復原方法之第一實施例之流程圖。如圖所示，環狀網路可包含複數個節點，且各節點可分別載有相鄰節點之優先權值，且此些節點依據優先權值之高低，可分別具有第一節點、第二節點以及第三節點，此僅為舉例並非限制。藉此，復原方法可包含下列步驟。
    於步驟S10中，當第一節點發生錯誤時，相鄰之第二節點與第三節點可偵測獲得一端口斷鏈訊息。
    於步驟S11中，由於相鄰第一節點之第二節點與第三節點分別載有第一節點之優先權值，因此，當第二節點偵測到端口斷鏈時，可傳送一具有第二節點與第一節點之優先權值之斷鏈封包（down, 2, 1）至環狀網路中。同時，當第三節點偵測到端口斷鏈時，可傳送一具有第三節點與第一節點之優先權值之斷鏈封包（down, 3, 1）至環狀網路中。且第二節點與第三節點將清除所載之第一節點之優先權值。
    於步驟S12中，當環狀網路之一備援鏈路兩端之各節點分別接收至此些斷鏈封包時，各節點將以此些斷鏈封包進行比較與分析，以運算獲得一錯誤訊息。若此些斷鏈封包中包含一個相同之優先權值，即可得知此優先權值所代表之節點發生錯誤，並可通知管理人員錯誤節點的發生位置，使進行修復。同時，備援鏈路兩端之節點可將端口由禁閉狀態切換至前向狀態，使備援鏈路形成前向鏈路，以淮許特定的控制封包及一般封包通過，避免網路通訊中斷。同時，斷鏈封包於環狀網路中各節點間傳遞，當各節點接收到此斷鏈封包時，將會清除自身的過濾資料庫並重新學習網路拓樸。且各節點亦可根據斷鏈封包中的資訊判斷錯誤訊息是否為相同之斷鏈事件，進而避免重複處置相同事件，可縮短復原時間。
    於步驟S13中，於第一節點修復後，第一節點可傳送一包含優先權值之鏈路封包（up, 1, 0）至相鄰之第二節點與第三節點。第二節點與第三節點可分別接收第一節點所傳送之鏈路封包，並分別再次載入第一節點之優先權值。且第二節點與第三節點亦可分別傳送一具有第二節點或第三節點之優先權值之鏈路封包（up, 2, 0）、（up, 3, 0）至第一節點，使第一節點得以載入相鄰之節點之優先權值。
    於步驟S14中，以第一節點、第二節點以及第三節點之優先權值分別與各鏈路封包進行比較，使第一節點、第二節點以及第三節點之端口分別切換至前向狀態或禁閉狀態。若第一節點之優先權值同時高於第二節點與第三節點，則第二節點與第三節點之相鄰於第一節之端口即分別進入禁閉狀態。且第二節點將傳送一具有第一節點與第二節之優先權值之鏈路封包（up, 1, 2）至環狀網路中。而第三節點將傳送一具有第一節點與第三節點之優先權值之鏈路封包（up, 1, 3）至環狀網路中。
    於步驟S15中，當第二節點或第三節點分別接收到具有第一節點與第三節點之優先權值之鏈路封包（up, 1, 3）或具有第一節點與第二節點之優先權值之鏈路封包（up, 1, 2）時，可再分別以其優先權值與鏈路封包進行比較分析，使第一節點、第二節點以及第三節點之端口間，分別形成禁閉鏈路或前向鏈路。若第二節點之優先權值高於第三節點，則第三節點在接收到具有第一節點與第二節點之優先權值之鏈路封包（up, 1, 2）時，第三節點可將相鄰第一節點之端口切換至前向狀態，使第三節點與第一節點間形成前向鏈路。且由於第二節點之優先權值高於第三節點，在第二節點在接收到具有第一節點與第三節點之優先權值之鏈路封包（up, 1, 3）時，將捨棄此封包而不再傳送，使第二節點與第一節點間維持禁閉鏈路。完成環狀網路的復原，並使環狀網路具有更新之備援鏈路。環狀網路上之各節點在收到鏈路封包時，因新的備援鏈路即為原先之斷鏈鏈路，因此可不需再次清除自身之過濾資料庫。
    請參閱第2A圖，其係為本發明之環狀網路之復原方法之第一實施例之第一狀態示意圖。如圖所示，環狀網路可包含複數個節點，且各節點可分別設置交換機，以連結至電腦或伺服器等通訊設備。藉由各交換機之端口相互鏈接，使各通訊設備可透過環狀網路進行資訊的交換。並且，可透過媒體存取控制位址（Media Access Control Address, MAC Address）或不重複之識別碼（Identity, ID）來設定各交換機的優先權值，但並不限制。各交換機可發送出包含優先權值的封包，以決定各交換機所發送出或接收到的封包優先順序。同時，各交換機可將由相鄰之各交換機所傳送之封包中之優先權值分別載入一對應之端口，並可經由各交換機的優先權值與所接收封包中之優先權值進行比較，以決定各交換機與其相鄰之各交換機間之鏈路的通訊狀態。再者，當環狀網路中之某一交換機發生錯誤時，各交換機亦可藉由封包中之優先權值而分析獲得發生錯誤之交換機位置，並可於錯誤修復後，自動重新定義修復之交換機與其相鄰之各交換機之鏈路狀態，使環狀網路可自動復原為一具有備援鏈路之環狀網路。
    舉例而言，環狀網路中設置有六台交換機，且依據各交換機的優先權值可分別為一號機10、二號機11、三號機12、四號機13、五號機14及六號機15。若數值越小代表優先權越高，則一號機10的優先權值「1」高於二號機11的優先權值「2」，二號機11的優先權值「2」高於三號機12的優先權值「3」，三號機12的優先權值「3」高於四號機13的優先權值「4」…以此類推。
    於本實施例中，一號機10之一端口鏈接至五號機14之一端口，而一號機10之另一端口鏈接至四號機13之一端口。三號機12之一端口鏈接至五號機14之另一端口，而三號機12之另一端口鏈接至二號機11之一端口。六號機15之一端口鏈接至二號機11之另一端口，而六號機15之另一端口鏈接至四號機13之另一端口。且一號機10於對應於四號機13之端口中，載有四號機13之優先權值「4」，而於對應於五號機15之端口中，載有五號機15之優先權值「5」。五號機14於對應於一號機10之端口中，載有一號機10之優先權值「1」，而於對應於三號機12之端口中，載有三號機12之優先權值「3」…以此類推，即各交換機分別於對應之端口中載有相鄰交換機之優先權值。
    並假設各交換機端口間之鏈路皆為前向鏈路21，可淮許特定的控制封包及一般封包通過。而僅一號機10與四號機13端口間之鏈路（link, 1, 4）為一備援鏈路20，形成在網路連線正常時唯一的禁閉鏈路，亦即，僅淮許特定的控制封包通過而禁止一般封包通過。而在網路連線發生錯誤時，備援鏈路可即時切換為前向鏈路，以允許所有封包通過，避免傳遞中的資料因網路的中斷而停止傳輸，造成資料遺失。
    值得注意的是，當兩交換機之相鄰端口皆為前向狀態時，其端口間之鏈路即為前向鏈路。例如，如圖所示，三號機12相鄰於五號機14之端口以黑點表示前向狀態，且五號機14相鄰於三號機12之端口亦以黑點表示前向狀態時，三號機12與五號機14間之鏈路即為前向鏈路21。而當兩交換機之相鄰端口皆為禁閉狀態時，其端口間之鏈路即為禁閉鏈路，並可作為環狀網路之備援鏈路20。例如，一號機10相鄰於四號機13之端口並未標示黑點，且四號機13相鄰於一號機10之端口亦未標示黑點，藉此表示一號機10與四號機13之相鄰端口皆為禁閉狀態，則一號機10與四號機13間之鏈路為禁閉鏈路，可作為本實施例之環狀網路之備援鏈路20。
    於本實施例中，若二號機11出現異常而使網路連線發生錯誤時，則三號機12與六號機15將可因偵測到一端口斷鏈（Ring Port Link-Down）的訊息，而分別輸出（down, 3, 2）與（down, 6, 2）之斷鏈封包30至環狀網路中，並分別清除對應於二號機11之端口中所記載之優先權值「2」。當一號機10與四號機13分別接收到（down, 3, 2）或（down, 6, 2）之斷鏈封包30時，一號機10與四號機13間之相鄰端口可由禁閉狀態切換至前向狀態，使備援鏈路20切換至前向鏈路21，以避免網路通訊中斷。並且，假設一號機10可先後接收到（down, 3, 2）與（down, 6, 2）之斷鏈封包30，又由於此兩斷鏈封包30皆具有優先權值「2」，因此一號機10可分析得知優先權值「2」所代表之二號機11可能發生異常，且此兩斷鏈封包30係源自於同一錯誤事件。因此一號機10將捨棄較晚收到的（down, 6, 2）封包而不再進一步傳送。同時環狀網路上之各節點於收到（down, 3, 2）與（down, 6, 2）之斷鏈封包可依相同方式判斷是否為同一事件，而同一事件僅清除自身過濾資料庫一次，藉此可避免因同一錯誤事件而重複清除資料庫，致使復原時間延長。且值得注意的是，斷鏈封包將自環狀網路的兩端分別發送，因此復原時間僅需耗費斷鏈封包繞行二分之一環狀網路的時間，各節點即已進行自身過濾資料庫之清除。
    承上所述，請一併參閱第2B圖，其係為本發明之環狀網路之復原方法之第一實施例之第二狀態示意圖。如圖所示，當二號機11完成修復後，二號機11將發送包含優先權值「2」的鏈路封包31，（up, 2, 0）至相鄰之三號機12與六號機15。且三號機12與六號機15亦可分別發送包含優先權值「3」及「6」的鏈路封包31，（up, 3, 0）及（up, 6, 0）至二號機11。二號機11、三號機12與六號機15將分別重新記載相鄰交換機之優先權值於對應之端口中。此時，二號機11將分別收到（up, 3, 0）及（up, 6, 0），並可重新以其優先權值「2」進行比較。由於優先權值「3」高於優先權值「6」，因此，二號機11將選擇相鄰於三號機12的端口進入禁閉狀態，捨棄（up, 6, 0）封包，並發送（up, 3, 2）封包至六號機15。且，由於優先權值「2」高於優先權值「3」，因此，三號機12將選擇相鄰於二號機11的端口進入禁閉狀態，發送（up, 2, 3）之鏈路封包31至五號機14。
    另一方面，由於優先權值「2」高於優先權值「6」，因此，六號機15將選擇相鄰於二號機11的端口進入禁閉狀態，並發送（up, 2, 6）至四號機13。然而，六號機15在接收到（up, 3, 2）封包時，因優先權值「3」高於優先權值「6」，使六號機15相鄰於二號機11的端口由禁閉狀態切換至前向狀態，形成六號機15與二號機11端口間的前向鏈路21。而三號機12在接收到（up, 2, 6）封包時，因優先權值「6」低於優先權值「3」，使三號機12相鄰於二號機11的端口仍維持禁閉狀態，形成三號機12與二號機11端口間的禁閉鏈路。
    最後，當二號機11或三號機12再次接收到（up, 2, 6）、（up, 2, 3）或（up, 3, 2）時，二號機11或三號機12將捨棄此些封包而不繼續傳送。完成復原環狀網路，並使其以三號機12與二號機11端口間的禁閉鏈路作為此環狀網路之一更新之備援鏈路20。
    請參閱第3圖，其係為本發明之環狀網路之復原方法之第二實施例之流程圖。如圖所示，環狀網路可包含複數個節點，且各節點可分別載有相鄰節點之優先權值，且此些節點依據優先權值之高低，可分別設置為第一節點及第二節點，此僅為舉例而非限制。其復原方法可包含下列步驟。
    於步驟S30中，當第一節點與相鄰之第二節點間之鏈路發生錯誤時，第一節點與第二節點可偵測獲得一端口斷鏈訊息。
    於步驟S31中，當第一節點偵測到端口斷鏈時，可傳送一具有第一節點與第二節點之優先權值之斷鏈封包（down, 1, 2）至環狀網路中。同時，當第二節點偵測到端口斷鏈時，可傳送一具有第二節點與第一節點之優先權值之斷鏈封包（down, 2, 1）至環狀網路中。且第一節點與第二節點將清除所載之相鄰節點之優先權值。
    於步驟S32中，當環狀網路之一備援鏈路兩端之各節點分別接收至此些斷鏈封包時，各節點將以此些斷鏈封包進行比較與分析，以運算獲得一錯誤訊息。若此些斷鏈封包中皆包含相同之優先權值，即可得知此優先權值所代表之節點間之鏈路發生錯誤，並可通知管理人員錯誤鏈路的發生位置，使進行修復。同時，備援鏈路兩端之各節點可將端口由禁閉狀態切換至前向狀態，使備援鏈路形成前向鏈路，以淮許特定的控制封包及一般封包通過，避免網路通訊中斷。
    於步驟S33中，於第一節點與第二節點間之鏈路修復後，第一節點可傳送一包含優先權值之鏈路封包（up, 1, 0）至相鄰之第二節點。第二節點接收第一節點所傳送之鏈路封包，並再次載入第一節點之優先權值。且第二節點亦可傳送一包含優先權值之鏈路封包（up, 2, 0）至第一節點，使第一節點得以載入第一節點之優先權值。
    於步驟S34中，以第一節點及第二節點之優先權值與各鏈路封包進行比較，使第一節點及第二節點之相鄰端口進入禁閉狀態，形成禁閉鏈路。且第一節點將傳送一具有第一節點與第二節之優先權值之鏈路封包（up, 1, 2）至環狀網路中。而第二節點將傳送一具有第二節點與第一節點之優先權值之鏈路封包（up, 2, 1）至環狀網路中。
    於步驟S35中，當第一節點或第二節點先後接收到具有第一節點與第二節點之優先權值之鏈路封包（up, 1, 2）或具有第二節點與第一節點之優先權值之鏈路封包（up, 2, 1）時，將捨棄此些封包而不再傳送，使第二節點與第一節點間維持禁閉鏈路。使環狀網路復原至具有備援鏈路之網路。
    請參閱第4A圖，其係為本發明之環狀網路之復原方法之第二實施例之第一狀態示意圖。如圖所示，環狀網路可包含複數個節點，且各節點可分別設置交換機，以連結至電腦或伺服器等通訊設備。藉由各交換機之端口相互鏈接，使各通訊設備可透過環狀網路進行資訊的交換。並且，可透過媒體存取控制位址或不重複的識別碼來設定各交換機的優先權值，但並不限制。各交換機可發送出包含優先權值的封包，以決定各交換機所發送出或接收到的封包優先順序。同時，各交換機可將由相鄰之各交換機所傳送之封包中之優先權值分別載入一對應之端口，並可經由各交換機的優先權值與所接收封包中之優先權值進行比較，以決定各交換機與其相鄰之各交換機間之鏈路的通訊狀態。再者，當環狀網路中之某一鏈路發生錯誤時，各交換機亦可藉由封包中之優先權值而分析獲得發生錯誤之鏈路位置，並可於錯誤修復後，自動重新定義修復之交換機與其相鄰之各交換機之鏈路狀態，使環狀網路可自動復原為一具有備援鏈路之環狀網路。
    舉例而言，環狀網路中設置有六台交換機，且依據各交換機的優先權值可分別為一號機10、二號機11、三號機12、四號機13、五號機14及六號機15。若數值越小代表優先權越高，則一號機10的優先權值「1」高於二號機11的優先權值「2」，二號機11的優先權值「2」高於三號機12的優先權值「3」，三號機12的優先權值「3」高於四號機13的優先權值「4」…以此類推。
    於本實施例中，一號機10之一端口鏈接至五號機14之一端口，而一號機10之另一端口鏈接至四號機13之一端口。三號機12之一端口鏈接至五號機14之另一端口，而三號機12之另一端口鏈接至二號機11之一端口。六號機15之一端口鏈接至二號機11之另一端口，而六號機15之另一端口鏈接至四號機13之另一端口。且一號機10於對應於四號機13之端口中，載有四號機13之優先權值「4」，而於對應於五號機15之端口中，載有五號機15之優先權值「5」。五號機14於對應於一號機10之端口中，載有一號機10之優先權值「1」，而於對應於三號機12之端口中，載有三號機12之優先權值「3」…以此類推，即各交換機分別於對應之端口中載有相鄰交換機之優先權值。
    並假設各交換機端口間之鏈路皆為前向鏈路21，可淮許特定的控制封包及一般封包通過。而僅一號機10與四號機13端口間之鏈路（link, 1, 4）為一備援鏈路20，形成在網路連線正常時唯一的禁閉鏈路，亦即，僅淮許特定的控制封包通過而禁止一般封包通過。而在網路連線發生錯誤時，備援鏈路可即時切換為前向鏈路，以允許所有封包通過，避免傳遞中的資料因網路的中斷而停止傳輸，造成資料遺失。
    值得注意的是，當兩交換機之相鄰端口皆為前向狀態時，其端口間之鏈路即為前向鏈路。例如，如圖所示，三號機12相鄰於五號機14之端口以黑點表示前向狀態，且五號機14相鄰於三號機12之端口亦以黑點表示前向狀態時，三號機12與五號機14間之鏈路即為前向鏈路21。而當兩交換機之相鄰端口皆為禁閉狀態時，其端口間之鏈路即為禁閉鏈路，並可作為環狀網路之備援鏈路20。例如，一號機10相鄰於四號機13之端口並未標示黑點，且四號機13相鄰於一號機10之端口亦未標示黑點，藉此表示一號機10與四號機13之相鄰端口皆為禁閉狀態，則一號機10與四號機13間之鏈路為禁閉鏈路，可作為本實施例之環狀網路之備援鏈路20。
    於本實施例中，若二號機11與三號機12間之鏈路出現異常而使網路連線發生錯誤時，則二號機11與三號機12將可因偵測到一端口斷鏈的訊息，而分別輸出（down, 3, 2）與（down, 2, 3）之斷鏈封包30至環狀網路中，並分別清除對應於相鄰交換機之端口中所記載之優先權值「2」或「3」。當一號機10與四號機13分別接收到（down, 3, 2）與（down, 2, 3）之斷鏈封包30時，一號機10與四號機13間之端口可由禁閉狀態切換至前向狀態，使備援鏈路20切換至前向鏈路21，以避免網路通訊中斷。並且，假設一號機10先後接收到（down, 3, 2）與（down, 2, 3）之斷鏈封包30，又由於此兩斷鏈封包30皆具有相同之優先權值「2」與「3」，因此一號機10可分析得知二號機11與三號機12間之鏈路發生異常，且此兩斷鏈封包30係源自於同一錯誤事件。因此一號機10將捨棄較晚收到的（down, 2, 3）而不再進一步傳送，並可得知二號機11與三號機12間之鏈路發生異常，同時環狀網路上之所有節點皆依相同之判斷方式得知兩斷鏈封包實代表同一斷鏈事件。本實施例中，當各節點得知為同一斷鏈事件時，各節點僅清除自身過濾資料庫一次，可避免因同一錯誤事件而重複清除，造成復原時間延長。並且，斷鏈封包將自環狀網路的兩端分別發送，因此，復原時間僅需為斷鏈封包繞行二分之一環狀網路的時間，各節點即已進行自身過濾資料庫之清除。
    承上所述，請一併參閱第4B圖，其係為本發明之環狀網路之復原方法之第二實施例之第二狀態示意圖。如圖所示，當二號機11與三號機12間之鏈路完成修復後，二號機11將發送包含優先權值「2」的鏈路封包31，（up, 2, 0）至兩邊相鄰之三號機12與六號機15。且三號機12亦可分別發送包含優先權值「3」的鏈路封包31，（up, 3, 0）至二號機11，六號機15亦發送包含優先權值「6」之鏈路封包31，（up, 6, 0）。二號機11、三號機12與六號機15 將可分別重新記載相鄰交換機之優先權值於對應之端口中。此時，二號機11將因三號機之優先權較六號機高而選擇相鄰於三號機12的端口進入禁閉狀態，並將三號機送出之（up, 3, 0）修改為（up, 3, 2）之鏈路封包31並轉送至六號機15。
    同時，三號機12將選擇相鄰於二號機11的端口進入禁閉狀態，並將本機的優先權值填入此鏈路封包31中，使二號機送出之（up, 2, 0）修改為（up, 2, 3），再傳送至五號機14。並使三號機12與二號機11端口間的禁閉鏈路作為更新之備援鏈路20，完成復原環狀網路。
    綜上所述，當環狀網路的鏈路連線發生錯誤時，備援鏈路可切換至前向鏈路的狀態，以復原網路連線。並且，在發生錯誤的節點或鏈路進行修復後，將以各節點之優先權值與接收到的各封包中的優先權值進行比較，以重新形成前向鏈路或禁閉鏈路，藉此，復原形成具有一備援鏈路之環狀網路。
    以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
    10．．．一號機
    11．．．二號機
    12．．．三號機
    13．．．四號機
    14．．．五號機
    15．．．六號機
    20．．．備援鏈路
    21．．．前向鏈路
    30．．．斷鏈封包
    31．．．鏈路封包
    以及
    S10~S15、S30~S35．．．流程步驟
    第1圖　係為本發明之環狀網路之復原方法之第一實施例之流程圖；第2A圖　係為本發明之環狀網路之復原方法之第一實施例之第一狀態示意圖；第2B圖　係為本發明之環狀網路之復原方法之第一實施例之第二狀態示意圖；第3圖　係為本發明之環狀網路之復原方法之第二實施例之流程圖；第4A圖　係為本發明之環狀網路之復原方法之第二實施例之第一狀態示意圖；以及第4B圖　係為本發明之環狀網路之復原方法之第二實施例之第二狀態示意圖。
    S10~S15．．．流程步驟
    权利要求:
    Claims (14)
    [1] 一種環狀網路之復原方法，該環狀網路係包含複數個節點，各該節點分別具有相鄰之各該節點之優先權值，且該些節點設置有一第一節點、一第二節點以及一第三節點，其復原方法包含下列步驟：當該第一節點發生錯誤時，相鄰該第一節點之該第二節點　與該第三節點分別傳送一斷鏈封包，各該斷鏈封包分別　具有該第二節點與該第一節點之優先權值，以及該第三　節點與該第一節點之優先權值；以該環狀網路之一備援鏈路形成一前向鏈路；於該第一節點修復後，該第一節點、該第二節點以及該第　三節點分別傳送一鏈路封包，各該鏈路封包分別具有該　第一節點、該第二節點以及該第三節點之優先權值；以該第一節點、該第二節點以及該第三節點之優先權值分　別與各該鏈路封包進行比較，使該第一節點、該第二節　點或該第三節點之端口分別進入一前向狀態或一禁閉狀　態；以及於該第一節點、該第二節點以及該第三節點之端口間，分　別形成一禁閉鏈路或該前向鏈路。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之環狀網路之復原方法，更包括下列步驟：當該第一節點發生錯誤時，該第二節點與該第三節點偵測　獲得一端口斷鏈訊息。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之環狀網路之復原方法，更包括下列步驟：當該第二節點傳送具有該第二節點與該第一節點之優先權　值之該斷鏈封包後，該第二節點清除所載之該第一節點　之優先權值；以及當該第三節點傳送具有該第三節點與該第一節點之優先權　值之該斷鏈封包後，該第三節點清除所載之該第一節點　之優先權值。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之環狀網路之復原方法，更包括下列步驟：當該備援鏈路兩端之各該節點分別接收至該些斷鏈封包時　，各該節點比較分析該些斷鏈封包，以運算獲得一錯誤　訊息。
    [5] 如申請專利範圍第4項所述之環狀網路之復原方法，更包括下列步驟：當各該斷鏈封包中同時具有該第一節點之優先權值時，該　備援鏈路兩端之各該節點藉由分析該第一節點之優先權　值，即得知該錯誤訊息係源自於該第一節點。
    [6] 如申請專利範圍第1項所述之環狀網路之復原方法，更包括下列步驟：於該第一節點修復後，該第一節點將所接收之該些鏈路封　包中，該第二節點之優先權值載入一對應於該第二節點　之端口中，而該第三節點之優先權值載入一對應於該第　三節點之端口中；以該第二節點將所接收之該鏈路封包中，該第一節點之優　先權值載入一對應於該第一節點之端口中；以及以該第三節點將所接收之該鏈路封包中，該第一節點之優　先權值載入一對應於該第一節點之端口中。
    [7] 如申請專利範圍第1項所述之環狀網路之復原方法，更包括下列步驟：以該禁閉鏈路形成修復後之該環狀網路之該備援鏈路。
    [8] 一種環狀網路之復原方法，該環狀網路係包含複數個節點，各該節點分別具有相鄰之各該節點之優先權值，且該些節點設置有一第一節點以及一第二節點，其復原方法包含下列步驟：當該第一節點與相鄰之該第二節點間之鏈路發生錯誤時，　該第一節點以及該第二節點分別傳送一斷鏈封包，各該　斷鏈封包分別具有該第一節點以及該第二節點之優先權　值；以該環狀網路之一備援鏈路形成一前向鏈路；於該第一節點與該第二節點間之鏈路修復後，該第一節點　以及該第二節點分別傳送一鏈路封包，各該鏈路封包分　別具有該第一節點以及該第二節點之優先權值；以及使該第一節點與該第二節點間之相鄰端口分別進入一禁閉　狀態，以形成該第一節點與該第二節點間之一禁閉鏈路　。
    [9] 如申請專利範圍第8項所述之環狀網路之復原方法，更包括下列步驟：當該第一節點與該第二節點間之鏈路發生錯誤時，該第一　節點與該第二節點偵測獲得一端口斷鏈訊息。
    [10] 如申請專利範圍第8項所述之環狀網路之復原方法，更包括下列步驟：當該第一節點傳送具有該第一節點與該第二節點之優先權　值之該斷鏈封包後，該第一節點清除所載之該第二節點　之優先權值；以及當該第二節點傳送具有該第二節點與該第一節點之優先權　值之該斷鏈封包後，該第二節點清除所載之該第一節點　之優先權值。
    [11] 如申請專利範圍第8項所述之環狀網路之復原方法，更包括下列步驟：當該備援鏈路兩端之各該節點分別接收至該些斷鏈封包時　，各該節點比較分析該些斷鏈封包，以運算獲得一錯誤　訊息。
    [12] 如申請專利範圍第11項所述之環狀網路之復原方法，更包括下列步驟：當各該斷鏈封包中同時具有該第一節點之優先權值以及該　第二節點之優先權值時，該備援鏈路兩端之各該節點藉　由分析該第一節點之優先權值以及該第二節點之優先權　值，即得知該錯誤訊息係源自於該第一節點與該第二節　點間之鏈路。
    [13] 如申請專利範圍第8項所述之環狀網路之復原方法，更包括下列步驟：於該第一節點與該第二節點間之鏈路修復後，該第一節點　將所接收之該鏈路封包中，該第二節點之優先權值載入　一對應於該第二節點之端口中；以及以該第二節點將所接收之該鏈路封包中，該第一節點之優　先權值載入一對應於該第一節點之端口中。
    [14] 如申請專利範圍第8項所述之環狀網路之復原方法，更包括下列步驟：以該禁閉鏈路形成修復後之該環狀網路之該備援鏈路。
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