隨著以太網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，其應用范圍越來越廣，以太網(wǎng)的保護切換功能也變得尤為重要。所謂保護切換，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（國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組）于今年２月制訂了關(guān)于以太網(wǎng)單環(huán)網(wǎng)絡(luò)的保護切換方案，即Ｇ．８０３２標準。下面介紹一下該標準的基本內(nèi)容，但為了展示其優(yōu)點，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)自動保護切換方案ＲＦＣ３６１９。

　　一、ＲＦＣ３６１９

　　該方案的實現(xiàn)過程如下：

　　圖１是由６臺交換機構(gòu)成的環(huán)網(wǎng)。首先，選擇一臺交換機，例如Ｓ１，作為主控節(jié)點。在環(huán)上各鏈路均正常的情況下，Ｓ１將它的一個端口阻塞，以防止邏輯成環(huán)而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)風暴。Ｓ１如何判斷環(huán)路是完好的呢？它定時（比如每隔１秒）從一個端口向外發(fā)送檢測幀，該幀經(jīng)過環(huán)上節(jié)點逐個傳遞。如果該檢測幀能從Ｓ１的另一個端口回來，Ｓ１認為環(huán)路是完好的。

　　當環(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，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Ｓ１發(fā)送Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ類型的消息，告訴它有鏈路故障。主控節(jié)點收到通知后，把它的后備端口打開，發(fā)送類型為Ｆｌｕｓｈ－ｄｏｗｎ的消息給環(huán)上所有節(jié)點，告訴它們：環(huán)上有鏈路故障，請刷新地址轉(zhuǎn)發(fā)表，如圖２所示。這就實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的快速保護切換。

　　在實際環(huán)境中，Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息在向主控節(jié)點傳送的過程中有可能丟失。但是，因為主控節(jié)點在定期發(fā)送檢測幀，所以，即使Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息丟失，主控節(jié)點也可以根據(jù)收不到檢測幀這一點來判斷環(huán)路出現(xiàn)了故障。不過這種判斷方法的反應速度顯然比較慢。需要說明的是，環(huán)路出現(xiàn)故障后，Ｓ１仍繼續(xù)定期發(fā)送檢測幀。

　　當Ｓ３和Ｓ４之間的鏈路恢復正常時，檢測幀得以穿過，主控節(jié)點Ｓ１發(fā)現(xiàn)檢測幀成功返回，于是認為環(huán)路恢復正常，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，告訴它們：環(huán)上鏈路恢復正常，請刷新地址。

　　仔細分析一下上述環(huán)網(wǎng)保護方法，不難看出它有以下幾個弱點：

　?。保绻蹋椋睿耄洌铮鳎钕⒃谒屯骺毓?jié)點的途中因故丟失，則主控節(jié)點只能依賴檢測幀超時未返回來判斷環(huán)路出現(xiàn)故障，而這個超時時間一般很長。例如，假設(shè)檢測幀是每隔１秒鐘發(fā)送一個，主控節(jié)點考慮到個別幀意外丟失的可能，通常需要將其返回的超時時間設(shè)定為２秒或３秒以上。這顯然達不到快速切換的目的。

　?。玻翩溌饭收鲜菃蜗虻?，檢測幀超時機制可能檢測不到該故障。舉個例子，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，逆時針方向傳遞的檢測幀仍然能夠順利地在環(huán)上傳遞，Ｓ１無法據(jù)此判斷環(huán)路故障，而只能根據(jù)Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息來判斷了。

　　二、Ｇ．８０３２標準

　　鑒于ＲＦＣ３６１９存在上述弱點，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)過多次討論，ＩＴＵ－Ｔ于２００８年２月制訂了Ｇ．８０３２標準。該標準與ＲＦＣ３６１９存在明顯不同，主要區(qū)別如下：

　?。保话l(fā)送檢測幀。

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

　　３．鏈路恢復正常后，該鏈路相鄰的兩個節(jié)點也開始定期反復發(fā)送鏈路恢復的Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息給主控節(jié)點。但是，主控節(jié)點在收到該消息后并不能立即斷定整個環(huán)路恢復正常，而必須等待一段時間，看是否有消息到來。如果沒有Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息到來，則可斷定環(huán)路恢復正常。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將反復發(fā)送Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息給主控節(jié)點，如果Ｓ４和Ｓ５之間的鏈路也發(fā)生故障，則Ｓ５也將反復發(fā)送Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息。若Ｓ３和Ｓ４之間的鏈路忽然恢復了，主控節(jié)點將收到Ｓ３發(fā)來的鏈路恢復的消息，但它不能立即斷定環(huán)路恢復，而必須等待一小段時間，在這段時間里，Ｓ１將收到Ｓ５發(fā)來的Ｌｉｎｋ－ｄｏｗｎ消息，于是認為環(huán)路并未恢復正常。

　　以上的討論僅針對單環(huán)網(wǎng)絡(luò)而言。在實際應用中，以太網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常出現(xiàn)多個環(huán)相交、相切等情況。對于多環(huán)網(wǎng)絡(luò)，如何做到既能實現(xiàn)鏈路出現(xiàn)故障時進行快速切換，又避免邏輯成環(huán)，是一個復雜的問題。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，何時能集各家所長，形成完善統(tǒng)一的標準，尚未可知。限于篇幅，本文不對多環(huán)網(wǎng)絡(luò)進行討論。