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1、10申请公布号CN104065516A43申请公布日20140924CN104065516A21申请号201410315100322申请日20140703H04L12/24200601H04L12/703201301H04L12/2620060171申请人上海自仪泰雷兹交通自动化系统有限公司地址201206上海市浦东新区金海路1000号28号楼72发明人夏明亮陶伟54发明名称一种DCS骨干网双环切换方法57摘要本发明公开了一种DCS骨干网双环切换方法，包括步骤在DCS骨干网中每个网络汇聚点使用路由设备来分别连接到所述两张骨干网的交换机；通过配置各个路由设备，使得当前路由设备实时地检测威胁到业务。
2、流量传输的网络故障，在故障发生时切断与故障骨干网的逻辑连接并将业务流量导向另外一个正常的骨干网。本发明够使得DCS子系统在主用骨干网出现故障的情况下，迅速将业务流量切换到备用骨干网，不需要增加额外的网络设备，进一步提高了原有网络架构的可靠性，并最大限度地利用了网络资源。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页10申请公布号CN104065516ACN104065516A1/1页21一种DCS骨干网双环切换方法，所述DCS骨干网包括两张完全物理隔离且运行数据链路层环网收敛协议的骨干网，其特征在于，所述双环切换方。
3、法包括步骤步骤S1，在DCS骨干网中每个网络汇聚点使用路由设备来分别连接到所述两张骨干网的交换机；步骤S2，通过配置各个路由设备，使得当前路由设备实时地检测威胁到业务流量传输的网络故障，在故障发生时切断与故障骨干网的逻辑连接并将业务流量导向另外一个正常的骨干网。2根据权利要求1所述的DCS骨干网双环切换方法，其特征在于，所述步骤S2包括步骤S21，当前路由设备存储有两条路由条目，分别经由两个骨干网到达目标网段，当前路由设备通过检测对端路由设备是否可达来确定当前主用骨干网是否仍然可用，在某个对端站点的路由设备不可达时，使得经由当前主用骨干网的路由条目失效，使得备用的路由条目起效；步骤S22，各个。
4、路由设备对连接骨干网的端口进行流量监测，在流量超过预设的阀值时，将该端口禁用，端口禁用触发路由的切换，次优的经由另外一张正常骨干网的路由生效。3根据权利要求2所述的DCS骨干网双环切换方法，其特征在于，所述的当前路由设备存储两条路由条目，这两条路由条目的目标网段相同，且具有不同的优先级如果目标网段是某个骨干网所处网络，则经由该骨干网的路由优先级较高。4根据权利要求2所述的DCS骨干网双环切换方法，其特征在于，所述步骤S21中，通过对路由失效时间和路由切换时间的调整达到业务流量对时延的要求。5根据权利要求1所述的DCS骨干网双环切换方法，其特征在于，所述两张骨干网分别为ATC骨干网和ATS骨干网。
5、。权利要求书CN104065516A1/4页3一种DCS骨干网双环切换方法技术领域0001本发明涉及地铁CBTCCOMMUNICATIONBASEDTRAINCONTROL，基于通信的列车控制系统下属的DCSDATACOMMUNICATIONSYSTEM，数据通信系统子系统的双网切换方法。背景技术0002地铁CBTC系统下属的DCS子系统为其它列车控制相关的子系统提供通信平台，DCS子系统的网络故障会直接导致列车控制信息传输的中断，进而造成地铁线路的运营故障，所以DCS子系统的可靠性一直是CBTC系统提供商研究的课题。目前主流的地铁信号提供商都是通过多重冗余的网络来保证DCS子系统的可靠性的，。
6、并且在未来很长一段时间，“多重冗余网络”都将会是DCS子系统的主要研究方向。0003多重冗余网络，基本可以分为A/B网架构和ACTIVE/STANDBY主/备架构两种类型。A/B网架构是指搭建两张完全物理隔离的网络，两张网络没有主备之分，如图1所示，其中一张网络相当于另外一张网络的镜像，终端设备会同时连接到这两张网络，两张网络是没有主备之分的。在需要传输数据时，终端设备会将数据复制成两份，在两张网内传输，数据的目标设备将收到两份相同的数据，通过某种机制，目标设备会丢弃其中一份数据并保留另外一份。A/B网架构的优点比较明显在其中一张网络发生故障时，另外一张网由于与故障网络物理隔离，不会受到故障网。
7、络的影响，所以仍旧可以正常传输数据，并且由于两张网络没有主次之分，所以也就不存在主备切换造成的切换时延问题，可以保证在一张网出现故障时，通信不中断。同时，A/B网架构存在缺点1数据流同时在两张网里面传输，但是在到达目标设备后，有一半会被丢弃，造成网络资源的浪费；2在实际的应用中，并不是所有的终端设备都能够支持A/B网架构，同时向两张网络发送相同的数据不是操作系统层面能够做到的事情，需要应用层的支持，这会增加应用软件开发的难度；3在这种网络架构中，任意时刻列车控制流量和列车监控流量是混合在一起，在同一个物理网络中传输的，没有实现物理的隔离，在出现大的网络故障而转为站控时，无法保证车站ATSAUT。
8、OMATICTRAINSUPERVISION，自动列车监控服务器至中央ATS服务器的通信通道的正常。0004ACTIVE/STANDBY架构，如图2所示，在网络的每个节点上，通过冗余的设备或者冗余的物理链路来保证网络的可靠性在接入层设置冗余的接入交换机；在分布层设置冗余的，运行VRRP协议的路由设备；在核心层，设置环形结构的，运行环网快速收敛协议的二层骨干网交换机，这些冗余的网络设备，具有主备之分，在正常情况下，只有主用设备或者主用链路在工作，在故障情况下，备用设备或者备用链路会接替主用继续工作，保证业务流量的正常转发。相对于A/B网架构的缺点，ACTIVE/STANDBY架构的优点是1终端不。
9、需要向网络中发送两份流量，不会造成带宽的浪费；2终端不需要关心网络的具体结构，只需要把数据包交给网络设备即可，网络对于终端设备来说是完全透明的，大大降低了应用软件的开发难度；3可以实现ATCAUTOMATICTRAINCONTROL，列车自动控制流量和ATS流量的物理隔离，在正常情况下，ATC设备流量走ATC通道，ATS设备走ATS通道，任意一个通道说明书CN104065516A2/4页4故障，ATC流量或者ATS流量可以切换到对方的通道继续传输，ATC通道和ATS通道互为备份。ACTIVE/STANDBY网络结构的缺点是在主备网络设备或者主被物理链路因为故障需要切换时，会造成一定的通信切换时。
10、延，需要确保这种通信时延是应用层面可以接受的，否则就是通信丢失。0005在ACTIVE/STANDBY架构中，在骨干网层面存在两张骨干网，分别为ATC骨干网和ATS骨干网，传输不同类型的流量，但是如若其中任意一张骨干网出现多点故障或者环网风暴，都会导致ATC流量或者ATS流量的传输中断。如何有效解决这些问题，是本领域技术人员努力的方向。发明内容0006本发明的目的在于提供一种DCS骨干网双环切换方法，能够使得DCS子系统在主用骨干网出现故障的情况下，迅速将业务流量切换到备用骨干网，不需要增加额外的网络设备，进一步提高了原有网络架构的可靠性，并最大限度地利用了网络资源。0007实现上述目的的技术。
11、方案是0008一种DCS骨干网双环切换方法，所述DCS骨干网包括两张完全物理隔离且运行数据链路层环网收敛协议的骨干网，所述双环切换方法包括步骤0009步骤S1，在DCS骨干网中每个网络汇聚点使用路由设备来分别连接到所述两张骨干网的交换机；0010步骤S2，通过配置各个路由设备，使得当前路由设备实时地检测威胁到业务流量传输的网络故障，在故障发生时切断与故障骨干网的逻辑连接并将业务流量导向另外一个正常的骨干网。0011进一步地，所述步骤S2包括0012步骤S21，当前路由设备存储有两条路由条目，分别经由两个骨干网到达目标网段，当前路由设备通过检测对端路由设备是否可达来确定当前主用骨干网是否仍然可用。
12、，在某个对端站点的路由设备不可达时，使得经由当前主用骨干网的路由条目失效，使得备用的路由条目起效；0013步骤S22，各个路由设备对连接骨干网的端口进行流量监测，在流量超过预设的阀值时，将该端口禁用，端口禁用触发路由的切换，次优的经由另外一张正常骨干网的路由生效。0014进一步地，所述的当前路由设备存储两条路由条目，这两条路由条目的目标网段相同，且具有不同的优先级如果目标网段是某个骨干网所处网络，则经由该骨干网的路由优先级较高。0015进一步地，所述步骤S21中，通过对路由失效时间和路由切换时间的调整达到业务流量对时延的要求。0016进一步地，所述两张骨干网分别为ATC骨干网和ATS骨干网。0。
13、017本发明的有益效果是本发明利用分布层的路由设备，检测故障，将业务流量导向另外一张没有发生故障的正常骨干网，并且网络切换时间满足业务流量对时延的要求，则在骨干网层面，在实现了环网物理链路冗余的同时，也实现了类似设备的冗余，DCS网络的可靠性可以得到进一步提高。并且，本发明没有造成网络资源的浪费，而且最大限度地利用说明书CN104065516A3/4页5了网络资源，使得正常情况下，ATC网和ATS网各自负责被指派的流量类型转发，在故障时，接替故障网络转发来自故障网络的业务流量。同时，本发明不需要增加额外的网络设备，所以是一种较为经济的网络优化方案。附图说明0018图1是A/B网网络架构；001。
14、9图2是ACTIVE/STANDBY网络架构；0020图3是本发明的DCS骨干网双环切换方法的流程图。具体实施方式0021本发明基于ACTIVE/STANDBY网络架构，一般在下列情况下需要促成双网切换00221网络中出现多点故障，被分割为若干个部分，由于上层物理连接的中断，下挂到这若干个部分的路由器无法通过故障链路来转发来自终端的数据；00232网络出现拥塞或者发生广播风暴，网络资源被重复的广播包或者组播包消耗殆尽，无法保证正常业务流量转发。0024上述两种网络故障是触发双网出现切换的前提条件，切换的动作是由处于分布层的具有路由功能的路由设备三层交换机或者路由器来完成的，路由设备需要采取收敛。
15、机制来实时地检测可能威胁到业务流量传输的网络故障，并且在故障发生时切断与故障网络的逻辑连接并将业务流量导向另外一个正常的网络。所以路由设备需要同时连接到这两张骨干网，实现对这两个网络的故障检测，在正常情况下转发流量ATC流量转发到ATC骨干网，ATS流量转发到ATS骨干网；故障情况下流量路径切换ATC骨干网故障，将ATC流量导向ATS骨干网；ATS骨干网故障，将ATS流量导向ATC骨干网。0025对于第一种故障情况多点故障，由于骨干网是纯二层的网络，对于路由设备是完全透明的，路由设备无法定位故障点，但是可以检测连接到故障骨干网的其它路由设备是否可达，这些路由设备是每个站的ATC终端设备和ATS。
16、终端设备的网关，是去往这些站的内网的下一跳，在骨干网出现故障时，必然有一部分或者是全部的路由设备不可达，所以当前路由设备可以通过检测对端路由设备是否可达来确定当前主用骨干网是否仍然可用。接下来，当前路由设备如果发现某个对端站点的路由设备不可达时，就需要使当前路由表中到达该路由设备内网的，经由不可达路由设备的路由条目失效。在经由故障骨干网的路由失效后，当前路由设备需要一条备用路由起效，进入路由表来指导数据包转发。所以在当前路由设备上，需要至少存储两条去往目标路由设备内网的路由条目，这两条路由条目的目标网段相同，分别经由ATC骨干网和ATS骨干网到达目标网段，且具有不同的优先级如果目标网段是ATC。
17、网络则经由ATC骨干网的路由优先级较高，反之目标网段如果是ATS网络，则经由ATS骨干网的路由优先级较高。这样就可以实现正常情况下，ATC流量经由ATC网元设备到达目的设备，ATS流量经由ATS网元设备到达目标设备，ATC流量和ATS流量物理隔离；故障情况下，业务流量由故障网络导向非故障网络，保证正常线路运营。0026另外，网络的切换时间必须要满足业务流量对时延的要求，上述双网切换过程实际上就是路由的切换过程，这里的切换时间包含了两部分路由失效时间路由切换时间，路由失效时间主要取决于对象追踪机制的检测周期；路由切换时间主要取决于路由设备上说明书CN104065516A4/4页6采用的路由协议。。
18、通过对这两种时间的调整可以控制路由切换时间保持在业务允许的正常范围内。0027对于第二种故障情况环网流量风暴，威胁以太网设备正常运行的最大故障就是环路风暴，在出现广播风暴时，如果交换机上没有做相应的流量控制，几乎全部的网络带宽都会被广播流量占用，正常的业务流量无法发送出去，造成通信的中断。在出现广播风暴时，当前路由设备连接故障环网的物理接口的广播包数量必然会急剧飙升，我们可以设置路由设备在连接骨干网的接口上开启端口流量监测功能，设定单位时间内允许接收的广播包数量，一旦某一时刻广播流量超过设定的阀值，则自动将该端口禁用。其它节点的路由设备，也会进行相同的操作，断开与故障环网的逻辑连接，这是一个整。
19、体的切换，与前一个部分切换是不同的。端口禁用必然会触发路由的切换，因为连接故障环网的外接口地址已经不可达，次优的经由另外一张正常骨干网的路由生效，进入路由表指导流量的转发，之前主用路由已经被删除。0028综上，请参阅图3，本发明的DCS骨干网双环切换方法，包括步骤0029步骤S1，在DCS骨干网中每个网络汇聚点使用路由设备来分别连接到所述两张骨干网的交换机；0030步骤S2，通过配置各个路由设备，具体地配置对象追踪；静态路由；静态路由对象追踪的绑定；物理接口的流量监控和自动锁闭功能；在路由设备上配置接口的业务地址和管理地址；配置去往其它路由设备内网的静态路由，每个目标网段会对应两条路由条路，对。
20、于目标地址是ATC网络的路由，设置经由ATC骨干网的路由优先级更高，于目标地址是ATS网络的路由，设置经由ATS网络的路由优先级更高；配置对象追踪来监控对端路由设备是否可达；配置静态路由和上述追踪进程的关联；配置每个网络汇聚点的路由设备的外接口端口监控功能，设定流量阀值；0031从而使得当前路由设备实时地检测威胁到业务流量传输的网络故障，在故障发生时切断与故障骨干网的逻辑连接并将业务流量导向另外一个正常的骨干网。具体包括0032步骤S21，当前路由设备存储有两条路由条目，分别经由两个骨干网到达目标网段，当前路由设备通过检测对端路由设备是否可达来确定当前主用骨干网是否仍然可用，在某个对端站点的路。
21、由设备不可达时，使得经由当前主用骨干网的路由条目失效，使得备用的路由条目起效；0033步骤S22，各个路由设备对连接骨干网的端口进行流量监测，在流量超过预设的阀值时，将该端口禁用，端口禁用触发路由的切换，次优的经由另外一张正常骨干网的路由生效。0034以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。说明书CN104065516A1/3页7图1说明书附图CN104065516A2/3页8图2说明书附图CN104065516A3/3页9图3说明书附图CN104065516A。