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在基于彈性分組環(huán)的網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)二層設(shè)備互連的方法

文檔序號:7592108閱讀:181來源:國知局
專利名稱:在基于彈性分組環(huán)的網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)二層設(shè)備互連的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)中的彈性分組環(huán)技術(shù),尤其涉及在基于彈性分組環(huán)的網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)二層設(shè)備互連的方法。
背景技術(shù)
當(dāng)前通訊網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)重點轉(zhuǎn)向城域網(wǎng)。城域網(wǎng)(MAN)具有大容量、多業(yè)務(wù)、可擴展、高可靠性的特點;以太網(wǎng)技術(shù)以其成本低、簡潔、易擴展、以及便于IP包的傳輸和處理等特點,激發(fā)人們將局域網(wǎng)(LAN)中的以太經(jīng)濟模式擴展到MAN中。但是并不是可以直接將LAN中的以太模式搬到城域網(wǎng)中來,它在規(guī)模、端到端業(yè)務(wù)建立和質(zhì)量保證等方面還存在不少需要克服的難題。
彈性分組環(huán)(Resilient Packet Ring,RPR)技術(shù)集IP的智能化、以太網(wǎng)的經(jīng)濟性和光纖環(huán)網(wǎng)的高帶寬效率、可靠性于一體,為寬帶IP城域網(wǎng)運營商提供了一個良好的組網(wǎng)方案。
RPR是一種鏈路層互連技術(shù),利用RPR本身的尋址方式和算法,實現(xiàn)共享介質(zhì)下的設(shè)備互連和帶寬公平,可以應(yīng)用于三層交換機、路由器等三層數(shù)據(jù)通信和綜合通信設(shè)備上,也可以通過橋(Bridge)模式實現(xiàn)二層設(shè)備的互連。
RPR協(xié)議定義bridge模式實現(xiàn)二層,其基本原理為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點將收到的所有報文向全網(wǎng)廣播,每個節(jié)點下的客戶(Client)(包括PC/服務(wù)器)收到報文后,如果目的地址是自身地址或廣播/多播地址則接收,否則丟棄報文。這類似用Hub組建的局域網(wǎng)。這種方法雖然簡單,但存在以下缺點1、由于采用將所有報文向各節(jié)點廣播,因而普通數(shù)據(jù)報文也要廣播,所以帶寬的浪費較大。
2、RPR的空間復(fù)用是指普通報文在目的節(jié)點被剝離,所以不同節(jié)點間報文在同一環(huán)(內(nèi)環(huán)或外環(huán))傳輸時,只有共同的路徑的流量才會疊加。而現(xiàn)有技術(shù)方案的廣播方式使報文要經(jīng)過各節(jié)點,所以不具備RPR技術(shù)空間復(fù)用的優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種在基于彈性分組環(huán)的網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)二層設(shè)備互連的方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中實現(xiàn)二層設(shè)備互連存在浪費帶寬和不具備RPR空間復(fù)用的問題。
為解決上述問題,本發(fā)明提供以下技術(shù)方案一種在基于彈性分組環(huán)的網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)二層設(shè)備互連的方法,包括步驟A、所述網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點從上環(huán)報文中提取源MAC地址并判斷是否為本節(jié)點地址;如果是,則將報文封裝為基本幀類型并進行步驟E,否則進行步驟B;B、從上環(huán)報文中提取目的MAC地址并查找MAC表;如果查到該目的MAC地址對應(yīng)有RPR節(jié)點MAC地址,則進行步驟C,否則進行步驟D;C、將所述報文封裝為擴展幀類型,并且將查找到的RPR節(jié)點MAC地址封裝為該報文中的RPR目的MAC地址,將本節(jié)點的RPR節(jié)點MAC地址作為RPR源MAC地址,進行步驟E;D、將所述報文封裝為擴展幀類型,并且該報文中的RPR目的MAC地址封裝為廣播MAC地址值,進行步驟E;E、轉(zhuǎn)發(fā)封裝后的報文,并結(jié)束對該報文的處理。
其中步驟C中,將所述上環(huán)報文中的源、目的MAC地址分別封裝為擴展幀中的用戶目的MAC和用戶源地址。
所述節(jié)點收到擴展幀格式的下環(huán)報文時,從該報文中提取RPR源MAC地址和用戶源MAC地址進行地址學(xué)習(xí)處理,使所述MAC表中包含該源MAC地址與擴展源MAC地址的映射關(guān)系。
在進行學(xué)習(xí)時還將報文中的其他相關(guān)信息保存到MAC表的表項中。
步驟B中還從報文中提取所述的其他相關(guān)信息,并利用提取的目的MAC地址和該其他相關(guān)信息組成的地址查找MAC表,或者利用提取的目的MAC地址和其他相關(guān)信息經(jīng)處理后的簡化地址查找MAC表。
如果所述MAC表中的表項在預(yù)定時間內(nèi)未被訪問,則老化該表項。
本發(fā)明可以帶來以下有益效果1、使用本發(fā)明可以開發(fā)一種設(shè)備,使RPR協(xié)議應(yīng)用到二層網(wǎng)絡(luò)或二層和三層的混合網(wǎng)絡(luò)中,從而使網(wǎng)絡(luò)具有RPR協(xié)議的各種優(yōu)點,消除了橋模式的各種缺點。
2、通過本發(fā)明可實現(xiàn)L2/L3/R混合組建RPR環(huán);也可采用不同設(shè)備組建RPR環(huán),能夠大大簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的層次和復(fù)雜性,降低成本,可以根據(jù)需要實現(xiàn)各種具體應(yīng)用。
3、本發(fā)明的實現(xiàn)簡單,只需要在RPR協(xié)議規(guī)定的基礎(chǔ)上添加地址學(xué)習(xí)和查找的功能,因而便于在原來硬件平臺上升級。


圖1為RPR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明中RPR節(jié)點邏輯框圖;圖3為本發(fā)明對上環(huán)報文的處理流程圖;圖4為本發(fā)明對下環(huán)報文的處理流程圖。
具體實施例方式
RPR網(wǎng)絡(luò)可以由三層設(shè)備(Router或三層交換機等)和二層設(shè)備(Lanswitch等)組成,當(dāng)然節(jié)點處還要經(jīng)過RPR協(xié)議的處理。RPR協(xié)議定義了兩種數(shù)據(jù)幀格式,分別是基本幀類型和擴展幀類型。擴展幀類型比基本幀類型多了擴展目的MAC地址(daExtended)和擴展源MAC地址(saExtended)信息(詳見RPR最新草案),基本幀類型的報文用于三層設(shè)備,擴展幀類型的報文用于二層設(shè)備。
RPR擴展幀幀結(jié)構(gòu)如下表一所示表一

RPR基本幀格式如下表二所示表二

表一中DmacExtended、SmacExtended和Data域中的內(nèi)容,以及表二中BaseControl、R_Dmac、R_Smac、TTLBase、ExtendedControl、HEC和Data域的內(nèi)容為從用戶側(cè)接收的報文內(nèi)容,整個表項是RPR傳遞的幀格式。
基本幀和擴展幀應(yīng)用環(huán)境不同,一般二層設(shè)備互聯(lián)會采用擴展幀格式,因為用戶MAC地址需要透傳到對端的二層設(shè)備;而三層設(shè)備則不需要透傳用戶MAC地址信息,只需要根據(jù)IP或者其他協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)。
為了描述方便,本文將擴展幀和基本幀的R_DMAC稱為RPR節(jié)點目的MAC地址,R_SMAC稱為RPR節(jié)點源MAC地址;擴展幀的DmacExtended稱為用戶目的MAC地址,SmacExtended稱為用戶源MAC地址。
對于環(huán)上的各RPR節(jié)點,當(dāng)收到目的節(jié)點是本節(jié)點的單播報文或廣播/多播報文時,做下環(huán)處理,并進行二層或三層業(yè)務(wù)處理,將這些報文稱為下環(huán)報文。當(dāng)二層或三層處理后的報文需要進入RPR環(huán)網(wǎng)時,做上環(huán)處理,稱為上環(huán)報文。
本發(fā)明在對擴展幀類型的下環(huán)報文進行RPR協(xié)議處理時,進行地址學(xué)習(xí)處理,學(xué)習(xí)信息存儲到MAC表中,以此在MAC表中建立節(jié)點MAC地址與該節(jié)點下二層設(shè)備的MAC地址之間的映射關(guān)系;對于非擴展幀,則不必進行學(xué)習(xí)處理。
在對二層設(shè)備發(fā)送來的上環(huán)報文進行RPR協(xié)議處理時,首先提取二層業(yè)務(wù)的用戶目的MAC地址查找MAC表,若查找到匹配表項則用查到的RPR節(jié)點目的MAC地址作為RPR節(jié)點目的MAC地址,若查找不到匹配表項,則做全網(wǎng)節(jié)點的廣播處理,即將RPR節(jié)點目的MAC地址封裝為廣播MAC地址(全1),將本節(jié)點的RPR MAC地址作為報文的RPR源MAC地址;然后將以太網(wǎng)報文封裝為RPR擴展格式報文。
上、下環(huán)方向的聯(lián)系根據(jù)路徑對稱原則就是下環(huán)報文中的用戶源MAC地址對應(yīng)上環(huán)報文中的用戶目的MAC地址,下環(huán)報文中的RPR源MAC地址對應(yīng)上環(huán)報文中的RPR目的MAC地址,本節(jié)點的RPR MAC地址(標(biāo)識本節(jié)點唯一性的RPR MAC地址)作為報文的RPR源MAC地址。
MAC表項大致結(jié)構(gòu)為

訪問表項的地址可用T_MAC,也可以用T_MAC和其它相關(guān)信息組成的地址,或者是經(jīng)過處理后的簡化的地址,如CRC處理等。其它相關(guān)信息可以是虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識(vlan_id),也可以根據(jù)需要選擇其它信息。學(xué)習(xí)時將信息寫入MAC表,查找時,如果發(fā)現(xiàn)T_MAC和其它信息與報文中的信息相同,則表示匹配,否則不匹配。
MAC表有老化刷新的功能,當(dāng)某一MAC表項在較長時間既沒有被學(xué)習(xí)的方式訪問,也沒有被查找的方式訪問,則被老化。同時MAC表存在供CPU訪問的通道。
在利用二層MAC地址查表時,若查找到匹配項即二層用戶MAC地址對應(yīng)有節(jié)點MAC地址,則以該節(jié)點MAC地址為RPR目的MAC地址將報文封裝為擴展幀類型,即單播該報文;若查找不到匹配項即二層MAC地址沒有對應(yīng)的節(jié)點MAC地址,則將報文向全網(wǎng)廣播,從而使每個節(jié)點學(xué)習(xí)到其它節(jié)點的二層設(shè)備與節(jié)點的地址對應(yīng)關(guān)系。
參閱圖2所示,西向物理芯片(west Phy)和東向物理芯片(east Phy)接收報文后,判斷是否為本節(jié)點的報文還是直接轉(zhuǎn)發(fā),當(dāng)為本節(jié)點報文時做下環(huán)報文處理,并進行地址學(xué)習(xí),當(dāng)報文上環(huán)時做地址查找處理。其它處理與RPR協(xié)議相同。
參閱圖3所示,對上環(huán)方向報文的處理流程如下步驟100節(jié)點接收到業(yè)務(wù)側(cè)的上環(huán)報文后進行RPR處理。
步驟110從報文中提取用戶源MAC地址和本節(jié)點的RPR MAC地址比較,如果不一致則進行步驟120,否則進行步驟170。
步驟120提取報文中的目的MAC地址并查找MAC表項。
步驟130判斷是否查找到匹配項,即目的MAC地址是否對應(yīng)有RPR MAC地址,如果是則進行步驟140,否則進行步驟150。
步驟140將查找到的節(jié)點MAC地址封裝為報文中的RPR節(jié)點目的MAC地址,進行步驟160。
步驟150將報文中的目的MAC地址封裝為廣播值(廣播值為全1)。
步驟160將所述報文中的源、目的MAC地址分別封裝為用戶源MAC地址和用戶目的MAC地址,將本節(jié)點MAC地址封裝為RPR節(jié)點源MAC地址,將以太網(wǎng)報文封裝為擴展幀類型,進行步驟180。
步驟170不進行查找MAC表處理,將以太網(wǎng)報文封裝為基本幀類型,其中的源MAC地址和目的MAC地址不變。
用戶目的MAC地址和源MAC地址相當(dāng)于RPR節(jié)點目的MAC地址和源MAC地址,只需要加上生存時間(TTL)和BaseControl兩個域即可。
步驟180進行其他與現(xiàn)有相同的RPR協(xié)議處理后轉(zhuǎn)發(fā)報文。
參閱圖4所示,對下環(huán)方向報文的處理流程如下步驟200RPR節(jié)點接收到RPR側(cè)的下環(huán)報文后進行RPR協(xié)議處理。
步驟210判斷報文是否為基本幀格式,如果是則進行步驟240;否則進行步驟220。
RPR節(jié)點根據(jù)RPR幀頭中規(guī)定的比特位的值判斷報文是否為基本幀格式。
步驟220將報文中的用戶源MAC地址和RPR源MAC地址學(xué)習(xí)到MAC表項,供上環(huán)查表用。
步驟230將報文去掉RPR頭以及RPR目的MAC地址、源MAC地址和擴展控制域后恢復(fù)為以太網(wǎng)報文,并進行步驟250。
步驟240將RPR的MAC作為二層報文中的MAC地址,并去除其它RPR信息域,將報文封裝成以太網(wǎng)報文轉(zhuǎn)發(fā)到業(yè)務(wù)側(cè)。
步驟250對報文進行其他與現(xiàn)有技術(shù)相同的RPR處理。
總之,對于RPR節(jié)點接收的報文,對需要送往二層設(shè)備處理的幀進行學(xué)習(xí)處理;對于二層設(shè)備送來的報文,需要進入RPR環(huán)網(wǎng)的幀,進行目的節(jié)點地址的查找處理。查找時的匹配指的是二層設(shè)備送來報文中的目的MAC地址與MAC表中的T_MAC一致,根據(jù)需要匹配的信息還可有Vlan_id等。
采用本發(fā)明,RPR節(jié)點設(shè)備不僅可以組建二層網(wǎng)絡(luò)、三層網(wǎng)絡(luò),還可以使二層網(wǎng)絡(luò)和三層網(wǎng)絡(luò)共用RPR環(huán)網(wǎng),即二層、三層混合組網(wǎng),復(fù)用了RPR環(huán)網(wǎng)。從而具有最高的靈活性。當(dāng)L3/R組網(wǎng)時不需要地址學(xué)習(xí)處理。
采用本發(fā)明,不需要所有的報文都向全網(wǎng)廣播,并具有RPR技術(shù)的空間復(fù)用的優(yōu)點,且實現(xiàn)簡單。
權(quán)利要求
1.一種在基于彈性分組環(huán)的網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)二層設(shè)備互連的方法,其特征在于包括步驟A、所述網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點從上環(huán)報文中提取源MAC地址并判斷是否為本節(jié)點地址;如果是,則將報文封裝為基本幀類型并進行步驟E,否則進行步驟B;B、從上環(huán)報文中提取目的MAC地址并查找MAC表;如果查到該目的MAC地址對應(yīng)有彈性分組環(huán)(RPR)節(jié)點MAC地址,則進行步驟C,否則進行步驟D;C、將所述報文封裝為擴展幀類型,并且將查找到的RPR節(jié)點MAC地址封裝為該報文中的RPR目的MAC地址,將本節(jié)點的RPR節(jié)點MAC地址作為RPR源MAC地址,進行步驟E;D、將所述報文封裝為擴展幀類型,并且該報文中的RPR目的MAC地址封裝為廣播MAC地址值,進行步驟E;E、轉(zhuǎn)發(fā)封裝后的報文,并結(jié)束對該報文的處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,步驟C中,將所述上環(huán)報文中的源、目的MAC地址分別封裝為擴展幀中的用戶源MAC地址和用戶目的MAC地址。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述節(jié)點收到擴展幀格式的下環(huán)報文時,從該報文中提取RPR源MAC地址和用戶源MAC地址進行地址學(xué)習(xí)處理,使所述MAC表中包含該源MAC地址與擴展源MAC地址的映射關(guān)系。
4.如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,在進行學(xué)習(xí)時還將報文中的其他相關(guān)信息保存到MAC表的表項中。
5.如權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述其他相關(guān)信息包括但不限于環(huán)標(biāo)記和生存時間(TTL)域信息。
6.如權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,步驟B中還從報文中提取所述的其他相關(guān)信息,并利用提取的目的MAC地址和該其他相關(guān)信息組成的地址查找MAC表,或者利用提取的目的MAC地址和其他相關(guān)信息經(jīng)處理后的簡化地址查找MAC表。
7.如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,如果所述MAC表中的表項在預(yù)定時間內(nèi)未被訪問,則老化該表項。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在基于彈性分組環(huán)的網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)二層設(shè)備互連的方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中實現(xiàn)二層設(shè)備互連存在浪費帶寬和不具備RPR空間復(fù)用的問題。所述方法為下環(huán)方向節(jié)點提取下環(huán)的報文中的用戶源MAC地址和RPR節(jié)點源MAC地址進行學(xué)習(xí)處理,學(xué)習(xí)信息存儲到MAC表中;上環(huán)方向當(dāng)節(jié)點處理上環(huán)報文時,提取用戶源MAC地址和本RPR節(jié)點MAC地址比較,如果一致則封裝為基本RPR幀格式轉(zhuǎn)發(fā);如果不相等則提取二層業(yè)務(wù)的用戶目的MAC地址查找MAC表,若查找到匹配表項則用查到的RPR節(jié)點目的MAC作為RPR節(jié)點目的MAC地址,若查找不到匹配表項,RPR目的MAC地址封裝為廣播MAC地址,本節(jié)點的RPR MAC地址作為報文的RPR源MAC地址,然后將報文封裝成RPR擴展幀類型。
文檔編號H04L12/407GK1691629SQ20041003880
公開日2005年11月2日 申請日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月30日
發(fā)明者郭燕濤, 趙求鵬, 何洋, 王臨春 申請人:華為技術(shù)有限公司
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