專利名稱：基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)交換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)交換方法。
背景技術(shù)：
隨著VLAN(虛擬局域網(wǎng))技術(shù)的廣泛應(yīng)用，尤其是在城域網(wǎng)中每個(gè)用戶一個(gè)VLAN的使用，使得范圍為0～4095的VLAN ID(VLAN標(biāo)識(shí))成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。
另外，隨著三層交換機(jī)的不斷成熟和大量應(yīng)用，許多企業(yè)網(wǎng)和部分城域網(wǎng)用戶都傾向于使用三層交換機(jī)來搭建骨干網(wǎng)，但考慮到投資高、維護(hù)難和現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備不支持等，一般不愿意使用基于MPLS(多協(xié)議標(biāo)簽交換)或者IP協(xié)議的VPN(虛擬專用網(wǎng))，而希望采用簡(jiǎn)單的基于VLAN的VPN，可是VLAN技術(shù)本身并沒有提供VPN方案。
為此，業(yè)界提出了擴(kuò)展VLAN ID數(shù)量的QinQ(VLAN堆棧，VLANStack)技術(shù)，以滿足各種網(wǎng)絡(luò)對(duì)VLAN ID的需求。
同時(shí)QinQ也通過提供兩層(甚至多層)VLAN，提供基于VLAN的VPN，從而提供一種廉價(jià)、簡(jiǎn)潔的二層VPN解決方案。
總之，QinQ協(xié)議在城域網(wǎng)中，解決了日益緊缺的VLAN ID資源問題，提供了一種較為廉價(jià)、簡(jiǎn)單的二層VPN解決方案。
QinQ技術(shù)是在原有的802.1Q幀格式基礎(chǔ)上又?jǐn)U展了一個(gè)4個(gè)字節(jié)的VLAN標(biāo)記，具體的幀格式如表1所示
表1

由于QinQ技術(shù)是在802.1Q基礎(chǔ)上發(fā)展，因此，要求QinQ技術(shù)完全兼容802.1Q，即完全兼容原有802.1Q VLAN的所有特性，也就是說，所有網(wǎng)上現(xiàn)有的支持VLAN的交換機(jī)均可以將QinQ的報(bào)文當(dāng)作802.1Q報(bào)文正常轉(zhuǎn)發(fā)而不會(huì)產(chǎn)生任何兼容性問題；同時(shí)，QinQ技術(shù)又增加了12bit的VLAN ID，使得總的可用VLAN ID數(shù)量高達(dá)24bit(12bit+12bit＝24bit)，即總數(shù)量為2的24次方合計(jì)16M，從而完全可以滿足各種網(wǎng)絡(luò)對(duì)VLAN ID的需求。
同時(shí)，QinQ技術(shù)由于支持外層VLAN和內(nèi)層VLAN，可以將內(nèi)層VLAN作為用戶私網(wǎng)VLAN規(guī)劃，外層VLAN作為公網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃，從而提供基于VLAN的VPN，可以滿足用戶對(duì)廉價(jià)、簡(jiǎn)潔的二層VPN的需求。
而且，還可以多次擴(kuò)展增加802.1Q標(biāo)記，但通過實(shí)際應(yīng)用可知，通常兩層即可滿足需求。
然而，從表1可以看出，如果采用表1所述的幀格式，則每個(gè)增加的802.1Q的標(biāo)簽頭均為4個(gè)字節(jié)，大大增加了報(bào)文頭的開銷。
基于上述QinQ技術(shù)，目前所有的交換機(jī)、路由器、寬帶接入服務(wù)器等設(shè)備，對(duì)于QinQ功能，增加了一個(gè)外層或者內(nèi)層的QinQ標(biāo)記的封裝和解封裝功能，即接收模塊按照端口(或者其他策略)，在原有已經(jīng)有一個(gè)802.1QVLAN標(biāo)簽頭的基礎(chǔ)上增加一個(gè)標(biāo)簽頭從而提供QinQ的封裝，在發(fā)送模塊按照端口(或者其他策略)，將兩個(gè)QinQ的標(biāo)簽頭剝離一個(gè)從而提供QinQ的解封裝。其他查表模塊、學(xué)習(xí)模塊都是和原來一樣，都只選擇一個(gè)VLAN標(biāo)簽頭進(jìn)行處理，通常選擇新增加的那個(gè)標(biāo)簽頭，一般將已有的標(biāo)簽頭叫做C-VLAN，新增的標(biāo)簽頭叫做S-VLAN，通常選擇使用S-VLAN進(jìn)行處理，當(dāng)然，也可以選擇使用C-VLAN。
現(xiàn)有技術(shù)中，支持QinQ的設(shè)備典型的組網(wǎng)及業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)組成如圖1和圖2所示。以選擇使用S-VLAN為例，所述的系統(tǒng)如圖2所示，具體如下接收模塊該模塊負(fù)責(zé)接收網(wǎng)段上的所有數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包一般可以是帶兩個(gè)標(biāo)簽頭的，也可以帶一個(gè)標(biāo)簽頭，如果帶一個(gè)標(biāo)簽頭，交換機(jī)會(huì)知道根據(jù)某種策略，如端口所屬默認(rèn)S-VLAN，添加上相應(yīng)的標(biāo)簽頭。
學(xué)習(xí)模塊該模塊學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)包中的源MAC地址、接收該報(bào)文的端口、報(bào)文所屬的S-VLAN，并且注冊(cè)到轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中，并且每個(gè)注冊(cè)的表項(xiàng)都可以根據(jù)需要啟動(dòng)老化定時(shí)器，定時(shí)器超時(shí)則將表項(xiàng)刪除。
查找模塊該模塊根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的MAC地址、S-VLAN標(biāo)識(shí)已經(jīng)數(shù)據(jù)庫中注冊(cè)的信息決定轉(zhuǎn)發(fā)，在查找的數(shù)據(jù)庫中，不僅包括MAC地址、端口信息，而且還包括所屬的S-VLAN虛擬網(wǎng)段信息。
發(fā)送模塊該模塊將數(shù)據(jù)包發(fā)送到以太網(wǎng)段上，如果該網(wǎng)段只需要標(biāo)準(zhǔn)的802.1Q，那么就將該S-VLAN標(biāo)簽頭去掉，如果是與其他QinQ網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備互連的端口，一般不去掉。
上述具體的功能模塊，可以由軟件完成，也可以由硬件完成。在二層交換機(jī)中，通常采用專用的ASIC芯片實(shí)現(xiàn)接收模塊、學(xué)習(xí)模塊、查找模塊和發(fā)送模塊的所有功能，部分特殊報(bào)文比如送到設(shè)備本身處理的控制報(bào)文則送軟件處理。
同樣，具體的功能模塊，可以是在集中的軟件、硬件處理部件上各個(gè)模塊集中處理，也可以各個(gè)模塊分布在設(shè)備不同的軟件、硬件處理部件上分布式處理。以盒式二層交換機(jī)為例，其為采用集中的硬件處理所有模塊功能，典型的插槽式交換機(jī)，一般每個(gè)單板都具備完整的硬件處理功能，每個(gè)單板完成獨(dú)立的接收模塊、學(xué)習(xí)模塊、查找模塊和發(fā)送模塊的所有功能，各個(gè)單板直接相互獨(dú)立而有相互協(xié)作。
相應(yīng)的典型的業(yè)務(wù)報(bào)文的查找轉(zhuǎn)發(fā)流程如圖3所示，具體包括步驟31接收模塊處理接收?qǐng)?bào)文；步驟32判斷所述的報(bào)文是否為單播報(bào)文，如果是，則執(zhí)行步驟33，否則，執(zhí)行步驟36；步驟33調(diào)整查找轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫，即查找轉(zhuǎn)發(fā)表中的信息；步驟34判斷是否存在與該S-VLAN匹配的目的MAC地址存在，如果存在，則執(zhí)行步驟37，否則，執(zhí)行步驟35步驟35確定需要向同一S-VLAN除源端口外所有端口轉(zhuǎn)發(fā)該報(bào)文，并執(zhí)行步驟38；步驟36則確定為多播報(bào)文或廣播報(bào)文，并執(zhí)行步驟35；對(duì)于所述的多播報(bào)文也可以按照VLAN進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，即根據(jù)多播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)中記錄的S-VLAN信息進(jìn)行多播轉(zhuǎn)發(fā)處理；步驟37確定需要向目的MAC地址所在的端口轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文，且所述的目的MAC地址所在的端口不是相應(yīng)的源端口，并執(zhí)行步驟38；步驟38由發(fā)送模塊按照轉(zhuǎn)發(fā)策略轉(zhuǎn)發(fā)所述的報(bào)文，執(zhí)行步驟39；步驟39進(jìn)行下一個(gè)報(bào)文的處理，并重新執(zhí)行步驟31。
在上述處理過程中如果目的MAC和源MAC不在同一網(wǎng)段內(nèi)(即同一廣播域內(nèi))，則丟棄該數(shù)據(jù)包。
同時(shí)，在上述處理過程中，接收模塊和發(fā)送模塊均按照S-VLAN中對(duì)應(yīng)的802.1p CoS(服務(wù)等級(jí))進(jìn)行調(diào)度，當(dāng)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到以太網(wǎng)段上時(shí)，如果該網(wǎng)段只需要標(biāo)準(zhǔn)的802.1Q，則將該S-VLAN標(biāo)簽頭去掉，原有基于802.1p CoS的優(yōu)選級(jí)也隨之丟失，這樣，在后續(xù)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中，就沒有相應(yīng)的QoS保障。
可以看出，在傳統(tǒng)的支持VLAN的設(shè)備上，增加了在接收、發(fā)送端口上根據(jù)某種策略封裝或者解封裝外層或者內(nèi)層的S-VLAN標(biāo)簽頭能力。但真正的轉(zhuǎn)發(fā)還是VLAN轉(zhuǎn)發(fā)，而并沒有根據(jù)QinQ的各個(gè)VLAN ID信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，無法同時(shí)區(qū)分S-VLAN和C-VLAN，也就無法提供精細(xì)的同時(shí)區(qū)分S-VLAN和C-VLAN的交換轉(zhuǎn)發(fā)能力，以及同時(shí)統(tǒng)計(jì)S-VLAN和C-VLAN的轉(zhuǎn)發(fā)流量。而且，無法保持802.1p CoS優(yōu)先級(jí)，也無法提供對(duì)QinQ多層802.1p CoS優(yōu)先級(jí)的組合調(diào)度。
在進(jìn)行VLAN堆疊交換處理過程中，還需要進(jìn)行標(biāo)簽標(biāo)記的處理，即在報(bào)文中打上相應(yīng)的VLAN標(biāo)簽后，再進(jìn)行報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)處理。
目前，對(duì)于使能了QinQ功能的處理設(shè)備，具體采用的標(biāo)簽標(biāo)記方法為首先，高速查找接收端口或者發(fā)送端口配置的QinQ標(biāo)簽值；典型的，一般一個(gè)入端口或者出端口都會(huì)配置一個(gè)QinQ標(biāo)簽值，比如端口1，配置QinQ標(biāo)簽值為8。
然后，根據(jù)固定或者可配的策略，在接收或者發(fā)送的報(bào)文中增加一個(gè)外層或者內(nèi)層的802.1Q VLAN標(biāo)簽；即從VLAN到QinQ網(wǎng)絡(luò)中，增加一個(gè)標(biāo)簽；從QinQ網(wǎng)絡(luò)返回到VLAN網(wǎng)絡(luò)中，減少一個(gè)標(biāo)簽。
可以看出，根據(jù)接收端口或者發(fā)送端口配置的QinQ標(biāo)簽頭，只能對(duì)已經(jīng)有一層802.1Q VLAN標(biāo)簽的增加一個(gè)外層或者內(nèi)層的802.1Q VLAN標(biāo)簽。而且，只能在一個(gè)端口上封裝或者解封裝QinQ標(biāo)簽頭。因而無法通過一個(gè)設(shè)備完成QinQ標(biāo)簽頭的封裝或解封裝處理。
總之，現(xiàn)有技術(shù)中只能基于一層VLAN進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)報(bào)文的交換處理，而無法充分利用擴(kuò)展的多層VLAN信息進(jìn)行業(yè)務(wù)報(bào)文的交換處理，因此，無法滿足通信網(wǎng)絡(luò)中靈活的各種運(yùn)營(yíng)管理需求。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)交換方法，從而可以QinQ中的各層VLAN進(jìn)行業(yè)務(wù)報(bào)文的交換處理，以滿足靈活地運(yùn)營(yíng)管理需求。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)交換方法，包括A、在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中保存各虛擬局域網(wǎng)VLAN標(biāo)識(shí)VLAN ID信息；B、在基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中保存的各VLANID信息進(jìn)行業(yè)務(wù)交換處理。
所述的步驟A包括在基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的網(wǎng)絡(luò)中，學(xué)習(xí)包含的各VLAN ID信息，并保存于路由轉(zhuǎn)發(fā)表中；和/或，在用戶加入組播組時(shí)，將用戶虛擬局域網(wǎng)堆疊包含的各VLAN ID信息記錄于多播轉(zhuǎn)發(fā)表中。
所述的業(yè)務(wù)交換處理包括業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)處理、二層多播轉(zhuǎn)發(fā)處理和/或標(biāo)簽標(biāo)記處理。
所述的步驟B包括在業(yè)務(wù)交換處理過程中通過虛擬局域網(wǎng)堆疊幀承載業(yè)務(wù)進(jìn)行交換處理，且在所述的虛擬局域網(wǎng)堆疊幀中，從第二個(gè)標(biāo)簽頭開始省去標(biāo)簽協(xié)議字段。
所述的步驟B還包括在所述的虛擬局域網(wǎng)堆疊幀中的協(xié)議號(hào)設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)定義的協(xié)議號(hào)，或者設(shè)置為動(dòng)態(tài)配置的區(qū)別于標(biāo)準(zhǔn)定義協(xié)議號(hào)的協(xié)議號(hào)。
本發(fā)明還提供了一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，包括C、當(dāng)需要對(duì)業(yè)務(wù)報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，則根據(jù)報(bào)文中的各VLAN ID信息查找轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫，獲得對(duì)應(yīng)的目的媒體接入控制MAC地址信息；D、向所述的目的MAC地址所在的端口進(jìn)行業(yè)務(wù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)處理。
所述的步驟C還包括
當(dāng)不存在與各個(gè)VLAN ID信息對(duì)應(yīng)的目的MAC地址，或者，確定所述的業(yè)務(wù)報(bào)文為廣播報(bào)文時(shí)，則向各個(gè)VLAN中除源端口外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)該業(yè)務(wù)報(bào)文。
所述的方法還包括在業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中，根據(jù)各個(gè)VLAN ID信息對(duì)業(yè)務(wù)報(bào)文進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。
本發(fā)明還提供了一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的二層多播報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法，包括E、當(dāng)需要進(jìn)行多播報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，查找多播轉(zhuǎn)發(fā)表，獲得多播報(bào)文的端口及相應(yīng)的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的各VLAN ID信息；F、根據(jù)所述的端口及各VLAN ID信息進(jìn)行多播報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)處理。
所述的方法包括當(dāng)用戶發(fā)送因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP離開報(bào)文，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備查詢到用戶離開后，則網(wǎng)絡(luò)設(shè)備刪除該用戶對(duì)應(yīng)的多播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)。
本發(fā)明還提供了一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的標(biāo)簽標(biāo)記方法，包括G、當(dāng)對(duì)基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的報(bào)文進(jìn)行交換處理時(shí)，查找配置的端口的VLAN ID與VLAN標(biāo)簽信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定虛擬局域網(wǎng)堆疊的各層VLANID對(duì)應(yīng)的VLAN標(biāo)簽信息；H、利用所述的各層VLAN標(biāo)簽信息對(duì)所述的報(bào)文進(jìn)行標(biāo)簽標(biāo)記處理。
所述的步驟G包括G1、接收或發(fā)送由以太網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡(luò)間交互的報(bào)文時(shí)，查找配置的端口的VLAN ID與至少兩層VLAN標(biāo)簽信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定各層VLANID對(duì)應(yīng)的所有VLAN標(biāo)簽信息；或者，G2、接收和發(fā)送由以太網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡(luò)間交互的報(bào)文時(shí)，分別查找配置的端口的VLAN ID與一層VLAN標(biāo)簽信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定相應(yīng)的各層VLAN ID對(duì)應(yīng)的VLAN標(biāo)簽信息。
所述的步驟H包括在接收和/或發(fā)送由以太網(wǎng)到虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡(luò)的報(bào)文時(shí)，為所述報(bào)文增加由步驟G確定的VLAN標(biāo)簽信息；在接收和/或發(fā)送由虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡(luò)到以太網(wǎng)的報(bào)文時(shí)，為所述報(bào)文減少由步驟G確定的VLAN標(biāo)簽信息。
在該方法中，當(dāng)執(zhí)行步驟G1時(shí)，所述的步驟H包括在接收端將確定的各層VLAN標(biāo)簽信息一次增加到報(bào)文中，或從所述報(bào)文中去掉所述各層VLAN標(biāo)簽。
在該方法中，當(dāng)執(zhí)行步驟G2時(shí)，所述的步驟H包括在接收端，將確定的一層或多層VLAN標(biāo)簽信息增加到報(bào)文中或從所述報(bào)文中去掉所述VLAN標(biāo)簽；在發(fā)送端，再將確定的另一層或多層VLAN標(biāo)簽增加到報(bào)文中或從所述報(bào)文中去掉所述VLAN標(biāo)簽。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)使得在QinQ網(wǎng)絡(luò)中能夠真正的實(shí)現(xiàn)基于QinQ的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)，包括針對(duì)單播業(yè)務(wù)和多播業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)處理。而且，本發(fā)明中的廣播域是基于S-VLAN和C-VLAN信息的廣播域，從而可以減少?gòu)V播風(fēng)暴的出現(xiàn)。本發(fā)明還可以提供精細(xì)的同時(shí)區(qū)分S-VLAN和C-VLAN的交換轉(zhuǎn)發(fā)能力，以及精細(xì)的同時(shí)統(tǒng)計(jì)S-VLAN和C-VLAN的轉(zhuǎn)發(fā)流量，即提供多層VLAN堆疊的轉(zhuǎn)發(fā)和流量統(tǒng)計(jì)。
另外，本發(fā)明還能夠在接收端口或者發(fā)送端口配置的兩層QinQ標(biāo)簽頭，并可以對(duì)沒有802.1Q VLAN標(biāo)簽頭的報(bào)文按照某種策略同時(shí)增加/減少兩層QinQ標(biāo)簽頭，或者，在接收端口和發(fā)送端口分別為報(bào)文增加/減少一個(gè)802.1Q VLAN標(biāo)簽頭，從而通過一個(gè)設(shè)備就完成QinQ標(biāo)簽頭的封裝或者解封裝，實(shí)現(xiàn)了普通以太網(wǎng)到QinQ網(wǎng)絡(luò)的交換，簡(jiǎn)化了組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，降低了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建成本。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中支持QinQ組網(wǎng)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的支持QinQ的設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的業(yè)務(wù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)處理過程示意圖；圖4為本發(fā)明中支持QinQ組網(wǎng)示意圖；圖5為本發(fā)明中支持QinQ的設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明中的業(yè)務(wù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)處理過程示意圖；圖7為多層VLAN堆疊轉(zhuǎn)發(fā)的典型的設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖7所述系統(tǒng)的業(yè)務(wù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)處理過程示意圖；圖9為開展多播業(yè)務(wù)的典型的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的標(biāo)簽標(biāo)記處理過程示意圖一；圖11為基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的標(biāo)簽標(biāo)記處理過程示意圖二。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心是在基于虛擬局域網(wǎng)堆疊，即QinQ技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中可以基于包含的各個(gè)VALN標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行業(yè)務(wù)報(bào)文的交換處理，而不再如現(xiàn)有技術(shù)那樣，僅為了與現(xiàn)有技術(shù)的兼容，采用僅根據(jù)一個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)信息業(yè)務(wù)報(bào)文的交換處理，從而增強(qiáng)了基于虛擬局域網(wǎng)堆疊技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)報(bào)文交換處理過程中的靈活性。
在基于虛擬局域網(wǎng)堆疊技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了針對(duì)業(yè)務(wù)報(bào)文的交換處理過程的改進(jìn)，其核心是可以根據(jù)虛擬局域網(wǎng)堆疊包含的各個(gè)VALN標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行業(yè)務(wù)交換處理，具體的改進(jìn)涉及的處理包括1、基于虛擬局域網(wǎng)堆疊技術(shù)的業(yè)務(wù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)處理過程；
2、基于虛擬局域網(wǎng)堆疊技術(shù)的二層多播報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)處理過程；3、基于虛擬局域網(wǎng)堆疊技術(shù)的標(biāo)簽標(biāo)記處理；4、基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的成幀處理。
本發(fā)明中，首先在進(jìn)行地址學(xué)習(xí)過程中，將基于QinQ技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中包含的各個(gè)VALN標(biāo)識(shí)信息及對(duì)應(yīng)的MAC地址信息等內(nèi)容分別保存于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中；與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別是現(xiàn)有技術(shù)是將其中一個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)信息保存于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中建立相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)信息，而本發(fā)明是將各個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)信息均保存于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中建立相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)信息。
本發(fā)明中，基于QinQ技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中至少包括兩個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)，即現(xiàn)有技術(shù)中描述的S-VLAN的標(biāo)識(shí)信息和C-VLAN的標(biāo)識(shí)信息，當(dāng)然，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，還可能在基于QinQ技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中擴(kuò)展更多的VLAN標(biāo)識(shí)，此時(shí)，本發(fā)明所述的方法同樣適用。
將所述的各個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)信息保存于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中建立了相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)信息后，則可以根據(jù)相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)信息進(jìn)行業(yè)務(wù)的交換處理，所述的交換處理具體包括業(yè)務(wù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)處理、二層組播報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)處理、標(biāo)簽標(biāo)記處理、服務(wù)質(zhì)量管理處理及業(yè)務(wù)報(bào)文的成幀處理，等等。
為對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)有清楚地了解，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述的各種業(yè)務(wù)交換處理過程分別進(jìn)行說明。
(一)基于QinQ技術(shù)的業(yè)務(wù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)處理實(shí)現(xiàn)真正的QinQ轉(zhuǎn)發(fā)，能夠?qū)inQ的兩個(gè)VLAN ID作為轉(zhuǎn)發(fā)，廣播域是S-VLAN和C-VLAN后的廣播域。
本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)區(qū)分S-VLAN和C-VLAN，因此，提供精細(xì)的同時(shí)區(qū)分S-VLAN和C-VLAN的交換轉(zhuǎn)發(fā)能力，以及提供精細(xì)的同時(shí)統(tǒng)計(jì)S-VLAN和C-VLAN的轉(zhuǎn)發(fā)流量。
本發(fā)明中，支持QinQ轉(zhuǎn)發(fā)的典型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖4所示，相應(yīng)的設(shè)備系統(tǒng)組成如圖5所示接收模塊該模塊負(fù)責(zé)接收網(wǎng)段上的所有數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包一般可以是帶兩個(gè)標(biāo)簽頭的，也可以帶一個(gè)標(biāo)簽頭，如果帶一個(gè)標(biāo)簽頭，交換機(jī)會(huì)知道根據(jù)某種策略比如端口所屬默認(rèn)S-VLAN添加上相應(yīng)的標(biāo)簽頭。
學(xué)習(xí)模塊該模塊學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)包中的源MAC地址、接收該報(bào)文的端口、報(bào)文所屬的S-VLAN以及C-VLAN標(biāo)識(shí)，并且注冊(cè)到轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中，并且每個(gè)注冊(cè)的表項(xiàng)都可以根據(jù)需要啟動(dòng)老化定時(shí)器，定時(shí)器超時(shí)則將表項(xiàng)刪除。
查找模塊該模塊根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的MAC地址、S-VLAN以及C-VLAN標(biāo)識(shí)等已經(jīng)在數(shù)據(jù)庫中注冊(cè)的信息決定轉(zhuǎn)發(fā)，在查找的數(shù)據(jù)庫中，不僅包括MAC地址、端口信息，而且還包括所屬的S-VLAN和C-VLAN虛擬網(wǎng)段信息。
發(fā)送模塊該模塊將數(shù)據(jù)包發(fā)送到以太網(wǎng)段上，如果該網(wǎng)段只需要標(biāo)準(zhǔn)的802.1Q，那么就將該S-VLAN標(biāo)簽頭去掉，如果是與其他QinQ網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備互連的端口，一般不去掉。
統(tǒng)計(jì)模塊該模塊在接收模塊、發(fā)送模塊接收或者發(fā)送報(bào)文時(shí)，按照端口、VLAN以及S-VLAN和C-VLAN虛擬網(wǎng)段分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。可以精細(xì)到某個(gè)端口的字節(jié)、報(bào)文進(jìn)、出數(shù)目以及各種錯(cuò)誤或者探測(cè)報(bào)文數(shù)目，也可以精細(xì)到某個(gè)S-VLAN或者某個(gè)C-VLAN或者某個(gè)S-VLAN和C-VLAN等邏輯子接口的字節(jié)、報(bào)文進(jìn)、出數(shù)目以及各種錯(cuò)誤或者探測(cè)報(bào)文數(shù)目。
與現(xiàn)有技術(shù)相同，具體的功能模塊，可以由軟件完成，也可以由硬件完成。而且，可以是在集中的軟件、硬件處理部件上各個(gè)模塊集中處理，也可以各個(gè)模塊分布在設(shè)備不同的軟件、硬件處理部件上分布式處理。
本發(fā)明提供的業(yè)務(wù)報(bào)文的轉(zhuǎn)處理流程如圖6所示，具體包括步驟61接收模塊處理接收?qǐng)?bào)文；
步驟62判斷是否為單播報(bào)文，如果是，則執(zhí)行步驟63，否則，執(zhí)行步驟66；步驟63利用S-VLAN和C-VALN信息查找轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫，即路由轉(zhuǎn)發(fā)表；步驟64判斷是否查找到匹配的表項(xiàng)，如果是，則執(zhí)行步驟65，否則，執(zhí)行步驟66；也就是說，對(duì)于單播報(bào)文，網(wǎng)橋根據(jù)MAC地址、端口信息和所屬的S-VLAN和C-VLAN虛擬網(wǎng)段信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，如果是找到目的MAC地址，并且和源MAC在同一個(gè)S-VLAN和C-VLAN虛擬網(wǎng)段的，則執(zhí)行步驟65，如果未找到相應(yīng)的目的MAC地址，則執(zhí)行步驟66；步驟65確定需要將數(shù)據(jù)包發(fā)送到從轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中查找確定的對(duì)應(yīng)的端口上，并執(zhí)行步驟67；如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址所在端口與該數(shù)據(jù)幀的接收端口相同，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，網(wǎng)橋不對(duì)該數(shù)據(jù)幀進(jìn)行任何處理；步驟66確定需要由網(wǎng)橋向同一個(gè)S-VLAN和C-VLAN虛擬網(wǎng)段內(nèi)所有的端口發(fā)送所述的業(yè)務(wù)報(bào)文，并執(zhí)行步驟67；步驟67發(fā)送模塊按照確定的轉(zhuǎn)發(fā)策略轉(zhuǎn)發(fā)所述的業(yè)務(wù)報(bào)文。
在圖6所示的處理流程可以看出，轉(zhuǎn)發(fā)過程中只查找相同S-VLAN和C-VLAN內(nèi)的表項(xiàng)，即同一廣播域內(nèi)的端口，如果目的MAC和源MAC不在同一網(wǎng)段內(nèi)，則丟棄該數(shù)據(jù)包。
隨著VLAN技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，QinQ已經(jīng)被大量使用，當(dāng)QinQ的兩個(gè)VLAN標(biāo)簽頭不夠使用，則會(huì)將QinQ的兩個(gè)標(biāo)簽拓展為3個(gè)及以上。
此時(shí)，典型的3層標(biāo)簽頭幀結(jié)構(gòu)如表2所示表2


由此拓展到多層標(biāo)簽頭幀結(jié)構(gòu)如表3所示表3

使用了多層VLAN堆疊后，可以如現(xiàn)有技術(shù)描述的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)處理過程一樣只提供多層VLAN標(biāo)簽頭的封裝、解封裝，比如在QinQ的基礎(chǔ)上再增加、減少一個(gè)或者多個(gè)802.1Q標(biāo)簽頭。
也可以在本發(fā)明QinQ轉(zhuǎn)發(fā)描述流程基礎(chǔ)上，擴(kuò)展為將多個(gè)VLAN標(biāo)簽頭作為虛擬網(wǎng)段標(biāo)識(shí)，從而提供多層虛擬網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)流程。
支持多層VLAN堆疊轉(zhuǎn)發(fā)的典型的設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7所示，相應(yīng)的各個(gè)模塊在業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)處理過程中的具體功能作用包括接收模塊該模塊負(fù)責(zé)接收網(wǎng)段上的所有數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包一般可以是帶多個(gè)標(biāo)簽頭的，也可以帶兩個(gè)(或以上)標(biāo)簽頭，如果帶一個(gè)標(biāo)簽頭，交換機(jī)會(huì)知道根據(jù)某種策略比如端口所屬默認(rèn)VLAN添加上相應(yīng)的標(biāo)簽頭。
學(xué)習(xí)模塊該模塊學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)包中的源MAC地址、接收該報(bào)文的端口、報(bào)文所屬的VLAN1、VLAN2、...、VLANn等等多個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)，并且注冊(cè)到轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中，并且每個(gè)注冊(cè)的表項(xiàng)都可以根據(jù)需要啟動(dòng)老化定時(shí)器，定時(shí)器超時(shí)則將表項(xiàng)刪除。
查找模塊該模塊根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的MAC地址、VLAN1、VLAN2、...、VLANn等等多個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)等已經(jīng)在數(shù)據(jù)庫中注冊(cè)的信息決定轉(zhuǎn)發(fā)，在查找的數(shù)據(jù)庫中，不僅包括MAC地址、端口信息，而且還包括所屬的VLAN1、VLAN2、...、VLANn等等多個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)的虛擬網(wǎng)段信息。
發(fā)送模塊該模塊將數(shù)據(jù)包發(fā)送到以太網(wǎng)段上，如果該網(wǎng)段只需要標(biāo)準(zhǔn)的802.1Q，那么就將該VLAN標(biāo)簽頭去掉，如果是與其他QinQ網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備互連的端口，一般不去掉。
統(tǒng)計(jì)模塊該模塊在接收模塊、發(fā)送模塊接收或者發(fā)送報(bào)文時(shí)，按照端口、VLAN以及VLAN1、VLAN2、...、VLANn等等多個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)的虛擬網(wǎng)段分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)?？梢跃?xì)到某個(gè)端口的字節(jié)、報(bào)文進(jìn)、出數(shù)目以及各種錯(cuò)誤或者探測(cè)報(bào)文數(shù)目，也可以精細(xì)到某個(gè)VLAN或者某幾個(gè)VLAN組合而成的邏輯子接口的字節(jié)、報(bào)文進(jìn)、出數(shù)目以及各種錯(cuò)誤或者探測(cè)報(bào)文數(shù)目。
相應(yīng)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)的處理過程如圖8所示，具體包括對(duì)于單播報(bào)文，網(wǎng)橋根據(jù)MAC地址、端口信息和所屬的VLAN1、VLAN2、...、VLANn，等多個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)的虛擬網(wǎng)段信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；如果是找到目的MAC，并且和源MAC在同一個(gè)VLAN1、VLAN2、...、VLANn，等多個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)的虛擬網(wǎng)段的，將數(shù)據(jù)包發(fā)送到數(shù)據(jù)庫中對(duì)應(yīng)的端口，如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址所在端口與該數(shù)據(jù)幀的接收端口相同，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，網(wǎng)橋不對(duì)該數(shù)據(jù)幀進(jìn)行任何處理；如果找不到目的MAC，就向同一個(gè)VLAN1、VLAN2、...、VLANn，等多個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)的虛擬網(wǎng)段內(nèi)所有的端口發(fā)送。
在這樣的轉(zhuǎn)發(fā)流程下，轉(zhuǎn)發(fā)只查相同VLAN1、VLAN2、...、VLANn，等多個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)的表項(xiàng)，即同一廣播域內(nèi)的端口，如果目的MAC和源MAC不在同一網(wǎng)段內(nèi)的，就丟棄該數(shù)據(jù)包；在圖8所示的轉(zhuǎn)發(fā)流程中，對(duì)于多播和廣播報(bào)文，網(wǎng)橋向同一個(gè)VLAN1、VLAN2、...、VLANn，等多個(gè)VLAN標(biāo)識(shí)虛擬網(wǎng)段內(nèi)所有端口轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的業(yè)務(wù)報(bào)文。
(二)基于虛擬局域網(wǎng)堆疊技術(shù)實(shí)現(xiàn)二層多播轉(zhuǎn)發(fā)的處理開展多播業(yè)務(wù)的典型的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖9所示，圖中，多播路由器通過IPDSLAM或二層交換機(jī)將多播報(bào)文發(fā)送給用戶。其中，所述的IP DSLAM為IP數(shù)字用戶線接入復(fù)用器，通過雙絞線與用戶連接，所述的二層交換機(jī)則通過以太網(wǎng)與用戶連接。
本發(fā)明中，對(duì)于多播報(bào)文，既可以按照廣播報(bào)文一樣在同一廣播域內(nèi)廣播，也可以使用IGMP Snooping(因特網(wǎng)組管理協(xié)議偵聽)或IGMP Proxy(因特網(wǎng)組管理協(xié)議代理)按照QinQ進(jìn)行多播轉(zhuǎn)發(fā)，下面將分別對(duì)兩個(gè)多播轉(zhuǎn)發(fā)過程的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行說明。
下面首先對(duì)基于QinQ的IGMP Snooping多播轉(zhuǎn)發(fā)流程進(jìn)行說明，具體包括以下處理過程(1)用戶發(fā)送IGMP(因特網(wǎng)組管理協(xié)議)成員報(bào)告報(bào)文，要求加入某個(gè)多播組。
(2)交換機(jī)接收到用戶的多播組成員報(bào)告報(bào)文后，將接收用戶報(bào)文的接口、用戶QinQ(包括S-VLAN和C-VLAN的VLAN ID信息)信息加入交換機(jī)的多播轉(zhuǎn)發(fā)表中，每個(gè)交換機(jī)有自己的多播轉(zhuǎn)發(fā)表，并將該IGMP報(bào)文向多播路由器轉(zhuǎn)發(fā)。
(3)多播路由器建立自身的多播轉(zhuǎn)發(fā)表，具體如表4所示表4

(4)多播路由器定期查詢多播成員情況，交換機(jī)根據(jù)多播查詢響應(yīng)報(bào)文刷新所述的多播轉(zhuǎn)發(fā)表。
(5)多播源發(fā)送多播報(bào)文，多播路由器轉(zhuǎn)發(fā)給交換機(jī)。
(6)交換機(jī)根據(jù)IGMP Snooping功能生成的多播轉(zhuǎn)發(fā)表，把多播報(bào)文從相應(yīng)的端口、QinQ(包括S-VLAN和C-VLAN的VALN ID信息)轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的用戶。
(7)用戶發(fā)送IGMP離開報(bào)文，或者多播路由器查詢到用戶離開(沒有響應(yīng))后，交換機(jī)刪除多播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)。
之后，再對(duì)基于VLAN的IGMP Proxy多播轉(zhuǎn)發(fā)流程進(jìn)行說明(1)用戶發(fā)送IGMP成員報(bào)告報(bào)文，要求加入某個(gè)多播組。
(2)交換機(jī)接收到用戶的多播組成員報(bào)告報(bào)文后，將接收用戶報(bào)文的接口、用戶QinQ(包括S-VLAN和C-VLAN)信息加入交換機(jī)的多播轉(zhuǎn)發(fā)表。
(3)交換機(jī)以一個(gè)用戶的身份向多播路由器發(fā)送已有用戶加入的多播組的IGMP成員報(bào)告報(bào)文。
(4)多播路由器建立多播轉(zhuǎn)發(fā)表。
(5)交換機(jī)以多播路由器的身份定期查詢網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個(gè)多播組成員情況，以輔助多播路由器對(duì)所述的多播轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行更新處理。
(6)多播路由器定期查詢多播成員情況，交換機(jī)根據(jù)本設(shè)備上多播組情況響應(yīng)查詢報(bào)文，多播路由器進(jìn)行組播轉(zhuǎn)發(fā)表的更新處理。
(7)多播源發(fā)送多播報(bào)文，多播路由器轉(zhuǎn)發(fā)給交換機(jī)。
(8)交換機(jī)根據(jù)IGMP Proxy功能生成的多播轉(zhuǎn)發(fā)表，把多播報(bào)文從相應(yīng)的端口、QinQ(包括S-VLAN和C-VLAN)轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的用戶。
(9)用戶發(fā)送IGMP離開報(bào)文，或者交換機(jī)查詢到用戶離開后，交換機(jī)刪除多播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，如果是多播組中最后一個(gè)用戶離開，則向多播路由器發(fā)送IGMP離開報(bào)文，或者等多播路由器查詢時(shí)不再響應(yīng)。
通過上述處理，可以實(shí)現(xiàn)真正的基于QinQ的多播轉(zhuǎn)發(fā)，從而滿足QinQ交換機(jī)抑制多播泛濫的需求。
(三)基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的標(biāo)簽標(biāo)記處理本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)能夠在接收端口或者發(fā)送端口配置兩層QinQ標(biāo)簽頭，從而可以為沒有802.1Q VLAN標(biāo)簽頭的報(bào)文按照某種策略同時(shí)增加/減少兩層QinQ標(biāo)簽頭。
另外，還能夠在接收端口和發(fā)送端口分別為相應(yīng)的報(bào)文增加/減少一個(gè)802.1Q VLAN標(biāo)簽頭，從而完成QinQ標(biāo)簽頭的封裝或者解封裝。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽標(biāo)記處理的核心思想是能夠一次加QinQ的兩層802.1QVLAN標(biāo)簽頭，或者在接收端口加一個(gè)802.1Q VLAN標(biāo)簽頭，在發(fā)送端口再加一個(gè)802.1Q VLAN標(biāo)簽頭。
由于QinQ在原有基礎(chǔ)上新增一個(gè)802.1Q VLAN標(biāo)簽，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如交換機(jī)為支持QinQ，同時(shí)兼容VLAN，采用了最簡(jiǎn)單的方案即在對(duì)已經(jīng)有一個(gè)802.1Q VLAN標(biāo)簽的報(bào)文，在接收時(shí)根據(jù)某種策略增加一個(gè)802.1Q VLAN標(biāo)簽頭，比如按照端口劃分時(shí)，每個(gè)支持QinQ的端口會(huì)配置一個(gè)默認(rèn)的S-VLAN標(biāo)簽頭，具體可以增加在內(nèi)層，也可以增加在外層；而在QinQ報(bào)文返回時(shí)VLAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)，則根據(jù)相同的策略減少一個(gè)802.1Q VLAN標(biāo)簽頭。
也就是說，一臺(tái)設(shè)備只能作為VLAN網(wǎng)絡(luò)到QinQ網(wǎng)絡(luò)的互通。
在實(shí)際應(yīng)用中，往往需要一臺(tái)設(shè)備完成用戶普通以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)到QinQ網(wǎng)絡(luò)的互通，典型的如運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中DSLAM(數(shù)字用戶線接入復(fù)用器)橋接后直接將用戶報(bào)文送入QinQ網(wǎng)絡(luò)，或者在終端接入普通以太網(wǎng)用戶后直接進(jìn)入QinQ網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明提供一次加QinQ的兩層802.1Q VLAN標(biāo)簽頭，或者在接收端口加一個(gè)、發(fā)送端口再加一個(gè)802.1Q VLAN標(biāo)簽頭的方案，以解決這些問題和滿足這種實(shí)際組網(wǎng)需求，下面將分別對(duì)兩種方式進(jìn)行說明。
(1)對(duì)于一次加QinQ的兩層802.1Q VLAN標(biāo)簽頭的處理過程如圖10所示，具體包括步驟101獲取需要接收或者發(fā)送的報(bào)文，如果是接收?qǐng)?bào)文，則執(zhí)行步驟102，否則，直接執(zhí)行步驟103；步驟102對(duì)所述的接收?qǐng)?bào)文進(jìn)行相應(yīng)的策略處理，比如，各種安全檢查、帶寬限制等等，之后執(zhí)行步驟103；步驟103判斷是否使能QinQ功能，如果是，則執(zhí)行步驟104，否則，執(zhí)行步驟106；具體可以通過配置手段如命令行、網(wǎng)管等配置，特別的也可以硬件、軟件固定使用一個(gè)策略判斷是否使能了QinQ功能；步驟104根據(jù)QinQ配置策略，高速查找接收端口或者發(fā)送端口配置的對(duì)應(yīng)的QinQ兩層標(biāo)簽頭；具體的配置策略如下可以是根據(jù)接收或者發(fā)送端口配置固定的QinQ兩層標(biāo)簽頭，比如接收端口1配置默認(rèn)QinQ兩層標(biāo)簽頭為3/5；也可以是根據(jù)最終MAC地址配置對(duì)應(yīng)的QinQ兩層標(biāo)簽頭，比如MAC地址為00-e0-fc-01-02-03對(duì)應(yīng)的QinQ兩層標(biāo)簽頭為4/205；再比如MAC地址前綴為00-e0-fc的，對(duì)應(yīng)的QinQ兩層標(biāo)簽頭為1024/256；也可以根據(jù)用戶的IP地址或者IP網(wǎng)段配置對(duì)應(yīng)的QinQ兩層標(biāo)簽頭，比如IP地址為202.101.202.101或者網(wǎng)段為202/8對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的QinQ兩層標(biāo)簽頭為2048/4095；也可以根據(jù)用戶所屬的組播組配置對(duì)應(yīng)的QinQ兩層標(biāo)簽頭，比如屬于組播組225.0.0.1的主機(jī)對(duì)應(yīng)的QinQ兩層標(biāo)簽頭為3072/4095。
步驟105在接收或者發(fā)送的報(bào)文中增加/減少Q(mào)inQ兩層標(biāo)簽頭；即從以太網(wǎng)到QinQ網(wǎng)絡(luò)中，增加QinQ兩層標(biāo)簽頭；從QinQ網(wǎng)絡(luò)返回到以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，減少Q(mào)inQ兩層標(biāo)簽頭；
步驟106執(zhí)行正常報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)流程，即執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的VLAN或者QinQ的轉(zhuǎn)發(fā)流程，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)對(duì)的轉(zhuǎn)發(fā)流程不受影響。
步驟107發(fā)送報(bào)文策略處理，比如，各種安全檢查、帶寬限制等等，之后進(jìn)行報(bào)文的發(fā)送處理。
執(zhí)行完成上述過程后，則獲取下一個(gè)報(bào)文，重新執(zhí)行步驟101，繼續(xù)對(duì)相應(yīng)的報(bào)文進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)簽標(biāo)記處理。
(2)另一種實(shí)現(xiàn)方式為在接收端口增加一個(gè)802.1Q VLAN標(biāo)簽頭，之后，在發(fā)送端口再增加一個(gè)802.1Q VLAN標(biāo)簽頭，相應(yīng)的處理過程如圖11所示，具體包括以下步驟步驟111獲取接收或者發(fā)送的報(bào)文，同樣，對(duì)于接收?qǐng)?bào)文，執(zhí)行步驟112，對(duì)于發(fā)送報(bào)文直接執(zhí)行步驟113；步驟112接收?qǐng)?bào)文策略處理，比如，各種安全檢查、帶寬限制等等；步驟113判斷接收是否使能QinQ功能，如果接收使能QinQ功能，則執(zhí)行步驟114，否則，執(zhí)行步驟116；步驟114根據(jù)QinQ配置策略，高速查找接收端口配置的QinQ一層標(biāo)簽頭，具體的配置策略如前所述，此處不在詳述；步驟115在接收?qǐng)?bào)文中增加/減少Q(mào)inQ一層標(biāo)簽頭；即從以太網(wǎng)到QinQ網(wǎng)絡(luò)中，增加QinQ一層標(biāo)簽頭；從QinQ網(wǎng)絡(luò)返回到以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，減少Q(mào)inQ一層標(biāo)簽頭。
步驟116正常報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)流程，并執(zhí)行步驟117。
步驟117根據(jù)發(fā)送是否使能QinQ功能，如果發(fā)送使能QinQ功能，則執(zhí)行步驟118，否則，執(zhí)行步驟1110；步驟118根據(jù)QinQ配置策略，高速查找發(fā)送端口配置的QinQ一層標(biāo)簽頭，具體的配置策略仍如前面針對(duì)圖10的相應(yīng)描述。
步驟119在發(fā)送報(bào)文中增加/減少Q(mào)inQ一層標(biāo)簽頭；
即從以太網(wǎng)到QinQ網(wǎng)絡(luò)中，增加QinQ一層標(biāo)簽頭；從QinQ網(wǎng)絡(luò)返回到以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，減少Q(mào)inQ一層標(biāo)簽頭。
步驟1110發(fā)送報(bào)文策略處理，比如各種安全檢查、帶寬限制等等；經(jīng)過上述處理后，便可以進(jìn)行下一個(gè)報(bào)文的處理，即重新執(zhí)行步驟111到步驟1110。
通過本發(fā)明提供的如圖10和圖11所示的處理過程，可以在接收端口或者發(fā)送端口配置兩層QinQ標(biāo)簽頭，并能夠?qū)]有802.1Q VLAN標(biāo)簽頭的報(bào)文按照某種策略同時(shí)增加/減少兩層QinQ標(biāo)簽頭，從而通過一個(gè)設(shè)備就實(shí)現(xiàn)了普通以太網(wǎng)到QinQ網(wǎng)絡(luò)的交換，簡(jiǎn)化了組網(wǎng)，降低了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的成本。
本發(fā)明還能夠在接收端口和發(fā)送端口分別為報(bào)文增加/減少一個(gè)802.1QVLAN標(biāo)簽頭，從而通過一個(gè)設(shè)備就完成QinQ標(biāo)簽頭的封裝或者解封裝，實(shí)現(xiàn)了普通以太網(wǎng)到QinQ網(wǎng)絡(luò)的交換，簡(jiǎn)化了組網(wǎng)，降低了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的成本。
另外，需要說明的是本發(fā)明中，當(dāng)使用多層VLAN堆疊技術(shù)時(shí)，可以一次加多層802.1Q VLAN標(biāo)簽頭，或者在接收端口加一個(gè)或多個(gè)VLAN標(biāo)簽頭，在發(fā)送端口再加一個(gè)或多個(gè)802.1Q VLAN標(biāo)簽頭，從而同樣通過一個(gè)設(shè)備提供普通以太網(wǎng)到多層VLAN堆疊網(wǎng)絡(luò)中間的交換和互通。
(四)基于虛擬局域網(wǎng)堆疊技術(shù)的成幀處理隨著VLAN技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，QinQ已經(jīng)被大量使用，QinQ的兩個(gè)VLAN標(biāo)簽頭不夠使用，因此，將QinQ的兩個(gè)標(biāo)簽拓展為3個(gè)及以上。同時(shí)為了提高QinQ轉(zhuǎn)發(fā)效率，以及多級(jí)VLAN Stack堆疊時(shí)的轉(zhuǎn)發(fā)效率，提供了一種壓縮后的標(biāo)簽頭幀結(jié)構(gòu)如表6所示表6

將第二個(gè)標(biāo)簽頭開始?jí)嚎s為2個(gè)字節(jié)，即將原有的2字節(jié)的標(biāo)簽協(xié)議字段刪除。在普通802.1Q情況下，在最短包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)的報(bào)文頭開銷為22/72約為30.56％，在壓縮幀格式情況下，在最短包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)的報(bào)文頭開銷為20/72約為27.78％，從而減少9％的報(bào)文頭開銷，大大提高了短包時(shí)效率由此拓展到多層標(biāo)簽頭幀結(jié)構(gòu)如表7所示

將第二個(gè)標(biāo)簽頭開始所有的內(nèi)層802.1Q標(biāo)簽頭壓縮為2個(gè)字節(jié)，即將原有的2字節(jié)的標(biāo)簽協(xié)議字段刪除，從而減少報(bào)文頭開銷。
同時(shí)，在實(shí)際使用中，將QinQ(或者稱為VLAN Stack，甚至是多層VLAN Stack)的協(xié)議號(hào)變?yōu)榭膳?，可以為兼容VLAN而配置為VLAN的協(xié)議號(hào)即0×8100，此時(shí)，可以將QinQ甚至多層VLAN Stack作為VLAN進(jìn)行兼容處理；也可以根據(jù)需要配置為特殊的協(xié)議號(hào)，比如0×9100，這樣，就可以根據(jù)需要區(qū)分普通VLAN和QinQ了，此時(shí)可以對(duì)VLAN、QinQ甚至多層VLANStack分別處理，同時(shí)，細(xì)分VLAN、QinQ以后，即使VLAN和QinQ的第一層標(biāo)簽頭使用相同的802.1Q VLAN ID，也可以細(xì)分同時(shí)支持。
本發(fā)明中，每個(gè)增加的802.1Q標(biāo)簽頭都是4個(gè)字節(jié)，在最短包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)的報(bào)文頭開銷為22/72約為30.56％，因此，將第二個(gè)標(biāo)簽頭開始?jí)嚎s為2個(gè)字節(jié)，這樣在最短包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)的報(bào)文頭開銷為20/72約為27.78％，從而減少9％的報(bào)文頭開銷，大大提高了短包時(shí)效率。
同時(shí)，本發(fā)明將QinQ的協(xié)議號(hào)變?yōu)榭膳洌梢詾榧嫒軻LAN而配置為VLAN的協(xié)議號(hào)即0×8100，也可以根據(jù)需要配置為特殊的協(xié)議號(hào)，比如0×9900。這樣，就可以根據(jù)需要區(qū)分普通VLAN和QinQ了。
綜上所述，本發(fā)明基于VLAN堆疊技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基于多層VLAN的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)處理(包括多播業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)處理)、基于多層VLAN的標(biāo)簽標(biāo)記方法，同時(shí)，還提供了一種基于VLAN堆疊技術(shù)的幀格式。因此，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)可以大大提高基于VLAN堆疊技術(shù)的業(yè)務(wù)傳輸性能，增加網(wǎng)絡(luò)管理的靈活性。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)交換方法，其特征在于，包括A、在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中保存各虛擬局域網(wǎng)VLAN標(biāo)識(shí)VLAN ID信息；B、在基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中保存的各VLANID信息進(jìn)行業(yè)務(wù)交換處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)交換方法，其特征在于，所述的步驟A包括在基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的網(wǎng)絡(luò)中，學(xué)習(xí)包含的各VLAN ID信息，并保存于路由轉(zhuǎn)發(fā)表中；和/或，在用戶加入組播組時(shí)，將用戶虛擬局域網(wǎng)堆疊包含的各VLAN ID信息記錄于多播轉(zhuǎn)發(fā)表中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)交換方法，其特征在于，所述的業(yè)務(wù)交換處理包括業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)處理、二層多播轉(zhuǎn)發(fā)處理和/或標(biāo)簽標(biāo)記處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)交換方法，其特征在于，所述的步驟B包括在業(yè)務(wù)交換處理過程中通過虛擬局域網(wǎng)堆疊幀承載業(yè)務(wù)進(jìn)行交換處理，且在所述的虛擬局域網(wǎng)堆疊幀中，從第二個(gè)標(biāo)簽頭開始省去標(biāo)簽協(xié)議字段。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)交換方法，其特征在于，所述的步驟B還包括在所述的虛擬局域網(wǎng)堆疊幀中的協(xié)議號(hào)設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)定義的協(xié)議號(hào)，或者設(shè)置為動(dòng)態(tài)配置的區(qū)別于標(biāo)準(zhǔn)定義協(xié)議號(hào)的協(xié)議號(hào)。
6.一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于，包括C、當(dāng)需要對(duì)業(yè)務(wù)報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，則根據(jù)報(bào)文中的各VLAN ID信息查找轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫，獲得對(duì)應(yīng)的目的媒體接入控制MAC地址信息；D、向所述的目的MAC地址所在的端口進(jìn)行業(yè)務(wù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于，所述的步驟C還包括當(dāng)不存在與各個(gè)VLAN ID信息對(duì)應(yīng)的目的MAC地址，或者，確定所述的業(yè)務(wù)報(bào)文為廣播報(bào)文時(shí)，則向各個(gè)VLAN中除源端口外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)該業(yè)務(wù)報(bào)文。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于，所述的方法還包括在業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中，根據(jù)各個(gè)VLAN ID信息對(duì)業(yè)務(wù)報(bào)文進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。
9.一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的二層多播報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于，包括E、當(dāng)需要進(jìn)行多播報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，查找多播轉(zhuǎn)發(fā)表，獲得多播報(bào)文的端口及相應(yīng)的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的各VLAN ID信息；F、根據(jù)所述的端口及各VLAN ID信息進(jìn)行多播報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的二層多播報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于，所述的方法包括當(dāng)用戶發(fā)送因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP離開報(bào)文，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備查詢到用戶離開后，則網(wǎng)絡(luò)設(shè)備刪除該用戶對(duì)應(yīng)的多播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)。
11.一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的標(biāo)簽標(biāo)記方法，其特征在于，包括G、當(dāng)對(duì)基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的報(bào)文進(jìn)行交換處理時(shí)，查找配置的端口的VLAN ID與VLAN標(biāo)簽信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定虛擬局域網(wǎng)堆疊的各層VLANID對(duì)應(yīng)的VLAN標(biāo)簽信息；H、利用所述的各層VLAN標(biāo)簽信息對(duì)所述的報(bào)文進(jìn)行標(biāo)簽標(biāo)記處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的標(biāo)簽標(biāo)記方法，其特征在于，所述的步驟G包括G1、接收或發(fā)送由以太網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡(luò)間交互的報(bào)文時(shí)，查找配置的端口的VLAN ID與至少兩層VLAN標(biāo)簽信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定各層VLANID對(duì)應(yīng)的所有VLAN標(biāo)簽信息；或者，G2、接收和發(fā)送由以太網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡(luò)間交互的報(bào)文時(shí)，分別查找配置的端口的VLAN ID與一層VLAN標(biāo)簽信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定相應(yīng)的各層VLAN ID對(duì)應(yīng)的VLAN標(biāo)簽信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的標(biāo)簽標(biāo)記方法，其特征在于，所述的步驟H包括在接收和/或發(fā)送由以太網(wǎng)到虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡(luò)的報(bào)文時(shí)，為所述報(bào)文增加由步驟G確定的VLAN標(biāo)簽信息；在接收和/或發(fā)送由虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡(luò)到以太網(wǎng)的報(bào)文時(shí)，為所述報(bào)文減少由步驟G確定的VLAN標(biāo)簽信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的標(biāo)簽標(biāo)記方法，其特征在于，當(dāng)執(zhí)行步驟G1時(shí)，所述的步驟H包括在接收端將確定的各層VLAN標(biāo)簽信息一次增加到報(bào)文中，或從所述報(bào)文中去掉所述各層VLAN標(biāo)簽。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的標(biāo)簽標(biāo)記方法，其特征在于，當(dāng)執(zhí)行步驟G2時(shí)，所述的步驟H包括在接收端，將確定的一層或多層VLAN標(biāo)簽信息增加到報(bào)文中或從所述報(bào)文中去掉所述VLAN標(biāo)簽；在發(fā)送端，再將確定的另一層或多層VLAN標(biāo)簽增加到報(bào)文中或從所述報(bào)文中去掉所述VLAN標(biāo)簽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的業(yè)務(wù)交換方法。本發(fā)明主要包括首先，在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中保存各虛擬局域網(wǎng)VLAN標(biāo)識(shí)VLAN ID信息，所述的各VLAN ID信息可以為學(xué)習(xí)獲得，或者，在用戶加入組播時(shí)，記錄所述的VLAN ID信息，具體保存于路由轉(zhuǎn)發(fā)表中；之后，在基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫中保存的各VLAN ID信息進(jìn)行業(yè)務(wù)交換處理。
文檔編號(hào)H04L12/46GK1866919SQ200510127780
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
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