專利名稱：基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的聚合系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡通信技術領域，尤其涉及一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的聚合系統(tǒng)及方法。
背景技術：
隨著VLAN(虛擬局域網(wǎng))技術的廣泛應用，尤其是在城域網(wǎng)中每個用戶一個VLAN的使用，使得范圍為0～4095的VLAN ID(VLAN標識)成為網(wǎng)絡發(fā)展的瓶頸。
為此，業(yè)界提出了擴展VLAN ID數(shù)量的QinQ(VLAN堆棧，VLANStack)技術，以滿足各種網(wǎng)絡對VLAN ID的需求。
另外，隨著三層交換機的不斷成熟和大量應用，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來搭建骨干網(wǎng)，但考慮到投資高、維護難和現(xiàn)網(wǎng)設備不支持等，通常不使用基于MPLS(多協(xié)議標簽交換)或者IP協(xié)議的VPN(虛擬專用網(wǎng))，而希望采用簡單的基于VLAN的VPN，可是VLAN技術本身并沒有提供VPN方案。
因此，QinQ還通過提供兩層(甚至多層)VLAN，提供基于VLAN的VPN，從而提供一種廉價、簡潔的二層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、簡單的二層VPN解決方案。
QinQ技術是在原有的802.1Q幀格式基礎上又擴展了一個4個字節(jié)的VLAN標記，具體的幀格式如表1所示
表1
由于QinQ技術是在802.1Q基礎上發(fā)展，因此，要求QinQ技術完全兼容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的交換機均可以將QinQ的報文當作802.1Q報文正常轉發(fā)而不會產生任何兼容性問題；同時，QinQ技術又增加了12bit的VLAN ID，使得總的可用VLAN ID數(shù)量高達24bit(12bit+12bit＝24bit)，即總數(shù)量為2的24次方合計16M，從而完全可以滿足各種網(wǎng)絡對VLAN ID的需求。
同時，QinQ技術由于支持外層VLAN和內層VLAN，可以將內層VLAN作為用戶私網(wǎng)VLAN規(guī)劃，外層VLAN作為公網(wǎng)進行規(guī)劃，從而提供基于VLAN的VPN，可以滿足用戶對廉價、簡潔的二層VPN的需求。
而且，還可以多次擴展增加802.1Q標記，但通過實際應用可知，通常兩層即可滿足需求。
隨著QinQ的大量使用，使得其占用的IP地址資源也越來越多，同時，還使得網(wǎng)絡規(guī)劃、配置、維護方面的額外工作量也大大增加。目前，還沒有一種技術手段可以解決由于QinQ的大量使用帶來的問題。
發(fā)明內容
鑒于上述現(xiàn)有技術所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊的聚合系統(tǒng)及方法，從而可以實現(xiàn)QinQ的聚合，以提高IP地址的利用率，減少網(wǎng)絡規(guī)劃、維護的工作量。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合系統(tǒng)，包括由至少兩個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡組成的聚合子網(wǎng)，為聚合子網(wǎng)分配指定地址信息，聚合子網(wǎng)中的各虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡均通過該聚合子網(wǎng)的地址信息進行業(yè)務的交換處理。
所述的系統(tǒng)還包括地址解析協(xié)議ARP代理模塊用于對各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡之間的業(yè)務交互進行代理處理。
所述的系統(tǒng)還包括配置信息存儲模塊用于保存聚合子網(wǎng)的地址信息，以及其包含的各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的地址信息。
本發(fā)明還提供了一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合方法，包括A、將各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡設置為一個聚合子網(wǎng)，并為該聚合子網(wǎng)分配對應的地址信息；B、處于所述聚合子網(wǎng)中的各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡利用所述的聚合子網(wǎng)的地址信息進行業(yè)務的交換處理。
所述的方法還包括配置并保存聚合子網(wǎng)信息及其包含的各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡信息。
所述的聚合子網(wǎng)信息簡化配置為虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡信息或一層虛擬局域網(wǎng)絡信息，和/或，所述的各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡信息簡化配置為相應的一層虛擬局域網(wǎng)信息。
本發(fā)明所述方法中，當標準虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡配置和簡化為一層虛擬局域網(wǎng)配置混用時，則配置虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡和虛擬局域網(wǎng)分別采用不同的幀協(xié)議類型。
所述的方法還包括所述的處于子網(wǎng)中的各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡之間通過ARP代理模塊進行業(yè)務交換處理。
所述的步驟B包括B1、當一個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡中的主機向對端主機發(fā)起ARP請求時，則設備ARP模塊判斷目的主機是否和聚合的虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)接口在同一IP子網(wǎng)內，如果不是，則執(zhí)行步驟B2；如果是，則查找ARP表中是否有對端主機的ARP表項，如果有并且和源主機在同一網(wǎng)段，則不進行任何處理；如果不在同一網(wǎng)段，執(zhí)行步驟B2；B2、向發(fā)起請求的主機發(fā)送ARP響應報文，報文中攜帶著聚合子網(wǎng)的地址信息；B3、所述主機收到ARP響應報文后，基于聚合子網(wǎng)的地址信息構造發(fā)送給聚合子網(wǎng)的二層報文，并由聚合子網(wǎng)通過三層轉發(fā)給對端主機。
所述的B1還包括發(fā)起ARP請求的主機在其所在的虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡中廣播該ARP請求，當收到返回的ARP響應報文時，則基于該ARP響應報文構造二層報文發(fā)送給對端主機。
所述的步驟B1還包括B11、當在ARP表中未找到對端主機的ARP表項時，則由ARP代理模塊向聚合子網(wǎng)中的除源主機所在的虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡外的其他各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡發(fā)送ARP請求；B12、當ARP代理模塊收到ARP響應報文后，則添加相應的ARP表項，并執(zhí)行步驟B2。
由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，本發(fā)明使得在網(wǎng)絡中能夠支持對QinQ的聚合，從而可以使得QinQ設備能夠使用統(tǒng)一的Super QinQ(或者稱為Super VLAN Stack)，即使用聚合子網(wǎng)開展業(yè)務。這樣，便可以在充分利用QinQ技術的同時，能夠隨著QinQ的大量使用，減少在三層帶路由功能的設備上的IP子網(wǎng)和子接口，減少在網(wǎng)絡規(guī)劃、配置、維護方面的額外工作量；同時，通過聚合子網(wǎng)的引入還可以有效提高IP地址的利用率。
圖1為本發(fā)明中實現(xiàn)Super QinQ技術的網(wǎng)絡組網(wǎng)結構示意圖；圖2為本發(fā)明中應用的數(shù)據(jù)結構示意圖；圖3為本發(fā)明所述的系統(tǒng)的具體實現(xiàn)結構示意圖一圖4為本發(fā)明所述的系統(tǒng)的具體實現(xiàn)結構示意圖二。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心是引入Super QinQ(聚合QinQ)技術，從而實現(xiàn)QinQ的聚合，以實現(xiàn)節(jié)省IP地址，簡化配置操作的目的。
下面將對本發(fā)明提供的Super QinQ技術的具體實現(xiàn)進行說明。
所述的Super QinQ(即聚合子網(wǎng))是將幾個QinQ(即虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡)聚合成一個大的子網(wǎng)，這樣，每個QinQ不用指定IP地址，從而可以節(jié)省IP地址。且各個QinQ的路由也直接匯聚，即每個QinQ下面的主機指定的網(wǎng)關都是這個大的子網(wǎng)的IP網(wǎng)關地址。也就是提供一種機制使處于同一設備中分屬不同QinQ的主機分配在相同的IP子網(wǎng)中，而且使用同一個默認網(wǎng)關。
在一個大規(guī)模的交換局域網(wǎng)環(huán)境內，本發(fā)明的實現(xiàn)相對于傳統(tǒng)的IPv4尋址體系具有許多優(yōu)點，其中，實現(xiàn)QinQ聚合主要優(yōu)點是節(jié)省IP地址。
在本發(fā)明所述的Super QinQ技術中，如圖1所示，需要在交換網(wǎng)絡環(huán)境中設置相應的Sub QinQ(子QinQ)和Super QinQ，從而可以實現(xiàn)IP地址劃分的優(yōu)化。具體為將多個不同的QinQ劃分至同一IP子網(wǎng)，而不是每個QinQ單獨占用一個子網(wǎng)，然后將整個IP子網(wǎng)指定為一個Super QinQ，其包含整個IP子網(wǎng)內的所有Sub QinQ，各個作為Sub QinQ的QinQ分別作為所述IP子網(wǎng)中的一個子網(wǎng)段。
在IP子網(wǎng)中，不同的Sub QinQ仍保留各自獨立的廣播域，而一個或多個Sub QinQ同屬于一個Super QinQ，并且都使用Super QinQ的接口地址為默認網(wǎng)關IP地址。當不同的Sub QinQ中的主機需要相互之間通訊時，需要在Super QinQ開啟ARP(地址解析協(xié)議)代理，通過三層路由轉發(fā)實現(xiàn)互通。
可以看出，本發(fā)明提供的QinQ聚合技術產生了一個更加有效的地址分配系統(tǒng)，該模式也提供了一種規(guī)范的默認網(wǎng)關分配機制，因此在維護中也大大方便了網(wǎng)絡規(guī)劃、配置、維護，從而減少了額外的工作量。
本發(fā)明中，所述的Super QinQ的典型示意圖如圖1所示，具體包括以下各基本特點(1)若干個Sub QinQ同屬于一個大QinQ(Super QinQ)；(2)Super QinQ對應相應的IP子網(wǎng)，所有該Super QinQ的Sub QinQ都屬于該IP子網(wǎng)；(3)不同的Sub QinQ仍保留各自獨立的廣播域，實現(xiàn)不同子網(wǎng)的廣播隔離，避免廣播風暴的產生；(4)同一子網(wǎng)Super QinQ中的不同Sub QinQ互通需要Super QinQ開啟arp-proxy(地址解析協(xié)議代理)功能，通過三層路由轉發(fā)互通；(5)作為Sub QinQ的QinQ不能單獨配置IP地址。
本發(fā)明中，還需要在系統(tǒng)中保存所述的Super QinQ的數(shù)據(jù)結構，具體包括Super QinQ的地址信息以及各Sub QinQ的地址及索引信息等，以便于根據(jù)這些信息進行基于Super QinQ的通信。所述的Super QinQ的數(shù)據(jù)結構可以如圖2所示，但不限于圖2所示的數(shù)據(jù)結構。也就是說，本發(fā)明中Super QinQ的數(shù)據(jù)結構可以使用但不限于數(shù)組、鏈表等等數(shù)據(jù)結構實現(xiàn)。
總結一下，本發(fā)明所述的系統(tǒng)如圖3所示，具體包括由至少兩個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡Sub QinQ組成的聚合子網(wǎng)SuperQinQ，各Sub QinQ下的主機通過相應的Sub QinQ接入網(wǎng)絡，并通過作為默認網(wǎng)關的Super QinQ開展業(yè)務；本發(fā)明中，需要為聚合子網(wǎng)分配指定IP地址信息，聚合子網(wǎng)中的各虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡均通過該聚合子網(wǎng)的IP地址信息進行業(yè)務的交換處理；ARP代理模塊用于對各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡之間的業(yè)務交互進行代理處理，由該模塊確定是Sub QinQ內的業(yè)務交互，還是Sub QinQ間的業(yè)務交互，并采用不同的處理方式進行代理處理；配置信息存儲模塊用于保存聚合子網(wǎng)的地址信息，以及其包含的各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的地址信息，具體可以通過ARP表保存相應的信息，以便于地ARP代理模塊或其他處理模塊的調用。
下面將再結合圖3所示的系統(tǒng)模型示意圖對Super QinQ中的業(yè)務轉發(fā)流程進行說明，具體包括以下處理過程假設主機A配置IP地址IPa，當其需要訪問主機B(IP地址為IPb)，首先發(fā)起ARP(地址解析協(xié)議)請求，請求主機B的二層地址；設備系統(tǒng)接到ARP請求后，如果有二層交換功能，則交換模塊在相同的虛擬局域網(wǎng)內(也就是同一廣播域內)廣播該ARP請求；如果主機A和主機B在同一Sub QinQ內，則主機B直接返回ARP響應。
另外，由于使用Super QinQ和Sub QinQ，設備并不知道主機A和主機B是否在同一Sub QinQ內，所以設備系統(tǒng)還必須啟用Proxy ARP(地址解析協(xié)議代理)，也稱為ARP Proxy功能，為此，設備系統(tǒng)首先需要查找ARP表，并根據(jù)查表結果采用相應的處理；所述的ARP表的格式如表5所示表5
相應的處理包括(1)如果ARP表中已經有主機B的ARP表項，表項中包括IP地址、MAC地址和QinQ信息，并且根據(jù)表項中的信息如果確定主機A和主機B在同一個Sub QinQ內，則不做任何處理；如果確定主機A和主機B在不同Sub QinQ內，則向主機A發(fā)送ARP響應報文其中的MAC地址為設備的Super QinQ網(wǎng)關對應的MAC地址；(2)如果ARP表中沒有主機B的ARP表項，則Proxy ARP模塊將發(fā)起一個ARP請求到同一Super QinQ下的所有非主機A所在的其他Sub QinQ內；當從某個Sub QinQ內有對應的主機返回ARP響應報文，則設備系統(tǒng)添加該主機的ARP表項，并且向主機A發(fā)送ARP響應報文其中的MAC地址為設備的Super QinQ網(wǎng)關對應的MAC地址。
經過上述處理，主機A將會收到返回的ARP響應報文，當主機A收到同一Sub QinQ內的主機B或Super QinQ網(wǎng)關返回的ARP響應后，則封裝成基于虛擬局域網(wǎng)Sub QinQ的二層報文，然后，發(fā)送到ARP返回的MAC地址。
這樣，主機B將會收到主機A發(fā)送的二層報文如果在同一Sub QinQ內MAC地址是主機B的地址，則直接發(fā)給主機B，如果在不同的Sub QinQ，則發(fā)給Super QinQ網(wǎng)關，由網(wǎng)關做三層轉發(fā)給主機B。
下面將以兩個具體的應用實例對實現(xiàn)QinQ聚合的實現(xiàn)方法進行說明。
首先，以第一主機訪問第二主機為例，且假設第一主機訪問第二主機，且第二主機與第一主機處于同一Sub QinQ，則相應的具體的處理過程包括第一主機發(fā)起ARP請求，請求第二主機的二層地址；設備系統(tǒng)接到ARP請求后，如果有二層交換功能，則交換模塊在相同的虛擬局域網(wǎng)內(也就是同一廣播域內)廣播該ARP請求；由于第一主機和第二主機在同一Sub QinQ內，因此，第二主機直接返回ARP響應。
當然，由于使用Super QinQ和Sub QinQ，設備并不知道第一主機和第二主機是否在同一Sub QinQ內，所以必須啟用Proxy ARP功能，即首先，查找ARP表，如果ARP表中已經有第二主機的ARP表項，且確定在同一個Sub QinQ內，則不做任何處理；如果ARP表中沒有第二主機的ARP表項，則Proxy ARP模塊將發(fā)起一個ARP請求到同一Super QinQ下的所有非第一主機所在的其他Sub QinQ內，由于第一主機和第二主機已經在同一Sub QinQ內，所以不會收到任何ARP響應，也不會向第一主機返回ARP響應。
第一主機收到第二主機直接返回的ARP響應后，封裝成基于虛擬局域網(wǎng)Sub QinQ的二層報文，然后發(fā)送到第二主機。
之后，再以第一主機訪問第三主機為例，假設第一主機訪問第三主機，且第三主機與第一主機處于不同的Sub QinQ，則相應的處理過程包括第一主機發(fā)起ARP請求，請求第二主機的二層地址；設備接到ARP請求后，如果有二層交換功能，則交換模塊在相同的虛擬局域網(wǎng)內廣播該ARP請求；由于第一主機和第三主機不在同一Sub QinQ內，因此，第三主機不會接收到ARP請求也不會返回ARP響應。
由于使用Super QinQ和Sub QinQ，設備并不知道第一主機和第三主機是否在同一Sub QinQ內，所以必須啟用Proxy ARP功能，首先查找ARP表，如果ARP表中已經有第三主機的ARP表項，則向第一主機發(fā)送ARP響應報文其中的MAC地址為設備的Super QinQ網(wǎng)關對應的MAC地址；如果ARP表中沒有第三主機的ARP表項，則Proxy ARP模塊將發(fā)起一個ARP請求到同一Super QinQ下的所有非第一主機所在的其他Sub QinQ內，此時第三主機從自己所屬的Sub QinQ內返回ARP響應報文，設備系統(tǒng)根據(jù)所述ARP響應添加第三主機的ARP表項，并且向第一主機發(fā)送ARP響應報文其中的MAC地址為設備的Super QinQ網(wǎng)關對應的MAC地址。
第一主機收到ARP響應后，封裝成基于虛擬局域網(wǎng)Sub QinQ的二層報文，然后發(fā)送到Super QinQ網(wǎng)關，由網(wǎng)關做三層轉發(fā)到第三主機。
本發(fā)明中，如果任何主機訪問非本子網(wǎng)的地址，主機發(fā)起的ARP報文請求的是網(wǎng)關地址，也就是Super QinQ的接口/子接口地址，此時，通過ARP模塊返回主機Super QinQ對應的MAC地址即可，然后，按照標準的IP轉發(fā)流程進行轉發(fā)。
在現(xiàn)有網(wǎng)絡中應用中，考慮到Super QinQ的配置比較復雜，同時部分應用情況下，一般使用傳統(tǒng)的VLAN配置即可，因此在本發(fā)明中，Super QinQ可以簡化配置，不僅可以使用QinQ的配置，比如1024:2048，也可以簡化配置使用一層VLAN配置，如1024。同樣，考慮簡化Sub QinQ的配置，SubQinQ也可以簡化配置使用一層VLAN，即忽略配置其他層的VLAN。具體為在配置Super QinQ和Sub QinQ時，當范圍為包含全部4K VLAN時，可以進行簡化配置，只配置一個S-VLAN，內層4K C-VLAN默認全部包含。需要說明的是對于可能出現(xiàn)的標準QinQ配置和簡化的一層VLAN配置混用的情況，則要求能夠配置QinQ和VLAN使用不同的幀協(xié)議類型比如傳統(tǒng)的VLAN使用8100而QinQ使用9100等，從而能夠同時識別QinQ和VLAN。
本發(fā)明提供的該實現(xiàn)QinQ聚合的方法還可以推廣到多層VLAN堆疊的情況下，提供對應的Proxy ARP和Super VLAN Stack功能。下面將對本發(fā)明應用于多層VLAN堆疊的具體實現(xiàn)過程進行描述。
具體如圖4所示，由多個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡Sub VLAN Stack組成的聚合子網(wǎng)Super VLAN Stack，各Sub VLAN Stack下的主機通過相應的SubVLAN Stack接入網(wǎng)絡，并通過作為默認網(wǎng)關的Super VLAN Stack開展業(yè)務；本發(fā)明中，需要為聚合子網(wǎng)分配指定IP地址信息，聚合子網(wǎng)中的各虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡均通過該聚合子網(wǎng)的IP地址信息進行業(yè)務的交換處理；ARP代理模塊用于對各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡之間的業(yè)務交互進行代理處理，由該模塊確定是Sub VLAN Stack內的業(yè)務交互，還是Sub VLANStack間的業(yè)務交互，并采用不同的處理方式進行代理處理；配置信息存儲模塊用于保存聚合子網(wǎng)的地址信息，以及其包含的各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的地址信息，具體可以通過ARP表保存相應的信息，以便于地ARP代理模塊或其他處理模塊的調用。
下面將再結合圖4所示的系統(tǒng)模型示意圖對Super VLAN Stack中的業(yè)務轉發(fā)流程進行說明，具體包括以下處理過程假設主機A配置IP地址IPa，當其需要訪問主機B(IP地址為IPb)，首先發(fā)起ARP請求，請求主機B的二層地址；設備系統(tǒng)接到ARP請求后，如果有二層交換功能，則交換模塊在相同的虛擬局域網(wǎng)內(也就是同一廣播域內)廣播該ARP請求；如果主機A和主機B在同一Sub VLAN Stack內，則主機B直接返回ARP響應。
另外，由于使用Super VLAN Stack和Sub VLAN Stack，設備并不知道主機A和主機B是否在同一Sub VLAN Stack內，所以設備系統(tǒng)還必須啟用Proxy ARP(地址解析協(xié)議代理)，即ARP Proxy功能，為此，設備系統(tǒng)首先需要查找ARP表，并根據(jù)查表結果采用相應的處理；所述的ARP表的格式如表5所示表5
相應的處理包括(1)如果ARP表中已經有主機B的ARP表項，表項中包括IP地址、MAC地址和VLAN Stack信息，并且根據(jù)表項中的信息如果確定主機A和主機B在同一個Sub VLAN Stack內，則不做任何處理；如果確定主機A和主機B在不同Sub VLAN Stack內，則向主機A發(fā)送ARP響應報文其中的MAC地址為設備的Super VLAN Stack網(wǎng)關對應的MAC地址；(2)如果ARP表中沒有主機B的ARP表項，則Proxy ARP模塊將發(fā)起一個ARP請求到同一Super VLAN Stack下的所有非主機A所在的其他SubVLAN Stack內；當從某個Sub VLAN Stack內有對應的主機返回ARP響應報文，則設備系統(tǒng)添加該主機的ARP表項，并且向主機A發(fā)送ARP響應報文其中的MAC地址為設備的Super VLAN Stack網(wǎng)關對應的MAC地址。
經過上述處理，主機A將會收到返回的ARP響應報文，當主機A收到同一Sub VLAN Stack內的主機B或Super VLAN Stack網(wǎng)關返回的ARP響應后，則封裝成基于虛擬局域網(wǎng)Sub VLAN Stack的二層報文，然后，發(fā)送到ARP返回的MAC地址。
這樣，主機B將會收到主機A發(fā)送的二層報文如果在同一Sub VLANStack內MAC地址是主機B的地址，則直接發(fā)給主機B，如果在不同的SubVLAN Stack，則發(fā)給Super VLAN Stack網(wǎng)關，由網(wǎng)關做三層轉發(fā)給主機B。
下面將以兩個具體的應用實例對本發(fā)明提供的實現(xiàn)VLAN Stack聚合的實現(xiàn)方法進行說明。
首先，以第一主機訪問第二主機為例，且假設第一主機訪問第二主機，且第二主機與第一主機處于同一Sub VLAN Stack，則相應的具體的處理過程包括第一主機發(fā)起ARP請求，請求第二主機的二層地址；設備系統(tǒng)接到ARP請求后，如果有二層交換功能，則交換模塊在相同的虛擬局域網(wǎng)內(也就是同一廣播域內)廣播該ARP請求；由于第一主機和第二主機在同一Sub VLAN Stack內，因此，第二主機直接返回ARP響應。
當然，由于使用Super VLAN Stack和Sub VLAN Stack，設備并不知道第一主機和第二主機是否在同一Sub VLAN Stack內，所以必須啟用ProxyARP功能，即首先，查找ARP表，如果ARP表中已經有第二主機的ARP表項，且確定在同一個Sub VLAN Stack內，則不做任何處理；如果ARP表中沒有第二主機的ARP表項，則Proxy ARP模塊將發(fā)起一個ARP請求到同一SuperVLAN Stack下的所有非第一主機所在的其他Sub VLAN Stack內，由于第一主機和第二主機已經在同一Sub VLAN Stack內，所以不會收到任何ARP響應，也不會向第一主機返回ARP響應。
第一主機收到第二主機直接返回的ARP響應后，封裝成基于虛擬局域網(wǎng)Sub VLAN Stack的二層報文，然后發(fā)送到第二主機。
之后，再以第一主機訪問第三主機為例，假設第一主機訪問第三主機，且第三主機與第一主機處于不同的Sub VLAN Stack，則相應的處理過程具體包括第一主機發(fā)起ARP請求，請求第二主機的二層地址；設備接到ARP請求后，如果有二層交換功能，則交換模塊在相同的虛擬局域網(wǎng)內廣播該ARP請求；由于第一主機和第三主機不在同一Sub VLANStack內，因此，第三主機不會接收到ARP請求也不會返回ARP響應。
由于使用Super VLAN Stack和Sub VLAN Stack，設備并不知道第一主機和第三主機是否在同一Sub VLAN Stack內，所以必須啟用Proxy ARP功能，首先查找ARP表，如果ARP表中已經有第三主機的ARP表項，則向第一主機發(fā)送ARP響應報文其中的MAC地址為設備的Super VLAN Stack網(wǎng)關對應的MAC地址；如果ARP表中沒有第三主機的ARP表項，則Proxy ARP模塊將發(fā)起一個ARP請求到同一Super VLAN Stack下的所有非第一主機所在的其他Sub VLAN Stack內，此時第三主機從自己所屬的Sub VLAN Stack內返回ARP響應報文，設備系統(tǒng)根據(jù)所述ARP響應添加第三主機的ARP表項，并且向第一主機發(fā)送ARP響應報文其中的MAC地址為設備的Super VLAN Stack網(wǎng)關對應的MAC地址。
第一主機收到ARP響應后，封裝成基于虛擬局域網(wǎng)Sub VLAN Stack的二層報文，然后發(fā)送到Super VLAN Stack網(wǎng)關，由網(wǎng)關做三層轉發(fā)到第三主機。
本發(fā)明中，如果任何主機訪問非本子網(wǎng)的地址，主機發(fā)起的ARP報文請求的是網(wǎng)關地址，也就是Super VLAN Stack的接口/子接口地址，此時，通過ARP模塊返回主機Super VLAN Stack對應的MAC地址即可，然后，按照標準的IP轉發(fā)流程進行轉發(fā)。
在現(xiàn)有網(wǎng)絡中應用中，考慮到Super VLAN Stack的配置比較復雜，同時部分應用情況下，一般使用傳統(tǒng)的VLAN配置即可，因此在本發(fā)明中，SuperVLAN Stack可以簡化配置，不僅可以使用VLAN Stack的配置，比如1024:2048:55，也可以簡化配置使用一層VLAN配置，如1024，或者簡化配置使用二層VLAN配置，如1024:2048。同樣，考慮簡化Sub VLAN Stack的配置，Sub VLAN Stack也可以簡化配置使用一層VLAN或者兩層VLANStack，即忽略配置其他層的VLAN，即Super VLAN Stack和Sub VLANStack配置的時候，當范圍為包含全部4K VLAN時，可以進行簡化配置，只配置一層或者多層S-VLAN，省略部分內的VLAN默認全部包含。需要說明的是對于可能出現(xiàn)的標準VLAN Stack配置和簡化的一層VLAN配置混用的情況，則要求能夠配置VLAN Stack和VLAN使用不同的幀協(xié)議類型比如傳統(tǒng)的VLAN使用8100而VLAN Stack使用9100等，從而能夠同時識別VLAN Stack和VLAN。
綜上所述，本發(fā)明在VLAN中支持了對VLAN Stack的聚合，從而使得VLAN Stack設備能夠使用統(tǒng)一的Super VLAN Stack(或者稱為Super VLANStack)技術，在充分利用VLAN Stack技術的同時，能夠隨著VLAN Stack的大量使用，減少在三層帶路由功能的設備上的IP子網(wǎng)和子接口，減少在網(wǎng)絡規(guī)劃、配置、維護方面的額外工作量，同時，通過子網(wǎng)聚合提高IP地址的利用率。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合系統(tǒng)，其特征在于，包括由至少兩個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡組成的聚合子網(wǎng)，為聚合子網(wǎng)分配指定地址信息，聚合子網(wǎng)中的各虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡均通過該聚合子網(wǎng)的地址信息進行業(yè)務的交換處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括地址解析協(xié)議ARP代理模塊用于對各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡之間的業(yè)務交互進行代理處理。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括配置信息存儲模塊用于保存聚合子網(wǎng)的地址信息，以及其包含的各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的地址信息。
4.一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合方法，其特征在于，包括A、將各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡設置為一個聚合子網(wǎng)，并為該聚合子網(wǎng)分配對應的地址信息；B、處于所述聚合子網(wǎng)中的各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡利用所述的聚合子網(wǎng)的地址信息進行業(yè)務的交換處理。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合方法，其特征在于，所述的方法還包括配置并保存聚合子網(wǎng)信息及其包含的各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡信息。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合方法，其特征在于，所述的聚合子網(wǎng)信息簡化配置為虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡信息或一層虛擬局域網(wǎng)絡信息，和/或，所述的各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡信息簡化配置為相應的一層虛擬局域網(wǎng)信息。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合方法，其特征在于，當標準虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡配置和簡化為一層虛擬局域網(wǎng)配置混用時，則配置虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡和虛擬局域網(wǎng)分別采用不同的幀協(xié)議類型。
8.根據(jù)權利要求4所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合方法，其特征在于，所述的方法還包括所述的處于子網(wǎng)中的各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡之間通過ARP代理模塊進行業(yè)務交換處理。
9.根據(jù)權利要求4至8任一項所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合方法，其特征在于，所述的步驟B包括B1、當一個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡中的主機向對端主機發(fā)起ARP請求時，則設備ARP模塊判斷目的主機是否和聚合的虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)接口在同一IP子網(wǎng)內，如果不是，則執(zhí)行步驟B2；如果是，則查找ARP表中是否有對端主機的ARP表項，如果有并且和源主機在同一網(wǎng)段，則不進行任何處理；如果不在同一網(wǎng)段，執(zhí)行步驟B2；B2、向發(fā)起請求的主機發(fā)送ARP響應報文，報文中攜帶著聚合子網(wǎng)的地址信息；B3、所述主機收到ARP響應報文后，基于聚合子網(wǎng)的地址信息構造發(fā)送給聚合子網(wǎng)的二層報文，并由聚合子網(wǎng)通過三層轉發(fā)給對端主機。
10.根據(jù)權利要求9所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合方法，其特征在于，所述的B1還包括發(fā)起ARP請求的主機在其所在的虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡中廣播該ARP請求，當收到返回的ARP響應報文時，則基于該ARP響應報文構造二層報文發(fā)送給對端主機。
11.根據(jù)權利要求9所述的基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合方法，其特征在于，所述的步驟B1還包括B11、當在ARP表中未找到對端主機的ARP表項時，則由ARP代理模塊向聚合子網(wǎng)中的除源主機所在的虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡外的其他各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡發(fā)送ARP請求；B12、當ARP代理模塊收到ARP響應報文后，則添加相應的ARP表項，并執(zhí)行步驟B2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡的聚合系統(tǒng)及方法。本發(fā)明主要包括首先，將各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡設置為一個聚合子網(wǎng)，并為該聚合子網(wǎng)分配對應的地址信息；之后，處于所述聚合子網(wǎng)中的各個虛擬局域網(wǎng)堆疊網(wǎng)絡利用所述的聚合子網(wǎng)的地址信息進行業(yè)務的交換處理。本發(fā)明使得在網(wǎng)絡中能夠支持對QinQ的聚合，從而可以在充分利用QinQ技術的同時，能夠隨著QinQ的大量使用，減少在三層帶路由功能的設備上的IP子網(wǎng)和子接口，減少在網(wǎng)絡規(guī)劃、配置、維護方面的額外工作量，同時，本發(fā)明通過聚合子網(wǎng)的引入有效提高IP地址的利用率。
文檔編號H04L29/06GK1866899SQ20051013746
公開日2006年11月22日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權日2005年12月30日
發(fā)明者金濤 申請人:華為技術有限公司