專利名稱：用于生成并轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)換后的mac地址的方法和裝置的制作方法
用于生成并轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)換后的MAC地址的方法和裝置背景技術(shù)在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中，稱為"交換機(jī)"的裝置必須存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中每 一個(gè)源/目的地的介質(zhì)訪問控制(MAC)地址。例如，如果交換機(jī)是中心 局(CO)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)(縮寫為"節(jié)點(diǎn)")，則通常每一個(gè)交換機(jī)存儲(chǔ)20，000 個(gè)MAC地址。進(jìn)一步地，相關(guān)的HUB節(jié)點(diǎn)每一個(gè)可存儲(chǔ)60,000個(gè)MAC 地址(當(dāng)聚合3個(gè)CO時(shí))，而相關(guān)的呈現(xiàn)點(diǎn)(POP )節(jié)點(diǎn)每一個(gè)可存儲(chǔ) 120，000個(gè)MAC地址(當(dāng)聚合6個(gè)CO時(shí))。因此，在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，必 須存儲(chǔ)并維護(hù)大量的MAC地址。這些地址被存儲(chǔ)在所謂的MAC地址表 中。然而，存儲(chǔ)如此大量的地址和相關(guān)的表有其不利之處。首先，存儲(chǔ)大量的MAC地址表導(dǎo)致較長的網(wǎng)絡(luò)融合時(shí)間，其進(jìn)而限 制了網(wǎng)絡(luò)的快速成長。其次，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，這些大量的MAC地址 表的內(nèi)容必須被"重新學(xué)習(xí)"，造成所謂的"廣播風(fēng)暴，，。雖然所謂的"MAC in MAC"技術(shù)可以緩解一些與在HUB節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)大量MAC地址表相關(guān)的 問題，但是，當(dāng)涉及到CO和POP節(jié)點(diǎn)時(shí)，問題仍然存在?？傊?，期望可以減少需要由網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的MAC地址和表的數(shù) 量。相信這一減少會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的壯大(即更好的延伸性)產(chǎn)生重要的影響， 進(jìn)而可以直接影響運(yùn)行、維護(hù)和升級(jí)網(wǎng)絡(luò)的成本。發(fā)明內(nèi)容鑒于此，發(fā)明人發(fā)明了一種新穎的方法和裝置，其可以顯著地減少需 要在網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)上存儲(chǔ)的MAC地址和相應(yīng)的表的數(shù)量。例如，在"扁 平化(flat)"以太網(wǎng)設(shè)計(jì)中，HUB節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的MAC地址表的數(shù)量可 以從60,000個(gè)減少到8個(gè)，在POP節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的MAC地址表的數(shù)量可以從120,000個(gè)減少到8個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，傳統(tǒng)MAC地址被轉(zhuǎn)變成使用新的分級(jí)格 式的轉(zhuǎn)換后的(有時(shí)稱為"虛擬的")MAC地址，其中新的分級(jí)格式重 新定義傳統(tǒng)的48比特MAC標(biāo)簽。雖然MAC標(biāo)簽^皮重新定義了 ，但是分 組的大小保持不變。例如，本發(fā)明所提供的一個(gè)方法包括以下步驟接收 包含傳統(tǒng)MAC地址的消息；將所述地址轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)換后的地址，其包括唯 一識(shí)別節(jié)點(diǎn)的值和終端站標(biāo)識(shí)符值；以及將包含所轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)換后的地址的 消息轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。唯一值和終端站標(biāo)識(shí)符值都是用于形成轉(zhuǎn)換后的 MAC地址的新格式的一部分。發(fā)明A^目信他們的方法和裝置將允許電信運(yùn)營商等以相對(duì)低的成本大 量增加其網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。


圖1描述包含用于說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的將傳統(tǒng)MAC地址 轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)換后的或虛擬的MAC地址的節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化圖。圖2描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)換后的或虛擬的MAC地址及 其組成部分的例子。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)Dl，描述了網(wǎng)絡(luò)l，其包括源節(jié)點(diǎn)2(例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)、客戶 端服務(wù)器等)、第一邊緣或中間節(jié)點(diǎn)3 (例如，在中心局的骨干網(wǎng)交換機(jī) 等)、第二邊緣或中間節(jié)點(diǎn)4和目的節(jié)點(diǎn)5 (例如，路由器)。根據(jù)本發(fā) 明，當(dāng)包含傳統(tǒng)MAC地址1000的分組從源節(jié)點(diǎn)2發(fā)送到節(jié)點(diǎn)3時(shí)，在節(jié) 點(diǎn)3內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)處理器3a等控制該地址到具有新格式的地址2000的轉(zhuǎn)變。 這個(gè)新格式重新定義了傳統(tǒng)的48比特MAC標(biāo)簽。盡管MAC標(biāo)簽被重新 定義了，但分組的大小保持不變。這個(gè)被轉(zhuǎn)變的MAC地址稱為轉(zhuǎn)換后的 或虛擬的MAC地址(以下統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)換后的MAC地址)圖2描述了這種轉(zhuǎn)換后的MAC地址200的一個(gè)例子。如圖所示，地址200包括節(jié)點(diǎn)前綴(NODE PREFIX)部分201和終端站標(biāo)識(shí)符(ESI) 部分202。根據(jù)本發(fā)明，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都被分配了唯一的節(jié)點(diǎn)前綴值。
節(jié)點(diǎn)前綴部分201用于識(shí)別與終端站相關(guān)聯(lián)的邊緣節(jié)點(diǎn)(例如，節(jié)點(diǎn) 3),在本例中，終端站為源節(jié)點(diǎn)2。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，組成該部 分201的比特的數(shù)量是變化的。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，比特的數(shù)量 在1和16之間變化。ESI部分202包括來源于終端站的原始MAC地址的 比特。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，組成ESI部分202的比特的數(shù)量也是變 4匕的，伊J:i口，從1至!j 48 t匕特。
因此，代替節(jié)點(diǎn)2所發(fā)送的傳統(tǒng)MAC地址，邊緣節(jié)點(diǎn)3生成轉(zhuǎn)換后 的MAC地址，其與至少包M分201和202的地址200所代表的MAC 地址類似。
使用這種轉(zhuǎn)換后的MAC地址的有利之處可以再次參照?qǐng)D1來說明。 除了前面提到的節(jié)點(diǎn)2-5，圖1還描述了多個(gè)信令和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程A到D。 從流程A開始，可以看出，源節(jié)點(diǎn)2向邊緣節(jié)點(diǎn)3發(fā)送地址解析協(xié)議(ARP) 信令消息1000。 ARP消息用于在指定的目的節(jié)點(diǎn)(在本例中為目的節(jié)點(diǎn)5 ) 的MAC地址不為起始節(jié)點(diǎn)(例如，源節(jié)點(diǎn)2)所知時(shí)識(shí)別該地址。該消 息1000最初包含分配給源節(jié)點(diǎn)2的傳統(tǒng)MAC地址1001以及地址 "FFFFFF" 1002，該地址1002正如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的，代表 用于告訴邊緣節(jié)點(diǎn)3向網(wǎng)絡(luò)1中的所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息1000的地址。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，邊緣節(jié)點(diǎn)3在接收到消息1000后，使用處 理器3a和表3b將消息1000轉(zhuǎn)變成由節(jié)點(diǎn)前綴部分2001和ESI部分2002 組成的轉(zhuǎn)換后的消息2000,其中，節(jié)點(diǎn)前綴部分2001包含已分配給邊緣 節(jié)點(diǎn)3的唯一值。在圖l中，節(jié)點(diǎn)3和4被描繪成骨干網(wǎng)交換機(jī)(BS); 因此，節(jié)點(diǎn)前綴部分也同樣地標(biāo)記為"BS"。
如上所述，諸如節(jié)點(diǎn)3的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)被分配了唯一的節(jié)點(diǎn)前綴值。進(jìn) 一步地，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)也維護(hù)一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換表3b等。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí) 施例，處理器3a用于查詢或與一個(gè)或者多個(gè)轉(zhuǎn)換表3b通信，以將傳統(tǒng) MAC地址1001轉(zhuǎn)換成形成ESI部分2002的ESI值。節(jié)點(diǎn)前綴值和ESI值的組合可以被稱為轉(zhuǎn)換后的MAC地址。
然后，包含轉(zhuǎn)換后的MAC地址的消息被節(jié)點(diǎn)3使用M器3c等轉(zhuǎn)發(fā) 到網(wǎng)絡(luò)中的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)4。下一個(gè)節(jié)點(diǎn)4在接收到消息后，使用M器4c 等將消息轉(zhuǎn)發(fā)到目的地址，在本例中為由地址FFFFFF指示的地址。在圖 l所示的實(shí)例中，最終的目的節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)5。
盡管在圖1中只示出了兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)3和4，但是，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到本發(fā) 明所提供的方法和裝置適用于包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。
一旦目的節(jié)點(diǎn)5接收到消息，它就生成響應(yīng)消息3000 (見流程B;消 息3000可被稱為下一個(gè)消息，以區(qū)別于消息2000)。回想在圖1所示的 實(shí)例中，原始消息1000是ARP消息。因此，作為響應(yīng)，消息3000包括其 傳統(tǒng)MAC地址3001 (標(biāo)記為"MAC B")，該消息3000從節(jié)點(diǎn)5轉(zhuǎn)發(fā) 到其邊緣節(jié)點(diǎn)，在流程B中是節(jié)點(diǎn)4。根據(jù)本發(fā)明，節(jié)點(diǎn)4使用網(wǎng)絡(luò)處理 器4a和轉(zhuǎn)換表4b將MAC B地址轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)換后的地址。與上述方法類似 地，該轉(zhuǎn)換包括將MAC B地址轉(zhuǎn)變成形成部分4001的唯一節(jié)點(diǎn)前綴值(在 圖1中標(biāo)記為"BS2")和形成部分4002的ESI值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí) 施例，轉(zhuǎn)變后的地址部分地構(gòu)成消息4000，現(xiàn)在消息4000包括兩個(gè)轉(zhuǎn)換 后的地址； 一個(gè)代表消息3000的源(即，目的節(jié)點(diǎn)5),另一個(gè)代表新的 目的(即，與源節(jié)點(diǎn)2相關(guān)聯(lián)的地址2000)。之后，節(jié)點(diǎn)4使用與源節(jié)點(diǎn) 2相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換后的MAC目的地址2000并使用收發(fā)器4c等將消息4000 轉(zhuǎn)發(fā)到中間節(jié)點(diǎn)3。也就是說，節(jié)點(diǎn)4不再需要首先分析傳統(tǒng)MAC地址 來轉(zhuǎn)發(fā)消息4000。
使用轉(zhuǎn)換后的MAC地址提供了下列優(yōu)點(diǎn)。首先，由于網(wǎng)絡(luò)中邊緣/中 間/核心節(jié)點(diǎn)的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于源/目的/終端站節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，因此，節(jié)點(diǎn)4需 要(使用處理器4a等)存儲(chǔ)并查詢的轉(zhuǎn)換后的MAC地址(即，節(jié)點(diǎn)前綴) 和相關(guān)的轉(zhuǎn)換表4b的數(shù)量實(shí)質(zhì)上少于通常存儲(chǔ)的傳統(tǒng)MAC地址表的數(shù) 量。其次，由于表4b的數(shù)量非常少，因此，查詢這些表以(例如使用處理 器4a和被設(shè)計(jì)為執(zhí)行查找技術(shù)的程序)識(shí)別目的地址以便確定消息接著向 何處轉(zhuǎn)發(fā)的過程更快。第三，更快的查找過程導(dǎo)致更快或更短的網(wǎng)絡(luò)融合時(shí)間。
以同樣的方式，節(jié)點(diǎn)3可以將消息4000轉(zhuǎn)發(fā)到源節(jié)點(diǎn)2。應(yīng)當(dāng)理解， 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠?qū)鹘y(tǒng)MAC地址轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)換后的MAC地址并轉(zhuǎn)發(fā)消息。
一旦源節(jié)點(diǎn)2已收到消息4000,它就可以使用如流程C和D所示出 的類似的轉(zhuǎn)發(fā)方法進(jìn)行處理，以向目的節(jié)點(diǎn)5發(fā)送數(shù)據(jù)并從目的節(jié)點(diǎn)5接 收數(shù)據(jù)。
應(yīng)當(dāng)理解，雖然每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(即，邊緣、核心和中間節(jié)點(diǎn))必須 存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)l中所有每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的前綴值的列表，但每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)只需要 存儲(chǔ)其相關(guān)聯(lián)的終端站的ESI值。從另一方面來講，如果網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)沒有被 用作邊緣節(jié)點(diǎn)，則不需要存儲(chǔ)任何ESI值。實(shí)際上，在圖1中，在節(jié)點(diǎn)3 和4之間有很多不作為邊緣節(jié)點(diǎn)的中間節(jié)點(diǎn)。如果這樣，這些節(jié)點(diǎn)不需要 存儲(chǔ)任何ESI值(并因此，沒有傳統(tǒng)MAC地址)；結(jié)果是顯著減少網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)需要存儲(chǔ)、維護(hù)和訪問的地址/表的數(shù)量。例如，在"扁平化"以太網(wǎng) 設(shè)計(jì)中，HUB節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的MAC地址表的數(shù)量可從60,000個(gè)減少到8 個(gè)，而POP節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的MAC地址表的數(shù)量可從120,000個(gè)減少到8個(gè)。
在本發(fā)明的再一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換表可由集中式控制平面(圖 1中未示出)控制。
集中式控制平面可以從網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)收集拓樸和服務(wù)質(zhì)量(QoS) 信息。此外，控制平面可向節(jié)點(diǎn)(例如網(wǎng)絡(luò)處理器)發(fā)送命令，指示其建 立轉(zhuǎn)換表、建立主要和保護(hù)路徑(有時(shí)稱為"隧道")以及建立靜態(tài)映射 條目。集中式控制平面還可提供MAC地址轉(zhuǎn)換解析服務(wù)。為了利用該能 力，節(jié)點(diǎn)需要向控制平面發(fā)送所有其映射的條目并維持所需要的同步。
作為參考，本發(fā)明的方法和裝置可以是阿爾卡特朗訊制造的用在骨干 網(wǎng)絡(luò)中的產(chǎn)品的一部分。
盡管以上的討論已闡述了本發(fā)明的一些實(shí)例，但是本發(fā)明的范圍由所 附的纟又利要求指定。
權(quán)利要求
1.一種用于生成并轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)換后的MAC地址的方法，包括接收包含傳統(tǒng)MAC地址的消息；將所述地址轉(zhuǎn)變成包括唯一識(shí)別節(jié)點(diǎn)的值和終端站標(biāo)識(shí)符值的轉(zhuǎn)換后的地址；以及將包含所轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)換后的地址的消息轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括查詢一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換表以將所 述傳統(tǒng)MAC地址轉(zhuǎn)變成所述轉(zhuǎn)換后的地址。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括 接收包含所轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)換后的地址的下一個(gè)消息；以及 查詢一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換表以識(shí)別所述下一個(gè)消息被轉(zhuǎn)發(fā)到的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
4. 如權(quán)利要求所述的方法，其中，所述唯一值可包括在1和16比特 之間變化的值。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述終端站標(biāo)識(shí)符值可包括在l 和48比特之間變化的值。
6. —種用于生成并轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)換后的MAC地址的裝置，包括 處理器，用于將所接收的包含傳統(tǒng)MAC地址的消息轉(zhuǎn)變成包括唯一識(shí)別節(jié)點(diǎn)的值和終端站標(biāo)識(shí)符值的轉(zhuǎn)換后的地址；以及化良器，用于將包含所轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)換后的地址的消息轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述處理器還查詢一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn) 換表以將所述傳統(tǒng)MAC地址轉(zhuǎn)變成所述轉(zhuǎn)換后的地址.
8. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述收發(fā)器還接收包含所轉(zhuǎn)變的 轉(zhuǎn)換后的地址的下一個(gè)消息，并且所述處理器還查詢一個(gè)或者多個(gè)轉(zhuǎn)換表 以識(shí)別所述下 一個(gè)消息被轉(zhuǎn)發(fā)到的下 一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
9. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述唯一值可包括在1和16比 特之間變化的值。
10.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述終端站標(biāo)識(shí)符值可包括在l 和48比特之間變化的值。
全文摘要
需要被存儲(chǔ)以在網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)消息的MAC地址及相應(yīng)的表的數(shù)量顯著地減少。傳統(tǒng)MAC地址(1001)被轉(zhuǎn)變成使用新的分級(jí)格式的轉(zhuǎn)換后的(有時(shí)稱為“虛擬的”)MAC地址(2000，2001)，其中新的分級(jí)格式重新定義傳統(tǒng)的48比特MAC標(biāo)簽。盡管MAC標(biāo)簽被重新定義了，但是分組大小保持不變。例如，在“扁平化”以太網(wǎng)設(shè)計(jì)中，HUB節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的MAC地址表的數(shù)量可以從60,000個(gè)減少到8個(gè)，而在POP節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的MAC地址表的數(shù)量可以從120,000個(gè)減少到8個(gè)。
文檔編號(hào)H04L29/12GK101627612SQ200880006247
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者H·周, S·B·烏普拉 申請(qǐng)人:朗訊科技公司