CN100377549C - 数据转发实体转发数据帧的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据转发实体DRE转发数据帧的方法，应用于以太网络，包括：使DRE的一个或多个接口使能虚交换V-Switch功能，对使能V-Switch功能的DRE接口其中之一或多个接口配置其工作模式为V-Switch功能和以太网功能共享模式；并设置共享模式下对接收的数据帧采用V-Switch功能进行转发的判定策略；当所述配置为共享模式的DRE接口接收到数据帧时，如果所述数据帧中携带的标志信息与所述判定策略匹配，则采用V-Switch功能对应的转发流程转发所述数据帧；否则，采用以太网功能对应的转发流程转发所述数据帧。采用本发明，使DRE设备同时具备V-Switch功能和以太网功能，使得两种技术能混合组网，解决实际组网中多播、广播、点到多点业务的承载问题。

Description

数据转发实体转发数据帧的方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及以太网络中的数据转发实体(Date RelayEntity，DRE)转发接收的数据帧的方法。

背景技术

随着Internet规模的不断增大，出现了多种多样的网络服务业务。如宽带多媒体业务，包括：视频/音频(Video/Audio)流、视频点播(Video On Demand，VOD)、视频组播、多媒体交互、高带宽需求的网络游戏等，为用户提供视频会议、远程教育、虚拟专用网(VPN)、具有QoS保障的数据专线、酒店IP接入业务(IP Hotel)等，成为宽带运营的重要内容。

由于多媒体业务需要占用大量的带宽，这样，现有网络中要保证的关键业务就难以得到可靠的传输。于是，各种服务质量(QoS)技术应运而生。现有技术中已有多种服务模型和机制，以满足QoS的需求。

目前已提出了虚交换(V-Switch)、通用路由封装(General RouterEncapsulation，GRE)、第二层隧道协议(L2TP)、多协议标签交换(MPLS)等多种方式的虚拟专用网/虚拟专用拨号网络(VPN/VPDN)专线方案。其中智能虚交换(Intelligent V-Switch，IVS)技术主要用于组建稳定、实用、经济的运营级城域以太网，可以实现QoS保证、网络安全保护、电信级的网络维护和管理等功能，具备基于号码的用户管理、一定的移动性、业务开放管理计费的集中管理等核心业务管理能力，提供包括智能二层流量调度、局域网(LAN)专线、IP流量规划等业务和服务。

V-Switch体系结构具备完善的以太网VLAN交换和调度功能，灵活的业务调度、建立和调整手段，以及丰富的、可扩展的二层业务提供能力，完善的操作维护管理工具和信息。

V-Switch体系的逻辑层次和功能模型如图1所示。

图1中，V-Switch体系分为四层：V-Switch业务控制层，V-Switch连接控制层，V-Switch承载能力层和运行管理与维护(Operation AdministrationMaintenance，OAM)/管理层。

V-Switch连接控制层维护DRE中交换资源，如设备、接口、链路、VLAN等交换资源，接收V-Switch业务控制层SCR(V-Switch业务控制实体)的V-Switch建立请求，为该V-Switch连接选择业务流路径，分配带宽及VLAN资源，并将控制信息下发到业务流经过的DRE设备上。

DRE处于V-Switch承载能力层，DRE根据V-Switch连接控制层设置的VLAN交换表项，完成对以太网帧格式的数据流转发。

VLAN交换表项的内容如下表一所示。

表一：

	参数	参数说明
			1	接口1	业务流转发接口1，如GE 1/0/0
2	vlan id 1	业务流在接口1上以太网帧格式中携带的VLAN ID
			3	接口2	业务流转发接口2，如GE 1/0/1
4	vlan id 2	业务流在接口2上以太网帧格式中携带的VLAN ID
			5	带宽	业务流带宽限制
5.1	上行最大带宽	业务流上行(从接口1接收，从接口2发送)最大带宽
			5.2	下行最大带宽	业务流下行(从接口2接收，从接口1发送)最大带宽
6	QoS参数	业务流QoS参数要求
			6.1	延迟
6.2	延迟抖动
			6.3	丢包率

DRE以VLAN交换表作为数据流转发的路由依据。

V-Switch技术基于VLAN交换，适合承载单播、点到点业务；如果使用V-Switch技术承载多播、广播、多点到多点业务，必然会使V-Switch技术复杂化。

而以太网技术在现有网络中有较高的认知程度，已成为未来搭建三网合一、城域网的主要技术之一，以太网业务在未来市场将会有极大的发展。

因此，有必要使DRE设备的V-Switch功能和现有以太网的功能融合，从而可以利用两种技术的特长，分别承载不同的以太网业务。而现有技术中还没有提供DRE同时兼备V-Switch功能和现有以太网的功能实现数据帧转发的方法。

发明内容

本发明提供DRE转发数据帧的方法，用以解决现有技术中存在的DRE不能兼备V-Switch功能和现有以太网的功能实现数据帧转发的问题。

本发明提供的一种数据转发实体转发数据帧的方法，包括：

对数据转发实体DRE上使能虚交换V-Switch功能的接口配置其工作模式为共享模式或独占模式；

当处于独占模式的接口接收到数据帧时，采用V-Switch功能对应的转发流程转发所述数据帧；

当处于共享模式的接口接收到数据帧，由设置的判定策略确定出采用V-Switch功能对应的转发流程转发所述数据帧时，采用V-Switch功能对应的转发流程转发所述数据帧；当由设置的判定策略确定出采用以太网功能对应的转发流程转发所述数据帧时，采用以太网功能对应的转发流程转发所述数据帧。根据本发明的上述方法，当所述使能V-Switch功能的DRE接口接收到数据帧时，执行下列步骤：

确定该接口的工作模式；

当所述接口为处于共享模式的接口时，判断所述数据帧中携带的标志信息与所述判定策略是否匹配，如果匹配，则采用V-Switch功能对应的转发流程转发所述数据帧；如果数据帧中携带的标志信息与所述判定策略不匹配，则采用以太网功能对应的转发流程转发所述数据帧。

所述判定策略在所述DRE或网管上静态配置；或通过DRE所属系统的控制平面动态下发。

所述判定策略包括一种或多种类型；并由所述多种判定策略类型的不同排列组合，确定相应的匹配顺序；

当处于共享模式的接口接收到数据帧时，按照确定的匹配顺序依次匹配所述多种判定策略类型。

多个所述处于共享模式的接口配置的判定策略类型相同或不同。

每个处于共享模式的接口对应的判定策略类型通过所述DRE或网管动态增加或删减。

根据本发明的上述方法，所述判定策略具体包括：虚拟局域网标识VLANID集合、媒体接入控制MAC地址集合、IP地址集合或所述集合的任意组合；

当接收数据帧的接口为处于共享模式的接口时，如果数据帧携带的VLANID包含在所述VLAN ID集合中，或者所述数据帧携带的MAC地址包含在所述MAC地址集合中，或者所述数据帧携带的IP地址包含在所述IP地址集合中，则认为匹配成功，采用V-Switch功能转发所述数据帧。

所述VLAN ID集合中包含的VLAN ID为有效VLAN ID中任意一个或任意多个。

所述MAC地址集合中包括目的MAC地址集合{目的MAC）和/或源MAC地址及目的MAC地址集合{源MAC、目的MAC}；并按照最长匹配原则优先匹配。

所述IP地址集合中包括目的IP地址集合{目的IP}和/或源IP地址及目的IP地址集合{源IP、目的IP}；并按照最长匹配原则优先匹配。

根据本发明的上述方法，对DRE全部使能V-Switch功能的接口统一配置其工作模式为所述共享模式或独占模式；或者对DRE全部使能V-Switch功能的接口分别配置其工作模式为所述共享模式或独占模式。

根据本发明的上述方法，统一配置完成后，若需要对其中之一或多个接口的工作模式进行修改，则分别对每一个接口单独进行修改。

若接收数据帧的当前接口没有使能V-Switch功能，则采用以太网功能对应的转发流程转发所述数据帧。

本发明另提供一种数据转发实体转发数据帧的方法，包括：

对数据转发实体DRE上使能虚交换V-Switch功能的接口配置其工作模式为共享模式；

当处于共享模式的接口接收到数据帧时，由设置的判定策略确定出采用V-Switch功能对应的转发流程转发所述数据帧，或采用以太网功能对应的转发流程转发所述数据帧；

所述判定策略具体包括：虚拟局域网标识VLAN ID集合、媒体接入控制MAC地址集合、IP地址集合其中之一或所述集合的任意组合；

当数据帧携带的VLAN ID包含在所述VLAN ID集合中，或者

数据帧携带的MAC地址包含在所述MAC地址集合中，或者

数据帧携带的IP地址包含在所述IP地址集合中时，采用V-Switch功能转发所述数据帧。

本发明有益效果如下：

采用本发明，通过设置DRE设备的接口工作于共享模式，使DRE设备同时具有V-Switch功能和以太网功能，使得两种技术可以混合组网，并根据两种技术优势的不同分别承载不同的业务。从而在保持V-Switch技术简单性的前提下，解决实际组网中多播、广播、点到多点能业务的承载问题。

附图说明

图1为V-Switch体系模型结构示意图；

图2为本发明一实施例流程图。

具体实施方式

V-Switch技术承载单播、点到点业务非常适合，而要承载多播、广播、多点到多点业务比较困难。但现有的以太网技术基于MAC地址学习和转发，在承载多播、广播、多点到多点业务方面比较成熟。

因此本发明提出了一种DRE设备的V-Switch功能和现有以太网功能并存的方法。使得两种技术可以混合组网，并根据两种技术优势的不同分别承载不同的业务。从而在保持V-Switch技术简单性的前提下，解决实际组网中多播、广播、点到多点等业务的承载问题。

为此，本发明使DRE的使能V-Switch功能的接口可以工作于共享和独占两种工作模式，并给出共享模式下采用V-Switch功能转发接收的数据帧的判定策略，当接收的数据帧所携带的标志信息匹配预先设置的判定策略时，采用V-Switch功能对应的转发流程转发接收的数据帧，否则，采用以太网功能对应的转发流程转发接收的数据帧。

下面对两种工作模式的定义及具体的转发流程进行详细描述。

DRE上使能V-Switch的接口支持以下两种工作模式：

1)独占模式

即DRE上使能V-Switch功能的接口为V-Switch功能所独占，只支持V-Switch的交换功能。

2)共享模式

即DRE上使能V-Switch的接口为V-Switch功能和现有以太网功能所共享，既支持V-Switch交换功能也支持现有以太网交换功能。需要根据一些设置的功能判定策略以及数据帧中提取的信息决定使用何种功能进行处理。

具体工作模式的配置可以有以下方法：

(1)基于DRE设备进行配置：

整个DRE设备统一配置，对DRE上所有使能V-Switch功能的接口均有效。如：统一将DRE上所有使能V-Switch功能的接口配置为独占工作模式；或共享工作模式。

(2)基于接口分别进行配置：

对每个使能V-Switch功能的接口单独配置。这样一个DRE设备可以根据实际需要选择两种模式并存，即一些接口工作于独占模式，一些接口工作于共享模式。相对第一种方法比较灵活，但配置工作量较大。

(3)混合配置：

以上两种方法混合使用。即DRE设备统一配置为每个使能V-Switch功能的接口的缺省配置；对于需要改变其工作模式的接口再单独进行接口配置。该方法综合前两种配置方法的优点，在使配置工作量尽可能小的同时，又能保证接口工作模式配置的灵活性。

无论采用何种配置方法，DRE上每个使能V-Switch功能的接口都会明确下来使用哪一种工作模式：即DRE上每个使能V-Switch功能的接口要么工作于独占模式，要么工作于共享模式。

当使能V-Switch功能的DRE接口工作于共享模式时，还需要提供V-Switch功能的判定策略，DRE依据这些策略，并结合当前被处理的数据帧中的标志信息，如：虚拟局域网标识(VLAN ID)、媒体接入控制地址标识(MAC地址)或者IP地址等信息来确定对该数据帧是使用V-Switch的功能对应的转发流程进行转发，还是使用现有以太网功能对应的转发流程进行转发。

具体策略举例如下：

策略一：对每一个使能V-Switch功能的DRE接口，设置其采用V-Switch功能转发数据帧时匹配的VLAN ID集合。

VLAN ID可以从有效VLAN ID 0～4095内任意选取。如配置某一使能V-Switch功能的DRE接口A上采用V-Switch交换时匹配的VLAN集合为：{1，8，100-1024}。其中100-1024表示了VLAN ID从100到1024的一个连续范围。

策略二：对每一个使能V-Switch功能的DRE接口，设置其采用V-Switch功能转发数据帧时匹配的MAC地址集合。

可以基于{目的MAC地址}或者{源MAC地址、目的MAC地址}或者两种集合并存进行匹配。当两种集合并存时按照最长匹配的原则，优先匹配基于{源MAC地址、目的MAC地址}集合。

策略三：对每一个使能V-Switch功能的DRE接口，设置其采用V-Switch功能转发数据帧时匹配的IP地址集合。

可以基于{目的IP地址}或者{源IP地址、目的IP地址}进行匹配。

当两种集合并存时按照最长匹配的原则，优先匹配基于{源IP地址、目的IP地址}集合。

上述策略仅为举例，实际应用中还可以基于更多的各种各样的判定策略。

上述进行匹配的判定策略可以在DRE或网管上静态配置，也可以由DRE所在系统的控制平面如虚拟交换控制器(V-Switch Controller，VSC)通过信令动态下发。与每个接口对应的判定策略类型还可以通过DRE或网管动态增加或删减。

一个接口可以同时使用一种或多种判定策略；一个DRE上使能V-Switch功能的所有接口使用的判定策略可以相同或不同，由实际应用的需要来决定。

当存在两种或两种以上的判定策略时，可以配置数据帧转发流程中各种判定策略匹配的优先顺序。例如：一个使能V-Switch功能的接口B上配置有上述策略一和策略二两种判定策略，则可以通过设定判定策略匹配顺序，选择先匹配VLAN ID集合，再匹配MAC地址集合，反之亦然。具体匹配的优先顺序可以在DRE或网管上配置。

不失一般性，假设一个使能V-Switch功能的接口配置的判定策略为N种，则从理论上来说，这N种判定策略的对应的排列组合可以确定出相应的匹配顺序；在实际网络中，需要根据每个DRE所在的网络位置(如处在网络边缘还是处在网络中间位置)的不同，确定出需要的判定策略以及最合适的判定策略匹配顺序。例如：当DRE处于网络的中间位置时，在V-Switch功能流程中一般只需要VLAN交换，而不需要复杂的MAC地址或IP地址的处理，这样，在判定策略中可以只设置VLAN ID集合；而当DRE处于网络边缘是，往往需要多种策略并存，这是就需要给出一个多种判定策略的匹配顺序，例如将VLAN ID集合的匹配设置在第一位置。

下面结合图2所示流程，对DRE接口上接收到数据帧时，采用本发明方法进行数据帧转发的具体步骤进行详细描述。

步骤S11、DRE的一个接口接收到待转发的数据帧；

步骤S12、判断该数据帧的输入接口是否使能V-Switch功能，如果当前数据帧的输入接口没有使能V-Switch功能，则执行步骤S18；否则继续下列步骤；

步骤S13、判断该接口是否为V-Switch功能独占工作模式；如果该接口的工作模式为独占模式，则执行步骤S17；否则继续下列步骤；

步骤S14、根据数据帧中携带的标志信息按设定的匹配顺序匹配设置的策略集合；在本实施例中，假设该接口配置了上述的三种判定策略集合，且匹配顺序分别为策略一、策略二和策略三；则优先匹配VLAN ID集合；

具体方法为：获取数据帧中携带的VLAN ID标识，如果数据帧中无VLANID标识，则执行步骤S15；

如果数据帧中携带有VLAN ID标识，则进一步判断携带的VLAN ID标识是否包含在匹配的VLAN ID集合中；如果没有包含在VLAN ID集合中，则执行步骤S15；如果数据帧中携带的VLAN ID标识包含在VLAN ID集合中，则转到步骤S17；

步骤S15、获取数据帧中携带的MAC地址标识，如果数据帧中无MAC地址标识，则执行步骤S16；

如果数据帧中携带有MAC地址标识，则进一步判断携带的MAC地址标识是否包含在匹配的MAC地址集合中；如果没有包含在MAC地址集合中，则执行步骤S16；如果数据帧中携带的MAC地址标识包含在MAC地址集合中，则转到步骤S17；

MAC地址集合可以包括{目的MAC地址}，或者{源MAC地址、目的MAC地址}，或者两种集合并存；当两种集合并存时按照最长匹配的原则，优先匹配基于{源MAC地址、目的MAC地址}集合；

步骤S16、获取数据帧中携带的IP地址标识，如果数据帧中无IP地址标识，则执行步骤S18；

如果数据帧中携带有IP地址标识，则进一步判断携带的IP地址标识是否包含在匹配的IP地址集合中；如果没有包含在IP地址集合中，则执行步骤S18；如果数据帧中携带的IP地址标识包含在IP地址集合中，则转到步骤S17；

IP地址集合可以包括{目的IP地址}，或者{源IP地址、目的IP地址}，或者两种集合并存；当两种集合并存时按照最长匹配的原则，优先匹配基于{源IP地址、目的IP地址}集合；

即：如果数据帧中的源IP地址和目的IP地址能够匹配一条基于{源IP地址、目的IP地址}集合中的记录信息；或者如果数据帧中的目的IP地址匹配一条基于{目的IP地址}集合中的记录信息，则执行步骤S17；

步骤S17、DRE采用V-Switch功能对应的转发流程转发接收的数据帧；具体的转发流程为现有技术，在此不详述；

步骤S18、DRE采用现有以太网功能对应的转发流程转发接收的数据帧；具体的转发流程为现有技术，在此不详述。

上述实施例中，是以当前接收数据帧的接口工作在共享模式时，配置的判定策略和匹配顺序为VLAN ID集合、MAC地址集合和IP地址集合为例。

如上所述，由于不同的接口配置的判定策略和匹配顺序可以不同，因此，其具体的数据转发流程也会不相同。

本发明不对具体的判定策略种类，以及具体的数据帧转发流程进行限制。

如上述流程中步骤S13、S14、S15可以根据实际应用的需要做裁减，例如当DRE处于网络的中间位置时，在V-Switch功能流程中一般只需要VLAN交换，而不需要复杂的MAC地址或IP地址的处理，这种情况下步骤S14、S15就可以裁减。从而使数据转发流程简化。另外本发明中采用V-Switch功能转发数据的匹配策略并不限制所列举的三种类型，还可以增加新的匹配策略类型，这样，在流程中还可以增加判断步骤S13’、S14’、S15’......等等。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种数据转发实体转发数据帧的方法，其特征在于：包括：

对数据转发实体DRE上使能虚交换V-Switch功能的接口配置其工作模式为共享模式或独占模式；

当处于独占模式的接口接收到数据帧时，采用V-Switch功能对应的转发流程转发所述数据帧；

当处于共享模式的接口接收到数据帧，由设置的判定策略确定出采用V-Switch功能对应的转发流程转发所述数据帧时，采用V-Switch功能对应的转发流程转发所述数据帧；当由设置的判定策略确定出采用以太网功能对应的转发流程转发所述数据帧时，采用以太网功能对应的转发流程转发所述数据帧。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述使能V-Switch功能的DRE接口接收到数据帧时，执行下列步骤：

确定该接口的工作模式；

当所述接口为处于共享模式的接口时，判断所述数据帧中携带的标志信息与所述判定策略是否匹配，如果匹配，则采用V-Switch功能对应的转发流程转发所述数据帧；如果数据帧中携带的标志信息与所述判定策略不匹配，则采用以太网功能对应的转发流程转发所述数据帧。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述判定策略在所述DRE或网管上静态配置；或通过DRE所属系统的控制平面动态下发。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述判定策略包括一种或多种类型；并由所述多种判定策略类型的不同排列组合，确定相应的匹配顺序；

当处于共享模式的接口接收到数据帧时，按照确定的匹配顺序依次匹配所述多种判定策略类型。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，多个所述处于共享模式的接口配置的判定策略类型相同或不同。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，每个处于共享模式的接口对应的判定策略类型通过所述DRE或网管动态增加或删减。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判定策略具体包括：虚拟局域网标识VLAN ID集合、媒体接入控制MAC地址集合、IP地址集合或所述集合的任意组合；

当接收数据帧的接口为处于共享模式的接口时，如果数据帧携带的VLANID包含在所述VLAN ID集合中，或者

所述数据帧携带的MAC地址包含在所述MAC地址集合中，或者

所述数据帧携带的IP地址包含在所述IP地址集合中，则认为匹配成功，采用V-Switch功能转发所述数据帧。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述VLAN ID集合中包含的VLAN ID为有效VLAN ID中任意一个或任意多个。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述MAC地址集合中包括目的MAC地址集合{目的MAC}和/或源MAC地址及目的MAC地址集合{源MAC、目的MAC}；并按照最长匹配原则优先匹配。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述IP地址集合中包括目的IP地址集合{目的IP}和/或源IP地址及目的IP地址集合{源IP、目的IP}；并按照最长匹配原则优先匹配。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对DRE全部使能V-Switch功能的接口统一配置其工作模式为所述共享模式或独占模式；或者

对DRE全部使能V-Switch功能的接口分别配置其工作模式为所述共享模式或独占模式。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，统一配置完成后，若需要对其中之一或多个接口的工作模式进行修改，则分别对每一个接口单独进行修改。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若接收数据帧的当前接口没有使能V-Switch功能，则采用以太网功能对应的转发流程转发所述数据帧。

14.一种数据转发实体转发数据帧的方法，其特征在于，包括：

对数据转发实体DRE上使能虚交换V-Switch功能的接口配置其工作模式为共享模式；

当处于共享模式的接口接收到数据帧时，由设置的判定策略确定出采用V-Switch功能对应的转发流程转发所述数据帧，或采用以太网功能对应的转发流程转发所述数据帧；

所述判定策略具体包括：虚拟局域网标识VLAN ID集合、媒体接入控制MAC地址集合、IP地址集合其中之一或所述集合的任意组合；

当数据帧携带的VLAN ID包含在所述VLAN ID集合中，或者

数据帧携带的MAC地址包含在所述MAC地址集合中，或者

数据帧携带的IP地址包含在所述IP地址集合中时，采用V-Switch功能转发所述数据帧。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述VLAN ID集合中包含的VLAN ID为有效VLAN ID中任意一个或任意多个。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述MAC地址集合中包括目的MAC地址集合{目的MAC}和/或源MAC地址及目的MAC地址集合{源MAC、目的MAC}；并按照最长匹配原则优先匹配。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述IP地址集合中包括目的IP地址集合{目的IP}和/或源IP地址及目的IP地址集合{源IP、目的IP}；并按照最长匹配原则优先匹配。

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