CN100399757C - 注入地址以启用oam功能 - Google Patents

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CN100399757C CNB2004100631359A CN200410063135A CN100399757C CN 100399757 C CN100399757 C CN 100399757C CN B2004100631359 A CNB2004100631359 A CN B2004100631359A CN 200410063135 A CN200410063135 A CN 200410063135A CN 100399757 C CN100399757 C CN 100399757C
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Abstract

本发明公开了使用网络路径以一种对于用户或服务来说透明的有效方式来注入用于执行该OAM功能的地址。接收指示，该指示即为OAM使用所预留的源地址应插入到与提供商网络节点诸如提供商遗缘设备相关的转发数据库中，所述提供商网络节点接收该指示。该地址被插入到转发数据库中作为提供商网络所拥有的和为OAM使用所预留的地址。可通知与同OAM地址相关的服务相关的一个或多个其他节点：OAM地址与拥有该OAM地址的提供商网络节点相关。

Description

注入地址以启用OAM功能
相关申请的交叉引用
本申请要求2003年4月28日申请的、名称为“Injecting Addresses intoa Virtual Private Network Forwarding Database to Enable Operational，Administrative，and Management Functions″的美国临时专利申请60/466,322的优先权，其在此引入作为参考。
技术领域
本发明一般涉及计算机网络。更具体地说，涉及注入地址以启用操作、等级管理(administrative)和管理功能。
背景技术
在数据通信中，诊断与特定用户相关的网络服务有利于尤其是确保维护期望的服务质量(QoS)、连续性和连接。用户的网络或网络集合可在包含一个或多个服务提供商或骨干网络的网络拓扑上进行连接。用于执行这些服务的网络拓扑包括虚拟专用网(VPN)、虚拟专用LAN服务(VPLS)、透明LAN服务(TLS)、分层虚拟专用LAN服务(HVPLS)、虚拟专用路由网络(VPRN)或其他桥接的或路由的服务。连续性定义为通过服务正确发送分组的连续能力。连通性定义为用于执行服务的实际参数、控制平台信息和转发平台信息。测试网络服务可以包括执行操作、等级管理和管理(OAM)功能，诸如确保VPN、VPLS、TLS、VPRN或其他桥接的或路由的服务向用户提供质量服务。
OAM功能取决于在网络拓扑(例如网格形，TLS，VPLS等等)的转发平台中安装用户地址。然而，使用传统技术安装用户地址不仅效率低而且耗时。另外，使用传统技术安装用于OAM目的的用户地址可能对于测试其服务的用户来说是不透明的，会不利地影响提供的服务。
所以，需要一种用于诊断网络服务或用于各种OAM扩展功能的拓扑而不会不利地影响服务本身的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种用于将为测试使用所预留的地址插入到与网络服务相关的转发数据库中的方法，包括：
根据协议接收分组，该分组包括地址和将地址插入到转发数据库中为测试使用的指示；
基于根据协议包括在分组内的信息，将该地址与网络服务相关；以及
将该地址添加到与网络服务相关的转发数据库中。
附图说明
在随后详细的描述和附图中公开了本发明的各种实施例。
图1说明了一种网络服务，关于该网络服务需要执行OAM功能；
图2A说明了在一些实施例中用来将为OAM使用所预留的地址插入到转发数据库中的分组格式；
图2B说明了用于将为OAM使用所预留的地址插入到转发数据库中的过程；
图2C说明了在一个实施例中由提供商网络的节点用来获知另一节点所拥有的OAM地址的过程；以及
图3说明了用于利用插入到转发数据库以供OAM使用的地址来诊断网络服务的过程。
具体实施方式
本发明能够以多种方式来实现，包括作为方法、装置、系统、物质组成、诸如计算机可读存储介质这样的计算机可读介质、或者其中可通过光或电通信链路来发送程序指令的计算机网络。在本说明书中，这些实现方案或本发明可采用的任一其他形式都可称之为技术。通常，所公开的过程的步骤顺序可在本发明的范围内改变。
接下来将连同阐明本发明原理的附图一起提供本发明的一个或多个实施例的详细描述。本发明结合这些实施例来进行描述，但并不限于任一实施例。本发明的范围仅由权利要求书来限定并且本发明包括许多可选方案、修改和等价替换。在随后的描述中将阐明许多具体的细节以便于彻底地理解本发明。为了举例目的而提供这些细节并且本发明可依据权利要求书来实施而不需这些具体细节的一些或全部。为清楚起见，在与本发明相关的技术领域中已知的技术材料将不再详细地描述，以避免不必要地混淆本发明。
使用OAM功能，可测试网络路径上的连续性和连接。以下将公开使用网络路径以一种对于用户或服务来说透明的有效方式来插入用于执行所述OAM功能的地址。
图1说明了一种网络服务，关于该网络服务需要执行OAM功能。在该实施例中，系统100包括具有提供商边缘(PE)路由器102，104和106的服务提供商网络101。在其他实施例中可包括额外的或更少的PE。在此，PE102-106在服务提供商网络101上为分组提供边缘路由。PE102-106还在服务提供商网络101上将分组路由到与用户边缘(CE)路由器CE1-5相关的目的地/节点，该目的地/节点是在与边缘路由器进行数据通信的用户1和2的网络118-126之内。在该实施例中，用户1具有通过网络拓扑(例如VPN通道(tunnel)网格、VPLS等等)而连接的三个不同的网络A，B和C(分别是118、120和122)，并且用户2具有通过服务提供商网络101而连接的两个不同的网络D和E(分别是124和126)。可以使用各种网络拓扑并且在此所公开的技术不限于特定的拓扑。在图1所示的实施例中，已经建立了标签交换路径(LSP)通道的全网格(mesh)以使得PE1、PE2和PE3能够通过服务提供商网络101传输业务，诸如可以用于提供VPLS或相似的服务。在其他的实施例中，可以使用其他的协议和传输技术。
用户边缘(CE)路由器CE1-3 108-112分别通过PE102-106在用户1网络118-122之间路由分组，PE102-106作为到用于用户1的数据业务的服务提供商网络101的入口和出口点。同样，CE 114-116分别通过PE 102和104在用户2网络124和126之间路由数据业务。在一个实施例中，服务提供商网络101可以是用于在用户网络之间路由数据的骨干网络，所述用户网络可以是以分布的方式连接的基于以太网的LAN。在其他的实施例中，服务提供商网络101与图1所示的相比，可以具有更多或更少的提供商和用户边缘路由器。
如上所述，为了执行OAM功能，可以在服务提供商网络101上创建、注入并路由测试分组以便确定用户1和用户2的连续性、连接和其他的服务特性。为了启用以对用户来说透明的有效的方式执行的上述OAM功能，为OAM使用所预留的地址将注入到与特定用户或服务相关的提供商网络上的一个或多个节点的转发数据库中，所述节点在图1所示的实例中例如在用户1的情况下是PE102-106，或者在用户2的情况下是PE102和104。
例如，在VPLS实施例中，可封装用户1网络118中的以太网帧以便通过服务提供商网络101上的VPLS而转发到用户1网络120。当在用户1网络118和120之间中转VPLS时，封装的数据不能被修改或改变。在上述正常用户帧的情况下，封装报头中的通道和虚电路标签将告知服务提供商网络101内的路由器如何转发分组。用户分组包括用户分组报头，而该用户分组报头包括与分组相关的源和目的地地址，例如发出分组的用户设备的MAC地址。由PE102-106获知源MAC地址，从而识别返回路径或通道以便发送响应分组。在接收用户分组的PE，源MAC地址通过将信息存储在转发数据库中而获知，所述信息将源MAC地址与发送分组到接收PE的入口PE相关。发送分组的PE(入口PE)还必须获知源MAC地址及与其相关的端口和/或服务之间的相关，从而入口PE将知道如何路由发送给它以便传送到该地址的分组。在目的地(出口)和入口PE的情况下，被获知的地址也与由一个或多个标签而标识的服务相关，所述标签包含于用于通过提供商网络传输分组的封装报头中。在此所描述的技术可使得为OAM使用而预留的地址，诸如MAC地址，能够插入到PE转发数据库中，也就是，使其能够被“拥有”地址的入口PE和参与要测试的服务的其他PE获知，而不需要用户实际使用该地址发送分组。
在一种方式中，通过将OAM或包含向节点指示应将地址插入其转发数据库的数据的其他测试信息发送到与该地址相关的提供商网络节点(例如PE)中，可将为OAM使用所预留的地址插入到转发数据库中。例如，可将一个或多个类型长度值(TLV)单元添加到例如在OAM或其它与用于提供要被测试的服务的协议相关的测试协议下发送的消息中，以使为OAM使用所预留的地址可被添加到转发数据库中。例如，InternetEngineering Task Force (IETF)Draft Proposaldraft-stokes-vkompella-ppvpn-oam-2.txt和其随后的版本(下文中称为″stokes-vkompella darft″)提出了用于执行有关虚拟专用网服务例如VPLS的OAM功能的标准。stokes-vkompella draft规定了用于允许服务提供商在OAM消息中定义和包括附加的TLV的测试消息的可扩展格式。其他的协议可类似地提供在测试消息中包括特定于提供商的信息的方法。如以下更为详细地描述的那样，可使用所述附加的TLV(或其他报头或数据域)以使得为OAM使用所预留的地址可被插入到转发数据库中。由于在所述协议下发送的消息包括标识与该地址相关的服务的数据，对现有的OAM协议的这种扩展的使用能够提供一种有效的方式，以便将为OAM使用所预留的地址插入到转发数据库，所述数据可由接收节点使用例如以便将新近插入的地址、地址的属性(例如为OAM使用所预留)以及其与节点和/或返回“拥有”地址的节点的路径之间的相关通知所有其他参与服务的节点。在参与服务的各个节点之间使用传送信息的现有方式使得有可能用为OAM使用所预留的地址来填充参与服务的节点的转发数据库，而不需要运营商或OAM系统确定哪些节点参与服务并且然后发送关于地址的单独的指示给每一个节点。
图2A说明了一些实施例中用来将为OAM使用所预留的地址插入到转发数据库中的分组格式。在一些实施例中，与图2A所示的数量相比，测试分组可包括额外的或更少的域。图2A所示的测试分组格式可用于封装数据分组，所述数据分组可在通过网络或服务(例如VPN，VPLS，TLS，等等)而连接的目的地之间进行通信。强制性(Mandatory)域202表示测试分组(其也可称为请求)的一部分，该部分用于包含由与被测试的服务相关的散协议或协议组所规定的或适合于这些散协议或协议组的数据。例如，根据所使用的协议和是否经由转发(数据)平台或控制平台发送了测试分组，强制性域202可包括诸如在经由转发平台而发送的分组的情况下的通道封装数据的数据；一个或多个虚电路标签，诸如与被测试的服务相关的标签和/或将分组识别为OAM分组的标签；用户帧封装数据；IP报头；UDP源和目的地端口；公共消息报头；和/或一个或多个强制性TLV。在一些实施例中，例如，通过使用与MAC获知关于经由服务所传输的非测试(也就是实际的用户)分组所进行的相同(相似)的技术和处理，包含强制性域202的数据可用于将插入到转发数据库的为OAM使用所预留的地址与特定服务相关。
在图2A所示的实施例中，“Address Add”TLV203被添加到强制性域202。类型域204指示类型或测试分组的用途。类型域204与长度域206和值域208、210和212相结合后构成TLV，可用于规定关于测试分组和/或包含该TLV的数据而将被执行的特定功能。接下来对其进行更加详细的描述。在该实施例中，TLV203用于将为OAM使用所预留的地址插入到转发数据库。其他TLV可定义并用于各种用途，例如识别被测试的转发等价级别(FEC)、被测试的服务(例如VPN、VPLS、VPRN等等)或特定于厂商的OAM功能。下面描述这些和其他的功能。长度域206指示TLV(下面将描述)值的总位长(也就是该实施例中域208、210和212的组合长度)。地址域208为OAM提供插入到转发数据库中的地址值。在一些实施例中，运行在接收图2A中所示的分组的PE上的管理应用程序被配置来通过接收包括在域208中的地址并将该地址加到其转发数据库来响应Add Address TLV，其通过包含在域204中的类型数据来识别该AddAddress TLV。在一些实施例中，接收PE将地址与服务相关，而该服务与强制性域202所包含的一个或多个标签相关。在一些实施例中，如果接收PE是“拥有”地址的入口PE，那么该PE将地址与端口相关联，在该端口上接收图2A的测试数据分组。在一些实施例中，如果接收PE是从与该地址相关的入口PE(也就是“拥有”该地址的入口PE)接收图2A的测试分组的目的地PE，那么接收PE将该地址与拥有它的入口PE相关。老化时间(aging)域210指示在届满之前所插入的地址在转发数据库中将保持多长时间。在一些实施例中，如图2A所示，老化时间域210能够指示为生存时间(TTL)值。在其他的实施例中，可提供不同类型的老化时间。最后，提供标记域212来指示只用于测试和诊断的地址。标记域212将为OAM使用所预留的地址与用户所使用的地址加以区别，从而例如不会中断用户的服务、QoS、数据通信、标准数据分组路由等等。在另一个实施例中，可使用不同的标记来指示其他OAM功能。在另一个实施例中，可以使用或层叠多个标记来指导多个OAM功能的执行。这种额外的标记和/或其他额外的标记可用于通过使用包含Address Add TLV的分组的转发路径，使得重新获知现有的地址作为为OAM使用所预留的地址；用于允许使用用户分组来重新获知地址(例如，如果用户开始使用最初插入的地址来作为OAM地址的话)；以及用于即使使用OAM安装的地址，也允许转发用户分组。
当在出口路由器(例如，服务提供商网络101的出口PE)上接收到分组，该分组是发送到注入出口PE的转发数据库作为该PE所拥有的地址的地址，该PE可被配置为以任意数量的可能的有用的方式进行响应。例如，可配置PE上的管理应用程序识别该地址作为为OAM使用所预留的地址，并且在此基础上截留分组(而不是实际将它转发到例如与测试的服务相关的用户网络)。在一些实施例中，例如，通过记录和/或报告分组将被发送到其上的端口，和/或通过识别服务分布路径和/或出口PE将地址与其相关的服务接入点(例如，物理和/或逻辑端口)，可以配置管理应用程序捕获关于如果分组被转发则如何对该分组进行处理的数据。根据包含在测试分组中的TLV，可以为各种原因估计测试分组。
图2A的测试分组为各种OAM功能提供用于测试分组报头的一个基本的形式，其受不同类型的TLV的控制。一种类型的TLV是Target FECStack TLV。所述Target FEC Stack TLV用于识别被测试的特定FEC。VPN TLV可用于识别被测试的服务(例如VPN)。厂商TLV可用于封装特定于厂商的TLV，它可基于用于测试或OAM功能的特定实现方案而被识别。厂商实现方案可以是硬件、软件或它们的组合。有效性TLV可以包含检查和或其它的误差检查/认证数据域以便确保测试请求和响应的有效性。如果在一个请求中发送有效性TLV并且由响应PE来处理有效性TLV，那么有效的TLV也应包含在返回到发起PE的响应分组中。检查和的格式可用于检查版本、检查和类型或其他的误差检查功能。应答通道TLV可用于规定将被使用的应答通道。当为在两个端点(例如，PE 102-106)之间发送业务而建立了单向通道时，一对反向的单向通道提供了全双工数据通信。应答通道TLV描述了返回通道的规范。可以在测试分组/请求中使用QoS TLV以便指示为转发到出口PE测试分组/请求使用的转发级别。QoSTLV还指示响应方为发送响应而试图使用的转发级别。在于2003年4月28日申请的、题目为“Injecting Addresses into a Virtual Private NetworkForwarding Database to Enable Operational，Administrative，andManagement Functions”的美国临时专利申请60/466,322中使用和描述了几个其他的TLV，其在此引入作为参考。
图2B说明了一种用于将为OAM使用所预留的地址插入到转发数据库中的过程。在步骤220，接收到指示，即为OAM使用所预留的源地址应被插入到转发数据库中，作为与接收该指示的节点相关的源地址。在一个实施例中，该指示是如上所述的包含在OAM分组中的Add Address TLV，该OAM分组被发送到拥有OAM地址的PE。该PE可将该OAM地址与由包括在OAM分组中的数据所指示的服务相关。在步骤222，在步骤220接收到指示的PE将OAM地址插入到它的转发数据库作为被该节点“拥有”的地址(也就是，它是该节点本地的或是由该节点服务的地址，例如，到该节点处的服务接入点的一个边界)。在步骤224，在步骤220接收到指示的节点将通知与同OAM地址相关的服务相关的一个或多个其他的节点所述OAM地址由该节点所拥有。在一些实施例中，如果在步骤220所接收的指示包括一个另外的指示，即应通知其他的节点的指示，那么仅执行步骤224。在一些实施例中，根据在步骤220接收到的指示中所包含的路径和/或数据的可用性，所述通知可通过控制平台或数据平台来实现。
图2C说明在一个实施例中由提供商网络中的节点用来获知被另一节点所拥有的OAM地址的过程。在步骤240，接收到指示，即源地址应被插入到在接收节点的本地转发数据库中，作为发出指示的节点拥有的为OAM使用所预留的地址。在步骤240所接收到的通知可以例如是图2B所示的过程中的步骤224中发送的一个通知。在步骤242，OAM地址以下述方式被添加到本地转发数据库，即它与发出在步骤240中所接收到的通知的节点相关。OAM地址也可例如通过将其存储在与该服务相关的转发数据库中，与该地址所属的特定服务相关。
可以发送其他的OAM分组来执行关于为OAM使用所插入的地址的其他OAM功能。例如，可以发送OAM分组以指令一个或多个节点，例如与特定服务相关的所有节点，从它们的转发数据库中清除OAM地址。
为OAM使用所预留的地址一旦被插入，可用于执行OAM功能，诸如测试VPLS或类似服务的连续性和/或连接，而不干扰用户的操作。
图3说明了一种用于利用为OAM使用而插入到转发数据库中的地址来诊断网络服务的过程。在用于提供要测试的服务的通信协议下，通过使用报头、标签和所需要的和/或合适的其他描述信息来创建测试分组(302)。当测试分组被创建，测试分组可以包括信息，诸如用于特定OAM功能如测试或诊断目的的一个或多个TLV。一旦测试分组被创建，它将被发送到先前插入的源地址，就好象测试分组是从用户CE中接收到的用户分组，然后沿着根据被测试的特定服务的路径进行转发(304)。服务(例如由与该分组相关的标签所指示的)可以规定特定用户的业务想要采用的特定QoS或路径。为确定诸如连续性和连接的服务特性，模拟正常数据业务的特性，测试分组沿着服务而转发。测试分组沿着服务提供商网络101内的路径转发，在核心路由器和交换机之间转发，直到它到达与先前插入的OAM地址相关的出口PE。
在步骤306，与先前插入的OAM地址相关的出口PE接收并且处理测试分组。可以配置出口PE以便截留发送到OAM地址的消息并且例如将它们发送到用于进一步处理的管理应用程序或实用程序，而不是试图通过在出口PE的接口来传送消息。或者，可配置接口本身识别目的地地址是先前获知的OAM地址。该接口还可以配置成将例如如果分组是用户分组如何处理该分组(例如与分组相关的服务以及发送分组所通过的端口)报告给管理应用程序或实用程序。在步骤308，估计通过发送测试分组而产生的信息来确定测试结果。该结果是可以改变的并且可包括多个任务，诸如确定特定测试用户服务的数据通信连续性、连接、带宽或其他特性。
在一些情况中，数据可以在两个不同平台即转发平台和控制平台中发送。控制平台可用来通常根据IP协议来发送信息，以便建立和/或执行OAM功能。数据平台是用于发送与服务相关的用户分组的转发路径。在一些实施例中，根据如测试的性质(例如，置于测试分组中的测试TLV类型)以及数据平台是否可用以转发分组这样的因素，测试分组可以在转发平台或控制平台中发送。
虽然在以上详细描述的某些实施例中将为OAM使用所插入的地址描述为MAC地址，但是也可使用在此公开的技术来将其他类型的地址信息插入到转发数据库。例如，在VPRN服务，诸如在RFC2547中所述的VPRN的情况下，被插入的OAM地址可以包括IP地址，该IP地址落在与特定VPRN服务相关的内部IP地址空间地址的范围内，RFC2547中所述的VPRN是用于传输IP业务的虚拟专用网络服务。其他类型的地址同样可被插入以便于其他类型VPN服务的测试。而且，虽然在以上作为实例详细描述的某些实施例中，关于其而执行OAM功能的服务是VPLS，但这里所述的技术可与任一合适的网络服务相结合来使用。
尽管为理解清晰起见，以某些细节描述了上述的实施例，但是本发明并不限于所提供的细节。存在许多实施本发明的可选方式。所公开的实施例是说明性而不是限制性的。

Claims (33)

1.一种用于将为测试使用所预留的地址插入到与网络服务相关的转发数据库中的方法，包括：
根据协议接收分组，该分组包括地址和将地址插入到转发数据库中为测试使用的指示；
基于根据协议包括在分组内的信息，将该地址与网络服务相关；以及
将该地址添加到与网络服务相关的转发数据库中。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：将该地址标记成为测试使用而预留。
3.如权利要求1所述的方法，其中在与服务相关的第一节点处接收分组，并且该方法进一步包括接收该地址与该第一节点相关的指示。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包括：在第一节点处接收指示，该指示即，应当发送给与网络服务相关的一个或多个其他的节点关于地址的信息。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：通知与网络服务相关的一个或多个其他节点该地址与第一节点相关。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：通知与网络服务相关的一个或多个其他节点该地址与转发路径相关，所述的转发路径与第一节点相关。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：根据协议发送第二分组，第二分组通知与网络服务相关的一个或多个其他节点该地址与第一节点相关。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括：接收应从转发数据库中清除该地址的指示。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：接收只可由分组发送方清除地址的指示。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：接收使用该地址的用户分组应根据协议被正常处理的指示。
11.如权利要求1所述的方法，进一步包括：接收指示，该指示即，即使先前将该地址添加到转发数据库中作为用户可用的地址，该地址也应被添加到转发数据库中作为为测试使用所预留的地址。
12.如权利要求1所述的方法，进一步包括：根据协议接收第二分组，所述第二分组寻址到为测试目的而预留的地址。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括：将第二分组与该地址相关并且根据网络服务启动第二分组的处理。
14.如权利要求12所述的方法，进一步包括：提供关于第二分组的处理的指示。
15.如权利要求12所述的方法，进一步包括：提供基于为测试使用所预留的地址与该第二分组相关的外部接口的指示。
16.如权利要求12所述的方法，进一步包括：将第二分组发送到接口以便处理。
17.如权利要求12所述的方法，进一步包括：通过读取第二分组中的标记来确定第二分组被配置为诊断网络的状况。
18.如权利要求17所述的方法，其中使用协议来解释所述标记。
19.如权利要求12所述的方法，进一步包括：当用户网络和提供商网络都工作时监视第二分组。
20.如权利要求12所述的方法，其中按照至少一部分网络服务的连续性测试而接收第二分组。
21.如权利要求12所述的方法，其中按照至少一部分网络服务的连接测试而接收第二分组。
22.如权利要求1所述的方法，其中根据协议该分组模拟正常的分组。
23.如权利要求1所述的方法，其中该分组包括指示删除地址的标记。
24.如权利要求1所述的方法，其中该分组包括指示添加地址的标记。
25.如权利要求1所述的方法，进一步包括：接收关于为测试使用所预留的地址的查询。
26.如权利要求25所述的方法，进一步包括：响应于该查询来提供与为测试使用所预留的地址相关的信息。
27.如权利要求25所述的方法，进一步包括：响应于该查询来提供与该地址相关的网络节点的指示。
28.如权利要求25所述的方法，进一步包括：响应于该查询来提供与该地址相关的网络路径的指示。
29.如权利要求1所述的方法，其中为测试使用所预留的地址是物理地址。
30.如权利要求1所述的方法，其中为测试使用所预留的地址是MAC地址。
31.如权利要求1所述的方法，其中将地址插入到转发数据库中为测试使用的指示包括包含在根据协议添加到分组的域中的数据。
32.如权利要求1所述的方法，其中将地址插入到转发数据库中为测试使用的指示包括包含在根据协议已进行修改的分组的域中的数据。
33.如权利要求1所述的方法，其中将地址插入到转发数据库中为测试使用的指示包括确定已经删除了数据域，该数据域通常包含在根据协议而被发送的分组中。
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