CN101030890A - 一种灵活组网的方法以及相关路由设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灵活组网的方法，其包括：将网络中路由设备上的两个接口分别连接至二层透传设备的出接口和入接口；对所述路由设备进行相应配置，使得所述路由设备中需要二层透传处理的数据流经所述二层透传设备之后，再返回所述路由设备进行正常转发。本发明还公开了一种能够应用所述方法的路由设备，其包括有策略路由单元，用于确定数据是否需要二层透传处理、并将其中需要二层透传处理的数据定向转发至所述二层透传设备的入接口上。通过旁路接入二层透传设备并对相关路由设备进行相应配置，本发明不仅实现了部署二层透传设备时业务无中断，同时还有效提高了部署的灵活性、易用性及兼容性。

Description

一种灵活组网的方法以及相关路由设备

技术领域

本发明涉及通信网络，尤其涉及通信网络中二层透传设备的部署及应用；更具体地说，本发明涉及一种灵活组网的方法以及相关路由设备。

背景技术

随着网络技术的发展，随着业务类型的多样化，网络除了要完成数据的转发之外，还需要对数据进行一些特殊的处理。比如，通过防火墙对数据进行过滤，通过IPS(Intrusion Prevention System，入侵防御系统)设备对数据进行4～7层内容的检查，以及通过流量监控系统对数据进行统计记费等。

但是，如何在现有网络中增加上述特殊处理？如果由网络中的路由设备来完成上述特殊处理。很显然，这将增加路由设备的负担，且增加的额外负担还可能降低路由设备的整体性能。为此，现有技术中普遍采用如下两种解决方案：第一，增加额外的二层透传设备来完成上述特殊处理，二层透传设备对数据进行2层特殊处理，而并不对数据进行3层转发(3层转发仍交给路由设备来完成)；第二，将上述特殊处理以板卡的形式集成在路由设备上，路由设备收到数据后首先进行特殊处理，然后再转发。

对于第一种解决方案，如图1所示，为了确保数据能够流经二层透传设备120，目前大多将二层透传设备120串接在网络出入口路由设备130和外部网络110之间。于是，在实际部署这种方案时，需要面对以下问题：

1、将二层透传设备部署在网络入口处，必然要对现有网络结构进行修改，而这种修改将带来额外的组网成本和业务中断；

2、由于网络中接口种类繁多，且二层透传设备的接口一般为简单的以太网口，这使得当网络入口为其它类型的接口时，部署二层透传设备需要考虑接口适配的问题；

3、当存在多个网络入口时，可能需要配置多台二层透传设备，并将因此大大增加组网的复杂度和成本；

4、在部署完成后，由于所有数据都必须经过二层透传设备处理，致使其压力过大，从而加大了网络瓶颈和单点故障的出现可能。

对于第二种解决方案，虽然其板卡形式相比第一种解决方案降低了部署复杂度和成本，但其串接本质与第一种解决方案类似。因此，在实际部署这种方案时需要面对如下问题：

1、板卡的插拔将引发额外的组网成本和业务中断；

2、部署缺少兼容性，只能使用路由设备厂商的配套二层透传板卡；

3、与独立的二层透传设备相比，二层透传板卡的处理性能较差。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种灵活组网的方法，以实现部署二层透传设备时业务无中断，同时提高二层透传设备部署的灵活性、易用性、及兼容性。

同时，本发明另一目的在于，提供一种能够应用上述灵活组网方法的路由设备，以支持所述方法的实施。

为了达到上述目的，本发明提供了一种灵活组网的方法，其主要包括有下列步骤：首先，将路由设备的两个接口分别连接至二层透传设备的出接口和入接口；然后，对所述路由设备进行相应配置，使得所述路由设备中需要二层透传处理的数据流经所述二层透传设备之后，再返回所述路由设备进行正常转发。

对于上述灵活组网的方法，优选地，所述相应配置具体为：在所述路由设备上配置PBR(Policy-Based Routing，策略路由)，使所述需要二层透传处理的数据下一跳发送到一个虚IP(Internet Protocol，互联网协议)地址上，并将所述虚IP地址与连接所述二层透传设备入接口的接口IP地址配置在同一网段中；同时，在所述路由设备上配置静态ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)，将所述虚IP地址映射到连接所述二层透传设备出接口的接口MAC(Media Access Control，介质访问控制)地址上。

对于上述灵活组网的方法，优选地，在所述路由设备的所有入接口上均使能所述PBR。

对于上述灵活组网的方法，进一步优选地，配置所述PBR的备份下一跳，使得所述路由设备在所述二层透传设备出现故障时丢弃所述需要二层透传处理的数据、或者正常转发所述需要二层透传处理的数据。比如，如果将所述PBR的备份下一跳配置成指向NULL(空)接口，那么当所述二层透传设备不可达时，所述路由设备将完全丢弃所述需要二层透传处理的数据；如果不对所述PBR的备份下一跳进行配置，则当所述二层透传设备出现故障时，所述路由设备将根据其中路由表对所述需要二层透传处理的数据进行正常转发。

同时，为了达到上述另一目的，本发明提供了一种能够应用所述灵活组网方法的路由设备，包括有：

接口，用于输入/输出数据，以及连接所述二层透传设备；

路由表，用于存储到达特定目的地址的数据传输路径；

ARP表，用于在本地建立一个IP地址和MAC地址的映射表；

路由单元，用于根据所述路由表和ARP表进行数据转发；

策略路由单元，与所述接口、所述路由表、所述ARP表、及所述路由单元相连，用于根据预定规则区分从所述接口输入的数据是否需要二层透传处理，如果需要则将相应需要二层透传处理的数据转发到指定的下一跳地址上。

对于上述能够应用上述灵活组网方法的路由设备，优选地，所述策略路由单元通过定义ACL来制定所述预定规则，和/或通过定义PBR来将所述需要二层透传处理的数据定向到所述指定的下一跳地址上。

对于上述能够应用所述灵活组网方法的路由设备，优选地，所述指定的下一跳地址为一个虚IP地址，所述策略路由单元通过所述PBR将所述需要二层透传处理的数据定向到所述虚IP地址上。

对于上述能够应用所述灵活组网方法的路由设备，进一步优选地，所述虚IP地址与连接所述二层透传设备入接口的接口IP地址配置为同一网段地址。

对于上述能够应用所述灵活组网方法的路由设备，更进一步优选地，在所述ARP表中，所述虚IP地址被静态映射到连接所述二层透传设备出接口的接口MAC地址上。

通过上述介绍可知，本发明具有如下有益效果：首先，通过旁路接入二层透传设备，使得应用本发明部署所述二层透传设备时无需修改现有的网络结构，与现有技术相比，其不仅不会造成业务中断，同时还能大大降低组网的复杂度和成本。

其次，通过配置PBR进行数据分流，使得用户能够根据实际需要简单、灵活地控制流经二层透传设备的数据流量，能够实现旁挂所述二层透传设备的高可靠性和负载均衡效果，从而提高整体网络的可靠性和所述二层透传设备的利用率。

最后，鉴于现有二层透传设备的接口一般都为简单的以太网口，这使得相关路由设备包含两个以太网口即可应用本发明技术方案，也就是说本发明技术方案几乎可与任何厂商的路由设备结合使用，也即具有很好的兼容性。

附图说明

图1为现有技术中串接应用二层透传设备的组网示意图；

图2为本发明灵活组网方法实施例的网络结构图；

图3为本发明灵活组网方法实施例中数据转发的流程图；

图4为本发明能够应用本发明灵活组网方法的路由设备实施例的结构框图。

具体实施方式

下面首先介绍本发明采用的两种现有公知技术PBR和ARP，以帮助用户更好理解本发明。

PBR(Policy-Based Routing，策略路由)技术，应用在路由设备中，目的在于定义先于路由表生效的策略路由。并且配置PBR的步骤通常为：首先，定义一个ACL(Access Control List，访问控制列表)，制定数据的匹配规则，比如特定的源IP地址、目的IP地址、端口号、或协议号等，确定匹配ACL的数据需要特殊处理；然后，定义一个PBR，将匹配ACL的数据发送到指定的下一跳地址上。

ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)技术，应用在路由设备中，目的在于根据三层IP(Internet Protocol，互联网协议)地址查询到二层MAC(Media Access Control，介质访问控制)地址，然后对IP报文进行二层封装。ARP协议的运行结果是在本地建立一个IP地址与MAC地址的映射表，也即ARP表。并且，静态ARP技术是通过手动方式往所述ARP表中添加一个IP地址与MAC地址的映射表项。

如前所述，本发明所提供灵活组网的方法主要包括有：首先，将路由设备的两个接口分别连接至所述二层透传设备的出接口和入接口；然后，对所述路由设备进行相应配置，使得所述路由设备中需要二层透传处理的数据流经所述二层透传设备之后，再返回所述路由设备进行正常转发。图2给出了上述方法实施例的网络结构图，下面将参照图2对所述方法进行详细介绍。

需要说明的是，图2中所示二层透传设备220包括但不限于支持各种二层透传的防火墙、IPS设备、流量统计记费设备等；图2中所示路由设备210包括但不限于路由器、三层交换机、安全产品等。

如图2所示，所述二层透传设备220的入接口220#1连接至所述路由设备210的以太网接口210#A，而所述二层透传设备220的出接口220#2连接至所述路由设备210的以太网接口210#B。与现有公知技术中常用的串联接入方法，图2所示旁路接入部署方式无需修改网络200的现有结构，从而不会造成额外的业务中断。

确定所述二层透传设备220已旁路接入所述网络200之后，通过对所述网络200中与所述二层透传设备220连接的路由设备210进行相应配置，使得所述路由设备210中需要二层透传处理的数据从其接口210#A输出至所述二层透传设备220的入接口220#1，并在通过相应的二层透传处理之后，从所述二层透传设备220的出接口220#2输出至所述路由设备210中接口210#B以进行正常转发。

具体而言，上述相应配置主要包括有：首先，在所述路由设备210上配置PBR使所述需要二层透传处理的数据下一跳发送到一个虚IP地址上，且发送到所述虚IP地址的数据将流经所述二层透传设备220；同时，与所述PBR相配合，在所述路由设备210上配置静态ARP，将所述虚IP地址映射到连接所述二层透传设备220出接口220#2的接口210#B的MAC地址上。这样，所述需要二层透传处理的数据，在通过所述二层透传设备220之后，将从所述接口210#B返回所述路由设备210。

其中，所述PBR作为策略路由将先于所述路由设备210中的路由表生效。这样，通过所述PBR将匹配出所述需要二层透传处理的数据，并将所述需要二层透传处理的数据转发到指定的下一跳虚IP地址上，而所述指定的下一跳虚IP地址上数据将输入所述二层透传设备220。

至于如何确保所述虚IP地址上的数据将被正确发送至所述二层透传设备220，本发明提供的解决措施是，将所述虚IP地址与所述路由设备210中接口210#A的IP地址配置在同一网段中。这样，由于所述虚IP地址与所述接口210#A为直连路由(处于同一网段)，再加上所述接口210#A与所述二层透传设备220的入接口220#1直连，从而使得由所述PBR定向至所述虚IP地址的数据将直接从所述接口210#A输入所述二层透传设备220。

一般来说，需要在所述路由设备210中所有入接口上均使能所述PBR。但是，用户也可根据网络运行状况和实际业务处理需要，有选择地在所述路由设备210中部分入接口上使能所述PBR。

此外，用户还可优选地通过所述PBR的下一跳备份能力，灵活设定当所述二层透传设备220出现故障时的数据转发策略。比如，将所述PBR的备份下一跳配置成指向空(NULL)接口，使得当所述二层透传设备220不可达时，所述路由设备210将完全丢弃所述需要二层透传处理的数据；或者，不对所述PBR的备份下一跳进行配置，使得当所述二层透传设备220出现故障时，所述路由设备210将根据其中路由表对所述需要二层透传处理的数据进行正常转发。

下面将以从所述路由设备210中接口210#C输入、并从所述路由设备210中接口210#D输出的数据为例，同时参照图3详细介绍所述网络200的数据转发流程。

如图3所示，当图2所示网络200中路由设备210从其接口210#C接收到数据(图3所示步骤S1)后，所述路由设备210将首先对所述数据进行二层解封装处理(图3所示步骤S2)，随后所述路由设备210中PBR将优先发生作用以确定所述数据是否需要二层透传处理(图3所示步骤S3)，否则根据所述路由设备210中路由表进行正常的数据转发(执行图3所示步骤S3N1～S3N3)，是则将所述数据重定向流经所述二层透传设备220之后再返回来进行正常的数据转发(执行图3所示步骤S3Y1～S3Y6)。

其中，有关正常的数据转发(包括图3所示步骤S3N1～S3N3)，本领域现有公知的路由技术文献大多有所披露，故在此不再赘述；而有关如何转发所述需要二层透传处理的数据，将参照图3所示实施例详细介绍如下。

对于通过所述PBR匹配确定需要二层透传处理的数据，所述路由设备210将首先查找所述虚IP地址的路由表项，发现所述虚IP地址与所述路由设备210中接口210#A的IP地址配置在同一网段中，并据此确定所述需要二层透传处理的数据的输出接口为所述接口210#A(图3所示步骤S3Y1)；然后，通过查找ARP表命中所述静态ARP表项，并据此将所述路由设备210中接口210#B的MAC地址作为链路层目的地址封装在所述需要二层透传处理的数据上(图3所示步骤S3Y2)。

至此，所述路由设备210将把所述需要二层透传处理的数据从其接口210#A输出至所述二层透传设备220的入接口220#1(图3所示步骤S3Y3)，而所述需要IPS处理的数据中封装有所述接口210#B的MAC地址作为其链路层目的地址。

随后，所述二层透传设备220从其入接口220#1接收到所述需要二层透传处理的数据，并对其进行相应的二层透传处理(图3所示步骤S3Y4)。如果所述数据通过了所述二层透传设备220的处理，则其将从所述二层透传设备220的出接口220#2输出至所述路由设备210的接口210#B(图3所示步骤S3Y5)。

至此，所述需要二层透传处理的数据旁路流经所述二层透传设备220的转发流程已结束。随后，所述路由设备210从其接口210#B接收到已通过二层透传处理的数据后，由于数据的链路层目的地址为本地接口210#B的MAC地址，因此将对所述数据进行二层解封装(图3所示步骤S3Y6)，然后将其直接送交三层路由进行正常转发(执行图3所示步骤S3N1～S3N3)。

需要说明的是，图2、图3所示以及上述相关介绍均为单向流量通过所述二层透传设备220的设计方案，如果对往返流量均希望流经所述二层透传设备220进行相应业务处理，只需反向再配置一遍所述PBR及所述静态ARP即可。

此外，本发明还提供了一种能够应用本发明所提供灵活组网方法的路由设备，以支持所述灵活组网方法的实施。下面将参照图4详细介绍所述路由设备。

如图4所示，本发明所提供路由设备400不仅包括有现有常用路由设备的公知构件，比如：用于输入/输出数据的接口410#1/410#2/440#1/440#2，用于存储到达特定目的地址的数据传输路径的路由表450，用于在本地建立一个IP地址和MAC地址映射表的ARP表460，以及用于根据所述路由表450和ARP表460进行正常数据转发的路由单元430。

同时，所述路由设备400还包括有策略路由单元420。所述策略路由单元分别与所述接口410#1/410#2/440#1/440#2、所述路由表450、所述ARP表460、及所述路由单元430相连，用于根据预定规则区分从所述接口410#1输入的数据是否需要二层透传处理，如果需要则将相应需要二层透传处理的数据重定向至指定的下一跳地址，使得所述需要二层透传处理的数据能够被转发至所述二层透传设备500。

其中，如图4所示，当所述路由设备400中入接口410#2和出接口440#2分别连接至所述二层透传设备500的出/入接口时，所述指定的下一跳地址优选为一个预设的虚IP地址，且所述虚IP地址与连接所述二层透传设备500入接口的出接口440#2的IP地址配置在同一网段中；同时，在所述ARP表460中，所述虚IP地址被静态映射到连接所述二层透传设备500出接口的入接口410#2的MAC地址上。

这样，当所述路由设备400从其入接口410#1接收到数据后，所述策略路由单元420将首先进行PBR匹配以确定所述数据是否需要二层透传处理。如果确定所述数据不需要二层透传处理，则将所述数据交由路由单元430进行正常的数据转发，如图4中框形箭头所示。如果确定所述数据需要二层透传处理，则将所述数据转发至旁路接入的所述二层透传设备500，而所述数据通过所述二层透传设备500后将返回所述路由设备400，以进行后续的正常转发，如图4中黑线箭头所示。

必须指出的是，为了清晰图示所述路由设备400中的数据转发流程，在图4中对所述路由设备400的接口按数据输入/输出方向区分为入接口(包括410#1和410#2)以及出接口(包括440#1和440#2)。然而本领域技术人员应能理解，实际实施本发明技术方案时所述出接口和所述入接口完全可以二位一体，也即所述路由设备400的接口既可用于输入数据、也可用于输出数据。

需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种灵活组网的方法，其特征在于，包括有：

将路由设备的两个接口分别连接至二层透传设备的出接口和入接口；

对所述路由设备进行相应配置，使得所述路由设备中需要二层透传处理的数据流经所述二层透传设备之后，再返回所述路由设备进行正常转发。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相应配置具体为：

在所述路由设备上配置PBR，使所述需要二层透传处理的数据下一跳发送到一个指定的虚IP地址上；

同时，在所述路由设备上配置静态ARP，将所述虚IP地址映射到连接所述二层透传设备出接口的接口MAC地址上。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述虚IP地址与连接所述二层透传设备入接口的接口IP地址配置在同一网段中。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述路由设备的所有入接口上均使能所述PBR。

5.如权利要求2至4任一所述的方法，其特征在于，配置所述PBR的备份下一跳，使得所述路由设备在所述二层透传设备出现故障时丢弃所述需要二层透传处理的数据、或者正常转发所述需要二层透传处理的数据。

6.一种能够应用如权利要求1所述方法的路由设备，包括有用于输入/输出数据的接口、路由表、ARP表、以及用于根据所述路由表和ARP表进行数据转发的路由单元；其特征在于，还包括有：

策略路由单元，与所述接口、所述路由表、所述ARP表、以及所述路由单元相连，用于根据预定规则区分所述接口输入的数据是否需要二层透传处理，如果需要则将相应需要二层透传处理的数据转发到指定的下一跳地址上。

7.如权利要求6所述的路由设备，其特征在于，所述策略路由单元通过定义ACL来制定所述预定规则，和/或通过定义PBR来将所述需要二层透传处理的数据定向到指定的下一跳地址上。

8.如权利要求7所述的路由设备，其特征在于，所述指定的下一跳地址为一个虚IP地址，所述策略路由单元通过所述PBR将所述需要二层透传处理的数据定向到所述虚IP地址上。

9.如权利要求8所述的路由设备，其特征在于，所述虚IP地址与连接所述二层透传设备入接口的接口IP地址配置在同一网段地址上。

10.如权利要求8或9所述的路由设备，其特征在于，在所述ARP表中，所述虚IP地址被静态映射到连接所述二层透传设备出接口的接口MAC地址上。

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