CN101160850B - 一种转发报文的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种转发报文的方法，设置报文的物理特征与业务特征之间的对应关系，该方法包括以下步骤：A、接收报文，获取所述报文的物理特征；B、根据获取的物理特征，查找物理特征与业务特征之间的对应关系，获得所述报文的业务特征；C、将报文的业务特征封装至报文，并转发所述报文。另外，本发明还公开了一种转发报文的装置。通过应用本发明提供的方法以及装置，实现了网络设备能够直接根据报文的业务特征信息，对报文进行处理，提高了报文处理效率，对用户实现了差异化的服务，降低了运营过程中的处理报文的成本，增强了运营中对业务的管理和控制。

Description

一种转发报文的方法及装置

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，尤指一种转发报文的方法及装置。

发明背景

虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Area Network)是一种通过将局域网(LAN，Local Area Network)内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴技术。

在IEEE802.1Q协议标准草案中，定义了在同一物理链路上承载多个逻辑子网VLAN的方法。IEEE802.1Q协议通过在标准的IEEE802.3以太帧结构中加入4个字节，这4个字节统称为虚拟局域网标签(VLANTag)，如图1所示，该图是基于IEEE802.1Q协议的虚拟以太网数据帧格式示意图。在图1的以太网VLAN帧结构定义中，VLAN标签插入源(媒体接入控制)MAC地址和帧类型之间。在VLAN标签中包括两字节的类型字段0x8100，以用于标识该以太网帧是VLAN格式的帧；还包括12比特的VLAN标识(即VLAN-ID)，可以支持4096个VLAN实例。

目前，随着VLAN的广泛使用，尤其是在城域网中每个用户使用一个VLAN，使得以太网VLAN帧结构所定义的4096个VLAN实例已经成为网络发展的瓶颈。

为此，业界提出了扩展VLAN ID数量的QinQ技术，即802.1Q in802.1Q技术，同时也被称之为VLAN栈技术，通过增加VLAN ID数量来满足各种网络减少对VLAN ID的需求。

QinQ技术在原有的802.1Q帧格式基础上又扩展了一个4个字节的 VLAN标签，具体的帧格式如图2，即在802.1Q协议中增加的VLAN标签后紧接着增加了，和802.1Q协议增加的VLAN标签完全一样的、4字节的VLAN标签。在这种设计理念和方案下，QinQ完全兼容原有802.1Q VLAN的所有特征，同时又增加了12比特的VLAN ID，使得总的可用VLAN ID数量高达24比特，从而可以满足各种情况下对VLAN数目的需要。

在现有技术中，QinQ技术的实现为：支持QinQ技术的汇聚交换机、路由器、宽带接入服务器等网络设备，接收用户接入设备发送的只标记了一个802.1QV1AN标签的以太网报文后，在将报文转发至骨干网时，根据入端口或者出端口等标准的VLAN标记技术，在收到的报文内再封装一个VLAN标签。

现有技术中的VLAN标记技术有：基于端口划分的VLAN标记技术、基于MAC地址划分的VLAN标记技术、基于网络层划分的VLAN标记技术以及根据IP组播划分的VLAN标记技术。

现有技术中配置第二个VLAN标签的方法，虽然可以提供高达24比特的VLAN标签数目，但是，以太网报文中携带的2个VLAN标签仅仅只反映了以太网报文的物理特征，如以太网报文的出端口信息、MAC地址信息等；而没有反映以太网报文所对应的业务信息。因此，骨干网收到汇聚交换机转发的以太网报文，无法根据以太网报文所对应的业务特征，对以太网报文进行处理，无法在运营中实现对业务的管理和控制。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种转发报文的方法，应用该方法能够实现转发携带有业务特征的以太网报文，供骨干网中的网络 设备根据以太网报文的业务特征对以太网报文进行处理。

本发明的又一主要目的在于提供一种转发报文的装置，应用该装置能够对报文进行转发，使得接收到报文的网络设备能够针对报文所对应的业务特征，对报文进行处理。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种转发报文的方法，设置报文的物理特征与业务特征之间的对应关系，所述物理特征包括：出端口、媒体接入控制MAC地址、网络地址、IP组播或第一VLAN标签；所述业务特征包括：报文所对应业务的业务种类或业务优先级；该方法包括以下步骤：

A、接收报文，获取所述报文的物理特征；

B、根据获取的物理特征，查找物理特征与业务特征之间的对应关系，获得所述报文的业务特征；

C、将报文的业务特征封装至报文，并转发封装了业务特征的报文。

其中，所述业务特征用第二虚拟局域网VLAN标签表示。

其中，如果所述物理特征为第一VLAN标签；

则所述物理特征与业务特征之间的对应关系为：报文的业务优先级与报文第一VLAN标签的对应关系；报文的业务类型与报文的第一VLAN标签之间的对应关系。

另外，进一步设置报文的物理特征与报文的至少一个物理特征和/或业务特征之间的对应关系；

在报文内进一步封装所述进一步设置的物理特征和/或业务特征。

另外，所述报文为以太网报文；该方法进一步包括：

在报文内设置，与所述进一步设置的至少一个物理特征和/或业务特 征数目相等的VLAN标签；

所述进一步设置的至少一个物理特征和/或业务特征，用进一步设置的VLAN标签分别表示。

其中，所述报文为以太网报文；如果所述物理特征为第一VLAN标签；则步骤A中，在获取所述报文的物理特征之前，进一步包括：

判断当前报文的接收设备是否使能VLAN栈功能，在当前报文的接收设备使能VLAN栈功能时，执行所述获取所述报文的物理特征。

其中，所述接收报文的设备为：汇聚交换机。

同时，本发明还提供了一种转发报文的装置，包括接收单元和发送单元；其中，

接收单元，用于接收报文，获取所述报文的物理特征；利用报文物理特征与业务特征之间的对应关系获得所述报文的业务特征；将报文的业务特征封装至所述报文；

发送单元，用于发送所述封装了业务特征的报文，其中，所述物理特征包括：出端口、媒体接入控制MAC地址、网络地址、IP组播或第一VLAN标签；所述业务特征包括：报文所对应业务的业务种类或业务优先级。

其中，所述接收单元进一步包括，用于对报文封装一个或一个以上物理特征和/或业务特征的单元；

所述发送单元进一步包括，用于发送携带一个以上物理特征和/或业务特征报文的单元。

本发明所提供的一种转发报文的方法以及装置，通过设置报文的物理特征与业务特征之间的对应关系，在收到报文后，根据报文的物理特征获取对应的业务特征，将所述业务特征封装至报文，转发携带业务特征的报文。通过应用本发明提供的方法以及装置，实现了网络设备能够直接根据报文的业务特征信息，对报文进行处理，提高了报文处理效率，对用户实现了差异化的服务，降低了运营过程中的处理报文的成本，增强了运营中对业务的管理和控制。

附图简要说明

图1为基于IEEE802.1Q协议的虚拟以太网数据帧格式示意图；

图2为QinQ数据帧格式示意图；

图3为本发明方法的基本流程图；

图4为本发明方法一较佳实施例流程图；

图5为本发明中三层标签帧格式示意图；

图6为本发明中多层标签帧格式示意图；

图7为本发明报文转发装置的结构示意图。

实施本发明的方式

本发明的核心思想是：设置报文的物理特征与业务特征之间的对应关系，在收到报文后，根据报文的物理特征获取对应的业务特征，将所述业务特征封装至报文。

这里，所述报文的物理特征为：出端口、MAC地址、网络地址、IP组播、或VLAN标签；所述的业务特征为：业务种类、或业务优先级等与报文所对应业务相关的特征。

当报文中封装了与自身业务对应的业务特征后，网络设备则可根据报文中封装的业务特征，根据报文所对应的业务对报文进行处理。

本发明方法的基础流程图如图3所示，包括以下步骤：

步骤301：接收报文，获取所述报文的物理特征。

步骤302：根据获取的物理特征，查找物理特征与业务特征之间的对应关系，获得所述报文的业务特征。

步骤303：将报文的业务特征封装至报文，并转发所述报文。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明做进一步的详细说明。

在本实施例中，以以太网报文的第一VLAN标签作为以太网报文的物理特征，第二VLAN标签表示报文的业务特征，设置以太网报文的第一VLAN标签和第二VLAN标签之间的对应关系。在下文的介绍中，将以太网报文简称为报文。

这里，所述第一VLAN标签为：由802.1Q帧格式定义的VLAN标签。第二VLAN标签为根据QinQ技术封装的第二层VLAN标签，根据QinQ技术封装的第二层VLAN标签可以是封装在内层，或者外层。

所述第二VLAN标签表示的业务特征与第一VLAN标签之间的对应关系是根据网络实际运行的环境以及应用的需求确定。这里可以是：以 太网报文的业务优先级与报文第一VLAN标签的对应关系；报文的业务类型与报文的第一VLAN标签之间的对应关系等。

在本实施例中，第二VLAN标签与第一VLAN标签之间的对应关系为：报文的业务种类与第一VLAN标签VLAN标识之间的对应关系。

例如，在实际网络运行环境中，报文第一VLAN标签中携带的VLAN标识为1～2K对应上网业务，VLAN标识2K～3K对应SOHO业务或者商用业务，VLAN标识3K～4K对应VoIP业务或者视频业务。因此，第一VLAN标签和第二VLAN标签之间的对应关系为：第一VLAN标签VLAN标识1～2K对应的第二VLAN标签为1，第一VLAN标签VLAN标识2K～3K对应的第二VLAN标签为10，第一VLAN标签VLAN标识3K～4K对应的第二VLAN标签为1000等等。此时，第二VLAN标签1表示报文所对应的业务为上网业务；第二VLAN标签10表示报文所对应的业务为SOHO业务或者商用业务；第三VLAN标签100表示报文对应的业务为VoIP业务或者视频业务。

本实施例描述的是，汇聚交换机接收用户接入设备发送的报文，并向骨干网中的网络设备转发接收报文的过程，具体流程如图4所示，包括以下步骤：

步骤401：汇聚交换机接收用户接入设备发送来的报文。

步骤402：汇聚交换机按照接收报文策略处理接收到的报文。

这里，所述的接收报文策略包括各种安全检查以及带宽限制策略。

步骤403：汇聚交换机判断自身是否使能QinQ功能，如果是，则执行步骤404；否则，执行步骤409。

步骤404：汇聚交换机获取接收到的报文中携带的第一VLAN标签。

步骤405：查找第一VLAN标签和第二VLAN标签之间的对应关系，根据所述第一VLAN标签得到第二VLAN标签。

例如，第一VLAN标签VLAN标识在1～2K之间时，则对应第二VLAN标签为1，表示上网业务。第一VLAN标签VLAN标识在2K～3K之间时，则对应第二VLAN标签为10，表示SOHO业务或者商用业务。第一VLAN标签VLAN标识在3K-4K之间时，则对应第二VLAN标签为1000，表示VoIP业务或者视频业务。

这里，第一VLAN标签和第二VLAN标签之间的对应关系可以通过命令行、网管等配置手段进行配置，也可以利用硬件或软件实现配置一个固定的策略。

步骤406：对当前接收到的报文封装所述得到的第二VLAN标签。

步骤407：向骨干网中的网络设备转发携带第二VLAN标签的报文。在转发携带第二VLAN标签报文的过程中，还可以进一步按照发送报文策略对转发的报文进行处理。结束当前处理流程。

这里，所述的发送报文策略包括各种安全检查以及带宽限制策略。

步骤408：结束当前处理流程。

汇聚交换机对于自身收到的每个报文都可以如流程图4所述的步骤进行处理。

由于汇聚交换机转发给骨干网中网络设备的报文是携带了第二VLAN标签的报文，并且报文中携带的第二VLAN标签可以标识当前报文所对应的业务特征，因此，骨干网中网络设备则可以根据报文的业务特征对报文进行处理。例如，在业务特征是优先级的情况下，骨干网中网络设备则可以对优先级高的报文进行优先处理，满足不同业务优先级用户的不同需求。

在本发明中，除了可以根据报文的物理特征，在报文中封装一个业务特征外，还可以根据实际网络环境的需要，设置接收到报文的物理特征与自身一个以上的物理特征和/或业务特征之间的对应关系，在收到报 文后，根据对应关系，将一个以上的的物理特征和/或业务特征封装至报文中，以使转发报文携带更多的信息。

当收到封装一个以上物理特征和/或业务特征的报文，则去掉所述封装至报文的物理特征和/或业务特征，并转发所述报文。

相应的，在上述实施例中，由于QinQ技术仅支持两个VLAN标签，因此为了携带更多的物理特征和/或业务特征，可以在报文中进一步设置VLAN标签，使得VLAN标签的数目与与报文中欲封装的物理特征和/或业务特征数目相等。根据报文中封装的物理特征和/或业务特征数目，设置的VLAN标签可以是三个、四个甚至更多。在报文中增加的VLAN标签的格式，与报文中原有VLAN标签的格式相同。图5为在报文中携带三个VLAN标签的报文帧结构图。图6为报文中携带多个VLAN标签的帧结构图。当然，在以太网报文中，还可以利用进一步设置的VLAN标签，携带其他的信息。而具体设置标签的数目也可以不做限制。

当汇聚交换机收到骨干网中网络设备传来的携带多个VLAN标签报文时，则只需一层层将报文上封装VLAN标签去掉，即可完成解封装的操作，并发送用户接入设备。

另外，与本发明转发报文方法对应的为转发报文的装置，该转发报文装置的结构如图7所示，包括接收单元71和发送单元72。

所述接收单元71，用于接收报文，获取所述报文的物理特征；根据获取的物理特征，获得所述报文的业务特征；将报文的业务特征封装至所述报文；

所述发送单元72，用于发送所述封装了业务特征的报文。

在接收单元71进一步包括，用于对报文封装一个或一个以上物理特征和/或业务特征的单元；相应的所述发送单元72进一步包括，用于发送携带一个以上物理特征和/或业务特征报文的单元。

在本发明装置需要处理对封装一个以上物理特征和/或业务特征的报文进行解封装时，所述接收单元71进一步包括，用于接收封装一个以上物理特征和/或业务特征的报文，将所述封装至报文的物理特征和/或业务特征去掉的单元；相应所述发送单元72进一步包括，用于发送所述接收单元71去掉物理特征和/或业务特征的报文的单元。

或者，所述发送单元72进一步包括，用于接收封装一个以上物理特征和/或业务特征的报文，将所述封装至报文的物理特征和/或业务特征去掉的单元；所述接收单元71进一步包括，用于发送所述发送单元72去掉物理特征和/或业务特征的报文的单元。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种转发报文的方法，其特征在于，设置报文的物理特征与业务特征之间的对应关系，所述物理特征包括：出端口、媒体接入控制MAC地址、网络地址、IP组播或第一VLAN标签；所述业务特征包括：报文所对应业务的业务种类或业务优先级；该方法包括以下步骤：

A、接收报文，获取所述报文的物理特征；

B、根据获取的物理特征，查找物理特征与业务特征之间的对应关系，获得所述报文的业务特征；

C、将报文的业务特征封装至报文，并转发封装了业务特征的报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务特征用第二虚拟局域网VLAN标签表示。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述物理特征为第一VLAN标签；

则所述物理特征与业务特征之间的对应关系为：报文的业务优先级与报文第一VLAN标签的对应关系；报文的业务类型与报文的第一VLAN标签之间的对应关系。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步设置报文的物理特征与报文的至少一个物理特征和/或业务特征之间的对应关系；

在报文内进一步封装所述进一步设置的物理特征和/或业务特征。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述报文为以太网报文；该方法进一步包括：

在报文内设置，与所述进一步设置的至少一个物理特征和/或业务特征数目相等的VLAN标签；

所述进一步设置的至少一个物理特征和/或业务特征，用进一步设置的VLAN标签分别表示。

6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述报文为以太网报文；

如果所述物理特征为第一VLAN标签，则步骤A中，在获取所述报文的物理特征之前，进一步包括：

判断当前报文的接收设备是否使能VLAN栈功能，在当前报文的接收设备使能VLAN栈功能时，执行所述获取所述报文的物理特征。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收报文的设备为：汇聚交换机。

8.一种转发报文的装置，其特征在于，包括接收单元和发送单元；其中，

接收单元，用于接收报文，获取所述报文的物理特征；利用报文物理特征与业务特征之间的对应关系获得所述报文的业务特征；将报文的业务特征封装至所述报文；

发送单元，用于发送所述封装了业务特征的报文；

其中，所述物理特征包括：出端口、媒体接入控制MAC地址、网络地址、IP组播或第一VLAN标签；所述业务特征包括：报文所对应业务的业务种类或业务优先级。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述接收单元进一步包括，用于对报文封装一个或一个以上物理特征和/或业务特征的单元；

所述发送单元进一步包括，用于发送携带一个以上物理特征和/或业务特征报文的单元。

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