CN101160868A - 一种实现mpls报文转发的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现MPLS报文转发的方法及装置，该方法包括：在以太交换设备中配置MPLS报文接口板，为MPLS报文接口板的端口号分配私有MAC地址，建立私有MAC地址和公有MAC地址的对应关系；根据所述对应关系得到MPLS报文的目的公有MAC地址所对应的私有MAC地址及端口号；将MPLS报文中的公有MAC地址替换为所述私有MAC地址；按照所述私有MAC地址将所述的MPLS报文转发到相应端口。该装置包括MPLS报文接口板，设置在以太交换设备上，用于为MPLS报文转发提供专用的接口；MAC地址转换模块，用于将MPLS报文中的公有MAC地址和以太交换设备中的私有MAC地址进行转换。根据本发明，在二层和三层以太交换芯片上可支持基于MPLS的PWE3、L2VPN和MPLS流量工程等多种业务。

Description

一种实现 MPLS报文转发的方法及装置

技术领域

本发明涉及网絡通信技术领域， 尤其涉及以太交换设备上实现多协 议标签交换报文转发的方法及装置。 背景技术

随着以太网技术的发展， 以太网交换设备成本也大幅度下降， 在企 业网中得到广泛应用， 由于以太网的性能、 安全性和可管理性的增强以 太网的规模和覆盖范围得以大幅度提高， 在运营商网络的接入网、 接入 承载网甚至骨干网中， 以太技术也日益成为最重要、 最普遍的网络解决 方案。 而在传统的骨干网中， 可采用多协议标签交换 （ MPLS， Multi-Protocol Label Switching ) ， IP/MPLS技术也取代了异步转发模式 ( ATM, Asynchronous Transfer Mode )技术， 成为优选的解决方案。 在 这种形式下， MPLS技术下移到接入网、 接入承载网， 承载于二层以太 网络之上， 提供面向连接的业务通道， 以便为用户和业务提供端到端的 系统解决方案成为可能。

对于以以太网交换机构建的传统接入承载网，在当前的实现方案中， 需要学习到所有相关用户以太地址， 使得网絡的稳定性和可扩展性受到 一定限制。采用多协议标签交换 ( MPLS , Multi-Protocol Label Switching ) 技术后， 通过在接入承载网中建立标签交换路径 （LSP, Label Switch Path ) , 在各交换节点间通过 MPLS标签交换实现数据转发， 用户以太数 据报文头中的二层 MAC地址被封装在 MPLS标签内， 在接入承载网的运 营商设备节点上不感知用户报文的 MAC地址，也就避免了在运营商网絡 中学习大量的用户介质访问控制层（MAC, Media Access Control )地 址， 提高了网络的稳定性、 扩展性和安全性。

MPLS目前大量应用在基于三层 IP网络的路由交换设备中， 为用户 提供端到端伪线仿真（PWE3 , Pseudo Wire Emulation End to End ), 二层 虚拟专用网 （ L2VPN )和 MPLS流量工程等多种业务， 因此 MPLS标签 的灵活性和扩展性好， LSP交换天然的安全性， 在分组交换网中承担越 来越多的业务承载功能。 当 MPLS技术与以太交换机硬件平台结合使用 时， 交换机中使用交换网板为以太交换芯片时， 以太交换网中能够支持 的只有二层以太报文， 对于如 ATM、 MPLS等报文则无法提供直接的支 持， 因此， 当必须使用二层以太交换芯片作为交换设备的内部交换硬件 时， 现有的技术无法提供更多的增值业务。 发明内容

有鉴于此， 本发明的主要目的是提供一种实现 MPLS报文转发的方 法及装置， 使得 MPLS报文可以在通用的以太交换设备实现转发。

根据本发明提供的一种在以太交换设备上实现 MPLS报文转发的方 法， 包括：

为 MPLS报文接口板的端口号分配私有 MAC地址， 建立私有 MAC地 • 址和公有 MAC地址的对应关系；

根据所述对应关系得到 MPLS报文的目的公有 MAC地址所对应的私 有 MAC地址及端口号；

将 MPLS报文中的公有 MAC地址替换为所述私有 MAC地址； 按照所述私有 MAC地址将所述的 MPLS报文转发到相应端口； 将 MPLS报文中的私有 MAC地址替换为目的公有 MAC地址， 并进行 正常的转发。

所述建立私有 MAC地址和公有 MAC地址的对应关系具体包括： 配置端口号、 私有 MAC地址及公有 MAC地址的映射表。

所述私有 MAC地址为保留的 MAC地址。

更适宜地， 在将 MPLS报文中的公有 MAC地址被替换为所述私有 MAC地址之前，判断所述的 MPLS报文是否需进行 MPLS标签交换，若是， 则进行相应的 MAC地址替换； 否则将原始的以太报文进行正常转发。

更适宜地， 进行相应的 MAC地址替换之后， 在所述的 MPLS报文 封装 VLAN信息；

将 MPLS报文中的私有 MAC地址替换为公有 MAC地址后， 在所 述的 MPLS报文解封装 VLAN信息。

根据本发明还提供一种在以太交换设备上实现 MPLS报文转发的装 置， 包括：

MPLS报文接口板， 设置在以太交换设备上， 用于为 MPLS报文转发 提供专用的接口；

MAC地址转换模块，用于对进入 MPLS报文接口板的 MPLS报文中的 公有 MAC地址和以太交换设备中的私有 MAC地址进行转换；

当 MPLS报文通过 MPLS报文接口板进入以太交换设备后 ,所述 MAC 地址转换模块将 MPLS报文中的公有 MAC地址替换为所述私有 MAC地 址 , 以太交换芯片按照所述私有 MAC地址将所述的 MPLS报文转发到相 应端口； 所述 MAC地址转换模块将 MPLS报文中的私有 MAC地址替换为 目的公有 MAC地址， 以进行正常的转发。

所述的 MAC地址转换模块内嵌在 MPLS报文接口板中。

更适宜地， 该装置还包括：

MPLS4艮文交换确认模块， 用于对所述的 MPLS报文是否需进行 MPLS标签交换进行确认；

VLAN封装模块， 用于对 MPLS报文封装 VLAN信息；

VLAN解封装模块， 用于对所述 MPLS报文封装的 VLAN信息进行解 封装。

优选地， 所述的 MPLS报文接口板至少有一个业务端口， 且每个业 务端口配置有一个 MAC地址。

优选地， 所述的 MAC地址是私有 MAC地址。

优选地， 所述的以太交换芯片为二层以太交换芯片或三层以太交换 由上述本发明的技术方案可以看出， 通过在以太交换设备中配置

MPLS报文接口板， 为 MPLS报文接口板的端口号分配私有 MAC地址， 建 立私有 MAC 地址和公有 MAC地址的对应关系； 根据所述对应关系得到 报文中的公有 MAC地址替换为所述私有 MAC地址； 按照所述私有 MAC地 址将所述的 MPLS报文转发到相应端口，以在二层和三层以太交换芯片上 实现 MPLS报文的转发， 根据本发明， 在二层和三层以太交换芯片上可 支持基于 MPLS的 PWE3、 L2VPN和 MPLS流量工程等多种业务。 附图说明

图 1为根据本发明实施例的方法流程图；

图 2为本发明的实施例的系统构成示意图；

图 3为本发明的实施例的 MPLS报文接口板的内部构成示意图； 图 4为本发明的实施例的 MPLS报文入接口流程图；

图 5为本发明的实施例的 MPLS报文出接口的流程图。 具体实施方式

本发明提供了一种在以太交换设备上实现 MPLS报文转发的装置和 方法， 本发明的核心是在以太交换设备中增加 MPLS报文接口板， 所述 的 MPLS报文接口板至少有一个业务端口， 且为每个业务端口均分配一 个 MAC地址。 所述的 MAC地址可以为私有的 MAC地址， 该地址不与普 通正常转发的公有 MAC地址冲突， 当 MPLS报文进入以太交换设备时， MPLS报文接口板为所述报文封装私有 MAC地址， 以太交换设备中的以 太交换芯片根据私有 MAC地址将所述报文转发到目的公有 MAC地址所 对应的端口， 从而在以太交换设备上实现 MPLS报文的转发。 所述的以 太交换芯片为二层以太交换芯片或三层以太交换芯片。

为使本发明的目的、 技术方案和优点表达得更加清楚明白， 下面结 合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

当 MPLS报文需要通过以太交换设备进行转发时， 以太交换设备内 部的以太交换芯片只是识别 MAC地址， 所以无法对 MPLS报文实现在以 配来实现 MPLS报文的交换。

具有以太封装的 MPLS报文结构如下所示：

CRC

Load

Mpls Lable

Vlan-Tag(Optional) S-MAC

D-MAC 因此， 本发明在实现过程中， 首先需要为 MPLS报文接口板的各个 端口分配私有 MAC地址， 然后配置进行 MAC地址转换需要的私有 MAC 地址与公用 MAC地址的对应关系的 MAC地址配置表。 例如可以配置 MAC地址映射表， 其表项为：

则每个 MPLS报文接口板的端口号均分配有私有 MAC地址， 且该表 项中显示出和该端口所相连的公有 MAC地址。

MPLS报文进行转发主要是通过标签交换来完成的， MPLS报文通过 查找入标签映射表 ILM来获知出口标签和相应的 IP地址以及获得所需的 公有 MAC地址信息， 为了在以太交换设备上实现 MPLS报文的转发， 我 们可以增加 MAC地址转换模块，使得 ILM表项中的 MAC地址选项能够根 据需要进行私有 MAC地址和公有 MAC地址的转换， 具体来说， 当 MPLS 报文进入以太交换设备进行转发时， MPLS报文接口板根据所述报文的 目的公有 MAC地址查找 MAC地址映射表， 可以得到通往目的公有 MAC 地址所对应的端口， 以及该端口所对应的私有 MAC地址， MAC地址转换 模块将所述报文的公有 MAC地址转换为所需的私有 MAC地址，然后，所 述报文进入以太交换芯片中进行转发， 当所述报文到达目的端口时， 则 MAC地址转换模块再次查询 MAC地址映射表， 将 ILM表项中的私有 MAC地址转换为公有 MAC地址， 从而在以太交换设备上实现 MPLS报文 转发。 具体 ILM的表项的配置可如下所示： 入口标签

出口标签

下一跳 IP地址

MAC地址项

因此， 本发明提供一种以太交换设备上实现 MPLS报文转发的装 置， 包括 MPLS报文接口板， 用于 MPLS报文实现在以太交换设备上转发 提供专用的接口板， MPLS报文接口板设置在以太交换设备上， 且其至 少有一个业务端口， 且为每个业务端口均分配一个 MAC地址， 所述的 MAC地址不与普通正常转发的公有 MAC地址冲突， 比如可采用私有的 MAC地址。 MAC地址转换模块， 用于对公有 MAC地址和以太交换设备 中的私有 MAC地址进行转换， 该模块可以内嵌在 MPLS报文接口板中。

本发明提供的实现 MPLS报文转发的装置还包括 VLAN封装模块和 VLAN解封装模块， 如图 3所示， VLAN封装模块和 VLAN解封装模块可 设置在 MPLS报文接口板中。 VLAN封装模块， 用于对进入 MPLS报文接 口板的 MPLS报文封装虚拟局域网 VLAN信息；这是由于二层交换芯片一 般是基于 VLAN和 MAC信息进行转发的,所以需要封装 VLAN信息。 相应 地， 当所述的 MPLS报文出 MPLS报文接口板时， 需要提供 VLAN解封装 模块， 用于对封装的 VLAN信息进行解封装。 此外， 在具体实施例中， 某些进入 MPLS报文接口板的 MPLS报文在后续转发过程中并不需要进 行 MPLS报文的交换， 所以本发明提供的实现 MPLS报文转发的装置还包 括 MPLS报文交换确认模块， 用于对进入 MPLS报文接口板的 MPLS报文 是否仍需要进行 MPLS交换进行确认， 如果是， 则如前所述， MPLS报文 可通过 MAC地址转换模块和以太交换芯片实现在以太交换设备上的转 的以太报文送入以太交换芯片中进行正常的转发。

为了更清楚地理解本发明，下面本发明的实现流程来进行详细说明， 参照图 1、 图 4及图 5。

步骤 S01、 将 MPLS报文输入 MPLS报文接口板；

在本发明的实施例中， MPLS报文不需要特殊设置， 因为 MPLS标准 协议中已经规定， 当以太报文头中的封装协议号为 8847时， 就表示这是 一个 MPLS报文， 需要交给 MPLS模块来处理。 这样， 当 MPLS报文进入 以太交换设备时， 均需要进入 MPLS报文接口板； 步骤 S02、 所述的 MPLS报文是否需要进行 MPLS标签交换， 若是， 则进行步骤 S03， 否则进行步骤 S06;

在具体实施例中， 某些进入 MPLS报文接口板的 MPLS报文在后续转 发过程中并不需要进行 MPLS标签交换， 一般来说， 如果该 MPLS报文封 装了两层或以上的标签栈， 则根据标签处理方式如 Push、 Pop、 Swap以 及标签栈底标志决定是否还需要进行 MPLS标签交换 , 所以本发明还提 供了 MPLS报文交换确认模块， 用于对进入 MPLS报文接口板的 MPLS报 文是否仍需要进行 MPLS交换进行确认。

步骤 S03、 根据 MAC地址映射表， 将所述报文的目的公有 MAC地址 替换为私有 MAC地址；

具体的实施方式可参考前述， 此外， 如果由于二层转发的需要， 可 以对所述报文封装 VLAN信息。 关于私有 MAC地址的选择， 例如可以用 MAC地址中的保留地址范围， 如 8000 - XXXX - XXXX , 这类私有地址 只用于在设备内部进行以太交换， 不会扩散到设备外部。

步骤 S04、 以太交换芯片根据所述的私有 MAC地址，将所述的 MPLS 报文传送给私有 MAC地址所在的端口；

步骤 S05、 所述的私有 MAC地址对应的 MPLS功能模块将接收到的 MPLS数据报文中的私有 MAC地址替换为目的公有 MAC地址；

如果所述报文进入 MPLS报文接口板时封装 VLAN信息，则此时需要 对 VLAN进行解封装， 之后再对报文按照正常转发流程进行转发。

步骤 S06、 将 MPLS报文从出接口发送出去。 图 4所示为本发明实施例中的 MPLS报文入接口流程图， 具体过程如 下：

若判断所述的 MPLS报文不需进行 MPLS标签交换进行确认， 则所 述 MPLS报文将被弹出外层以太头及 MPLS标签， 从而将原始的以太报 文送入以太芯片中进行正常的转发。

若判断所述的 MPLS报文需进行 MPLS标签交换进行确认， 则根据 MAC地址映射表查找私有 MAC地址，用该私有 MAC地址替换所述 MPLS 报文中的公有 MAC地址。 并根据需要进行 VLAN封装， 再通过以太交换 芯片 （L2芯片）转发到 MPLS报文接口板出接口。

图 5所示为本发明实施例中的 MPLS报文出接口流程图， 具体过程如 下：

先进行 MPLS标签交换， 用所述公有 MAC地址替换私有 MAC地址； 并根据需要进行 VLAN解封装。 之后输出。

这样， 通过本发明， MPLS报文在进入以太交换芯片之前根据所述 报文的目的公有 MAC地址进行私有 MAC地址封装，然后以太交换芯片根 据所封装的私有 MAC地址进行 MPLS报文转发， 此时， MPLS封装及 MPLS封装内的报文内容对以太交换芯片透明， 这样， 就可以通过 MPLS 来支持 PWE3的多种接入接口和业务。

以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围 并不局限于此， 任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内， 可 轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1. 权 利 要 求

   1、一种在以太交换设备上实现 MPLS报文转发的方法，其特征在于， 包括：

   为 MPLS报文接口板的端口号分配私有 MAC地址， 建立私有 MAC地 址和公有 MAC地址的对应关系；

   根据所述对应关系得到 MPLS报文的目的公有 MAC地址所对应的私 有 MAC地址及端口号；

   将 MPLS报文中的公有 MAC地址替换为所述私有 MAC地址； 按照所述私有 MAC地址将所述的 MPLS报文转发到相应端口； 将 MPLS报文中的私有 MAC地址替换为目的公有 MAC地址， 并进行 正常的转发。

   2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述建立私有 MAC地 址和公有 MAC地址的对应关系具体包括:

   配置端口号、 私有 MAC地址及公有 MAC地址的映射表。

   3、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所迷私有 MAC地址为 保留的 MAC地址。

   4、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 在将 MPLS报文中的 公有 MAC地址被替换为所述私有 MAC地址之前， 判断所述的 MPLS报文 是否需进行 MPLS标签交换， 若是， 则进行相应的 MAC地址替换； 否则 将原始的以太报文进行正常转发。

   5、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 进行相应的 MAC地 址替换之后，在所述的 MPLS报文封装 VLAN信息； 将 MPLS报文中的 私有 MAC地址替换为公有 MAC地址后， 在所述的 MPLS报文解封装 VLAN信息。 6、 一种实现 MPLS报文转发的装置， 其特征在于， 包括：

   MPLS报文接口板， 用于为 MPLS报文转发提供专用的接口；

   MAC地址转换模块，用于对进入 MPLS报文接口板的 MPLS报文中的 公有 MAC地址和以太交换设备中的私有 MAC地址进行转换；

   当 MPLS报文通过 MPLS报文接口板进入以太交换设备后，所述 MAC 地址转换模块将 MPLS报文中的公有 MAC地址替换为所述私有 MAC地 址， 以太交换芯片按照所述私有 MAC地址将所述的 MPLS报文转发到相 应端口； 所述 MAC地址转换模块将 MPLS报文中的私有 MAC地址替换为 目的公有 MAC地址， 以进行正常的转发。

   7、 根据权利要求 6所述的装置， 其特征在于， 所述的 MAC地址转换 模块内嵌在 MPLS"¾文接口板中。

   8、 根据权利要求 6或 7所述的装置， 其特征在于， 还包括 MPLS报文 交换确认模块， 用于对所述的 MPLS报文是否需进行 MPLS标签交换进行 确认。

   9、 根据权利要求 6所述的装置， 其特征在于， 还包括 VLAN封装模 块， 用于对 MPLS艮文封装 VLAN信息；

   VLAN解封装模块， 用于对所述 MPLS报文封装的 VLAN信息进行解 封装。

   10、 根据权利要求 6所述的装置， 其特征在于， 所述的 MPLS报文接 口板至少有一个业务端口， 且每个业务端口配置有一个 MAC地址。

   11、 根据权利要求 6所述的装置， 其特征在于， 所述的 MAC地址是 私有 MAC地址。

   12、 根据权利要求 6所述的装置， 其特征在于， 所述的以太交换芯 片为二层以太交换芯片或三层以太交换芯片。