CN101313517A

CN101313517A - 以太网中的控制系统、数据报文传输方法和网络设备

Info

Publication number: CN101313517A
Application number: CNA2007800002202A
Authority: CN
Inventors: 何健飞
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2008-11-26
Also published as: WO2007090346A1; EP1986370A1; CN100442779C; ES2383827T3; US20080310430A1; EP1986370A4; ATE553566T1; EP1986370B1; CN1866922A

Abstract

一种以太网中的控制系统、数据报文传输方法和网络设备。控制系统根据以太网二层控制协议获取以太网中的链路信息，并根据所述链路信息集中建立并维护以太网的网络拓扑，控制系统根据所述网络拓扑为其接收的连接建立请求计算连接端点网桥之间的路由，并根据所述路由配置该连接经过的各网桥数据系统的转发路径信息，所述各网桥数据系统根据转发路径信息进行数据报文转发。本发明实施方式使以太网中传输的数据流具有可管理性，而且使以太网中的数据流量具有可控性；本发明实施方式不需要改变以太网数据平面的封装结构、没有脱离以太网技术，而且利用了以太网传统的二层控制协议，从而在低成本改造以太网的前提下，使以太网支持流量工程。

Description

以太网中的控制系统、数据报文传输方法和网络设备技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种以太网中的控制系统、数据报文传输方法和网络设备。发明背景

以太网系统由三个子系统组成，即由数据转发系统、控制系统、管理系统组成，数据转发系统简称数据系统。这三个子系统也可以称为：数据平面、控制平面、管理平面。

数据平面直接对用户数据包进行转发和相关的处理；控制平面不直接处理用户数据包，而是通过控制协议如 STP/MRP/LLDP (生成树协议 /多注册协议 /链路层发现协议）等获得网络拓扑，为用户数据流建立连接提供相关参数和状态的配置，并为其提供可靠性保证；管理平面负责对数据平面、控制平面进行参数配置和任务事件的触发。

以太网 2层控制协议 STP是一个分布式的树生成协议，根据该协议，需要通过在网桥间传送生成树消息 BPDU (桥接协议数据单元）生成一个树，并且在树的生成过程中，每个网桥仅仅知道树在该网桥的根端口和指定端口。

在传统的以太网网桥互联的网络中，采用无连接的方式实现对用户数据包的转发，其特征主要包括如下三点：

1、通过控制协议在桥接网络内创建树，用户数据包必须沿着所生成的树转发。

2、用户数据包的数据转发路径的建立是受用户数据流驱动的，当用户数据包到达桥接网络时，数据平面通过源地址自学习方式获得转发路径。

3、当一个用户数据包到达桥接网络时，针对用户数据包的目的地址，若其转发路径尚未学习到，则将该数据包在树上进行广播，否则根据学习到的路径转发该用户数据包。

发明人在研究本发明技术方案的过程中发现，传统以太网系统存在如下缺点：

1、由于传统以太网系统采用无连接技术，因此，无法提供流程工程服务，即不能根据用户业务的需求和网络资源状况，通过网络资源的优化使用提供满足用户要求的可靠服务。

2、为了防止环回，传统以太网采用生成树进行用户数据包转发，生成树是对一个桥接网络拓扑修剪后的拓扑，即桥接网络中的一些链路被阻止，导致网络拓扑资源不能够被有效的利用。

3、由于现有以太网釆用了生成树协议，通过分布式的操作生成桥接网络共用的拓扑，对树根的确定还存在一个竞选过程，从而，使生成树的收敛时间长，这样，当网络出现故障时业务的恢复效率低。

为了使以太网能够从数据平面角度支持流量工程，目前， MPLS (多协议标签交换）技术被应用在以太网设备中。

由于 MPLS技术改变了传统以太网数据平面的封装结构，所以，从数据平面的角度来说， MPLS技术已脱离了以太网技术，从而，使 MPLS技术不能兼容应用于原有的以太网设备。由于目前还没有考虑 MPLS 的控制协议如何在以太网上扩展应用，因此，以太网系统还无法支持 LSP的自动建立。

GELS (GMPLS control plane for point-to-point Ethernet Label Switching, 关于点到点以太网标记交换的 GMPLS控制平面）预研究项目，正在研究如何将 GMPLS (Generalized Multi-Protocol Label Switching, 通用多协议标记交换）扩展到以太网，从而实现以太网中的标记交换，满足流量工程等需求。

GELS预研究项目的研究技术核心主要包括如下两点-

1、不改变目前以太网的数据封装结构，釆用 VLAN标识 + MAC地址作为转发标记，并由控制平面建立转发标记路径。

2、为了能够在以太网中自动建立转发标记路径， '需要将现有的 GMPLS控制协议进行扩展，使其能应用在以太网系统中。

传统的以太网技术是一个相对简单的技术，使以太网设备具有成本低、应用灵活和方便等优点，而 GELS基本抛弃了传统以太网的 2层控制协议，使用相对复杂的信令、路由等协议来控制以太网，而且，由于该协议支持多种能力交换，所以，使以太网设备成本，包括维护成本等都会相应提高。

目前还有一种对现有以太网技术进行改进的方案，它使用链路状态协议 OSPF或 IS-IS得到网络拓扑，获得的网络拓扑主要用于两个目的：（1 ) 为单播数据包转发计算最短路径；（2) 为广播数据包、组播数据包转发计算出树。

该改进的方案给出了一个用于根据整个网络拓扑信息计算出一个生成树的算法。该算法可以为单播包计算任意两点间的最短路径，也可为多播包和广播包提供转发所需要的树路径。

该技术实现了如同 IP网络具有的最短路径路由功能，但是，在路由寻址过程中，不使用终端地址 MAC 地址进行寻址，而是使用网桥的 MAC地址进行路由寻址。该技术没有考虑端到端业务数据流的带宽资源需求，只考虑根据目的地址建立数据转发表，它不能够根据网络资源使用情况和业务需求实现以太网流量工程。 . 发明内容

本发明实施方式一种以太网中的控制系统、数据报文传输方法和网络设备，使以太网能够低成本、方便的支持流量工程。

本发明提供一种以太网中的控制系统，包括：路由控制实体和转发路径控制实体；

路由控制实体：用于获取通过以太网二层控制协议获取的以太网中的链路信息，根据所述链路信息集中建立并维护以太网的网络拓扑，并根据所述网络拓扑为控制系统接收的连接建立请求计算连接端点网桥之间的路由；

转发路径控制实体：用于根据路由控制实体计算的路由配置该路由经过的各网桥数据系统的转发路径信息，以控制网桥数据系统的数据报文转发。

所述转发路径控制实体包括：连接控制实体、链路管理实体；

链路管理实体：用于; f艮据以太网二层控制协议检测并输出其对应的网桥与邻接网桥之间的链路信息，并根据其接收的连接注册使用请求信息 /连接注册释放请求信息对其对应网桥数据系统中的转发路径信息进行配置管理； '

连接控制实体：用于在接收到连接建立请求 /连接释放请求时，获取需要建立 /释放的连接的路由信息，并向所述路由经过的各网桥对应的链路管理实体下发连接注册使用请求信息 /连接注册释放请求信息。所述路由控制实体包括：网络拓扑维护模块和路由计算模块；

网络拓扑维护模块：用于根据接收的链路信息建立并维护以太网的网络拓扑信息，并根据需要建立 / 释放的连接的路由信息修改网络拓扑信息；

路由计算模块：根据所述网络拓扑信息为需要建立的连接计算路由信息，并输出。

所述链路管理实体属于分布控制实体，链路管理实体位于网桥设备中，或独立于网桥设备。

所述连接控制实体釆用集中式结构、或母子结构；

当连接控制实体采用集中式结构时，连接控制实体对桥接网络中的多个网桥进行连接控制，釆用集中式结构的连接控制实体属于集中控制实体；

当连接控制实体釆用母子结构时，连接控制实体包括：母连接控制实体和与网桥数量对应的子连接控制实体；

母连接控制实体属于集中控制实体，母连接控制实体在接收到连接建立请求 /连接释放请求时，获取需要建立 /释放的连接的路由信息，并向所述路由经过的各网桥对应的子连接控制实体分别下发连接配置信息；

子连接控制实体釆用分布控制方式，属于分布控制实体，每个子连接控制实体控制其对应的单个网桥，子连接控制实体根据母连接控制实体发送来的连接配置信息，向其对应的链路管理实体下发连接注册使用请求信息 /连接注册释放请求信息。

所述子连接控制实体位于网桥设备中，或独立于网桥设备。

所述路由控制实体属于集中控制实体，集中控制实体和分布的控制实体之间设置有采用 2层交换配置的信令通道，所述 2层交换配置的信令通道用于集中控制实体和分布控制实体之间进行信息交互。

本发明实施方式还提供一种以太网中数据报文传输方法，所述方法包括步骤：

控制系统根据以太网二层控制协议获取以太网中的链路信息，并根据所述链路信息集中建立并维护以太网的网络拓扑；控制系统根据所述网络拓扑为其接收的连接建立请求计算连接端点网桥之间的路由，并根据所述路由配置该连接经过的各网桥数据系统的转发路径信息；所述各网桥数据系统根据转发路径信息进行数据报文转发。

所述获取以太网中的链路信息，并根据所述链路信息集中建立并维护以太网的网络拓扑的步骤具体包括：控制系统中的链路管理实体根据以太网二层控制协议在检测到其对应的网桥与邻接网桥间的链路、或检测到链路的状态信息变化时，上报链路信息；控制系统中的路由控制实体根据链路管理实体上报的链路信息、和 /或管理平面配置下发的资源配置信息集中建立并维护以太网的网络拓扑。

所述链路信息包括：发现链路配置信息、链路故障信息、链路故障消失信息；

且所述路由控制实体在接收到发现链路的配置信息时，将相应的链路加入网络拓扑中，所述路由控制实体在接收到链路故障信息时，将相应的链路状态置为故障，所述路由控制实体在接收到链路故障消失信息时，将相应的链路状态置为正常。

所述控制系统根据所述网络拓扑为其接收的连接建立请求计算连接端点网桥之间的路由，并根据所述路由配置该连接经过的各网桥数据系统的转发路径信息的步骤包括：控制系统中的连接控制实体根据所述连接建立请求中的路由信息将标记注册使用请求下发至该路由信息中各网桥对应的链路管理实体；链路管理实体根据接收的标记注册使用请求配置其对应网桥数据系统中的路径转发信息。所述控制系统根据所述网络拓扑为其接收的连接建立请求计算连接端点网桥之间的路由 , 并根据所述路由配置该连接经过的各网桥数据系统的转发路径信息的步骤包括：控制系统中的连接控制实体接收连接建立请求，并向路由控制实体发送连接路由使用请求信息；路由控制实体根据所述网络拓扑为其接收的连接路由使用请求信息计算连接的端点网桥之间的路由，并将计算出的路由信息返回至连接控制实体；连接控制实体根据其接收的路由信息，将标记注册使用请求下发至该连接经过的网桥对应的链路管理实体；链路管理实体根据接收的标记注册使用请求配置其对应网桥数据系统中的路径转发信息。

所述连接建立请求为点到点连接建立请求，所述连接路由使用请求信息包括：源网桥 MAC地址、目的网桥 MAC地址；或者所述连接路由使用请求信息除了包括：源网桥 MAC地址、目的网桥 MAC地址之外，还包括：带宽信息、和 /或连接方向属性；

且所述路由控制实体根据所述网络拓扑为其接收的连接路由使用请求信息计算连接的端点网桥之间的路由，并将计算出的路由信息返回至连接控制实体的步骤包括：路由控制实体根据当前活跃状态的网络拓扑为其接收的连接路由使用请求信息计算出带入出端口的点到点完全显式路由，并将所述路由信息返回连接控制实体；当连接路由使用请求信息中包含带宽信息时，路由控制实体根据该带宽信息和其计算出的点到点完全显式路由信息更新所述网络拓扑。 '

所述连接建立请求为点到多点广播连接建立请求，所述连接路由使用请求信息包括：一个源网桥 MAC地址和多个目的网桥 MAC地址；或者

所述连接路由使用请求信息除了包括：一个源网桥 MAC地址、多个目的网桥 MAC地址之外，还包括：带宽信息、和 /或桥约束条件；且所述路由控制实体根据所述网络拓扑为其接收的连接路由使用请求信息计算连接的端点网桥之间的路由，并将计算出的路由信息返回至连接控制实体的步骤包括：路由控制实体以源网桥为根网桥，根据当前活跃状态的网络拓扑为其接收的连接路由使用请求信息计算生成树，并将树中不是目的网桥的叶子节点剪去；路由控制实体将修剪后的树结构信息作为路由信息返回至连接控制实体；当连接路由使用请求信息中包含带宽信息时，路由控制根据该带宽信息、树结构信息更新网络拓扑。

所述连接建立请求为多点到多点的广播连接建立请求，所述连接路由使用请求信息包括：多个网桥 MAC地址；或者所述连接路由使用请求除了包括：多个网桥 MAC地址之外，还包括：带宽信息、和 / 或根网桥信息、和 /或桥约束条件；

且所述路由控制实体根据所述网络拓扑为其接收的连接路由使用请求信息计算连接的端点网桥之间的路由，并将计算出的路由信息返回至连接控制实体的步骤包括：路由控制实体获取连接路由使用请求中的根网桥信息、或者在连接路由使用请求中未指定根网桥信息时，路由控制实体根据预定策略确定根网桥；路由控制实体根据当前活跃状态的网络拓扑和所述根网桥，为其接收的连接路由使用请求信息计算生成树，并将所述生成树修剪为叶子节点均为连接路由使用请求中的网桥；路由控制实体将修剪后的树结构信息作为路由信息返回至连接控制实体；当连接路由使用请求信息包含承诺带宽信息时，路由控制根据该带宽信息、树结构信息更新网络拓扑。

所述方法还包括：当连接建立请求包含带宽信息时，连接控制实体下发带带宽信息至链路管理实体；链路管理实体确定其接收的路由信息中包含有带宽信息时，将带宽信息下发至数据系统，数据系统根据该带宽信息预留资源，并进行流量控制。

所述方法还包括：控制系统中的连接控制实体接收连接释放请求，获取该连接释放请求对应的路由信息，并根据该路由信息，将标记注册释放请求下发至该连接经过的网桥对应的链路管理实体；链路管理实体根据接收的标记注册释放请求删除其对应网桥数据系统中相应的路径转发信息。

所述连接控制实体从其自身存储的路由信息中获取需要释放的连接对应的路由信息；

当控制系统中的连接控制实体釆用母子结构时，所述连接控制实体中的母连接控制实体根据其自身存储的路由信息或者根据子连接控制实体中存储的路由信息获取需要释放的连接对应的路由信息。

所述连接建立请求 /连接释放请求由管理系统发送至连接控制实体，或者由上层应用发送至连接控制实体。

所述连接为点到点连接时，所述连接建立请求包括：一个源网桥 MAC地址、一个目的网桥 MAC地址和标识连接的标记信息；所述连接为点到多点连接时，所述连接建立请求包括：一个源网桥 MAC地址、多个目的网桥 MAC地址和标识连接的标记信息；所述连接为多点到多点连接时，所述连接建立请求包括：多个网桥和标识连接的标记信息。

所述连接为点到点的连接时，所述标记信息为：上游 VLAN标识，和 /或上游目的网桥 MAC地址；或者所述标记信息为：上游 VLAN标识和 /或目的网桥 MAC地址、下游 VLAN标识和 /或目的网桥 MAC 地址；或者所述连接为点到多点的广播连接或者多点到多点的广播连接时，所述标记信息为： VLAN标识、和 /或组播 MAC地址。

所述连接为点到多点的广播连接、且所述标记信息包括：组播 MAC地址时，连接控制实体为所述连接重新分配 VLAN标识，并建立重新分配的 VLAN标识与所述标记信息的对应关系，然后，将重新分配的 VLAN标识作为标识连接的标记信息。

所述连接为点到点的连接时，所述连接建立请求还包括：带宽信息、带出入端口的点到点完全显式路由信息；所述连接为点到多点的广播连接时，所述连接建立请求还包括：带宽信息、树结构信息 /桥约束条件；所述连接为多点到多点的广播连接时，所述连接建立请求还包括：带宽信息、树结构信息 /桥约束条件。

所述方法还包括：控制系统中的连接控制实体根据其接收到数据系统传输来的连接故障状态信息或控制系统中的链路管理实体传输来的标记故障状态信 ί>，对故障影响的连接进行维护；当控制系统中的连接控制实体采用母子结构时，母连接控制实体根据其接收到数据系统传输来的连接故障状态信息或控制系统中的链路管理实体传输来的标记故障状态信息，对故障影响的连接进行维护。

控制系统中的连接控制实体釆用母子结构：母连接控制实体与路由控制实体之间进行信息交互，且母连接控制实体与子连接控制实体之间传输连接配置信息，或者母连接控制实体与子连接控制实体之间传输连接配置信息和连接故障状态信息；母连接控制实体根据连接故障状态信息，对故障影响的连接进行维护；子连接控制实体根据接收的连接配置信息向其对应的链路管理实体下发标记注册使用请求信息 / 标记注册释放请求信息。

本发明实施方式还提供一种网络设备，所述网络设备中设置有路由控制实体设备；路由控制实体：用于获取通过以太网二层控制协议获取的以太网中的链路信息，根据所述链路信息集中建立并维护以太网的网络拓扑，并根据所述网络拓扑为控制系统接收的连接建立请求计算连接端点网桥之间的路由，并输出。

本发明实施方式还提供一种网络设备，所述网络设备中设置有连接控制实体；连接控制实体：用于在其所在的网络设备接收到连接建立请求 /连接释放请求后，获取需耍建立 /释放的连接的路由信息，并向所述路由经过的各网桥对应的链路管理实体下发连接注册使用请求信息 /连接注册释放请求信息。

本发明实施方式还提供一种网络设备，所述网络设备中设置有链路管理实体，一个链路管理实体对应―个网桥；链路管理实体：用于根据以太网二层控制协议检测并输出其对应的网桥与邻接网桥之间的链路信息，并根据其所在网络设备接收的连接注册使用请求信息 /连接注册释放请求信息对其对应网桥数据系统中的转发路径信息进行配置管理。

通过上述技术方案的描述可知，本发明实施方式利用现有的以太网二层控制协议，通过 "集中建立和维护网络拓扑" 、根据具体的连接请求集中计算连接的路由信息，并根据路由信息为端点网桥之间的连接经过的各网桥建立路径转发表项，使以太网中传输的数据流具有可管理性，而且使以太网中的数据流量具有可控性；本发明实施方式不需要改变以太网数据平面的封装结构、没有脱离以太网技术，而且利用了以太网传统的二层控制协议，使本发明实施方式的技术方案能够方便地应用于传统以太网网桥设备中；本发明实施方式在低成本改造以太网的前提下，使以太网支持流量工程。附图简要说明

图 1是本发明实施例的以太网中的控制系统示意图一；

图 2是本发明实施例的以太网中的控制系统示意图二；

图 3是本发明实施例的连接建立示意图一；

图 4是本发明实施例的连接建立示意图二；

图 5是本发明实施例的树创建示意图一；

图 6是本发明实施例的树创建和关于树的路径转发表建立示意图二；

图 7是本发明实施例的以太网中的控制系统示意图三；

图 8是本发明实施例的以太网中的控制系统示意图四。实施本发明的方式

本发明实施方式的技术方案针对一个桥接网络，即本发明实施方式为单个区域内的桥接网络提供一种控制系统，本发明实施方式通过对原有的传统以太网中的控制系统进行扩展，为桥接网络建立了一个新的控制系统，也就是说，本发明实施方式为传统以太网建立了一个新的控制平面。本发明实施方式中的控制系统通过对目前传统的以太网二层控制协议如 LLDP等进行扩展，釆用集中建立并维护网络拓扑、集中计算连接端点网桥之间路由的集中式控制方式，使控制系统能够为数据流预先建立连接端点网桥之间的转发路径，使各网桥的数据系统能够根据控制系统配置的转发路径信息进行数据报文转发；从而，使以太网中的数据流具有可管理性，使以太网能够为用户提供 QoS保证，使流量工程能够方便、简单地在以太网中实现。

下面结合附图对本发明实施方式提供的控制系统、网络设备和数据报文传输方法的技术方案做进一步的描述。

本发明控制系统主耍由 RCE (路由控制实体）和转发路径控制实体组成。转发路径控制实体由 CCE (Connection Control Element, 连接控制实体）和 LME (链路管理实体）组成。

链路管理实体为分布控制实体，即链路管理实体釆用分布式结构，分布控制实体是指对单个网桥进行直接控制的实体。一个链路管理实体可以嵌入到网桥设备中，也可以与网桥设备分离存在。

RCE和 CCE是集中控制实体，即 RCE和 CCE采用集中式结构，集中控制实体是指能够对多个网桥设备进行控制的实体。这样， RCE和 CCE可以位于服务器中，其中网桥中的一个网桥设备可以作为服务器使用。服务器和各个 LME之间配置有信令通道，当 LME嵌入网桥设备时，服务器与桥接网络中的各个网桥之间配置有信令通道，信令通道主要用于在 RCE、 CCE和各 LME之间交换传送信息。本发明实施方式可以只使用 2层交换配置每个信令通道。

LME的主要操作为：通过以太网二层控制协议如 LLDP等将其对应的网桥与邻接网桥之间的链路状态信息上报至路由控制实体； LME在接收到连接控制实体发送来的标记注册使用请求时，配置其对应网桥的数据系统中的转发路径信息，即根据标记注册使用请求配置其对应网桥的数据系统中的路径转发表； LME在接收到连接控制实体下发的标记注册释放请求时，删除其对应网桥数据系统中存储的相应的转发路径信息。

CCE的主要操作为：接收连接建立请求，这里的连接建立请求可以是管理系统发送来的，也可以是其它上层应用发送来的， CCE在接收到连接建立请求后，获取该连接建立请求的路由信息，即获取连接端点网桥之间的路由信息。

对于点到点的连接，上述 CCE获取的路由信息是指从源网桥到目的网桥的带入出端口的 P2P完全显式路由。显式路由是针对一个连接而言的，显式路由给出连接所经过的跳信息以及连接经过的跳所满足的条件，如显式路由给出连接经过的所有跳的信息。这里，单个跳的信息可以包括一个网桥标识，单个跳的信息还可以包括连接经过的网桥的入端口标识或出端口标识。显式路由信息可以包含一个或多个显式路由信息对象，显式路由对象可以是：连接经过的跳信息，跳信息包括一个网桥，跳信息还可以包括连接经过该网桥的入端口或出端口；也可以是：连接不允许经过的跳信息；还可以是：连接所选择的跳必须属于一个跳集合。带入出端口的 P2P完全显式路由是一个显式路由，它包含连接经过的每跳信息，其中每跳信息除了网桥标识外，还需要包含本跳网桥到下一跳网桥的出端口标识，并且若该跳存在前一跳，跳信息还需要给出入端口标识，即连接前跳网桥的本地端口标识。

对于点到多点的广播连接，上述 CCE获取的路由信息是指从源网桥到多个目的网桥的树结构信息。树结构信息主要用来标识一棵树，树结构信息包含树上所有网桥的标识，这其中包括一个树根的标识。对于树上的每个网桥，树结构信息中包括树在该网桥的根端口或指定端口，该网桥通过根端口和它的父网桥直接连接，通过指定端口和它的子网桥直接连接。两个网桥直接连接指的是：这两个网桥直接通过一个点到点物理链路相连接，或者这两个网桥直接通过一个物理 LAN相连接，即这两个网桥中间没有其它网桥设备。对于多点到多点的广播连接，上述 CCE获取的路由信息是指多个网桥之间的树结构信息。

CCE可以通过其与 RCE之间的交互从 RCE处获取上述路由信息，当连接建立请求中含有连接端点网桥之间的路由信息时， CCE也可以直接从连接建立请求中获取路由信息。 CCE在获取到连接的路由信息后，向该转发路径经过的各网桥对应的链路管理实体下发标记注册使用请求。 CCE在确定需要释放连接时，根据该连接对应的路由信息向该转发路径经过的各网桥对应的 LME下发标记注册释放请求。 CCE可以在接收到外部上报的连接故障状态信息或标记故障状态信息时，根据故障状态对连接进行维护管理，如通过重路由机制来恢复连接故障等；上述外部上报的连接故障状态或标记故障状态包括：数据系统上报的连接故障状态和链路层管理实体上报的标记故障状态。 CCE还可以在接收到管理系统或其它上层应用发送来的连接释放请求时释放连接。

RCE的主要操作由网络拓扑维护模块和路由计算模块来实现，下面对网络拓扑维护模块和路由计算模块的主要操作进行说明：网络拓扑维护模块主要用于接收链路信息，并根据其接收的链路信息集中建立并维护整个桥接网络的网络拓扑信息。网络拓扑维护模块接收的链路信息可以是 LME根据以太网二层控制协议如 LLDP等检测并上报的，网络拓扑维护模块接收的链路信息也可以是管理系统配置下发的。当 CCE需要从 RCE处获取连接的端点网桥之间的路由信息时，即 RCE在接收到 CCE发送来的连接路由使用请求信息时，路由计算模块根据连接路由使用请求中包含的端点网桥 MAC地址等信息计算端点网桥之间的路由信息，并将计算出的路由信息发送至 CCE; 当连接路由使用请求中包含有带宽信息如承诺带宽 (CIR)信息的情况下，路由计算模块在向 CCE返回路由信息时，网络拓扑维护模块根据路由计算模块计算出的连接路由信息更新网络拓扑结构信息，如将连接路由经过的链路的空闲带宽减去连接的许诺带宽。 RCE在接收到 CCE发送来的连接路由释放请求信息、且如果该连接路由释放请求对应的连接具有带宽属性如承诺带宽时，网络拓扑维护模块根据连接路由释放请求信息维护网络拓扑结构，如将网络拓扑中的连接路由经过的链路的空闲带宽加上释放的连接的许诺带宽。 RCE在 "建立和维护网络拓扑"、以及集中计算路由信息时，充分考虑了带宽信息，使控制系统能够控制数据系统实现带宽资源预留和流量控制，使以太网能够为用户提供服务质量保证。

下面结合附图对本发明实施方式提供的桥接网络中的控制系统和数据报文传输方法进行详细描述。本发明实施方式提供的桥接网络示意图如附图 1、附图 2所示。

图 1中，集中控制实体 RCE、 CCE均位于图 1中的服务器上，分布控制实体 LME被咴入到网桥设备上。服务器和网桥之间设置有信令通道，如图 1中服务器和网桥之间的虚线表示信令通道，图 1中网桥之间的黑实线表示桥接网络内连接网桥的链路，图 1中的点划线表示连接桥接网络外部设备的外部链路。

图 2描述了本发明的控制系统中的控制实体间、控制系统与管理系统、控制系统与数据系统之间的信息交互，上述信息交互主要包括： CCE和 RCE之间交互的、与连接路由相关的信息； CCE和 LME之间交互的与连接标记相关的信息，如 LME接收数据系统的链路状态监视报告，并根据链路状态向 CCE报告受影响的标记信息，即链路故障所影响的标记；数据平面可直接对建立的连接进行监视，如通过管理系统或 CCE向数据系统 OAM功能块配置所需要监视的连接，并向 CCE报告连接故障状态。由于每个网桥对应有单独的 LME实体，因此，一个控制系统应包括有多个 LME, 为清晰起见，图 2中只示出了一个 LME。

图 2中， LME负责其所在网桥即本网桥与邻居网桥之间相连接的物理链路发现，即检测本网桥与邻居网桥之间的链路配置信息。 LME在发现新链路、或者发现链路故障状态变化时，将其发现的链路信息上报给 RCE，本发明中的链路信息包括：链路配置信息和链路故障状态信息； LME接收 CCE下发的标记注册使用请求信息，并根据标记注册使用请求信息配置其所在网桥数据系统中的转发路径信息，如配置路径转发表中的相应路径转发表项，如果标记注册使用请求信息中包含有带宽信息， LME还需要根据该带宽信息通知数据系统预留带宽资源，并进行流量控制;' LME在发现链路出现故障状态变化时，将标记故障状态信息通知 CCE。当链路发生故障时，标记故障状态信息可以为：消失；当链路无故障时，标记故障状态信息可以为：正常。

RCE位于桥接网络内的服务器中， RCE主要负责建立并维护整个桥接网桥的网络拓扑，并计算连接端点网桥之间的路由。 RCE在接收到 LME上报的链路信息时，建立、或维护网络拓扑； RCE还会接收到管理系统发送来的链路配置信息，即资源配置信息， RCE在接收到资源配置信息时，建立、或维护网络拓扑。 RCE在接收到 CCE发送来的连接路由使用请求信息时，根据连接路由使用请求信息中的连接端点网桥的 MAC地址、带宽等信息为该连接计算出一个能够满足请求的连接端点网桥之间的路由信息，并将计算出的路由信息如带出入端口的完全显式路由信息、树结构信息等返回至 CCE。如果连接路由使用请求信息中包含有带宽信息、而且 RCE也是根据带宽信息来计算连接端点网桥之间的路由信息时， RCE需要根据其返回 CCE的路由信息中包含的带宽信息、连接的路由来更新网络拓扑。当 RCE接收到 CCE发送来的连接路由释放请求信息时， RCE根据释放的路由、该路由中的带宽资源更新网络拓扑。

CCE位于桥接网络内的服务器上， CCE主要负责对桥接网络内的各网桥对应的 LME下发包含有标记注册使用请求信息或标记注册释放请求信息，以建立网桥间的连接或释放网桥间的连接， CCE还需要对已建立的连接进行管理，即 CCE在确定已建立的连接出现故障时，进行连接恢复、连接释放等处理。 CCE 在接收到数据系统发送来的连接故障状态信息、或接收到 LME发送来的标记故障状态信息时，可以确定已建立的连接是否出现故障。这里的连接故障状态包含两种状态，即故障状态、正常状态即无故障状态。

下面对 LME、 CCE、 RCE的具体操作过程进行说明。

LME的主要操作过程如下：

LME通过以太网二层控制协议如 LLDP发现本网桥和邻居网桥之间的链路，该链路直接连接本地网桥和邻居网桥，邻居网桥也可以称为远端网桥，该链路可以是聚合的物理链路，也可以是单个的物理链路。

LME将上述发现的或者通过配置的链路配置信息报告给 RCE, 该链路配置信息包含有：本地网桥 MAC地址、本地链路端口标识、远端网桥 MAC地址、远端链路端口标识、链路带宽容量。

LME在接收到 CCE发送来的标记注册使用请求时，根据标记注册使用请求中携带的信息配置数据系统中的路径转发项， LME在接收到 CCE发送来的标记注册释放请求时，通知数据系统删除原来建立的相应路径转发项。如果 CCE发送来的标记注册使用请求标记注册释放请求包含有带宽信息时，则应通知数据平面进行相应的资源预留，并进行流量控制。其中路径转发项是由注册请求项中的出标记和相应端口确定的。 '

设定 RCE根据其接收的路由咨询信息生成 P2P连接的路由如附图 3、附图 4所示，且图 3、图 4中，（a, b)中的 a¾示链路成本， b表示链路的空闲带宽，设定 CCE接收到的连接建立请求信息包括：源网桥为 M0、目的网桥为 M2，下游标记为（VLAN1、 Dest_MAC) ，上游标记为（VALNl , Source-MAC) ，连接承诺带宽是 20。 CCE向 RCE发送连接路由使用请求， RCE生成的路由信息为 M0至 Ml至 M2。

如果 CCE分别向源网桥 M0、目的网桥 M2和中间网桥 Ml中的 LME下发的标记注册使用请求中的信息如附图 3所示，则源网桥 M0、目的网桥 M2和中间网桥 'Ml中的各 LME根据 CCE下发的标记注册使用谘求配置的路径转发项如附图 4所示。

LME可通过二层以太网控制协议如 LLDP等诊断链路故障或通过数据平面的故障检测建议获得链路的故障状态，当链路发生故障或链路的故障消失时， LME需要向 RCE报告链路故障状态，并通知 CCE链路故障影响的标记信息，当链路为故障状态时，相关的标记状态可以为：故障，当链路为无故障状态时，相关的标记状态可以为：正常。

CCE在接收到管理平面或者其它上层应用发送来的连接建立请求后，需要根据连接建立请求建立连接。 CCE接收到的连接建立请求可以为： P2P (点到点）连接建立请求、或者 P2MP Broadcast (点到多点广播）连接建立请求、或者 MP2MP Broadcast (多点到多点广播）连接建立请求。

P2P连接建立请求主耍包含的属性值为 -

1、源网桥 MAC地址、目的网桥 MAC地址。这里的源网桥和目的网桥可以称为连接的端点网桥。

2、标记值。标记值在桥接网络范围内具有唯一性，如果连接是单向连接，则标信息中包含一个上游标记，上游标记可以为 VLAN标识、目的 MAC地址，上游标记还可以为目的 MAC地址；如果连接是双向连接，则标记信息中还可以进一步包含一个下游标记，，下游标记可以为 VLAN标识和目的 MAC地址，下游标记还可以为目的 MAC地址。

P2P连接建立请求还可以可选的包含如下一个或多个属性值：

1、带宽信息。这里，带宽信息可包含承诺带宽（CIR)和峰值带宽（PIR) ，带宽信息也可只包含连接的峰值带宽，或者只包含连接的承诺带宽。

2、显式路由。

P2MP Broadcast连接建立请求主要包含的属性值为：

1、源网桥 MAC地址、 M (M >1 )个目的网桥 MAC地址。其中，这里的源网桥和目的网桥被称为连接的端点网桥。

2、标记值。标记值在桥接网络范围内具有唯一性。这里的标记值可以是 VLAN标识，也可以为 VLAN 标识和组播 MAC地址，还可以为组播 MAC地址。

P2MP Broadcas 连接建立请求还可以可选的包含如下一个或多个属性值：

1、带宽信息。这里，带宽信息可包含承诺带宽（CIR)和峰值带宽（PIR) ，带宽信息也可以只包含连接的峰值带宽、或者只包含连接的承诺带宽。

2、 "树结构信息"和 "桥约束条件"中的一个。桥约束条件规定了连接的限制网桥集合或者排除网桥集合，也就是说，桥约束条件可以为：允许连接经过的网桥的集合，也可以为：禁止连接经过的网桥的集合。

MP2MP Broadcast连接建立请求主要包含的属性值为：

1、 M个网桥 MAC地址。其中， M为大于 2的正整数，这里的 M个网桥可以称为连接的端点网桥。

2、标记值。标记值在桥接网络范围内具有唯一性。标记值可以是 VLAN标识，也可以是 VLAN标识和组播 MAC地址，还可以是组播 MAC地址。 '

MP2MP Broadcast连接建立请求还可以可选的包含如下一个或多个属性值：

1、带宽。这里的带宽信息可包含承诺带宽（CIR)和峰值带宽（PIR) ，带宽信息也可只包含连接的峰值带宽或只包含连接的承诺带宽。

2、 "树结构信息"和 "桥约束条件" 中的一个。

CCE在接收到 P2P连接建立请求后，建立连接的具体实现过程包括如下步骤：

步骤 1、如果 P2P连接建立请求包含有入出端口的 P2P完全显式路由信息，则跳转到步骤 2，否则， CCE 向 RCE咨询完全显式路由，即 CCE向 RCE发送连接路由使用请求，该请求中包含的连接路由咨询信息主要包括：源网桥 MAC地址、目的网桥 MAC地址，连接路由咨询信息还可以包含连接带宽信息、连接方向属性即双向连接信息或者单向连接信息、显式路由信息等。

步骤 2、 CCE得到包含有入出端口的 P2P完全显式路由信息后，从完全显式路由中获取各跳信息，并根据跳信息向控制该跳的 LME发送标记注册使用请求，标记注册使用请求中包含有一个或多个注册项，注册项信息包含：标记、端口标识、标记属性等。这里，对于上游标记和连接入端口而言，上游标记的属性是出标记；对上游标记和连接出端口而言，上游标记的属性是入标记；对于下游标记和连接入端口而言，下游标记的属性是入标记；对于下游标记和连接出端口而言，下游标记的属性是出标记。本发明中的连接的入端口、连接出端口是根据连接的请求方向确定的。

设定 RCE根据其接收的路由咨询信息生成 P2P连接的路由如附图 3、附图 4所示，且图 3、图 4中，（a， b)中的 a¾示链路成本， b表示链路的空闲带宽，设定 CCE接收到的连接建立请求信息包括：源网桥为 M0、目的网桥为 M2，下游标记为（VLAN1、 Dest— MAC) ，上游标记为（VALN1 , Source-MAC) ，连接承诺带宽是 20。 CCE向 RCE发送连接路由使用请求， RCE生成的路由信息为 M0至 Ml至 M2。

此时， CCE分别向源网桥 M0、目的网桥 M2和中间网桥 Ml中的 LME下发的标记注册使用请求中的信息如附图 3所示。

如果连接建立请求包含有带宽信息， CCE向 LME发送的标记注册使用请求中包含带宽信息。

步骤 3、 CCE存储相应的连接信息，该连接信息包含 P2P连接建立请求信息和带入出端口的 P2P完全显式路由。

CCE在接收到 P2P连接释放请求后，释放连接的具体实现过程包括如下步骤：

步骤 1、 CCE根据其存储的连接信息，针对连接的每一跳信息，向控制该跳的 LME发送标记注册释放请求，标记注册释放请求信息中包含一个或多个需要消的注册项，标记注册释放请求信息中包含有：标记，端口标识。

步骤 2、如果 CCE存储的连接信息中包括有带宽信息如承诺带宽信息，则 CCE向 RCE发送 P2P连接路由释放请求。 P2P连接路由释放请求中包括：带入出端口的 P2P完全显式路由、连接承诺带宽信息、单双向属性。

CCE在接收到 P2MP Broadcast连接建立请求后，建立 P2MP Broadcast连接的具体实现过程包括如下步骤：

步骤 1、如果 CCE接收到的连接建立请求中包含树结构信息，则跳转到步骤 2, 否则， CCE向 RCE咨询 P2MP Broadcast连接建立请求路由，即 CCE向 RCE发送连接路由使用请求信息。连接路由使用请求信息中主要包括：一个源网桥标识、 M个目的网桥标识（Μ > 1 ) , 连接路由使用请求信息中还可以包括：连接的带宽信息、桥约束条件。

步骤 2、 CCE获得了树结构信息后，针对树上每个网桥、树在每个网桥的所有指定端口和根端口，向控制树上网桥的 LME发送标记注册使用请求，标记注册使用请求信息中包含一个或多个注册项，注册项包含：标记、端口标识、标记属性，其中对指定端口，标记屑性为 "出标记" ，对根端口，标记属性为 "入标记" 。

对有带宽需求的连接， CCE向 LME发送的标记注册使用请求信息中包含有带宽信息。

步骤 3、 CCE存储相应的连接信息，该连接信息包含 P2MP Broadcast连接建立请求信息和关于该连接的树结构信息。

CCE在接收到 P2MP Broadcast连接释放请求后，释放连接的具体实现过程包括如下步骤：步骤 1、 CCE根据其存储的树结构信息，针对树上的每一网桥，关于树的指定端口和指定端口，向控制该网桥的 LME发送标记注册释放请求，一个标记注册释放请求包含一个或多个注册项，一个注册项信息包含：标记，端口标识。

步骤 2、如果 CCE存储的连接信息中包含有承诺带宽信息， CCE还需要向 RCE发送 P2MP广播连接路由释放请求，该释放请求中包含：树结构信息、连接承诺带宽信息。

另外，在建立 P2MP广播连接过程，如果 CCE接收到的连接建立请求中包含有组播标记，如 VLAN标识和组播 MAC地址、再如组播 MAC地址等，则 CCE可重新分配一个在桥接网络范围内唯一的一个 VLAN 标识，并建立该 VLAN标识与组播标记的映射关系，然后， CCE负责建立以 VLAN标识作为连接标记的连接，并针对连接的端点配置 VLAN标识与组播标记的映射关系，当释放连接时需要释放已配置的该映射关系。连接建立或释放的其它过程同上。

CCE在接收到 MP2MP Broadcast连接建立请求后，建立连接的具体实现过程包括如下步骤：步骤 1、如果 CCE接收到的连接建立请求中包含树结构信息，则跳转到步骤 2，否则， CCE向 RCE咨询 MP2MP Broadcast连接建立请求路由，即 CCE向 RCE发送连接路由使用请求，其中，连接路由使用请求信息中包括： M个网桥标识（Μ >2) , 连接路由使用请求信息中还可以包含：连接的带宽信息、根网桥、桥约束条件。 '

步骤 2、 CCE得到树结构信息后，针对树上每个网桥，关于所有指定端口和根端口向控制网桥的 LME 发送标记注册使用请求，标记注册使用请求中包含一个或多个注册项，注册项包含：标记、端口标识、标记属性，其中对每个端口都有相应的标记属性为 "入标记"和 "出标记" 的两个注册项。

如果连接建立请求中包含有带宽信息， CCE可向 LME发送的标记注册使用请求信息中包含带宽信息。步骤 3、 CCE存储相应的连接信息，该连接信息包含 MP2MP Broadcast连接建立请求信息和关于该连接的树结构信息。

CCE在接收到 MP2MP Broadcast连接释放请求后，释放连接的具体实现过程包括如下步骤：步骤 1、 CCE根据其存储的树结构信息，针对树上的每一网桥，关于树的所有指定端口和根端口，向控制该网桥的 LME发送标记注册释放请求，标记注册释放请求信息中包含一个或多个注册项，一个注册项信息包含：标记，端口标识。

步骤 2、如果 CCE存储的连接信息中包含有带宽信息，则 CCE向 RCE发送 MP2MP广播连接路由释放请求，该释放请求信息中包含：树结构信息、连接的承诺带宽。

本发明实施方式中 RCE的操作过程如下：

1、 RCE接收每个 LME上报的链路配置信息或管理平面的资源配置信息，建立并维护整个桥接网络拓扑信息。整个桥接网络的网络拓扑信息是由网桥以及连接网桥的链路组成。链路配置信息包括链路容量，链路容量也称链路总带宽或链路带宽， RCE需要将链路的可利用空闲带宽初始化为链路的总带宽。

2、 RCE接收、并存储 LME上报的链路故障状态信息，故障状态标志包括：故障、正常。

3、 RCE接收并存储管理平面发送来的资源配置信息，资源配置信息包括：链路的禁止或激活、桥节点的禁止和激活。 '

4、 RCE建立并维护的网络拓扑是由无故障且未被禁止使用的拓扑资源组成的活跃网络拓扑，这里的拓扑资源包括：网桥节点、链路。

5、 RCE接收 CCE发送来的基于 P2P连接的连接路由使用请求即路由咨询信息，该 P2P连接路由咨询信息主要包括：源网桥 MAC地址、目的网桥 MAC地址，咨询信息还可以包含连接带宽信息，连接方向属性、显式路由信息等，连接方向属性用于指明该 P2P连接是双向连接或是单向连接， RCE在接收到该路由咨询信息后，进行的操作包括如下步骤：

步骤 1、 RCE根据当前的活跃网络拓扑，计算出满足连接建立请求的带入出端口的 P2P完全显式路由，其中，如果 P2P连接路由咨询信息中给定连接的承诺带宽，则 RCE计算选择的链路必须有可分配的相应空闲带宽资源，如果 P2P连接路由咨询信息中给定连接的峰值带宽，则这个峰值带宽不能超过 RCE所选择的链路的总带宽。

步骤 2、如果 RCE接收到的 P2P连接路由咨询信息中包含连接的承诺带宽信息，则针对连接经过的每个链路， RCE将其保存的网络拓扑中的相应链路的空闲带宽变为：链路已有的空闲带宽中减去除连接的许诺带宽，以更新网络拓扑。，

步骤 3、 RCE将完全显式路由信息返回给 CCE。

RCE根据其接收的路由咨询信息生成 P2P连接的路由如附图 3、附图 4所示。

图 3、图 4中，（a, b)中的 a«示链路成本， b表示链路的空闲带宽，设定 CCE接收到的连接建立请求信息包括：源网桥为 M0、目的网桥为 M2, 下游标记为（VLAN1、 Dest_MAC) , 上游标记为（VALN1 , Source-MAC) , 连接承诺带宽是 20。 CCE向 RCE发送连接路由使用请求， RCE生成的路由信息为 Μ0至 Ml至 Μ2。

6、 RCE接收 CCE发送来的 Ρ2ΜΡ Broadcast连接的连接路由使用请求即路由咨询信息，该 P2MP Broadcast连接路由咨询信息主要包括：一个源网桥标识、 M个目的网桥标识（M > 1 ) ， P2MP Broadcast 连接路由咨询信息还可以包含：连接的带宽信息、桥约束条件。 RCE接收到该连接路由咨询信息后，根据连接路由咨询信息计算出一个支持连接的树结构信息。 RCE可以按如下步骤计算出一个支持 P2MP Broadcast连接的树结构信息：

步骤 1、 RCE以源网桥作为根网桥，针对桥接网络内的活跃的网络拓扑，使用 Edsgar Dijkstra's箅法等、结合具体的处理过程生成一个满足连接需求的树。上述具体处理过程可以为：如果连接路由咨询信息中给定连接许诺带宽， RCE所选择的链路必须有可分配的相应空闲带宽资源，如果连接路由咨询信息中给定连接峰值带宽，连接的峰值带宽不能超过 RCE所选择的链路的总带宽，如果路由咨询信息中包含有桥约束条件，则 RCE计算出的生成树中的网桥必须满足这个桥约束条件。

步骤 ²、 RCE对步骤 1中计算生成的树进行修剪，把该树修剪形成一个叶子节点均为连接建立请求中连接端点的一个树。具体的树修剪方法可以为：如果一个树的叶子节点不是连接路由使用请求信息中的 M个目的网桥之一，则翦去该叶子节点，重复步骤 2，直到生成树中不存在上面描述的叶子节点，即生成树中的叶子节点是连接路由使用请求中的 M个目的网桥之一。这里的叶子节点即没有孩节点的节点。

如果 RCE接收到的 P2MP Broadcast连接的路由咨询信息中包含有连接的许诺带宽信息 , RCE需要针对生成树经过的每条链路，将其存储的网络拓扑中的相应链路的空闲带宽变为：已有的空闲带宽与连接的许诺带宽之差，以更新网络拓扑。 RCE将修剪后得到的树结构信息返回给 CCE。

RCE根据其接收的路由咨询信息生成的树如附图 5所示。

图 5中，（a， b)中的 a表示链路成本， b表示链路的空闲带宽，设定 CCE接收到的连接建立请求信息包括：源网桥为 M0、目的网桥为 Ml、 M2、 M3的广播连接 Cl，连接承诺带宽是 20,广播连接标记是 VLAN1。

RCE在接收到 CCE发送来的连接路由使用请求后，首先，可以釆用传统的 Edsgar Dijkstra's算法等、同时考虑连接的带宽信息生成的树包含： M0、 MU M2、 M3、 Cl、 C2、 C3、 C4网桥，其中， MO为根网桥，树结构如图 5中的黑实线所示。

然后， RCE对上述树进行修剪，修剪掉不为连接提供服务的无用网桥后，得到以 M0为根的树。修剪后的树结构如附图 6所示。 RCE把修剪后的图 6中的树结构信息返回给 CCE, CCE对树中的每个网桥、关于指定端口向 LME下发标记注册使用请求，由 LME创建关于 VLAN1的路径转发项。

7、 RCE接收 CCE发送来的 MP2MP Broadcast连接,的连接路由使用请求即路由咨询信息，该 MP2MP Broadcast连接路由咨询信息主要包括： M个网桥的 MAC地址信息，这里的 M >2，该路由咨询信息还可以包含：连接的带宽信息、根网桥、桥约束条件。 RCE接收到该路由咨询信息后， RCE按如下步骤算出一个支持 MP2MP Broadcast连接的树结构信息：

步骤 1、如果 RCE接收到的路由咨询信息中包含根网桥信息，则继续进行步骤 2，否则 RCE可以根据预定策略，如根据网桥 ID的大小，将 ID最小的网桥 ID作为根网桥。

步骤 2、在桥接网络内， RCE基于活跃的网络拓扑，根据确定出的根网桥，并使用 Edsgar Dijkstra 算法、结合具体的处理过程生成一个满足连接需求的树。具体的处理过程可以为：如果连接路由咨询信息中给定连接许诺带宽， RCE所选择的链路必须有可分配的相应空闲带宽资源，如果连接路由咨询信息中给定连接峰值带宽，连接的峰值带宽不能超过 RCE所选择的链路的总带宽，如果路由咨询信息中包含有桥约束条件，则 RCE计算出的生成树中的网桥必须满足这个桥约束条件。

步骤 3: 当经过上述步骤 2不能够计算出一个满足连接需求的树时，如果 RCE接收到的路由咨询信息中不包含根网桥信息，则 RCE可以再选取一个在上述步骤中未使用过的网桥作为新的根网桥，然后，重复步骤 2生成树的过程；如果 RCE接收到的路由咨询信息中包含根网桥信息，或者 RCE将路由咨询信息中的各网桥先后作为根网桥均不能够计算出一个满足连接需求的树时，为该路由咨询信息计算树的过程结束，不再继续如下步骤的处理，此时，控制系统为该连接建立请求设置转发路径信息的过程结束。当经过上述步骤 2计算出一个满足连接需求的树时，继续如下步骤。

步骤 4、对步骤 2中计算出的树进行修剪，把该树修剪形成一个叶子均为连接建立请求中连接端点的一个树。具体的树修剪方法可以为：如果一个树的叶子节点不是连接路由使用请求中包含的 M个网桥之一，则翦去该叶子节点，重复该修剪过程，直到生成; f对中不存在上面描述的叶子节点。如果连接路由使用请求中没有指定根节点，则如果生成树中的根节点不是连接路由使用请求信息指定的 M个网桥之一，且该根节点有唯一一个孩节点，而且该孩节点也只有一个孩节点，则翦去该根节点，原来根节点的子节点成为生成树新的根网桥；重复上述修剪根节点的过程直到生成树中不存在这样的根节点。

如果 RCE接收到的 P2MP Broadcast连接的路由咨询信息中包含有连接承诺带宽信息， RCE需要对生成树经过的每条链路，将其存储的网络拓扑中的相应链路空闲带宽变为：链路已有的空闲带宽与连接的许诺带宽之差，以更新网络拓扑。 RCE将修剪后得到的树结构信息返回给 CCE。

8、 RCE接收到 CCE发送来的 P2P、或者 P2MP Broadcas 或者 MP2MP连接路由释放请求信息时， RCE 根据释放请求中包含的带入出端口的 P2P完全显式路由信息、或者树结构信息、单双向属性、连接承诺带宽信息，对连接经过的相邻网桥间的链路，将其存储的网络拓扑中的相应链路空闲带宽变为：链路已有的空闲带宽加上相应的空闲带宽容量，更新网络拓扑。

由于一个网络内的 P2P连接的数目会相当多，为了使桥接网络内关于连接规模有更好的扩展性，即不使一个 CCE的负荷过大，在上述方案中关于 P2P的连接操作， CCE可以进一步分解为：一个集中的 CCE和多个分布的 CCE，即 CCE釆用母子结构方式。集中的 CCE即母 CCE, 可以放在服务器上，多个分布的 CCE 即子 CCE, 子 CCE的数量应与桥接网络中的网桥的数量相应。每个子 CCE对应一个网桥，子 CCE可以嵌入网桥设备内，也可以独立于网桥设备存在。

采用此技术方案时， LME直接与分布的控制实体 CCE即子 CCE进行信息交互， RCE和管理系统或其它上层应用只与集中 CCE即母 CCE进行信息交互，数据系统的连接故障状态只报告给母 CCE, 母控制实体 CCE与子控制实体 CCE进行信息交换，除此之外，其它信息的交换方式与上述实施例中的描述相同，而且， RCE和 LME本身的操作也与上述实施例中的描述相同。

CCE分解为母 CCE和子 CCE后，本发明实施例的控制系统如附图 7所示。

图 7中，控制系统由控制实体、网桥设备组成，其中， RCE、母 CCE位于一个单独的服务器上， LME 和子 CCE被嵌入到网桥设备上。服务器和网桥之间设置有信令通道，图 7中服务器和网桥之间的虛线表示信令通道，图 7中的黑实线表示桥接网络内连接网桥的链路，图 7中的点划线表示连接桥接网络外部设备的外部链路。

图 8描述了本发明的控制系统中的控制实体间、控制系统与管理系统、控制系统与数据系统之间的信息交互，上述信息交互主要包括：母 CCE和 RCE之间交互的与连接路由相关的信息；子 CCE和 LME之间交互的、与连接标记相关的信息，如 LME接收数据系统的链路状态监视报告，并根据链路状态向子 CCE 报告受影响的标记信息，即链路故障所影响的标记， CCE收到标记故障信息后，分析所影响的连接，进一步向母 CCE报告连接故障状态信息；数据系统可直接对建立的连接进行监视，如通过管理系统向数据系统 OAM功能块配置所需要监视的连接，并向母 CCE报告连接故障状态信息，母 CCE在接收到连接故障状态信息后，根据故障状态对连接进行维护管理，如通过重路由机制来恢复故障连接、向管理系统上报连接告瞥信息等；由于每个网桥对应有单独的 LME实体和子 CCE实体，因此，一个控制系统应包含有多个 LME和多个子 CCE，为清晰起见，图 7中只示出了一个 LME和一个子 CCE。

本发明实施方式中母 CCE接收到一个 P2P连接建立请求后，连接建立操作过程主要包括如下步骤- 步骤 1、如果母 CCE接收到的 P2P连接建立请求包含有入出端口的 P2P完全显式路由信息，则跳转到步骤 2，否则，母 CCE向 RCE咨询完全显式路由，即 CCE向 RCE发送连接路由使用请求，该请求中包含的连接路由咨询信息主要包括：源网桥 MAC地址、目的网桥 MAC地址，连接路由咨询信息还可以包含连接带宽信息、连接方向属性即双向连接信息或者单向连接信息、显式路由信息等。

步骤 2、母 CCE得到包含有入出端口的 P2P完全显式路由信息后，从完全显式路由中获取各跳信息，并根据各跳信息向控制该跳的子 CCE发送一个连接配置请求，连接配置请求信息除包含原来的连接建立请求信息外，还包含 P2P完全显式路由中的当前跳信息。母 CCE必须将 P2P完全显式路由信息发送给连接中的至少一个连接跳的子 CCE，如发送给源网桥对应的子 CCE。如果路由信息中包含有带宽信息，即有带宽需求的连接，母 CCE向子 CCE发送的连接配置请求中包含有带宽信息。母 CCE可以只保存其接收的连接建立请求信息。当然，母 CCE也可以自己存储连接的 P2P完全显式路由信息。

步骤 3、子 CCE接收到连接配置请求后，根据连接配置请求信息，向 LME发送标记注册使用请求，注册使用请求信息包含有下游标记、出端口标识、上游标记、入端口标识。如果子 CCE接收到的连接配置请求包含有带宽信息，则子 CCE向 LME发送的标记注胁使用请求中还包含有带宽信息。

步骤 4、子 CCE存储相应的连接信息。

母 CCE在接收到 P2P连接释放请求后，释放连接的具体实现过程包括如下步骤- 步骤 1、母 CCE从子 CCE处获得连接的路由信息，针对连接的每一跳信息，向控制该跳的子 CCE发送释放连接配置请求。

步骤 2、子 CCE在接收到释放连接配置请求后，向和自己控制同一跳的 LME发送标记注册释放请求，释放标记注册释放请求信息包含：下游标记，出端口标识、上游标记，入端口。如果母 CCE原来下发的注册使用请求信息包括带宽信息，则标记注册释放请求信息中也包括带宽信息。

CCE采用母 CCE和多个子 CCE时，本发明的控制系统的实现原理和 CCE仅采用一个控制实体的实现原理基本相同，在此不再详细描述。本发明实施方式通过采用集中 CCE和分布 CCE相结合的方法，并由分布 CCE存储 P2P连接的完全显式路由信息等路由信息，有效解决了点到点连接规模的可扩展性问题。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。

Claims

一权利要求

•1、一种以太网中的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：路由控制实体和转发路径控制实体；

路由控制实体： J¾于获取通过以太网二层控制协议获取的以太网中的链路信息，根据所述链路信息集中建立并维护以太网的网络拓扑，并根据所述网络拓扑为控制系统接收的连接建立请求计算连接端点网桥之间的路由；

转发路径控制实体：用于根据路由控制实体计算的路由配置该路由经过的各网桥数据系统的转发路径信息，以控制网桥数据系统的数据报文转发。
2、如权利要求 1所述的系统，其特征在于，所述转发路径控制实体包括：连接控制实体、链路管理实体；

链路管理实体：用于根据以太网二层控制协议检测并输出其对应的网桥与邻接网桥之间的链路信息，并根据其接收的连接注册使用请求信息 /连接注册释放请求信息对其对应网桥数据系统中的转发路径信息进行配置管理：

连接控制实体：用于在接收到连接建立请求 /填接释放请求时，获取需要建立 /释放的连接的路由信息，并向所述路由经过的各网桥对应的链路管理实体下发连接注册使用请求信息 /连接注册释放请求信息。
3、如权利要求 1所述的系统，其特征在于，所述路由控制实体包括：网络拓扑维护模块和路由计算模块；

网络拓扑维护模块：用于根据接收的链路信息建立并维护以太网的网络拓扑信息，并根据需要建立 /释放的连接的路由信息修改网络拓扑信息；

路由计算模块：根据所述网络拓扑信息为需要建立的连接计算路由信息，并输出。
4、如权利要求 2所述的系统，其特征在于，所述链路管理实体属于分布控制实体，链路管理实体位于网桥设备中，或独立于网桥设备。
5、如权利要求 2所述的系统，其特征在于，所述连接控制实体釆用集中式结构、或母子结构；当连接控制实体采用集中式结构时，连接控制实体对桥接网络中的多个网桥进行连接控制，采用集中式结构的连接控制实体属于集中控制实体；

当连接控制实体采用母子结构时，连接控制^体包括：母连接控制实体和与网桥数量对应的子连接控制实体；

母连接控制实体属于集中控制实体，母连接控制实体在接收到连接建立请求 /连接释放请求时，获取需耍建立 /释放的连接的路由信息，并向所述路由经过的各网桥对应的子连接控制实体分别下发连接配置信息；

子连接控制实体釆用分布控制方式，属于分布控制实体，每个子连接控制实体控制其对应的单个网桥，子连接控制实体根据母连接控制实体发送来的连接配置信息，向其对应的链路管理实体下发连接注册使用请求信息 /连接注册释放请求信息。
6、如权利要求 5所述的系统，其特征在于，所述子连接控制实体位于网桥设备中，或独立于网桥设备。
7、如权利耍求 4、 5或 6所述的系统，其特征在于，所述路由控制实体属于集中控制实体，集中控制实体和分布的控制实体之间设置有采用 2层交换配置的信令通道，所述 2层交换配置的信令通道用于集中控制实体和分布控制实体之间进行信息交互。
8、一种以太网中数据报文传输方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

控制系统根据以太网二层控制协议获取以太网中的链路信息，并根据所述链路信息集中建立并维护以太网的网络拓扑；

控制系统根据所述网络拓扑为其接收的连接建立请求计算连接端点网桥之间的路由，并根据所述路由配置该连接经过的各网桥数据系统的转发路径信息；

所述各网桥数据系统根据转发路径信息进行数据报文转发。
9、如权利要求 8所述的方法，其特征在于，所述获取以太网中的链路信息，并根据所述链路信息集中建立并维护以太网的网络拓扑的步骤具体包括：

控制系统中的链路管理实体根据以太网二层控制协议在检测到其对应的网桥与邻接网桥间的链路、或检测到链路的状态信息变化时，上报链路信息；

控制系统中的路由控制实体根据链路管理实体上报的链路信息、和 /或管理平面配置下发的资源配置信息集中建立并维护以太网的网络拓扑。
10、如权利要求 9所述的方法，其特征在于，所述链路信息包括：发现链路配置信息、链路故障信息、链路故障消失信息；

且所述路由控制实体在接收到发现链路的配置信息时，将相应的链路加入网络拓扑中，所述路由控制实体在接收到链路故障信息时，将相应的链路状态置为故障，所述路由控制实体在接收到链路故障消失信息时，将相应的链路状态置为正常。
11、如权利要求 8所述的方法，其特征在于，所述控制系统根据所述网络拓扑为其接收的连接建立请求计算连接端点网桥之间的路由，并根据所述路由配置该连接经过的各网桥数据系统的转发路径信息的步骤包括：

控制系统中的连接控制实体根据所述连接建立请求中的路由信息将标记注册使用请求下发至该路由信息中各网桥对应的链路管理实体；

链路管理实体根据接收的标记注册使用请求配置其对应网桥数据系统中的路径转发信息。
12、如权利要求 8所述的方法，其特征在于，所述控制系统根据所述网络拓扑为其接收的连接建立请求计算连接端点网桥之间的路由，并根据所述路由配置该连接经过的各网桥数据系统的转发路径信息的步骤包括：

控制系统中的连接控制实体接收连接建立请求，并向路由控制实体发送连接路由使用请求信息；路由控制实体根据所述网络拓扑为其接收的连接路由使用请求信息计算连接的端点网桥之间的路由，并将计算出的路由信息返回至连接控制实体；

连接控制实体根据其接收的路由信息，将标记注册使用请求下发至该连接经过的网桥对应的链路管理实体；链路管理实体根据接收的标记注册使用请求配置其对应网桥数据系统中的路径转发信息。
13、如权利耍求 12所述的方法，其特征在于：

所述连接建立请求为点到点连接建立请求，所述连接路由使用 iff求信息包括:源网桥 MAC地址、目的网桥 MAC地址；或者所述连接路由使用请求信息除了包括：源网桥 MAC地址、 Θ的网桥 MAC 地址之外，还包括：带宽信息、和 /或连接方向厲性；

且所述路由控制实体根据所述网络拓扑为其接收的连接路由使用谘求信息计 ^连接的端点网桥之间的路由，并将计算出的路由信息返回至连接控制实体的步骤包括：

路由控制实体根据当前活跃状态的网络拓扑为其接收的连接路由使用情求信息计算出带入山端口的点到点完全显式路由，并将所述路由信息返回连接控制实体；

当连接路由使用请求信息中包含带宽信息时，路由控制实体根据该带宽信息和其计〔出的点到点完全显式路由信息更新所述网络拓扑。
14、如权利耍求 12述的方法，其特征在于：

所述连接建立请求为点到多点广播连接建立请求，所述连接路由使用请求信息包括：一个源网桥 MAC地址和多个目的网桥 MAC地址；或者

所述连接路由使用请求信息除了包括：一个源网桥 MAC地址、多个目的网桥 MAC地址之外，还包括：带宽信息、和 /或桥约束条件；

且所述路由控制实体根据所述网络拓扑为其接收的连接路由使用请求信息计算连接的端点网桥之间的路由，并将计算出的路由信息返回至连接控制实体的步骤包括：

路由控制实体以源网桥为根网桥，根据当前活跃状态的网络拓扑为其接收的连接路由使用请求信息计算生成树，并将树中不是目的网桥的叶子节点剪去；

路由控制实体将修剪后的树结构信息作为路由信息返回至连接控制实体；

当连接路由使用请求信息中包含带宽信息时，路由控制根据该带宽信息、树结构信息更新网络拓扑。
15、如权利耍求 12所述的方法，其特征在于：

所述连接建立请求为多点到多点的广播连接建立请求，所述连接路由使用请求信息包括：多个网桥 MAC地址；或者

所述连接路由使用请求除了包括：多个网桥 MAC地址之外，还包括：带宽信息、和 /或根网桥信息、和 /或桥约束条件；

且所述路由控制实体根据所述网络拓扑为其接收的连接路由使用请求信息计算连接的端点网桥之间的路由，并将计算出的路由信息返回至连接控制实体的步骤包括：

路由控制实体获取连接路由使用谙求中的根网桥信息、或者在连接路由使用谘求中未指定根网桥信息时，路由控制实体根据预定策略确定根网桥；

路由控制实体根据当前活跃状态的网络拓扑和所述根网桥，为其接收的连接路由使用请求信息计算生成树，并将所述生成树修剪为叶子节点均为连接路由使用请求中的网桥；

路由控制实体将修剪后的树结构信息作为路由信息返回至连接控制实体；当连接路由使用请求信息包含承诺带宽信息时，路由控制根据该带宽信息、树结构信息更新网络拓扑。
16、如权利耍求 12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当连接建立请求包含带宽信息时，连接控制实体下发带带宽信息至链路管理实体；链路管理实体确定其接收的路由信息中包含有带宽信息时，将带宽信息下发至数据系统，数据系统根据该带宽信息预留资源，并进行流 i控制。
17、如权利耍求 8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制系统中的连接控制实体接收连接释放请求，获取该连接释放请求对应的路由信息，并根据该路由信息，将标记注册释放请求下发至该连接经过的网桥对应的链路管理实体；

链路管理实体根据接收的标记注册释放请求删除其对应网桥数据系统中相应的路径转发信息。
18、如权利耍求 17所述的方法，其特征在于：

所述连接控制实体从其自身存储的路由信息中获取需要释放的连接对应的路由信息；当控制系统中的连接控制实体采用母子结构时，连接控制实体中的母连接控制实体根据其 Θ身存储的路由信息或者根据子连接控制实体中存储的路由信息获取需耍释放的连接对应的路由信息。
19、如权利要求 8至 18中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述连接建立请求 /连接释放请求由管理系统发送至连接控制实体，或者由上层应用发送至连接控制实体。
20、如权利耍求 8至 18中任一权利要求所述的方法，其特征在于：

所述连接为点到点连接时，所述连接建立请求包括：一个源网桥 MAC地址、一个目的网桥 MAC 地址和标识连接的标记信息；

所述连接为点到多点连接时，所述连接建立请求包括：一个源网桥 MAC地址、多个目的网桥

MAC地址和标识连接的标记信息；

所述连接为多点到多点连接时，所述连接建立请求包括：多个网桥和标识连接的标记信息。
21、如权利要求 20所述的方法，其特征在于：

所述连接为点到点的连接时，所述标记信息为：上游 VLAN标识，和 /或上游目的网桥 MAC地址；或者所述标记信息为：上游 VLAN标识和 /或目的网桥 MAC地址、下游 VLAN标识和 /或目的网桥 MAC地址；或者

所述连接为点到多点的广播连接或者多点到多点的广播连接时，所述标记信息为： VLAN标识、和 /或组播 MAC地址。
22、如权利耍求 21所述的方法，其征在于：

所述连接为点到多点的广播迩接、且所述标记信息包括：组播 MAC地址时，连接控制实体为所述连接重新分配 VLAN标识，并建立重新分配的 VLAN标识与所述标记信息的对应关系，然后，将重新分配的 VLAN标识作为标识连接的标记信息。
23、如权利耍求 20所述的方法，其特征在于：

所述连接为点到点的连接时，所述连接建立请求还包括：带宽信息、带出入端口的点到点完全显式路由信息；所述连接为点到多点的广播连接时，所述连接建立请求还包括：带宽信息、树结构信息 /桥约^ 条件；

所述连接为多点到多点的广播连接时，所述连接建立请求还包括：带宽信息、树结构信息 /桥约束条件。
24、如权利耍求 8至 18中任一权利耍求所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：控制系统中的连接控制实体根据其接收到数据系统传输来的连接故障状态信息成控制系统中的链路管理实体传输来的标记故障状态信息，对故障影响的连接进行维护；

当控制系统中的连接控制实体釆用母子结构时，母连接控制实体根据其接收到数据系统传输来的连接故障状态信息或控制系统中的链路管理实体传输来的标记故障状态信息，对故陪影响的连接进行维护。
25、如权利耍求 8至 18中任一权利耍求所述的方法，其特征在于，控制系统中的连接控制实体采用母子结构：

母连接控制实体与路由控制实体之间进行信息交互，且母连接控制实体与子连接控制实体之间传输连接配置信息，或者母连接控制实体与子连接控制实体之间传输连接配置信息和连接故障状态信息；

母连接控制实体根据连接故障状态信息，对故障影响的连接进行维护；

十连接控制实体根据接收的连接配置信息向其对应的链路管理实体下发标记注册使用请求信息 / 标记注册释放请求信息。
26、一种网络设备，其特征在于，所述网络设备中设置有路由控制实体设备；

路由控制实体：用于获取通过以太网二层控制协议获取的以太网中的链路信息，根据所述链路信息集中建立并维护以太网的网络拓扑，并根据所述网络拓扑为控制系统接收的连接建立请求计算连接端点网桥之间的路由，并输出。
27、一种网络设备，其特征在于，所述网络设备中设置有连接控制实体；

连接控制实体：用于在其所在的网络设备接收到连接建立请求 /连接释放请求后，获取需耍建立 / 释放的连接的路由信息，并向所述路由经过的各网桥对应的链路管理实体下发连接注册使用请求信息 /连接注册释放请求信息。
28、一种网络设备，其特征在于，所述网络设备中设置有链路管理实体，一个链路管理实体对应一个网桥；

链路管理实体：用于根据以太网二层控制协议检测并输出其对应的网桥与邻接网桥之间的链路信息，并根据其所在网络设备接收的连接注册使用请求信息 /连接注册释放请求信息对其对应网桥数据系统中的转发路径信息进行配 g管理。