CN101340377B - 一种用于二层网络数据传输的方法、装置及其系统 - Google Patents

一种用于二层网络数据传输的方法、装置及其系统 Download PDF

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本发明公开了一种用于二层网络数据传输的方法、装置及其系统。本发明方法包括:接收数据报文,若所述数据报文为单播报文,根据所述数据报文的目的MAC地址查找MAC表,获得与所述目的MAC地址对应的本地出端口信息;根据所述本地出端口信息在端口状态信息表中查找与所述本地出端口对应的状态信息,获得与目的MAC地址对应的本地出端口状态信息;根据所述本地出端口状态信息判断所述本地出端口是否正常,若判断结果为所述本地出端口正常,则采用与所述目的MAC地址对应的本地出端口对所述数据报文进行传输;否则,对所述数据报文进行组播/广播处理。通过本发明能够在端口出现故障时进行组播/广播处理,避免了流量中断时间过长的问题。

Description

一种用于二层网络数据传输的方法、装置及其系统
技术领域
[0001] 本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种用于二层网络数据传输的方法、装置 及其系统。
背景技术
[0002] 二层网络中,为了提高可靠性,通常组网上存在冗余,以便发生故障时流量 能切换到备份链路上。但是冗余容易引起环路,而环路会引起广播风暴、造成流量拥 塞等问题。STP(Spanning Tree Protocol,生成树协议)的出现可以在当前活动路径发 生故障时,激活冗余备份链路,恢复网络连通性。STP通过在交换机之间传递一种特 殊的协议报文来确定网络的拓扑结构,消息中包含了足够的信息来保证交换机完成生 成树计算,此消息可分为配置BPDU(Bridge Protocol Data Unit,网桥协议数据单元)和 TCN (Topology ChangeNotification,拓扑变更通告)BPDU。
[0003] 现有技术中,启动STP的交换机互相之间通过发送配置BPDU来完成根桥、指 定桥的选举、各端口状态的选择和整个网络拓扑结构的确定。检测到拓扑结构变化的交 换机会从自己的根端口向上发送TCN,上行的指定端口接收到发来的TCN以后,会以本 身的配置BPDU回送一个确认。并通过它的根端口继续向上发TCN,一直到达根桥为 止。发送TCN的交换机收到确认以后将不再发送TCN,如果上行指定端口没有发回确 认,则下行的根端口会不断发送TCN。当根桥受到TCN以后由根桥向全网泛洪TC位置 1的配置BPDU,所有的交换机都会转发这个报文直到整个网络都知道拓扑结构发生了改 变。根桥发送这个BPDU的实质是为了加快MAC地址表的老化。具体可参见图1,B 的MAC地址学习在端口 1,当端口 1发生故障后,端口 1所在链路被阻断,而端口 2所 在链路仍然可以进行报文转发,但是由于B的MAC地址还是学习在端口 1,如果B不发 送任何数据报文来更新MAC表,那么A等到B的MAC地址老化后才能重新访问到B。
[0004] 在对现有技术的研究和实践过程中,发明人发现现有技术中至少存在以下问 题:一般情况下MAC地址表老化时间在单位分钟级,而已经知道拓扑结构发生变化的情 况下还要等上数分钟才能通过端口 2所在链路转发数据,造成了一段时间内报文的无法 转发,中断时间过长,无法达到电信级的需求。
发明内容
[0005] 本发明实施例要解决的技术问题是提供一种用于二层网络数据传输的方法、装 置及其系统,能够避免业务报文因端口故障而无法及时转发,从而造成流量中断时间过 长,无法满足电信级需求的问题。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明实施例是通过以下技术方案实现的:
[0007] 本发明一个实施例提供了一种用于二层网络数据传输的方法,包括:
[0008] 接收数据报文,若所述数据报文为单播报文,根据所述数据报文的目的MAC地 址查找MAC表,获得与所述目的MAC地址对应的本地出端口信息;[0009] 根据所述本地出端口信息在端口状态信息表中查找与所述本地出端口对应的状 态信息,获得与目的MAC地址对应的本地出端口状态信息;
[0010] 根据所述本地出端口状态信息判断所述本地出端口是否正常,若判断结果为所 述本地出端口正常,则采用与所述目的MAC地址对应的本地出端口对所述数据报文进行 传输;否则,对所述数据报文进行组播/广播处理。
[0011] 本发明另一个实施例提供了一种用于二层网络数据传输的装置,包括:
[0012] 接收单元,用于接收数据报文;
[0013] 查找单元,用于所述数据报文为单播报文时,根据所述数据报文的目的MAC地 址查找MAC表,获得与所述目的MAC地址对应的本地出端口信息;
[0014] 端口状态信息获取单元,用于根据所述本地出端口信息在端口状态信息表中查 找与所述本地出端口对应的状态信息,获得与目的MAC地址对应的本地出端口状态信 息;
[0015] 判断单元,用于根据所述本地出端口状态信息判断所述本地出端口是否正常;
[0016] 传输单元,用于当所述判断单元的判断结果为所述本地出端口正常时,采用与 所述目的MAC地址对应的本地出端口对所述数据报文进行传输;
[0017] 处理单元,用于当所述判断单元的判断结果为所述本地出端口故障时,对所述 数据报文进行组播/广播处理。
[0018] 本发明再一个实施例提供了一种用于二层网络数据传输的系统,包括:
[0019] 故障上报单元,用于获知本地出端口发生故障时,上报本地出端口故障的消 息;
[0020] 设备管理单元,用于接收所述故障上报单元上报的所述本地出端口故障消息, 并转发所述本地出端口故障消息;
[0021] 业务控制单元,用于接收从所述设备管理单元转发的所述本地出端口故障消 息,并根据所述本地出端口故障消息发送更新所述本地出端口状态信息的消息;
[0022] 业务处理单元,用于接收所述业务控制单元发送的所述更新所述本地出端口状 态信息的消息,根据所述更新所述本地出端口状态信息的消息更新本地的端口状态信息 表,并根据更新后的端口状态信息表对接收的数据报文进行传输。
[0023] 以上技术方案可以看出,接收到数据报文时,通过判断与目的MAC地址对应的 本地出端口状态信息,获知本地出端口是否正常,若本地出端口发生故障,则在发生故 障的本地出端口恢复正常以前,对接收的数据报文采用组播/广播处理,避免了流量中 断。
附图说明
[0024] 图1为现有技术提供的系统示意图;
[0025] 图2为本发明实施例一提供的方法流程图;
[0026] 图3为本发明实施例二提供的方法流程图;
[0027] 图4为本发明实施例三提供的方法流程图;
[0028] 图5为本发明实施例四提供的装置示意图;
[0029] 图6为本发明实施例五提供的装置示意图;
5[0030] 图7为本发明实施例六提供的系统示意图。 具体实施方式
[0031] 本发明实施例提供了一种用于二层网络数据传输的方法、装置及其系统,能够 在端口发生故障时,通过及时更新端口状态信息表,在端口故障恢复前通过组播/广播 处理后传输,避免流量中断时间过长的问题。为了使本发明的技术方案更加清楚明白, 下面列举实施例进行详细说明。
[0032] 实施例一、
[0033] 参见图2,为本发明实施例一提供的方法流程图,包括:
[0034] SlOl :业务处理单元接收数据报文。
[0035] S102 :业务处理单元判断所述数据报文是否为单播报文,若判断结果为是,执 行S103;否则,执行S107。
[0036] S103 :业务处理单元根据所述数据报文的目的MAC地址查找MAC表,获得与 所述目的MAC地址对应的本地出端口信息。
[0037] S104 :业务处理单元根据所述与目的MAC地址对应的本地出端口信息在端口状 态信息表中查找与所述本地出端口对应的状态信息,获得与目的MAC地址对应的本地出 端口状态信息。
[0038] S105 :业务处理单元根据所述与目的MAC地址对应的本地出端口状态信息判断 所述本地出端口是否正常,若判断结果为端口正常,则执行S106,否则执行S107。具 体可以采用设置预设值的方式,例如判断所述本地出端口状态信息是否为预设值,若为 预设值,则判断与目的MAC地址对应的本地出端口处于正常状态,执行S106;否则, 若所述本地出端口状态信息为所述预设值以外的值,则判断与目的MAC地址对应的本地 出端口处于故障状态,执行S107。具体的,所述本地出端口状态信息由系统维护,假设 所述预设值为1,当本地出端口状态信息为1时,表明端口 UP (或者RIGHT),如果端口 UP,则执行S106;当本地端口对应状态信息为0时,表明端口 DOWN (或者WRONG), 如果端口 DOWN,则执行S107。
[0039] S106 :业务处理单元采用与目的MAC地址对应的本地出端口对接收的数据报文
进行传输,结束流程。
[0040] S107:业务处理单元对接收的数据报文进行组播/广播处理,然后返回S106。
[0041] 本实施例中,在SlOl和S102之间,还可以包括如下步骤:
[0042] 对接收的数据报文进行合法性验证。
[0043] 本实施例中,如果S103在根据目的MAC地址查找MAC表时,如果没有与所述 目的MAC地址对应的本地出端口信息,认为接收的数据报文为无用的数据流量,则删除 SlOl中所接收的数据报文。
[0044] 通过本实施例,在发生故障的本地出端口恢复正常以前,对接收的数据报文采 用组播/广播处理,避免了流量中断。
[0045] 实施例二、
[0046] 相对实施例一,本发明实施例二所述用于二层网络数据传输的方法还包括如图3 所示的下述步骤:[0047] S201 :业务处理单元获知本地出端口发生故障时,向设备管理单元上报所述本 地出端口故障的消息。
[0048] S202 :设备管理单元将所述本地出端口故障的消息发送给业务控制单元。
[0049] S203 :业务控制单元根据接收到的所述本地出端口故障的消息向业务处理单元 发送更新所述本地出端口状态信息的消息,所述更新所述本地出端口状态信息的消息用 于通知业务处理单元更新本地端口状态信息表中所述本地出端口的状态信息,即通知业 务处理单元将端口状态信息表中记录的所述本地出端口的状态信息由正常状态更新为故 障状态。
[0050] S204 :所述业务处理单元根据接收到的所述更新所述本地出端口状态信息的消 息更新所述端口状态信息表。例如,将发生故障的本地出端口的状态信息由1更新为0, 其中,1表示端口正常,0表示端口故障。
[0051] 通过本实施例,从本地出端口发生故障到更新完端口状态信息表可在电信级时 间以内完成,因此可实现对端口状态信息的实时更新。
[0052] 实施例三、
[0053] 相对实施例二,本发明实施例三所述用于二层网络数据传输的方法在业务控制 单元接收到设备管理单元发送的所述本地出端口故障的消息后,还包括如图4所示的下 述步骤:
[0054] S301 :业务控制单元根据所述本地出端口故障的消息向业务处理单元发送删除 所述本地出端口对应MAC表项的消息。
[0055] S302 :业务处理单元根据接收到的所述删除所述本地出端口对应MAC表项的消 息删除发生故障的所述本地出端口对应的MAC表项。
[0056] 通过本实施例,可以快速删除发生故障的本地出端口对应的MAC表项,避免在 网络中引入无用的广播流量。
[0057] 以上对本发明实施例提供的方法流程图进行了描述,下面对本发明实施例提供 的系统和装置示意图进行描述。
[0058] 实施例四、
[0059] 参见图5,为本发明实施例四提供的装置示意图,包括:
[0060] 接收单元401,用于接收数据报文。
[0061] 查找单元402,用于所述数据报文为单播报文时,根据所述数据报文的目的 MAC地址查找MAC表,获得与所述目的MAC地址对应的本地出端口信息。
[0062] 端口状态信息获取单元403,用于根据所述本地出端口信息在端口状态信息表中 查找与所述本地出端口对应的状态信息,获得与目的MAC地址对应的本地出端口状态信 息。其中,所述本地出端口状态信息由系统维护。
[0063] 判断单元404,用于根据所述本地出端口状态信息判断所述出端口状态是否正 常,具体可采用设定预设值的方式,所述判断单元404用于判断所述本地出端口状态信 息是否为预设值。
[0064] 其中,假设所述预设值为1,当本地出端口状态信息为1时,表明本地出端口正 常;当本地端口对应状态信息为0时,表明本地出端口出现故障。
[0065] 传输单元405,用于当所述判断单元404的判断结果为所述本地出端口正常时,
7采用与所述目的MAC地址对应的本地出端口对接收的数据报文进行传输。
[0066] 处理单元406,用于当所述判断单元404的判断结果为所述本地出端口故障时, 对接收的数据报文进行组播/广播处理。
[0067] 本实施例中,接收单元401接收到数据报文后,查找单元402获得与所述数据报 文的目的MAC地址对应的本地出端口信息,端口状态信息获取单元403获取本地出端口 状态信息,判断单元404根据本地出端口状态信息判断本地出端口是否正常,传输单元 405在所述本地出端口正常时,采用所述本地出端口对所述报文进行转发,处理单元406 在所述本地出端口异常时,即故障时,对所述报文进行组播/广播处理。
[0068] 实施例五、
[0069] 参见图6,为本发明实施例五提供的装置示意图,相对实施例四中所述的装置, 本发明实施例五提供的装置还包括:
[0070] 验证单元501,用于对所述接收单元401接收的数据报文进行合法性验证,并且 将通过合法性验证的所述数据报文发送至查找单元402。
[0071] 其中,在本发明另一实施例中,所述装置还包括:
[0072] 故障上报单元,用于获知本地出端口发生故障时,通过设备管理单元向业务控 制单元上报所述本地出端口故障的消息;所述业务控制单元用于根据接收到的所述本地 出端口故障的消息生成并发送更新所述本地出端口状态信息的消息。
[0073] 更新单元,用于接收所述业务控制单元根据所述本地出端口故障的消息发送的 更新所述本地出端口状态信息的消息,并根据所述更新所述本地出端口状态信息的消息 时,更新所述端口状态信息表。
[0074] 其中,在本发明又一实施例中,所述业务控制单元还用于根据所述本地出端口 故障的消息生成并发送删除所述本地出端口对应MAC表项的消息,所述装置还包括:
[0075] 删除单元,用于接收所述业务控制单元根据所述本地出端口故障的消息发送的 删除所述本地出端口对应MAC表项的消息,并根据所述删除所述本地出端口对应MAC 表项的消息,删除发生故障的本地出端口对应的MAC表项。
[0076] 实施例六、
[0077] 参见图7,为本发明实施例六提供的系统示意图,包括:
[0078] 故障上报单元601,用于获知本地出端口发生故障时,向设备管理单元上报本地 出端口故障的消息;
[0079] 设备管理单元602,用于接收所述故障上报单元601上报的所述本地出端口故障 消息,并转发所述本地出端口故障消息;
[0080] 业务控制单元603,用于接收所述设备管理单元转发的所述本地出端口故障消 息,根据所述本地出端口故障消息生成并发送更新所述本地出端口状态信息的消息;
[0081] 业务处理单元604,可以与所述故障上报单元601集成在一起,也可以与所述故 障上报单元601分别独立设置。所述业务处理单元604用于接收所述业务控制单元603 发送的所述更新所述本地出端口状态信息的消息,根据所述更新所述本地出端口状态信 息的消息更新本地的端口状态信息表,并根据更新后的所述端口状态信息表对接收的数 据报文进行传输。
[0082] 所述业务处理单元的具体构成与前述实施例所提供的用于二层网络数据传输的装置相同。其中,所述根据所述更新所述本地出端口状态信息的消息更新本地的端口状 态信息表,包括在所述本地出端口发生故障时,将所述端口状态信息表中所述本地出端 口的状态信息由正常状态更新为故障状态;在所述本地出端口故障恢复时,将所述端口 状态信息表中所述本地出端口的状态信息由故障状态更新为正常状态。
[0083] 其中,业务控制单元603还用于根据所述本地出端口故障的消息生成并发送删 除所述本地出端口对应MAC表项的消息。
[0084] 本发明实施例所述系统还包括:
[0085] 删除单元,可以与所述业务处理单元604集成在一起,也可以与所述业务处理 单元604分别独立设置。所述删除单元用于从所述业务控制单元603接收所述删除所述 本地出端口对应MAC表项的消息,并根据该删除消息删除发生故障的本地出端口对应的 MAC表项。
[0086] 本实施例中,故障上报单元601上报端口故障的消息,设备管理单元602接收端 口故障的消息后发送至业务控制单元603,业务控制单元603通知业务处理单元604更新 端口状态信息表,业务处理单元604与所述故障上报单元601集成在一起,更新端口状态 信息表,并根据更新后的端口状态信息表对接收的数据报文进行传输。
[0087] 以上实施例可以看出,本地出端口故障时,上报本地出端口故障消息给设备管 理单元处理后发送至业务控制单元,业务控制单元通知业务处理单元实时更新端口状态 信息表,根据更新后的端口状态信息表获知本地出端口故障时,则在故障恢复前采用组 播/广播处理的方式发送数据报文,由于从端口故障发生到更新完本地端口状态信息表 的时间可以控制在电信级以内,因此,避免了数据流量长时间的中断;并且通过快速删 除发生的故障本地出端口对应的MAC表项,避免在网络中引入无用的广播流量。
[0088] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例实现过程中的全部或部分步骤是 可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质 中。
[0089] 上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
[0090] 以上对本发明所提供的一种用于二层网络数据传输的方法、装置及其系统进行 了详细介绍,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例的思想,在具体实施方式 及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1. 一种用于二层网络数据传输的方法,其特征在于,包括:接收数据报文,若所述数据报文为单播报文,根据所述数据报文的目的MAC地址查 找MAC表,获得与所述目的MAC地址对应的本地出端口信息;根据所述本地出端口信息在端口状态信息表中查找与所述本地出端口对应的状态信 息,获得与目的MAC地址对应的本地出端口状态信息;根据所述本地出端口状态信息判断所述本地出端口是否正常,若判断结果为所述本 地出端口正常,则采用与所述目的MAC地址对应的本地出端口对所述数据报文进行传 输;否则,对所述数据报文进行组播/广播处理。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,在所述接收数据报文之后,并在所述根据 所述数据报文的目的MAC地址查找MAC表之前,所述方法还包括:对所述数据报文进 行合法性验证。
3.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述方法还包括:当获知本地出端口发生故障时,通过设备管理单元向业务控制单元上报所述本地出 端口故障的消息;接收所述业务控制单元根据所述本地出端口故障的消息发送的更新所述本地出端口 状态信息的消息,并根据所述更新所述本地出端口状态信息的消息更新所述端口状态信息表。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:接收所述业务控制单元根据所述本地出端口故障的消息发送的删除所述本地出端口 对应MAC表项的消息,并根据所述删除所述本地出端口对应MAC表项的消息,删除发 生故障的所述本地出端口对应的MAC表项。
5. —种用于二层网络数据传输的装置,其特征在于,包括: 接收单元,用于接收数据报文;查找单元,用于所述数据报文为单播报文时,根据所述数据报文的目的MAC地址查 找MAC表,获得与所述目的MAC地址对应的本地出端口信息;端口状态信息获取单元,用于根据所述本地出端口信息在端口状态信息表中查找与 所述本地出端口对应的状态信息,获得与目的MAC地址对应的本地出端口状态信息; 判断单元,用于根据所述本地出端口状态信息判断所述本地出端口是否正常; 传输单元,用于当所述判断单元的判断结果为所述本地出端口正常时,采用与所述 目的MAC地址对应的本地出端口对所述数据报文进行传输;处理单元,用于当所述判断单元的判断结果为所述本地出端口故障时,对所述数据 报文进行组播/广播处理。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:验证单元,用于对所述接收单元接收的数据报文进行合法性验证,并且将通过合法 性验证的所述数据报文发送给所述查找单元。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:故障上报单元,用于获知本地出端口发生故障时,通过设备管理单元向业务控制单 元上报所述本地出端口故障的消息;更新单元,用于接收所述业务控制单元根据所述本地出端口故障的消息发送的更新所述本地出端口状态信息的消息,并根据所述更新所述本地出端口状态信息的消息更新 所述端口状态信息表。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述装置还包括: 删除单元,用于接收所述业务控制单元根据所述本地出端口故障的消息发送的删除 所述本地出端口对应MAC表项的消息,并根据所述删除所述本地出端口对应MAC表项 的消息,删除发生故障的本地出端口对应的MAC表项。
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