CN101371525A - 提供商骨干桥接-提供商骨干传输网际互连 - Google Patents

Abstract

以太网虚拟交换子网(VSS)被实现为虚拟轴辐式体系结构，所述体系结构覆盖在由提供商骨干传输(轮辐)和提供商骨干桥接子网(集线器)的组合构成的轴辐连接上。多个VSS实例在PBT/PBB基础结构之上而被多路复用。无回路弹性以太网运营商网络是通过利用提供商骨干桥接集线器子网的分布式交换体系结构，将提供商边缘节点通过接入子网相互连接到提供商汇接，以形成提供商骨干传输轮辐来提供的。提供商骨干传输保护组可以通过定义通过接入子网的工作和保护干线，从提供商边缘到不同归属的提供商汇接而形成。提供商骨干传输干线是可通过相关联的提供商边缘地址，或者通过与提供商骨干桥接网络域中的保护组相关联的唯一地址进行寻址的媒体接入控制(MAC)。

Description

提供商骨干桥接-提供商骨干传输网际互连

技术领域

本发明涉及分组交换网络体系结构，尤其涉及混合以太网提供商骨干传输和提供商骨干桥接互连。

背景技术

分组交换网络被电信提供商用于为正在增长的团体和消费者市场中的数据服务需求提供服务。分组交换网络的体系结构，诸如基于以太网的网络，很容易在较小的网络中采用，但不容易在较大的城域网(MAN)或广域网(WAN)中升级，或者也不容易提供与服务提供商相关联的服务标准。因此以太网建网传统上被限制在局域网(LAN)部署。

在运营商网络(carrier’s network)中使用以太网交换机具有互操作性(在以太网和其它框架/分组/蜂窝数据结构，诸如IP和ATM之间的映射是公知的)和经济上(例如，与IP路由器相比，以太网交换机相对更便宜)的优点。然而，常规交换以太网网络的行为与运营商向客户提供有保障的服务，并提供将网络升级到正在成长的客户基础的能力的需要不相兼容。运营商需要网络是网状的，以用于负载平衡和弹性—即必须有多个路径穿过它。另外，任何网络都必须提供实现流量工程的能力，即网络操作者控制提供被明确路由的可变带宽连接(或隧道)的能力，通过所述连接可指引流量，以及提供容易按照所需要的增加网络容量的能力。

为局域网(LAN)开发的常规以太网建网必须是便宜和简单连接的，即在网络的每个节点之间都必须有且只有一条路径。其结果是，以太网不支持大规模网络的负载平衡，遇到弹性的问题，不能支持流量工程，且不能容易地为了更大网络体系结构的增长而升级。

为了便于以太网的部署，已经开发了解决某些增长和网际互连中问题的技术标准。特别地，诸如名为提供商桥接的802.1ad的标准和名为提供商骨干桥接的802.1ah已经被电气和电子工程师协会(IEEE)开发用于帮助解决某些网际互连问题。

802.1ad定义了与现有的桥接LAN协议和设备可兼容并可共同操作的体系结构和桥接协议，其也被称作具有VLAN栈的QinQ。以不需要在用户中合作的方式，定义了将MAC服务到桥接LAN的多个独立用户的分离实例。802.1ad需要用户与MAC服务提供商之间最少的合作，并被称作提供商桥接(PB)。虚拟LAN标识符(VID)被添加到以太网报头(也被称作栈)，以便将分离的LAN分段、桥接或虚拟桥接的LAN的等价物通过服务提供商的桥接网络提供给多个用户。

802.1ah定义了与提供商桥接网络协议和设备可兼容并可共同操作的体系结构和桥接协议，从而实现多个提供商桥接网络的互连，以便允许升级并支持包括简单网络管理协议(SNMP)的管理。由于源和目的媒体接入控制(MAC)地址被添加到以太网报头来定义源和目的骨干MAC地址，该标准还被称作提供商骨干桥接(PBB)或MACinMAC寻址。每个IEEE802.1ah等级利用新的MAC地址并利用新的服务标识符(I-SID)来封装帧。每个IEEE 802.1ah嵌套等级用骨干MAC地址概括了较低等级的MAC地址。在概括的地址上进行较高等级的802.1ah桥接转发，允许在MAC查询表不发生激增的情况下进行不确定的升级。

其它已提出用于升级以太网网络的体系结构解决方案，诸如名为虚拟LAN的IEEE 802.Q已经被开发。802.1Q提出，所有类型的局域网(LAN)都能通过定义的VID而与媒体接入控制(MAC)桥接器连接到一起。该解决方案为每个VSI只提供4094种服务。可选解决方案，诸如虚拟私有LAN服务(VPLS)，其提供百万个以上的唯一标识符，(多协议标记交换(MPLS)标记)但存在弹性的问题，且发生错误时需要对MAC表的刷新进行手动协调。

因此，非常需要能够在运营商骨干中部署可升级和可靠的运营商级以太网的系统和方法。

发明内容

本发明提供轴辐式(hub and spoke)网络体系结构，所述体系结构由提供商骨干传输(PBT)干线将提供商边缘(PE)节点连接到提供商骨干桥接(PBB)无回路集线器互连(被称作PBB子网)，以用于运营商网络中可升级和可靠的网络体系结构。连接结构的目的是实现一个或更多以太网虚拟交换子网(VSS)，其每一个服务于任意数目的客户站点。

VSS被实现为虚拟的轴辐式体系结构，所述体系结构覆盖在由PBT(轮辐(spoke))和PBB子网(集线器)的组合构成的轴辐连接之上。多个VSS实例在PBT/PBB基础结构之上被多路复用(multiplexed)。

来自客户边缘(CE)的流量通过PE节点进入网络。PBT干线由连接映射通过由目的地址和虚拟局域网(VLAN)标识符所标识的中间节点来定义。PBB向核心分布式交换结构(fabric)——集线器提供PBT连接，所述PBT连接提供从集线器延伸的轮辐。PBB子网被实现为一个或更多利用PBB互连的提供商汇接(Provider Tandem，PT)节点。PBT延伸了PBB子网的地理范围，使得通过将形成轮辐的多个PBT干线添加到边缘客户网络来扩展容量。通过实现由多条干线形成的从PE到PBB边缘的保护组，PBT还提供了对PBB集线器的可靠接入。PBB集线器使得通过将PT节点添加到PBB子网而实现容量的扩展。

在不同交换子网中的多个客户站点可以由PE服务。在共同的VSS中多个客户站点归属于单个PE的情况下，还可以实现VSI，从而使接下来的虚拟网络表现为交换分层。

多个交换子网可以由PT服务，其中单独的交换子网的每一个都由在该PT上主控(host)的虚拟交换实例(VSI)服务。每个PT将实现多个虚拟交换实例(VSI)。

PBT连接使得客户流量通过PE与PT之间共同的干线连接进行多路复用，从而当在该PT与给定PE之间存在共同的虚拟交换子网时，单个的PBT保护组能够提供必需的连接。将流量与特定的虚拟交换子网相关联是通过在PE处进行流量的I-SID标记来完成的。

PBT聚集网络和基于PBB的汇接交换功能之间的交互工作利用了PBT保护组的MAC寻址。以这种方式，通过PBB团(cloud)中其它交换机获得的客户MAC到提供商MAC信息的知识独立于PBT保护组的实际故障状态，并且，如果该PBT网络中的故障造成保护交换(protectionswitch)，则简单地将当前工作路径连接到的PT与保护组的MAC地址相关联将正确地将在PBB集线器中交换的所有客户流量再次指引到正确的PT。这可以通过当保护组交换到作为干线终点的特定PT时，使PT利用保护组MAC地址作为源而发起PBB集线器本地的业务来实现。流量因此可被无缝地在保护组之间交换，而不要求将客户MAC地址映射到提供商地址的表被刷新并接下来在PBB子网中重新学习。保护组的MAC寻址意味着客户接入点的寻址在PBB团中被有效不变的。

因此，本发明的一个方面提供了以太网服务网络。该服务网络由分布式交换结构子网构成，所述分布式交换结构子网具有多个被互连到其上的接入子网。虚拟集线器覆盖(overlay on)在分布式交换结构上，而多个虚拟轮辐覆盖在多个接入子网上。多个虚拟交换子网通过虚拟轮辐和虚拟集线器映射。

本发明的另一方面提供了在基于分组的网络中提供以太网服务的方法。依赖于与到达互连接入子网的路径相关联的网络地址，分组通过分布式交换结构子网而被转发到提供商汇接。然后，基于提供商边缘的网络地址和路径标识符，经由通过接入子网的多个节点到达目的提供商边缘的路径，该分组被从提供商汇接转发到提供商边缘节点。

本发明的又一方面提供了在基于分组的网络中配置以太网服务的方法。主要路径被配置为通过第一接入子网从提供商边缘节点到主要提供商汇接节点，其中该路径由目的地址和路径标识符定义。第一提供商汇接节点被配置为将分组路由到分布式交换结构子网。

本发明的再一方面提供了用于基于分组建网的系统。提供了被连接到接入子网的提供商边缘节点。提供商汇接节点由接入子网连接到提供商边缘节点，而分布式交换结构子网与提供商汇接节点相互连接。从提供商边缘节点通过接入子网到达提供商汇接节点的通信路径依赖于提供商汇接节点的网络地址和与提供商干线相关联的标识符的组合而被提供。

一旦结合附图，对本发明的下述描述和特定实施例进行回顾，则本发明的其它方面和特征对本领域技术人员来说将变得明显。

附图说明

通过下面的详细描述，结合附图，本发明进一步的特征和优点将变得明显，其中：

图1示出了根据本发明，如何通过利用提供商骨干传输(PBT)的网络来建立连接；

图2示出了根据本发明，利用提供商骨干传输(PBT)来扩展提供商骨干桥接(PBB)子网的可升级网络；

图3示出了根据本发明，在PBB边缘处的PBT保护组网际互连；

图4a和4b示出了根据本发明，利用多个PE节点的保护组操作的另一实施例；

图5示出了根据本发明，利用多个PBT保护组来扩展PBB子网的可升级网络的详细视图；

图6是根据本发明，当帧通过PBT/PBB网络进行传输时，帧报头配置的示意性例子；

图7是根据本发明，当PBT交换发生时，当帧通过PBT/PBB网络进行传输时，帧报头配置的示意性例子；

图8示出了根据本发明，当目的地址未知时，PBT/PBB网络中分组的预排；

图9示出了根据本发明，当目的地址已知时，PBT/PBB网络中分组的预排；

将会注意到，在整个附图中，相似的特征用相似的附图标记来标识。

详细描述

下面仅借助例子，结合附图1-9对本发明的实施例进行描述。

本发明提供了用于通过将诸如提供商骨干传输(PBT)轮辐(spoke)的接入子网与诸如提供商骨干桥接(PBB)子网集线器的分布式交换结构子网进行互连，生成高度可升级和有弹性的轴辐式LAN服务的系统和方法。该PBB包括一个或更多与某些形式的桥接无回路互连(例如生成树协议(STP)、弹性分组环(RPR)等)相互连接的客户认识交换机(customer aware switch)。该分布式交换结构子网可替换地由多种建网技术实现。该子网可以是符合IEEE 802.1ah的提供商骨干桥接集线器、弹性分组环、多协议标记交换(MPLS)虚拟私有网络配置(VPLS)或其它虚拟化的第2层网络。中心集线器中的交换完成通常被认为是汇接交换功能的功能，因此节点被称作提供商汇接(PT)。

客户边缘(CE)通过提供商边缘(PE)节点连接到运营商网络。PE节点由PBT干线连接到PT交换机。PBT干线提供已定义的通过连接网络的节点的连接。利用PBT的基于帧的网络中的流量工程在未决美国申请No.2005/020096A1中有所描述，该申请名称为TRAFFIC ENGINEERING INFRAME-BASED CARRIER NETWORKS，该申请被共同签署并在这里通过引用作为参考。

轴辐式体系结构使得能够实现一个或更多以太网虚拟交换子网(VSS)，每个以太网虚拟交换子网服务于任意数目的客户站点。VSS被实现为虚拟轴辐式体系结构，所述体系结构覆盖在由PBT(轮辐)和PBB(集线器)的组合建造的轴辐连接上。多个VSS实例在PBT/PBB的基础结构之上被多路复用。

PBB集线器维持多个客户专用虚拟交换实例(VSI)。PBT作为前端干线机制，允许对回程进行“修饰(grooming)”，以便使支持的每个客户网络所需要的VSI实例数目最小化。最小值通常是2，一个主要的和一个热备件(hot standby)。这样做的原因是，对客户交换表的复制不一定会减少整个解决方案的可升级性。

当附着在给定PE上的客户组的某部分对应于由PBB子网上特定PBT终点支持的客户组时，多个客户实例在PBB子网的PE和PT之间被多路复用，或者通过PBT被作为干线(trunked)。这将会引起当所需的该组客户PBB VSI不全部与单个干线终点位于一处时，多于一个的PBT保护组将PE连接到PBB子网。另外，PBT连接使得客户流量通过PE和PT之间的共同干线连接而进行多路复用，从而当PT与给定PE之间存在共同的虚拟交换子网时，单个PBT保护组能够提供必需的连接。将流量与特定虚拟交换子网相关联是通过在PE处对流量进行I-SID标记实现的。

工作和热备件VSI通过PBB集线器(被实现为PBB VLAN)本地的共同广播域而被连接。为了升级的原因，共同广播域可以由多个客户服务实例共享。例如，在多个VSI在单个处理器上实现，并且热备件VSI在相应第二处理器上实现的情形下，将会使用这对处理器的共同广播域。

为了升级的原因，可以有多于一个的与给定PBB集线器中给定VSS相关联的工作/热备件VSI对。(例如，如果单个VSI实施方式能够支持的干线终点的最大数目被超出，并且需要附加容量)。在这种情形下，共同广播域(VLAN)被简单地扩展到附加VSI。

在将PE连接到PT的PBT网络中的无回路弹性通过使用保护组(不同地归属于PBB集线器的1:1保护交换干线)和某些形式的协调协议(其中一个例子是国际电信联盟(ITU)的建议G.8031，名为EthernetProtection Switching(以太网保护交换))来实现，使得PE和PBB集线器关于哪个路径是当前流量承载路径以及在任意给定时间只有一条路径可用达成一致。其中，保护组不同地被归属(单个PE连接到不同PT)，PE(是共同的节点)变为干线状态的判别器(arbiter)。到达和来自PE的流量通过工作PT进入与工作PBT相关联的PBB。

保护交换协调通常被实现，使得PE和PT关于对于在PE和PT之间通过给定的PBT保护组传输的该组客户服务实例来说，谁是主要VSI和谁是热备件VSI达成一致。这样使得PBB域中所需的带宽量最小。PT可以实现大量VSI，且每条到达PT的干线将流量从PE回程，所述PE具有对应于该PT上VSI的任意面向客户端口。如果PT失败，则干线保护交换将会把客户移动到相应的热备件。因此实现了PBT连接和PBB交换之间正确的命运共享(fate sharing)，并且故障基数被对准。当PT失败时，到达该PT的干线交换到热备件，用于被影响的该组VSIs。PBB子网确保归属于主要VSI的那些客户站点与归属于热备件的那些客户站点之间的连接性被保持。在主要VSI失败的情形下，与VSI相关联的所有PBT干线都将交换到热备件。

在正常的无故障情形下，热备件中的客户MAC信息通过由主要VSI接收填满在本地广播域中的未知流量而聚集。当主要的和热备件被直接连接到PE站点时，主要的和热备件通过未知流量的相互交换而被同步。通常，以这种方式学习的条目老化，以便削减包括很多桥接的网状网络中状态信息的所需数量。然而，利用老化的效用在这种受限制的拓扑中大大减小，因此计时器可以被做得很长或完全被禁止。

PBB名义上用作分布式交换，由此面向客户端口可以在PBB空间中被MAC寻址，并且802.1ah PBB边缘功能使用公知的MAC学习过程来将客户MAC(C-MAC)地址与提供商骨干MAC(B-MAC)地址相关联。该PBT聚集网络与基于PBB的汇接交换功能之间的交互工作通过当PBT保护组逻辑地缩小PE之外的端口时，对PBT保护组进行MAC寻址来利用该特性。以这种方式，客户MAC通过PBB子网中其它交换对提供商MAC信息的学习独立于PBT保护组的实际故障状态，并且，如果PBT接入子网中的节点或干线故障造成保护交换，将简单地将当前正在工作的路径被连接到的PT与保护组的B-MAC地址相关联将会正确地将在PBB集线器中交换的所有客户流量再次指引到正确的PT。这可以通过当保护组交换到作为干线终点的特定PT时，使PT利用保护组MAC地址作为源而发起PBB集线器本地的业务来实现。对PBB子网中保护交换实体进行MAC寻址的技术还将与可选形式的网络保护交换合作，所述网络保护交换由例如ATM I.630保护交换或SONET/SDH等提供。

对本领域熟练的读者来说很明显的，中央无回路互连在其某种程度或全部程度上可以高于用于其它流量的链路的逻辑划分。这可以通过对例如PBB(包括PT无回路互连)和PBT划分之间的VLAN空间进行划分来完成。在以太网或类似环境中，操作者可能希望采取措施来限制PT互连流量与相同或不同划分中的其它流量相干扰。可以实现该目的的某一方法是通过在比其它流量具有较低优先权的802.1p/802.1ad标记上运行PT互连流量来完成。每个PT将会注入到的PT互连上总带宽的边缘管辖关于如下几个方面：a)PT互连流量，b)任意给定的特定I-SID(即VPN实例)，特别是如果利用比如RPR时c)特定方向(东/西)中的PT互连流量和d)任意给定的特定I-SID，特别地，如果每个方向利用比如RPR的话。该功能性可选地可被合并到连接-许可-控制控制面板或管理系统。

图1示出了如未决的美国申请No.2005/020096A1中所描述的PBT的操作。VLAN ID(VID)和目的地址的组合使得能够区分跨越运营商网络130的连接。在该例子中，运营商网络包括4个提供商边缘以太网交换机112、113、114、115(对应于PE1、PE2、PE3、PE4)，以及网络核心130中的另外以太网交换机，包括核心以太网交换机126和核心与边缘交换机之间的通信链路。提供商边缘(PE)处的节点通过网络130建立连接。

在所示的网状网络中，流量可以采用从进入点到出口点的多条路由。例如，客户从PE1 112向PE3 114发送流量可以根据网络条件采用通过该网络的不同路径。每条路径可以提供不同的QoS。另外，不是通信会话中的所有分组都会采用相同路径。在该例子中，通过使用PBT，从PE1112到PE3 114的全部流量都将基于所选择的VID，由已定义的通过该网络的网络路径进行传输。PBT连接122和124具有相同的源地址(边缘以太网交换机112-PE1)和目的地址(边缘以太网交换机114-PE3)。然而，连接122和124贯穿的路由是不同的。

特别地，可以看出，在核心以太网交换机126a上，连接122和124集中在一点，然后立刻分离。虽然有共同的目的地址，交换机126a能够基于它们不同的VLAN ID(VID)，将属于连接122的帧与属于连接124的帧进行区分(并因此转发它们)。这样，连接124中的数据流量具有VID 2，例如，而连接122中的数据流量具有VID 1。

通过利用如前面所述的PBT，提供了用于管理通过运营商网络的路由的装置。通过利用目的MAC和VLAN ID的组合来指引流量通过网络进行转发，PBT允许特定路径能够被映射，确保流量流中的连贯性并提供QoS装置。

图2示出了根据本发明实施例，采用连接到PBB集线器子网220配置上的PBT轮辐205和209，以便提供可升级和可扩展的网络体系结构的服务提供商网络的简化视图。客户边缘(CE)节点CE1 202和CE2 212被分别连接到提供商边缘(PE)节点PE1 204和PE2 210。每个PE连接到PT节点，所述PT节点与PBB子网220互连。PBB子网220包括一个或更多个客户认识交换机，所述客户认识交换机与某些形式的桥接无回路互连(例如，生成树协议(STP)、弹性分组环(RPR)等)相互连接。应当明白，PBB子网可以是任何形式的网络体系结构，诸如网状或环状。为了说明的目的，图中示出了环状的体系结构。

与图1中描述的例子相比，PBT干线在PE和PT之间，这与在两个PE端节点之间相反。PE1 204到PT1 206和PE2 210到PT2 208的PBT轮辐提供了到PBB集线器330的接入。PBT干线提供了定义的通过连接接入子网的节点的连接。作为前端干线机制的PBT允许对回程进行“修饰”，以便使支持的每个客户网络在PT所需要的VSI实例数目最小化。每个客户服务实例都用服务标识符(I-SID)表示，所述服务标识符被用于映射到相关联的VSS。每个都被回程到归属于PBB上PT的VSI。PBT干线上携带的I-SID识别哪个客户流量属于该PT主控的哪个VSI。

图3示出了两条PBT路径306a和306b，被定义为从PE 304到PT 308和PT 310，以用于进入PBB子网220。通过接入子网的多条路径可被用于提供保护交换，以用于从CE 302发起并通过PE 304传输的流量。从PE 304，示出了两条路径306a和306b，其分别连接到PT 308和PT 310。路径306a被标识为工作路径，而路径306b被标识为保护路径。根据哪条路径在操作，来自CE 302的流量被在PE 304处接收，并被发送到激活的PT 308或310以及相关联的主控VSI。

提供多条PBT路径方便了在PBT接入子网轮辐上进行保护交换。为了实现工作和保护PBT路径之间的交换，可以使用诸如例如国际电信联盟(ITU)的名为以太网保护交换的建议G.8031之类的协议或类似协议用于保护事件。G.8031定义了保护特征、体系结构和自动保护交换协议，用于确定应当何时改变PBT路由。当故障发生时，流量被指引到保护路径306b和相关联的PT 310和VSI，用于继续接入到PBB 220子网。相关联PT 310的VSI承担流量的处理。以这种方式，PBT接入子网提供了用于接入核心子网的路径保护。由于到达PE 304的PBT保护组被从PBB进行MAC寻址(被定义为源B-SA或目的B-DA的B-MAC)，当故障恢复(failover)发生时，PBB 220子网上节点中的表没有必须被刷新。

应该显然的是，PBT接入子网可被定义为网状网络，并且PBT路径不应简单地是两个节点之间的连接(如图3所示)，而是包括如图1所示的多个节点的更复杂路径。

图4示出了多个PE(402A、402B、402C、402D)具有到PBB 220子网的PBT连接的例子。在该例子中，每个PE节点被连接到多个CE节点(未示出)，并且具有被分别映射到相同提供商传输节点PT1a和PT1b干线的工作路径404a和保护干线404b。如图4a所示，假设所有的工作干线404a都在工作，PT 402A为所有被连接到PE 402A的CE节点提供到PBB220子网的接入。每个PT 406和408都能主控多个VSI。在该例子中，PT 406主控工作VSI，而PT 408为由PT对支持的VSS组中的每一个主控热备件VSI。一般通过PBB在工作和热备件VSI之间进行以太网扩散(flooding)和学习保持热备件同步。与特定VSS相关联的I-SID用于识别PT中适当的VSI。在该例子中，PT 406被显示为主控所有的工作PBT干线，而PT 408只主控保护PBT干线。应当明白，工作和保护干线可以跨越PT分布，PT可以同时主控工作和热备件VSI。另外，有与单个PE相关联的多个PT，每个PT主控该PE参与的整个VSS集合的一部分。

图4b示出了工作干线404a由于保护事件而被禁用的情况。来自PE402A的流量被路由到保护PBT干线404b。到达和来自PE 402A的流量现在穿过PT 408，并到达PBB网络。当保护事件发生时，408上的VSI接管流量处理，PT 408发送广播消息到PBB 220，通知该事件并更新PBB子网中的转发表。应该注意到，对于以太网，多播组地址还可以取代广播，其中PBB域的实现选择执行更精细粒度的信息分发控制，为了描述的目的，普遍使用术语广播。由于保护组被MAC寻址，只需要将假业务广播到更新转发表的PBB 220子网，以确保从PBB 220上其它节点去往CE 402A的流量将到达。不需要对客户MAC信息进行再学习或表刷新以确保继续操作。即使有的话，使用MAC来寻址PBT保护组减少了大大限制流量中断的故障恢复时间。

还应当注意到，在可替换实施例中，来自诸如PE 402A的PE节点的流量可以是在PT 406和408处VSI之间平衡的负载。这通过从具有工作和保护路径相反关系的PE节点提供附加的保护组来实现。因此，工作和保护路径的定义将会相对于由PBT组携带的服务，并且任何PBT路径故障将会导致将流量交换到备件VSI并交换到相对的保护路径上。这通过利用与单独VSI相关联的I-SID客户识别变得更加方便。这将会需要附加流量工程考虑，以确保当承担来自工作路径的流量时，任何保护路径的容量都不会过载。

图5示出了其中多个PBT轮辐连接到PBB 220集线器的配置。另外，多个PBT保护路径504可被定义在每个PE 502和PT 506之间。在该例子中，提供从每个PE 502到单独PT 506的多个PBT干线504可被用于提供从网络边缘进入PBB集线器子网220的冗余路径。对每个PE 502来说，进入PBB子网的其中一个路径将被定义为工作路径，而其它路径被定义为保护路径。来自每个PE 502的工作和保护路径不被提供给如图5所示的PT 506对。也就是说，每个PT 506和相关联的VSI都不会具有主控相同VSI的匹配PT 506。每个PT 506将主控多个VSI，所述多个VSI根据相关联的干线状态而是可操作的或热备件的。因此，每个PT 506都会具有各种操作状态的VSI。这种配置提供了网络中心的网状集线器和能够被扩展并提供流量工程的轮辐的优点。附加的PT 506节点可被添加到PBB 220集线器和更多的PBT 504轮辐，所述轮辐利用支持多条PBT干线的PT 506节点而从其延伸。还应当明白，根据路径保护要求、可用于每个干线路由的带宽等，多个保护组可以与每个PE 502相关联到PBB子网220。

图6示出了如图2所示的简化的PBT轮辐和PBB集线器网络，并且提供了以太网分组报头栈的例子，用于通过PBT轮辐和PBB集线器网络转发数据分组。应当注意到，只示出了以太网报头的相关部分。

实现集线器的PBB子网被假定提供位于PBB外围的MAC寻址的实体，通常是PBT保护组之间的连接。如何实现这种连接(是普通的桥接操作或者通过其它方式)是假定的，而不是本发明的明确部分。

数据分组被从CE1 602发送到CE2 612。当数据报头620穿过到达PE1604的链路时，其识别出源地址CE1和目的地址CE2。附加的报头信息可以被提供，诸如客户VID(C-VID)和服务VID(S-VID)(未示出)按照802.1ad栈或者依赖于或在该网络配置之上的其它标准。I-SID(未示出)被用于将流量与PT处的VSS实例相关联，并允许正确地指引流量到达适当的VSI。在跨越PE1 604和PT1 606之间路径中，附加的报头信息被添加到在622中所示的分组报头栈。然而原始的源(SA)CE1 602和目的(DA)CE2 612报头信息被维持，并且除了用于PBT1路由的标识符(B-VID)之外，骨干源(B-SA)PE1 604和骨干目的(B-DA)PT1 606被添加。骨干目的地址和骨干标识符的组合，在该例子中，PT1和PBT1VID确定通过接入子网进入PBB 220子网的PBT路由。在该例子中使用了PT1，但是类似地可以是被选作对不同PT设备上的工作和保护终点来说是共同的MAC地址。PE1 610不需要将超出PBT路径的目的地信息维护到PBB 220子网和相关联的PT节点中。

当分组到达PT1 606时，在PT1 606知道CE2 612可以通过保护组PG2接入的一种情况下(在该例子中，保护组PG2中当前激活的PBT干线在PBT2上终止，该PBT2与与PE2 610相关联，由于该结合已经在前面被学习)。目的地址是与PBT保护组PG2相关联的唯一的MAC地址，PG2与PE2相关联。基于已知的流入PBB 220中的流量的学习方法，PT的每个VSI维持转发表。B-DA被变为PG2，B-SA被变为与保护组PBT1相关联的保护组PG1，且B-VID被变为识别PBB子网220中的广播域，所述PBB子网220为VSS提供连接。分组然后被在PBB子网220上发送并在PT2 608处接收。在PT2 608处而从PBB子网220接收分组。

在该阶段中，PT2 608得知CE1可以通过PG1接入，其与PE1 604相关联。B-SA被从PT2 608改变，并且B-VID为PBT2变化到VID，且该分组由PBT2链路转发到PE2 610。PE2 610接收到帧，剥离与PBB 220传输有关的信息，如628中所示，并将其转发到CE2 612。

在PT1 606不知道CE2 612的目的地址或相关联B-DA的情况下，分组被在PBB子网220上广播，并最终将会被扩散到特定VSS中的全部CE(或者至少被附连到没有CE2知识的PT的全部CE)。如报头630中所示，B-DA是未知的，并被设置为用于在PBB 220子网上广播。PT2 608通过检查被扩散的分组来学习用于通过PBB子网220转发到PG1和CE1602的正确端口。相似地，在某些未来的点，PT1将从CE2接收分组，并且其将要通过PT2学习PG2的点是到达CE2的正确路径。

图7示出了分组被从CE2 612发送到CE1 602，并且保护故障发生的例子。PBT1保护组已经扩展为显示该组中的两条路径PBT1a和PBT1b。当故障发生在PBT1a上时(或PT1处的故障)，PBT1b干线变为用于保护组PG1的从PE1 604到PT3 607的工作路径。如图6所示，包括干线PBT1a和PBT1b的保护组的地址是PG1。当故障发生时，PT3 607的VSI对到达PE1 604的PBT1b干线来说变得可操作。PT3 607将640中所示的广播消息、假消息发送到更新转发表的PBB 220中，使得用于B-DA PG1的流量将会通过PT3 607而被转发。该消息消除了在提供商边缘处手动刷新MAC表的需要，并将到达用于PG1的新附连点PT3 607的转发表更新到PBB220网络。

一旦在用于PG1的PT3 607处用于PT1b的新连接点已经被PT2 608得知，则流量将会被从CE2 612发送到CE1 602。CE2 612和PE2 610之间的数据分组识别如报头642中所示的源地址和目的地址。在跨越PBT2时，附加的报头信息被添加到分组报头栈。然而，原始的源(SA)CE2 612和目的(DA)CE1 602报头信息被维持，并且，除了用于PBT路由(B-VID)的PBT2 VID之外，骨干源(B-SA)PE2 610和骨干目的(B-DA)PT2 608被添加，如报头644中所示的。当分组到达PT2 608时，现在用于CE1 602的适当转发信息与PG1相关联并可通过PT3 607接入。B-DA用PG1代替，如报头646中所示的，B-SA被改变为与PBT2相关联的保护组地址PG2，且B-VID被改变用于识别PBB 220。分组然后被路由到PBB 220上，并被转发到PT3 607。

分组然后被在PT1b 607处接收，并被从PBB子网220剥离。如果PT1b607由于接收到被扩散在网络中的广播业务而尚未认识，同时其处于热备件模式，则PT1b 607得知CE2 612可以由PG2接入。如报头648中所示，B-DA用PE1 604来代替，B-SA用PT3 607来代替，而B-VID用PBT1b VID来代替，以便指定回到PT1 604的适当路径。利用如报头650中所示的原始源和目的地址的基本报头，PE1 604接收分组并将其转发到CE1 602。通过辐轴式网络路由的流量在入口处被标记上I-SID(其在出口处被剥离)。I-SID用于识别感兴趣的VSS实例，并使得流量可以被指向PT处的适当VSI。

图8示出了分组的预排，所述预排显示了PBB子网220上的多个PT节点，其中到达目的CE的路由是未知的。分组被从CE1 802发送到CE2824。PE1 804利用用于工作路径PBT 806a的B-VID对分组进行封装，并通过工作PBT链路806a而将分组转发到PT2 810。PT2 810不知道CE2824的目的地址。在PT2 810处所接收的分组的B-DA用广播B-DA来代替，并且分组的B-SA被改变为与保护组相关联的唯一MAC地址(PG1)。B-VID被变为PBB VID，并且分组被插入到PBB域220中。由PBB子网中的PBB VID识别的广播域上的每个提供商传输节点PT3 812、PT4 814、PT6 818和PT1 808从分组报头中得知CE1 802到达PG1的结合，并扩散工作路径上的分组。以类似的方式，通过对来自网络中其它节点的扩散消息进行学习，确保保护汇接PT1 808和PT5 816具有精确的转发表以便在保护事件发生时使用。当PT6 818接收到分组时，它学习CE1 802和PG1的结合，并扩散工作路径上的分组，所述工作路径包括PG3 820a到PE2 822并继续到CE2 824。

图9示出了利用PBB子网220上多个PT节点的分组预排，其中目的地址已知。分组被从CE2 824发送到CE1 802。PE2 822利用用于工作路径PBT 820a的B-VID封装分组，并通过保护组PG3的工作PBT链路820a将分组转发到PT6 818。PT6 818知道将CE1 802与经由PT2 810目前可到达的PG1相结合。PT6 818 B-DA用PG1 806a目的地址来代替。B-SA用PG3地址来代替。PT6 818将分组插入PBB域220。PT2 810然后接收分组，得知CE2 824和PG3结合。PT2用PE1 804代替，B-SA用PT2 810地址代替，而B-VID用用于工作路径806a的PBT VID代替。PT2然后将分组转发到PE1。在PE1 804处，客户分组被提取，然后被从PE1804发送到目的CE1 802。

通过使用PBT保护组并且由分配给PBT组的唯一地址寻址PBT，流量可被无缝地在保护组之间交换，而不需要将客户MAC地址映射到提供商地址的表在PBB子网中刷新。被连接到PBB集线器的PBT轮辐的弹性可以实现高度可靠和可升级的网络。接入点被完全与网络状态去耦合，并且基于不变的接入点寻址进行交换。

上面所述的本发明实施例只是用于说明。因此，本发明的范围应当只由所附权利要求的范围来限定。

Claims (40)

1.一种以太网服务网络，包括：

分布式交换结构子网；

与所述分布式交换结构子网相互连接的多个接入子网；

覆盖在所述分布式交换结构上的虚拟集线器；

覆盖在所述多个接入子网上的多个虚拟轮辐；和

通过所述虚拟轮辐和虚拟集线器而被映射的多个虚拟交换子网。

2.根据权利要求1所述的以太网服务网络，其中所述多个虚拟交换子网中的每一个都与一个或更多服务标识符(I-SID)相关联。

3.根据权利要求2所述的以太网服务网络，进一步包括提供商汇接节点，所述汇接节点将所述多个接入子网与所述分布式交换结构子网相互连接起来。

4.根据权利要求3所述的以太网服务网络，其中所述提供商汇接节点的每一个都主控一个或更多虚拟交换实例，所述虚拟交换实例对与所述服务标识符相关联的流量进行交换。

5.根据权利要求3所述的以太网服务网络，进一步包括保护组，所述保护组包括两条或更多路径，所述路径通过所述接入子网的节点从提供商边缘节点到达不同归属的提供商汇接。

6.根据权利要求3所述的以太网服务网络，进一步包括保护组，所述保护组包括两条或更多路径，所述路径通过所述接入子网的节点从一个或更多提供商边缘节点到达不同归属的提供商汇接。

7.根据权利要求5所述的以太网服务网络，其中每条路径由分组在接入子网中的目的地址和虚拟标识符确定，所述虚拟标识符与该路径相关联，其中至少其中一条路径是工作路径，且至少其中一条路径是保护路径。

8.根据权利要求6所述的以太网服务网络，其中提供商边缘节点与提供商汇接节点之间的同步协议被用于确定多条路径中的哪一条是工作路径。

9.根据权利要求7所述的以太网服务网络，其中提供商边缘节点是保护组状态的唯一判别器，因为它对工作和保护路径和相关联的提供商汇接节点来说是共同的。

10.根据权利要求8所述的以太网服务网络，其中保护组的协调由G.8031协议来执行，用于确定哪个不同归属的提供商汇接是工作路径。

11.根据权利要求6所述的以太网服务网络，其中保护路径由与保护组相关联的唯一网络地址通过分布式交换结构子网被寻址，并且，基于与保护组相关联的网络地址，将分组通过分布式交换结构子网转发并且转发到工作提供商传输干线。

12.根据权利要求6所述的以太网服务网络，其中保护组由与提供商边缘节点相关联的地址通过分布式交换结构子网被寻址，并且，基于与保护组相关联的网络地址，将分组通过分布式交换结构子网转发并且转发到工作提供商传输干线。

13.根据权利要求1所述的以太网服务网络，其中所述分布式交换结构子网从如下一组中选择，该组包括：符合IEEE 802.1ah的提供商骨干桥接集线器、弹性分组环、MPLS虚拟私有网络配置(VPLS)和虚拟化的第2层网络。

14.一种在基于分组的网络中提供以太网服务的方法，该方法包括如下步骤：

依赖于与到达互连接入子网的路径相关联的网络地址，通过分布式交换结构子网，将分组转发到提供商汇接；和

基于提供商边缘的网络地址和路径标识符，经由通过多个接入子网节点到达目的提供商边缘的路径，将分组从提供商汇接转发到提供商边缘节点。

15.根据权利要求14所述的方法，其中目的路径进一步包括至少两个已定义路径的保护组，所述已定义路径从至少两个不同归属的目的提供商汇接通过多个接入节点到达提供商边缘节点，其中至少其中一条路径是工作目的路径，且至少其中一条路径是保护目的路径。

16.根据权利要求15所述的方法，其中提供商汇接主控虚拟交换实例，其中分组通过服务标识符与各个虚拟交换实例相关联。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括通过由接入子网定义的轮辐，并通过由分布式交换结构定义的集线器，由覆盖的虚拟交换子网转发分组的步骤，所述虚拟交换子网由相关联的虚拟交换实例配置。

18.根据权利要求14所述的方法，进一步包括通过接入子网的节点转发分组的步骤，其中工作目的路径基于目的提供商边缘节点的地址和路径标识符。

19.根据权利要求15所述的方法，其中提供商边缘节点和提供商汇接节点之间的同步协议被用于确定多条路径中的哪一条是工作路径。

20.根据权利要求19所述的方法，其中提供商边缘节点是保护组状态的唯一判别器，因为它对工作和备用路径来说是共同的。

21.根据权利要求20所述的方法，其中保护组的协调由G.8031协议来执行，用于确定哪个不同归属的提供商汇接是工作路径。

22.根据权利要求14所述的方法，其中路径标识符是虚拟局域网(VLAN)标识符。

23.一种在基于分组的网络中配置以太网服务的方法，该方法包括如下步骤：

配置通过第一接入子网从提供商边缘节点到达主要提供商汇接节点的主要路径，其中该路径由目的地址和路径标识符定义；和

配置第一提供商汇接节点，以便将分组路由到分布式交换结构子网。

24.根据权利要求23所述的方法，进一步包括如下步骤：

配置通过第一接入子网的节点，用于将分组从提供商边缘节点转发到第二提供商汇接的第二路径，其中该路径由目的地址和路径标识符定义；和

配置第二提供商汇接节点，以便将分组路由到分布式交换结构子网。

25.根据权利要求24所述的方法，其中第一路径和第二路径构成从提供商边缘节点到提供商骨干桥接子网的保护组，其中，其中一条路径是工作路径，而其它路径是保护路径。

26.根据权利要求25所述的方法，其中第一和第二提供商汇接节点的每一个都提供与工作路径和保护路径相关联的工作和备用的虚拟交换实例。

27.根据权利要求26所述的方法，进一步包括如下步骤：

配置包括虚拟轮辐的虚拟交换子网，所述虚拟轮辐由通过第一接入子网到达在第二接入子网中定义的路径的路径来定义，该接入子网由分布式交换结构子网相互连接。

28.根据权利要求27所述的方法，其中虚拟交换子网由服务标识符(I-SID)识别，并且通过在提供商汇接节点上主控的相关联的虚拟交换实例(VSI)而被路由。

29.根据权利要求26所述的方法，进一步包括如下步骤：

配置保护路径，当原始工作路径中的通信链路或者与原始工作路径相关联的提供商汇接出现故障时，所述保护路径用作工作路径。

30.根据权利要求29所述的方法，进一步包括如下步骤：

当保护事件发生时，发送广播消息到分布式交换结构子网，该消息将与保护组相关联的媒体接入控制(MAC)地址识别为它的源。

31.根据权利要求30所述的方法，进一步包括如下步骤：

更新分布式交换结构子网上交换节点的转发表，以便将流量转发到与新的工作路径相关联的提供商汇接节点。

32.根据权利要求23所述的方法，其中通过第一接入子网的路径由目的网络地址和路径标识符的组合来定义，用于通过接入子网节点的端口映射。

33.一种用于基于分组建网的系统，该系统包括：

提供商边缘节点；

连接到所述提供商边缘节点的接入子网；

由所述接入子网连接到所述提供商边缘节点的提供商汇接节点；

与所述提供商汇接节点相互连接的分布式交换结构子网；和

依赖于提供商汇接节点的网络地址和与提供商干线相关联的标识符的组合，从提供商边缘节点通过接入子网到达提供商汇接节点的通信路径。

34.根据权利要求33所述的系统，其中通信路径是提供商骨干传输干线。

35.根据权利要求34所述的系统，进一步包括构成保护组的多条提供商传输干线，保护组的每条干线定义从提供商边缘节点通过接入子网到达与分布式交换结构子网相互连接的不同提供商汇接的不同路径，保护组包括工作提供商传输干线和保护提供商传输干线。

36.根据权利要求35所述的系统，其中虚拟轮辐覆盖于多个接入子网，而虚拟集线器覆盖于分布式交换结构，所述分布式交换结构提供网络物理体系结构之上的虚拟交换子网体系结构，其中保护交换轮辐和弹性桥接集线器子网的组合提供弹性无回路以太网虚拟交换子网连接。

37.根据权利要求36所述的系统，其中保护组在分布式交换结构子网中由与提供商边缘节点相关联的网络地址来标识，其中，基于与保护组相关联的网络地址，将分组通过分布式交换结构子网转发并且转发到工作提供商传输干线。

38.根据权利要求36所述的系统，其中保护组在分布式交换结构子网中由被分配给保护组的唯一网络地址来标识，其中，基于与保护组相关联的网络地址，将分组通过分布式交换结构子网转发并且转发到工作提供商传输干线。

39.根据权利要求33所述的系统，其中路径标识符是VLAN标识符。

40.根据权利要求33所述的系统，其中分布式交换结构子网从如下一组中选择，该组包括：符合IEEE802.1ah的提供商骨干桥接集线器、弹性分组环、MPLS虚拟私有网络配置和虚拟化的第2层网络。

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