CN101442497A - 一种实现数据报文转发的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现数据报文转发的系统，该系统包括：入口模块、转发模块及出口模块；其中，转发模块，用于接收并解析出所述数据报文中的入口属性信息；比较入口属性信息与出口属性信息，将入口属性信息与出口属性信息相同的数据报文丢弃，将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发到出口模块。本发明还公开了一种实现数据报文转发的方法，该方法包括：在转发模块中实现数据报文端口属性的区分，并比较入口属性信息与出口属性信息，将入口属性信息与出口属性信息相同的数据报文丢弃，将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发。采用本发明的系统及方法，能实现数据报文的快速转发，而且避免网络闭环，节约网络带宽资源。

Description

一种实现数据报文转发的系统及方法

技术领域

本发明涉及数据报文转发技术，尤其涉及一种分布式网络设备采用供应商骨干网传输技术(PBT)在多点对多点网络中实现数据报文转发的系统及方法。

背景技术

随着企业用户对带宽、业务服务质量价格比的进一步要求，运营商对电信级以太设备的需求正处于快速增长中，PBT技术应运而生，PBT技术致力于将以太网技术直接应用于以太网业务的传输。PBT技术是基于MAC堆叠(Mac-in-Mac)，即802.1ah标准的运营商骨干桥接(PBB)技术及一系列相关标准的，PBT技术的核心是通过网络管理和控制进行配置，使电信级以太网(CE)中的以太网业务事实上具有连接性，以便实现电信传输网的功能。这里，事实上具有连接性即为提供以太网隧道，支持面向连接的转发。PBT技术使用运营商MAC地址加上虚拟局域网标识(VLAN ID)进行以太网业务的转发，从而使CE收到运营商的控制而隔离用户网络。其中，电信传输网的功能包括：保护倒换、服务质量(QoS)和流量工程等。

PBT技术的特点包括几个方面的内容。第一：PBT技术去掉了PBB技术的部分内容，因此支持PBT技术的以太网设备，将会丢弃未知目的地址的数据报文，而不是把该数据报文洪泛到所有的潜在目的地。第二：PBT技术关闭了PBB技术的组播功能，不转发而是丢弃组播数据报文。第三：PBT技术关闭了广播学习功能，原因在于通过网络的PBT通路是预先定义好的。第四：PBT技术还关闭了用于阻止网络内出现环路的环路协议，因为对数据报文的转发路径是预先配置好的，不再需要阻止环路协议。这样有助于提高网络的利用率。运营商可以管理不同路由上的负载，防止负载不均衡情况的发生。第五：PBT技术兼容传统以太网桥的架构，不需要对网络中间节点进行更新即可基于运营商MAC地址加上虚拟局域网标识(B-DA+B-VID)对数据报文进行转发，数据报文也不需要修改，转发效率高。

目前，针对采用PBT技术多点到多点的转发模式而言，如果采用禁止广播而完全依赖对数据报文转发路径的静态配置，则配置量大，维护成本高，因此，在采用该多点到多点的转发模式情况下，是通过启动广播功能转发数据报文，以避免网络闭环，所遵守的广播原则包括几个方面的内容。第一：接入端口上来的数据报文，广播到本地，同时广播到本实例对应的各个HUB隧道上。第二：隧道上收到的数据报文只能广播到本地。第三：不支持隧道的翻译，即数据报文从一个隧道转发到另外一个隧道上。

因此，当分布式网络设备为运营商网络边缘设备(PE)时，PE上行和下行处理时广播组维护的端口是不同的。接入端口和与隧道连接的端口广播列表中的内容不同，一个PE作为入口PE时，接入端口收到的报文不但要广播到本地还要广播到对应的隧道上，然而，这个PE作为出口PE时，只需要广播到本地。因此，同一个PE作为出口PE和入口PE需要广播到的广播成员是不一样的。也就是说要在PE上维护两张广播表以加以区分入口PE和出口PE。如图1所示，图1为采用PBT技术多点到多点转发数据报文的组网示意图。图1中，CE1发数据报文，MAC查找失败在广播域内广播，广播的数据报文按图中的虚线转发，图中的实线指按照广播原则转发的转发路径。可见，按照现有的数据报文转发方法，需要申请两张广播表来维护广播组的广播成员，尽管在遵循广播原则基础上，也能避免网络闭环，但是，采用这种维护两张广播表的转发方法，实现数据报文转发所采取的手段复杂，并且浪费了网络带宽资源。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现数据报文转发的系统及方法，能实现数据报文的快速转发，而且避免网络闭环，节约网络带宽资源。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种实现数据报文转发的系统，该系统包括：入口模块、转发模块及出口模块；其中，

入口模块，用于接收携带有入口属性信息的数据报文，并发送到所述转发模块；

转发模块，用于接收并解析出所述数据报文中的入口属性信息；比较入口属性信息与出口属性信息，将入口属性信息与出口属性信息相同的数据报文丢弃，将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发到出口模块；

出口模块，用于从所述转发模块接收数据报文。

其中，所述转发模块，进一步用于存储添加有出口属性信息的出接口转发表，将解析出的入口属性信息与所述出接口转发表中的出口属性信息进行比较。

其中，所述出口模块为至少一个，且与所述出口属性信息相对应；所述转发模块，进一步用于将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文，转发到与出口属性信息相对应的出口模块。

一种实现数据报文转发的方法，该方法包括：

在转发模块中实现数据报文端口属性的区分，并比较入口属性信息与出口属性信息，将入口属性信息与出口属性信息相同的数据报文丢弃，将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发。

其中，所述转发模块中存储有添加有出口属性信息的出接口转发表；所述比较入口属性信息与出口属性信息之前还包括：入口模块接收到携带有入口属性信息的未知地址数据报文；所述转发模块读取并解析出所述未知地址数据报文的所述入口属性信息；

所述转发模块进一步将解析出的所述入口属性信息与所述出接口转发表中的出口属性信息进行比较，如果所述未知地址数据报文的入口属性信息与所述出口属性信息相同，则丢弃所述未知地址数据报文；否则，转发所述未知地址数据报文。

其中，所述转发模块转发未知地址数据报文具体为：转发模块将所述入口属性信息与所述出接口转发表中的出口属性信息进行比较，并将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发到与出口属性信息相对应的出口模块。

其中，所述转发模块解析出未知地址数据报文的入口属性信息之前还包括：转发模块进一步读取并解析出所述未知地址数据报文的广播域的编号；

转发模块根据所述广播域的编号获取到与广播域对应的出接口转发表；在获取的与广播域对应的出接口转发表中查询出口属性信息，将解析出的所述入口属性信息与所述出口属性信息进行比较。

本发明系统的转发模块用于接收并解析出数据报文中的入口属性信息；比较入口属性信息与出口属性信息，将入口属性信息与出口属性信息相同的数据报文丢弃，将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发到出口模块。

采用本发明，在遵循上述广播原则的基础上，按不同的端口属性对广播数据报文进行转发或者丢弃，并且丢弃入口与出口具有相同端口属性的数据报文，只需维护一张表就可以避免闭环。通过在转发模块中完成端口属性的区分，避免将入口属性信息与出口模块的出口属性信息相同的数据报文转发到该出口模块。这里，对入口属性信息与出口属性信息相同的数据报文进行转发，会导致网络闭环问题。如果出现网络闭环，则根据数据报文的转发原理，数据报文将在网络闭环中持续循环的传输。由于无法中止循环，过多数据报文的传输会导致网络带宽的大量占用、甚至网络阻塞。因此，采用本发明，丢弃入口属性信息与出口属性信息相同的数据报文，使端口属性相同的端口之间不互相通信，避免了出现网络闭环的问题。而且，将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发，使端口属性不同的端口之间通信，可以减少转发模块对数据报文的复制与转发次数，提高了转发模块的数据报文处理能力，节省了带宽资源；同时也减轻了转发模块的转发压力，能够提高PE的数据报文转发性能。

附图说明

图1为采用PBT技术多点到多点转发数据报文的组网示意图；

图2为本发明系统的组成结构示意图；

图3为本发明方法实施例的实现流程示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：在转发模块完成端口属性的区分，避免将入口属性信息与出口模块的出口属性信息相同的数据报文转发到该出口模块，采用本发明，避免了出现网络闭环的问题，节省了带宽资源且简单易行。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

如图2所示，一种实现数据报文转发的系统，该系统包括：入口模块1、转发模块2及出口模块3，并且入口模块1、转发模块2及出口模块3都位于PE中。其中，入口模块1用于接收携带有入口属性信息的数据报文，并发送到转发模块2。转发模块2用于接收并解析出该数据报文中的入口属性信息；实现数据报文端口属性的区分，并比较入口属性信息与出口属性信息，将入口属性信息与出口属性信息相同的数据报文丢弃，将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发到出口模块3。出口模块3用于从转发模块2接收数据报文。

这里，转发模块2进一步用于存储添加有出口属性信息的出接口转发表，将解析出的入口属性信息与出接口转发表中的出口属性信息进行比较。

这里，出口模块3为至少一个，且与出接口转发表中的出口属性信息相对应；转发模块2进一步用于将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文，转发到与出口属性信息相对应的出口模块。

一种实现数据报文转发的方法，该方法包括：在转发模块中实现数据报文端口属性的区分，并比较入口属性信息与出口属性信息，将入口属性信息与出口属性信息相同的数据报文丢弃，将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发。

这里，转发模块中存储有添加有出口属性信息的出接口转发表，比较入口属性信息与出口属性信息之前还包括：入口模块接收到携带有入口属性信息的未知地址数据报文；转发模块读取并解析出未知地址数据报文的所述入口属性信息。则转发模块进一步将解析出的入口属性信息与出接口转发表中的出口属性信息进行比较，如果未知地址数据报文的入口属性信息与出口属性信息相同，则丢弃未知地址数据报文；否则，转发未知地址数据报文。

其中，转发模块解析出未知地址数据报文的入口属性信息之前还包括：转发模块进一步读取并解析出未知地址数据报文的广播域的编号。则转发模块根据广播域的编号获取到与广播域对应的出接口转发表，转发模块在获取的与广播域对应的出接口转发表中查询出口属性信息，转发模块将解析出的入口属性信息与出口属性信息进行比较后，转发模块决定是丢弃还是转发未知地址数据报文。

这里，出接口转发表中有多个出接口条目，出口模块为多个，在出接口条目中添加有出口属性信息，每个出接口条目中的出口属性信息与出口模块相对应。那么转发模块转发未知地址数据报文具体为：转发模块将入口属性信息与出接口转发表中的出口属性信息进行比较，并将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发到与出口属性信息相对应的出口模块。

方法实施例：在PBT网络中分布式网络设备为PE，转发的数据报文为未知地址数据报文情况下，如图3所示，实现本发明方法的流程包括以下步骤：

步骤101、网络中某一核心网中PE的入口模块接收到携带有入口属性信息的未知地址数据报文后，将该未知地址数据报文加入到该核心网中PE的转发模块的广播队列中。

这里，未知地址数据报文的入口属性信息是为了标识该未知地址数据报文是从与核心网设备相连的接口接收到的数据报文。

这里，核心网设备区别于PE，指核心网的中间设备；而PE指核心网的边缘设备。

步骤102、转发模块读取并解析其广播队列中的未知地址数据报文，当从读取出的未知地址数据报文的报头中解析出广播域的编号时，转发模块根据该广播域的编号获取其所存储的与该广播域对应的出接口转发表。

步骤103、按照广播队列里的广播成员进行转发，把未知地址数据报文发送到相应的本地端口和各个隧道端口上。

这里，步骤103即为将未知地址数据报文转发到广播表里的所有端口。广播成员指广播表里属于这个广播域的所有端口。出接口转发表位于端口处，后续当在各个端口处接收到广播的未知地址数据报文时，根据转发模块中存储的出接口转发表，对未知地址数据报文的端口属性进行区分后，决定转发还是丢弃收到的未知地址数据报文。

步骤104、转发模块读取并解析未知地址数据报文的入口属性信息，在获取的与广播域对应的出接口转发表中查询出口属性信息。

这里，在转发模块中存储有出接口转发表，出接口转发表中包含多个出接口条目，在出接口条目中添加有出口属性信息。该出口属性信息是为了标识与该出接口条目对应的出口模块的属性，以便于后续将入口属性信息与出口属性信息不同的未知地址数据报文转发到与出口属性信息相对应的出口模块。

步骤105、转发模块对解析出的入口属性信息与查询到的出口属性信息进行比较，如果入口属性信息与出口属性信息相同，则执行步骤106；否则，执行步骤107。

步骤106、转发模块丢弃入口属性信息与出口属性信息相同的未知地址数据报文。

步骤107、转发模块复制入口属性信息与出口属性信息不同的未知地址数据报文，将复制的未知地址数据报文转发到当前出口属性信息所对应的出口模块，并插入到当前出口模块的转发队列中。

综上所述，由于根据采用PBT技术多点到多点转发模式所遵守的广播原则，隧道上收到的数据报文，比如未知地址数据报文只能广播到本地，那么出口PE从隧道上收到的数据报文只能广播到本地而不能广播到另一个隧道，因此，需要把端口属性区分开来，使相同端口属性的端口之间不能互相通信，只有不同端口属性的端口之间才可以互相通信。从而，为了符合这个需要，本发明不考虑PE是作为入口PE还是出口PE，引入了在转发模块中完成端口属性的区分，以避免相同端口属性的端口之间的互相通信。因为，无论是PE作为入口PE还是出口PE，PE中都包括转发模块，而采用现有的数据报文转发方法，是需要在转发模块中维护至少两张广播表，一张广播表用于针对PE作为入口PE时转发模块实现数据报文的转发，另一张广播表用于针对PE作为出口PE时的转发模块实现数据报文的转发。而且，通常还需要对同一个PE划分多个广播域，以防止从一个隧道发送的数据报文广播到另外的隧道上。此时需要维护更多张广播表，这样将大大浪费系统资源，实现起来也相当繁琐。本发明与现有技术相比之下，采用本发明，PE无论是作为入口PE还是出口PE只需要维护一张出接口转发表，并不区分入口PE还是出口PE，而是对端口属性进行区分，各个端口收到数据报文以后，转发还是丢弃是根据位于端口处的出接口转发表，由端口属性的区分所决定的。只需要在设置的出接口转发表中添加出口属性信息，并将接收并解析的数据报文的入口属性信息与该出口属性信息进行比较，转发模块丢弃入口属性信息与出口属性信息相同的数据报文，以避免相同端口属性的端口之间的互相通信；将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发给当前出口属性信息所对应的出口模块，提高了转发模块的数据报文处理能力。

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 (7)

1、一种实现数据报文转发的系统，其特征在于，该系统包括：入口模块、转发模块及出口模块；其中，

入口模块，用于接收携带有入口属性信息的数据报文，并发送到所述转发模块；

转发模块，用于接收并解析出所述数据报文中的入口属性信息；比较入口属性信息与出口属性信息，将入口属性信息与出口属性信息相同的数据报文丢弃，将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发到出口模块；

出口模块，用于从所述转发模块接收数据报文。

2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转发模块，进一步用于存储添加有出口属性信息的出接口转发表，将解析出的入口属性信息与所述出接口转发表中的出口属性信息进行比较。

3、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述出口模块为至少一个，且与所述出口属性信息相对应；所述转发模块，进一步用于将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文，转发到与出口属性信息相对应的出口模块。

4、一种实现数据报文转发的方法，其特征在于，该方法包括：

在转发模块中实现数据报文端口属性的区分，并比较入口属性信息与出口属性信息，将入口属性信息与出口属性信息相同的数据报文丢弃，将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述转发模块中存储有添加有出口属性信息的出接口转发表；所述比较入口属性信息与出口属性信息之前还包括：入口模块接收到携带有入口属性信息的未知地址数据报文；所述转发模块读取并解析出所述未知地址数据报文的所述入口属性信息；

所述转发模块进一步将解析出的所述入口属性信息与所述出接口转发表中的出口属性信息进行比较，如果所述未知地址数据报文的入口属性信息与所述出口属性信息相同，则丢弃所述未知地址数据报文；否则，转发所述未知地址数据报文。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述转发模块转发未知地址数据报文具体为：转发模块将所述入口属性信息与所述出接口转发表中的出口属性信息进行比较，并将入口属性信息与出口属性信息不同的数据报文转发到与出口属性信息相对应的出口模块。

7、根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述转发模块解析出未知地址数据报文的入口属性信息之前还包括：转发模块进一步读取并解析出所述未知地址数据报文的广播域的编号；

转发模块根据所述广播域的编号获取到与广播域对应的出接口转发表；在获取的与广播域对应的出接口转发表中查询出口属性信息，将解析出的所述入口属性信息与所述出口属性信息进行比较。

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