CN101621550A

CN101621550A - Vpls中mac地址回收方法及装置

Info

Publication number: CN101621550A
Application number: CN 200910091265
Authority: CN
Inventors: 王超群
Original assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2009-08-14
Filing date: 2009-08-14
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2029-08-14
Also published as: CN101621550B

Abstract

本发明公开了一种VPLS中MAC地址回收方法及装置，该方法包括：接收携带故障链路两端设备的标识的MAC地址回收消息；判断自身是否为故障链路两端设备中的NPE端设备，若是，则根据所述标识，将MAC地址转发表中以故障链路为出接口的MAC地址删除；否则根据所述标识，将以与故障链路两端设备中的NPE设备连接的链路为出接口的MAC地址删除。该方法和装置使VPLS网络发生链路主备倒换，进行MAC地址回收过程中，NPE所需删除的MAC地址数量大大减少，减少了NPE设备的处理负担，提高了MAC地址更新速度。

Description

VPLS中MAC地址回收方法及装置

技术领域

本发明涉及VPLS技术领域，特别涉及VPLS中MAC地址回收方法及装置。

背景技术

VPLS(Virtual Private LAN Service，虚拟专用局域网服务)是一种MPLS(Multiprotocol Label Switching，多协议标签交换)二层VPN技术，可以在公用网络中提供一种点到多点的二层VPN业务。VPLS使地域上隔离的用户站点能通过MAN(Metropolitan Area Network，城域网)或WAN(Wide AreaNetwork，广域网)相连，并且使各个站点间的连接效果像在同一个局域网LAN中一样。目前，被广泛采用的是H-VPLS(Hierarchy of VPLS，分层VPLS)，H-VPLS可以延伸服务提供商的VPLS接入范围，并降低成本。

LSP(Layered Service Provider，分层服务提供程序)是一种网络协议接口，H-VPLS可以通过LSP接入网络。目前，提供H-VPLS的网络中需要如下设备：

CE(Custom Edge，用户边缘设备)，直接与服务提供商相连的用户边缘设备，用于提供用户接入。

PE(Provider Edge，服务提供商网络上的边缘设备)，与CE相连，主要负责VPN业务的接入。它完成报文从私网到公网隧道，并从公网隧道到私网的映射与转发。其中PE可以细分为UPE和NPE。

UPE(User facing-Provider Edge，用户侧设备)，主要作为用户接入VPN的汇聚设备。

NPE(Network Provider Edge，网络侧设备)，处于VPLS网络的核心域边缘，提供在核心网之间的VPLS透明传输服务。

PE之间通过PW(Pseudo Wire，虚链路)连接，一条PW链路由一对单向的MPLS VC(Virtual Circuit，虚电路)构成，PE通过VSI(Virtual SwitchInstance，虚拟交换实例)将VPLS的实际接入链路映射到各条虚链路上。

图1为H-VPLS网络结构示意图，如图1所示，UPE一侧通过AC(Attachment Circuit，接入电路)与CE1和CE2分别相连，另一侧则通过一条虚链路U-PW与NPE1连接；UPE作为汇聚设备仅与NPE1建立一条虚电路，而跟其他NPE不建立虚链路，而NPE1、NPE2、NPE3之间互相通过虚链路N-PW相连，CE3通过AC链路与NPE3连接。

在上述网络结构中，各设备的数据转发流程如下：

1、UPE从CE1或CE2接收到发送给CE3的报文后，通过U-PW将报文发给NPE1，同时打上U-PW对应的多路复用分离标记(MPLS标签)。

2、NPE1从UPE收到报文后，先根据多路复用分离标记判断报文所属的VSI，再根据该报文的目的MAC确定通过哪条N-PW转发，将确定的N-PW所对应的多路复用分离标记压入报文中，然后转发该报文。

3、NPE1从N-PW侧收到报文后，打上U-PW对应的多路复用分离标记将报文发送给UPE，UPE再将报文转发给CE。

4、如果UPE接收到CE1与CE2之间的数据交换报文，即本地CE之间的交换报文，由于UPE本身具有桥接功能，UPE将直接完成两者间的报文转发，而无需将报文上送给NPE1。不过对于目的MAC未知的第一个数据报文或广播报文，UPE在将数据通过桥广播到CE2的同时，仍然会通过U-PW转发给NPE1，由NPE1来完成报文的复制并转发到各个对端CE。

由于上述的H-VPLS网络结构中，UPE与NPE之间只有U-PW一条链路连接，因此该网络具有明显的弱点：一旦U-PW出现故障，UPE连接的所有VPN都将丧失连通性。所以，现有H-VPLS网络中都需要有冗余备份链路存在，如图2所示的H-VPLS备份网络结构示意图，UPE分别通过U-PW1和U-PW2两条链路与NPE连接，其中U-PW2为备份链路，正常时数据报文仅通过U-PW1向NPE1发送，当U-PW1故障时，将进行PW的主备倒换，UPE将换用U-PW2链路来发送报文。

由于在发生主备PW倒换后，网络上NPE在倒换之前所学习的MAC地址出接口信息已经不适应于当前的倒换后的网络拓扑。这时UPE要发起一个MAC地址回收的动作，重新进行MAC地址学习。

例如，在倒换前，当一个源MAC地址为MAC1的单播报文从CE1发送到CE3时，报文的转发路径为CE1---UPE1---UPW1---NPE1---PW5---NPE3---CE3，所以在路径中的NPE1与NPE3上将会根据该路径建立MAC地址转发表，表格内容如下：

设备	MAC地址	出接口
设备	MAC地址	出接口	NPE1	MAC1	UPW1
NPE3	MAC1	PW5	NPE1	MAC1	UPW1

表一，PW主备倒换前NPE中的MAC地址转发表

此时如果一个目的MAC地址为MAC1的单播报文从CE3发送到CE1时，NPE1和NPE3就会按照以上MAC地址转发表转发，路径为CE3---NPE3---PW5---NPE1---UPW1---UPE1---CE1。

而倒换后，当一个源MAC地址为MAC1的单播报文从CE1发送到CE3时，会经过UPE1---UPW2---NPE2---PW2---NPE3---CE3，所以在路径中的NPE2与NPE3上将建立起如下的MAC地址转发表：

设备	MAC地址	出接口
设备	MAC地址	出接口	NPE2	MAC1	UPW2
NPE3	MAC1	PW2	NPE2	MAC1	UPW2

表二，PW主备倒换后NPE中的MAC地址转发表

对照两个转发表项可以看出：对于NPE3而言，倒换前后MAC1对应的出接口从PW5迁移到了PW2，所以必须有一种机制去触发它尽快更新，否则从CE3上发出的目的MAC为MAC1的报文会被错误的从PW5上发送到NPE1上，而由于NPE1与UPE1连接的U-PW1链路这时是有故障的，从而导致从CE3到CE1的数据报文无法正常到达CE1。

为实现PW主备倒换后的转发表更新，目前主要有两种方案。

一、当主备PW发生倒换时，UPE1将向与备用PW连接的NPE2发送内容为空的MAC地址回收消息。NPE2收到该消息后，把它转发到其所属VSI内所有的NPE设备上，即通过PW1，PW2，PW6三条链路发送给链路对端的NPE1，NPE3和NPE4。NPE1，NPE3，NPE4收到该消息后不再向外发送该消息，NPE1，NPE2，NPE3，NPE4将根据该消息更新自身保存的MAC地址转发表，具体动作如下：

NPE1，NPE2，NPE3，NPE4会把接收到MAC地址回收消息的PW和该PW对端设备的MAC地址保留，并把所有其它PW对端设备的MAC地址全部删除。

例如，主备PW倒换后，NPE2上的MAC地址转发表将进行如下操作：

NPE2VSI	MAC地址	出接口
NPE2VSI	MAC地址	出接口	1	MAC1(保留)	UPW2
2	MAC2(删除)	PW1	1	MAC1(保留)	UPW2
2	MAC2(删除)	PW1	3	MAC3(删除)	PW2
4	MAC4(删除)	PW2	3	MAC3(删除)	PW2
4	MAC4(删除)	PW2	5	MAC5(删除)	PW6
。。。	。。。(删除)	。。。	5	MAC5(删除)	PW6
。。。	。。。(删除)	。。。	N	MACn(删除)	PWn

表三，主备PW倒换后NPE2上的MAC地址转发表

表项中的第一条是NPE2接收到MAC地址回收报文的PW和该PW对端设备的MAC地址，NPE2会把第1条表项中的MAC地址保留，而其它的表项中的MAC地址都删除。NPE1，NPE3，NPE4中的MAC地址转发表也进行相同的操作，这里不再一一举例。

该方案虽然可以解决因PW的倒换所产生的MAC地址迁移问题，但该方法不能区分MAC是否发生迁移，而是把倒换前学习到的MAC地址全部删除而重新学习，这显然是没有必要的，该方法加大了网络设备特别是PE设备的负担，尤其是当网络中PE设备数量很多时，MAC地址的更新速度很慢，增加了全网MAC地址收敛时间。

二、当主备PW发生倒换时，UPE1将向与备用PW连接的NPE2发送MAC地址回收消息，消息中包含UPE1上所有从CE私网侧学习上来的MAC地址。NPE2收到该消息后，把它转发到其VSI内所有的NPE设备，即与其直接连接的NPE1，NPE3和NPE4。NPE1，NPE2，NPE3，NPE4将按照回收消息列表中携带的MAC地址把本VSI内对应的MAC地址删除。该方法虽然只删除了与CE相关的表项，比第一种方法效率更高，但如果MAC地址回收消息中需要携带的MAC地址的量很大，一条MAC地址回收消息可能无法包括所有需要更新的MAC地址，可能会导致需要用到多条MAC地址回收消息，这样无疑会增加网络负担，也增加了PE设备的处理负担，MAC地址更新速度仍然不够理想，全网MAC地址收敛速度仍然很慢。

发明内容

本发明实施例提供一种VPLS中MAC地址的回收方法，可以减少需要更新的MAC地址数量，提高MAC地址更新速度，并减少PE设备处理负担。

本发明实施例提供一种VPLS中MAC地址的回收装置，可以减少需要更新的MAC地址数量，提高MAC地址更新速度，并减少PE设备处理负担。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种VPLS中MAC地址回收方法，该方法包括：

接收携带的故障链路两端设备的标识的MAC地址回收消息；

判断自身是否为故障链路两端设备中的网络侧设备NPE端设备，若是，则根据MAC地址回收消息中携带的故障链路两端设备的标识，将MAC地址转发表中以故障链路为出接口的MAC地址删除；

否则根据MAC地址回收消息中携带的故障链路两端设备的标识，将以与故障链路两端设备中的NPE设备连接的链路为出接口的MAC地址删除。

一种VPLS中MAC地址回收装置，该装置包括：

消息接收模块，用于接收携带的故障链路两端设备的标识的MAC地址回收消息；

设备判断模块，与所述消息接收模块相连，用于根据所述MAC地址回收消息中携带的故障链路两端设备的标识判断自身是否为故障链路两端设备中的NPE端设备；

转发表更新模块，与所述设备判断模块相连，若所述设备判断模块判断自身为故障链路两端设备中的NPE端设备，则根据MAC地址回收消息中携带的故障链路两端设备的标识，将MAC地址转发表中以故障链路为出接口的MAC地址删除；

否则，根据MAC地址回收消息中携带的故障链路两端设备的标识，将以与故障链路两端设备中的NPE设备连接的链路为出接口的MAC地址删除。

由上述的技术方案可见，本发明的这种VPLS中MAC地址的回收方法和装置通过MAC地址回收消息中携带的非常少量的故障链路相关信息，使得网络中各个NPE可以根据这些信息确定故障链路，从而仅删除与该故障链路相关的MAC地址信息，因此所需删除的MAC地址更少，提高MAC地址更新速度，减少网络中PE设备上的负担，同时加快全网MAC地址的收敛速度，有效的减少地址回收过程中相关报文在网络上不必要的广播。

附图说明

图1为H-VPLS网络结构示意图；

图2为H-VPLS备份网络结构示意图；

图3为本发明实施例的MAC地址回收方法流程图；

图4为本发明实施例的MAC地址回收装置结构示意图；

图5为不分层的简单VPLS网络结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明主要是在MAC地址回收消息中携带故障PW两端设备的标识，收到MAC地址回收消息的设备根据故障PW两端设备的标识更新MAC地址转发表，将以与故障PW两端设备中的NPE设备连接的PW为出接口的MAC地址删除，故障PW两端设备中的NPE设备将该以故障PW为出接口的MAC地址删除。本发明中，NPE设备仅需要删除以与故障PW中NPE设备相连的PW为出接口的MAC地址，使得需要更新的MAC地址数量大大减少，降低了PE设备的处理负担，提高了MAC地址更新速度，且MAC地址回收消息中携带的信息很少，也不会增加网络负担。

图3为本发明实施例的MAC地址回收方法流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤301，接收携带故障PW两端设备的标识的MAC地址回收消息。

故障PW两端设备的标识即UPE端设备的标识和NPE端设备的标识。这个标识可以是网络中任何唯一表示该设备的标识，例如签交换路由器标识(LSRID)或者IP地址，MAC地址等。

步骤302，判断自身是否为故障PW两端设备中的NPE端设备，若是，则执行步骤303，否则执行步骤304。

判断方法任意，例如可以将自身的标识与所述NPE端设备的标识进行比较，若相同，则判断自身为故障PW两端设备中的NPE端设备。

步骤303，根据MAC地址回收消息中携带的故障PW两端设备的标识，将MAC地址转发表中以故障PW为出接口的MAC地址删除。

其中故障PW可以根据所述UPE端设备的标识和NPE端设备的标识确定；

步骤304，根据MAC地址回收消息中携带的故障PW两端设备的标识，将以与故障PW两端设备中的NPE设备连接的PW为出接口的MAC地址删除。

其中与故障PW两端设备中的NPE设备连接的PW可以根据自身的标识和NPE端设备的标识确定。

本发明实施例中MAC地址回收消息可以由UPE设备发起，消息在VPLS网络中转发的流程与现有技术相同，这里不再赘述。

MAC地址回收消息可以采用标签分发协议(LDP)消息的类型/长度/数值(TLV)编码方式，具体可以在消息中增加两个项目，例如LSRID_UPW_UPE和LSRID_UPW_NPE，LSRID_UPW_UPE可以携带故障PW的UPE端设备的LSRID_U，LSRID_UPW_NPE可以携带故障PW的NPE端设备的LSRID_IN。

再举个具体的例子，还以图2中的网络结构为例，当U-PW1发生故障，进行PW主备倒换后，UPE1向NPE2发送MAC地址回收消息，该消息中包含UPE1和NPE1的LSRID。

NPE2收到该MAC地址回收消息后，将把收到的MAC地址回收消息转发到其VSI内所有的其他NPE设备上，即向PW1，PW2，PW6三条链路的对端NPE1，NPE3，NPE4转发接收到的MAC地址回收消息。其自身将进行下列具体操作：

取出消息中的LSRID_N，将消息中的LSRID_N与自己的LSRID相比较，判断自己是否为故障UPW中的NPE端，即是否为NPE1。

显然，NPE2将判断出自己不是NPE1，则NPE2将从本地的VSI信息中找到从本设备到LSRID_N对应设备即NPE1的PW链路，即PW1；删除自身MAC地址转发表中与PW1对应的出接口MAC地址。

NPE1收到MAC地址回收消息后，不再转发该MAC地址回收消息，并进行下列具体操作：

显然，NPE1将判断出自己就是NPE1，则NPE1将从本地的VSI信息中找到从本设备到LSRID_U对应设备即UPE1的PW链路，即U-PW1；删除自身MAC地址转发表中与U-PW1对应的出接口MAC地址。

NPE3收到MAC地址回收消息后，不再转发该MAC地址回收消息，并进行下列具体操作：

显然，NPE3将判断出自己不是NPE1，则NPE3将从本地的VSI信息中找到从本设备到LSRID_N对应设备即NPE1的PW链路，即PW5；删除自身MAC地址转发表中与PW5对应的出接口MAC地址。

NPE4收到MAC地址回收消息后，不再转发该MAC地址回收消息，并将进行下列具体操作：

显然，NPE4将判断出自己不是NPE1，则NPE4将从本地的VSI信息中找到从本设备到LSRID_N对应设备即NPE1的PW链路，即PW4；删除自身MAC地址转发表中与PW4对应的出接口MAC地址。

另外，对于不分层的简单VPLS网络，由于不区别网络侧和用户侧PW设备，即不将PE细分为UPE和NPE，VPLS网络中只有NPE设备。如果CE与NPE之间也如H-VPLS系统中UPE与NPE之间一样，有备份的AC链路连接，那么同样在CE与NPE之间的AC链路进行主备调换时，也可以采用本发明实施例的这种MAC地址回收方法实现MAC地址的回收。

图5为不分层的简单VPLS网络结构示意图，如图5所示，CE1通过AC1链路和AC2链路分别与NPE1和NPE2相连(图中虚线表示)，PE1、PE2、PE3、PE4分别通过PW链路相连。其中，AC1为主用链路，AC2为备用链路，正常情况下CE设备是通过AC1链路连接到VPLS网络，当AC1链路故障，CE1通过链路倒换，启用AC2链路连接到NPE2从而接入VPLS网络。

此时，按照H-VPLS网络中相同的方法，可以由NPE2向其同一VSI内的NPE1、NPE3、NPE4发出MAC地址回收报文，报文中的LSRID_N携带故障AC1链路中NPE端设备，即NPE1的LSRID，LSRID_U因为没有UPE则可以留空，同时删除自身转发表中，以与NPE1连接的PW链路为出接口的MAC地址。收到该MAC地址回收报文的NPE1、NPE3、NPE4按照上述H-VPLS中相同的方法进行判断并删除自身转发表中相应的MAC地址即可。对于发出MAC回收消息的NPE设备与H-VPLS中的算法一样，如果自身就是LSRID_N，就删除故障链路私网侧出接口对应的MAC地址，如果不是，就删除以与LSRID_N连接的PW为出接口的MAC地址。

或者，由NPE1向其同一VSI内的NPE2、NPE3、NPE4发出MAC地址回收报文，报文中的LSRID_N携带NPE1自身的LSRID，LSRID_U留空，接收到该报文的NPE按照上述相同的方法删除MAC地址，同样也可以达到回收失效MAC地址的目的。

在不分层的VPLS中，具体由谁发送MAC地址回收报文可以根据实际情况确定，但MAC地址回收报文不管由谁发送，其中携带的内容都是相同的，只是由于没有UPE设备，所以LSRID_U要留空，而各NPE设备收到报文后的处理过程与H-VPLS中都是一样的。

图4为本发明实施例的MAC地址回收装置结构示意图，该装置可以集成于NPE设备中，如图4所示，该装置包括：

消息接收模块401，用于接收携带的故障PW两端设备的标识的MAC地址回收消息；

设备判断模块402，与所述消息接收模块401相连，用于根据所述MAC地址回收消息中携带的故障PW两端设备的标识判断自身是否为故障PW两端设备中的NPE端设备；

转发表更新模块403，与所述设备判断模块402相连，若所述设备判断模块402判断自身为故障PW两端设备中的NPE端设备，则根据MAC地址回收消息中携带的故障PW两端设备的标识，将MAC地址转发表中以故障PW为出接口的MAC地址删除；

否则，根据MAC地址回收消息中携带的故障PW两端设备的标识，将以与故障PW两端设备中的NPE设备连接的PW为出接口的MAC地址删除。

其中，设备判断模块具体包括：

NPE标识提取单元404，与所述消息接收模401块相连，用于提取MAC地址回收消息中的NPE端设备标识；

自身标识提取单元405，用于提取自身的标识；

判断单元406，与所述NPE标识提取单元404和自身标识提取单元405分别相连，用于将自身的标识与所述NPE端设备标识进行比较，若相同，则判断自身为故障PW两端设备中的NPE端设备。

其中，所述转发表更新模块具体包括：

UPE标识提取单元407，与所述消息接收模块401相连，用于提取MAC地址回收消息中的UPE端设备标识；

故障PW确定单元408，与所述判断单元406、NPE标识提取单元404和UPE标识提取单元407分别相连，用于在所述判断单元406判断自身为故障PW两端设备中的NPE端设备时；根据所述NPE端设备标识和UPE端设备标识确定故障PW；

连接PW确定单元409，与所述判断单元406、NPE标识提取单元404相连和自身标识提取单元405分别相连，用于在所述判断单元406判断自身不是故障PW两端设备中的NPE端设备时；根据所述自身的标识和NPE端设备标识确定与故障PW两端设备中的NPE端设备连接的PW；

转发表更新单元410，与所述判断单元406、故障PW确定单元408和连接PW确定单元409分别相连，用于在所述判断单元406判断自身为故障PW两端设备中的NPE端设备时，将MAC地址转发表中以故障PW为出接口的MAC地址删除；否则将以与故障PW两端设备中的NPE设备连接的PW为出接口的MAC地址删除。

以上装置的实施例仅为较佳实施例，其他更多实施例可以根据方法实施例设计相应模块即可，这里不再赘述。

由上述的实施例可见，本发明的这种VPLS中MAC地址的回收方法和装置，所需删除的MAC地址更少，且一条MAC地址回收消息就可以携带足够的信息，提高了MAC地址更新速度，减少了网络中PE设备上的负担，同时加快了全网MAC地址的收敛速度，有效的减少了地址回收过程中相关报文在网络上不必要的广播。

所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种虚拟专用网服务VPLS中MAC地址回收方法，其特征在于，该方法包括：

接收携带故障链路两端设备的标识的MAC地址回收消息；

2、如权利要求1所述的VPLS中MAC地址回收方法，其特征在于，所述故障链路两端设备的标识包括：用户侧设备UPE端设备的标识和NPE端设备的标识。

3、如权利要求2所述的VPLS中MAC地址回收方法，其特征在于，所述标识为标签交换路由器标识LSRID。

4、如权利要求2所述的VPLS中MAC地址回收方法，其特征在于，所述判断自身是否为故障链路两端设备中的NPE端设备包括：将自身的标识与所述NPE端设备的标识进行比较，若相同，则判断自身为故障链路两端设备中的NPE端设备。

5、如权利要求2所述的VPLS中MAC地址回收方法，其特征在于，所述与故障链路两端设备中的NPE设备连接的链路根据所述NPE端设备的标识和所述收到MAC地址回收消息的设备自身的标识确定。

6、如权利要求2所述的VPLS中MAC地址回收方法，其特征在于，若所述VPLS为不分层的简单VPLS，则MAC地址回收消息中携带的所述UPE端设备的标识留空。

7、一种VPLS中MAC地址回收装置，其特征在于，该装置包括：

8、如权利要求7所述的VPLS中MAC地址回收装置，其特征在于，所述设备判断模块包括：

NPE标识提取单元，与所述消息接收模块相连，用于提取MAC地址回收消息中的NPE端设备标识；

自身标识提取单元，用于提取自身的标识；

判断单元，与所述NPE标识提取单元和自身标识提取单元分别相连，用于将自身的标识与所述NPE端设备标识进行比较，若相同，则判断自身为故障链路两端设备中的NPE端设备。

9、如权利要求7所述的VPLS中MAC地址回收装置，其特征在于，所述转发表更新模块包括：

UPE标识提取单元，与所述消息接收模块相连，用于提取MAC地址回收消息中的UPE端设备标识；

故障链路确定单元，与所述判断单元、NPE标识提取单元和UPE标识提取单元分别相连，用于在所述判断单元判断自身为故障链路两端设备中的NPE端设备时；根据所述NPE端设备标识和UPE端设备标识确定故障链路；

连接链路确定单元，与所述判断单元、NPE标识提取单元相连和自身标识提取单元分别相连，用于在所述判断单元判断自身不是故障链路两端设备中的NPE端设备时；根据所述自身的标识和NPE端设备标识确定与故障链路两端设备中的NPE端设备连接的链路；

转发表更新单元，与所述判断单元、故障链路确定单元和连接链路确定单元分别相连，用于在所述判断单元判断自身为故障链路两端设备中的NPE端设备时，将MAC地址转发表中以故障链路为出接口的MAC地址删除；否则将以与故障链路两端设备中的NPE设备连接的链路为出接口的MAC地址删除。