CN101902397A - 一种报文的转发方法及交换芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种报文的转发方法，包括：将交换芯片的级联端口配置为内部自环模式；对报文进行终结处理，终结处理后的报文在级联端口环回；对环回的报文进行初始化，并转发报文；本发明还提供一种交换芯片。根据本发明的技术方案，只利用一台PE和一个端口实现MPLS VPN中上行方向和下行方向的报文的转发。

Description

一种报文的转发方法及交换芯片
技术领域
本发明涉及多协议标签交换(MPLS，Multi-Protocol Label Switching)虚拟专用网络(VPN，Virtual Pritual Network)领域，尤其涉及一种报文的转发方法及交换芯片。
背景技术
MPLS网络已经是下一代核心网络的发展方向，MPLS VPN是在MPLS网络中通过MPLS技术提供VPN虚拟私有交换网功能，主要包括MPLS二层VPN和MPLS三层VPN。通过MPLS网络可以在不同节点之间建立二层连接，MPLS二层VPN将MPLS网络运营的管理职责分离，即由提供商边缘设备(PE，ProvideEdge)负责用户边缘设备(CE，Custom Edge)之间的二层的连接和报文转发，由CE实现三层以上的功能，这样就可以降低网络运营的管理成本。MPLS三层VPN可以把现有的IP网络分解成逻辑上隔离的网络，这种逻辑上隔离的网络的应用是多样的，既可以用于解决企业和政府相同或不同部门的互连，也可以用于提供新的业务，如IP电话业务等。
MPLS VPN技术无论是相对于传统的基于电路或者虚电路的VPN还是基于IP隧道的VPN，都有不可比拟的优势。随着MPLS VPN技术的不断成熟，在降低成本的同时，也会满足用户对网络带宽、服务质量和接入MPLS网络的灵活性等方面不断增加的需求，因此MPLS VPN技术将代表互联网络未来的发展趋势。
图1是现有技术中MPLS VPN的组网示意图，如图1所示，二层VPN作为接入层，用于用户接入，三层VPN作为汇聚层，与PE的网络侧端口相连，二层VPN与PE的接入侧端口相连；基站通过伪线(PW，Pseudo Wire)连接到PE；由二层VPN到三层VPN的方向是上行方向，在上行方向上，报文需要在PE进行二层VPN的终结，进行三层VPN的初始化并转发给三层VPN；由三层VPN到二层VPN的方向是下行方向，在下行方向上，报文需要在PE进行三层VPN的终结，进行二层VPN初始化并转发给二层VPN。但是，现有技术中的PE上的交换芯片还不能够直接支持这些功能。
目前利用交换芯片已有的功能并进行综合组网应用才能实现这些功能。实现的方法有以下两种：第一种是利用两台PE实现的，其中一台PE进行二层VPN的终结，进行三层VPN的初始化并转发给三层VPN，再用一台PE进行三层VPN的终结，进行二层VPN初始化并转发给二层VPN；第二种方法是使用一台PE实现的，在上行方向上，在PE上将两个端口配置为内部自环模式，交换芯片在将报文进行二层VPN终结后，报文又环回该交换芯片，此时交换芯片就可以实现报文的三层VPN的初始化功能，下行方向上与上述类似。第一种方法的缺点是由于比第二种方法多使用了一个PE，多增加了一份组网的成本以及维护成本；第二种方案虽然少用了一台PE，但是使用了两个端口，因此成本同样比较高，维护的代价也比较大。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种报文的转发方法及交换芯片，只利用一台PE和一个端口实现MPLS VPN的组网中上行方向和下行方向的报文的转发。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种报文的转发方法，包括：
将交换芯片的级联端口配置为内部自环模式；
对报文进行终结处理，终结处理后的报文在级联端口环回；对环回的报文进行初始化，并转发报文。
上述方法中，所述将交换芯片的级联端口配置为内部自环模式具体为：
提供商边缘设备(PE)的交换芯片将自身的级联端口中对应内部自环模式的寄存器的值置为有效值。
上述方法中，所述对报文进行终结处理具体为：
PE的交换芯片判断报文是位于上行方向还是下行方向，当报文位于上行方向时，交换芯片对报文进行二层虚拟专用网络(VPN)终结处理；当报文位于下行方向时，交换芯片对报文进行三层VPN终结处理。
上述方法中，
所述交换芯片对报文进行二层VPN终结处理具体为：交换芯片将报文的头部去掉，保留报文的内容；
所述交换芯片对报文进行三层VPN终结处理具体为：交换芯片将报文的头部去掉，保留报文的内容；采用虚拟局域网(VLAN)堆叠的接入方式，给报文添加内层VLAN标签。
上述方法中，所述对环回的报文进行初始化具体为：
交换芯片根据报文的VLAN标签个数判断报文位于上行方向还是下行方向；如果是上行方向，交换芯片对环回的报文进行三层VPN的初始化；如果是下行方向，交换芯片对环回的报文进行二层VPN的初始化。
上述方法中，所述交换芯片对环回的报文进行三层VPN的初始化具体为：
根据报文的单标签中的VLAN号查找交换芯片中的硬件表项；将通过查找硬件表项得到的介质访问控制(MAC)地址、VC标签和隧道标签作为报文的头部，与报文的内容构成报文。
上述方法中，所述交换芯片对环回的报文进行二层VPN的初始化具体为：
交换芯片根据报文的双标签中的VLAN号查找换芯片中的硬件表项，并去掉报文的外层VLAN标签；将查找硬件表项得到的MAC地址、VC标签和隧道标签作为报文的头部，与报文的内容构成报文。
本发明还一种交换芯片，包括：配置模块、终结处理模块、级联端口、转发模块；其中，
配置模块，用于将级联端口配置为内部自环模式；
终结处理模块，用于对报文进行终结处理，将终结处理后的报文发送给级联端口；
级联端口，用于将终结处理后的报文环回给转发模块；
转发模块，用于对环回的报文进行初始化，并转发报文。
上述交换芯片中，所述终结处理模块对报文进行终结处理，将终结处理后的报文发送给级联端口具体为：
判断报文是位于上行方向还是下行方向，当报文位于上行方向时，对报文进行二层VPN终结处理；当报文位于下行方向时，对报文进行三层VPN终结处理。
上述交换芯片中，所述转发模块对环回的报文进行初始化具体为：
根据报文的VLAN标签个数判断报文位于上行方向还是下行方向；如果是上行方向，对环回的报文进行三层VPN的初始化；如果是下行方向，对环回的报文进行二层VPN的初始化。
本发明提供的报文的转发方法及交换芯片，利用交换芯片的端口的内部自环功能，在只利用一台PE和一个端口的基础上，实现了MPLS VPN的组网中上行方向和下行方向的报文的转发，较好的支持了二层VPN和三层VPN的组网应用，并且可以减少MPLS VPN的组网中设备的使用数量，降低了组网的复杂度，节约了维护设备和管理设备的成本。
附图说明
图1是现有技术中MPLS VPN的组网示意图；
图2是本发明实现报文的转发方法的流程示意图；
图3是本发明交换芯片的结构示意图。
具体实施方式
虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Area Network)堆叠就是当设备中交换芯片的端口收到报文时，无论报文是否带有VLAN标签，交换芯片都会为该报文打上VLAN标签，这样，如果收到的是已经带有VLAN标签的报文，该报文就成为了双VLAN标签报文；在MPLS VPN网络中的报文本身具有一个VLAN标签，而且，根据802.1Q协议，在MPLS VPN中进行二层VPN终结处理时，PE不具备VLAN堆叠的接入方式，在MPLS VPN中进行三层VPN终结处理时，PE才具备VLAN堆叠的接入方式。
本发明的基本思想是：将交换芯片的级联端口配置为内部自环模式；对报文进行终结处理，终结处理后的报文在级联端口环回；对环回的报文进行初始化，并转发报文。
下面通过附图及具体实施例对本发明再做进一步的详细说明。
本发明提供一种报文的转发方法，图2是本发明实现报文的转发方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤201，将交换芯片的级联端口配置为内部自环模式；
具体的，PE的交换芯片将自身的级联端口中对应内部自环模式的寄存器的值置为有效值1，即可实现将级联端口配置为内部自环模式；本实施例中的交换芯片是只要是具备VLAN堆叠的接入方式的芯片就可以，例如具有VLAN堆叠的接入方式的普通芯片或者ASIC芯片等。
步骤202，对报文进行终结处理，终结处理后的报文在级联端口环回；
具体的，PE可以收到由二层VPN发来的报文和由三层VPN发来的报文，PE的交换芯片根据报文来自的端口判断报文是位于上行方向还是下行方向，如果报文来自接入侧端口，则报文是位于上行方向；如果报文来自网络侧端口，则报文位于下行方向；
当报文位于上行方向时，交换芯片对报文进行二层VPN终结处理，即将报文的头部去掉，只保留报文的内容；进行二层VPN终结处理后的报文被交换芯片发送到交换芯片的级联端口，因为该级联端口已经配置为内部自环模式，所以到达该级联端口的报文被环回到交换芯片；
当报文位于下行方向时，交换芯片对报文进行三层VPN终结处理，即先将报文的头部去掉，只保留报文的内容，然后采用VLAN堆叠的接入方式，在报文已经有一个VLAN标签的基础上，再给报文添加一个内层VLAN标签，即交换芯片将包含VLAN号的VLAN标签添加到报文的内容与已有的VLAN标签的中间；其中两个VLAN标签中的VLAN号可以一样也可以不一样，为了在根据VLAN标签查找时方便找到出端口等信息，本实施例中可将内层VLAN标签设置成与已存在的VLAN标签一样，即两个VLAN标签的VLAN号一致；进行三层VPN终结处理后的报文被交换芯片发送到交换芯片的级联端口，因为该级联端口已经配置为内部自环模式，所以到达该级联端口的报文被环回到交换芯片；
本实施例中，给下行方向的报文添加内层VLAN标签，让报文具有双VLAN标签，这样下行方向的报文就可以与上行方向的报文进行区分；
步骤203，对环回的报文进行初始化，并转发报文；
具体的，交换芯片收到级联端口环回的报文，根据报文的VLAN标签个数判断报文位于上行方向还是下行方向，如果报文是单VLAN标签，则报文位于上行方向上，如果报文是双VLAN标签，则报文位于下行方向上；
当报文位于上行方向上时，交换芯片对环回的报文进行三层VPN的初始化，即根据报文的单标签中的VLAN号查找交换芯片中的硬件表项，通过查找硬件表项找到报文的出端口、报文的介质访问控制(MAC，Media AccessControl)地址、报文的虚拟电路(VC，Virtual Circuit)标签和报文的隧道标签；将MAC地址、VC标签和隧道标签作为报文的头部，与报文的内容构成报文，并根据找到的出端口将报文转发；本实施例中，在上行方向上，找到的出端口是网络侧端口，报文经过网络侧端口发送给三层VPN；
当报文位于下行方向上时，交换芯片对环回的报文进行二层VPN的初始化，即根据报文的双标签中的VLAN号查找换芯片中的硬件表项，通过查找硬件表项找到报文的出端口、报文的MAC地址、报文的VC标签和报文的隧道标签；因为已经达到了与上行方向的报文区分的目的，所以在找到出端口后，交换芯片将报文的外层VLAN标签去掉，将具有双VLAN标签的报文还原成具有单VLAN标签的报文；将MAC地址、VC标签和隧道标签作为报文的头部，与报文的内容构成报文，并根据找到的出端口将报文转发；本实施例中，在下行方向上，找到的出端口是接入侧端口，报文经过接入侧端口发送给二层VPN。
为实现上述方法，本发明还提供一种交换芯片，图3是本发明交换芯片的结构示意图，如图3所示，该交换芯片包括：配置模块31、终结处理模块32、级联端口33、转发模块34；其中，
配置模块31，用于将级联端口33配置为内部自环模式；
终结处理模块32，用于对报文进行终结处理，将终结处理后的报文发送给级联端口33；
级联端口33，用于将终结处理后的报文环回给转发模块34；
转发模块34，用于对环回的报文进行初始化，并转发报文。
配置模块31将级联端口33配置为内部自环模式具体为：将级联端口33中对应内部自环模式的寄存器的值置为有效值；
终结处理模块32对报文进行终结处理，将终结处理后的报文发送给级联端口33具体为：判断报文是位于上行方向还是下行方向，当报文位于上行方向时，对报文进行二层VPN终结处理；当报文位于下行方向时，对报文进行三层VPN终结处理；
转发模块34对环回的报文进行初始化具体为：根据报文的VLAN标签个数判断报文位于上行方向还是下行方向；如果是上行方向，对环回的报文进行三层VPN的初始化；如果是下行方向，对环回的报文进行二层VPN的初始化。
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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种报文的转发方法，其特征在于，该方法包括：
将交换芯片的级联端口配置为内部自环模式；
对报文进行终结处理，终结处理后的报文在级联端口环回；对环回的报文进行初始化，并转发报文。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将交换芯片的级联端口配置为内部自环模式具体为：
提供商边缘设备(PE)的交换芯片将自身的级联端口中对应内部自环模式的寄存器的值置为有效值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对报文进行终结处理具体为：
PE的交换芯片判断报文是位于上行方向还是下行方向，当报文位于上行方向时，交换芯片对报文进行二层虚拟专用网络(VPN)终结处理；当报文位于下行方向时，交换芯片对报文进行三层VPN终结处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述交换芯片对报文进行二层VPN终结处理具体为：交换芯片将报文的头部去掉，保留报文的内容；
所述交换芯片对报文进行三层VPN终结处理具体为：交换芯片将报文的头部去掉，保留报文的内容；采用虚拟局域网(VLAN)堆叠的接入方式，给报文添加内层VLAN标签。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述对环回的报文进行初始化具体为：
交换芯片根据报文的VLAN标签个数判断报文位于上行方向还是下行方向；如果是上行方向，交换芯片对环回的报文进行三层VPN的初始化；如果是下行方向，交换芯片对环回的报文进行二层VPN的初始化。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述交换芯片对环回的报文进行三层VPN的初始化具体为：
根据报文的单标签中的VLAN号查找交换芯片中的硬件表项；将通过查找硬件表项得到的介质访问控制(MAC)地址、虚拟电路(VC)标签和隧道标签作为报文的头部，与报文的内容构成报文。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述交换芯片对环回的报文进行二层VPN的初始化具体为：
交换芯片根据报文的双标签中的VLAN号查找换芯片中的硬件表项，并去掉报文的外层VLAN标签；将查找硬件表项得到的MAC地址、VC标签和隧道标签作为报文的头部，与报文的内容构成报文。
8.一种交换芯片，其特征在于，该交换芯片包括：配置模块、终结处理模块、级联端口、转发模块；其中，
配置模块，用于将级联端口配置为内部自环模式；
终结处理模块，用于对报文进行终结处理，将终结处理后的报文发送给级联端口；
级联端口，用于将终结处理后的报文环回给转发模块；
转发模块，用于对环回的报文进行初始化，并转发报文。
9.根据权利要求8所述的交换芯片，其特征在于，所述终结处理模块对报文进行终结处理，将终结处理后的报文发送给级联端口具体为：
判断报文是位于上行方向还是下行方向，当报文位于上行方向时，对报文进行二层VPN终结处理；当报文位于下行方向时，对报文进行三层VPN终结处理。
10.根据权利要求8所述的交换芯片，其特征在于，所述转发模块对环回的报文进行初始化具体为：
根据报文的VLAN标签个数判断报文位于上行方向还是下行方向；如果是上行方向，对环回的报文进行三层VPN的初始化；如果是下行方向，对环回的报文进行二层VPN的初始化。
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