CN102148745B - 提高虚拟专用局域网业务网络转发效率的方法和系统 - Google Patents

提高虚拟专用局域网业务网络转发效率的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种提高虚拟专用局域网业务网络转发效率的方法和系统，涉及通信领域；所述方法包括：所述虚拟专用局域网业务(VPLS)网络中的根节点运营商边缘设备(PE)通过点到多点伪线(P2MP PW)将广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种传递到同一VPLS内的叶子节点PE。

Description

提高虚拟专用局域网业务网络转发效率的方法和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种虚拟专用局域网业务网络转发报文的方法和系统。
背景技术
VPLS(Virtual Private LAN Services，虚拟专用局域网业务网络)是基于互联网协议(Internet Protocol，IP)/多协议标签交换(Multi Protocol LabelSwitching，MPLS)和以太网技术的L2VPN技术，能够在城域网(Metropolitan Area Network，MAN)/广域网(Wide Area Network，WAN)上提供类似以太网的多点服务。在运营商边缘设备(Provider Edge，PE)节点间建立及维护伪线(Pesudo Wireless，PW)，将二层协议帧封装后通过PW传输和交换，使广域范围内多个局域网在数据链路层被整合为一张网络，向用户提供虚拟的以太网服务，从而支持点到点、点到多点、多点到多点的业务类型，能够在较大网络规模下支持电信级以太网服务。
过去VPLS网络主要用于单播报文的转发，目前随着组播技术的发展、VPLS网络不但要传输单播报文，还要传输广播/组播/未知单播报文。在传输广播/组播/未知单播报文时，需要依靠运营商边缘设备对广播/组播/未知单播报文进行复制，再通过多条伪线发送至各个接收用户边界设备(CustomEdge，CE)。如图1所示，如果上述伪线是通过同一共享物理路径传输数据的，则在该共享物理路径上会出现多份相同的广播/组播/未知单播报文，浪费了网络带宽。
进而VPLS针对组播进行了优化改进，提出VPLS组播技术。VPLS组播技术是通过运营商组播树提供组播业务。在VPLS组播中有包含树(Inclusive Tree)和选择树(selective Tree)，VPLS组播的输入来源是与PE相连的接入链路(Attachment Circuit，AC)上的IP组播业务数据。IP组播业务数据一般采用包含树传送，只有在IP组播流量越过设定的阈值时，才通过选择树来进行传送。如图2所示，如果运营商组播树是汇聚多个VPLS实例的包含树，即多个业务通过一个运营商组播树来传递，为了对到达用户侧的业务进行区分，需要将IP组播数据封装一个VPLS实例标签，再通过运营商点到多点(Point-to-Multipoint，P2MP)组播树传递到运营商P2MP组播树上的叶子，即标签交换路由器(Label Switched Router，LSR)。
在VPLS网络中应用上述VPLS组播的优化技术，需要支持VPLS组播的信令功能；同时，VPLS组播中采用边界网关协议(BGP)作信令，这就要求VPLS网络中的所有设备必须支持BGP协议，由于BGP协议的本身复杂性使得其对设备要求比较高，实现比较复杂，造成运营成本较高。
发明内容
本发明提供一种提高VPLS网络转发效率的方法和系统，减少物理链路上冗余报文的数量且实现方法简单。
为达到上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：
一种提高虚拟专用局域网业务网络转发效率的方法，包括：
所述虚拟专用局域网业务(VPLS)网络中的根节点运营商边缘设备(PE)通过点到多点伪线(P2MP PW)将广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种传递到同一VPLS内的叶子节点PE。
进一步的，所述方法还具有如下特点：该方法具体包括：
所述VPLS网络中的根节点PE建立到叶子节点PE的点到多点伪线；
所述根节点PE收到数据报文后，判断所述数据报文的报文类型；
所述根节点PE判断所述数据报文为广播报文、组播报文或未知单播报文时，通过所述点到多点伪线将所述数据报文传送到所述叶子节点。
进一步的，所述方法还具有如下特点：所述VPLS网络中的全部或部分PE通过点到多点伪线传输广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种。
进一步的，所述方法还具有如下特点：所述VPLS网络中部分PE在满足触发条件时，通过点到多点伪线传输广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种，所述触发条件包括：当前复制的广播报文、组播报文和未知单播报文中至少一个的流量达到预先设置的阈值。
进一步的，所述方法还具有如下特点：当PE为根节点PE时，所述根节点与所述VPLS网络中的其他PE均建立点到多点的伪线。
进一步的，所述方法还具有如下特点：通过以下方式建立根节点PE到叶子节点PE的点到多点伪线：
在根节点PE配置所述根节点PE的接入组识别符(AGI)和接入特定识别符(AII)；
在叶子节点PE配置所述根节点PE所配置的接入组识别符(AGI)和源接入特定识别符(SAII)；
所述根节点PE通过静态配置或边界网关协议(BGP)自动发现，获取同一VPLS内的其它PE；
所述根节点PE采用标签分发协议建立点到多点伪线，在该过程中，所述根节点PE向发现的VPLS网络中的其他PE发送标签分发协议(LDP)映射消息，携带[AGI，SAII]；其他PE判断本地配置的[AGI，SAII]和LDP映射消息中携带的[AGI，SAII]是否匹配，若不匹配会通知根节点匹配失败，如果至少有一个PE匹配成功，则根节点成功建立了以匹配成功的PE为叶子节点的P2MP PW，如果没有PE匹配成功，则P2MP PW建立失败。
进一步的，所述方法还具有如下特点：所述方法还包括：
所述叶子节点PE收到根节点PE通过所述点到多点伪线传送的数据报文后转发给接收方，并进行介质访问控制(MAC)地址学习，将所述数据报文的源MAC地址作为MAC转发表的索引项，对应的出接口为本PE和根节点PE之间的点到点伪线，形成单播报文对应的MAC转发表。
一种虚拟专用局域网业务网络系统，包括多个PE，
根节点PE通过点到多点伪线将广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种传递到同一VPLS内的叶子节点PE。
进一步的，所述系统还具有如下特点：所述根节点PE包括：
建立模块，用于建立与所述VPLS网络中的其他PE均建立点到多点的伪线；
判断模块，用于在收到数据报文后，判断所述数据报文的报文类型；
传输模块，用于在判断所述数据报文为广播报文、组播报文或未知单播报文时，通过所述点到多点伪线将所述数据报文传送到所述叶子节点PE。
进一步的，所述系统还具有如下特点：所述VPLS网络中的全部PE通过点到多点伪线传输广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种。
进一步的，所述系统还具有如下特点：所述VPLS网络中的部分PE通过点到多点伪线传输广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种。
进一步的，所述系统还具有如下特点：所述根节点PE还包括：
触发模块，用于触发本地PE建立到叶子节点的点到多点的伪线。
进一步的，所述系统还具有如下特点：
所述触发模块具体用于：在满足触发条件时，控制本地PE通过点到多点伪线传输广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种，所述触发条件包括：当前复制的广播报文、组播报文和未知单播报文中至少一个的流量达到预先设置的阈值。
进一步的，所述系统还具有如下特点：所述建立模块具体包括：
配置单元：用于配置所述根节点配置的接入组识别符(AGI)和接入特定识别符(AII)；
发现单元，用于发现同一VPLS网络中的其它PE；
建立单元，用于采用标签分发协议建立点到多点伪线。
进一步的，所述系统还具有如下特点：所述叶子节点PE包括：
配置模块，用于配置所述根节点配置的AGI和SAII；
判断模块，用于判断本地配置的[AGI，SAII]是否与标签映射消息中携带的[AGI，SAII]相匹配；
通知模块，用于通知根节点PE所述叶子节点没有成功加入P2MP PW。
进一步的，所述系统还具有如下特点：所述叶子节点PE还包括：
接收模块，用于接收到通过所述点到多点伪线传送的数据报文；
转发模块，用于将接收到的数据报文转发给用户接收方；
转发表管理模块，用于将所述数据报文的源MAC地址作为MAC转发表的索引项，对应的出接口为本PE和根节点PE之间的点到点伪线，形成单播报文对应的MAC转发表。
本发明提供的技术方案，通过PE与其他PE之间的P2MP PW进行报文传输，减少物理链路上冗余报文的数量，提高了网络的转发效率，由于P2MPPW的建立是使用LDP协议建立的，其建立方法简单，容易实现，降低了网络的运营成本。
附图说明
图1为现有技术中VPLS网络转发组播报文/广播报文/未知单播报文的示意图；
图2为现有技术中VPLS网络采用VPLS组播聚合技术转发组播报文/广播报文/未知单播报文的示意图；
图3为本发明中传输组播报文/广播报文/未知单播报文的示意图；
图4为本发明实施例1中传输VPLS报文的方法流程图；
图5为本发明实施例2中传输VPLS报文的方法流程图；
图6为本发明中根节点PE的结构示意图；
图7为图6所示实施例中根节点PE的另一结构示意图；
图8为图6所示实施例中建立模块601的结构示意图；
图9为本发明中叶子节点PE的结构示意图；
图10为图9所示实施例中叶子节点PE的另一结构示意图。
具体实施方式
在本发明中，VPLS内PE节点通过本地与同一VPLS内其他成员之间的点到多点伪线(Point-to-Multipoint Pesudowire，P2MP PW)进行广播/组播/未知单播报文的传输。
下面结合附图对本发明提供的技术方案作进一步介绍。
实施例一
在本实施例中，VPLS网络中每个PE节点都通过P2MP PW进行广播/组播/未知单播报文的传输，本实例中以PE1为根节点，PE2、PE3、PE4、和PE5为叶子节点，具体过程如图4所示：
步骤401、在根节点PE与叶子节点PE做相应的配置
这里，根节点PE，配置接入组识别符(Attachment Group Identifiers，AGI)和接入特定识别符(Attachment Individual Identifiers，AII)。叶子节点PE配置接入组识别符(Attachment Group Identifiers，AGI)和源接入特定识别符(Source Attachment Individual Identifiers，SAII)，表示为[AGI，SAII]。AGI是识别一个虚拟实例的标识符；AII用于识别PE与CE之间的连接；SAII用于识别入口PE与数据报文发送端CE之间的连接。
在本实施例中PE1配置AGI1，AII12；PE2、PE3、PE4、PE5均配置[AGI1，SAII12]。
步骤402、根节点PE采用标签分发协议建立到叶子节点的P2MP PW。
具体的，在建立P2MP PW之前，所述根节点PE通过静态配置也可以通过BGP自动发现，获取同一VPLS内的其它PE。本实施例是将同一VPLS中除根节点PE外的其它PE均作为相对该根节点PE的叶子节点PE。
在建立P2MP PW之前，根节点从已经建立的P2MP LSP中寻找承载P2MP PW的下层隧道P2MP LSP，P2MP LSP的建立既可以使用RSVP-TE技术也可以使用MLDP技术。
所述根节点PE向VPLS网络中的其他PE发送标签分发协议(LabelDistribution Protocol，LDP)映射消息，携带[AGI，SAII]；其他PE判断本地配置的[AGI，SAII]和LDP映射消息中携带的[AGI，SAII]是否匹配，若不匹配会通知根节点匹配失败，如果至少有一个PE匹配成功，则根节点成功建立了以匹配成功的PE为叶子节点的P2MP PW，如果没有PE匹配成功，则P2MP PW建立失败。
步骤403、根节点PE接收数据报文。
例如，对于图3所示的转发组播报文/广播报文/未知单播报文的示意图，CE1发送数据报文给PE1。这里，CE1可以发送任何报文，例如，可以是已知单播报文、未知单播报文、广播报文以及组播报文。
步骤404、根节点PE判断数据报文是否为已知单播报文。
在本实施例中，PE1根据介质访问控制(MAC)地址的范围来确定报文的类型。如果是广播报文以及组播报文，则执行步骤407～410。如果是单播报文，进一步查找MAC转发表，如果能够查找到，则确定该单播报文为已知单播报文，则转到步骤405～406；否则，确定该单播报文为未知单播报文，则执行步骤407～410。
步骤405、根节点PE通过P2P PW传输已知单播报文。
在本实施例中，PE1根据MAC转发表转发所述已知单播报文给接收方PE。
步骤406、接收到已知单播报文的PE根据MAC转发表转发报文给接收方CE，完成对已知单播报文的传输。
步骤407、根节点PE根据VPLS实例查找P2MP PW。
在本实施例中，根据数据报文的入端口来判断所属的VPLS实例，然后查找这个VPLS实例所对应的P2MP PW。VPLS实例与P2MP PW是一对多的关系，因为每个PE既可以是根节点又可以是叶子节点。
步骤408、根节点PE通过查找得到的P2MP PW传输收到的未知单播报文、组播报文和广播报文。
在本实施例中，PE1通过P2MP PW1转发给PE2、PE3、PE4和PE5。
步骤409、叶子节点PE学习源MAC地址，形成相应的MAC转发表。
本实施例中，PE2、PE3、PE4及PE5收到未知单播报文/组播报文/广播报文后，进行MAC地址学习，从而形成单播报文对应的MAC转发表。叶子节点PE选取未知单播报文/组播报文/广播报文的源MAC地址作为MAC转发表的索引项，对应的出接口为本PE(PE2、PE3、PE4及PE5)和PE1之间的P2P PW。
步骤410、叶子节点PE转发数据报文给接收方CE。
叶子节点PE将未知单播报文/组播报文/广播报文洪泛给所有与叶子节点PE相连的接收方CE。当然对于组播报文，如果叶子节点支持IGMP功能，可以通过IGMP叶子转发表来精确转发给需要此流量的接收方CE。
需要说明的是，在实际应用中，PE2、PE3、PE4、PE5、PE6需要和PE1做同样的配置和支持同样的功能。例如需要建立以PE2为根节点，PE1、PE3、PE4及PE5为叶子节点，建立P2MP PW。
实施例二
在本实施例中，VPLS网络的PE节点在满足设定策略时，通过P2MP PW进行广播/组播/未知单播报文的传输。每个PE节点是否使用P2MP PW进行广播/组播/未知单播报文的传输的策略可以是阈值触发、即当某个PE节点复制的流量超过一定阈值时，就以这个PE为根节点，同一VPLS实例中的其它PE为叶子节点建立P2MP PW，具体过程如图5所示：
步骤501、PE节点统计每秒钟通过的组播流量。
本实施例中，以PE1统计每秒钟组播报文的流量为例进行说明。
步骤502、PE节点判断每秒钟通过组播报文的流量是否超过阈值：
如果PE1统计的每秒钟通过组播报文的流量没有超过PE1设置的最大值，则PE节点使用现有方式传输组播报文/广播报文/未知单播报文，使得同一VPLS实例中的所有成员PE都能收到报文。转发报文(步骤503)；
如果PE1统计的每秒钟通过组播报文的流量超过PE1设置的最大值，则执行后续的步骤504～513，步骤504～513的过程同步骤401～410相同，此处不再赘述。
需要说明的是，本实施例以在流量达到阈值时进行P2MP PW的建立，并在建立后进行数据报文的转发，还可以预先建立P2MP PW，在流量达到阈值后，通过预先建立的P2MP PW进行数据报文的转发。
对应的，本发明还提供一种采用上述方法的虚拟专用局域网业务网络系统，包括根节点PE通过点到多点伪线将广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种传递到同一VPLS内的叶子节点PE。
如图6所示，所述根节点PE包括：
建立模块601，用于建立与所述VPLS网络中的其他PE均建立点到多点的伪线；
判断模块602，用于在收到数据报文后，判断所述数据报文的报文类型；
传输模块603，用于在判断所述数据报文为广播报文、组播报文或未知单播报文时，通过所述点到多点伪线将所述数据报文传送到所述叶子节点PE。
进一步的，所述VPLS网络中的全部PE通过点到多点伪线传输广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种。
进一步的，所述VPLS网络中的部分PE通过点到多点伪线传输广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种。
进一步的，如图7所示，所述根节点PE还包括：
触发模块701，用于触发本地PE建立到叶子节点的点到多点的伪线。
进一步的，所述触发模块701具体用于：在满足触发条件时，控制本地PE通过点到多点伪线传输广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种，所述触发条件包括：当前复制的广播报文、组播报文和未知单播报文中至少一个的流量达到预先设置的阈值。
进一步的，如图8所示，所述建立模块601具体包括：
配置单元801，用于配置所述根节点配置的接入组识别符(AGI)和接入特定识别符(AII)；
发现单元802，用于发现同一VPLS网络中的其它PE；
建立单元802，用于采用标签分发协议建立点到多点伪线。
进一步，如图9所示，所述叶子节点PE包括：
配置模块901，用于配置所述根节点配置的AGI和SAII；
判断模块902，用于判断本地配置的[AGI，SAII]是否与标签映射消息中携带的[AGI，SAII]相匹配；
通知模块903，用于通知根节点PE所述叶子节点没有成功加入P2MPPW。
可选的，如图10所示，所述叶子节点PE还包括：
接收模块1001，用于接收到通过所述点到多点伪线传送的数据报文；
转发模块1002，用于将接收到的数据报文转发给用户接收方；
转发表管理模块1003，用于将所述数据报文的源MAC地址作为MAC转发表的索引项，对应的出接口为本PE和根节点PE之间的点到点伪线，形成单播报文对应的MAC转发表。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例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，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种提高虚拟专用局域网业务网络转发效率的方法，其特征在于，包括：
虚拟专用局域网业务VPLS网络中的根节点运营商边缘设备PE通过点到多点伪线P2MP PW将广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种传递到同一VPLS内的叶子节点PE；
所述叶子节点PE收到根节点PE通过所述点到多点伪线传送的数据报文后转发给接收方，并进行介质访问控制MAC地址学习，将所述数据报文的源MAC地址作为MAC转发表的索引项，对应的出接口为本PE和根节点PE之间的点到点伪线，形成单播报文对应的MAC转发表。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法具体包括：
所述VPLS网络中的根节点PE建立到叶子节点PE的点到多点伪线；
所述根节点PE收到数据报文后，判断所述数据报文的报文类型；
所述根节点PE判断所述数据报文为广播报文、组播报文或未知单播报文时，通过所述点到多点伪线将所述数据报文传送到所述叶子节点。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述VPLS网络中的全部或部分PE通过点到多点伪线传输广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述VPLS网络中部分PE在满足触发条件时，通过点到多点伪线传输广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种，所述触发条件包括：当前复制的广播报文、组播报文和未知单播报文中至少一个的流量达到预先设置的阈值。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当PE为根节点PE时，所述根节点与所述VPLS网络中的其他PE均建立点到多点的伪线。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过以下方式建立根节点PE到叶子节点PE的点到多点伪线：
在根节点PE配置所述根节点PE的接入组识别符AGI和接入特定识别符AII；
在叶子节点PE配置所述根节点PE所配置的接入组识别符AGI和源接入特定识别符SAII；
所述根节点PE通过静态配置或边界网关协议BGP自动发现，获取同一VPLS内的其它PE；
所述根节点PE采用标签分发协议建立点到多点伪线，在该过程中，所述根节点PE向发现的VPLS网络中的其他PE发送标签分发协议LDP映射消息，携带[AGI,SAII]；其他PE判断本地配置的[AGI，SAII]和LDP映射消息中携带的[AGI,SAII]是否匹配，若不匹配会通知根节点匹配失败，如果至少有一个PE匹配成功，则根节点成功建立了以匹配成功的PE为叶子节点的P2MP PW，如果没有PE匹配成功，则P2MP PW建立失败。
7.一种虚拟专用局域网业务网络系统，其特征在于，包括多个运营商边缘设备PE，
根节点PE通过点到多点伪线将广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种传递到同一虚拟专用局域网业务VPLS内的叶子节点PE；
所述叶子节点PE包括：
接收模块，用于接收到通过所述点到多点伪线传送的数据报文；
转发模块，用于将接收到的数据报文转发给用户接收方；
转发表管理模块，用于将所述数据报文的源介质访问控制MAC地址作为MAC转发表的索引项，对应的出接口为本PE和根节点PE之间的点到点伪线，形成单播报文对应的MAC转发表。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述根节点PE包括：
建立模块，用于建立与所述VPLS网络中的其他PE均建立点到多点的伪线；
判断模块，用于在收到数据报文后，判断所述数据报文的报文类型；
传输模块，用于在判断所述数据报文为广播报文、组播报文或未知单播报文时，通过所述点到多点伪线将所述数据报文传送到所述叶子节点PE。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述VPLS网络中的全部PE通过点到多点伪线传输广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种。
10.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述VPLS网络中的部分PE通过点到多点伪线传输广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述根节点PE还包括：
触发模块，用于触发本地PE建立到叶子节点的点到多点的伪线。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，
所述触发模块具体用于：在满足触发条件时，控制本地PE通过点到多点伪线传输广播报文、组播报文和未知单播报文中的至少一种，所述触发条件包括：当前复制的广播报文、组播报文和未知单播报文中至少一个的流量达到预先设置的阈值。
13.根据权利要求8所述的系统，所述建立模块具体包括：
配置单元：用于配置所述根节点配置的接入组识别符AGI和接入特定识别符AII；
发现单元，用于发现同一VPLS网络中的其它PE；
建立单元，用于采用标签分发协议建立点到多点伪线。
14.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述叶子节点PE包括：
配置模块，用于配置所述根节点配置的AGI和SAII；
判断模块，用于判断本地配置的[AGI,SAII]是否与标签映射消息中携带的[AGI,SAII]相匹配；
通知模块，用于通知根节点PE所述叶子节点没有成功加入P2MP PW。
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