CN102255819A - 基于vlan的trill流量优先调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于VLAN的TRILL流量优先调度方法，通过链路状态协议认知TRILL网络的拓扑，RB根据收到的握手协议报文所携带的扩展字段信息来协商出RB之间基于VLAN的TRILL流量处理优先级，在不扩展硬件资源基础上，使用共享链路上对不同的用户实施不同的服务，最大程度保护和利用现有的资源，不必为不同的客户提供不同的链接通路，在每一个链接通路上实施与相应客户对应的服务，有效的实现了TRILL流量服务质量保证。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于VLAN(Virtual Local Area Network虚拟局域网)的TRILL(Transparent Interconnection of Lots of Links多链接半透明互联)流量优先调度方法。
背景技术
今天的大部分数据中心网络是遵循标准的层次化理念建设的，分为接入层和汇聚/核心层，接入层和汇聚层之间为二层链路，三层网关设在汇聚或核心，所有的二层链路上都运行生成树协议STP(spanning tree protocol)，当任意两点间有一条以上路径可达时，STP会阻塞多余的路径，以保证两点间只有一条路径可达，从而防止环路的产生。这种模式在过去很长一段时间被大规模采用，因为其部署起来非常简单，接入层设备不需要复杂的配置，大部分的网络策略只要在汇聚层集中部署就能分发到全网。但随着数据中心的规模不断扩张，这种模型逐渐显得力不从心。
未来数据中心内部的横向流量将越来越大，新加入的设备同原有设备之间仍然要运行STP，如果两台服务器之间只有一条链路可行，其余的万兆交换机端口全被阻塞，不但是投资的极大浪费，也无法支持业务的快速扩展；其次，当交叉链路数量增加时，二层网络的设计会变得非常复杂，哪条链路该保留哪条链路该阻断，三层网关设在何处，类似这样的问题会冒出一大堆，这就失去二层网络配置简单的优势；最后，传统的二层MAC地址没有层次化的概念，这很容易导致边缘设备的MAC地址空间耗尽，特别是在虚拟化的数据中心内，虚拟机的MAC地址数量可能以千计。
TRILL(Transparent Interconnection of Lots of Links)多链接透明互联，在保证二层环境的前提下，能修复前文所说的缺陷。但是，在网络中的流量很多，拥塞的情况下，保证TRILL流量的服务质量是很重要的。
本发明为了克服现有技术的缺陷和/或不足，公开了一种基于VLAN的TRILL流量优先调度方法，这个技术能够做到在拥塞的情况下，保证TRILL流量优先得到服务。特别是针对当前多用户、多业务共享数据链路的应用中无法为不同的用户提供独立的服务，该方法在共享链路上对不同的用户实施不同的服务，并且在拥塞的情况下，保证TRILL流量优先处理。
发明内容
本发明目的是提供一种基于VLAN的TRILL流量优先调度方法，为数据中心的业务扩展和虚拟化提供保障。
本发明通过以下方案实现上述目的：一种基于VLAN的TRILL流量优先调度方法，包括以下步骤：
(1)各RB通过运行自己的链路状态协议认知TRILL网络的拓扑，和指定RB之间通过协商决定TRILL数据处理的优先级；
(2)当RB收到数据报文，根据报文的VLAN信息决定数据进入那个VLAN队列，VLAN队列之间基于严格优先级模式，进行第一阶段的调度；
(3)VLAN所有的队列整体作为一个VLAN扩展队列，和其它的出口队列之间进行基于严格优先级模式，进行第二阶段的调度，即出口队列调度；
(4)TRILL流量优先被调度出来。
在所述步骤(1)中RB之间通过发送TRILL报文，在报文中增加扩展字段，用于携带指定VLAN和基于该VLAN的TRILL数据处理优先级等信息，RB之间通过互相发送报文，根据携带的信息，最终协商出一个优先级。
在所述步骤(2)VLAN队列分成N个，队列号越大的优先级越高，设置TRILL数据报文的VLAN对应最高优先级。
在所述步骤(3)设置出口队列中VLAN扩展队列的优先级最高，以保证在所有的出口队列中得到最先调度。
在TRILL网络中，当到达目的RB有多个出端口链路时，保证到达目的RB的所有链路的TRILL数据处理优先级相同。为了保证到达目的RB的所有链路的TRILL数据处理优先级相同，每个出端口的VLAN队列调度模式和出口队列调度模式均配置相同。
本发明所述基于VLAN的TRILL流量优先调度的方法，通过链路状态协议认知TRILL网络的拓扑，RB根据收到的握手协议报文所携带的扩展字段信息来协商出RB之间基于VLAN的TRILL流量处理优先级，在不扩展硬件资源基础上，使用共享链路上对不同的用户实施不同的服务，最大程度保护和利用现有的资源，不必为不同的客户提供不同的链接通路，在每一个链接通路上实施与相应客户对应的服务，有效的实现了TRILL流量服务质量保证。
附图说明
下面根据实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
图1是TRILL网络物理链路连接结构示意图；
图2是本发明所述两台设备之间TRILL数据优先级协商示意图；
图3是基于VLAN的出口队列调度示意图；
图4是本发明所述TRILL数据报文出口优先保证流程图。
具体实施方式
如图1所示，给出了四台分交换机TRILL网络连接结构示意图：每台交换机使用RB代替，图1中PC1、PC2和PC3为用户端设备，PC1连接到局域网LAN1，PC2连接到局域网LAN2，PC3连接到局域网LAN3，边缘交换机RB1为TRILL网络边缘设备，中间交换机RB3为TRILL网络传输设备；RB1的端口A连接到交换机RB3，端口B连接到边缘交换机RB2；RB2和RB3连接到TRILL网络边缘设备RB4，其中RB2既可以当边缘设备使用，也可以当传输设备。
边缘交换机RB1上的端口A和端口B为TRILL网络中两条通路，从端口A和端口B连接出去的链路除了传输RB1产生的流量外，同时互相备份。
RB1和RB4之间TRILL流量数据转发优先级协商流程如图2所示，RB1给RB4发送HELLO报文，携带VLAN的信息和优先级，为了保证服务质量，设置为最高优先级；RB4收到报文之后，协商是否认可这个优先级，如果协商成功，则给RB1回送确认信息；RB1收到RB4的信息后，根据消息内容，最终确认本机的TRILL报文处理优先级；最终也给RB4一个确认消息，RB1和RB4对数据转发优先级协商成功。
RB1上基于VLAN的出口队列调度示意图如图3所示；VLAN有16个队列，可以设置不同的VLAN数据进入不同的队列；没有设置的VLAN流量根据报文携带的优先级字段进入不同的出口队列；设置TRILL数据的VLAN队列映射为最高优先级，即所有的TRILL流量进入VLAN队列15，并且VLAN队列之间是基于严格优先级调度模式，所有的VLAN队列流量最终进入VLAN扩展队列8，与出口的其它8个队列之间竞争；设置VLAN扩展队列的优先级高于出口队列0到出口队列7，并且出口队列调度模式设置为基于严格优先级调度。
当RB1接收TRILL数据报文时，TRILL数据报文出口优先保证流程如图4所示；根据TRILL数据报文的VLAN，查找是否设置过该VLAN对应的VLAN队列；如果没有，则根据报文的优先级进入出口的队列0到队列7；如果设置过，则TRILL流量进入VLAN队列15，所有的VLAN队列之间基于严格优先级进行一级调度，保证TRILL数据最优先得到处理；然后TRILL一级调度完成之后，进入出口队列8，出口队列0到出口队列8之间进行二级调度，也是基于严格优先级调度，保证队列号大的数据优先得到出口处理，TRILL数据优先得到出口带宽的保证；特别是在带宽有限，出口数据拥塞的情况下，能保证TRILL流量优先服务。
RB1到达RB4的出口有A和B，所以需要在出口A和出口B上的VLAN队列配置和出口队列配置一样。
上面只描述了设备RB1上的处理情况，要想保证整个网络中TRILL流量的服务质量，所有的设备VLAN和出口设置都要和RB1保持一致。
应该注意，虽然以上是参考具体实施方式对本发明进行说明的，但这并不意味是对本发明的限制，本发明的保护范围是由所附权利要求而不是具体实施方式来限定的。
Claims (6)
1.一种基于VLAN的TRILL流量优先调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)各RB通过运行自己的链路状态协议认知TRILL网络的拓扑，和指定RB之间通过协商决定TRILL数据处理的优先级；
(2)当RB收到数据报文，根据报文的VLAN信息决定数据进入哪个VLAN队列，VLAN队列之间基于严格优先级模式，进行第一阶段的调度；
(3)VLAN所有的队列整体作为一个VLAN扩展队列，和其它的出口队列之间进行基于严格优先级模式，进行第二阶段的调度，即出口队列调度；
(4)经过调度，TRILL流量优先被调度出来。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤(1)中RB之间通过发送TRILL数据报文，在报文中增加扩展字段，用于携带指定VLAN和基于该VLAN的TRILL数据处理优先级等信息，根据携带的信息，最终协商出一个优先级。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在所述步骤(2)VLAN队列分成N个，队列号越大的优先级越高，设置TRILL数据报文的VLAN对应最高优先级。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于：在所述步骤(3)设置出口队列中VLAN扩展队列的优先级最高，以保证在所有的出口队列中得到最先调度。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于：在TRILL网络中，当到达目的RB有多个出端口链路时，保证到达目的RB的所有链路的TRILL数据处理优先级相同。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：为了保证到达目的RB的所有链路的TRILL数据处理优先级相同，每个出端口的VLAN队列调度模式和出口队列调度模式均配置相同。
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