CN102291317B - 一种虚拟专用网报文的转发方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种虚拟专用网报文的转发方法及装置，包括：网络提供商边缘路由器(PE)对从二层虚拟专用网(VPN)接收到的上行报文进行二层VPN终结，将二层VPN终结后的上行报文发送到配置为自环的端口；所述PE接收所述自环的端口环回的二层VPN终结后的上行报文，对所述二层VPN终结后的上行报文进行三层VPN转发。本发明采用端口聚合实现二层VPN终结到三层VPN转发，在二层VPN和三层VPN组网中，只使用一个端口聚合就可以区分上下行，减少组网设备使用的台数，降低了组网的复杂度，节约了维护和管理成本，组网也变得更加灵活。

Description

一种虚拟专用网报文的转发方法及装置
技术领域
本发明涉及虚拟专用网(VPN)技术领域，尤其涉及一种虚拟专用网报文的转发方法及装置。
背景技术
目前，MPLS(多协议标签交换)网络已经是下一代核心网络的发展方向，在各类采用MPLS技术的VPN方式中最具有竞争力的是MPLS的二层VPN和MPLS三层VPN。MPLS二层VPN就是在MPLS网络上透明传递客户的二层数据。
从客户的角度来看，MPLS网络就是一个二层的交换网络，通过这个网络，可以在不同节点之间建立二层的连接。MPLS二层VPN将网络的管理职责分离，网络运营商的PE(运营商骨干网的边缘设备)仅负责客户CE(客户与运营商相连的边缘设备)之间二层的连接和转发，而客户CE实现三层以上的功能，网络运营商基于MPLS的城域网向客户提供二层VPN服务，可以降低网络运营的管理成本。
同时，采用MPLS三层VPN技术可以将现有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，可以用在解决企业和政府相同或不同部门的互连，也可以用来提供新的业务，如IP电话业务。
MPLS VPN无论是相对于传统的基于电路或者虚电路的VPN组网技术，还是相对于基于IP隧道的VPN技术，都有不可比拟的优势。随着MPLS VPN技术的不断成熟，它在降低成本的同时，也会满足用户对网络带宽、服务质量和接入的灵活性等方面不断增加的需求。MPLS VPN将代表互联网络未来的发展趋势。
在LTE Aplication(长期演进应用)组网环境中，经常用到图1所示的组网方式，即L2 VPN(二层VPN)作为接入层，作为用户接入，L3 VPN(三层VPN)作为汇聚层，PE的网络侧端口连接L3 VPN，接入侧端口连接L2VPN，基站通过PW(伪线)连接到PE1/PE2设备。上行方向上，PE1/2设备需要提供二层VPN终结，并进行三层VPN转发；下行方向上，网络侧L3 VPN报文在PE1/2进行三层VPN终结，并进行二层VPN转发。
基站通过伪线接入PE1/2，PE需要提供二层VPN终结到三层VPN转发功能及反向功能，目前ASCI(Application Specific Integrated Circuits，专用集成电路)芯片无法连续实现二层VPN终结到三层VPN转发及三层VPN终结到二层VPN转发的功能。
目前实现二层VPN终结到三层VPN转发以及三层VPN终结到二层VPN转发的功能主要是通过两台设备实现PE1/2功能，一台设备进行二层VPN终结和转发功能，再用一台设备进行三层VPN转发和终结功能，这种方案需要使用两台设备，成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实现虚拟专用网报文的转发方法及装置，能够方便地实现二层VPN终结到三层VPN转发及三层VPN终结到二层VPN转发。
为解决上述技术问题，本发明的一种虚拟专用网报文的转发方法，包括：
网络提供商边缘路由器(PE)对从二层虚拟专用网(VPN)接收到的上行报文进行二层VPN终结，将二层VPN终结后的上行报文发送到配置为自环的端口；
所述PE接收所述自环的端口环回的二层VPN终结后的上行报文，对所述二层VPN终结后的上行报文进行三层VPN转发。
进一步地，还包括：
所述PE对从三层VPN接收到的下行报文进行三层VPN终结，将三层VPN终结后的下行行报文发送给配置为自环的端口；
所述PE接收所述自环的端口环回的三层VPN终结后的下行报文，对所述三层VPN终结后的下行报文进行二层VPN转发。
进一步地，所述配置为自环的端口为端口聚合(TRUNK)下的端口。
进一步地，所述配置为自环的端口为TRUNK下的多个端口的其中之一，所述TRUNK下的多个端口均配置为自环。
进一步地，所述将二层VPN终结后的上行报文发送到配置为自环的端口包括：
所述PE将所述二层VPN终结后的报文发送到所述TRUNK，通过所述TRUNK下配置为自环的端口将所述二层VPN终结后的报文环回到所述PE。
进一步地，所述PE对所述上行报文进行二层VPN终结后，将二层VPN终结后的上行报文的虚拟局域网(vlan)配置接入三层VPN的vlan；
所述对所述二层VPN终结后的上行报文进行三层VPN转发包括：
根据所述TRUNK和接入三层VPN的vlan查找对应的虚拟路由和前向(VRF)，根据所述VRF和所述上行报文的目的IP地址查找对应的路由条目；
从查找到的路由条目中获取出端口，经所述出端口将所述上行报文发送到三层VPN。
进一步地，所述PE对所述下行报文进行三层VPN终结后，将三层VPN终结后的报文的vlan配置接入二层VPN的vlan；
所述对所述三层VPN终结后的下行报文进行二层VPN转发包括：
根据所述TRUNK和接入二层VPN的vlan查找对应的VRF，根据所述VRF和所述下行报文的目的IP地址查找对应的路由条目；
从查找到的路由条目中获取出端口，经所述出端口将所述下行报文发送到二层VPN。
进一步地，一种虚拟专用网报文的转发装置，包括：二层VPN终结单元和三层VPN转发单元，其中：
所述二层VPN终结单元，用于对从二层VPN接收到的上行报文进行二层VPN终结，将二层VPN终结后的上行报文发送到配置为自环的端口；
所述三层VPN转发单元，用于接收所述自环的端口环回的二层VPN终结后的上行报文，对所述二层VPN终结后的上行报文进行三层VPN转发。
进一步地，还包括：三层VPN终结单元和二层VPN转发单元，其中：
所述三层VPN终结单元，用于对从三层VPN接收到的下行报文进行三层VPN终结，将三层VPN终结后的下行行报文发送给配置为自环的端口；
所述二层VPN转发单元，用于接收所述自环的端口环回的三层VPN终结后的下行报文，对所述三层VPN终结后的下行报文进行二层VPN转发。
进一步地，所述配置为自环的端口为端口聚合(TRUNK)下的端口。
综上所述，本发明采用端口聚合实现二层VPN终结到三层VPN转发，在二层VPN和三层VPN组网中，只使用一个端口聚合就可以区分上下行，减少组网设备使用的台数，降低了组网的复杂度，节约了维护和管理成本，组网也变得更加灵活。同时在端口聚合的相关信息，比如端口变化时，配置不需要重新更改，提高了应用的灵活性，并且在ASIC等通用芯片上都可以应用。
附图说明
图1为现有技术中LTE Aplication的组网示意图；
图2为本实施方式的转发方法转发上行报文的流程图；
图3为本实施方式的转发方法转发下行报文的流程图；
图4为本实施方式的虚拟专用网报文的转发装置的架构图。
具体实施方式
本实施方式使用端口聚合(TRUNK)，将TRUNK下的端口配置为自环，实现上行二层VPN终结到三层VPN转发，以及下行的三层VPN终结到二层VPN转发，本实施方式业务负载均衡，很好地支持了二层VPN和三层VPN常用组网应用。
本实施方式中上行报文(L2VPN到L3VPN)第一次进入交换芯片实现二层VPN终结，并发送给TRUNK，TRUNK下配置为内环的端口将二层终结后的报文再次发往交换芯片进行三层VPN转发；下行报文(L3VPN到L2VPN)第一次进入交换芯片实现三层VPN终结，并发送给TRUNK，TRUNK下配置为内环的端口将三层VPN终结后的报文再次发往交换芯片进行二层VPN转发。上、下行报文可以使用同一个TRUNK，TRUNK下的端口均设置为自环。
端口聚合是指：将一个或多个端口加入到一个聚合组里，业务下发时使用这个聚合组作为流量出端口。流量转发时根据这个聚合组的负载均衡策略，进行流量负荷分担。
自环是指：报文从交换芯片-＞交换芯片，交换芯片无需将报文发往出端口，而是在交换芯片内部实现的环回。
本实施方式中通过不同vlan(虚拟局域网)及偏移量区分上下行业务，比如，vlan0表示接入二层VPN的vlan，vlan0+2000表示接入三层VPN的vlan。对于多个桥接业务可以采用同一个TRUNK，多个桥接业务以vlan对进行区分，如{(vlan1，vlan1+2000)，(vlan2，vlan2+2000)，(vlan3，vlan3+2000)，(vlan4，vlan4+2000).....}。
本实施方式不限于某一款交换芯片，只要芯片厂商提供了端口聚合和端口环回功能，都可实现只使用端口聚合完成二层VPN终结到三层VPN转发及三层VPN终结到二层VPN转发的功能。
为实现本实施方式虚拟专用网报文的转发需要对交换芯片进行如下配置。
步骤a：PE启动上层协议，配置VPN实例，并向其内部的交换芯片下发路由条目；
路由条目用于交换芯片查找路由。
交换芯片在对上行报文进行二层VPN终结和三层VPN转发，以及对下行报文进行三层VPN终结和二层VPN转发时，根据VPN对应的VRF(Virtual Routing and Forwarding，虚拟路由和前向)和报文的目的IP地址匹配对应的路由条目，从路由条目中获取出端口。
步骤b：查找空闲端口(级联端口)，将查找到的空闲端口加入到TRUNK中，设置这些端口为内环；
在上行方向上，内环使二层VPN终结后的报文，重新环回到交换芯片进行三层VPN转发，发往L3 VPN网络；在下行方向上，内环使三层VPN终结的报文，重新环回到交换芯片进行二层VPN转发，发往用户伪线侧。
步骤c：在交换芯片上为每种业务配置在L2VPN到L3VPN方向上，二层VPN终结后的报文的vlan，并配置在L3VPN到L2VPN方向上，三层VPN终结后的报文的vlan；
在L2VPN到L3VPN方向上，二层VPN终结后的报文的vlan为接入三层VPN的vlan(L3VE vlan)，即：如果二层VPN终结后的报文带有vlan，则将vlan替换成VLAN+2000；若二层VPN终结后的报文不带vlan，则添加加上一个vlan，即：VLAN+2000。
在L3VPN到L2VPN方向上，三层VPN终结后的报文的vlan为VLAN+2000，将VLAN+2000替换为接入二层VPN的vlan。
图2所示为本实施方式的虚拟专用网报文的转发方法在L2VPN到L3VPN方向上转发上行报文的流程，包括：
步骤201：交换芯片对从用户侧端口进入的上行报文进行二层VPN终结，将二层VPN终结后的报文的vlan配置为接入三层VPN的vlan；
步骤202：交换芯片将二层VPN终结后的报文发送到TRUNK，通过TRUNK下的级联端口将TRUNK收到的报文，环回到交换芯片；
TRUNK下的级联端口均已设置为自环，因此，可由TRUNK下的任一级联端口将TRUNK收到的报文环回到交换芯片。
步骤203：交换芯片根据TRUNK和接入三层VPN的vlan(VLAN+2000)，在硬件表项中查找对应的VRF；
步骤204：交换芯片根据VRF和上行报文的目的IP地址查找对应的路由条目；
步骤205：交换芯片从查找到的路由条目中获取出端口，出端口为网络侧端口，实现对该报文的三层VPN转发。
图3所示为本实施方式的虚拟专用网报文的转发方法在L3VPN到L2VPN方向上转发下行报文的流程，包括：
步骤301：交换芯片对从网络侧端口接收到的下行报文进行三层VPN终结，将三层VPN终结后的报文的vlan配置为接入二层VPN的vlan；
步骤302：交换芯片将三层VPN终结后的报文发送给TRUNK，通过TRUNK下的级联端口将TRUNK收到的报文，环回到交换芯片；
步骤303：交换芯片根据TRUNK和接入二层VPN的vlan在硬件表项中查找对应的VRF；
步骤304：交换芯片根据VRF和下行报文的目的IP地址查找对应的路由条目；
步骤305：交换芯片从查找到的路由条目中获取出端口，出端口为用户侧端口，实现对该报文的二层VPN转发。
图4所示为本实施方式的虚拟专用网报文的转发装置，包括：二层VPN终结单元、三层VPN转发单元、三层VPN终结单元、二层VPN转发单元和端口聚合单元，其中：
二层VPN终结单元，用于对从二层VPN接收到的上行报文进行二层VPN终结，将二层VPN终结后的报文的vlan配置接入三层VPN的vlan，将二层VPN终结后的上行报文发送到配置为自环的端口，其中，将二层VPN终结后的上行报文发送到配置为自环的端口包括：将二层VPN终结后的报文发送到TRUNK，通过TRUNK下配置为自环的端口将二层VPN终结后的报文环回到三层VPN转发单元。
配置为自环的端口为端口聚合下的多个端口的其中之一。TRUNK下的多个端口均配置为自环。
三层VPN转发单元，用于接收自环的端口环回的二层VPN终结后的上行报文，对二层VPN终结后的上行报文进行三层VPN转发，其中，对二层VPN终结后的上行报文进行三层VPN转发包括：根据TRUNK和接入三层VPN的vlan查找对应的VRF，根据VRF和上行报文的目的IP地址查找对应的路由条目；从查找到的路由条目中获取出端口，从出端口将报文发送到三层VPN。
三层VPN终结单元，用于对从三层VPN接收到的下行报文进行三层VPN终结，将三层VPN终结后的报文的vlan配置接入二层VPN的vlan，将三层VPN终结后的下行行报文发送给配置为自环的端口，其中，将三层VPN终结后的下行行报文发送给配置为自环的端口包括：将三层VPN终结后的报文发送到TRUNK，通过TRUNK下配置为自环的端口将三层VPN终结后的报文环回到二层VPN转发单元。
二层VPN转发单元，用于接收自环的端口环回的三层VPN终结后的下行报文，对三层VPN终结后的下行报文进行二层VPN转发，其中，对三层VPN终结后的下行报文进行二层VPN转发包括：根据TRUNK和接入二层VPN的vlan查找对应的VRF，根据VRF和下行报文的目的IP地址查找对应的路由条目；从查找到的路由条目中获取出端口，从出端口将报文发送到二层VPN。
端口聚合单元，用于实现将一个或多个端口加入到一个聚合组中，对上述一个或多个端口实现聚合，并实现将端口聚合下的端口配置为自环。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种虚拟专用网报文的转发方法，包括：
网络提供商边缘路由器PE对从二层虚拟专用网VPN接收到的上行报文进行二层VPN终结，将二层VPN终结后的上行报文发送到配置为自环的端口；
所述PE对所述上行报文进行二层VPN终结后，将二层VPN终结后的上行报文的虚拟局域网vlan配置接入三层VPN的vlan；
所述PE接收所述自环的端口环回的二层VPN终结后的上行报文，对所述二层VPN终结后的上行报文进行三层VPN转发；
其中，对所述二层VPN终结后的上行报文进行三层VPN转发包括：根据端口聚合TRUNK和接入三层VPN的vlan查找对应的虚拟路由和前向VRF，根据所述VRF和所述上行报文的目的IP地址查找对应的路由条目；从查找到的路由条目中获取出端口，经所述出端口将所述上行报文发送到三层VPN；
所述配置为自环的端口为端口聚合TRUNK下的端口；TRUNK下的多个端口均配置为自环。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述PE对从三层VPN接收到的下行报文进行三层VPN终结，将三层VPN终结后的下行行报文发送给配置为自环的端口；
所述PE接收所述自环的端口环回的三层VPN终结后的下行报文，对所述三层VPN终结后的下行报文进行二层VPN转发。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述配置为自环的端口为TRUNK下的多个端口的其中之一。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述将二层VPN终结后的上行报文发送到配置为自环的端口包括：
所述PE将所述二层VPN终结后的报文发送到所述TRUNK，通过所述TRUNK下配置为自环的端口将所述二层VPN终结后的报文环回到所述PE。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述PE对所述下行报文进行三层VPN终结后，将三层VPN终结后的报文的vlan配置接入二层VPN的vlan；
所述对所述三层VPN终结后的下行报文进行二层VPN转发包括：
根据所述TRUNK和接入二层VPN的vlan查找对应的VRF，根据所述VRF和所述下行报文的目的IP地址查找对应的路由条目；
从查找到的路由条目中获取出端口，经所述出端口将所述下行报文发送到二层VPN。
6.一种虚拟专用网报文的转发装置，包括：二层VPN终结单元和三层VPN转发单元，其中：
所述二层VPN终结单元，用于对从二层VPN接收到的上行报文进行二层VPN终结，将二层VPN终结后的报文的vlan配置接入三层VPN的vlan，将二层VPN终结后的上行报文发送到配置为自环的端口；
所述三层VPN转发单元，用于接收所述自环的端口环回的二层VPN终结后的上行报文，对所述二层VPN终结后的上行报文进行三层VPN转发；其中，对二层VPN终结后的上行报文进行三层VPN转发包括：根据端口聚合TRUNK和接入三层VPN的vlan查找对应的VRF，根据VRF和上行报文的目的IP地址查找对应的路由条目；从查找到的路由条目中获取出端口，从出端口将报文发送到三层VPN；
其中，所述配置为自环的端口为端口聚合TRUNK下的端口；TRUNK下的多个端口均配置为自环。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：三层VPN终结单元和二层VPN转发单元，其中：
所述三层VPN终结单元，用于对从三层VPN接收到的下行报文进行三层VPN终结，将三层VPN终结后的下行行报文发送给配置为自环的端口；
所述二层VPN转发单元，用于接收所述自环的端口环回的三层VPN终结后的下行报文，对所述三层VPN终结后的下行报文进行二层VPN转发。
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