CN102422608B - 限制混合节点中mac地址表的大小 - Google Patents

Abstract

本文描述了限制操作两种桥接协议的混合桥接节点的MAC地址表中存储的MAC地址数量的方法和设备。混合节点中两种桥接协议的操作允许提供商桥接网从操作共享MAC地址的遗留桥接协议到操作VPLS和/或PBB桥接协议的桥接网的递增转变。混合桥接节点选择性地将带有未知MAC地址的单播分组从操作VPLS和/或PBB的节点广播到操作遗留桥接协议的节点。

Description

限制混合节点中MAC地址表的大小

对相关申请的交叉引用

本申请要求2009年4月24日提出的名称为“A Pay-As-You-GrowGradual Cutover Method to Scale a Provider Bridge Network to a VPLSor Provider Backbone Bridging Network”的美国临时专利申请61/172661的优先权。

此外，本申请涉及2009年5月8日提出的名称为“An AddressResolution Optimization Procedure to Effect a Gradual Cutover from aProvider Bridge Network to a VPLS or Provider Backbone BridgingNetwork”的美国专利申请12/463364。

技术领域

本发明的实施例涉及桥接网领域，并且更具体地说，涉及将桥接网从802.1ad桥接网转变到虚拟专用局域网服务(VPLS)桥接网或802.1ah提供商骨干桥接(PBB)桥接网。

背景技术

提供商桥接网为客户提供到网络服务的桥接接入，如因特网接入、话音服务、数字电视等。提供商桥接的一种方法由提供商桥接网执行，提供商桥接网使用诸如IEEE802.1D、IEEE802.1ad和/或IEEE802.1Q虚拟局域网(VLAN)标记等桥接协议与客户终端站传递分组。提供商骨干网由与客户边缘桥接节点传递分组的提供商桥接边缘节点和在提供商边缘桥接节点之间传递分组的提供商核心桥接节点组成。使用这些协议的桥接节点通过广播地址解析分组和带有未知目的地地址的单播分组，与提供商网络中的所有其它桥接节点共享媒体接入控制(MAC)地址。

然而，此方案有关的问题是由于这些协议与所有其它桥接节点共享MAC地址空间，因此，每个桥接能够具有变得极大的MAC地址表。随着更多的终端站加入网络，每个桥接器的表增大，并且能够达到这些桥接器的最大MAC地址表大小。例如，网络能够由几个到成千上万(或更多)个终端站组成，这能够导致极大的MAC地址表。

备选的是，提供商桥接网能够使用VPLS(请求注解(RFC)4761和4762)和/或PBB(IEEE802.1ah)来传递分组。这些协议通过在提供商的桥接网内建立点对点桥接连接来提供桥接服务。然而，要使用VPLS和/或PBB，整个网络需要立即升级，这能够在资本和运营支出方面是昂贵的。

发明内容

本文描述了在混合桥接节点中操作两种桥接协议的方法和设备。混合节点中两种桥接协议的操作允许提供商桥接网从操作共享MAC地址的遗留桥接协议到操作VPLS和/或PBB桥接协议的桥接网的递增转变。操作遗留桥接协议的遗留节点在MAC地址表中存储共享的终端站MAC地址。

在一个实施例中，该方法在混合节点的第一端口上操作遗留桥接协议，其中，第一端口耦合到操作遗留桥接协议而不操作升级的桥接协议(例如，VPLS和/或PBB)的第一节点。此外，该方法在混合节点的多个其它端口上操作升级的桥接协议。该方法接收来自第一端口的第一单播分组和所述多个其它端口上的第二单播分组，其中这些单播分组包含混合节点未知的目的地MAC地址。

该方法通过从所述多个其它端口广播出第一单播分组和从所述多个其它端口中其上未收到第二单播分组的那些端口广播出第二单播分组，用混合节点来限制第一节点在其MAC地址表中存储的MAC地址的数量。另外，该方法从第一端口广播出第三单播分组，其中每个第三单播分组具有与第二单播分组之一相同的目的地MAC地址。此外，如果对应的目的地终端站耦合到所述多个其它端口之一，则每个第三单播分组在某个时间被接收，到所述时间，其目的地MAC地址响应广播第二单播分组的所述步骤而将已被了解。

在另一实施例中，一种网络包括遗留桥接子网络、升级的桥接子网络和耦合到两个桥接子网络的混合节点。遗留桥接子网络中的节点根据遗留桥接协议且不根据升级的桥接协议在遗留桥接子网络内传递分组。遗留桥接协议在通过遗留桥接协议直接耦合到彼此的所有节点和终端站之间共享终端站的MAC地址。另外，操作遗留桥接协议的每个节点在MAC地址表中存储共享的终端站MAC地址。升级的桥接子网络中的节点根据升级的桥接网在第二桥接子网络内传递分组。

混合节点操作遗留和升级的桥接协议，并且由第一端口、多个其它端口、遗留桥接实例、升级的桥接实例及MAC转送组件组成。第一端口耦合到遗留桥接子网络中的第一节点，并且所述多个其它端口耦合到升级的桥接子网络中的多个其它节点。耦合到第一端口的遗留桥接实例操作遗留桥接协议，并且耦合到所述多个其它端口的升级的桥接实例操作升级的桥接协议。

MAC转送组件将第一端口上收到的第一单播分组转送到第二桥接实例，第二桥接实例从所述多个其它端口广播出它们。第一单播分组包含混合节点未知的目的地MAC地址。另外，该MAC组件禁止向遗留桥接实例转送所述多个其它端口上收到的第二单播分组。第二单播分组包含混合节点未知的目的地MAC地址，并且每个第二单播分组从未收到该第二单播分组的多个其它端口广播出。此外，该MAC组件将所述多个其它端口上收到的第三单播分组转送到遗留桥接实例。第三单播分组包含混合节点未知的目的地MAC地址，并且每个第三单播分组具有与第二单播分组之一相同的目的地MAC地址。另外，如果对应目的地终端站耦合到所述多个其它端口之一，则每个第三单播分组在某个时间被接收，到该时间，其目的地MAC地址响应第二单播分组的广播将已被了解。

在另一实施例中，一种网络元件操作遗留和升级的桥接协议。该网络元件适用于允许所述网络中的节点从遗留桥接协议到升级的桥接协议的递增转变。遗留桥接协议在通过遗留桥接协议直接耦合到彼此的所有节点和终端站之间共享终端站的MAC地址。操作遗留桥接协议的节点在MAC地址表中存储共享的终端站MAC地址。

该网络元件由第一端口、多个其它端口、遗留桥接实例、升级的桥接实例及MAC转送组件组成。第一端口要从第一节点接收第一单播分组，并且所述多个其它节点要从多个其它节点接收第二和第三单播分组。第一、第二和第三单播分组包含该网络元件未知的目的地MAC地址。遗留桥接实例要操作遗留桥接协议，并且从第一端口广播出转送到遗留桥接实例的任何第三单播分组。升级的桥接实例要操作升级的桥接协议，从所述多个其它端口广播出转送到升级的桥接实例的任何第一单播分组，以及从所述多个其它端口中其上未收到它们的那些端口广播出第二单播分组。

MAC转送组件要将第一单播分组转送到升级的桥接实例，将第三单播分组转送到遗留桥接实例，以及禁止第二单播分组转送到遗留桥接实例。另外，如果对应的目的地终端站耦合到所述多个其它端口之一，则每个第三单播分组在某个时间被接收，到该时间，其目的地MAC地址响应第二单播分组的广播将已被了解。

一个目的是减轻至少一些上述缺点并为联网提供改进的桥接节点。

附图说明

通过参照下面的描述和用于示出本发明实施例的附图，可最好地理解本发明。在图中：

图1(现有技术)示出提供商桥接网；

图2示出根据本发明的一个实施例的混合提供商桥接网，它允许提供商网络从图1中使用的桥接协议转变到VPLS和/或PBB桥接服务；

图3是根据本发明的一个实施例的用于转发接收分组的示范流程图；

图4是根据本发明的一个实施例的转发过程的示范流程图；

图5示出根据本发明的一个实施例的用于控制端口的哪些集合广播带有未知MAC地址的单播分组的计时器；

图6是根据本发明的一个实施例的计时器T-restrict-unknown-bcast到期的示范流程图；

图7是根据本发明的一个实施例的计时器T-long-age到期的示范流程图；以及

图8是示出根据系统的一个实施例的示范混合网络元件的框图，该网络元件允许提供商网络从图2中使用的桥接协议的和VPLS和/或PBB的转变。

具体实施方式

在下面的描述中，陈述了许多特定的细节以便提供本发明更详尽的理解，如网络元件、LAN、VPLS、PBB、子网络、桥接、提供商桥接、分组、MAC、地址解析协议、广播、指定操作数的方式、资源和网络分区/共享实现、系统组件的类型和相互关系及逻辑分区/集成选择。然而，本领域的技术人员将理解，可无需此类特定细节而实践本发明。其它情况下，控制结构、门级电路和完全软件指令序列未详细示出以免混淆本发明。通过包括的描述，本领域的技术人员将能够在不进行不当实验的情况下实现适当的功能性。

说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“一示例实施例”等的引用指所述实施例可包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可不一定包括该特定特征、结构或特性。另外，此类短语不一定指相同实施例。此外，结合实施例描述某个特定特征、结构或特性时，认为结合无论是否明确描述的其它实施例来实现此类特征、结构或特性是在本领域技术人员的认知之内。

在下面的描述和权利要求书中，可使用术语“耦合”和“连接”及其衍生词。应理解，这些术语无意作为彼此的同义词。“耦合”用于指示可相互直接物理或电接触或不直接物理或电接触的两个或更多元件相互协作或交互。“连接”用于指示相互耦合的两个或更多元件之间通信的建立。

现在将参照图2-8的示范实施例，描述流程图的操作。然而，应理解，流程图的操作能根据参照图3-4和6-7所述实施例外的本发明的其它实施例来执行，并且参照图2和8所述的实施例能执行与参照流程图所述的那些操作不同的操作。

图中所示技术能够使用一个或多个电子装置(例如，计算机终端站、网络元件等)上存储和执行的代码和数据来实现。此类电子装置使用机器可读媒体来存储和传递(在内部和/或通过网络与其它电子装置)代码和数据，如机器可读存储媒体(例如，磁盘、光盘、随机存取存储器、只读存储器、闪速存储器装置、相变存储器)和机器可读通信媒体(例如，电、光、声或其它形式的传播信号-如载波、红外信号、数字信号等)。另外，此类电子装置一般情况下包括耦合到诸如存储装置、一个或多个用户输入/输出装置(例如，键盘、触摸屏和/或显示器)和网络连接等一个或多个其它组件的一个或多个处理器的集合。处理器的集合与其它组件的耦合一般情况下是通过一个或多个总线和桥接器(也称为总线控制器)。存储装置和携带网络业务的信号相应地表示一个或多个机器可读存储媒体和机器可读通信媒体。因此，给定电子装置的存储装置一般情况下存储代码和/或数据以用于该电子装置的一个或多个处理器的集合上的执行。当然，本发明的实施例的一个或多个部分可使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。

本文描述了在混合桥接节点中操作两种桥接协议的方法和设备。混合节点中两种桥接协议的操作允许操作共享MAC地址的桥接协议的提供商桥接网到操作VPLS和/或PBB桥接协议的桥接网的递增转变。

根据本发明的一个实施例，混合桥接节点将遗留子网络与提供商桥接网的升级的子网络混合桥接节点耦合。遗留子网络中的节点操作与所有其它节点共享MAC地址的桥接协议，如802.1D、802.1QVLAN标记和/或802.1ad提供商桥接协议，并且不是VPLS或PBB。升级的子网络中的节点操作VPLS和/或PBB。混合桥接节点在耦合到遗留子网络的节点的端口上操作遗留桥接协议以便与带有该协议的那些节点传递分组。另外，混合桥接节点在与升级的子网络的节点耦合的端口上操作VPLS和/或PBB协议。混合桥接节点通过将单播分组从升级的子网络选择性地广播到遗留子网络，延长了遗留子网络中节点的生存期。将这些单播分组从升级的子网络选择性地广播到遗留子网络限制遗留子网络中节点必须了解的MAC地址的数量，这限制了这些节点的MAC地址表中存储的MAC地址的数量。

在本文中使用时，网络元件(例如，路由器、交换器、桥接器等)是一件连网设备，包括在通信上与网络上的其它设备(例如，其它网络元件、计算机终端站等)互连的硬件和软件。一些网络元件是“多服务网络元件”，为多个网络功能(例如，路由选择、桥接、交换、第2层聚合和/或订户管理)提供支持和/或为多个应用服务(例如，数据、话音和视频)提供支持。订户计算机终端站(例如，工作站、膝上型计算机、掌上计算机、移动电话、智能电话、多媒体电话、便携式媒体播放器、GPS单元、游戏系统、机顶盒等)访问通过因特网所提供的内容/服务和/或因特网上重叠的虚拟专用网(VPN)上提供的内容/服务。内容和/或服务一般由属于服务或内容提供商的一个或多个服务器计算机终端站来提供，并且可包括公共网页(免费内容、店面、搜索服务等)、私密网页(例如，提供电子邮件服务的用户名/密码访问的网页等)、对内容(视频、音频等)的访问、VPN上的企业网络、其它服务(电话等)等。一般情况下，订户计算机终端站耦合(例如，通过耦合到接入网络(以有线或无线方式)的客户场所设备)到边缘网络元件，边缘网络元件耦合(例如通过到其它边缘网络元件的一个或多个核心网络元件)到服务器计算机终端站。

一些网络元件支持多个上下文的配置。在本文中使用时，每个上下文包括虚拟网络元件的一个或多个实例(例如，虚拟路由器或虚拟桥接器)。每个上下文一般与网络元件上配置的其它上下文共享系统资源(例如，存储器、处理循环等)，但仍是可独立管理的。例如，在多个虚拟路由器的情况下，每个虚拟路由器共享系统资源，但关于其管理域、AAA名称空间、IP地址及路由选择数据库与其它虚拟路由器分开。在边缘网络元件中可采用多个上下文以便为服务的订户和/或内容提供商提供直接网络接入和/或不同类的服务。

在某些网络元件内，可配置多个“接口”。在本文中使用时，每个接口是逻辑实体，一般配置为上下文的一部分，其提供更高层协议和服务信息(例如，第3层寻址)并独立于物理端口和电路(例如，ATMPVC(永久性虚拟电路)、802.1QVLAN、PVC、QinQ电路、DLCI电路等)。AAA(认证、授权和计费)可通过内部或外部服务器来提供，如RADIUS(远程认证拨入用户服务)或DIAMETER服务器。AAA服务器为订户提供订户记录，除了其它订户配置要求之外，这些记录识别对应订户应在网络元件内绑定到哪个上下文(例如，哪个虚拟路由器)。在本文中使用时，绑定形成了物理实体(例如，端口、信道等)或逻辑实体(例如，电路(例如，订户电路(独特地识别在一般对于会话的生存期存在的特定网络元件内的订户会话的逻辑构造)、逻辑电路(一个或多个订户电路的集合)等))与上下文的接口(通过该接口为该上下文配置网络协议(例如，路由选择协议、桥接协议))之间的关联。在某一更高层协议接口被配置并与物理实体相关联时，订户数据在该物理实体上流动。作为概要示例，可通过耦合到核心网络元件的多服务边缘网络元件(支持多个上下文(例如，多个虚拟路由器)、接口及AAA处理)来耦合(例如，通过接入网络)订户计算机终端站，而这些核心网络元件耦合到服务/内容提供商的服务器计算机站。此外，AAA处理经执行以便为订户识别订户记录，该订户记录识别网络元件中订户的业务应绑定到的一个或多个上下文，并且包括该订户的业务的处理期间使用的属性集合(例如，订户名称、密码、认证信息、接入控制信息、速率限制信息、监管信息等)。

图1(现有技术)示出一种提供商桥接网。在图1中，网络100由与客户网络110A-E耦合的提供商桥接(PB)网102组成。PB网络102是提供桥接服务的各个实例到不同客户网络110A-E中多个独立客户的网络。PB网络102由PB边缘桥接器104A-C和PB核心桥接器106A-B组成。PB网络102和客户网络110A-E经PB边缘桥接器104A-C和客户边缘桥接器108A-E耦合。例如，PB边缘桥接器104A耦合到客户边缘桥接器108A-B以相应接入客户网络110A-B。PB边缘桥接器104B耦合到客户边缘桥接器108C-D以相应接入客户网络110C-D。PB边缘桥接器104C耦合到客户边缘桥接器108E以相应接入客户网络110E。提供商桥接器边缘桥接器108A-C使用诸如802.1D桥接、802.1ad提供商桥接和802.1Q/VLAN协议等桥接协议与客户边缘桥接器108A-E交换分组。PB核心桥接器106A-B使用这些桥接协议在PB核心桥接器104A-C之间交换分组。如技术领域中已知的，使用这些协议的桥接器维护MAC地址转发表。每个PB桥接器能够通过接收地址解析分组和未知的MAC地址来构建这些表。此外，PB桥接器通过检查接收分组中的源MAC地址来构建这些表。

与此方案有关的问题是由于桥接器表的构建依赖分组广播，因此，每个PB桥接器104A-C和106A-B看到与客户网络110A-E耦合的终端站的所有地址。随着更多终端站添加到每个客户网络110A-E，每个PB桥接器104A-C和106A-B的表增大，并且能够达到这些桥接器的最大MAC地址表大小。例如，每个客户网络110A-E能够由几个到成千上万(或更多)个终端站组成，这能够导致极大的MAC地址表。

为了克服这些问题，提供商能够升级每个PB桥接器104A-C和106A-B以具有更大的MAC地址表，或者提供商能够更改PB网络102中的每个桥接器以支持VPLS和/或PBB。然而，这些潜在升级均能够在资本和运营支出方面是昂贵的。例如，客户网络110D-E可以是具有大量终端站的网络，这能够导致对所有PB桥接器104A-C和106A-B的升级，而不只是升级PB桥接器104B-C和106B。

为了避免提供商桥接网的匹配升级的昂贵成本，能够分阶段地将PB网络从801.ad、802.1D和/或VLAN桥接协议转变到支持VPLS和/或PBB的PB网络将是有益的。为了允许此转变，PB网络将需要支持混合桥接PB网络，混合桥接PB网络包括操作801.ad、802.1D和/或VLAN桥接协议的遗留桥接节点和运行VPLS和/或PBB的升级的桥接节点的混合。

例如且在一个实施例中，PB网络能够逐步升级。在此实施例中，PB网络升级能够以简单且具成本效益的方式实现。PB网络升级能够开始很小并随着优选是逐渐增大的益处而逐渐增大。因此，PBB和/或VPLS能够逐步被引入：升级重负载的桥接器和/或桥接器接口，并且留下最不重要的网络部分用于以后升级。

图2示出根据本发明的一个实施例的一种混合PB网络202，它允许提供商网络从在图1中使用的桥接协议转变到VPLS和/或PBB。如图2所示，PB网络202分成两个不同的子网络，遗留桥接子网络218和升级的子网络220。在一个实施例中，遗留桥接子网络218中的节点使用遗留桥接协议来操作，而升级的子网络220中操作的节点操作升级的桥接协议之一。在一个实施例中，遗留子网络218由使用遗留桥接协议之一传递分组的遗留桥接节点组成。在一个实施例中，遗留桥接协议是与PB网络202中其它桥接节点共享MAC地址信息的桥接协议。例如且在一个实施例中，遗留桥接协议是802.1ad桥接、802.1D桥接、802.1QVLAN等。此外，遗留桥接节点不使用下述升级的桥接协议之一来操作。

在图2中，遗留子网络218由客户网络110A-C、客户边缘桥接器108A-C、PB边缘桥接器204A及PB核心桥接器206A组成。客户网络110A-C经客户边缘桥接器108A-C耦合到遗留子网络218，而客户边缘桥接器108A-C耦合到相应的客户网络和PB边缘桥接器204A-B。例如，客户边缘网络110A耦合到客户边缘桥接器108A，而客户边缘桥接器108A耦合到PB边缘桥接器208A。客户边缘网络110B耦合到客户边缘桥接器108B，而客户边缘桥接器108B耦合到PB边缘桥接器208A。客户边缘网络110C耦合到客户边缘桥接器108A，而客户边缘桥接器108A耦合到PB边缘桥接器204B。

在一个实施例中，PB边缘桥接器204A是与使用遗留桥接协议的其它节点和/或终端站传递分组的遗留桥接节点。在实施例中，PB边缘桥接器由P-old端口214A-C组成。在本文中使用时，P-old端口是连接(或直接耦合)遗留子网络218中操作的装置的端口。例如且在一个实施例中，P-old端口214AB将PB边缘桥接器204A相应地连接到客户边缘桥接器108A-B。如上所述，PB边缘桥接器204A与使用遗留桥接协议的客户边缘桥接器108A-B传递分组。作为另一示例，P-old端口214C将PB边缘桥接器与PB核心桥接器206A连接。由于PB边缘桥接器204A和PB核心桥接器206A是遗留子网络218的一部分，因此，PB边缘桥接器204A和PB核心桥接器206A使用遗留桥接协议来传递分组。

升级的子网络220由使用升级的桥接协议之一传递分组的升级的桥接节点组成。在一个实施例中，升级的桥接协议是不必与PB网络中其它节点共享MAC地址信息的桥接协议。例如且在一个实施例中，升级的桥接协议是VPLS、PBB、多协议标签交换、常规路由选择封装隧道等。例如且在一个实施例中，VPLS是虚拟专用网技术，该技术不必与不操作VPLS的所有其它桥接节点共享MAC地址信息。作为另一示例且在另一实施例中，操作PBB的桥接节点不共享MAC地址，因为PBB桥接边缘节点聚集客户业务并将它发送到另一PBB桥接节点。

在图2中，升级的子网络220由客户边缘网络110D-E、客户边缘桥接器108D-E和PB核心桥接器206B-C组成。此外，PB边缘桥接器204B将客户边缘桥接器108C和108D相应地耦合到遗留子网络218和升级的子网络220。PB边缘桥接器204C-D将客户边缘桥接器108E相应地耦合到遗留子网络218和升级的子网络220。在一个实施例中，PB边缘桥接器204B-D是耦合遗留子网络218和升级的子网络220的混合桥接节点的示例。下面进一步描述混合桥接节点。另外，PB核心桥接器206B耦合PB边缘桥接器204B和PB边缘桥接器204C-D。

如上所提及的，耦合两个子网络的是混合桥接节点。在一个实施例中，混合桥接节点能够操作遗留和升级的桥接协议。在此实施例中，混合桥接节点包括P-old和P-new端口。如上所述，P-old端口是连接(或直接耦合)遗留子网络218中操作的装置的端口。相反，P-new端口是连接到升级的子网络220中操作的装置的端口。此混合桥接节点通过限制升级的子网络中遗留桥接节点对终端站地址的发现，延长了遗留桥接节点的生存期。通过限制此终端站地址发现，遗留桥接节点的MAC地址表不会增大到如图1中一样大。因此，混合桥接节点限制遗留子网络中的节点在这些节点的MAC地址表中存储的MAC地址的数量。在一个实施例中，P-new端口能够耦合到提供商和/或客户网络中的节点。

在一个实施例中，遗留桥接节点广播所有地址请求、地址通告和带有未知目的地地址的单播分组。在一个实施例中，地址请求和地址通告分组相应地是ARP免费(gratuitous)和非免费(non-gratuitous)请求分组。如本文后面所使用的，ARP请求分组是非免费ARP请求分组，并且ARP通告分组是免费ARP请求分组。

在一个实施例中，混合节点在遗留子网络218与升级的子网络220之间选择性地广播某些单播分组。具体而言，混合桥接节点可将P-new端口上收到的带有未知目的地MAC地址的单播分组从其它P-new端口而不是P-old端口广播出去。在一个实施例中，混合节点将P-old端口上收到的带有未知目的地MAC地址的单播分组从P-old端口(除收到该单播分组的端口以外)广播出去。在另一实施例中，混合节点选择性地将带有未知目的地MAC地址的单播分组从P-new端口和/或P-old端口广播出去。下面参照图3和4-6进一步描述单播分组处理。

在另一实施例中，混合桥接节点将带有已到期的已知目的地MAC地址的单播分组从P-new端口广播出去。在一个实施例中，已知目的地MAC地址由于老化计时器到期而到期，或者此MAC地址在其状态从非阻止更改为阻止的端口上被了解。在一个实施例中，到期的MAC地址在过滤数据库222中标记有待定删除标志。此实施例将在下面进一步讨论。

在一个实施例中，诸如PB边缘桥接器204C等混合桥接节点由MAC转送组件208、两个桥接实例(S-VLAN组件210和VPLS/PBB组件212)、ARP数据库224及过滤数据库222组成。MAC转送组件208选择性地在两个桥接实例之间转送分组。S-VLAN组件210耦合到P-old端口214F，并且与遗留子网络218中的节点和终端站传递分组。在一个实施例中，SVLAN组件210操作一种或多种遗留桥接协议。VPLS/PBB组件212耦合到P-new端口216C-D，并且与升级的子网络220中的节点和终端站传递分组。在一个实施例中，VPLS/PBB组件212操作一种或多种升级的桥接协议。

为了支持带有P-old和P-new端口的混合桥接节点的分区，添加了数据库(ARP请求数据库224)到每个混合桥接节点。ARP请求数据库是用于跟踪P-new端口上收到的ARP请求，并确定是从P-new端口、从P-old端口还是从P-new和P-old端口广播出ARP请求。在一个实施例中，ARP请求数据库用于其MAC地址对特定主机未知的IP地址(例如，如ARP请求中所指示的)。

在一个实施例中，如在技术领域中已知的，过滤数据库222中的每个条目由MAC地址、老化计时器等组成。此外，过滤数据库222中的每个条目被增大以包括用于待定删除标志和两个计时器T-restrict-unknown-bcast和T-long-age的另外字段。在一个实施例中，T-restrict-unknown-bcast计时器是500毫秒，并且T-long-age是2小时。在一个实施例中，待定删除标志表示已知MAC是否由于老化计时器到期或端口阻止状态更改而已到期。在一个实施例中，为过滤数据库222中动态了解到的条目添加这些新字段。

在一个实施例中，在过滤数据库222中的条目被新创建时，该条目的标志待定删除设为“假(false)”。计时器T-restrict unknown-bcast和T-long age不启动。在一个条目中，当新条目要添加到过滤数据库222、但已接近该数据库的最大大小时，则删除待定删除最少最近标记为“真(true)”的条目，并且添加新条目。在一个实施例中，在802.1D-2004标准(第7.8节)的了解过程期间，如果在过滤数据库222中发现带有标志待定删除为“真”的条目，则将该标志标记为“假”，并且取消与该条目相关联的所有计时器。802.1D-2004标准(第7.8节)中描述的过程继续。

在过滤数据库222中条目的老化计时器到期时，不删除该条目，而是将对应的标志待定删除设为“真”，并且启动计时器T-long-age。在计时器T-long-age到期时，删除对应的条目。未知MAC单播分组的处理和这些计时器的操作在下面的图5-7中进一步描述。

图3是根据本发明的一个实施例的用于转发接收分组的方法300的示范流程图。在一个实施例中，PB边缘桥接器204C的MAC转送组件208执行方法300以处理收到的分组。在图3中，在框302，方法300从过滤过程302接收分组。在一个实施例中，过滤过程302是如技术领域中已知的802.1ad过滤过程。在框304，方法300确定收到的分组是分组广播ARP请求分组还是ARP回复分组。如果收到的分组不是分组广播ARP请求或ARP回复，则在框314，方法300转发分组。框314的转发过程在下面的图4中进一步描述。

如果方法300确定收到的分组是分组广播ARP请求或ARP回复，则方法300在框306确定分组广播是否是ARP请求。如果分组是ARP请求，则在框310，方法300处理ARP请求。在一个实施例中，方法300使用ARP请求数据库来跟踪未应答的ARP请求。在另一实施例中，方法300从P-new端口广播出ARP通告分组。如果分组广播不是ARP请求，则在框308，方法300确定收到的分组广播是否是ARP回复。如果分组广播不是ARP回复，则在框314，方法300转发分组。框314的转发过程在下面的图4中进一步描述。

如果收到的分组是ARP回复，则在框312，方法300处理ARP回复。在框312，方法300删除ARP请求数据库中具有ARP回复中包括的节点的相同目的地MAC地址和源IP地址的条目。在一个实施例中，方法300将ARP回复中的目的地MAC地址和源IP地址与ARP请求数据库中的条目之一进行匹配。通过匹配ARP回复的特性与ARP请求数据库中的条目，并且删除对应的条目，方法300能够确定哪些收到的ARP请求已被应答，哪些是未应答的。在一个实施例中，如果发现该条目，则方法300删除该条目，并且取消与该条目相关联的任何运行计时器，释放用于此条目的存储空间。执行继续到框314。

图4是根据本发明的一个实施例的用于转发过程的方法300的示范流程图。具体而言，图4表示框314的进一步描述。在一个实施例中，图4修改802.1D桥接标准的第17.11节的未知MAC洪泛行为。在一个实施例中，在802.1D桥接标准的未修改的第17.11节之下，从所有端口广播出带有未知MAC的分组。在一个实施例中，当检测到活动拓扑更改(其将P-new端口的状态从未阻止更改为阻止)时，方法300不是如802.1D标准(第17.11节)中一样删除该P-new端口上了解的MAC地址的条目，而是为那些MAC地址标记待定删除标志，并且启动计时器T-long-age。

在框402，方法300确定收到的单播分组的目的地地址是否是未知的。在一个实施例中，这在以前在其上了解到MAC的端口将其状态已从非阻止更改为阻止时发生。在一个实施例中，状态的此更改能够由于使用协议来检测网络中的活动拓扑更改而发生。例如且在一个实施例中，使用生成树协议(例如，如802.1D标准中定义的)或技术领域已知的协议之一，检测活动拓扑更改。如果单播的目的地MAC地址是未知的，则在框404，方法300确定是否在P-old端口上收到此分组。如果在P-old端口上收到该分组，则方法300如该标准的第7.7节中所述，使用802.1D分组处理来处理此分组。

如果不是在P-old端口上收到该分组(例如，在P-new端口上收到)，则在框406，方法300确定计时器T-restrict-unknown-bcast是否正在为此分组运行。如果此计时器在运行，则执行继续到框410。如果此计时器未在运行，则在框408，方法300为此分组启动此计时器(T-restrict-unknown-bcast)。在一个实施例中，方法300启动对应于接收分组的过滤数据库的条目中的此计时器。执行继续到框410。

在框410，方法300为此分组设置标志，其指示P-old端口不适用于此分组的传送。在一个实施例中，方法300将从P-new端口且不从P-old端口广播出此分组。执行继续到框416，在该框，方法300使用可用端口(例如，P-new)，如该标准的第7.7节中所述，使用802.1D分组处理来处理分组。

如果收到的分组的单播目的地MAC地址是已知的，则在框412，方法300确定是否为此分组设置待定删除标志。在一个实施例中，待定删除标志用于标记过滤数据库中在过滤数据库变满时能够删除的条目。在另一实施例中，待定删除标志用于标记某些MAC地址的条目，这些MAC地址由于老化计时器到期或者因为条目对应于状态由于活动拓扑更改而更改为阻止的端口上了解到的MAC地址而已到期(例如，参见下面的图6)。如果待定删除标志被设置，则方法300为此分组设置某个标志，其指示P-old端口不适用于此分组的传送。在一个实施例中，方法300将从P-new端口且不从P-old端口广播出此分组。执行继续到框416，在该框，方法300使用可用端口(例如，P-new)，如该标准的第7.7节中所述，使用802.1D分组处理来处理分组。

如果在框412未为此分组设置待定删除标志，则执行继续到框416，在该框，方法300使用可用端口(例如，P-new和P-old)，如该标准的第7.7节中所述，使用802.1D分组处理来处理分组。

图5示出根据本发明的一个实施例的用于控制端口的哪些集合广播带有未知目的地MAC地址的单播分组的计时器。在图5中，在时间T＝0(502)，发生了拓扑更改，将P-new端口的状态从非阻止更改为阻止(508)。在一个实施例中，使用诸如生成树协议等主动检查桥接环路的协议，检测拓扑更改。在一个实施例中，响应拓扑更改，为此端口上了解到的一些或所有MAC地址启动(502)计时器T-long-age。

在P-new端口之一上收到带有未知MAC地址的分组时，为此分组启动T-restrict-unknown-bcast计时器(504)。在一个实施例中，在启动此计时器的时间(504)与此计时器到期的时间(506)之间，从P-new端口广播出带有未知MAC地址的单播分组，其具有匹配与此计时器相关联的条目的目的地MAC(510)。在T-restrict-unknown-bcast计时器已到期(506)后，在一个实施例中，从P-old端口广播出带有对应目的地MAC地址的重新传送的单播分组(512)。在此实施例中，T-restrict-unknown-bcast表示有关是否从P-new端口、P-old端口或这两种端口广播出此单播分组的准则。在一备选实施例中，从P-old端口广播出带有对应目的地MAC地址的重新传送的单播分组(512)。在一个实施例中且响应对于此目的地MAC地址的计时器T-long-age到期(516)，删除过滤数据库中的对应条目(514)。

图6是根据本发明的一个实施例的用于计时器T-long-age的动作的方法600的示范流程图。在图6中，在框602，方法600检测到老化计时器到期或者活动拓扑更改。在一个实施例中，到期的老化计时器对应于单播分组的MAC地址。在另一实施例中，使用检测此类拓扑更改的协议，检测活动拓扑更改。例如且在一个实施例中，活动拓扑更改协议是生成树协议。

在框604，方法600设置待定删除标志，并且启动T-long-age计时器。在一个实施例中且响应对于特定MAC地址的老化计时器到期，方法600设置待定删除并且为对于与该特定MAC地址对应的条目的过滤数据库中的条目启动T-long-age计时器。在另一实施例中且响应活动拓扑更改，方法600设置待定删除标志并且为其状态更改为阻止的P-new端口上了解到的所有MAC地址启动T-long-age计时器。

图7是根据本发明的一个实施例的计时器T-long-age到期的方法700的示范流程图。在图7中，在框702，方法700检测到计时器T-long-age到期。在框704，方法700从过滤数据库删除对应的条目。

图8是示出根据系统的一个实施例的示范混合网络元件800的框图，该网络元件从图2中使用的桥接协议和VPLS和/或PBB来转变提供商网络。在图8中，背板806耦合到线路卡802A-N和控制器卡804A-B。虽然在一个实施例中，控制器卡804A-B通过线路卡802A-N来控制业务的处理，但在备选实施例中，控制器卡804A-B执行相同和/或不同的功能(带有未知MAC地址的单播分组和/或地址解析分组的选择性广播，跟踪地址解析请求分组等)。线路卡802A-N根据从控制器卡804A-B收到的策略来处理和转发业务。在一个实施例中，线路卡802A-N如图2-8中所述来交换单播和ARP分组。应理解，图8所示的网络元件800的架构是示范性的，并且卡的不同组合可在本发明的其它实施例中被使用。

虽然图中的流程图示出本发明的某些实施例执行的操作的特定顺序，但应理解，此类顺序是示范性的(例如，备选实施例可以不同的顺序来执行操作，组合某些操作，重叠某些操作等)。

虽然本发明已根据几个实施例来描述，但本领域的技术人员将认识到本发明不限于所述实施例，通过随附权利要求的精神和范围内的修改和变化，能够实践本发明。例如且在一个实施例中，带有未知MAC地址的分组不限于IP分组，并且能够是技术领域中已知的其它类型的分组(以太网、ATM等)。描述因此要视为是说明性的而不是限制性的。

Claims (20)

1.一种在操作第一和第二桥接协议的混合节点中提供的方法，所述方法允许网络中的节点从所述第一桥接协议到所述第二桥接协议的递增转变，其中所述节点耦合到终端站，其中所述第一桥接协议在通过所述第一桥接协议直接耦合到彼此的所有节点和终端站之间共享终端站的媒体接入控制MAC地址，以及其中操作所述第一桥接协议的节点在MAC地址表中存储所共享的终端站MAC地址，所述方法包括以下步骤：

在所述混合节点的第一端口上操作所述第一桥接协议，其中所述第一端口耦合到操作所述第一桥接协议且不操作所述第二桥接协议的第一节点；

在所述混合节点的多个其它端口上操作所述第二桥接协议；

接收所述第一端口上的第一单播分组和所述多个其它端口上的第二和第三单播分组，其中，所述单播分组包含所述混合节点未知的目的地MAC地址；以及

通过所述混合节点限制所述第一节点在其MAC地址表中存储的MAC地址的数量，限制的步骤包括以下步骤：

将所述第一单播分组从所述多个其它端口广播出；

将所述第二单播分组从所述多个其它端口中在其上未接收它们的那些端口广播出；

将所述第三单播分组从所述第一端口广播出，其中所述第三单播分组的每个分组具有与所述第二单播分组之一相同的目的地MAC地址，以及其中如果对应的目的地终端站耦合到所述多个其它端口之一，则所述第三单播分组的每个分组在某个时间被接收，到所述时间，其目的地MAC地址响应所述广播所述第二单播分组的步骤将已被学习。

2.如权利要求 1所述的方法， 其中所述第一桥接协议是802.1Q桥接，并且所述第二桥接协议是虚拟专用局域网服务( VPLS)和提供商桥接骨干(PBB)之一。

3.如权利要求1所述的方法，其中限制的步骤还包括以下步骤：

在所述多个其它端口上接收包含已知目的地MAC地址的第四单播分组；

通过过滤数据库来检测所接收的第四单播分组中哪些已知目的地MAC地址是到期的，其中所述过滤数据库存储已知MAC地址的到期；以及

将包含到期的已知目的地MAC地址的所述第四单播分组中的那些分组从所述多个其它端口中在其上未接收它们的那些端口广播出。

4.如权利要求3所述的方法，其中检测的所述步骤包括以下步骤：

基于所述第一桥接协议的老化时间期，确定所述已知MAC地址之一的到期。

5.如权利要求3所述的方法，其中检测的所述步骤包括以下步骤：

确定所述已知MAC地址中的一个MAC地址由于所述已知MAC地址中的所述一个MAC地址在所述混合节点的所述多个其它端口中的一个端口上被学习而到期，所述一个端口的状态响应于所述网络中检测到的活动拓扑更改而已从非阻止更改到阻止。

6.如权利要求5所述的方法，其中确定的所述步骤包括以下步骤：

使用生成树协议来检测所述活动拓扑更改。

7.如权利要求3所述的方法，其中限制的步骤还包括以下步骤：

学习所述端口的每个端口上接收的第五单播分组中包含的MAC地址；以及

删除所述过滤数据库中所学习的MAC地址的每个的到期，以便带有等于所学习的MAC地址之一的目的地MAC地址的后续单播分组能够从所述端口的每个端口的适当端口转发出去。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述单播分组是因特网协议(IP)分组。

9.一种网络，包括：

第一桥接子网络，其中所述第一桥接子网络中的节点根据第一桥接协议且不根据第二桥接协议在所述第一桥接子网络内传递分组，其中

所述第一桥接子网络中的节点耦合到终端站，

其中所述第一桥接协议在通过所述第一桥接协议直接耦合到彼此的所有节点和终端站之间共享所述终端站的媒体接入控制MAC地址，以及其中操作所述第一桥接协议的每个节点在MAC地址表中存储所共享的终端站MAC地址；

第二桥接子网络，其中所述第二桥接子网络中的节点根据所述第二桥接网在所述第二桥接子网络内传递分组，以及其中所述第二桥接子网络中的节点包括终端站耦合到的节点；以及

混合节点，耦合到所述第一和第二桥接子网络以便在那些桥接子网络之间传递分组，其操作所述第一和第二桥接协议，所述混合节点包括，

第一端口，耦合到所述第一桥接子网络中第一节点，

第一桥接实例，耦合到所述第一端口，其操作所述第一桥接协议，

多个其它端口，耦合到所述第二桥接子网络中的多个其它节点，

第二桥接实例，耦合到所述多个其它端口，其操作所述第二桥接协议，以及

MAC转送组件，耦合到所述第一和第二桥接实例以限制所述第一节点在其MAC地址表中存储的MAC地址的数量，其中所述MAC转送组件，

将所述第一端口上接收的第一单播分组转送到所述第二桥接实例，所述第二桥接实例将它们从所述多个其它端口广播出，其中所述第一单播分组包含所述混合节点未知的目的地MAC地址，

禁止向所述第一桥接实例转送所述多个其它端口上接收的第二单播分组，其中所述第二单播分组包含所述混合节点未知的目的地MAC地址，并且将所述第二单播分组的每个分组从未接收该第二单播分组的多个其它端口广播出，以及

向所述第一桥接实例转送所述多个其它端口上接收的第三单播分组，其中所述第三单播分组包含所述混合节点未知的目的地MAC地址，其中所述第三单播分组的每个分组具有与所述第二单播分组之一相同的目的地MAC地址，以及其中如果对应的目的地终端站耦合到所述多个其它端口之一，则所述第三单播分组的每个在某个时间被接收，到所述时间，其目的地MAC地址响应所述第二单播分组的广播将已被学习。

10.如权利要求9所述的网络，其中所述第一桥接协议是802.1Q桥接，并且所述第二桥接协议是虚拟专用局域网服务(VPLS)和提供商桥接骨干(PBR)之一。

11.如权利要求9所述的网络，其中所述MAC转送组件还：

通过过滤数据库来检测所述多个其它端口上接收的第四单播分组中包含的哪些已知目的地MAC地址是到期的，其中所述过滤数据库存储已知MAC地址的到期；以及

指示包含到期的已知目的地MAC地址的所述第四单播分组的那些分组要由所述第二桥接实例从未接收所述第四单播分组的所述那些分组的多个其它端口广播出。

12.如权利要求11所述的网络，其中所述MAC转送组件还：

基于所述第一桥接协议的老化时间期，确定所述已知MAC地址之一的到期。

13.如权利要求11所述的网络，其中所述MAC转送组件还：

确定所述已知MAC地址中的一个MAC地址由于所述已知MAC地址中的所述一个MAC地址在所述混合节点的所述多个其它端口中的一个端口上被学习而到期，所述一个端口的状态已从非阻止更改到阻止，其中所述状态更改是对所述网络中检测到的活动拓扑更改的响应。

14.如权利要求11所述的网络，其中所述MAC转送组件还：

学习所述端口的每个上接收的第五单播分组中包含的MAC地址；以及

删除所述过滤数据库中所学习的MAC地址的每个MAC地址的到期，以便带有等于所学习的MAC地址之一的目的地MAC地址的后续单播分组能够从所述端口的每个端口的适当端口转发出去。

15.一种操作第一和第二桥接协议的网络元件，所述网络元件适用于允许网络中的节点从所述第一桥接协议到所述第二桥接协议的递增转变，其中所述节点耦合到终端站，其中所述第一桥接协议在通过所述第一桥接协议直接耦合到彼此的所有节点和终端站之间共享终端站的媒体接入控制MAC地址，以及其中操作所述第一桥接协议的节点在MAC地址表中存储所共享的终端站MAC地址，所述网络元件包括：

第一端口，要耦合到第一节点，以从所述第一节点接收第一单播分组，其中所述第一单播分组包含所述网络元件未知的目的地MAC地址；

多个其它端口，要耦合到多个其它节点，以接收第二和第三单播分组，其中所述第二和第三单播分组包含所述网络元件未知的目的地MAC地址；

第一桥接实例，要耦合到所述第一端口，以操作所述第一桥接协议，和从所述第一端口广播出转送到所述第一桥接实例的任何第三单播分组；

第二桥接实例，要耦合到所述多个其它端口，以操作所述第二桥接协议，以从所述多个其它端口广播出转送到所述第二桥接实例的任何第一单播分组，以及从所述多个其它端口中在其上未接收它们的那些端口广播出所述第二单播分组；以及

MAC转送组件，要耦合到所述第一和第二桥接实例，以将所述第一单播分组转送到所述第二桥接实例，将所述第三单播分组转送到所述第一桥接实例，以及禁止向所述第一桥接实例转送所述第二单播分组，其中所述第三单播分组的每个分组具有与所述第二单播分组之一相同的目的地MAC地址，以及其中如果对应的目的地终端站耦合到所述多个其它端口之一，则所述第三单播分组的每个分组在某个时间被接收，到所述时间，其目的地MAC地址响应所述第二单播分组的所述广播将已被学习。

16.如权利要求15所述的网络元件，其中所述第一桥接协议是802.1Q桥接，并且所述第二桥接协议是虚拟专用局域网服务(VPLS)和提供商桥接骨干(PBB)之一。

17.如权利要求15所述的网络元件，其中所述MAC转送组件还：

通过过滤数据库来检测所述多个其它端口上接收的第四单播分组中包含的哪些已知目的地MAC地址是到期的，其中所述过滤数据库存储已知MAC地址的到期；以及

指示包含到期的已知目的地MAC地址的所述第四单播分组的那些分组要由所述第二桥接实例从未接收所述第四单播分组的所述那些分组的多个其它端口广播出。

18.如权利要求17所述的网络元件，其中所述MAC转送组件还：

基于所述第一桥接协议的老化时间期，确定所述已知MAC地址之一的到期。

19.如权利要求17所述的网络元件，其中所述MAC转送组件还：

确定所述已知MAC地址中的一个MAC地址由于所述已知MAC地址中的所述一个MAC地址在所述网络元件的所述多个其它端口中的一个端口上被学习而到期，所述一个端口的状态已从非阻止更改到阻止，其中所述状态更改是对所述网络中检测到的活动拓扑更改的响应。

20.如权利要求17所述的网络元件，其中所述MAC转送组件还：

学习所述端口的每个端口上接收的第五单播分组中包含的MAC地址；以及

删除所述过滤数据库中所学习的MAC地址的每个地址的到期，以便带有等于所学习的MAC地址之一的目的地MAC地址的后续单播分组能够从所述端口的每个端口的适当端口转发出去。