CN102611634A - 一种接入ip网络的方法和边缘设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种接入IP网络的方法，该方法包括：ED设备将端口号、虚拟局域网标识VLAN ID以及EVI实例号绑定记录。ED设备接收到用户侧发送的报文，根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的VLAN ID在所述记录中查找对应的EVI实例号，并将所述报文在查找到的EVI实例号所对应的EVI实例内进行转发。基于同样的发明构思，本发明还提出一种ED设备，能够节省ED设备上的VLAN资源。

Description

一种接入IP网络的方法和边缘设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种接入因特网协议(IP)网络的方法和边缘设备。
背景技术
以太网连接虚拟化(Ethernet Virtual Interconnection，EVI)的整体网络由核心网络和站点网络组成，其中站点网络包括边缘网络，即汇聚设备与边缘设备之间的网络，和接入网络，即接入设备与汇聚设备之间的网络。EVI实现虚拟局域网(VLAN)在不同站点间的扩展功能，这些扩展的VLAN上构成独立的EVI网络实例，EVI实例使用网络标识(Network ID)来标识，全局统一编号，某个设备上不同EVI网络实例的VLAN内转发相互隔离。
参见图1，图1为EVI网络组网结构示意图。图1中ED101和ED102作为EVI网络的边缘设备，处理用户侧报文到公网和公网侧报文到用户的转发；路由器(ROUTER)121和ROUTER122执行普通的IP网络转发。CE111和CE112作为EVI网络的用户边缘设备，ED101接收到CE111发送的报文，执行EVI实例内的本地二层转发，通过报文的目的MAC地址查找MAC表，获取出接口信息和封装信息并转发出去。若出接口为公网则封装IP GRE隧道后进入公网，如L1路径；若出接口为用户侧则直接转发到对应的用户侧端口，如转发给CE112，路径为L2。若根据报文的目的媒质接入控制(MAC)在目的MAC表中没有找到，则按照要求广播报文。
现有实现中，EVI用户侧接入以VLAN方式接入，根据VLAN ID来识别报文所属的EVI实例，不同的VLAN属于不同的EVI实例，从不同接入端口进入的携带相同VLAN ID的报文属于同一个EVI实例。
现有接入方式下以VLAN ID作为接入侧用户的服务标识，ED设备上必须创建所有的标识用户的VLAN，当存在大量用户接入且分属不同VLAN时，ED设备上就会占用大量的VLAN资源，而VLAN资源只有4K，系统最多支持的用户侧接入只有4K，远远不能满足大规格的企业用户接入。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种接入IP网络的方法和边缘设备，能够节省ED设备上的VLAN资源。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：
一种接入因特网协议IP网络的方法，应用于以太网连接虚拟化EVI网络，将端口号、虚拟局域网标识VLAN ID以及EVI实例号绑定记录，所述方法包括：
接收到用户侧发送的报文，根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的VLAN ID在所述记录中查找对应的EVI实例号，并将所述报文在查找到的EVI实例号所对应的EVI实例内进行转发。
一种设备，应用于以太网连接虚拟化EVI网络，所述设备包括：记录单元、接收单元、查找单元和发送单元；
所述记录单元，用于将端口号、虚拟局域网标识VLAN ID以及EVI实例号绑定记录；
所述接收单元，用于接收用户侧发送的报文；
所述查找单元，用于当所述接收单元接收到用户侧发送的报文时，根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的VLAN ID在所述记录单元的记录中查找对应的EVI实例号；
所述发送单元，用于将所述接收的报文在所述查找单元查找到的EVI实例号所对应的EVI实例内进行转发。
综上所述，本发明将绑定EVI实例的规则扩展为基于端口号和VLAN ID绑定标识EVI实例，实现从不同端口接收的携带相同VLAN ID的报文能够在同一EVI实例中转发，也可在不同EVI实例中转发，能够节省ED设备上的VLAN资源。
附图说明
图1为EVI网络组网结构示意图；
图2为本发明实施例中接入IP网络的流程示意图；
图3为本发明具体实施例中扩展EVI隧道报文格式示意图；
图4为本发明具体实施例中应用于上述方法的设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。
本发明实施例中提出一种接入IP网络的方法，应用于EVI网络，其中ED设备将端口号、VLAN ID以及EVI实例号绑定记录，进而实现对现有EVI网络接入方式的扩展，同时能够节省ED设备上的VLAN资源。
参见图2，图2为本发明实施例中接入IP网络的流程示意图。具体步骤为：
步骤201，ED设备接收到用户侧发送的报文。
步骤202，ED设备根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的VLAN ID在所述记录中查找对应的EVI实例号。
ED设备接收的报文携带VLAN的情况存在三种：携带单层VLAN、多层VLAN，和未携带VLAN，下面分别详细描述三种情况下如何确定EVI的实例号：
当所述报文携带单层VLAN时，根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的VLAN ID在所述记录中查找对应的EVI实例号。
当所述报文携带多层VLAN时，根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的多层VLAN ID在所述记录中查找对应的EVI实例号。
当所述接收的报文未携带VLAN时，根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述接收报文的端口默认所属的VLAN的VLAN ID在所述记录中查找对应的EVI实例号。
步骤203，ED设备将所述报文在查找到的EVI实例号所对应的EVI实例内进行转发。
ED设备确定了EVI实例号之后，在所述EVI实例号对应的EVI实例中进行MAC地址查找，如果通过报文的目的MAC地址在MAC表中查找到的对应出接口为公网，则确定该报文需转发到公网中，所述报文此时需要进行GRE封装(General Router Encapsulation，IP通用路由封装)形成GRE隧道，在本发明中，封装GRE隧道的过程中一并封装EVI标识，具体地，在所述封装的GRE隧道中的协议类型字段中增加识别GRE头后的EVI标识，所述EVI标识进一步包括EVI实例号和报文类型标识，并将所述封装后的报文发送到公网中。
下面参见附图详细说明转发到公网中的报文在本发明具体实施例中如何实现：
图3为本发明具体实施例中扩展GRE隧道报文格式示意图。如图3所示，在本发明中，通过对现有实现中GRE隧道进行扩展，在GRE头部后面增加一个EVI标识(EVI Identity)，用以标识该报文所属的EVI实例。另外，为了标识GRE隧道后面的内容是EVI Identity字段，进一步对GRE隧道中的协议类型进行扩展，如增加协议类型为0x6559，用以识别GRE隧道后面的内容是EVI Identity字段。EVI Identity具体包括：EVI ID，用以标识EVI实例号，在EVI网络中唯一设置；Type字段标识传输的报文属性，可以是数据报文或者是协议报文；Reserved标识预留字段。
该方法进一步包括：
当ED设备接收到网络侧发送的报文时，剥离该报文携带的IP和GER隧道，并根据所述剥离的GRE隧道协议类型获得EVI标识，若根据所述获得的EVI标识中的报文类型标识确定解封装后的报文为协议报文，则将所述解封装后的报文上送到CPU；若根据所述获得的EVI标识中的报文类型标识确定解封装后的报文为数据报文，则将所述解封装后的报文在所述获得的EVI标识中EVI实例号所对应的EVI实例中进行二层转发。
在本发明实施例中将端口号、VLAN ID以及EVI实例号绑定记录，其中端口号为单个端口号和/或端口号范围，VLAN ID为单个VLAN ID和/或VLAN ID范围。在某一具体应用场景中，假设ED设备的物理端口号为1到4，VLAN ID为1到10，用以绑定标识3个实例。下面通过具体实施例来详细描述各种绑定记录情况：
实施例一
参见表1，表1为本发明具体实施例中基于单个端口号和单个VLAN ID标识EVI实例。
Figure BDA0000155499650000051
表1
表1中端口号1分别和VLAN ID1，2，8绑定标识EVI实例号为1的EVI实例；端口号2分别和VLAN ID3，4，6，7绑定标识EVI实例号为2的EVI实例；端口号3分别和VLAN ID4，5，9，10绑定标识EVI实例号为3的EVI实例；端口号4分别和VLAN ID1，6，8，10绑定标识EVI实例号为3的EVI实例。从表1中可见不同端口号2，3同相同的VLAN ID4可以分别标识EVI实例号为2和3的EVI实例；不同的端口号3和4同相同的VLAN ID10可以标识EVI实例号为3的EVI实例。
实施例二
参见表2，表2为本发明具体实施例中基于单个端口号和VLAN ID范围来标识EVI实例。
表2
从表2中可见，端口号1和VLAN ID范围[1，3]；[8，9]绑定标识EVI实例号为1的EVI实例；端口号2和ID范围[4，6]绑定标识EVI实例号为2的EVI实例；端口号3和VLAN ID范围[5，8]绑定标识EVI实例号为3的EVI实例；端口号4和VLAN ID范围[9，10]绑定标识EVI实例号为3的EVI实例。
实施例三
参见表3，表3为本发明具体实施例中基于端口号范围和单个VLAN ID标识EVI实例。
  EVI实例号   端口号范围   单个VLAN ID
  1   [2，4]   1，2，8
  2   [3，4]   3，4，6，7
  3   [1，2]   4，5，9，10
表3
实施例四
参见表4，表4为本发明具体实施例中基于端口号范围和VLAN ID范围标识EVI实例。
  EVI实例号   端口号范围   VLAN ID范围
  1   [2，4]   [1，3]；[8，10]
  2   [3，4]   [4，6]
  3   [1，2]   [5，8]
表4
实施例一到实施例四中分别例举了单个端口号和单个VLAN ID的、单个端口号和VLAN ID范围、端口号范围和单个VLAN ID，以及端口号范围和VLAN ID范围绑定记录标识EVI实例。当然在具体应用中也可将单个端口号和端口号范围混合；将单个VLAN ID和VLAN ID范围混合记录来标识EVI实例号，这里不再一一例举。
实施例五
参见表5，表5为本发明具体实施例中基于单个端口号、外层VLAN ID范围和内层VLAN ID范围绑定标识EVI实例。
  EVI实例号   单个端口号   外层VLAN ID范围   内层VLAN ID范围
  1   1   [3，5]；[9，10]   [1，1]；[9，10]
  2   2   [1，2]   [2，5]
  3   3，4   [6，8]   [6，8]
表5
表5中，端口号1、外层VLAN ID范围[3，5]；[9，10]和内层VLAN ID范围[1，1]；[9，10]绑定标识EVI实例号为1的EVI实例；端口号2、外层VLANID范围[1，2]和内层VLAN ID范围[2，5]绑定标识EVI实例号为2的EVI实例；端口号3，4、外层VLAN ID范围[6，8]和内层VLAN ID范围[6，8]绑定标识EVI实例号为3、4的EVI实例。具体应用中还可以将端口号范围同外层VLAN ID范围和内层VLAN ID范围绑定标识EVI实例。
当所述接收的报文携带多层VLAN时，根据所述接收报文的端口的端口号在所述记录中查找对应的端口号，根据所述接收报文携带的外层VLAN ID在所述记录中查找对应的外层VLAN ID范围，根据所述接收报文携带的内层VLAN ID在所述记录中查找对应的内层VLAN ID范围，根据查找到的端口号、外层VLAN ID范围和内层VLAN ID范围查找对应的EVI实例号。
当报文携带的VLAN多于两层时，所述外层VLAN ID为报文携带的最外层VLAN ID，内层VLAN ID为次外层VLAN ID，或者所述外层VLAN ID为次外层VLAN ID，所述内层VLAN ID为最内层VLAN ID，亦或，通过实际情况确定一定规则确定外层VLAN ID和外层VLAN ID。
在具体实现时，使用者可以根据实际需要来配置，上述五个实施例只是这些方式中的一种实现方式，在这里不再一一例举。
基于同样的发明构思，本发明还提出一种设备，应用于EVI网络，参见图4，图4为本发明具体实施例中应用于上述方法的边缘设备的结构示意图。该边缘设备包括：记录单元401、接收单元402、查找单元403和发送单元404。
记录单元401，用于将端口号、虚拟局域网标识VLAN ID以及EVI实例号绑定记录。
接收单元402，用于接收用户侧发送的报文。
查找单元403，用于当接收单元402接收到用户侧发送的报文时，根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的VLAN ID在记录单元401的记录中查找对应的EVI实例号。
发送单元404，用于将所述接收的报文在查找单元403查找到的EVI实例号所对应的EVI实例内进行转发。
较佳地，
记录单元401，绑定记录的端口号为单个端口号和/或端口号范围；绑定记录的VLAN ID为单个VLAN ID和/或VLAN ID范围。
较佳地，
查找单元403，用于当接收单元402接收到的报文携带多层VLAN时，根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的多层VLAN ID在记录单元401的记录中查找对应的EVI实例号。
较佳地，
查找单元403，用于当接收单元402接收到的报文未携带VLAN时，根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述接收报文的端口默认所属的VLAN的VLAN ID在记录单元401的记录中查找对应的EVI实例号。
较佳地，
记录单元401，绑定记录的VLAN ID范围包括外侧VLAN ID范围和内层VLAN ID范围。
查找单元403，进一步用于当接收单元402接收到的报文携带多层VLAN时，根据所述接收报文的端口的端口号在记录单元401的记录中查找对应的端口号，根据所述接收报文携带的外层VLAN ID在记录单元401的记录中查找对应的外层VLAN ID范围，根据所述接收报文携带的内层VLAN ID在记录单元401的记录中查找对应的内层VLAN ID范围，根据查找到的端口号、外层VLAN ID范围和内层VLAN ID范围查找对应的EVI实例号，其中，所述外层VLAN ID为报文携带的最外层VLAN ID，内层VLAN ID为次外层VLAN ID。
较佳地，
发送单元404，用于确定所述报文需转发到公网时，则为所述报文进行IP通用路由封装形成GRE隧道时，一并封装EVI标识，其中，将所述封装的GRE隧道中的协议类型添加为识别GRE头后的EVI标识，所述EVI标识包括EVI实例号和报文类型标识，并将所述封装后的报文发送到公网中。
较佳地，该ED设备进一步包括：处理单元405。
接收单元402，进一步用于接收网络侧发送的报文。
处理单元405，用于当接收单元402接收到网络侧发送的报文时，剥离该报文携带的IP GER隧道，并根据所述剥离的GRE隧道协议类型获得EVI标识，根据所述获得的EVI标识中的报文类型标识确定解封装后的报文的类型。
发送单元404，进一步用于若处理单元405根据所述获得的EVI标识中的报文类型标识确定解封装后的报文为协议报文，则将所述解封装后的报文上送到CPU；若根据所述获得的EVI标识中的报文类型标识确定所述解封装后的报文为数据报文，则将所述解封装后的报文在所述获得的EVI标识中EVI实例号所对应的EVI实例中进行二层转发。
上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。
综上所述，本发明具体实施例中将绑定EVI实例的规则扩展为基于端口号和VLAN ID绑定EVI实例，实现从不同端口接收的携带相同VLAN ID的报文能够在同一EVI实例中转发，也可在不同EVI实例中转发，能够节省ED设备上的VLAN资源。
本发明具体实施例中端口号、VLAN ID以及EVI实例号绑定记录中端口号为单个端口号和/或端口号范围，VLAN ID为单个VLAN ID和/或VLANID范围。VLAN ID范围还可进一步包含外层VLAN ID范围和内层VLAN ID范围，不仅解决了现有技术中用户侧接入报文携带多层VLAN时确定其所述EVI实例的问题，还提供了多种绑定标识EVI实例的方法，在具体应用中可以灵活选择标识EVI实例的方法。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种接入因特网协议IP网络的方法，应用于以太网连接虚拟化EVI网络，其特征在于，将端口号、虚拟局域网标识VLAN ID以及EVI实例号绑定记录，所述方法包括：
接收到用户侧发送的报文，根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的VLAN ID在所述记录中查找对应的EVI实例号，并将所述报文在查找到的EVI实例号所对应的EVI实例内进行转发。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绑定记录的端口号为单个端口号和/或端口号范围；所述绑定记录的VLAN ID为单个VLAN ID和/或VLAN ID范围。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
当所述报文携带多层VLAN时，所述根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的VLAN ID在所述记录中查找对应的EVI实例号的方法为：根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的多层VLAN ID在所述记录中查找对应的EVI实例号。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
当所述接收的报文未携带VLAN时，所述根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的VLAN ID在所述记录中查找对应的EVI实例号的方法为：根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述接收报文的端口默认所属的VLAN的VLAN ID在所述记录中查找对应的EVI实例号。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述VLAN ID范围包括外侧VLAN ID范围和内层VLAN ID范围；
当所述接收的报文携带多层VLAN时，所述根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的VLAN ID在所述记录中查找对应的EVI实例号的方法为：根据所述接收报文的端口的端口号在所述记录中查找对应的端口号，根据所述接收报文携带的外层VLAN ID在所述记录中查找对应的外层VLAN ID范围，根据所述接收报文携带的内层VLAN ID在所述记录中查找对应的内层VLAN ID范围，根据查找到的端口号、外层VLAN ID范围和内层VLAN ID范围查找对应的EVI实例号。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将所述报文在查找到的EVI实例号所对应的EVI实例内进行转发包括：
若确定该报文需转发到公网中，则为所述报文进行IP通用路由封装形成GRE隧道时，一并封装EVI标识，其中，在所述封装的GRE隧道中的协议类型增加识别GRE头后的EVI标识，所述EVI标识包括EVI实例号和报文类型标识，并将所述封装后的报文发送到公网中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
当接收到网络侧发送的报文时，剥离该报文携带的IP GER隧道，并根据所述剥离的GRE隧道协议类型获得EVI标识，若根据所述获得的EVI标识中的报文类型标识确定解封装后的报文为协议报文，则将所述解封装后的报文上送到CPU；若根据所述获得的EVI标识中的报文类型标识确定解封装后的报文为数据报文，则将所述解封装后的报文在所述获得的EVI标识中EVI实例号所对应的EVI实例中进行二层转发。
8.一种边缘设备ED，应用于以太网连接虚拟化EVI网络，其特征在于，所述设备包括：记录单元、接收单元、查找单元和发送单元；
所述记录单元，用于将端口号、虚拟局域网标识VLAN ID以及EVI实例号绑定记录；
所述接收单元，用于接收用户侧发送的报文；
所述查找单元，用于当所述接收单元接收到用户侧发送的报文时，根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的VLAN ID在所述记录单元的记录中查找对应的EVI实例号；
所述发送单元，用于将所述接收的报文在所述查找单元查找到的EVI实例号所对应的EVI实例内进行转发。
9.根据权利要求10所述的ED设备，其特征在于，
所述记录单元，绑定记录的端口号为单个端口号和/或端口号范围；绑定记录的VLAN ID为单个VLAN ID和/或VLAN ID范围。
10.根据权利要求8或9所述的ED设备，其特征在于，
所述查找单元，用于当所述接收单元接收到的报文携带多层VLAN时，根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述报文携带的多层VLAN ID在所述记录单元的记录中查找对应的EVI实例号。
11.根据权利要求8或0所述的ED设备，其特征在于，
所述查找单元，用于当所述接收单元接收到的报文未携带VLAN时，根据所述接收报文的端口的端口号，以及所述接收报文的端口默认所属的VLAN的VLAN ID在所述记录单元的记录中查找对应的EVI实例号。
12.根据权利要求9所述的ED设备，其特征在于，
所述记录单元，绑定记录的VLAN ID范围包括外侧VLAN ID范围和内层VLAN ID范围；
所述查找单元，进一步用于当所述接收单元接收到的报文携带多层VLAN时，根据所述接收报文的端口的端口号在所述记录单元的记录中查找对应的端口号，根据所述接收报文携带的外层VLAN ID在所述记录单元的记录中查找对应的外层VLAN ID范围，根据所述接收报文携带的内层VLANID在所述记录单元的记录中查找对应的内层VLAN ID范围，根据查找到的端口号、外层VLAN ID范围和内层VLAN ID范围查找对应的EVI实例号。
13.根据权利要求8或9所述的ED设备，其特征在于，
所述发送单元，用于确定所述报文需转发到公网时，则为所述报文进行IP通用路由封装形成GRE隧道时，一并封装EVI标识，其中，将所述封装的GRE隧道中的协议类型添加为识别GRE头后的EVI标识，所述EVI标识包括EVI实例号和报文类型标识，并将所述封装后的报文发送到公网中。
14.根据权利要求13所述的ED设备，其特征在于，所述ED设备进一步包括：处理单元；
所述接收单元，进一步用于接收网络侧发送的报文；
所述处理单元，用于当所述接收单元接收到网络侧发送的报文时，剥离该报文携带的IP GER隧道，并根据所述剥离的GRE隧道协议类型获得EVI标识，根据所述获得的EVI标识中的报文类型标识确定解封装后的报文的类型；
所述发送单元，进一步用于若所述处理单元根据所述获得的EVI标识中的报文类型标识确定解封装后的报文为协议报文，则将所述解封装后的报文上送到CPU；若根据所述获得的EVI标识中的报文类型标识确定所述解封装后的报文为数据报文，则将所述解封装后的报文在所述获得的EVI标识中EVI实例号所对应的EVI实例中进行二层转发。
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