CN102655504A - 使用虚拟端口进行N：1 Vlan转换的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种使用虚拟端口进行N:1 Vlan转换的方法和装置，包括：当下行报文到达时，根据预设的Mac地址表，以及所述下行报文的上层设备Vlan和目的MAC地址，查找对应的虚拟端口；根据预设的Vlan转换资源表，匹配所述上层设备Vlan和虚拟端口对应的用户Vlan；并将所述下行报文的上层设备Vlan替换成所述用户Vlan；根据所述用户Vlan发送所述下行报文。本发明还提出了对应的装置。本发明提供的一种使用虚拟端口进行N:1 Vlan转换的方法及装置，实现快速N:1 Vlan交换技术。
Description
技术领域
本发明涉及到通信领域，特别涉及到一种使用虚拟端口进行N:1Vlan转换的方法及装置。
背景技术
通信小区中每个用户都具有多种业务应用，在交换机用户口处使用VLAN来区分用户的各种业务数据。由于目前每一用户的家庭网关都是相同的配置，造成多个用户的同类数据在网络中都采用同样的Vlan进行传输，这样对于上层设备(例如汇聚交换机)就无法识别该业务来自哪个用户。由于上层设备只统计每个用户的所有业务流量，而不考虑业务类型，因此需要在交换机上配置N:1Vlan转换功能，将每个用户的上行业务数据映射到不同的Vlan，上层设备便可以根据VLAN区分该数据来自于哪个用户，使上层设备能够根据VLAN来统计用户流量。
N:1Vlan转换是指设备可以将某些Vlan的数据映射到另一个Vlan中进行传输。交换机支持配置全局N:1Vlan转换映射规则或为每个端口配置不同的N:1Vlan转换映射规则，当N:1Vlan转换功能生效后，该端口即开始根据映射规则对接收的上行报文进行Vlan的替换工作，当上层设备返回数据时，交换机再根据映射规则进行反向映射，将报文发送给发起请求的设备。N:1Vlan转换是根据配置的映射规则将报文的原始Vlan进行替换，N:1Vlan转换可以将来自多个Vlan的报文所携带Vlan Tag中的Vlan ID修改为同一个Vlan ID。
对开启了N:1Vlan转换功能的交换机来说，不但要将上行多个Vlan的数据映射为同一个VLAN向上层传输，而且当上层设备返回数据时，还要将数据准确的反向映射给发起该请求的用户Vlan。因此，对N:1VLAN转换的实现方式还需要从上行和下行两个方向进行介绍：
上行方向：网络管理者可以通过配置映射规则，指定映射的用户Vlan 和映射后的Vlan。
下行方向：交换机在接收上行报文后，将报文的源MAC地址记录到用户VLAN的MAC地址表中。当下行报文到达交换机时，交换机根据N:1VLAN转换的映射规则，在所有用户VLAN的MAC地址表中寻找目的MAC地址表项，找到对应表项的同时即可确认下行报文的用户VLAN，从而将下行报文的VLAN替换后向用户VLAN进行转发。
上述N:1Vlan转换方法存在以下不足：首先主要是软件完成，报文转发的速度较慢，且需要处理器的参与，在报文数量较多的情况下会加重处理器的负担，因此有很大的局限性。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种使用虚拟端口进行N:1Vlan转换的方法及装置，实现快速N:1Vlan交换技术。
本发明提出一种使用虚拟端口进行N:1Vlan转换的方法，包括：
当下行报文到达时，根据预设的Mac地址表，以及所述下行报文的上层设备Vlan和目的MAC地址，查找对应的虚拟端口；
根据预设的Vlan转换资源表，匹配所述上层设备Vlan和虚拟端口对应的用户Vlan；并将所述下行报文的上层设备Vlan替换成所述用户Vlan；
根据所述用户Vlan发送所述下行报文。
优选地，在执行所述查找对应的虚拟端口之前，还包括：
当上行报文到达时，根据所述Vlan转换资源表，将所述上行报文中用户Vlan替换为所述上层设备Vlan，以及为所述用户Vlan分配所述虚拟端口；
在Mac地址表中学习所述上行报文的源Mac地址、上层设备Vlan和虚拟端口；
根据所述上层设备Vlan发送所述上行报文。
优选地，在上行报文到达之前，还包括：
配置所述Vlan转换资源表。
优选地，所述上行报文或下行报文为广播报文、洪范报文或组播报文。
优选地，当所述下行报文为广播报文、洪范报文或组播报文时，还包 括：
对所述下行报文进行三层组播复制。
本发明还提出一种虚拟端口进行N:1Vlan转换的装置，包括：
查找模块，用于当下行报文到达时，根据预设的Mac地址表，以及所述下行报文的上层设备Vlan和目的MAC地址，查找对应的虚拟端口；
匹配模块，用于根据预设的Vlan转换资源表，匹配所述上层设备Vlan和虚拟端口对应的用户Vlan；并将所述下行报文的上层设备Vlan替换成所述用户Vlan；
发送模块，用于根据所述用户Vlan发送所述下行报文。
优选地，所述装置还包括：
分配模块，用于当上行报文到达时，根据所述Vlan转换资源表，将所述上行报文中用户Vlan替换为所述上层设备Vlan，以及为所述用户Vlan分配所述虚拟端口；
学习模块，用于在Mac地址表中学习所述上行报文的源Mac地址、上层设备Vlan和虚拟端口；
所述发送模块还用于根据所述上层设备Vlan发送所述上行报文。
优选地，所述装置还包括：
配置模块，用于配置所述Vlan转换资源表。
优选地，所述上行报文或下行报文为广播报文、洪范报文或组播报文。
优选地，所述装置还包括：
复制模块，用于当所述下行报文为广播报文、洪范报文或组播报文时，对所述下行报文进行三层组播复制。
本发明提供的一种使用虚拟端口进行N:1Vlan转换的方法及装置，利用交换芯片的虚拟端口(Source Virtual Port，SVP)特性和Vlan转换的功能，实现上下行报文的硬件快速转换转发，无需处理器参与，对于所有报文都可是实现N:1vlan转换，不区分协议报文和数据报文。
附图说明
图1为本发明一种使用虚拟端口进行N:1Vlan转换的方法一实施例的流程示意图；
图2为本发明一种使用虚拟端口进行N:1Vlan转换的装置一实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例主要利用交换芯片的虚拟端口特性和Vlan转换的功能，实现上下行报文的硬件快速转发，所谓虚拟端口指的是具有相同的特定特征的业务流的集合，例如具有相同Vlan的流就可以属于同一个虚端口。
参照图1，提出本发明使用虚拟端口进行N:1Vlan转换的方法一实施例，包括：
步骤S101、配置Vlan转换资源表。
本实施例为说明方便，将从用户侧进入交换设备(本实施例以交换机为例)上联板的报文称为上行报文，将从上层设备进行交换机下联板的报文称为下行报文，将上行报文所携带的Vlan称为用户Vlan，用CVlan表示，将下行报文所携带的报文称为上层设备Vlan，称为SVlan。
首先在交换机用户端口配N:1Vlan转换功能，需要配置的数据主要是在用户端口哪些CVlan需要进行N:1Vlan转换，以及转换为哪个SVlan。还需要配置交换芯片的Vlan转换资源表，Vlan转换资源表用于进行Vlan转换，将用户CVlan转换为上层设备的SVlan，Vlan转换资源表另一个重要作用是根据CVlan，给用户业务流分配一个SVP。MAC地址表存储了上行报文的源MAC地址、转换后的SVlan和SVP的映射关系。
步骤S102、当上行报文到达时，根据Vlan转换资源表，将所述上行报 文中CVlan替换为对应的S Vlan，以及为所述CVlan分配SVP；
当上行报文到达交换机的用户端口时，根据CVlan，利用Vlan转换资源表给用户的业务流分配一个SVP，同时将报文中CVlan转换为一个统一的SVlan，并进入步骤S103。
步骤S103、在Mac地址表中学习所述上行报文的源Mac地址、SVlan和SVP；
在MAC地址表中学习该上行报文的源MAC地址、转换后的SVLan，以及分配的SVP。交换芯片还建立该用户端口的信息，利用SVP做索引，保存用户端口的信息。
步骤S104、根据所述SVlan发送所述上行报文。
根据上述转换后的SVlan，交换机将上行报文转发至该SVlan对应的上层设备中。
步骤S105、当下行报文到达时，根据Mac地址表，以及所述SVlan和目的MAC地址，查找所述SVP；
当下行报文从网络侧到达时，根据该下行报文的目标MAC地址(即目标用户的MAC地址)和上层设备的SVlan，查找MAC地址表中对应的SVP(即下行报文的目标虚拟端口)。
步骤S106、根据Vlan转换资源表，匹配所述SVlan和SVP匹配对应的CVlan；并将下行报文中的SVlan替换成该CVlan；
再根据Vlan转换资源表，可以查找到正确的用户端口的信息。根据下行报文SVlan和查找到的SVP，进行Vlan转换，使得下行报文中的SVlan转换为用户的CVlan。
步骤S107、根据所述CVlan发送所述下行报文。
根据上述用户的CVlan，交换芯片将下行报文发送至对应的用户端口。
对于下行的广播/洪范/组播报文，需要在所有N:1vlan转换的用户CVlan里进行洪范，即利用交换芯片的硬件资源。对于这些报文，利用交换芯片的三层组播复制功能，实现跨Vlan复制。
与现有技术相比，本实施例的方法能够避免复杂的软件处理，只需要利用交换芯片的硬件资源进行N:1Vlan报文快速转换，减少了开发难度以及处理器的负担。
参照图2，提出本发明虚拟端口进行N:1Vlan转换的装置一实施例，包括：
配置模块10，用于配置Vlan转换资源表。
分配模块20，用于当上行报文到达时，根据Vlan转换资源表，将所述上行报文中CVlan替换为对应的SVlan，以及为所述CVlan分配SVP；
学习模块30，用于在Mac地址表中学习所述上行报文的源Mac地址、SVlan和SVP；
发送模块40，用于根据所述SVlan发送所述上行报文
查找模块50，用于当下行报文到达时，根据Mac地址表，以及所述SVlan和目的MAC地址，查找所述SVP；
匹配模块60，用于根据预设的Vlan转换资源表，匹配所述SVlan和SVP对应的CVlan；并将下行报文中的SVlan替换成该CVlan；
复制模块70，用于对下行报文进行三层组播复制；
发送模块40还用于根据所述CVlan发送所述下行报文。
本实施例所述虚拟端口进行N:1Vlan转换的装置可以为交换机内置或外置的一装置，也可以为交换机。为说明方便，将从用户侧进入交换设备(本实施例以交换机为例)上联板的报文称为上行报文，将从上层设备进行交换机下联板的报文称为下行报文，将上行报文所携带的Vlan称为用户Vlan，用CVlan表示，将下行报文所携带的报文称为上层设备Vlan，称为SVlan。
配置模块10首先在交换机用户端口配N:1Vlan转换功能，需要配置的数据主要是在用户端口哪些CVlan需要进行N:1Vlan转换，以及转换为哪个SVlan。还需要配置交换芯片的Vlan转换资源表，Vlan转换资源表用于进行Vlan转换，将用户CVlan转换为上层设备的SVlan，Vlan转换资源表另一个重要作用是根据CVlan，给用户业务流分配一个SVP。MAC地址表存储了上行报文的源MAC地址、转换后的SVlan和SVP的映射关系。
当上行报文到达交换机的用户端口时，分配模块20根据CVlan，利用Vlan转换资源表给用户的业务流分配一个SVP，同时将报文中CVlan转换为一个统一的SVlan，并且学习模块30在MAC地址表中学习该上行报文的源 MAC地址、转换后的SVLan，以及分配的SVP。交换芯片还建立该用户端口的信息，利用SVP做索引，保存用户端口的信息。
发送模块40根据上述转换后的SVlan，将上行报文转发至该SVlan对应的上层设备中。
当下行报文从网络侧到达时，查找模块50根据该下行报文的目标MAC地址(即目标用户的MAC地址)和上层设备的SVlan，查找MAC地址表中对应的SVP(即下行报文的目标虚拟端口)。再根据Vlan转换资源表，可以查找到正确的用户端口的信息。匹配模块60根据下行报文SVlan和查找到的SVP，进行Vlan转换，使得下行报文中的SVlan转换为用户的CVlan。
发送模块40根据上述用户的CVlan，交换芯片将下行报文发送至对应的用户端口。
对于下行的广播/洪范/组播报文，需要复制模块70在所有N:1vlan转换的用户CVlan里进行洪范，即利用交换芯片的硬件资源。对于这些报文，利用交换芯片的三层组播复制功能，实现跨Vlan复制。
与现有技术相比，本实施例的方法能够避免复杂的软件处理，只需要利用交换芯片的硬件资源进行N:1Vlan报文快速转换，减少了开发难度以及处理器的负担。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种使用虚拟端口进行N:1Vlan转换的方法，其特征在于，包括：
当下行报文到达时，根据预设的Mac地址表，以及所述下行报文的上层设备Vlan和目的MAC地址，查找对应的虚拟端口；
根据预设的Vlan转换资源表，匹配所述上层设备Vlan和虚拟端口对应的用户Vlan；并将所述下行报文的上层设备Vlan替换成所述用户Vlan；
根据所述用户Vlan发送所述下行报文。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行所述查找对应的虚拟端口之前，还包括：
当上行报文到达时，根据所述Vlan转换资源表，将所述上行报文中用户Vlan替换为所述上层设备Vlan，以及为所述用户Vlan分配所述虚拟端口；
在Mac地址表中学习所述上行报文的源Mac地址、上层设备Vlan和虚拟端口；
根据所述上层设备Vlan发送所述上行报文。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在上行报文到达之前，还包括：
配置所述Vlan转换资源表。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述上行报文或下行报文为广播报文、洪范报文或组播报文。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述下行报文为广播报文、洪范报文或组播报文时，还包括：
对所述下行报文进行三层组播复制。
6.一种虚拟端口进行N:1Vlan转换的装置，其特征在于，包括：
查找模块，用于当下行报文到达时，根据预设的Mac地址表，以及所述下行报文的上层设备Vlan和目的MAC地址，查找对应的虚拟端口；
匹配模块，用于根据预设的Vlan转换资源表，匹配所述上层设备Vlan和虚拟端口对应的用户Vlan；并将所述下行报文的上层设备Vlan替换成所述用户Vlan；
发送模块，用于根据所述用户Vlan发送所述下行报文。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
分配模块，用于当上行报文到达时，根据所述Vlan转换资源表，将所述上行报文中用户Vlan替换为所述上层设备Vlan，以及为所述用户Vlan分配所述虚拟端口；
学习模块，用于在Mac地址表中学习所述上行报文的源Mac地址、上层设备Vlan和虚拟端口；
所述发送模块还用于根据所述上层设备Vlan发送所述上行报文。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
配置模块，用于配置所述Vlan转换资源表。
9.如权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述上行报文或下行报文为广播报文、洪范报文或组播报文。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：
复制模块，用于当所述下行报文为广播报文、洪范报文或组播报文时，对所述下行报文进行三层组播复制。
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