CN102739498A - 一种分层虚拟专用局域网业务的传输方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种分层虚拟专用局域网业务的传输方法和系统,所述方法包括:面向用户的服务商边缘路由器UPE和面向网络的服务商边缘路由器NPE跨网络互联,且该网络不支持多协议标签交换MPLS和QINQ技术的传输功能,其中每个UPE配置有与NPE相连的以太网网络EoIP隧道,其中NPE下挂有虚拟交换实例,其中所述方法包括:NPE通过EoIP隧道获取UPE发送的目的MAC地址为所述NPE下挂的设备的MAC地址的第一数据包;所述NPE发送所述第一数据包;所述NPE在接收到所述设备对所述第一数据包反馈的第二数据包后,通过EoIP隧道向所述UPE发送所述第二数据包。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其涉及一种分层虚拟专用局域网业务的传输方法和系统。
背景技术
VPLS(Virtual Private Local Area Network Service,虚拟专用局域网业务)是一种在MPLS(Muti Protocol Label Switch,多协议标签交换)网络上提供类似LAN的一种业务,它可以使用户从多个地理位置分散的点同时接入网络,相互访问,就像这些点直接接入到LAN上一样。VPLS提供二层VPN(Virtual Private Network,虚拟专用网络服务)。在VPLS中,用户是由多点网络连接起来,不同于传统VPN提供的P2P(Point to Point,点到点)的连接服务。VPLS实际上就是在PE(Provider Edge,服务商边缘路由器)上创建一系列的虚拟交换机租借给用户,虚拟交换机的组网和传统交换机完全相同,这样,用户就可以通过MAN(Metropolitan Area Network,城域网)或WAN(Wide Area Network,广域网)来实现自己的LAN(Local AreaNetwork,局域网)。
HVPLS(Hierarchy of VPLS,分层VPLS)是一种层次化的VPLS组网,分为UPE(User facing-Provider Edge,面向用户的服务商边缘路由器)和NPE(Network Provider Edge,面向网络的服务商边缘路由器)角色,UPE通过QinQ(802.1Q in 802.1Q)或者LSP(Label Switch Path,标签交换路径)方式接入NPE,NPE和PE之间为MPLS网络。UPE作为汇聚设备,它只跟NPE建立一条虚链接接入链路,跟其他所有的对端都不建立虚链接。
图1为现有技术中HVPLS典型组网的示意图。其中HVPLS的原理跟VPLS基本类似,而VPLS的实现原理如下:
(1)MAC学习:VPLS按照不同的VSI会学习AC或者PW侧的报文的源MAC地址,存放在VSI对应的MAC表中。
(2)报文转发:VPLS按照VSI(Virtual Switch Instance,虚拟交换实例)表进行转发,VSI表包含MAC地址和PW和AC信息,从AC侧收到报文需要查MAC表,然后往对应的PW或者AC发送,从PW发送时需要携带私网和公网标签。对于目的MAC地址为未知和广播或组播的报文,直接在同一VSI所属的PW或AC侧广播。从PW侧收到报文后去掉MPLS标签(含公网和私网标签),送往对应的VSI,查MAC表发送到AC侧。
与VPLS的实现原理不同的是,只是对于NPE角色来说,UPE是NPE的AC,接收报文后会发送到PW侧,反过来,从PW侧收到的报文也会往UPE发送。
EtherIP是一种二层隧道技术,该技术可以实现两段LAN网络的二层互连,使两个网络内的设备可以像在一个局域网内互相访问。其实现方式是将LAN侧的二层报文通过封装IP隧道在三层IP网络中进行传递,到达隧道终点后根据源IP和隧道进行匹配,然后往相应的LAN口发送到达用户网络,所以也可称为EoIP隧道。
RFC3378规定了EoIP隧道的实现原理及机制。
EoIP在报文处理流程上为:
报文发送流程为:
对于进入报文,如果目的MAC地址是端口MAC,则走正常转发流程;如果目的MAC地址不是端口MAC,则进入EoIP转发隧道。
对于进入EoIP隧道的以太网报文,按照RFC3378封装,封装后目的IP为隧道远端IP,按照路由查找相应出口转发。
报文接收流程为:
远端侧根据IP报文类型,识别EoIP,剥去外层IP头,依据源IP查找对应的EOIP隧道,从隧道对应的接口发送。
当图1中,UPE和NPE之间不是直接连接,是通过一个大的网络比如Internet,当其中间网络不支持MPLS或者不支持QINQ。时,UPE下面的VPN网络用户可能无法访问整个VPLS组建的VPN网络,造成VPN网络规划被分离。
发明内容
本发明提供一种分层虚拟专用局域网业务的传输方法和系统,要解决的技术问题是在非MPLS环境和QINQ环境下如何使UPE下面的VPN用户能够访问整个VPLS组成的VPN网络。
为解决上述技术问题,本发明提供了如下技术方案:
一种分层虚拟专用局域网业务的传输方法,面向用户的服务商边缘路由器UPE和面向网络的服务商边缘路由器NPE跨网络互联,且该网络不支持多协议标签交换MPLS和QINQ技术的传输功能,其中每个UPE配置有与NPE相连的以太网网络EoIP隧道,其中NPE下挂有虚拟交换实例,其中所述方法包括:
NPE通过EoIP隧道获取UPE发送的目的MAC地址为所述NPE下挂的设备的MAC地址的第一数据包;
所述NPE发送所述第一数据包;
所述NPE在接收到所述设备对所述第一数据包反馈的第二数据包后,通过EoIP隧道向所述UPE发送所述第二数据包。
优选的,所述方法还具有如下特点:所述NPE发送所述第一数据包,包括:
所述NPE从本地记录的各设备对应的虚拟交换实例中查找所述设备所属的虚拟交换实例;
如果查找到所述设备对应的虚拟交换实例,则所述NPE根据预先存储的端口与虚拟交换实例的对应关系,仅通过该设备所属的虚拟交换实例对应的端口发送该第一数据包;否则,所述NPE通过本地与各虚拟机交换实例相连的各端口广播该第一数据包。
优选的,所述方法还具有如下特点:所述NPE通过EoIP隧道向所述UPE发送所述第二数据包,包括:
所述NPE获取所述设备对应的虚拟交换实例;
所述NPE通过与所述设备对应的虚拟交换实例对应的EoIP隧道发送所述第二数据包。
优选的,所述方法还具有如下特点:所述NPE获取所述设备对应的虚拟交换实例,包括:
在接收到该设备对该第一数据包的反馈的第二数据包时,所述NPE从该第二数据包中获取用于指示该设备所属的虚拟交换实例的信息,解析得到该设备所属的虚拟交换实例,并保存该设备所属的虚拟交换实例。
优选的,所述方法还具有如下特点:所述用于指示该设备所属的虚拟交换实例的信息是第二数据包中的私网标签。
优选的,所述方法还具有如下特点:
在所述NPE通过EoIP隧道获取UPE发送的目的MAC地址为所述NPE下挂的设备的MAC地址的第一数据包之前,还包括:
在UPE与NPE之间有至少两条EoIP隧道时,其中每条EoIP隧道均对应一个虚拟交换实例,所述UPE从本地记录的传输各目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道中,查找传输第一数据包的目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道;
如果查找到传输第一数据包的目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道,则所述UPE仅通过第一数据包的目的MAC地址对应的EoIP隧道发送该第一数据包;否则,通过本地与NPE相连的所有EoIP隧道广播发送该第一数据包。
优选的,所述方法还具有如下特点:所述NPE在接收到所述设备对所述第一数据包反馈的第二数据包后,通过EoIP隧道向所述UPE发送所述第二数据包之后,还包括:
所述UPE在接收到所述第二数据包后,记录所述NPE传输该第二数据包时所使用的EoIP隧道,将该EoIP隧道作为传输该目的MAC地址为所述设备的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道。
优选的,所述方法还具有如下特点:如果同一UPE上有至少两条EoIP隧道与该NPE相连,则同一UPE上任意两个EoIP隧道对应的虚拟交换实例不同。
优选的,所述方法还具有如下特点:所述第一数据包还包括隧道标识信息,所述隧道标识信息存储在EoIP隧道头。
优选的,所述方法还具有如下特点:所述隧道标识信息通过EoIP隧道头中编号为4~15的比特来承载,其中隧道头的比特的编号从0开始。
优选的,所述方法还具有如下特点:所述隧道标识信息通过EoIP隧道头中5个比特来承载。
优选的,所述方法还具有如下特点:所述第一数据包还包括封装类型信息,其中所述封装类型信息存储在EoIP隧道头。
优选的,所述方法还具有如下特点:所述封装类型信息通过EoIP隧道头中编号为4~15的比特来承载,其中隧道头的比特的编号从0开始。
优选的,所述方法还具有如下特点:所述封装类型信息通过EoIP隧道头中编号为采用EoIP隧道头中1个比特进行承载。
一种分层虚拟专用局域网业务的传输系统,面向用户的服务商边缘路由器UPE和面向网络的服务商边缘路由器NPE跨网络互联,且该网络不支持多协议标签交换MPLS和QINQ技术的传输功能,其中每个UPE配置有与NPE相连的以太网网络EoIP隧道,其中NPE下挂有虚拟交换实例,其中所述NPE包括:
获取装置,用于通过EoIP隧道获取UPE发送的目的MAC地址为所述NPE下挂的设备的MAC地址的第一数据包;
第一发送装置,与所述获取装置相连,用于发送所述第一数据包;
第二发送装置,用于在接收到所述设备对所述第一数据包反馈的第二数据包后,通过EoIP隧道向所述UPE发送所述第二数据包。
优选的,所述系统还具有如下特点:所述第一发送装置包括:
查找模块,用于从本地记录的各设备对应的虚拟交换实例中查找所述设备所属的虚拟交换实例;
第一发送模块,用于如果查找到所述设备对应的虚拟交换实例,则所述NPE根据预先存储的端口与虚拟交换实例的对应关系,仅通过该设备所属的虚拟交换实例对应的端口发送该第一数据包;否则,所述NPE通过本地与各虚拟机交换实例相连的各端口广播该第一数据包。
优选的,所述系统还具有如下特点:所述第二发送装置包括:
获取模块,用于获取所述设备对应的虚拟交换实例;
第二发送模块,用于通过与所述设备对应的虚拟交换实例对应的EoIP隧道发送所述第二数据包。
优选的,所述系统还具有如下特点:所述获取模块包括:
解析单元,用于在接收到该设备对该第一数据包的反馈的第二数据包时,所述NPE从该第二数据包中获取用于指示该设备所属的虚拟交换实例的信息,解析得到该设备所属的虚拟交换实例;
保存单元,用于保存该设备所属的虚拟交换实例。
优选的,所述系统还具有如下特点:所述解析单元获取到的用于指示该设备所属的虚拟交换实例的信息是第二数据包中的私网标签。
优选的,所述系统还具有如下特点:所述UPE包括:
查找装置,用于在UPE与NPE之间有至少两条EoIP隧道时,其中每条EoIP隧道均对应一个虚拟交换实例,从本地记录的传输各目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道中,查找传输第一数据包的目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道;
第三发送装置,用于如果查找到传输第一数据包的目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道,则所述UPE仅通过第一数据包的目的MAC地址对应的EoIP隧道发送该第一数据包;否则,通过本地与NPE相连的所有EoIP隧道广播发送该第一数据包。
优选的,所述系统还具有如下特点:所述NPE还包括:
记录装置,与所述查找装置相连,用于在接收到所述第二数据包后,记录所述NPE传输该第二数据包时所使用的EoIP隧道,将该EoIP隧道作为传输该目的MAC地址为所述设备的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道。
优选的,所述系统还具有如下特点:如果同一UPE上有至少两条EoIP隧道与该NPE相连,则同一UPE上任意两个EoIP隧道对应的虚拟交换实例不同。
优选的,所述系统还具有如下特点:所述第一发送装置发送的第一数据包还包括隧道标识信息,所述隧道标识信息存储在EoIP隧道头。
优选的,所述系统还具有如下特点:所述隧道标识信息通过EoIP隧道头中编号为4~15的比特来承载,其中隧道头的比特的编号从0开始。
优选的,所述系统还具有如下特点:所述隧道标识信息通过EoIP隧道头中5个比特来承载。
优选的,所述系统还具有如下特点:所述第一发送装置发送的第一数据包还包括封装类型信息,其中所述封装类型信息存储在EoIP隧道头。
优选的,所述系统还具有如下特点:所述封装类型信息通过EoIP隧道头中编号为4~15的比特来承载,其中隧道头的比特的编号从0开始。
优选的,所述系统还具有如下特点:所述封装类型信息通过EoIP隧道头中编号为采用EoIP隧道头中1个比特进行承载。
与现有技术相比,通过UPE和NPE之间的EoIP隧道传输数据,并通过对数据包的MAC地址进行学习,实现分层虚拟专用局域网业务的传输。
附图说明
图1为现有技术中HVPLS典型组网的示意图;
图2为本发明提供的分层虚拟专用局域网业务的传输方法实施例的流程示意图;
图3为本发明提供的分层虚拟专用局域网业务的传输方法应用实例的流程示意图;
图4为本发明提供的接入虚拟专用LAN业务的网络示意图;
图5为本发明提供的分层虚拟专用局域网业务的传输系统实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图2为本发明提供的分层虚拟专用局域网业务的传输方法实施例的流程示意图。图2所示方法实施例中,面向用户的服务商边缘路由器UPE和面向网络的服务商边缘路由器NPE跨网络互联,且该网络不支持多协议标签交换MPLS和QINQ技术的传输功能,其中每个UPE配置有与NPE相连的以太网网络EoIP隧道,其中NPE下挂有虚拟交换实例,其中所述方法包括:
步骤201、NPE通过EoIP隧道获取UPE发送的目的MAC地址为所述NPE下挂的设备的MAC地址的第一数据包;
步骤202、所述NPE发送所述第一数据包;
步骤203、所述NPE在接收到所述设备对所述第一数据包反馈的第二数据包后,通过EoIP隧道向所述UPE发送所述第二数据包。
在UPE和NPE之间的网络不支持MPLS和QIN技术的传输功能时,通过在NPE和UPE之间架设EoIP隧道,实现UPE和NPE之间互联,从而实现用户通过UPE访问NPE下挂的全部设备的目的,克服了现有技术中无法访问整个VPLS组建的VPN网络,造成VPN网络规划被分离的问题。
下面对本发明提供的方法实施例作进一步说明:
图3为本发明提供的分层虚拟专用局域网业务的传输方法应用实例的流程示意图。在该方法实施例中,UPE和NPE跨网络互联时,且该网络不支持MPLS和QINQ技术的传输功能,其中每个UPE配置有与NPE相连的EoIP隧道,其中NPE上预先存储有连接虚拟交换实例一侧的端口与虚拟交换实例的对应关系,具体流程如下:
步骤301、NPE获取UPE发送的目的MAC地址为所述NPE下挂的设备的MAC地址的第一数据包;
步骤302、NPE从本地记录的各设备对应的虚拟交换实例中查找所述设备所属的虚拟交换实例;
如果查找到,则执行步骤303;否则,执行步骤304和305;
步骤303、NPE根据预先存储的虚拟交换实例与端口的对应关系,通过该设备所属的虚拟交换实例对应的端口发送该第一数据包,在接收到所述设备对第一数据包反馈的第二数据包后,执行步骤306;
步骤304、NPE通过本地与各虚拟机交换实例相连的各端口广播该第一数据包;
步骤305、NPE在接收到该设备对该第一数据包的反馈的第二数据包时,从该第二数据包中获取用于指示该设备所属的虚拟交换实例的信息,得到该设备所属的虚拟交换实例,并保存该设备所属的虚拟交换实例,并执行步骤306;
步骤306、NPE通过该设备所属的虚拟交换实例对应的EoIP隧道向所述UPE发送所述第二数据包。
其中,QINQ为802.1Q in 802.1Q的简称,它是基于802.1Q的一种二层隧道协议.通过将用户的私网报文封装上外层VLAN TAG,使其携带两层VLAN TAG穿越运营商的骨干网络。
需要说明的是,NPE在发送某一目的MAC的数据包时,可以一直使用广播的方式进行发送,也可以按照图3所示流程中的方式在第一次发送该目的MAC的数据包时,通过广播发送的方式将第一数据包发送到对应的设备,并通过对该第二数据包的解析,获取到该设备所属的虚拟交换实例,在后续发送过程中根据得到的结果仅在特定的一个端口进行发送。相比较而言,后者能够减少广播方式传输过程中产生的无效流量。
其中,UPE可以通过如下方式发送第一数据包:
在UPE与NPE之间有至少两条EoIP隧道时,UPE从本地记录的传输各目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道中,查找传输第一数据包的目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道,如果查找到,则通过第一数据包的目的MAC地址对应的EoIP隧道发送该第一数据包。
如果UPE未查找到传输第一数据包的目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道,则通过本地与NPE相连的所有EoIP隧道广播发送该第一数据包,并在接收该所述第二数据包时,记录传输该第二数据包的EoIP隧道,将该EoIP隧道作为传输该目的MAC地址为所述设备的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道。
需要说明的是,UPE在向NPE发送某一目的MAC的数据包时,可以一直使用广播的方式进行发送,即通过在与NPE相连的每条EoIP隧道上均发送一份,也可以在第一次发送该目的MAC的数据包时,通过广播发送的方式将数据包发送到NPE,并通过获取NPE传输该第二数据包时所使用的隧道,获取到传输目的MAC为该第一数据包的目的MAC的数据包时所要使用的EoIP隧道,在后续发送过程中根据得到的结果仅在一条隧道上发送。相比较而言,后者能够减少广播方式传输过程中产生的无效流量。
下面结合一具体应用场景对上述方法做进一步说明:
图4为本发明提供的接入虚拟专用LAN业务的网络示意图。在图4所示系统中,为和VPLS组网统一,定义如下,UPE上接用户LAN侧为AC侧,UPE的上行EoIP隧道侧为PW侧,NPE上接EoIP侧为AC侧,其他角色定义均和VPLS保持一致。NPE指定EoIP对端为UPE时,对于同一个UPE上同一个隧道目的IP的任意两个EoIP隧道不能配置到同一个虚拟交换实例,参见图4,EoIP1和EoIP2均属于UPE1,且隧道的目的IP均为NPE,因此EoIP1和EoIP2不能同属于一个虚拟交换实例,以避免UPE和NPE之间出现环路。
NPE上定义的虚拟交换实例可以和EoIP及PW捆绑。对于NPE,除了常规的AC,如NPE上用于与虚拟局域网Vlan1相连的AC,EoIP也是VSI所对应的AC,其中每一个虚拟交换实例会给每个AC均分配一个私网标签。其中EoIP对应AC侧类型的协商,按照协议需要和远端PE进行协商出一致的AC类型,缺省情况下为VLAN类型,可依据UPE发送的EoIP报文进行更新类型,然后和远端PE进行协商出一致的AC类型,如果不一致,则PW建立不起来。
在图4所示系统中,NPE上定义的虚拟交换实例对应的AC、私网标签、PW以及公网标签的捆绑关系如表1所示:
index | VSI | AC | 私网标签 | PW | 公网标签 |
1 | VSI1 | EoIP1 | 1001 | PW1 | 5000 |
2 | VSI1 | EoIP3 | 1002 | PW1 | 5000 |
3 | VSI1 | Vlan1 | 1003 | PW1 | 5000 |
4 | VSI2 | EoIP2 | 2001 | PW2 | 5001 |
表1
由上可以看出,私网标签和AC之间是一一对应的。
需要说明的是,在图4所示网络中,数据包的传输分为两部分:
第一部分为UPE与NPE之间的数据传输;
第二部分为NPE的数据的转发,分为向对应设备传输数据的流程以及向UPE发送数据的流程。
其中,对于第一部分的传输又可以细分为与同一NPE仅有一条隧道的UPE(图4所示系统中的UPE2),以及与同一NPE有至少两条隧道的UPE(图4所示系统中的UPE1)。一旦UPE与NPE之间有至少两个隧道时,如果接收的数据包仅访问上述至少两个隧道所对应的虚拟交换实例中的一个,就需要UPE为该数据包选择其中一条隧道进行传输,以实现有目的性的传输,下面对此进行说明:
首先对UPE发送过程进行说明:
步骤A01、UPE1获取待发送的一目的MAC为A的数据包。
步骤A02、UPE1判断本地是否记录有传输目的MAC为A的数据包a所要使用EoIP隧道;
其中,UPE1对传输各目的MAC地址的数据包时所要使用EoIP隧道可以采用表2的方式进行管理。
Index | MAC address | VSI | PORT |
1 | 0000-0000-0001 | VSI1 | EoIP1 |
2 | 0000-0000-0002 | VSI2 | EoIP2 |
表2
如果有,则执行步骤A03;否则,执行步骤A04。
步骤A03、UPE1通过该数据包a对应的EoIP隧道发送该数据包a;
步骤A04、UPE1在EoIP1和EoIP2上均发送一份数据包a。
需要说明的是,发送的数据包中,可以增加对应的隧道标识,如在图3所示系统中,UPE1的隧道标识的对应关系参见下表3,UPE2的隧道标识的对应关系参见下表4:
Index | AC标识 | 隧道标识 | EoIP源IP | EoIP目的IP |
1 | EoIP1 | 1 | UPE1的IP地址 | NPE的IP地址 |
2 | EoIP2 | 2 | UPE1的IP地址 | NPE的IP地址 |
表3
Index | AC标识 | 隧道标识 | EoIP源IP | EoIP目的IP |
1 | EoIP3 | 3 | UPE2的IP地址 | NPE的IP地址 |
表4
其中,对于步骤A03和A04,在数据包中携带隧道标识,以方便NPE对数据包的解析,其中所述隧道标识信息存储在EoIP隧道头,可以由编号为4~15的比特来承载,其中隧道头的比特的编号从0开始。在本应用实例中,采用EoIP隧道头的第4~8比特来承载。如果数据包a是UPE1从EoIP1发送,由于EoIP1的隧道标识为1,则在数据包的隧道头的第4~8比特填充00001。
另外,通过表1可知,由于架设了EoIP隧道,因此NPE上对应的AC类型包括EoIP和VLAN两种,因此对于NPE的AC侧的封装而言,其接收的数据包的类型有两种,一种是以太网,一种是VLAN。因此在UPE向NPE发送时需要指示封装类型,保证NPE和远端的PE协商AC封装类型成一致因此,在数据包中增加封装类型信息,其中所述封装类型信息存储在EoIP隧道头,通过EoIP隧道头中编号为4~15的比特来承载,其中隧道头的比特的编号从0开始,仅需采用EoIP隧道头中1个比特进行承载。在本应用实例中EoIP隧道头第9比特位来承载,其中0表示以太网,1表示为VLAN。
在对UPE发送过程说明完成后,对UPE接收过程进行说明:
此种与发送对应的,同样分两种情况:
当收到设备对数据包a反馈的数据包b后,如果该数据包a不是通过广播方式发送的,则直接将数据包b反馈给对应的用户,如果是,获取NPE传输该数据包b时所使用的EoIP隧道,其中,在本发明所举的实施例中NPE仅会从一条隧道发送数据包b,其中具体方式在后文进行说明,将该EoIP隧道作为发送目的MAC为A的数据包时所要使用的隧道,原因在于:
NPE选择该隧道传输数据包b是因为该设备对应的虚拟交换实例是该设备所属的虚拟交换实例,因此,在该隧道能够承载数据包b,也就能承载数据包a,因此以后再向MAC地址为A的设备发送数据时均使用该条隧道。
这样就使得UPE学习到各MAC地址所属的虚拟交换实例,从而使得在发送数据包时,仅会在一条隧道上发送。
下面对NPE传输数据进行说明:
其中NPE传输数据包括两个方面,其中一个是向对应的设备发送,另外一个是向UPE发送。
首先对NPE向对应的设备发送进行说明:
步骤C01、NPE在接收到数据包a后,对数据包进行解析;
其中,在解析过程中可以得到源MAC地址和目的MAC地址,对于数据包的源MAC地址来说,NPE在接收到EoIP隧道包后,去掉EoIP头,提取隧道报文内部二层头的源MAC信息,并记录成表5中的index1~3的形式。对于本NPE下挂的PC4,直接学习成表5中index4的形式,其中表5是用于向外发送数据包时使用的。
Index | 源MAC address | VSI | PORT |
1 | 0000-0000-0001 | VSI1 | EoIP1 |
2 | 0000-0000-0002 | VSI2 | EoIP2 |
3 | 0000-0000-0003 | VSI1 | EoIP3 |
4 | 0000-0000-0004 | Vlan1 | AC1 |
表5
当然,如果隧道头包括隧道标识信息和封装类型信息,同样可以解析到,其中NPE上的隧道标识信息的管理具体参见图6。
Index | AC标识 | 隧道标识 | EoIP源IP | EoIP目的IP |
1 | EoIP1 | 1 | NPE的IP地址 | UPE1的IP地址 |
2 | EoIP2 | 2 | NPE的IP地址 | UPE1的IP地址 |
3 | EoIP3 | 3 | NPE的IP地址 | UPE2的IP地址 |
表6
步骤C02、NPE从本地记录的各设置所属的虚拟交换实例中,查找MAC为数据包a的目的MAC的设备所属的虚拟交换实例;
其中,NPE记录各设置所属的虚拟交换实例可参见图5所示:
Index | 目的MAC address | VSI | PORT |
1 | 0000-0000-0005 | VSI1 | PW1 |
2 | 0000-0000-0006 | VSI2 | PW2 |
表7
如果查找到,则执行步骤C03;否则,执行步骤C04。
步骤C03、NPE通过该设备所属的虚拟交换实例对应的端口发送该数据包a;
步骤C04、NPE通过本地与各虚拟机交换实例相连的各端口广播该数据包a。
对于NPE向设备发送数据包的流程,以具体例子进行详细说明:
依据目的MAC地址查找表7中的MAC地址,如果发现目的MAC地址是0000-0000-0005,则需要转发到PW1上,依据表1进行报文封装转发(封装私网标签1001和公网标签5000从PW1侧接口发送),后续转发依据VPLS的原理进行,这里不再阐述。
下面对NPE向UPE发送数据包说明:
步骤D01、NPE接收数据包b;
其中对于在NPE接收到数据包b后,根据发送该数据包a的方式(参见步骤C03和C04)不同,在接收到数据包b后,有不同的处理;
如果是采用步骤C03中仅通过一个端口发送数据包a的,表示数据包a的目的MAC属于哪个虚拟交换实例是已经知道的,因此在接收到数据包b后,直接按照表5记录的结构进行转发;相对应的,如果是采用步骤C04中广播方式发送数据包a,表示数据包a的目的MAC属于哪个虚拟交换实例尚未得知,因此在接收到数据包b后,通过对该数据包b进行处理,获取该数据包b来自哪个虚拟交换实例,因为数据包b的源MAC地址就是数据包a的目的MAC地址,一旦知道该数据包b来自哪个虚拟交换实例,以后再向MAC地址为数据包a的目的MAC的设备发送数据包时,都无需使用广播方式。在得到数据包b来自的虚拟交换实例后,将其增加到表7中,然后通过该设备所属的虚拟交换实例对应的EoIP隧道发送给所述UPE。
其中,获取该数据包b来自哪个虚拟交换实例是通过数据包b中的私网标签得到的。
对上述过程进行举例说明,具体如下:
对于从PW1或PW2过来的MPLS报文,去掉公网标签,查找表1,根据其内层私网标签(假如是1001),则找到对应的VSI1,再从表5中找到MAC地址0000-0000-0001,则找到VSI1,从而确定该数据包的封装格式为EoIP1的格式,再根据表5记载的隧道标识信息将封装好的数据包发送到UPE1,同理,目的MAC地址是0000-0000-0003,则从EoIP3发送,按照EoIP3的封装格式进行,然后发送到UPE2,在UPE2中的处理按照EoIP的处理方式进行。如果是目的MAC地址是0000-0000-0004,则直接去掉EoIP隧道头和EoIP头后转发到AC1(即VLAN1对应的接口)。如果目的MAC地址为未知单播或广播或组播的报文,在同一VSI所对应的AC(包括EoIP和AC)和PW方向进行广播。
与现有技术相比,通过UPE和NPE之间的EoIP隧道传输数据,并通过对数据包的MAC地址进行学习,实现分层虚拟专用局域网业务的传输。
图5为本发明提供的分层虚拟专用局域网业务的传输系统实施例的结构示意图。在图5所示系统中,面向用户的服务商边缘路由器UPE和面向网络的服务商边缘路由器NPE跨网络互联,且该网络不支持多协议标签交换MPLS和QINQ技术的传输功能,其中每个UPE配置有与NPE相连的以太网网络EoIP隧道,其中NPE下挂有虚拟交换实例,其中所述NPE包括:
获取装置501,用于通过EoIP隧道获取UPE发送的目的MAC地址为所述NPE下挂的设备的MAC地址的第一数据包;
第一发送装置502,与所述获取装置相连,用于发送所述第一数据包;
第二发送装置503,用于在接收到所述设备对所述第一数据包反馈的第二数据包后,通过EoIP隧道向所述UPE发送所述第二数据包。
优选的,所述第一发送装置502包括:
查找模块,用于从本地记录的各设备对应的虚拟交换实例中查找所述设备所属的虚拟交换实例;
第一发送模块,用于如果查找到所述设备对应的虚拟交换实例,则所述NPE根据预先存储的端口与虚拟交换实例的对应关系,仅通过该设备所属的虚拟交换实例对应的端口发送该第一数据包;否则,所述NPE通过本地与各虚拟机交换实例相连的各端口广播该第一数据包。
优选的,所述第二发送装置503,包括:
获取模块,用于获取所述设备对应的虚拟交换实例;
第二发送模块,用于通过与所述设备对应的虚拟交换实例对应的EoIP隧道发送所述第二数据包。
优选的,所述获取模块包括:
解析单元,用于在接收到该设备对该第一数据包的反馈的第二数据包时,所述NPE从该第二数据包中获取用于指示该设备所属的虚拟交换实例的信息,解析得到该设备所属的虚拟交换实例;
保存单元,用于保存该设备所属的虚拟交换实例。
其中,所述解析单元获取到的用于指示该设备所属的虚拟交换实例的信息是第二数据包中的私网标签。
图5所示系统中的所述UPE包括:
查找装置504,用于在UPE与NPE之间有至少两条EoIP隧道时,其中每条EoIP隧道均对应一个虚拟交换实例,从本地记录的传输各目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道中,查找传输第一数据包的目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道;
第三发送装置505,与所述查找装置相连,用于如果查找到传输第一数据包的目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道,则所述UPE仅通过第一数据包的目的MAC地址对应的EoIP隧道发送该第一数据包;否则,通过本地与NPE相连的所有EoIP隧道广播发送该第一数据包。
优选的,所述NPE还包括:
记录装置,与所述查找装置相连,用于在接收到所述第二数据包后,记录所述NPE传输该第二数据包时所使用的EoIP隧道,将该EoIP隧道作为传输该目的MAC地址为所述设备的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道。
优选的,如果同一UPE上有至少两条EoIP隧道与该NPE相连,则同一UPE上任意两个EoIP隧道对应的虚拟交换实例不同。
其中,所述第一发送装置发送的第一数据包还包括隧道标识信息,所述隧道标识信息存储在EoIP隧道头。
其中,所述隧道标识信息通过EoIP隧道头中编号为4~15的比特来承载,其中隧道头的比特的编号从0开始。
其中,所述隧道标识信息通过EoIP隧道头中5个比特来承载。
其中,所述第一发送装置发送的第一数据包还包括封装类型信息,其中所述封装类型信息存储在EoIP隧道头。
其中,所述封装类型信息通过EoIP隧道头中编号为4~15的比特来承载,其中隧道头的比特的编号从0开始。
其中,所述封装类型信息通过EoIP隧道头中编号为采用EoIP隧道头中1个比特进行承载。
与现有技术相比,通过UPE和NPE之间的EoIP隧道传输数据,并通过对数据包的MAC地址进行学习,实现分层虚拟专用局域网业务的传输,
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
Claims (28)
1.一种分层虚拟专用局域网业务的传输方法,其特征在于,面向用户的服务商边缘路由器UPE和面向网络的服务商边缘路由器NPE跨网络互联,且该网络不支持多协议标签交换MPLS和QINQ技术的传输功能,其中每个UPE配置有与NPE相连的以太网网络EoIP隧道,其中NPE下挂有虚拟交换实例,其中所述方法包括:
NPE通过EoIP隧道获取UPE发送的目的MAC地址为所述NPE下挂的设备的MAC地址的第一数据包;
所述NPE发送所述第一数据包;
所述NPE在接收到所述设备对所述第一数据包反馈的第二数据包后,通过EoIP隧道向所述UPE发送所述第二数据包。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述NPE发送所述第一数据包,包括:
所述NPE从本地记录的各设备对应的虚拟交换实例中查找所述设备所属的虚拟交换实例;
如果查找到所述设备对应的虚拟交换实例,则所述NPE根据预先存储的端口与虚拟交换实例的对应关系,仅通过该设备所属的虚拟交换实例对应的端口发送该第一数据包;否则,所述NPE通过本地与各虚拟机交换实例相连的各端口广播该第一数据包。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述NPE通过EoIP隧道向所述UPE发送所述第二数据包,包括:
所述NPE获取所述设备对应的虚拟交换实例;
所述NPE通过与所述设备对应的虚拟交换实例对应的EoIP隧道发送所述第二数据包。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述NPE获取所述设备对应的虚拟交换实例,包括:
在接收到该设备对该第一数据包的反馈的第二数据包时,所述NPE从该第二数据包中获取用于指示该设备所属的虚拟交换实例的信息,解析得到该设备所属的虚拟交换实例,并保存该设备所属的虚拟交换实例。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述用于指示该设备所属的虚拟交换实例的信息是第二数据包中的私网标签。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
在所述NPE通过EoIP隧道获取UPE发送的目的MAC地址为所述NPE下挂的设备的MAC地址的第一数据包之前,还包括:
在UPE与NPE之间有至少两条EoIP隧道时,其中每条EoIP隧道均对应一个虚拟交换实例,所述UPE从本地记录的传输各目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道中,查找传输第一数据包的目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道;
如果查找到传输第一数据包的目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道,则所述UPE仅通过第一数据包的目的MAC地址对应的EoIP隧道发送该第一数据包;否则,通过本地与NPE相连的所有EoIP隧道广播发送该第一数据包。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述NPE在接收到所述设备对所述第一数据包反馈的第二数据包后,通过EoIP隧道向所述UPE发送所述第二数据包之后,还包括:
所述UPE在接收到所述第二数据包后,记录所述NPE传输该第二数据包时所使用的EoIP隧道,将该EoIP隧道作为传输该目的MAC地址为所述设备的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,如果同一UPE上有至少两条EoIP隧道与该NPE相连,则同一UPE上任意两个EoIP隧道对应的虚拟交换实例不同。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一数据包还包括隧道标识信息,所述隧道标识信息存储在EoIP隧道头。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述隧道标识信息通过EoIP隧道头中编号为4~15的比特来承载,其中隧道头的比特的编号从0开始。
11.根据权利要求9或10所述的方法,其特征在于,所述隧道标识信息通过EoIP隧道头中5个比特来承载。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一数据包还包括封装类型信息,其中所述封装类型信息存储在EoIP隧道头。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述封装类型信息通过EoIP隧道头中编号为4~15的比特来承载,其中隧道头的比特的编号从0开始。
14.根据权利要求12或13所述的方法,其特征在于,所述封装类型信息通过EoIP隧道头中编号为采用EoIP隧道头中1个比特进行承载。
15.一种分层虚拟专用局域网业务的传输系统,其特征在于,面向用户的服务商边缘路由器UPE和面向网络的服务商边缘路由器NPE跨网络互联,且该网络不支持多协议标签交换MPLS和QINQ技术的传输功能,其中每个UPE配置有与NPE相连的以太网网络EoIP隧道,其中NPE下挂有虚拟交换实例,其中所述NPE包括:
获取装置,用于通过EoIP隧道获取UPE发送的目的MAC地址为所述NPE下挂的设备的MAC地址的第一数据包;
第一发送装置,与所述获取装置相连,用于发送所述第一数据包;
第二发送装置,用于在接收到所述设备对所述第一数据包反馈的第二数据包后,通过EoIP隧道向所述UPE发送所述第二数据包。
16.根据权利要求15所述的系统,其特征在于,所述第一发送装置包括:
查找模块,用于从本地记录的各设备对应的虚拟交换实例中查找所述设备所属的虚拟交换实例;
第一发送模块,用于如果查找到所述设备对应的虚拟交换实例,则所述NPE根据预先存储的端口与虚拟交换实例的对应关系,仅通过该设备所属的虚拟交换实例对应的端口发送该第一数据包;否则,所述NPE通过本地与各虚拟机交换实例相连的各端口广播该第一数据包。
17.根据权利要求15所述的系统,其特征在于,所述第二发送装置包括:
获取模块,用于获取所述设备对应的虚拟交换实例;
第二发送模块,用于通过与所述设备对应的虚拟交换实例对应的EoIP隧道发送所述第二数据包。
18.根据权利要求17所述的系统,其特征在于,所述获取模块包括:
解析单元,用于在接收到该设备对该第一数据包的反馈的第二数据包时,所述NPE从该第二数据包中获取用于指示该设备所属的虚拟交换实例的信息,解析得到该设备所属的虚拟交换实例;
保存单元,用于保存该设备所属的虚拟交换实例。
19.根据权利要求18所述的系统,其特征在于,所述解析单元获取到的用于指示该设备所属的虚拟交换实例的信息是第二数据包中的私网标签。
20.根据权利要求15所述的系统,其特征在于,所述UPE包括:
查找装置,用于在UPE与NPE之间有至少两条EoIP隧道时,其中每条EoIP隧道均对应一个虚拟交换实例,从本地记录的传输各目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道中,查找传输第一数据包的目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道;
第三发送装置,用于如果查找到传输第一数据包的目的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道,则所述UPE仅通过第一数据包的目的MAC地址对应的EoIP隧道发送该第一数据包;否则,通过本地与NPE相连的所有EoIP隧道广播发送该第一数据包。
21.根据权利要求20所述的系统,其特征在于,所述NPE还包括:
记录装置,与所述查找装置相连,用于在接收到所述第二数据包后,记录所述NPE传输该第二数据包时所使用的EoIP隧道,将该EoIP隧道作为传输该目的MAC地址为所述设备的MAC地址的数据包时所要使用的EoIP隧道。
22.根据权利要求20所述的系统,其特征在于,如果同一UPE上有至少两条EoIP隧道与该NPE相连,则同一UPE上任意两个EoIP隧道对应的虚拟交换实例不同。
23.根据权利要求15所述的系统,其特征在于,所述第一发送装置发送的第一数据包还包括隧道标识信息,所述隧道标识信息存储在EoIP隧道头。
24.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述隧道标识信息通过EoIP隧道头中编号为4~15的比特来承载,其中隧道头的比特的编号从0开始。
25.根据权利要求23或24所述的系统,其特征在于,所述隧道标识信息通过EoIP隧道头中5个比特来承载。
26.根据权利要求15所述的系统,其特征在于,所述第一发送装置发送的第一数据包还包括封装类型信息,其中所述封装类型信息存储在EoIP隧道头。
27.根据权利要求26所述的系统,其特征在于,所述封装类型信息通过EoIP隧道头中编号为4~15的比特来承载,其中隧道头的比特的编号从0开始。
28.根据权利要求26或27所述的系统,其特征在于,所述封装类型信息通过EoIP隧道头中编号为采用EoIP隧道头中1个比特进行承载。
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