CN102821052A - 虚拟专用局域网业务网络中查找转发信息的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种虚拟专用局域网业务（VPLS）网络中查找转发信息的方法，该方法包括：接收到报文时，根据所述报文的目的MAC地址预设位置的N比特位的值匹配所述数组的下标值，根据匹配到的数组的下标值获取对应数组元素中的二叉树，将所述目的MAC地址所述N比特位之外的比特位的值作为键值，在所述获取的二叉树上匹配对应的节点，并在该匹配到的节点上获取转发信息。基于同样的发明构思本申请还提出一种装置，能够提高查找转发信息的效率。

Description

虚拟专用局域网业务网络中查找转发信息的方法和装置

技术领域

本申请涉及虚拟专用局域网业务技术，特别涉及一种虚拟专用局域网业务网络中查找转发信息的方法和装置。

背景技术

虚拟专用局域网业务（VPLS）是城域以太网技术中的一种，该技术能够有效的连接各个接入点，并在该网络拓扑上实现点到点、点到多点、多点到多点的以太网业务。从连接方式上来看，VPLS利用IP/MPLS的广域骨干网络为用户提供了一种仿真的局域网（LAN）连接。从业务提供方式上来看，VPLS所仿真的LAN提供方便、灵活的以太网服务，而且这种仿真的LAN连接对横跨广域网的各个用户分支局域网是透明的，各分支局域网就好像是都连接在一台相同的交换机上。由于VPLS具有配置简单、组网灵活、建设和维护成本较低等优点而被广泛使用。

在IP/MPLS网络中，利用已有路由、标签信息，建立VPLS邻居，并向邻居通告转发信息。入节点接收到报文时，根据目的MAC地址查找发信息并给分组报文加上标签，形成MPLS标签分组报文，转发到中间节点。中间节点根据MPLS标签分组报文上的标签以及标签转发表进行转发，不对标签分组进行任何第三层处理。在出节点去掉MPLS标签分组报文中的标签，再次根据目的MAC地址查找转发信息，确定转发路径。

VPLS采用查找目的MAC地址的方式实现选路操作，实现方式是从入报文中读取目的MAC地址，然后在VPLS的MAC地址存储结构中查询，根据查询到的转发信息完成转发操作。当前VPLS MAC地址的查找效率受限于存储方式，通常以一种存储结构或者多种存储结构相结合的方式存储MAC地址，但查找效率均受限于MAC地址数量或者MAC地址长度，转发效率较低，严重影响VPLS业务的部署和应用。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种虚拟专用局域网业务网络中查找转发信息的方法和装置，能够提高查找转发信息的效率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种虚拟专用局域网业务VPLS网络中查找转发信息的方法，接收到邻居通告的信息后，在本地生成转发信息，建立数组，该数组的各数组元素用于存储二叉树信息，其中，该数组的最大下标值为N比特位的最大值，N为小于48的自然数，包括：

接收到所述邻居发送的报文时，对该报文进行源MAC地址学习，根据所述源MAC地址的预设位置的N比特位的值匹配所述数组的下标值，在匹配到的数组的下标值对应的数组元素中创建对应的二叉树节点，在所述对应的二叉树节点上存储键值以及所述转发信息，其中，所述对应的二叉树节点上存储的键值为所述源MAC地址所述N比特之外的比特位的值；

根据所述报文的目的MAC地址预设位置的N比特位的值匹配所述数组的下标值，根据匹配到的数组的下标值获取对应数组元素中的二叉树，将所述目的MAC地址所述N比特位之外的比特位的值作为键值，在所述获取的二叉树上匹配对应的节点，并在该匹配到的节点上获取转发信息。

一种装置，可应用于虚拟专用局域网业务中，接收到邻居通告的信息，在本地生成转发信息，所述装置包括：建立单元、接收单元、学习单元和匹配单元；

所述建立单元，用于建立数组，该数组的各数组元素用于存储二叉树信息，其中，该数组的最大下标值为N比特位的最大值，N为小于48的自然数；

所述接收单元，用于接收所述邻居发送的报文；

所述学习单元，用于当所述接收单元接收到所述邻居发送的报文时，对该报文进行源MAC地址学习，根据所述源MAC地址预设位置的N比特位的值匹配所述建立单元建立的数组的下标值，在匹配到的数组的下标值对应的数组元素中创建对应的二叉树节点，在所述对应的二叉树节点上存储键值以及所述转发信息，其中，所述对应的二叉树节点上存储的键值为所述源MAC地址所述N比特之外的比特位的值；

所述匹配单元，用于根据所述接收单元接收到的报文的目的MAC地址预设位置的N比特位的值匹配所述建立单元建立的数组的下标值，根据匹配到的数组的下标值获取对应数组元素中的二叉树，将所述目的MAC地址所述N比特位之外的比特位的值作为键值，在所述获取的二叉树上匹配对应的节点，并在该匹配到的节点上获取转发信息。

综上所述，本申请通过数组和二叉树两级存储结构存储转发信息，在查找转发信息时将MAC地址的48比特位分成对应的两部分进行匹配查找，获取二叉树节点上的转发信息，能够提高查找转发信息的效率。

附图说明

图1为本发明实施例中在VPLS网络中查找转发信息的方法的流程图；

图2为本发明具体实施例中MAC地址划分为两部分的结构示意图；

图3为本发明具体实施例中存储转发信息的流程示意图；

图4为本发明具体实施例中在数组的下标值为2的数组元素中二叉树上存储了转发信息的结构示意图；

图5为本发明具体实施例中将键值为0010对应的转发信息在树节点上存储的结构示意图；

图6为本发明具体实施例中转发信息存储在根节点上的结构示意图；

图7为本发明具体实施例中应用于上述技术的装置的结构示意图。

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VPLS网络中查找转发信息的方法，能够提高查找转发信息的效率。

在IP/MPLS网络中包括入节点、中间节点和出节点，其中，中间节点根据报文上的标签转发，不需要查找转发信息，因此作为出节点和入节点的设备需存储转发信息，实现转发信息的查找。本明实施例中对报文分配标签等同现有实现，在存储转发信息和查找转发信息时不同。作为入节点和出节点的设备建立数组，该数组的各数组元素用于存储二叉树信息，其中，该数组的最大下标值为N比特位的最大值，N为小于48的自然数。

本发明具体实现时通过二级结构存储转发信息，第一级为数组，数组的最大下标值为N比特位的最大值，若N为3时，该数组的最大下标值为7，即下标值从0开始到7，来表示该数组共8个数组元素。由于该N比特位从MAC地址中选取，因此N为小于48的自然数。在具体实现时，N的取值根据实际应用情况确定，N取得较大时数组的数组元素增多，占用存储空间增多，但是每个数组的数组元素中二叉树结构简单，较容易查找；若N值取得较小，数组的数组元素较少，占用的存储空间较小，但每个数组的数组元素中二叉树结构较复杂。第二级为二叉树结构，在二叉树的节点上存储转发信息。

该设备接收到邻居通告的信息后，在本地生成转发信息，具体实现过程同现有实现，这里不再详细赘述。

参见图1，图1为本发明实施例中在VPLS网络中查找转发信息的方法的流程图。具体步骤为：

步骤101，设备接收任一邻居发送报文。

步骤102，该设备对该报文进行源MAC地址学习，根据所述源MAC地址预设位置的N比特位的值匹配所述数组的下标值。

具体实现时N比特位在MAC地址中的位置预先设置，在源MAC地址学习和目的MAC地址查找时，均根据预先设置的位置获取MAC地址的N比特位。

步骤103，该设备在匹配到的数组的下标值对应的数组元素中，创建对应的二叉树节点，在所述对应的二叉树节点上存储键值以及所述转发信息，所述对应的二叉树节点上存储的键值为所述源MAC地址所述N比特之外的比特位的值，结束本流程。

进行源MAC地址学习时，将该MAC地址分为两部分，一部分为该MAC地址预设位置的N比特位，用来匹配数组的下标值；一部分的值作为键值，确定对应的二叉树上的节点。该两部分没有交集，两部分比特位的长度和为MAC地址的长度48比特位。

本步骤中在匹配到的数组的下标值对应的数组元素中创建对应的二叉树节点，包括：当确定匹配到的数组的下标值对应的数组元素中未存储二叉树信息时，则在匹配到的数组的下标值对应的数组元素中创建二叉树根节点；当匹配到的数组下标值对应的数组元素中存储有二叉树信息时，则将所述源MAC地址的所述N比特位之外的比特位的值作为存储节点的键值，根据该作为存储节点的键值，以及该二叉树上存储转发信息的各节点上的键值，在所述二叉树上创建对应的节点。

步骤104，该设备根据所述报文的目的MAC地址预设位置的N比特位的值匹配所述数组的下标值，根据匹配到的数组的下标值获取对应数组元素中的二叉树。

步骤105，该设备将所述目的MAC地址所述N比特位之外的比特位的值作为键值，在所述获取的二叉树上匹配对应的节点，并在该匹配到的节点上获取转发信息。

根据目的MAC地址查找转发信息时，将该MAC地址分为两部分，一部分为该MAC地址预设位置的N比特位，用来匹配数组的下标值；一部分的值作为键值，在对应的二叉树上匹配对应的节点。该两部分没有交集，两部分比特位的长度和为MAC地址的长度。

步骤102和步骤104不存在严格意义上的先后顺序，具体实现时同现有实现顺序。

从实现上将该N比特位可以任意选取，但是由于MAC地址的区域划分等原因，如果取MAC地址的前N比特。可能会导致大部分数组元素中的二叉树的节点上无转发信息存储，而有些数组元素中的二叉树的节点上需存储的转发信息较多，使二叉树结构复杂，因此本发明具体实施例给出所述N比特位设置为MAC地址的最后N比特位。参见图2，图2为本发明具体实施例中MAC地址划分为两部分的结构示意图。

图2中，最后N比特位作为索引部分，用于查找数组下标值，48-N比特位作为查找部分，48-N比特位的值作为键值，用于确定二叉树的节点。

下面以N取值44，以最后44比特位作为索引部分，4比特位的值作为查找部分，来详细说明本发明具体实施例中是如何存储转发信息的。

参见图3，图3为本发明具体实施例中存储转发信息的流程示意图。

步骤301，设备接收邻居发送的报文，对该报文进行源MAC地址学习。

假设该源MAC地址为200000000002。

步骤302，该设备根据该MAC地址的最后44比特位的值确定数组元素的下标值，根据确定的数组的下标值获取对应数组元素。

源MAC地址200000000002的最后44比特位的值为2，因此确定数组的下标值为2。

步骤303，该设备确定所述获取的数组元素中是否存储二叉树信息，如果是，执行步骤304；否则，执行步骤305。

步骤304，该设备将所述源MAC地址的4比特位的值作为存储节点的键值，根据该作为存储节点的键值，以及该二叉树上存储转发信息的各节点上的键值，在所述二叉树上创建对应的二叉树节点；将所述存储节点的键值，与所述转发信息一起存储在所述创建的对应二叉树节点上。

当查找到的数组元素已存储二叉树信息，参见图4，图4为本发明具体实施例中在数组的下标值为2的数组元素中二叉树上存储了转发信息的结构示意图。图4中在对应的二叉树的根节点上存储了转发信息，且可获得存储的键值为0101。根据所述源MAC地址的4位比特值2，即键值为0010，创建节点并将键值和转发信息存储在该节点上；参见图5，图5为本发明具体实施例中将键值为0010对应的转发信息在树节点上存储的结构示意图。

图5中，比较两个键值的第一比特位相同，因此比较第二比特位。由于键值0010的第二比特位为0，而键值0101的第二比特位为1，因此需要创建新节点且键值为0000。键值0010同键值0101比较，相同比特位（第二位）的值不同且值为0，将键值0010节点调整为新建节点的左子节点。键值0101同键值0010比较，相同比特位（第二位）的值不同且值为1，将键值0101节点调整为新建节点的右子节点。在二叉树中，比较键值后，确定键值不同的比特位，所述比特位值为0的节点作为上级节点的左子节点，所述比特位值为1的节点作为上级节点的右子节点，如果没有上级节点，则创建上级节点，此实现规则为本发明具体实施例中给出的一种规则，但本发明的具体实现并不局限于该规则。

步骤305，该设备在匹配到的下标值对应的数组元素中创建二叉树根节点，在该根节点上存储键值以及所述转发信息。

当确定匹配到的下标值对应的数组元素中未存储二叉树信息，则创建二叉树根节点，将键值0010以及转发信息存储在根节点上。参见图6，图6为本发明具体实施例中转发信息存储在根节点上的结构示意图。

在本发明具体实施例中删除转发信息和键值包括下述两种：

第一种为：设备接收到任一所述邻居发送的任一MAC地址对应的转发信息无效的信息时，根据该MAC地址的最后N比特位的值匹配所述数组的下标值，根据匹配到的数组下标值获取对应的数组元素中的二叉树，根据该MAC地址所述N比特位之外的比特位的值查找对应的节点，并在查找到的节点上删除存储的转发信息和键值，并更新该二叉树上其他转发信息存储的节点。

当前节点存储以图5为例，当接收到MAC地址为200000000002对应的转发信息无效时，将该节点上的存储的键值和转发信息删除，并更新该二叉树上的其他转发信息的存储，更新后的存储结构图如图4。

第二种为：本地检测到本设备与任一所述邻居之间的路径故障时，遍历所述数组的数组元素中的所有二叉树，将通过接收该邻居发送的通告信息生成的转发信息，以及与该转发信息对应存储的键值全部删除，并更新该二叉树上其他转发信息存储的节点。

该种情况发生时，需遍历整个数组中的二叉树删除对应的转发信息。通过接收各邻居的通告信息生成在转发信息在本地都会存储。

本发明具体实施例中基于同样的发明构思，还提出一种装置，可应用于虚拟专用局域网业务网络中，接收到邻居通告的信息后，在本地生成转发信息。参见图7，图7为本发明具体实施例中应用于上述技术的装置的结构示意图。该装置包括：建立单元701、接收单元702、学习单元703和匹配单元704。

建立单元701，用于建立数组，该数组的各数组元素用于存储二叉树信息，其中，该数组的最大下标值为N比特位的最大值，N为小于48的自然数。

接收单元702，用于接收所述邻居发送的报文。

学习单元703，用于当接收单元702接收到所述邻居发送的报文时，对该报文进行源MAC地址学习，根据所述源MAC地址预设位置的N比特位的值匹配所述建立单元建立的数组的下标值，在匹配到的数组的下标值对应的数组元素中创建对应的二叉树节点，在所述对应的二叉树节点上存储键值以及所述转发信息，其中，所述对应的二叉树节点上存储的键值为所述源MAC地址所述N比特之外的比特位的值。

匹配单元704，用于根据接收单元702接收到的报文的目的MAC地址预设位置的N比特位的值匹配建立单元701建立的数组的下标值，根据匹配到的数组的下标值获取对应数组元素中的二叉树，将所述目的MAC地址所述N比特位之外的比特位的值作为键值，在所述获取的二叉树上匹配对应的节点，并在该匹配到的节点上获取转发信息。

较佳地，所述N比特位为MAC地址的最后N比特位。

较佳地，该装置进一步包括：确定单元705。

确定单元705，用于确定学习单元703匹配到的数组的下标值对应的数组元素中是否存储二叉树信息。

学习单元703，用于当确定单元705确定匹配到的数组的下标值对应的数组元素中未存储二叉树信息时，则在匹配到的数组的下标值对应的数组元素中创建二叉树根节点；当确定单元705确定匹配到的数组下标值对应的数组元素中存储有二叉树信息时，则将所述源MAC地址的所述N比特位之外的比特位的值作为存储节点的键值，根据该作为存储节点的键值，以及该二叉树上存储转发信息的各节点上的键值，在所述二叉树上确定对应的节点。

较佳地，

接收单元702，进一步用于接收任一所述邻居发送的任一MAC地址对应的转发信息无效的信息。

学习单元703，进一步用于当接收单元702接收到任一所述邻居发送的任一MAC地址对应的转发信息无效的信息时，根据该MAC地址的最后N比特位的值匹配所述数组的下标值，根据匹配到的数组下标值获取对应的数组元素中的二叉树，根据该MAC地址所述N比特位之外的比特位的值查找对应的节点，并在查找到的节点上删除存储的转发信息和键值，并更新该二叉树上其他转发信息存储的节点。

较佳地，该装置进一步包括：检测单元706。

检测单元706，用于检测本装置与任一所述邻居之间的路径是否故障。

学习单元703，用于当检测单元706检测到本装置与任一所述邻居之间的路径故障时，遍历所述数组的数组元素中的所有二叉树，将通过接收该邻居发送的通告信息生成的转发信息，以及与该转发信息对应存储的键值删除，并更新该二叉树上其他转发信息存储的节点。

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通过数组和二叉树两级存储结构存储转发信息，在查找转发信息时将MAC地址的48比特位分成对应的两部分进行匹配查找，获取二叉树节点上的转发信息，能够提高查找转发信息的效率。

为保证在存储大量MAC地址的情况下，MAC地址查找效率不会过低，通常采用多级存储结构，先将MAC地址分类，进而缩小查找范围，再进行匹配操作，匹配操作的时间要远大于分类操作。传统MAC地址查找流程中，将分类和匹配作为两个独立的步骤，分类后还要执行完整的匹配操作，影响查找效率。本发明根据MAC地址结构特点，对查找流程作了修改，在不影响分类操作效果和效率的情况下，在分类操作过程中也完成一部分匹配操作，之后的匹配操作只需要完成剩余的部分，而不是完整的匹配操作，从而减少匹配操作的执行时间，提高查找效率，进而提高VPLS转发效率。在分类操作中完成的匹配动作占所有匹配操作的比例，可以通过默认或者设置的方式设置。

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 (10)

1.一种虚拟专用局域网业务网络中查找转发信息的方法，接收到邻居通告的信息后，在本地生成转发信息，其特征在于，建立数组，该数组的各数组元素用于存储二叉树信息，其中，该数组的最大下标值为N比特位的最大值，N为小于48的自然数，包括：

接收到所述邻居发送的报文时，对该报文进行源MAC地址学习，根据所述源MAC地址的预设位置的N比特位的值匹配所述数组的下标值，在匹配到的数组的下标值对应的数组元素中创建对应的二叉树节点，在所述对应的二叉树节点上存储键值以及所述转发信息，其中，所述对应的二叉树节点上存储的键值为所述源MAC地址所述N比特之外的比特位的值；

根据所述报文的目的MAC地址预设位置的N比特位的值匹配所述数组的下标值，根据匹配到的数组的下标值获取对应数组元素中的二叉树，将所述目的MAC地址所述N比特位之外的比特位的值作为键值，在所述获取的二叉树上匹配对应的节点，并在该匹配到的节点上获取转发信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N比特位为MAC地址的最后N比特位。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在匹配到的数组的下标值对应的数组元素中创建对应的二叉树节点，包括：

当确定匹配到的数组的下标值对应的数组元素中未存储二叉树信息时，则在匹配到的数组的下标值对应的数组元素中创建二叉树根节点；

当匹配到的数组下标值对应的数组元素中存储有二叉树信息时，则将所述源MAC地址的所述N比特位之外的比特位的值作为存储节点的键值，根据该作为存储节点的键值，以及该二叉树上存储转发信息的各节点上的键值，在所述二叉树上创建对应的节点。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

接收到任一所述邻居发送的任一MAC地址对应的转发信息无效的信息时，根据该MAC地址的最后N比特位的值匹配所述数组的下标值，根据匹配到的数组下标值获取对应的数组元素中的二叉树，根据该MAC地址所述N比特位之外的比特位的值查找对应的节点，在查找到的节点上删除存储的转发信息和键值，并更新该二叉树上其他转发信息存储的节点。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

本地检测到本设备与任一所述邻居之间的路径故障时，遍历所述数组的数组元素中的所有二叉树，将通过接收该邻居发送的通告信息生成的转发信息，以及与该转发信息对应存储的键值全部删除，并更新该二叉树上其他转发信息存储的节点。

6.一种装置，可应用于虚拟专用局域网业务中，接收到邻居通告的信息，在本地生成转发信息，其特征在于，所述装置包括：建立单元、接收单元、学习单元和匹配单元；

所述建立单元，用于建立数组，该数组的各数组元素用于存储二叉树信息，其中，该数组的最大下标值为N比特位的最大值，N为小于48的自然数；

所述接收单元，用于接收所述邻居发送的报文；

所述学习单元，用于当所述接收单元接收到所述邻居发送的报文时，对该报文进行源MAC地址学习，根据所述源MAC地址预设位置的N比特位的值匹配所述建立单元建立的数组的下标值，在匹配到的数组的下标值对应的数组元素中创建对应的二叉树节点，在所述对应的二叉树节点上存储键值以及所述转发信息，其中，所述对应的二叉树节点上存储的键值为所述源MAC地址所述N比特之外的比特位的值；

所述匹配单元，用于根据所述接收单元接收到的报文的目的MAC地址预设位置的N比特位的值匹配所述建立单元建立的数组的下标值，根据匹配到的数组的下标值获取对应数组元素中的二叉树，将所述目的MAC地址所述N比特位之外的比特位的值作为键值，在所述获取的二叉树上匹配对应的节点，并在该匹配到的节点上获取转发信息。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述N比特位为MAC地址的最后N比特位。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述装置进一步包括：确定单元；

所述确定单元，用于确定匹配到的数组的下标值对应的数组元素中是否存储二叉树信息；

所述学习单元，用于当所述确定单元确定匹配到的数组的下标值对应的数组元素中未存储二叉树信息时，则在匹配到的数组的下标值对应的数组元素中创建二叉树根节点；当所述确定单元确定匹配到的数组下标值对应的数组元素中存储有二叉树信息时，则将所述源MAC地址的所述N比特位之外的比特位的值作为存储节点的键值，根据该作为存储节点的键值，以及该二叉树上存储转发信息的各节点上的键值，在所述二叉树上创建对应的节点。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，

所述接收单元，进一步用于接收任一所述邻居发送的任一MAC地址对应的转发信息无效的信息；

所述学习单元，进一步用于当所述接收单元接收到任一所述邻居发送的任一MAC地址对应的转发信息无效的信息时，根据该MAC地址的最后N比特位的值匹配所述数组的下标值，根据匹配到的数组下标值获取对应的数组元素中的二叉树，根据该MAC地址所述N比特位之外的比特位的值查找对应的节点，并在查找到的节点上删除存储的转发信息和键值，并更新该二叉树上其他转发信息存储的节点。

10.根据权利要求6-8任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：检测单元；

所述检测单元，用于检测本装置与任一所述邻居之间的路径是否故障；

所述学习单元，用于当所述检测单元检测到本装置与任一所述邻居之间的路径故障时，遍历所述数组的数组元素中的所有二叉树，将通过接收该邻居发送的通告信息生成的转发信息，以及与该转发信息对应存储的键值删除，并更新该二叉树上其他转发信息存储的节点。

Images