CN102857428A

CN102857428A - 一种基于访问控制列表的报文转发方法和设备

Info

Publication number: CN102857428A
Application number: CN2012103468300A
Authority: CN
Inventors: 闻广亮; 陈佳莹; 况玲
Original assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2032-09-18
Also published as: CN102857428B

Abstract

本申请公开了一种基于访问控制列表的报文转发方法，该方法包括：当接收到FC报文时，将所述FC报文封装为FCoE报文；解析所述FCoE报文获得VLAN ID和D_ID，根据所述VLAN ID和D_ID在ACL表项中查找对应的出端口和报文更新信息，根据查找到报文更新信息更新所述FCoE报文，若所述查找到的出端口为FC口，将所述更新后的FCoE报文解封装为FC报文，并从所述查找到的出端口转发；否则，将所述更新后的FCoE报文从所述查找到的出端口转发。基于同样的发明构思，本申请还提出一种设备，能够支持FC口并实现FCoE报文的转发。

Description

一种基于访问控制列表的报文转发方法和设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种基于访问控制列表的报文转发方法和设备。

背景技术

当前的数据中心通常运行两个独立的网络：一个以太网网络（LAN）用于客户机到服务器和服务器到服务器的通信；一个光纤通道的存储区域网络（SAN）用于服务器和存储设备的通信。两种网络的并存使得数据中心的网络复杂度和各项成本都大大增加，且可扩展性较差。光纤通道以太网承载协议（FCoE）协议可以很好的解决上述问题，其原理是在以太网上承载光纤通道协议（FC）报文，允许SAN网络的业务流量在以太网中传送。使用支持FCoE的交换机构建数据中心网络，可以用以太网络替代当前的双网络的结构，从而可以有效降低网络复杂度和总体成本。

FC数据帧作为Payload封装在以太网报文中构成FCoE报文。支持FC转发的交换机（FCF）上使用FC帧中的VSAN+D ID查找专门的FC转发表项，根据查表项结果对FCoE报文进行转发。FCF交换机不仅要支持FCoE报文的转发，同时还需要支持FC口和标准FC报文的转发。

上述实现需要使用带有专门的FC转发表项的交换芯片，并且需要支持FC口。但目前大多数交换芯片，如市场应用广泛的Broadcom公司的交换芯片目前都不支持FC口，也没有专用的FC转发表项。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种基于访问控制列表的报文转发方法和设备，能够支持FC口并实现FCoE报文的转发。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于访问控制列表ACL的报文转发方法，所述方法包括以下步骤：

一种基于访问控制列表项ACL的报文转发方法，为每个VSAN ID指定一个一对一的VLAN ID，在下发光纤通道转发表项时，用为所述VSAN ID指定的VLAN ID代替所述VSAN ID作为关键字生成ACL表项，所述方法包括以下步骤：

A、接收报文，确定该接收报文是光纤通道协议FC报文还是光纤通道以太网承载协议FCoE报文，如果是FC报文，执行步骤B；如果是FCoE报文，执行步骤C；

B、将所述FC报文封装为FCoE报文；

C、解析FCoE报文获得其中携带的VLAN ID和D_ID，根据该VLAN ID和D_ID在ACL表项中查找得到对应的出端口和报文更新信息，根据查找到报文更新信息更新该FCoE报文；

D、当查找到的出端口为FC口，将更新后的FCoE报文解封装为FC报文，从所述查找到的出端口转发；当查找到的出端口不为FC口，将更新后的FCoE报文从所述查找到的出端口转发。

一种设备，所述设备包括：配置生成单元、接收单元、封装单元、获取单元、处理单元、确定单元、解封装单元和发送单元；

所述配置生成单元，用于为每个VSAN ID指定一个一对一的VLAN ID，在下发光纤通道转发表项时，用为所述VSAN ID指定的VLAN ID代替所述VSAN ID作为关键字生成ACL表项；

所述接收单元，用于接收FC报文和FCoE报文；

所述封装单元，用于当所述接收单元确定接收到FC报文时，将该FC报文封装为FCoE报文；

所述获取单元，用于当所述接收单元确定接收到FCoE报文，或所述封装单元封装为FCoE报文时，解析所述FCoE报文获得VLAN ID和D_ID，根据该VLAN ID和D_ID在所述配置生成单元中的ACL表项中查找对应的出端口和报文更新信息；

所述处理单元，用于根据所述获取单元查找到报文更新信息更新所述FCoE报文；

所述确定单元，用于确定所述获取单元中查找到的出端口是否为FC口；

所述解封装单元，用于当所述确定单元确定所述出端口为FC口时，将所述处理单元更新后的FCoE报文解封装为FC报文；

所述发送单元，用于将所述解封装单元中解封装的FC报文从所述查找到的出端口转发；当所述确定单元确定所述出端口不为FC口时，将所述处理单元中更新后的FCoE报文从所述查找到的出端口转发。

综上所述，本申请通过使用FC报文和FCoE报文的转换，以及查找ACL表项实现FCoE报文的转发，能够支持FC口并实现FCoE报文的转发。

附图说明

图1为本发明实施例中基于ACL的报文转发方法流程图；

图2为本发明具体实施例中处理FCoE报文的流程示意图；

图3为FCoE报文格式示意图；

图4本发明具体实施例中应用于上述方法的设备结构示意图。

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基于访问控制列表（ACL）的报文转发方法，能够通过使用ACL表项替代专用FC转发表项，实现FCoE报文的转发。该方法应用于一个设备上，该设备可用于FC网络和以太网络之间报文的交互。

本发明实施例中为每个虚拟化存储区域网络标识（VSAN ID）指定一个一对一的虚拟局域网标识（VLAN ID），在下发光纤通道转发表项时，用为VSAN ID指定的VLAN ID代替VSAN ID作为关键字生成ACL表项。

具体实现为：协议层下发的转发表项是基于VSAN和D_ID的，由芯片驱动层做转换，根据用户配置得到和该VSAN绑定的VLAN，下发ACL表项时，该ACL包含的匹配信息至少包含如下字段：VLAN ID，D_ID。在具体实现时，本发明仅将VSAN替换为VLAN ID，ACL表项的其他内容同现有实现，这里不再详细赘述。因此，本发明实施例中在查ACL表项时，通过VLAN ID查表项；不同于现有实现时使用VSAN查找FC转发表项。

参见图1，图1为本发明实施例中基于ACL的报文转发方法流程图。具体步骤为：

步骤101，设备接收报文。

步骤102，该设备确定所述接收报文为FC报文还是FCoE报文，如果是FC报文，执行步骤103；如果是FCoE报文，执行步骤104。

步骤103，该设备将所述FC报文封装为FCoE报文。

本步骤中将所述FC报文封装为FCoE报文包括封装DMAC地址、SMAC地址、VLAN TAG和以太类型，其中，DMAC地址为本设备的MAC地址；SMAC为本设备预先配置的固定MAC地址；VLAN TAC中填充的VLAN为预先配置的和FC口所属VSAN绑定的VLAN；以太类型为0x8906。

步骤104，该设备解析所述FCoE报文获得VLAN ID和D_ID，根据所述VLAN ID和目的FC标识（D_ID）在ACL表项中查找对应的出端口和报文更新信息，根据查找到报文更新信息更新所述FCoE报文。

本步骤之前还可以进一步包括：该设备判断该FCoE报文中携带的目的MAC地址是否为本地MAC地址，如果是，继续步骤104；否则，结束当前流程，即进行二层转发处理，不属于本发明实施例描述范围。该判断过程是为了确定是否为三层转发终结，如果是，对报文进行二层转发处理；否则，对报文进行三层转发处理。

由于接收或由FC封装的FCoE报文有携带VSAN的，也有未携带VSAN的，因此在配置三态内容寻址存储器（TCAM）表项时，需要配置两类TCAM表项：第一类TCAM表项为第一TCAM表项，用于匹配带有虚拟存储区域网络头（Virtual FabricTagging，VFT）头的FCoE报文的表项；第二类TCAM表项为第二TACM表项，用于匹配未携带VFT头的FCoE报文的表项，同时为每个TCAM表项配置对应的偏移量（Offet）表项。

本步骤中该设备解析所述FCoE报文获取D ID包括：当该FCoE报文携带VSAN时，根据该FCoE报文中的以太类型字段在所述第一TCAM表项中匹配，根据匹配结果查找对应的OFFSET表项，获取Base和Offset，根据获取的Base和Offset获取该FCoE报文中的D_ID；当该FCoE报文不携带VSAN时，根据该FCoE报文中的以太类型字段在所述第二TCAM表项中匹配，根据匹配结果查找对应的OFFSET表项，获取Base和Offset，根据获取的Base和Offset获取该FCoE报文中的D_ID。

本发明实施例在具体实现时可通过TCAM方式根据所述VLAN ID和D_ID在ACL表项中查找对应的出端口号和报文更新信息。TCAM方式查找为并行查找，可以提高查表项效率。其中，查找到的报文更新信息包含有源MAC地址、目的MAC地址和VLAN ID。具体实现时可以根据实现需要确定需对该FCoE报文进行重新封装的元素信息。

步骤105，该设备确定所述查找到的出端口是否为FC口，如果是，执行步骤106；否则，执行步骤107。

步骤106，该设备将所述更新后的FCoE报文解封装为FC报文，并从所述查找到的出端口转发。

步骤107，该设备将所述更新后的FCoE报文从所述查找到的出端口转发。

下面结合附图，详细说明本发明具体实施例中如何处理FCoE报文的。参见图2，图2为本发明具体实施例中处理FCoE报文的流程示意图。具体步骤为：

步骤201，设备获取FCoE报文中的DMAC地址。

步骤202，该设备判断该DMAC地址是否为本设备的MAC地址，如果是，执行步骤203；否则，执行步骤208。

步骤203，该设备确定该FCoE报文中是否携带VFT头，如果是，执行步骤204；否则，执行步骤205。

步骤204，该设备根据该FCoE报文中以太类型在第一TCAM表项中匹配，执行步骤206。

步骤205，该设备根据该FCoE报文中以太类型在第二TCAM表项中匹配。

步骤206，该设备根据匹配结果查找对应的OFFSET表项，获取Base和Offset，根据获取的Base和Offset获取该FCoE报文中的D_ID。

步骤207，该设备获取报文中的VLAN ID和获取的D_ID，在ACL表项中查找对应的出端口号和报文更新信息，根据查找到报文更新信息更新所述FCoE报文。

步骤208，结束当前流程。

本发明具体实现时，可以使用ACL查表项替代使用专用FC转发表项，支持FCoE报文的转发，使用支持FC和FCoE报文转换的PHY芯片和交换芯片配合，实现对FC口的支持。本发明具体实施例中以BCM交换芯片和PHY芯片配合使用为例，详细说明基于ACL的报文转发方法。

BCM交换芯片ACL功能通过ContentAware引擎实现，分为5个部分：智能报文解析引擎（Intelligent Protocol-Aware Selector）,内容分析查找引擎（ContentAware lookup engine）、策略引擎（policy engine）、度量引擎（meteringengine）、统计引擎（statistics engine）。其中智能报文解析引擎负责对接收到的报文进行解析，用于组织查表项Key的内容，该引擎不仅能够识别大多数已知的协议字段，还能够支持对用户自定义类型的解析，利用该特性可以从报文中解析到FC头中的VSAN、S_ID、D_ID等字段，作为Key的一部分在查表项引擎中查找。该功能是通过UDF_TCAM和UDF_OFFSET两个表项实现的。

首先使用芯片从报文中识别出的字段组成Key查UDF TCAM对报文进行分类，匹配后使用TCAM的索引查UDF_OFFSET表项，获取到Base值和Offset，Base值可以指定为L2或L3头的结束位置，Offset为用户自定义字段基于Base的偏移。之后根据Base和Offset获取到报文相应位置的数据，提供给查表项引擎。

预先在设备上配置VSAN和VLAN的一一绑定关系，协议层下发的转发表项是基于VSAN和D_ID的，因为BCM芯片不支持为不带VFT头的报文设定缺省VSAN值，由BCM芯片驱动层做转换，根据用户配置得到和该VSAN绑定的VLAN，下发ACL表项时，该ACL包含的匹配信息至少包含如下字段：L3 switch、Ether Type、VLAN ID，D_ID。在具体实现时，本发明具体实施例中仅将VSAN替换为VLAN ID，ACL表项的其他内容同现有实现，这里不再详细赘述。

内容分析查找引擎把解析引擎解析出的数据根据组织成查表项Key进行查表项匹配，该引擎采用了基于内存的TCAM组织方式，可提供基于Bit级的报文内容过滤处理方式。通过这两个引擎配合使用，可以实现对FCoE报文查表项的支持。

在配置UDF_TCAM和UDF_OFFSET表项时，UDF_TCAM需要下发两条表项，第一条TCAM表项匹配((EtherType==0x8906)&&(VFT_Header Exist))，用来匹配带有VFT头的FCoE报文，第二条TCAM表项匹配(EtherType==0x8906)，用来匹配没有VFT头的报文。每条UDF_TCAM表项对应一条UDF_OFFSET表项，用来根据可识别的头做偏移计算来获取用户自定义字段，本发明实施例中用来获取D_ID字段。

参见图3，图3为FCoE报文格式示意图。图3中FC帧中的FC Header中包含有D_ID，通过BASE和Offset确定D_ID的位置，并进一步获取。图3中的FCoE报文未携带VSAN，因此对应第一条TCAM表项的UDF_OFFSET表项设置偏移基准位置为EtherType字段之后，Offset为23；对于携带VSAN的FCoE报文这里不再详细给出，对应第二条TCAM表项的UDF_OFFSET表项设置偏移基准位置为EtherType字段之后，Offset为15。

当PHY芯片接收到FC报文时，将该FC报文封装为FCoE报文，发送给BCM转换芯片，BCM转换芯片接收到FCoE报文时，确定该FCoE报文携带的DMAC地址是否同本地的MAC地址是否相同，如果是，在BCM芯片上将L3Switch标记置为有效，并通过智能报文解析引擎获取该FCoE报文携带的VLAN ID和D_ID；否则，进行二层转发操作。通过内容分析查找引擎通过匹配字段：以太网类型（EtherType）、三层转发标记（L3Switch）、VLAN ID、ID_D；策略引擎根据匹配结果下一跳信息，指定出端口号和报文更新信息，其中报文更新信息为更新SMAC和DMAC等，根据报文更新信息对该FCoE报文进行更新。

在具体实现时，下一跳表项同ACL表项可以分开实施，也可以合并实施。

BCM芯片将更新后的FCoE报文，以及出端口号发送给PHY芯片，PHY芯片根据接收到的出端口号确定该报文需转发给FC网络还是以太网络；若需转发到FC网络，将该FCoE报文解封装为FC报文，从所述出端口号对应的出接口转发；否则，直接通过所述出端口号对应的出端口转发BCM芯片发送的报文。

当PHY芯片接收到FCoE报文时，直接将该报文发送给BCM芯片，之后BCM的芯片处理该报文的过程同上，这里不再详细赘述。

ACL功能中的度量引擎和统计引擎的实现同现有实现，在本发明具体实施例中不再赘述。

本发明具体实施例中基于同样的发明构思，本发明实施例中还提出一种设备。参见图4，图4本发明具体实施例中应用于上述方法的设备结构示意图。该设备包括：配置生成单元401、接收单元402、封装单元403、获取单元404、处理单元405、确定单元406、解封装单元407和发送单元408。

配置生成单元401，用于为每个VSAN ID指定一个一对一的VLAN ID，在下发光纤通道转发表项时，用为所述VSAN ID指定的VLAN ID代替所述VSAN ID作为关键字生成ACL表项。

接收单元402，用于接收FC报文和FCoE报文。

封装单元403，用于当接收单元402确定接收到FC报文时，将该FC报文封装为FCoE报文。

获取单元404，用于当接收单元402确定接收到FCoE报文，或封装单元403封装为FCoE报文时，解析所述FCoE报文获得VLAN ID和D_ID，根据该VLAN ID和D_ID在配置生成单元401中的ACL表项中查找对应的出端口和报文更新信息。

处理单元405，用于根据获取单元404查找到报文更新信息更新所述FCoE报文。

确定单元406，用于确定获取单元404中查找到的出端口是否为FC口。

解封装单元407，用于当确定单元406确定所述出端口为FC口时，将处理单元405更新后的FCoE报文解封装为FC报文。

发送单元408，用于将解封装单元407中解封装的FC报文从所述查找到的出端口转发；当确定单元406确定所述出端口不为FC口时，将处理单元405中更新后的FCoE报文从所述查找到的出端口转发。

较佳地，该设备进一步包括：判断单元409。

判断单元409，进一步用于判断接收单元409接收到的FCoE报文，或封装单元403封装的FCoE报文中携带的目的MAC地址是否为本地MAC地址；如果是，触发获取单元404执行解析所述FCoE报文获取VLAN ID和D_ID，及后续操作；否则，结束当前操作。

配置生成单元401，用于配置第一TCAM表项，用于匹配带有VFT头的FCoE报文的表项；配置第二TACM表项，用于匹配未携带VFT头的FCoE报文的表项，并为每个TCAM表项配置对应的OFFSET表项。

获取单元402，用于当所述FCoE报文携带VSAN时，根据该FCoE报文中的以太类型字段在配置生成单元401中的第一TCAM表项中匹配，根据匹配结果查找对应的OFFSET表项，获取Base和Offset，根据获取的Base和Offset获取该FCoE报文中的D_ID；当该FCoE报文不携带VSAN时，根据该FCoE报文中的以太类型字段在配置生成单元401中的第二TCAM表项中匹配，根据匹配结果查找对应的OFFSET表项，获取Base和Offset，根据获取的Base和Offset获取该FCoE报文中的D_ID。

较佳地，

获取单元404，用于通过TCAM方式根据所述VLAN ID和D_ID在ACL表项中查找对应的出端口号和报文更新信息。

较佳地，

所述报文更新信息包含有源MAC地址、目的MAC地址和VLAN ID。

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使用FC报文和FCoE报文的转换，以及查找ACL表项实现FCoE报文的转发，能够支持FC口并实现FCoE报文的转发。

在具体实现时，使用支持FC报文和FCoE报文转换的PHY芯片和BCM芯片配合，实现对FC口的支持。

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

1.一种基于访问控制列表ACL的报文转发方法，其特征在于，为每个虚拟化存储区域网络标识VSAN ID指定一个一对一的虚拟局域网标识VLAN ID，在下发光纤通道转发表项时，用为所述VSAN ID指定的VLAN ID代替所述VSAN ID作为关键字生成ACL表项，所述方法包括以下步骤：

B、将所述FC报文封装为FCoE报文；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B之后该方法进一步包括：判断该FCoE报文中携带的目的MAC地址是否为本地MAC地址，如果是，执行步骤C；否则，结束当前处理流程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述方法进一步包括：配置第一三态内容寻址存储器TCAM表项，用于匹配带有虚拟存储区域网络头VFT头的FCoE报文的表项；配置第二TACM表项，用于匹配未携带VFT头的FCoE报文的表项，并为每个TCAM表项配置对应的偏移量OFFSET表项；

步骤C中所述解析该FCoE报文获得D ID包括：当该FCoE报文携带VSAN时，根据该FCoE报文中的以太类型字段在所述第一TCAM表项中匹配，根据匹配结果查找对应的OFFSET表项，获取基地址Base和偏移量Offset，根据获取的Base和Offset获取该FCoE报文中的D_ID；当该FCoE报文不携带VSAN时，根据该FCoE报文中的以太类型字段在所述第二TCAM表项中匹配，根据匹配结果查找对应的OFFSET表项，获取Base和Offset，根据获取的Base和Offset获取该FCoE报文中的D_ID。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，

步骤C中通过TCAM方式根据所述VLAN ID和D_ID在ACL表项中查找对应的出端口号和报文更新信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

步骤C中的报文更新信息包含有源MAC地址、目的MAC地址和VLAN ID。

6.一种设备，其特征在于，所述设备包括：配置生成单元、接收单元、封装单元、获取单元、处理单元、确定单元、解封装单元和发送单元；

所述配置生成单元，用于为每个虚拟化存储区域网络标识VSAN ID指定一个一对一的虚拟局域网标识VLAN ID，在下发光纤通道转发表项时，用为所述VSAN ID指定的VLAN ID代替所述VSAN ID作为关键字生成ACL表项；

所述接收单元，用于接收FC报文和FCoE报文；

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括：判断单元；

所述判断单元，用于判断所述接收单元接收到的FCoE报文，或所述封装单元封装的FCoE报文中携带的目的MAC地址是否为本地MAC地址；如果是，触发所述获取单元执行解析所述FCoE报文获取VLAN ID和D_ID，及后续操作；否则，结束当前操作。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，

所述配置生成单元，进一步用于配置第一三态内容寻址存储器TCAM表项，用于匹配带有虚拟存储区域网络头VFT头的FCoE报文的表项；配置第二TACM表项，用于匹配未携带VFT头的FCoE报文的表项，并为每个TCAM表项配置对应的偏移量OFFSET表项；

所述获取单元，用于当所述FCoE报文携带VSAN时，根据该FCoE报文中的以太类型字段在所述配置生成单元中的第一TCAM表项中匹配，根据匹配结果查找对应的OFFSET表项，获取基地址Base和偏移量Offset，根据获取的Base和Offset获取该FCoE报文中的D_ID；当该FCoE报文不携带VSAN时，根据该FCoE报文中的以太类型字段在所述配置生成单元中的第二TCAM表项中匹配，根据匹配结果查找对应的OFFSET表项，获取Base和Offset，根据获取的Base和Offset获取该FCoE报文中的D_ID。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的设备，其特征在于，

所述获取单元，用于通过TCAM方式根据所述VLAN ID和D_ID在ACL表项中查找对应的出端口号和报文更新信息。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，

所述报文更新信息包含有源MAC地址、目的MAC地址和VLAN ID。