CN102957620B - 一种trill网络中mac地址表项的管理方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种TRILL网络中MAC地址表项的管理方法和设备。该方法包括：第一路由网桥通过与自身相连的交换机获取拓扑结构变更通知TCN报文；所述第一路由网桥根据所述TCN报文将自身的以所述第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项清除；所述第一路由网桥向TRILL网络中的第二路由网桥发送链路状态协议数据单元LSP报文，以使第二路由网桥清除自身的以所述第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项，所述第二路由网桥与所述第一路由网桥处于同一虚拟局域网VLAN中。

Description

一种TRILL网络中MAC地址表项的管理方法和设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多链路透明互联协议(TRILL，Transparent Interconnection of Lots of Links)网络中介质访问控制(MAC，MediaAccess Control)地址表项的管理方法和设备。
背景技术
以太网在数据转发层采用的是生成树协议(STP，Span Tree Protocol)，STP是一种基于开放式系统互联参考模型(OSI，Open System Interconnect Reference Model)的数据链路层(第二层)通讯协议。STP可应用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环，解决成环以太网网络的“广播风暴”问题，从某种意义上说是一种网络保护技术，可以消除由于失误或者意外带来的循环连接。但是STP具有明显的缺点，主要有：(1)STP通过阻塞某些端口来防止环路，不允许多路径路由(multipath routing)。这样所有的流量都在一棵树上传播，即使存在空闲的链路也不能被使用，带宽利用不充分；(2)流量会沿着非最优路径(如非最短路径)传输，加大了传输时延；(3)在STP中，传统的互联网以太报文没有生存时间(TTL，Time To Live)字段，当由通信故障而导致环路发生时，依然会产生广播风暴问题，对网络的危害很严重。为了克服STP的这些不足提出了多链路透明互联协议(TRILL，TransparentInterconnection of Lots of Links)。
TRILL协议是互联网工程任务组(IETF，Intemet Engineering Task Force)针对正在标准化的互联网二层(如以太网)多路由提出的解决方案。2005年，IETF成立了TRILL工作组，以推进其协议的标准化进程。
TRILL协议在互联网协议栈的第二层(数据链路层)引入了中间系统到中间系统的路由选择协议(IS-IS，Intermediate System To Intermediate System RoutingProtocol)来实现网桥(bridge)到网桥之间的路由，用以取代过去的STP，从而可以按照最短路径进行数据转发，并且使得多路径路由成为可能，使得带宽的利用更加充分。
在用户边缘设备(CE，Customer Edge)网络中，由集线器、交换机和传统网桥连接的所构成的局域网都称为局域网链路(LAN link)。相对于TRILL网络而言，这些局域网链路被称为本地链路(local link)。本地链路可与不同的路由网桥(RBridge)相连，构成多归属(multi-homing)的情形。在TRILL网络中，由指定网桥(DRB，Designated RBridge)为本地链路上的虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Area Network)指派唯一的一个转发网桥(Appointed Forwarder)，只有被指定为转发网桥的路由网桥才有转发数据的权限。
如图1所示，为现有技术中CE网络架构的示意图，CE网络的本地链路中连接有3个交换机，分别为交换机A1、交换机A2、交换机A3，在本地链路承载的VLAN的是VLAN-x，主机H1与交换机A2相连。多归属情形下的CE网络中，交换机A1与路由网桥RB1相连，交换机A3与路由网桥RB2相连。路由网桥RB1、路由网桥RB2、路由网桥RB3构成一TRILL网络。在TRILL网络中，TRILL IS-IS协议为每个局域网链路选举一个路由网桥作为指定网桥，路由网桥RB1被指定网桥指定为转发网桥，所以路由网桥RB1的介质访问控制(MAC，Media AccessControl)地址表项记录的是本地连接有主机H1，路由网桥RB2的MAC地址表项中记录的是路由网桥RB1上连接有主机H1，路由网桥RB3的MAC地址表项中记录的是路由网桥RB1上连接有主机H1。
但是，本发明的发明人发现现有技术存在以下缺陷：如图1所示的CE网络架构中，如果本地链路的网络拓扑发生改变会导致主机重新站队(bootstrap)，主机可能会从与原来作为转发网桥的路由网桥RB1相连接转换到与本地链路新的转发网桥(比如新的转发网桥为路由网桥RB2)相连接。但是，旧的转发网桥(比如路由网桥RB1)并不能感知网络拓扑结构的变化，依然保存自己的MAC地址表项中记录的主机H1的MAC地址，TRILL网络中的其它路由网桥也依然向旧的转发网桥RB1转发数据包，由于旧的转发网桥RB1此时并不与主机H1相连，从而造成其它路由网桥转发的数据报文丢失，导致流量黑洞(black holing)现象的发生。
发明内容
本发明实施例提供了一种TRILL网络中MAC地址表项的管理方法和设备，用于解决现有TRILL网络中存在的数据报文丢失的问题，提高TRILL网络中数据报文转发的成功率。
根据本发明实施例的一个方面，一种TRILL网络中MAC地址表项的管理方法，包括：
第一路由网桥通过与自身相连的交换机获取拓扑结构变更通知TCN报文；
所述第一路由网桥根据所述TCN报文将自身的以所述第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项清除；
所述第一路由网桥向TRILL网络中的第二路由网桥发送链路状态协议数据单元LSP报文，以使所述第二路由网桥清除自身的以所述第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项，所述第二路由网桥与所述第一路由网桥处于同一虚拟局域网VLAN中。
根据本发明实施例的另一个方面，一种TRILL网络中MAC地址表项的管理方法，包括：
第二路由网桥接收第一路由网桥发送的链路状态协议数据单元LSP报文，所述第一路由网桥与所述第二路由网桥处于同一虚拟局域网VLAN中；
第二路由网桥将自身的以所述第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项清除。
根据本发明实施例的一个方面，一种路由网桥，包括：
获取单元，用于通过与自身相连的交换机获取拓扑结构变更通知TCN报文；
清除单元，用于根据所述TCN报文将自身的以所述路由网桥为出口网桥的介质访问控制MAC地址表项清除；
发送单元，用于向多链路透明互联协议TRILL网络中的第二路由网桥发送链路状态协议数据单元LSP报文，以使所述第二路由网桥清除自身的以所述路由网桥为出口网桥的MAC地址表项，所述第二路由网桥与所述路由网桥处于同一虚拟局域网VLAN中。
根据本发明实施例的一个方面，一种路由网桥，包括：
接收单元，用于接收第一路由网桥发送的链路状态协议数据单元LSP报文，所述第一路由网桥与所述路由网桥处于同一虚拟局域网VLAN中；
清除单元，用于将自身的以所述第一路由网桥为出口网桥的介质访问控制MAC地址表项清除。
在本发明实施例中，第一路由网桥首先通过自身相连的交换机获取到TCN报文之后，根据获取到的TCN报文，第一路由网桥将自身的MAC地址表项清除，第一路由网桥向TRILL网络中的第二路由网桥发送LSP报文，使得与所述第一路由网桥处于同一VLAN中的所述第二路由网桥能够清除以第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项。由于本发明实施例能够将各个路由网桥中的旧的MAC地址表项清除，避免TRILL网络中的其它路由网桥向旧的转发网桥转发数据报文，可以解决现有TRILL网络中存在的数据报文丢失的问题，提高TRILL网络中数据报文转发的成功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中CE网络架构的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种TRILL网络中MAC地址表项的管理方法的示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种TRILL网络中MAC地址表项的管理方法的示意图；
图4为本发明实施例提供的解决流量黑洞现象的TRILL网络的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种路由网桥的示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种路由网桥的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种TRILL网络中MAC地址表项的管理方法和设备，用于解决现有TRILL网络中存在的数据报文丢失的问题，提高TRILL网络中数据报文转发的成功率。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的一种TRILL网络中MAC地址表项的管理方法，在该方法的介绍过程中，动作的执行主体为第一路由网桥，是本地链路的网络拓扑结构发生变更之前的转发网桥。可以理解的是，第一路由网桥表示的只是TRILL网络中的一种路由网桥，是为了与本发明实施例中后续涉及的另一个路由网桥(即为第二路由网桥)相区别而命名的方式，并不作为对本发明的限定。
如图2所示，一种TRILL网络中MAC地址表项的管理方法，包括：
201、第一路由网桥通过与自身相连的交换机获取拓扑结构变更通知报文。
在本发明实施例中，TRILL网络中的第一路由网桥首先通过本地链路中与自身相连接的交换机获取到拓扑结构变更通知(TCN，Topology Change Notification)报文。其中，TCN报文用于通知交换机本地链路中的网络拓扑结构发生了变更。但是TCN报文只在本地链路中的交换机之间传输，而路由网桥不能感知本地链路中网络拓扑结构的变化。故本发明实施例中提出由第一路由网桥通过与自身相连的交换机获取该TCN报文。在实际应用中，第一路由网桥获取TCN报文存在多种方式，接下来分别给予描述。其中一种可实现的方式是：第一路由网桥侦听本地链路中与自身相连的该交换机，得到TCN报文。其中另一种可实现的方式是：本地链路中的交换机广播TCN报文，第一路由网桥通过与该交换机相连的接口能够接收到该TCN报文。
202、第一路由网桥根据TCN报文将自身的以第一路由网桥为出口网桥的介质访问控制地址表项清除。
在本发明实施例中，第一路由网桥接收到TCN报文之后，第一路由网桥根据该TCN报文将自身的以第第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项清除。例如，在本地链路中的网络拓扑结构发生之前，第一路由网桥的MAC地址表项中记录有本地链路中的主机以及该主机的MAC地址，当第一路由网桥接收到TCN报文之后，将自身的以第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项清除，清除之后第一路由网桥的MAC地址表中不再记录本地链路中以第一路由网桥为出口网桥的的主机以及该主机的MAC地址。
203、第一路由网桥向TRILL网络中的第二路由网桥发送链路状态协议数据单元报文，以使所述第二路由网桥清除自身的以第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项，其中，第二路由网桥与第一路由网桥处于同一虚拟局域网中。
在本发明实施例中，第一路由网桥向TRILL网络中的第二路由网桥发送链路状态协议数据单元(LSP，Link State Protocol Date Unit)报文。TRILL网络中与第一路由网桥处于同一VLAN的路由网桥(如第二路由网桥)能够接收并处理LSP报文，以使接收到该LSP报文的第二路由网桥清除自身的以第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项。对于TRILL网络中与第一路由网桥所处VLAN不同的路由网桥将不会处理该LSP报文。其中，第二路由网桥是指与第一路由网桥处于同一VLAN中的其他路由网桥中的一个或多个。所述第一路由网桥可以通过广播或多播或单播的方式向TRILL网络中的第二路由网桥发送LSP报文。需要说明的是，本发明实施例中提及的第一路由网桥和第二路由网桥只是为了区别是两个不同的路由网桥而采取的命名方式，并不具有时序或逻辑上对路由网桥的限定，可以理解的是，也可以采用路由网桥A，路由网桥B等命名方式区分两个路由网桥，此处仅作限定。
需要说明的是，操作202和操作203之间不存在先后顺序之分，在第一路由网桥获取到TCN报文之后，可以先执行操作202后执行操作203，也可以先执行操作203再执行操作202，还可以同时执行操作202和操作203，此处不作限定。
在本发明实施例中，第一路由网桥首先通过自身相连的交换机获取到TCN报文之后，根据获取到的TCN报文，第一路由网桥将自身的以所述第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项清除，所述第一路由网桥向TRILL网络中的第二路由网桥发送LSP报文，使得与所述第一路由网桥处于同一VLAN中的第二路由网桥能够清除以第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项。由于本发明实施例能够将各个路由网桥中的旧的MAC地址表项清除，避免TRILL网络中的其它路由网桥向旧的转发网桥转发数据报文，可以解决现有TRILL网络中存在的数据报文丢失的问题，提高TRILL网络中数据报文转发的成功率。
以上实施例介绍了从第一路由网桥侧实现的TRILL网络中MAC地址表项的管理方法，接下来介绍与该第一路由网桥侧交互的第二路由网桥侧实现的TRILL网络中MAC地址表项的管理方法，请参阅图3所示，包括：
301、第二路由网桥接收第一路由网桥发送的链路状态协议数据单元报文，其中，第一路由网桥与第二路由网桥处于同一虚拟局域网中。
在本发明实施例中，当本地链路中的网络拓扑结构发生了变更时，第一路由网桥获取到TCN报文之后，第一路由网桥会向TRILL网络中的第二路由网桥发送LSP报文，由于第二路由网桥与第一路由网桥处于同一VLAN中，故第二路由网桥会接收到第一路由网桥发送的LSP报文。所述第二路由网桥是指与第一路由网桥处于同一VLAN中的其他路由网桥中的一个或多个。所述第一路由网桥可以通过广播或多播或单播的方式向TRILL网络中的第二路由网桥发送LSP报文。
302、第二路由网桥将自身的以第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项清除。
在本发明实施例中，TRILL网络中的第二路由网桥接收到第一路由网桥发送的LSP报文之后，第二路由网桥会将自身的以第一路由网桥为出口网桥(egress)的MAC地址表项清除，以避免该第二路由网桥在本地链路的网络拓扑发生变更之后仍然向旧的转发网桥转发数据报文，能够避免该第二路由网桥转发的数据报文的丢失，从而避免流量黑洞现象的发生。
在本发明实施例中，与第一路由网桥处于同一VLAN中的第二路由网桥在接收到第一路由网桥发送的LSP报文之后，第二路由网桥能够清除以第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项。由于本发明实施例能够将各个路由网桥中的旧的MAC地址表项清除，避免TRILL网络中的其它路由网桥向旧的转发网桥转发数据报文，可以解决现有TRILL网络中存在的数据报文丢失的问题，提高TRILL网络中数据报文转发的成功率。
在如图2和图3介绍的实施例中，第一路由网桥能够清除自身的以第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项，第二路由网桥能够清楚自身的以第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项，则可以避免TRILL网络中的第二路由网桥在本地链路的网络拓扑发生变更之后仍然向旧的转发网桥转发数据报文，能够避免该第二路由网桥转发的数据报文的丢失，从而避免流量黑洞现象的发生。如图4所示，为本发明实施例中解决流量黑洞现象的TRILL网络的示意图。在图4中，本地链路中连接有3个交换机(分别为交换机A1、交换机A2、交换机A3)，本地链路配置的是VLAN-x，主机为H1与交换机A2相连，交换机A1与路由网桥RB1相连，交换机A3与路由网桥RB2相连。路由网桥RB1、路由网桥RB2、路由网桥RB3构成一TRILL网络，在TRILL网络的拓扑结构发生变更之前RB1为转发网桥，当TRILL网络的拓扑结构发生变更之后RB2为转发网桥，按照如图2和图3的本发明实施例方法进行之后，TRILL网络中，每一个路由网桥自身的以RB1为出口网桥的MAC地址表项都清除掉了，则可以避免TRILL网络中的路由网桥RB2、路由网桥RB3在本地链路的网络拓扑发生变更之后仍然向旧的转发网桥RB1转发数据报文，能够避免路由网桥RB2、路由网桥RB3转发的数据报文的丢失，从而避免流量黑洞现象的发生。在本发明实施例中，组成TRILL网络的路由网桥可以有2个或多于3个，本地链路中的交换机也可能有2台或者多于3台，具体不作限制。
以上实施例介绍了本发明实施例提供的TRILL网络中MAC地址表项的管理方法，接下来介绍本发明实施例提供的TRILL网络中的路由网桥。
请参阅图5所示，本发明实施例提供的路由网桥500，包括：
获取单元501，用于通过与自身相连的交换机获取TCN报文。
清除单元502，用于根据TCN报文将自身的以路由网桥500为出口网桥的MAC地址表项清除。
发送单元503，用于向TRILL网络中的第二路由网桥发送LSP报文，以使所述第二路由网桥清除自身的以路由网桥500为出口网桥的MAC地址表项，其中，第二路由网桥与路由网桥500处于同一VLAN中。第二路由网桥是指与路由网桥500处于同一VLAN中的其他路由网桥中的一个或多个。所述路由网桥可以通过广播或多播或单播的方式向TRILL网络中的第二路由网桥发送LSP报文。
需要说明的是，本发明实施例提供的路由网桥500实际上指的就是前述如图2和图3实施例中所介绍的第一路由网桥，此处仅作说明。另外如图5所示的实施例中，当出现路由网桥500时，与该路由网桥500交互的网桥命名为第二路由网桥，该第二路由网桥只是TRILL网络中与路由网桥500处于同一VLAN中的路由网桥中的一个。
需要说明的是，本发明实施例中的获取单元501在具体实现时，一种可选的实现方式是，获取单元501具体用于侦听本地链路中与自身相连的交换机，得到TCN报文。
需要说明的是，本发明实施例中的获取单元501在具体实现时，另一种可选的实现方式是，获取单元501具体用于接收与自身相连的交换机广播的TCN报文。
需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明如图2所示的方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
在本发明实施例中，获取单元501首先通过自身相连的交换机获取到TCN报文之后，根据获取到的TCN报文，清除单元502将自身的与路由网桥500为出口网桥的MAC地址表项清除，发送单元503向TRILL网络中的第二路由网桥发送LSP报文，使得与路由网桥500处于同一VLAN中的第二路由网桥能够清除以路由网桥500为出口网桥的MAC地址表项。由于本发明实施例能够将各个路由网桥中的旧的MAC地址表项清除，避免TRILL网络中的其它路由网桥向旧的转发网桥转发数据报文，可以解决现有TRILL网络中存在的数据报文丢失的问题，提高TRILL网络中数据报文转发的成功率。
接下来介绍本发明实施例提供的TRILL网络中的另一种路由网桥，请参阅图6所示，本发明实施例提供的路由网桥600，包括：
接收单元601，用于接收第一路由网桥发送的LSP报文，其中，第一路由网桥与路由网桥600处于同一VLAN中。
清除单元602，用于将自身的以第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项清除。
需要说明的是，本发明实施例提供的路由网桥600实际上指的就是前述如图2和图3实施例中所介绍的第二路由网桥，此处仅作说明。
需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明如图3所示的方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
在本发明实施例中，与第一路由网桥处于同一VLAN中的路由网桥600中的接收单元601能够接收到第一路由网桥发送的LSP报文，清除单元602能够清除以第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项。由于本发明实施例能够将各个路由网桥中的旧的MAC地址表项清除，避免TRILL网络中的其它路由网桥向旧的转发网桥转发数据报文，可以解决现有TRILL网络中存在的数据报文丢失的问题，提高TRILL网络中数据报文转发的成功率。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上对本发明所提供的一种TRILL网络中MAC地址表项的管理方法和设备进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种多链路透明互联协议TRILL网络中介质访问控制MAC地址表项的管理方法，其特征在于，包括：
第一路由网桥通过本地链路中与自身相连的交换机获取拓扑结构变更通知TCN报文；
所述第一路由网桥根据所述TCN报文将自身的以所述第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项清除，清除之后第一路由网桥的MAC地址表项中不再记录本地链路中以第一路由网桥为出口网桥的主机以及该主机的MAC地址；
所述第一路由网桥向TRILL网络中的第二路由网桥发送链路状态协议数据单元LSP报文，以使所述第二路由网桥清除自身的以所述第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项，所述第二路由网桥与所述第一路由网桥处于同一虚拟局域网VLAN中。
2.根据权利要求1所述的TRILL网络中MAC地址表项的管理方法，其特征在于，所述第一路由网桥通过与自身相连的交换机获取拓扑结构变更通知TCN报文包括：
所述第一路由网桥侦听本地链路中与自身相连的所述交换机，得到所述TCN报文。
3.根据权利要求1所述的TRILL网络中MAC地址表项的管理方法，其特征在于，所述第一路由网桥通过与自身相连的交换机获取拓扑结构变更通知TCN报文包括：
所述第一路由网桥接收与自身相连的所述交换机广播的所述TCN报文。
4.一种多链路透明互联协议TRILL网络中介质访问控制MAC地址表项的管理方法，其特征在于，包括：
第二路由网桥接收第一路由网桥发送的链路状态协议数据单元LSP报文，所述第一路由网桥与所述第二路由网桥处于同一虚拟局域网VLAN中；
第二路由网桥将自身的以所述第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项清除。
5.一种路由网桥，其特征在于，所述路由网桥包括：
获取单元，用于通过本地链路中与自身相连的交换机获取拓扑结构变更 通知TCN报文；
清除单元，用于根据所述TCN报文将自身的以所述第一路由网桥为出口网桥的MAC地址表项清除，清除之后第一路由网桥的MAC地址表项中不再记录本地链路中以第一路由网桥为出口网桥的主机以及该主机的MAC地址；
发送单元，用于向多链路透明互联协议TRILL网络中的第二路由网桥发送链路状态协议数据单元LSP报文，以使所述第二路由网桥清除自身的以所述路由网桥为出口网桥的MAC地址表项，所述第二路由网桥与所述路由网桥处于同一虚拟局域网VLAN中。
6.根据权利要求5所述的路由网桥，其特征在于，所述获取单元具体用于侦听本地链路中与自身相连的所述交换机，得到所述TCN报文。
7.根据权利要求5所述的路由网桥，其特征在于，所述获取单元具体用于接收与自身相连的所述交换机广播的所述TCN报文。
8.一种路由网桥，其特征在于，所述路由网桥包括：
接收单元，用于接收第一路由网桥发送的链路状态协议数据单元LSP报文，所述第一路由网桥与所述路由网桥处于同一虚拟局域网VLAN中；
清除单元，用于将自身的以所述第一路由网桥为出口网桥的介质访问控制MAC地址表项清除。
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