CN103379033A - 报文转发方法和分组光传输网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种报文转发方法和分组光传输网络设备。该方法包括：设备光传输网络设备接收到报文后，识别所述报文的地址类型和目的地址；所述地址类型为从物理层至网络层之间的地址；所述设备光传输网络设备根据所述报文中的目的地址和与所述报文的地址类型对应的报文转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的地址，所述设备光传输网络设备配置有不同地址类型对应的报文转发表；所述光传输网络设备根据所述下一跳网络设备的地址，向所述下一跳网络设备转发所述报文。本发明实施例节约了核心路由器的端口资源，减轻了核心路由器的转发压力，减少了报文的转发跳数。

Description

报文转发方法和分组光传输网络设备

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种报文转发方法和分组光传输网络设备。

背景技术

目前，基于波分复用的IP(Internet Protocol over Wavelength DivisionMultiplexing，IP over WDM)网络中，基础承载网络是由“IP”层设备和“光”层设备组成的重叠型网络，这种叠加模式把IP承载网或多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，MPLS)承载网作为客户域，把光传送网作为服务域，通过IP层的路由器端口和光层的用户网络接口(User-to-Network Interface，UNI)来进行交互和业务请求。IP层与光层互不感知，IP层面的控制信息不流入光层，光层通过静态指配建立“管道”。光网络作为IP网络的管道，通过预先静态配置，实现路由器之间的互联，所有分组的交换均在路由器中完成。

图1A为现有技术提供的一种IP层与光层组网模型示意图。如图1A所示，业务流的报文由边缘路由器BR1上路。如果由此进入MPLS域，BR1为业务流量被打上MPLS标签。BR1起到边缘标签转发路由器(EdgerLabel Switching Router，E-LSR)的作用，起始一条标签交换路径(LabelSwitched Path，LSP)。其中，LSP是每一个沿着从源端到终端的路径上的节点的标签序列。MPLS标签业务流量通过BR1的端口和光传送网络(Optical Transport Network，OTN)设备OTN1的UNI端口到达OTN1。之后，MPLS标签业务流通过OTN1的网络节点接口(Network NodeInterface，NNI)接口，传送到OTN4的NNI接口。OTN4通过UNI接口将业务流传送到核心路由器CR1的端口。CR1封装新的IP数据包头后，充当LSR确定MPLS标签业务流的下一跳MPLS标签，CR1确定MPLS标签业务流的下一跳是与OTN3连接的网络设备，MPLS标签业务流从CR1回流到OTN4设备，继续在光传送网中传输到达OTN3设备。通过OTN3传输到边缘路由器BR3，在BR3下路。由于MPLS标签业务流的下一跳地址不是CR1，CR1处理MPLS标签业务流后，MPLS标签业务流还会回流到光传输网络，因此，对于核心路由器CR1来说，MPLS标签业务流是“过境”流。另外，CR1没有对MPLS标签进行第三层处理即根据识别出的业务流的目的IP地址和IP路由转发表确定转发业务流的下一跳设备地址。

通过对骨干网络流的分析，发现在经过核心路由器的业务流中，大约有50％以上属于“过境”流。而“过境”流的转发占用了昂贵的核心路由器端口，增加了核心路由器的转发压力。

发明内容

本发明实施例提供一种报文转发方法和分组光传输网络设备，用以解决现有核心路由器转发压力较大的缺陷。

一方面，本发明实施例提供一种报文转发方法，包括：

分组光传输网络设备接收到报文后，识别所述报文的地址类型和目的地址；所述地址类型为从物理层至网络层之间的地址；

所述分组光传输网络设备根据所述报文中的目的地址和与所述报文的地址类型对应的报文转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的地址，所述光传输网络设备配置有不同地址类型对应的报文转发表；

所述分组光传输网络设备根据所述下一跳网络设备的地址，向所述下一跳网络设备转发所述报文。

另一方面，本发明实施例还提供一种分组光传输网络设备，包括：

识别模块，用于接收到报文后，识别所述报文的报头中地址信息，并根据识别出的地址信息确定所述报文的地址类型和目的地址；所述地址类型为从物理层至网络层之间的地址；

分组交叉模块，根据所述报头中的目的地址和与所述报文的地址类型对应的报文转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的地址，所述光传输网络设备配置有不同地址类型对应的报文转发表；

发送模块，根据所述下一跳网络设备的地址，向所述下一跳网络设备转发所述报文。

本发明实施例提供的报文转发方法和分组光传输网络设备，分组光传输网络设备配置有不同地址类型对应的报文转发表，并具有识别报文的地址类型的功能，其中，地址类型为从物理层至网络层之间的地址。分组光传输网络设备识别报文的地址类型和目的地址后，根据该报文的目的地址和与识别出的该报文的地址类型对应的报文转发表，可直接确定转发该报文的下一跳网络设备的地址，并向所述下一跳网络设备转发该报文；而不需要将报文转发到核心路由器，由与分组光传输网络连接的核心路由器确定报文的下一跳地址。因而，目的地址不是核心路由器的过境流也不会被转发到核心路由器，从而节约了核心路由器的端口资源，减轻了核心路由器的转发压力，减少了报文的转发跳数。

附图说明

图1A为现有技术提供的一种IP层与光层组网模型示意图；

图1B为本发明实施例提供的一种IP层与光层组网模型示意图；

图1C为本发明实施例提供的一种报文转发方法流程图；

图2A为本发明实施例提供的另一种报文转发方法流程图；

图2B为图2A的一种应用场景示意图；

图3为本发明实施例提供的一种分组光传输网络设备结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种分组光传输网络设备结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例可以为IP over WDM网络中每个光传输网络设备增加报文地址识别功能并配置不同地址类型的报文转发表以具有分组功能。本发明实施例将具有报文识别功能和分组功能的光传输网络设备称为分组光传输网络设备(P-ONT)。为了节约成本，并充分利用光传输网络设备的报文地址识别功能和分组功能，也可以只为关键光传输网络设备增加报文地址识别功能并配置不同地址类型的报文转发表。因此，本发明实施例提供的分组光传输网络设备不仅可以处理物理层地址，也可以处理二层(数据链路层)地址、三层(网络层)地址或二点五层地址(例如MPLS标签)的报文。如图1B所示，核心路由器连接的OTN都连接有不同方向的OTN，即与核心路由器连接的OTN至少连接有两个OTN；边缘路由器连接的OTN只连接一个方向的OTN，即与边缘路由器OTN所连接的OTN个数只有一个。因此，优选地，在下层光网络中，可为核心路由器部署本发明实施例提供的分组光传输网络设备，仍为边缘路由器部署现有的光传输网络设备。

图1C为本发明实施例提供的一种报文转发方法流程图。如图1C所示，本实施例提供的报文转发方法包括：

步骤11：分组光传输网络设备接收到报文后，识别所述报文的地址类型和目的地址，其中地址类型为从物理层至网络层的地址。

IP over WDM网络中，业务流进入边缘路由器后，边缘路由器为业务流生成报文，根据需求在报文的报头中添加目的设备的地址后，转发给分组光传输网络。优选地，报文中的地址可以是位于第三层的网络层地址、位于第二层的数据链路层地址或位于二点五层的MPLS标签，MPLS标签独立于网络层地址和数据链路层地址。其中，网络层地址可以是IP地址，数据链路层地址可以是介质访问控制(Medium Access Control，MAC)地址或虚拟局域网(Virtual Local Area Networks，VLAN)标识。相应地，具有IP地址的报文为IP报文，具有MAC地址的报文为MAC报文，具有VLAN标识的报文为VLAN报文，具有MPLS标签的报文为MPLS报文。

分组光传输网络设备接收到报文后，识别所述报文的报头中地址信息，并根据识别出的地址信息确定所述报文的地址类型和目的地址，以根据所述报文的地址类型确定用于转发报文的报文转发表。

步骤12：分组光传输网络设备根据所述报头中的目的地址和与所述报文的地址类型对应的报文转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的地址，所述分组光传输网络设备配置有不同报文类型对应的报文转发表。

分组光传输网络设备确定报文的类型后，根据报文的类型确定转发该报文需要的报文转发表。具体地，若确定所述报文的地址为MAC地址，则转发该报文的报文转发表为MAC地址转发表；若确定所述报文的地址为VLAN标识，则转发该报文的报文转发表为VLAN转发表；若确定所述报文的地址为MPLS标签，则转发该报文的报文转发表为MPLS标签转发表；若确定所述报文的地址为IP地址，则转发该报文的报文转发表为IP路由转发表。其中，MAC地址转发表包括目的MAC地址和下一跳MAC地址的对应关系。所述VLAN转发表包括目的VLAN标识和下一跳VLAN标识的对应关系。MPLS标签转发表包括目的MPLS标签和下一跳MPLS标签的对应关系。IP路由转发表包括目的IP地址和下一跳IP地址的对应关系。

分组光传输网络设备确定转发报文的报文转发表后，根据报头中的目的地址和转发该报文的报文转发表，确定转发该报文的下一跳网络设备的地址。具体地，若确定所述报文的地址为MAC地址，则转发该报文的报文转发表为MAC地址转发表，之后根据所述报头中的目的MAC地址和MAC地址转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的MAC地址；若确定所述报文的地址为VLAN标识，根据所述报文中的目的VLAN标识和VLAN转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的VLAN标识；若确定所述报文的地址为MPLS标签，根据所述报文中的MPLS标签和MPLS标签转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的MPLS标签；若确定所述报文的地址为IP地址，根据所述报文中的目的IP地址和IP路由转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的IP地址。

步骤13：分组光传输网络设备根据所述下一跳网络设备的地址，向所述下一跳网络设备转发所述报文。

分组光传输网络设备根据确定出的转发该报文的下一跳网络设备的地址，直接向下一跳网络设备转发所述报文。由于分组光传输网络设备不仅可以转发物理层地址，也可以处理二层地址、三层地址或二点五层地址的报文不需要将报文转发到核心路由器，由核心路由器确定所述报文的下一跳网络设备的地址。因此，分组光传输网络设备不会将目的地址不是核心路由器的过境流转发到核心路由器。

本发明实施例提供的报文转发方法，分组光传输网络设备配置有不同地址类型对应的报文转发表，并具有识别报文的地址类型的功能，其中，地址类型为从物理层至网络层之间的地址。分组光传输网络设备识别报文的地址类型和目的地址后，根据该报文的目的地址和与识别出的该报文的地址类型对应的报文转发表，可直接确定转发该报文的下一跳网络设备的地址，并向所述下一跳网络设备转发该报文；而不需要将报文转发到核心路由器，由与分组光传输网络连接的核心路由器确定报文的下一跳地址。因而，目的地址不是核心路由器的过境流也不会被转发到核心路由器，从而节约了核心路由器的端口资源，减轻了核心路由器的转发压力，减少了报文的转发跳数。

图2A为本发明实施例提供的另一种报文转发方法流程图。图2B为图2A的一种应用场景示意图。如图2B所示，IP层的边缘路由器BR1与光层的光传输网络设备OTN1连接，分组光传输网络设备P-OTN4连接有不同方向的光传输网络设备：OTN1、OTN2和OTN3，P-OTN4还与IP层的核心路由器CR1连接。光层的OTN2和OTN3分别与IP层的边缘路由器：BR2和BR3连接。其中，分组光传输网络设备P-OTN4为本发明实施例提供的配置有不同地址类型对应的报文转发表的分组光传输网络设备，并具有识别报文的地址类型的功能的光传输网络设备。如图2A所示，本实施例提供的方法包括：

步骤21：当上层业务流1、业务流2和业务流3到达时，BR1分别对三条业务进行处理，为业务流1增加IP报头，为业务流2增加MAC报头，为业务流3增加MPLS报头，并发送到OTN1。

步骤22：OTN1将三条业务流透传到P-OTN4。

OTN1不具有识别报文的地址类型功能，只能识别第一层的物理层地址，因此不对报文进行处理直接透传到光传输网络设备P-OTN4。P-OTN4设备识别出业务流的目的地址后，根据业务流的目的地址和对应的报文转发表，确定转发业务流的下一跳设备地址，也就是确定P-OTN4上转发业务流的端口地址，通过确定出的端口将业务流转发到下一跳设备。

步骤23A：P-OTN4识别出业务流1的地址类型为IP地址、根据业务流1中的目的IP地址和IP路由转发表，确定转发业务流1的下一跳网络设备为CR1，将业务流1转发到CR1。

P-OTN4识别出业务流1的目的IP地址，根据目的IP地址查找IP路由转发表，查找到表项中下一跳IP地址为转发业务流1的下一跳网络设备的IP地址。

步骤23B：P-OTN4识别出业务流2的地址类型为MAC地址，根据业务流2中的目的MAC地址、根据业务流2中的目的MAC地址和MAC地址转发表，将业务流2转发到OTN2。

P-OTN4识别出业务流2的目的MAC地址，根据目的MAC地址查找MAC地址转发表，查找到表项中的下一跳MAC地址为转发业务流2的下一跳网络设备的MAC地址。P-OTN4查找MAC地址转发表后，确定转发业务流2的下一跳网络设备为OTN2，将业务流2转发到连接OTN2的NNI接口，通过OTN2转发到BR2。

步骤23C：P-OTN4识别出业务流3的地址类型为MPLS标签，根据业务流3中的MPLS标签和MPLS标签转发表，将业务流3转发到OTN3。

P-OTN4设备识别出业务流3的目的MPLS标签，根据目的MPLS标签查找MPLS标签转发表，查找到表项中的下一跳MPLS标签为转发业务流3的下一跳网络设备的MPLS标签。P-OTN4设备查找MPLS标签转发表后，确定转发业务流3的下一跳网络设备为OTN3，将业务流3转发到连接OTN3的NNI接口，通过OTN3转发到BR3。

步骤24A：业务流1进入CR1后，由CR1继续转发业务流1。

步骤24B：业务流2进入OTN2后，由OTN2转发到与OTN2连接的BR2，从BR2下路。

步骤24C：业务流3进入OTN3后，由OTN3转发到BR3，从BR3下路。

本实施例提供的P-OTN4是具有分组功能的OTN，除了可以对光层信号进行识别之外，还具备对二层信息、三层信息和二点五层信息的处理功能，因此，P-OTN4设备可以根据不同的地址类型对业务流进行区别处理，不会将属于过境流的业务流2和业务流3转发到CR1。

本实施例提供的报文转发方法，P-OTN4配置有不同地址类型对应的报文转发表，并具有识别报文的地址类型的功能。接收到OTN1发送的业务流量1\业务流量2\业务流量3的报文后，P-OTN4根据报文的目的地址和与识别出的该报文的地址类型对应的报文转发表，确定转发报文的下一跳网络设备为核心路由器CR1\边缘路由器BR2\边缘路由器BR3，向核心路由器CR1\边缘路由器BR2\边缘路由器BR3转发报文。因而，P-OTN4接收到报文后，不需将报文转发到与P-OTN4连接的核心路由器CR1，由核心路由器CR1确定报文的下一跳网络设备的地址。因此，本实施例提供的光传输网络设备P-OTN4可转发MPLS标签业务流量、VLAN业务流量或MAC业务流量等原由核心路由器CR1转发的“过境”业务流量，节约了核心路由器CR1的端口资源，减轻了核心路由器BR1的转发压力，减少了报文的转发跳数。

图3为本发明实施例提供的一种分组光传输网络设备结构示意图。如图3所示，本实施例提供的设备包括：识别模块31、分组交叉模块32和发送模块33。

识别模块31，用于接收到报文后，识别所述报文的报头中地址信息，并根据识别出的地址信息确定所述报文的地址类型和目的地址；所述地址类型为从物理层至网络层之间的地址。优选地，所述地址类型为物理层地址、网络层地址、数据链路层地址、虚拟局域网标识和MPLS标签。

分组交叉模块32，用于根据识别模块31识别出的所述报头中的目的地址和与所述报文的地址类型对应的报文转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的地址，所述光传输网络设备配置有不同地址类型对应的报文转发表。

发送模块33，用于根据交叉模块32确定的所述下一跳网络设备的地址，向所述下一跳网络设备转发所述报文。

优选地，本发明实施例提供的光传输网络设备可以至少连接有不同传送方向的光传输网络设备。

如图4所示，分组交叉模块32包括以下模块中一个或多个组合：MAC交叉单元321、VLAN交叉单元322、MPLS交叉单元323和IP交叉单元324。

MAC交叉单元321，用于若所述报文的地址为MAC地址，根据所述报头中的目的MAC地址和MAC地址转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的MAC地址。所述MAC地址转发表包括目的MAC地址和下一跳MAC地址的对应关系

VLAN交叉单元322，用于若所述报文的地址为VLAN标识，根据所述报文中的目的VLAN标识和VLAN转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的VLAN标识。VLAN转发表包括目的VLAN标识和下一跳VLAN标识的对应关系。

MPLS交叉单元323，用于根据所述报文中的MPLS标签和MPLS标签转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的MPLS标签。MPLS标签转发表包括目的MPLS标签和下一跳MPLS标签的对应关系

IP交叉单元324，用于若所述报文的地址为IP地址，根据所述报文中的目的IP地址和IP路由转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的IP地址。IP路由转发表包括目的IP地址和下一跳IP地址的对应关系。

本发明实施例提供的分组光传输网络设备还包括现有的光传输网络具有的时分复用(Time Division Multiplexing，TDM)交叉模块，例如，基于MPLS-TP的交叉、基于VC的交叉、基于光数据单元k(Optical Data Unit-k，ODUk)的交叉和基于光波长的交叉等。分组交叉模块32和TDM交叉模块可采用以下方案实现，第一种方案是统一交叉矩阵，无论接入何种业务，例如TDM业务，分组业务等，在输入端都经过切割封装成信元(cell)，最终在交叉板上以信元方式进行传输，在输出端再做重新组装。第二种方案是分布交叉双重模块，即在交叉板上，TDM交叉模块占到一定百分比，另一部分是本发明实施例提供的分组交叉模块，TDM业务和分组业务在交叉盘里处理时分别对应不同的处理模块。

本发明实施例提供的分组光传输网络设备配置有不同地址类型对应的报文转发表，并具有识别报文的地址类型的功能，其中，地址类型为从物理层至网络层之间的地址。分组光传输网络设备识别报文的地址类型和目的地址后，根据该报文的目的地址和与识别出的该报文的地址类型对应的报文转发表，可直接确定转发该报文的下一跳网络设备的地址，并向所述下一跳网络设备转发该报文；而不需要将报文转发到核心路由器，由与分组光传输网络连接的核心路由器确定报文的下一跳地址。因而，目的地址不是核心路由器的过境流也不会被转发到核心路由器，从而节约了核心路由器的端口资源，减轻了核心路由器的转发压力，减少了报文的转发跳数。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种报文转发方法，其特征在于，包括：

分组光传输网络设备接收到报文后，识别所述报文的地址类型和目的地址；所述地址类型为从物理层至网络层之间的地址；

所述分组光传输网络设备根据所述报文中的目的地址和与所述报文的地址类型对应的报文转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的地址，所述设备光传输网络设备配置有不同地址类型对应的报文转发表；

所述分组光传输网络设备根据所述下一跳网络设备的地址，向所述下一跳网络设备转发所述报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地址类型为物理层地址、网络层地址、数据链路层地址或MPLS标签。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述报文中的目的地址和与所述报文的地址类型对应的报文转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的地址包括：

若确定所述报文的地址为MAC地址，根据所述报文中的目的MAC地址和MAC地址转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的MAC地址；或，

若确定所述报文的地址为VLAN标识，根据所述报文中的目的VLAN标识和VLAN转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的VLAN标识；或，

若确定所述报文的地址为MPLS标签，根据所述报文中的MPLS标签和MPLS标签转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的MPLS标签；或，

若确定所述报文的地址为IP地址，根据所述报文中的目的IP地址和IP路由转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的IP地址。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述MAC地址转发表包括目的MAC地址和下一跳MAC地址的对应关系；所述VLAN转发表包括目的VLAN标识和下一跳VLAN标识的对应关系；MPLS标签转发表包括目的MPLS标签和下一跳MPLS标签的对应关系；IP路由转发表包括目的IP地址和下一跳IP地址的对应关系。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述分组光传输网络设备连接有不同传送方向的光传输网络设备。

6.一种分组光传输网络设备，其特征在于，包括：

识别模块，用于接收到报文后，识别所述报文的报头中地址信息，并根据识别出的地址信息确定所述报文的地址类型和目的地址；所述地址类型为从物理层至网络层之间的地址；

分组交叉模块，用于根据所述报文中的目的地址和与所述报文的地址类型对应的报文转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的地址，所述光传输网络设备配置有不同地址类型对应的报文转发表；

发送模块，用于根据所述下一跳网络设备的地址，向所述下一跳网络设备转发所述报文。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述地址类型为物理层地址、网络层地址、数据链路层地址或MPLS标签。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述分组交叉模块包括：

MAC交叉单元，用于若所述报文的地址为MAC地址，根据所述报文中的目的MAC地址和MAC地址转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的MAC地址；或，

VLAN交叉单元，用于若所述报文的地址为VLAN标识，根据所述报文中的目的VLAN标识和VLAN转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的VLAN标识；或，

MPLS交叉单元，用于根据所述报文中的MPLS标签和MPLS标签转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的MPLS标签；或，

IP交叉单元，用于若所述报文的地址为IP地址，根据所述报文中的目的IP地址和IP路由转发表，确定转发所述报文的下一跳网络设备的IP地址。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述MAC地址转发表包括目的MAC地址和下一跳MAC地址的对应关系；所述VLAN转发表包括目的VLAN标识和下一跳VLAN标识的对应关系；MPLS标签转发表包括目的MPLS标签和下一跳MPLS标签的对应关系；IP路由转发表包括目的IP地址和下一跳IP地址的对应关系。

10.根据权利要求6至9任意一项所述的设备，其特征在于，所述分组光传输网络设备至少连接有不同传送方向的光传输网络设备。

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