CN103546379A - 一种vpls中mac地址表项更新的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种VPLS中MAC地址表项更新的装置和方法，应用在配置有主链路以及备链路信息的UPE上，所述主链路以及备链路分别连接不同的NPE。所述方法包括如下步骤：在承载VPLS报文传输的主链路或者备链路故障时，进行主链路和备链路之间的切换；在链路切换后，通过切换后的目标链路发送广播报文，所述广播报文的源介质访问控制MAC地址为用户侧设备的MAC地址，用于指示NPE重新从目标链路上进行所述用户侧设备的MAC地址学习。通过本发明的技术方案，有效地避免了由于链路切换而造成的报文转发中断，提高用户体验。

Description

一种VPLS中MAC地址表项更新的装置和方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种VPLS中MAC地址表项更新的装置和方法。
背景技术
MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)以优秀的技术特点获得了绝大部分运营商和设备制造商的支持，被认为是下一代网络的核心技术。MPLS平台可以开发种类丰富的服务业务，VPLS（Virtual Private LANService，虚拟专用局域网服务）就是其中的一种，它为企业用户提供一种仿真的以太网服务，有效地解决了在链路层互连跨区域多分支以太局域网的问题。
VPLS是在公用网络中提供的一种点到多点的L2VPN(Layer2VirtualPrivate Network，二层虚拟专用网)业务。不同于传统VPN(Virtual PrivateNetwork，虚拟专用网)提供的P2P(Point to Point，点到点)的连接服务，在VPLS中，用户由多点网络连接起来，通过在PE（Provider Edge，服务提供商网络边缘）设备上创建一系列的虚拟交换机租借给用户来实现服务。虚拟交换机的组网和传统交换机完全相同，这样，用户就可以通过城域网或广域网来实现自己的LAN(Local Area Network，局域网)。
在VPN报文转发的过程中，由于网络的不可靠性，任何一个节点或者一条链路发送故障，都会导致业务的中断，为了提高网络的可靠性，经常采用路径冗余保护的方法，通常设置有主链路以及备链路，在主链路或节点故障的时候，切换到备用链路，以保证报文的正常通信。在主链路和备链路切换的时候，如何减少相邻节点的切换以及端到端的业务收敛时间，快速恢复报文转发，就成为了亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种VPLS中MAC地址表项更新的装置和方法，应用在配置有主链路以及备链路信息的用户侧服务提供商网络边缘设备UPE上，所述主链路以及备链路分别连接不同的网络侧服务提供商网络边缘设备NPE。
具体地，所述装置包括：
链路切换模块，用于在承载VPLS报文传输的主链路或者备链路故障时，进行主链路和备链路之间的切换；
表项更新模块，用于在链路切换后，通过切换后的目标链路发送广播报文，所述广播报文的源介质访问控制MAC地址为本设备MAC地址转发表中的用户侧设备的MAC地址，用于指示NPE重新从目标链路上进行所述用户侧设备的MAC地址学习。
所述方法包括：
在承载VPLS报文传输的主链路或者备链路故障时，进行主链路和备链路之间的切换；
在链路切换后，通过切换后的目标链路发送广播报文，所述广播报文的源介质访问控制MAC地址为本设备MAC地址转发表中的用户侧设备的MAC地址，用于指示NPE重新从目标链路上进行所述用户侧设备的MAC地址学习。
由以上描述可以看出，本发明在链路切换时，突破传统思维，不发送MAC地址回收报文，不涉及MAC地址表项的删除，而是通过从切换后的目标链路上主动发送广播报文，触发网络中的其他NPE设备进行MAC地址学习，已达到快速更新自身MAC地址转发表的目的，进而减少或避免报文转发中断，提高用户体验。
附图说明
图1是本发明一种实施例中VPLS组网示意图；
图2是本发明一种实施例VPLS中MAC地址表项更新的装置逻辑结构图；
图3本发明一种实施例VPLS中MAC地址表项更新的方法流程图。
具体实施方式
请参考图1所示的一种VPLS组网图。其中，涉及的相关术语有：
CE（Customer Edge，用户网络边缘设备）：有接口直接与SP(ServiceProvider，服务提供商)相连。CE可以是路由器或交换机，也可以是一台主机。CE“感知”不到VPN的存在。
UPE（User-facing PE，靠近用户侧的PE设备）：用于连接CE设备与服务商网络，主要作为用户接入VPN的汇聚设备，为用户提供接入服务。
NPE（Network PE，网络核心PE设备）：处于VPLS网络的核心域边缘，在核心网上提供VPLS透明传输服务。
PW(Pseudo Wire，虚链路)：由一对方向相反的单向VC LSP(VirtualCircuit Label Switched Path，虚电路标签交换路径)组成。
N-PW：NPE与NPE之间的PW。
U-PW：NPE与UPE之间的PW。
VPLS是通过源MAC地址学习来提供报文的可达性。每个PE设备维护一张桥MAC地址表。
在图1所示的组网示意图中，UPE分别与NPE1和NPE2建立U-PW连接。其中，UPE到NPE1之间的主U-PW作为主链路，UPE到NPE3之间的备U-PW作为备链路。NPE1、NPE2以及NPE3之间分别建立N-PW连接。CE1通过UPE连接到网络，CE2通过NPE2连接到网络，CE3通过NPE3连接到网络。
当承载VPLS报文的链路故障时，比如UPE到NPE1之间的主U-PW故障，或者NPE1故障时，UPE会将链路立即切换到UPE到NPE3之间的备U-PW上。那么，从CE1发往网络另一侧CE2的报文传输路径就由原来的CE1-->UPE-->NPE1-->NPE2-->CE2，变为CE1-->UPE-->NPE3-->NPE2-->CE2，这就需要NPE2和NPE3更新本设备上的MAC地址转发表，以来满足链路切换后的报文转发。
目前，在链路切换的时候，比如，由主U-PW切换到备U-PW，通常是UPE同时向自己的邻居NPE3发送MAC地址回收报文，NPE3收到该MAC地址回收报文后删除自己学到的MAC表项，并发送给它的邻居NPE2，NPE2删除自己学到的MAC表项后，对于从CE2发往CE1的报文变为广播，等待从NPE3来的报文进行MAC地址学习后更新表项变为单播。
所述MAC地址回收报文中会携带需要删除的MAC地址。然而由于UPE用户侧的设备较多，一种方案是在MAC地址回收报文中相应的字段中填写NULL，意为删除对应VSI（Virtual Switch Instance，虚拟交换实例）下所有MAC地址转发表项，其中所述MAC地址回收报文所在的PW的MAC地址转发表项除外。仍以图1为例，NPE3上保存有从N-PW2上学习到的CE1的MAC地址，从N-PW3上学习到的CE2的MAC地址。当链路切换时，NPE3收到MAC地址回收报文，在删除来自N-PW2上CE1的MAC地址的同时，也删除了来自N-PW3上CE2的MAC地址，这就会导致在CE3访问CE2时需要发送广播报文，而实际上，来自N-PW3上的CE2的MAC地址是可以不删除的。由此可见，上述方案在链路切换时，发送MAC地址回收报文会使网络中出现大量未知单播报文所触发的广播流量，进而导致网络拥塞，影响转发效率。
针对上述方案存在的问题，本发明提供一种VPLS中MAC地址表项更新的装置和方法，应用在配置有主链路以及备链路信息的用户侧服务提供商网络边缘设备UPE上，所述主链路以及备链路分别连接不同的网络侧服务提供商网络边缘设备NPE。以下以计算机软件实现为例，但本发明并不排除其他实现方式，比如可编程逻辑器件、固件甚至专用硬件。作为该逻辑装置的运行载体的UPE，其硬件环境通常至少都包括有CPU、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括各种转发芯片等硬件。请参考图2，所述装置在逻辑层面包括有：链路切换模块、表项更新模块以及表项管理模块。请参考图3，在本发明的一种实施方式中，所述装置在运行过程中执行如下步骤：
步骤101，在承载VPLS报文传输的主链路或者备链路故障时，进行主链路和备链路之间的切换。本步骤由链路切换模块执行。
这里，当前承载VPLS报文的链路可以是主链路或者是备链路。若当前承载VPLS报文的链路发生故障，则触发链路切换，将报文的承载链路切换到目标链路上，显然，若当前承载VPLS报文的链路是主链路，则目标链路为备链路；若当前承载VPLS报文的链路是备链路，则目标链路为主链路。
步骤102，在链路切换后，通过切换后的目标链路发送广播报文，所述广播报文的源介质访问控制MAC地址为本设备MAC地址转发表中的用户侧设备的MAC地址。本步骤由表项更新模块执行。
在上述步骤中，在链路切换模块完成链路切换后，为了使网络中的其他NPE设备及时更新MAC地址转发表，所述表项更新模块主动从切换后的目标链路发送广播报文。由于链路切换，导致网络中其他NPE设备上学习到的UPE用户侧设备对应的MAC地址表项中的链路需要变化，所以所述广播报文的源MAC地址是UPE的MAC地址转发表中所记录的用户侧设备的MAC地址。所述UPE用户侧设备包括CE1以及CE1下面所连接的用户设备。网络中的其他NPE设备收到该广播报文后，会重新进行MAC地址学习，以达到更新MAC地址转发表的目的。
具体地，请进一步参考图1，由于主U-PW链路故障等原因，UPE的链路切换模块将报文转发的路径切换到备U-PW上。表项更新模块发送源MAC地址是用户侧设备MAC的广播报文。NPE3收到该广播报文后，重新进行MAC地址学习，将MAC地址转发表中链路N-PW2迁移到链路备U-PW，然后将所述广播报文发送给NPE1和NPE2。NPE1收到该广播报文后，也重新进行MAC地址学习，将MAC地址转发表中链路主U-PW迁移到链路N-PW2。同样，NPE2收到该广播报文后，也重新进行MAC地址学习，将MAC地址转发表中链路N-PW1迁移到链路N-PW3。以快速完成MAC转发表项的更新。
本发明对所述广播报文没有具体限制，只要是能够正常实现转发的报文即可。优选地，可以选择IP报文等不需要响应的报文，以避免网络中出现过多不必要的流量。
为了避免遗漏，所述表项更新模块通常是按照MAC地址转发表项中用户侧设备的MAC地址表项顺序发送所述广播报文。
在本发明一种优选的实施方式中，所述的表项管理模块在根据用户侧设备报文进行用户侧设备MAC地址学习时，将新学习到的用户侧设备MAC地址表项放置在本设备MAC地址转发表中的最前端。UPE收到用户侧设备发送到网络侧的报文，往往意味着接下来可能会有网络侧设备回复该用户侧设备的报文，所以所述表项更新模块将其MAC地址表项写到MAC地址转发表的最前端，以便在链路切换时，所述表项更新模块能够快速定位并发送源MAC地址是该用户侧设备MAC地址的广播报文，而网络中的其他NPE设备就能够更新该用户侧设备的MAC地址表项，以最大程度地避免转发到该用户侧设备的报文中断。
优选地，所述表项管理模块在根据网络侧设备报文进行网络侧设备MAC地址学习时，将新学习到的网络侧设备MAC地址表项放置在本设备MAC地址转发表中的最末端，以加快在链路切换后所述表项更新模块查找用户侧设备MAC地址以及发送广播报文的速度。进一步地，所述表项管理模块查看所述网络侧报文的目的MAC地址，如果所述网络侧报文目的MAC地址是用户侧设备的MAC地址，则说明该用户侧设备有来自网络侧的下行流量，所述表项管理模块查找MAC地址转发表，将该用户侧设备的MAC地址表项放置在所述MAC地址转发表中的最前端。同样，便于在链路切换时，所述表项更新模块能够先发送源MAC地址是该用户侧设备MAC地址的广播报文，而网络中的其他NPE设备就能够先更新该用户侧设备的MAC地址表项，以最大程度地避免到该用户侧设备的报文中断。
由以上描述可以看出，本发明在链路切换时，突破传统思维，不发送MAC地址回收报文，不涉及MAC地址表项的删除，而是通过从切换后的目标链路上主动发送广播报文，触发网络中的其他NPE设备进行MAC地址学习，已达到快速更新自身MAC地址转发表的目的，进而避免报文转发中断，提高用户体验。
需要说明的是，本发明并不限制在VPLS组网中。只要是配置有主链路以及备链路，并以目的MAC地址为转发机制的组网结构都适用，比如，灵活链路Smart-Link等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种虚拟专用局域网VPLS中MAC地址表项更新的装置，应用在配置有主链路以及备链路信息的用户侧服务提供商网络边缘设备UPE上，所述主链路以及备链路分别连接不同的网络侧服务提供商网络边缘设备NPE，其特征在于，所述装置包括：
链路切换模块，用于在承载VPLS报文传输的主链路或者备链路故障时，进行主链路和备链路之间的切换；
表项更新模块，用于在链路切换后，通过切换后的目标链路发送广播报文，所述广播报文的源介质访问控制MAC地址为本设备MAC地址转发表中的用户侧设备的MAC地址，用于指示NPE重新从目标链路上进行所述用户侧设备的MAC地址学习。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述表项更新模块，进一步用于根据本设备MAC地址转发表中用户侧设备的MAC地址表项顺序发送所述广播报文。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
表项管理模块，用于在根据用户侧设备报文进行用户侧设备MAC地址学习时，将新学习到的用户侧设备MAC地址表项放置在本设备MAC地址转发表中的最前端。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
所述表项管理模块，进一步用于在根据网络侧设备报文进行网络侧设备MAC地址学习时，将新学习到的网络侧设备MAC地址表项放置在本设备MAC地址转发表中的最末端。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
所述表项管理模块，进一步用于在所述网络侧设备报文的目的MAC地址为用户侧设备的MAC地址时，将该用户侧设备的MAC地址表项放置在本设备MAC地址转发表中的最前端。
6.一种虚拟专用局域网VPLS中MAC地址表项更新的方法，应用在配置有主链路以及备链路信息的用户侧服务提供商网络边缘设备UPE上，所述主链路以及备链路分别连接不同的网络侧服务提供商网络边缘设备NPE，其特征在于，所述方法包括：
在承载VPLS报文传输的主链路或者备链路故障时，进行主链路和备链路之间的切换；
在链路切换后，通过切换后的目标链路发送广播报文，所述广播报文的源介质访问控制MAC地址为本设备MAC地址转发表中的用户侧设备的MAC地址，用于指示NPE重新从目标链路上进行所述用户侧设备的MAC地址学习。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
通过切换后的目标链路发送广播报文的过程进一步包括：根据本设备MAC地址转发表中用户侧设备的MAC地址表项顺序发送所述广播报文。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在根据用户侧设备报文进行用户侧设备MAC地址学习时，将新学习到的用户侧设备MAC地址表项放置在本设备MAC地址转发表中的最前端。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在根据网络侧设备报文进行网络侧设备MAC地址学习时，将新学习到的网络侧设备MAC地址表项放置在本设备MAC地址转发表中的最末端。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述网络侧设备报文的目的MAC地址为用户侧设备的MAC地址时，将该用户侧设备的MAC地址表项放置在本设备MAC地址转发表中的最前端。
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