CN103856398A - 物理链路的虚拟干线化 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种物理链路的虚拟干线化，其中，至少一个控制桥控制在控制桥以下的分级结构中的位于更低层级的装置中的数据通信量。这些装置包括诸如线路模块和端口扩展器这样的多个端口传输装置，该端口传输装置最终与称作站的端点装置通信。从控制桥至站的至少两个物理路径被一同分组为虚拟干线以当在双宿主模式操作时提供用于数据包传输的多个物理路径。

Description

物理链路的虚拟干线化

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年11月30日提交的临时专利申请第61/732,236号的优先权，其从各个方面不失其完整性地通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施方式涉及有线通信并且，更具体地，涉及将桥接装置连接至有线网内的各个中间路由和端点装置。

背景技术

现在已知的各种有线通信系统提供装置之间的通信链路，无论该装置是端点装置、中间路由装置或者桥接装置。通信可在特定网络内的装置之中或者连接可在网络间被建立。在一个具体类型系统中，桥接装置被用于控制存在于桥接的一侧的那些部件（例如，下行链路）与存在于桥的另一侧的那些部件或网络（例如，上行链路）之间的数据通信量。桥接系统的一个示例是企业系统，其中桥控制分级存在于桥以下的多个部件之中的数据通信量，以及分级存在于该桥以上的桥与环境之间的数据流。

使用物理链路的示例性现有技术的数据传输系统如图1中所示的。图1的示图示出了系统100的系统框图，其中仅示出了高度的连通性。系统100包括：控制桥（CB：control bridge）101，其与定位在CB101的下行链路的多个线路模块（LM）102连通。在系统100的具体示例中，示出了八个线路模块LM0至LM7。每个线路模块102进一步耦接至下游装置。一个这种装置被示为耦接至LM0。一个端点装置103被示出连接至LM0。应注意，尽管没有示出，但各个LM102同样具有与端点装置的连接。在采用控制桥的数据网络的一个应用中，端点装置被称作虚拟机或者VMs。因此，端点装置103是从图1中LM0下游耦接的VM。

系统100的数据传输是由CB101控制的。例如，如果端点装置103想要将数据传输至系统100内的另一个端点装置，那么数据首先从端点装置103传输至LM0。然后，在由CB101所提供的仲裁控制下，LM0将数据传输至CB101。CB101接收数据并且使用伴随数据的目的地址识别目的端点装置。CB101然后将数据传输至与该端点装置有关的LM并且随后将数据发送至该目的端点装置。可选地，如果来自端点装置103的数据是指定给超出系统100范围的位置，那么CB101，在从LM0接收的数据之后，会将该数据沿上行链路发送至存在于分级结构中CB101以上的高层的装置、部件和/或网络。

通常，数据传输通过利用具体的通信协议实现。诸如系统100的有线系统使用的通用通信协议，是由IEEE802.1标准定义的协议规范。IEEE802.1标准适用于网络管理。系统100可配置为以太^TM网络，其中例如，系统100可采用IEEE802.3或者等效的规范来定义局域网（LAN）的介质访问控制（MAC）层。

CB101可利用单个桥接装置或者可使用多于一个的桥接装置。在图1中，CB101被示出为具有两个桥接装置CB-A和CB-B。CB-A和CB-B可独立运行或者他们可共同运行。在图1中，数据线105和控制线106被示出为连接CB-A和CB-B，以便两个桥接装置可一起运行以平衡数据流。如指明的，CB101的上行链路可连接至存在于CB101的上行链路的其他装置和/或网络。

应注意，在系统100中，各个部件101到103是通过具有彼此一对一连接的物理链路连接的。即使虚拟信道可被分配给具体的VM和CB101之间的通信，但通信是沿着单个物理通路通过的。就是说，从VM或者LM至CB101向上遍历分级结构的数据采取规定的物理通路。同样地，从CB101至LM或者VM向下遍历分级结构的数据采用单个物理通路。具体链路中的中断（故障）将断开物理链路的路径。此外，除非除单个物理路径以外可选路径是可用的，否则当只利用单个物理通路时不能实现数据负载平衡。

因此，需要一种系统，该系统在网络中利用多于一个的物理链路为由桥接装置管理的分级结构指派到端点装置的数据通路。

发明内容

根据本发明的一个方面，提出了一种系统，包括：至少一个控制桥；多个端口传输装置，耦接至至少一个控制桥，其中，至少一个控制桥和多个端口传输装置被配置为分级布置，其中，在该分级布置中，多个端口传输装置比至少一个控制桥的层级更低；以及多个端点装置，耦接至分级布置中的多个端口传输装置以在系统内传输数据，其中，多个端点装置中的一个端点装置被配置为具有到至少一个控制桥的多个不同的物理通路，并且其中，不同物理通路被一同分组为虚拟干线，其中，至少一个控制桥当从至少一个控制桥到一个端点装置发送数据时标识虚拟干线并且选择到一个端点装置的不同物理通路中的一个以将数据传输至一个端点装置。

根据本发明的该一个方面的一个实施方式，其中，多个控制桥被配置在具有多个端口传输装置和多个端点装置的分级布置的顶部。

根据本发明的该一个方面的一个实施方式，其中，多个控制桥保留多个控制桥中的一个桥和虚拟干线的标识以确定在从控制桥到端点装置传输数据时使用虚拟干线中的多个不同物理通路中的哪个物理通路。

根据本发明的该一个方面的一个实施方式，其中，多个端口传输装置包括在控制桥以下的分级结构层处的耦接至多个控制桥的多个线路模块，其中，虚拟干线中的不同的物理通路被配置为使用至少两个线路模块。

根据本发明的该一个方面的一个实施方式，其中，多个端口传输装置包括在线路模块以下的分级结构层处的耦接至多个线路模块的多个端口延伸装置。

根据本发明的该一个方面的一个实施方式，其中，一个端点装置通过多个物理连接链路被耦接至多个端口延伸装置中的一个。

根据本发明的该一个方面的一个实施方式，其中，从一个控制桥开始的数据传输是单播数据流。

根据本发明的该一个方面的一个实施方式，其中，从一个控制桥开始的数据传输是多播数据流。

根据本发明的该一个方面的一个实施方式，其中，系统内的第二端点装置只具有耦接至至少一个控制桥的单个物理通路，其中，系统操作为具有经由多个物理通路耦接至至少一个控制桥的一个或多个端点装置和经由单个物理通路耦接至至少一个控制桥的一个或多个端点装置。

根据本发明的另一个方面，提出一种作为桥接装置操作的设备包括：耦接至多个端口传输装置的至少一个数据接口，其中，该设备和多个端口传输装置被配置为分级布置，其中，在分级布置中，多个端口传输装置比该设备的层级更低，并且在分级布置中多个端点装置被耦接至多个端口传输装置以从该设备传输数据至多个端点装置中的一个端点装置；以及连接至至少一个数据接口的控制器，其中，控制器可操作用于配置虚拟干线以具有从至少一个数据接口至一个端点装置的多个不同的物理通路并且选择至一个端点装置的不同的物理通路中的一个以将数据传输至一个端点装置。

根据本发明的该另一个方面的一个实施方式，其中，该设备被配置在具有多个端口传输装置和多个端点装置的分级布置的顶部。

根据本发明的该另一个方面的一个实施方式，其中，多个端口传输装置包括在该设备以下的分级结构层处的耦接至该设备并且由控制器配置的多个线路模块，其中，虚拟干线中的不同的物理通路被使用至少两个线路模块进行配置。

根据本发明的该另一个方面的一个实施方式，其中，多个端口传输装置包括在多个线路模块以下的分级结构层处的耦接至多个线路模块并且由控制器配置的多个端口延伸装置。

根据本发明的该另一个方面的一个实施方式，其中，一个端点装置通过多个物理连接链路被耦接至多个端口延伸装置中的一个。

根据本发明的该另一个方面的一个实施方式，其中，分级布置内的第二端点装置只具有耦接至该设备的单个物理通路，其中，该设备运行在具有经由多个物理通路耦接至至少一个数据接口的一个或多个端点装置和经由单个物理通路耦接至至少一个数据接口的一个或多个端点装置的分级布置内。

根据本发明的又一个方面，提出一种方法，包括：将桥控制器配置为与耦接至桥控制器的多个端口传输装置一起工作，其中，桥控制器和多个端口传输装置被配置为分级布置，其中，在分级配置中，多个端口传输装置被配置为比桥控制器的层级低，并且在分级布置中多个端点装置耦接至多个端口传输装置以从桥控制器传输数据至多个端点装置中的一个端点装置；以及配置虚拟干线以具有从桥控制器至一个端点装置的多个不同的物理通路并且选择至一个端点装置的不同物理通路中的一个以将数据传输至一个端点装置。

根据本发明的该又一个方面的一个实施方式，该方法还包括，将多个端口传输装置配置为包括在桥控制器以下的分级结构层处的耦接至桥控制器的多个线路模块，其中，虚拟干线的不同的物理通路被配置为使用至少两个线路模块。

根据本发明的该又一个方面的一个实施方式，该方法还包括，将多个端口传输装置配置为包括在多个线路模块以下的分级结构层处的耦接至的多个线路模块的多个端口延伸装置。

根据本发明的该又一个方面的一个实施方式，该方法还包括，将一个端点装置配置为通过多个物理连接链路被耦接至多个端口延伸装置中的一个。

根据本发明的该又一个方面的一个实施方式，该方法还包括，将分级布置内的第二端点装置布置为只具有耦接至桥控制器的单个物理通路，其中，桥控制器运行在具有经由多个物理通路耦接至桥控制器的一个或多个端点装置和经由单个物理通路耦接至桥控制器的一个或多个端点装置的分级布置内。

附图说明

图1示出了描述具有桥、多个线路模块和至少一个端点装置的系统的现有技术的示图，其中系统的分级结构利用单个物理链路传输桥与端点装置之间的数据。

图2示出了根据实践本发明的实施方式的系统框图，其中虚拟干线线路被用于物理链路上以提供多个路径来传输系统的控制桥与端点装置之间的数据，以便提供用于数据传输的双重路径。

图3根据实践本发明的一个实施方式示出了当使用单宿主模式的一个物理链路时用于图2系统的示例性单播数据流。

图4示出了根据实践本发明的实施方式的图2系统的数据通信中使用的ETAG格式的示例。

图5根据实践本发明的一个实施方式示出了当使用单宿主模式的一个物理链路时图2系统的示例性多播数据流。

图6根据实践本发明的一个实施方式示出了当使用双宿主模式的虚拟干线化时图2系统的示例性单播数据流。

图7根据实践本发明的一个实施方式示出了当使用双宿主模式的虚拟干线化时图2系统的示例性多播数据流。

图8示出了根据实践本发明的一个实施方式说明可用于图2系统的线路模块或者端口扩展器的硬件装置的方框示意图。

图9示出了根据实践本发明的一个实施方式阐明可用于图2系统的控制桥的硬件装置的方框示意图。

具体实施方式

本发明的实施方式可以实现在采用诸如桥接装置这样的中心或者边缘路由装置的各种系统中以传输数据。尽管实施方式是根据网络上的控制桥来描述的，但本发明同样可以以其他路由装置容易地实施。本发明不必限于控制桥。例如，交换结构的交换可采用本发明的实施方式。同样地，除本文中描述的线路模块、线路卡、端口部件、端口扩展器以外的其他装置同样可用于实践本发明。此外，本发明的实施方式是根据IEEE802.#标准或者协议（诸如IEEE802.1、IEEE802.2、IEEE802.3等）中的一个下定义的协议或者规范来描述的，但不必限于上述标准或者协议。此外，本发明的实施方式是根据有线环境中的物理链路描述的。然而，其他实施方式可使用无线链路或者与其中部分系统具有无线通信链路的系统结合。因此，本文中描述的和图中示出的物理链路参考有线连接，但是需要注意在其他实施方式中可采用无线通信路径，或者有线路径和无线路径的结合。

图2示出了包括多个控制桥（CB）201、线路模块（LM）202和端口扩展器（PE）203的系统200的方框图。系统200示出了两个CB201（标示为CB0和CB1）。需要注意的是其他实施方式可具有超过两个CB。CB201彼此通信以通过数据总线240和控制线241在CB之间传输数据和控制信息。CB201与布置在CB201的下行链路的多个LM202连通。八个LM（标示为LM0至LM7）是为系统200标示出的，但其他实施方式具有的LM202的数量可以更多或更少。在系统200的实施方式中LM202在系统200的分级布置中被定位在CB201以下的一层。给定的LM202为CB201与存在于LM202下游的部件与装置之间提供接口，使得LM基本上作为扩展的端口运行。

LM202的系统分级结构以下是提供增加（例如，扩展）可连接至每个LM202的部件数目的功能的PE203。例如，如果一个LM202有“N”个下游线路，那么其可连接至“N”个端点装置或者终端站（或者站）。然而，通过利用每个LM线路上的PE，可通过LM连接的终端站的数目增加了。例如，如果具有“N”个下游线路的特定LM将每条线连接至具有“M”个下游线路的PE，那么潜在的NxM个站可通过LM/PE组合连接至CB。需要注意的是每个PE203可通过具有定位在第一PE的更远下游的另一个PE或者多个PE进一步被扩展。尽管上述分级结构的变化很多，但本发明实施方式的主旨是在图2和如下说明中标识。应注意，图2中，示出了四个PE（标示为PE0、PE1、PE3及PE4）。此外，应注意，在有些情况下，站可直接耦接至LM或者甚至在没有利用LM202的情况下耦接至CB。

因此，对于系统200中示出的特定结构，CB0和CB1被耦接至LM（LM0到LM7），并且彼此耦接，使得特定CB和特定LM之间可发生数据传输。同样地，每个LM202可下游耦接至站、PE203或者其它的装置或部件。如上所述，特定站可直接耦接至LM202（如通过站S4和S5连接至LM5所示出）或者甚至直接连接至CB201（如通过站S3示出）。在一个实施方式中，系统200利用IEEE802.#标准或者协议（诸如IEEE802.1、IEEE802.2、IEEE802.3等）中的一个或多个彼此通信并且传输系统200内的数据。此外，可从CB201向上行链路发送数据，或者从上行链路将数据接收入CB201中。在一个实施方式中，以太网LAN提供CB201的上行链路连接。然而，其他协议、标准和/或规范可用于其他实施方式。通常，在启动初始化时，当装置增加时，或者在其他条件期间，系统200的各个装置/部件在系统中被标识并且CB保留系统200的预先配置信息。

系统200可作为单宿主系统、双宿主系统、或者单宿主和双宿主的结合来运行。当在单宿主模式运行时，将特定站耦接至CB的物理链路具有向上层分级结构至指定的CB201的单一物理通路。当在双宿主模式中运行时，从特定站至两个CB存在两个可选通路。双宿主路径是通过两个不同中间路由装置被路由。结合系统将采用单路由和双路由方案两者。如随后描述中将描述的，对于双宿主系统，CB可在两个不同物理路径（链路）上建立和维持至站的虚拟连接（本文中术语为“虚拟干线”或者“虚拟信道”），使得可实现两个物理链路的任一个的或者两个的数据传输。

在图2的示例实施方式中，站S0利用标示为接口1的单个连接（链路）耦接至PE0，并且站S1利用标示为接口2的单个连接耦接至PE3。站S6使用单个连接链路耦接至PE1并且站S2使用单个连接耦接至PE4。在PE层，PE0被示出为具有至LM0和LM1的连接。需要注意的是在其他实施例中PE0可耦接至更多PE。同样地，PE1被示出耦接至LM0和LM1。PE3耦接至LM6和LM7。另一方面，PE4被示出仅耦接至LM6。因为在图2的实施方式中，LM具有至CB0和CB1的单独的连接，所以PE0、PE1和PE3具有至任一CB的双通路。然而，PE4不具有至CB的完整双通路，因为PE4只具有通过LM6的单个通路。

因此，站可利用不同的LM建立从站至CB的双通路，而其他站（例如，站S2）可建立只通过单个LM的通路。此外，应注意，站S0、S1、S2及S6被示出在站与对应的PE之间具有单个通路，但是在其他实施方式中将终端站连接至PE的接口可具有多个链路。上述站的多个链路耦接可实现在终端站的连接中的重复。因此，图2中的站S6处的虚线示出了耦接S6至PE1的接口中的潜在第二链路。

在以下有关图3、5、6及7的描述中，描述单宿主模式和双宿主模式。单宿主模式是这样一种模式：其中，单个物理通路是可用的或者单个物理通路被配置为用于到达连接至站的最后PE、或者终端站本身。双宿主模式是一种这样的模式：其中，双物理通路是可用的或者双物理通路被配置为到达连接至站的最后PE、或者站本身。需要注意的是，图2只示出分级结构中的一个PE层，但其他实施方式可使用多个PE层。

图3示出了用于从一个站至另一个站的单播数据流的单宿主操作模式。在示例中，站S0（标示为虚拟机0,或者VM0）通过CB之一产生单播传输至站S1（VM1）的数据包。在有些情况下，连接可以到耦接至虚拟站的接口，被指定为虚拟站接口（VSI）并且可耦接至一个边缘中继。数据包包括站S0的介质访问控制（MAC）源地址（SA）以标识数据包的源并且包括MAC目的地址（DA）以标识数据包的目的地，在示例中该目的地是站S1。如果站在虚拟LAN内运行，则虚拟LAN（VLAN）标识符同样可被包括在内。假如站S0被耦接至PE0（通过接口1），那么PE0将标签分配至数据包。尽管多种标签可被分配至数据包，但图4示出了可用于以太网通信的称作E-信道标签（ETAG）的一个格式。

图4中示出的ETAG300使用由诸如IEEE802.1BR的IEEE802.#规范规定的格式，该格式是为桥端口扩展提供。在该格式中，ETAG以太网字段301定义用于确定帧携带ETAG的IEEE802.3类型字段。E信道标识符（ECID）字段302标识与帧有关的下游接口（例如，VM/VSI）。对于向上游传输的数据包，ECID字段302标识源VM/VSI。ECID值同样可指示传输是单播还是多播。在一个涉及IEEE802.1BR的使用的实施方式中，4096以下的ECID值是用于单播目的地的，而4096到16383范围内的值表示多播复制树标识符。应注意，其他实施方式除上面指出的外可使用其他值。

入口ECID字段303被用于修剪功能以确保数据不被送回到在分级结构内相同的名称空间中的发送器。入口ECID只对下游数据包流有效并且标识数据包起源的VM/VSI。如果源VM/VSI和目的地VM/VSI是在相同名称空间域中，数据包不被传输回源。尽管与本发明的理解不相关，但ETAG格式300同样包括先权代码点（PCP）字段304和丢弃合格（DE）字段305。PCP是用于包括区分通信量的值，DE是用于指示当经历堵塞时帧是否可被丢弃。

再次参照图3，示出示例数据包流。假定站S0在单宿主模式运行，来自站S0的单播数据包通过作为接入PE的PE0被发送至站S1。PE0被耦接至LM0，其中，LM0作为传输PE以将通信量从S0（VM0）上游携带到CB中的一个。在单宿主模式中，只选择一个LM。CB作为系统200的中心网络策略管理机构并且执行转发功能以将数据包通信量传送至LM6。LM6和PE3将通信量下游传送至同样指示为VM1的站S1。在单宿主模式中，只有一个LM（例如，LM6）用于CB与PE3之间的通路。应注意，接口连接至站的PE被称作接入PE（APE），而其他中间PE被称作传输PE（TPE）。应注意，LM可以是APE或者TPE，这取决于站连接在哪形成。在示出的示例中，LM起到TPE的功能。APE基于入口端口分配ETAG，而TPE不分配ETAG。

对于上游通信量流，PE0负责基于ETAG350向数据包分配入口端口。ECID（ETAG.ECID）标识数据包的源站（示例中的S0）。PE0还填充ETAG的PCP和DE字段。入口ECID字段设置为“0”。ETAG.ECID=0的数据包进入是作为非ETAG数据包处理的（并且将基于ETAG分配入口端口），除了输入的PCP/DE值被保留。

PE0将下游端口上收到的通信量转发至预先配置的上游端口。数据包通常不经过层2（L2）或层3（L3）查找或获知。LM0认为下游端口处的所有输入的数据包都具有ETAG，以使入口ECID字段不被LM0查看。然后LM0基于输入的ETAG的ECID字段执行反向通路转发（RPF）检查。执行这个检查以确定输入的ECID是已知的并且存在于下游端口中。然后LM0将下游端口上收到的通信量发送至预先配置的上游端口。数据包不会经过L2和/或L3（L2/L3）查找或获知。

随后，当CB接收来自LM0的数据包时，CB使用{入口端口，ETAG.ECID}以识别数据包起源的站（在这种情况下为S0）。应用用于来自S0的通信量的任何方针。CB还获知{MACSA，VLAN}和{入口端口，ETAG.ECID}之间的关联。然后CB对数据包的{MACDA,VLAN}执行L2/L3转发查找，在这种情况下结果可以是网络200上的本地站或者通过耦接至CB的L2交换机通过CB的以太网上行链路可到达的目的地。L2/L3查找或获知是由交换机指定的，如图3中所示的L2交换机如果数据包被指定给诸如以太网上行链路的上行链路，那么转发查找结果只是出口端口。ETAG被删除并且数据包被发送至以太网上行链路。如果目的地是本地站（示例中的情况），转发查找得出{出口端口，出口ETAG.ECID}。

如图3中所示，下游数据包流是通过LM6和PE3至站S1的。对于通过下游的数据包，ECID标识目的站（VM或者VSI）。如果出口端口恰巧与入口端口相同，那么数据包被送回到相同的名称空间域中。ETAG的入口ECID是利用输入的ETAG.ECID填充的。出口ETAG.ECID被从转发查找分配。如果出口端口不同于入口端口，那么数据包被指向不同名称空间域，使得入口ECID字段设置为“0”。出口ETAG.ECID351从CB处的转发查找分配。

对于CB的下游通信量，下游TPE（这个示例中的LM6）期望来自CB的数据包包含ETAG351。LM6将所有非ETAG的数据包舍弃或复制至其处理线路。LM6还检查ETAG的格式对于下游数据包流是否是正确的。RPF检查通常在此时执行。然后LM6基于得出目的地端口（到PE3的下游端口）的{入口端口，ETAG.ECID}查找转发数据包。秘钥（key）中的入口端口标识ECID的名称空间（CB端口）并且数据包被转发至PE3。PE3同样基于{入口端口，ETAG.VID}查找转发数据包。因为数据包现在被发送至站S1（而不是另一个PE），所以PE3在发送数据包至站S1之前将ETAG从数据包删除。图3示出了与图的下半部分的矩形方块中的数据包流有关的数据包的相关部分。

对于多播数据包流，图5示出了在单宿主模式中从站S0至多个目的地的多播数据包通信量的示例。从站S0至CB的流等同于根据图3描述的上游通信量流，除了ECID值指示多播传输。例如，对于通信量指定的IEEE802.1BR，4096以上的ECID值被用于多播目的地。在一个实现方式中，范围4096到16383中的ECID值代表多播复制树标识符。

在上游方向上，所有数据包被首先发送至CB，不管是单播或者多播传输。每个端口将通信量转发至与其相关联的上游端口（s）。如指明的，当在PE0收到来自S0的多播数据包时，处理和单播情况一致，其中ETAG被插入并且数据包被转发至预编程的上游端口。

在CB处，CB基于{MACDA，VLAN}进行转发查找并且为每个数据包确定接收者。在下游方向上，PE能够基于ETAG.ECID进行多播复制（例如，使用从4096至16383的ECID值来标识通信量是多播通信量）。因此，即使存在耦接至特定PE的多个多播目的地，CB只将数据包的一个副本发送至下游连接至其的每个PE，。每个下游PE代表具有唯一多播复制指示（pointer）的单个多播复制树。在一种实施方式中，使用14比特多播复制指示。当CB接收来自LM0的数据包时，CB使用{入口端口，ETAG.ECID}来标识数据包起源的站（在这种情况下为S0）。应用用于来自S0的通信量的任何策略。CB还获知{MACSA，VLAN}与{入口端口，ETAG.ECID}之间的关联。CB对数据包的{MACDA，VLAN}执行L2/L3转发查找。来自CB的ETAG示出为ETAG360。在通过以太网上行链路到达一个或多个接收者的实例中，这些端口的ETAG被删除并且数据包被发送至上行链路端口。

如图5中所示，多个接收者示出为多播传输的目的地。接收者可直接被耦接至CB，如站S3（VM3）所示。对于在PE之后存在站的那些下游端口，CB发送具有设置为多播分配树标识符的ETAG.ECID的数据包的一个副本。对于入口端口中返回的数据包，ETAG.入口-ECID从输入ETAG.ECID填充，否则ETAG入口-ECID设置为“0”。在示例中，LM6是TPE，而LM5是APE。对于连接至站的端口上输出的数据包，ETAG被删除。因此，对于从LM5输出的数据包，ETAG被删除并且数据包被发送至站S4和S5（VM4和VM5）。对于这些端口，LM5还检查数据包是否起源于相同的端口（如果ETAG.入口ECID=0并且ETAG.ECID=端口.ECID）并且假如是这样的话，其将不会转发数据包。

对于耦接至PE的端口上输出的数据包，ETAG经过（示出为ETAG361）。因此，如图5中示出的，LM6将ETAG361传送至PE4，其中，在将数据包下游转发至站S2（VM2）之前移去ETAG。与图3相似，图5在图的下半部分示出了矩形方块中的数据包流有关的数据包的相关部分。

当图2的系统200被配置为在双宿主操作模式下运行时，在双宿主操作的实施方式中，双物理链路建立用于单宿主模式的单路径。因此，在双宿主操作模式下，站S0示出为具有通过LM0和LM1从PE0至CB的两个物理链路（例如，两个单独的物理路径）。在示例中，一个物理链路将S0耦接至PE0（指定为接口1）。然而，如上所述，在其他实施方式中多个链路可用于将S0耦接至PE0。通过LM0和LM1从CB的任何一个或者两者至PE0的两个物理通路被指定为站S0的单个虚拟干线（VTRUNK）（标示为VTRUNK-A）。这是在图2中示出的，其中，两个物理路径通过不同的LM从PE0至CB配置。图2还示出了第二VTRUNK（标示为VTRUNK-B），其中两个物理链路是通过两个不同的LM（LM6和LM7）在PE3和CB之间配置，以连接至站S1。

此外，应注意，PE1同样可通过LM0和LM1，具有为PE1和站S6配置的VTRUNK双连接通路。应注意，对于双宿主配置，站利用从APE装置至CB的两个不同的路径，其中，路径通过不同的TPE装置。

在图2中所示，从PE0开始的VTRUNK-A的上游耦接使用两个物理链路（通过分组210标示）。通过使用分开的LM，一个LM发生故障依然可确保可选物理链路上游至CB是可用的。如示出的，一个物理链路被耦接至LM1并且第二物理链路被耦接至LM2。类似地，图2示出用于站S1的双上游连接VTRUNK-B通过使用分组212而具有一个至LM6的物理链路和至LM7的第二物理链路。PE1也可配置成用于双宿主使用，因为PE1可通过使用分组211建立VTRUNK以配置通过LM0和LM1至CB的路径。

从LM0至CB0的上游连接利用物理链路220并且从LM1至CB0的上游连接利用物理链路221。然而，因为来自S0的数据包可采取通过LM0或者通过LM1的通路，所以对于数据包至CB0的上游传输，两个物理通路是有效的。以这种方法，VTRUNK的双重路径至少在一个TPE层使用不同的中间路由装置/部件。如果一个LM发生故障，双宿主配置的至CB0的第二通路依然可用。应注意，LM0和LM1还可分别提供到CB1的链路222和223的双物理链路连接。以这种方法，一个CB发生故障依然允许来自S0的数据包被发送至其预期的目的地。

为了关联VTRUNK的双物理通路以连接至特定CB，“虚拟干线化（virtual trunking）”的概念（还可称作“虚拟信道化（virtual channeling）”）被实施在物理链路中。当在双宿主操作中建立各个连接时，CB创建为给定终端站确定双路径的VTRUNK。在以上站S0和VTRUNK-A的示例中，CB201设置确定LM0和LM1两者作为用于站S0的下游目的地的的虚拟干线（或者信道）。虚拟连接被示出为分组230中的虚线。就是说，分组230确定被称为VTRUNK-A的一个虚拟通路实际上具有两个可能的下游路径（一个至LM0并且一个至LM1）。这个信息通常作为预配置系统的部分保留在CB中。因此，当CB接收上游ETAG信息时，CB检查以确定目的地装置是否通过虚拟干线连接。如果是这样的话，然后可应用双宿主技术，其中CB确定VTRUNK和与部分VTRUNK相关的下游装置。

如果对于VTRUNK-A，建立等效虚拟连接用于CB1，那么虚拟连接（通过图2中分组231的虚线示出以识别该干线）在CB1处提供物理链路222和223可用于VTRUNK-A以达到站S0的信息。一旦LM0或LM1接收指定给与VTRUNK有关的站的数据包通信量，关联的ETAG标识目的地装置，使得接收的LM可进一步使数据包下游传输至预期的目的地（例如，站S0）。

相似技术可用于与站S1有关的VTRUNK-B，其中，VTRUNK（或者信道）分组232、233可用于配置LM6和LM7作为下游装置以到达PE和S1。这个技术可被用于建立多个VTRUNKs，其中每个CB可保留关于从CB开始的哪个物理链路与VTRUNK有关的信息。以这种方式，给定CB可基于提供的ETAG/ECID在任一个物理链路上向下游发送数据包。需要注意，特定物理链路可被指定给超过一个的VTRUNK。

图6示出利用双宿主虚拟信道从站S0（VM0）至站S1（VM1）的单播数据包流的示例。如所示的，单播数据包是在接口1上从站S0发送至PE0并且到达下游端口PE0。PE0添加具有接口特定ECID值的ETAG。物理链路确定后，数据包被转发至LM0或LM1的任何一个（因为双宿主对于PE0是允许的）。被选择为接收数据包的任何一个LM确保输入的数据包具有正确的ETAG（即，ECID值存在于输入端口上），然后将数据包转发至其朝向CB0（或者CB1）的上游端口。当CB接收这个数据包时，其将{输入端口，ECID}转换为{接口1，VTRUNK-A}，因为站S0被配置以供双宿主使用的，并且获知针对数据包的{MAC_SA，VLAN}的接口/VTRUNK值。在CB处的L2/L3转发可随后将这个数据包发送至目的地{S2，VTRUNK-B}并且VTRUNK-B将会被确定为连接至LM6或LM7的任何一个的物理链路。

在图6中，是向两个物理端口组件进行转发的，一个到LM6并且另一个到LM7，以连接至PE3。从CB输出的数据包被修改以用表示PE3处的接口2的新ECID值替换ETAG。物理端口确定方案（resolution）挑选LM6或LM7中的任何一个并且向下游转发数据包。接收的LM将检查输入下游数据包的ETAG状态并且基于{输入端口，ETAG.ECID}将数据包转发至PE3处的下游端口。PE3也这样做，并且在删除存在于数据包之中的ETAG之后将数据包发送至接口2。应注意，双物理链路被示出为图6中的分组（被圈住的）。如上所述,双宿主配置的变化可被实施在使用站与其APE之间的单连接中，诸如S6与PE1之间的单连接（图2中所示）。

图7示出了从站S0的多播传输的示例。对于多播传输，数据包在上游方向以与单播数据包相同被转发。L2/L3转发处理发生在被选择的CB。数据包标识导致该数据包被转发至指定的多播分组。CB使用从CB开始的无循环多播复制树以使用VTRUNK达到连接至CB的特定接口。输出的数据包ETAG的ECID被表征下游多播数据包复制树的多播树ID取代。然后数据包的单个副本被转发至LM。接收的LM检查输入数据包的ETAG状态，并且基于{输入端口，ETAG-ECID}进行用于数据包的转发查找，这得到作为多播复制树的成员的下游端口的列表。LM复制数据包并且将副本转发至下游端口，该下游端口可以是PE或VM。然后，在删除ETAG之后，PE将数据包基于存在于选择的多播树中的任何一个成员转发至两个接口中的任何一个。如果接收的PE识别目的地接口的任何一个（存在于多播复制树之中的任何一个）中起源的数据包，因为数据包的ETAG中的入口-ECID值与接口的ECID值相同，所以进行修剪，其中，数据包被丢弃而没有副本被转发。

图7示出了双宿主系统的多播传输的示例。从站S0至CB的上游端处的多播数据包传输等同于图6中描述的来自站S0的单播数据包传输，但是利用根据图5描述的多播规则。图7中，站S3直接连接至CB的一个或全部两个，当S4和S5直接连接至LM5时，没有PE。图7还示出了站中的一个站未被配置为双宿主操作的情况。图2示出了只通过单个LM（LM6）连接的站S2，从而不为S2建立VTRUNK。因此，在这个示例中，站S2不是在双宿主模式中操作的，并且至CB的仅有的物理通路是通过单个LM（LM6）的。然而，系统200能够运行为使得部分站被配置为双模式操作，而其他站被配置为单模式操作。因此，在其中其他站被配置为双模式操作（使用VTRUNK）的图7中，余下的站（诸如S2）可被配置为单模式操作（没有使用VTRUNK）。

同样的也可应用于图6的单播情况。就是说，上游站或下游站的任何一个被配置为双宿主模式，而另一个可被配置为单宿主模式。因此，在本发明的各个实施方式的实施中，系统可被配置为作为双宿主系统、单宿主系统或者两个方案的结合来运行，在该结合方案中，部分终端站被配置为双宿主运行，而其他站被配置为单模式运行。输出链路可视为VTRUNK（具有至站的多个物理路径）或者非VTRUNK（具有至站的一个物理路径）。多个物理链路可追溯至终端站或者接口连接至站的APE两者之一。

尽管各种部件和装置可用于诸如以上描述的PE和LM的端口传输装置（porting device），在图8中示出一个实施方式。图8示出了端口传输装置400，该装置可以是端口传输装置、端口扩展器、线路模块、线路卡等，以提供硬件为上述LM和PE执行端口功能。装置400包括用于接收和发送数据包的上游接口401和下游接口402。对应的缓冲器403和404可与接口关联以缓冲数据。在有些情况下，可能只存在一个缓冲器或者完全没有缓冲器。控制器、处理器或处理电路405，利用关联的存储器406，可为端口传输和路由数据包提供控制功能。

同样地，图9示出了将如上所述CB设置为装置500的实施方式。接口501和502、与缓冲器503和504一起提供数据包的接收和发送。在有些情况下，单个接口可用于分级结构中更下层的装置的接收和发送。上行链路接口510和伴随的缓冲器511可为上行链路装置、部件或网络提供端口传输。应注意，示出了三个缓冲器，但可使用一个或作何数量的缓冲器。在有些情况下，可能不存在缓冲器。控制器、处理器或处理电路505，利用相关的存储器506，可为端口传输和路由数据包提供控制功能。在一种实施方式中，用于至如上所述的双宿主站的路由数据包的VTRUNK信息507被保留在存储器506的部分中。需要注意，装置400和装置500中的一个或全部两个可被集成到一个或多个集成电路、印刷电路板、电路卡、以及用于构造电路的其他器件上。

因此，在CB中通过将物理链路信息关联至虚拟端口，可通过多个物理链路而得到指定给虚拟接口的数据包。可执行物理链路确定方案（resolution）并且根据组件选择算法选择物理组件。如果数据包被指定给连接至单宿主PE的虚拟接口，那么数据包可达到连接CB和LM的物理链路LM。对于双宿主虚拟接口，分配两个单独的物理路径，其中路径的一个或全部两个可用于传输数据包。然而，多个路径被系统视为单个虚拟路径。

此外，以上描述的双宿主操作模式使用两个物理路径。其他实施方式可容易地使用双宿主技术以在构成聚合分组时提供超过两个的物理路径，。因此，本发明可容易地用于各个多宿主系统。同样，系统可作为双宿主（或多宿主系统）或单宿主和多宿主系统的组合被严格地实施，以使一些端点作为单个装置被连接而其他端点连接到聚合分组里。

有效地，基于CB中的目的地虚拟端口，CB可发现经由VTRUNK连接LM的多个物理链路并且当虚拟接口不是双宿主时，连接CB的物理链路被视为单独的链路。对于本发明的实践，多个虚拟端口可存在于相同的物理链路上，但达到端点的物理链路的组合可以是不同的并且可具有不同的中间路由装置。

因此，描述了使用多个物理链路的虚拟干线化（或者信道化）。此外，本文中描述的示例实施方式使用双宿主系统的两个物理链路。然而，其他实施方式可使用额外的路径以提供具有为VTRUNK分配的X个物理链路的X宿主系统。本发明可被实施在各种系统中，包括，而不限于，干线线路、企业体系、交换结构等，此外，需要注意的是图中示出的各个连接可通过有线连接、无线连接或者两者的结合来提供。此外，示出的虚拟干线化系统可传输各种数据，而不是只有数据包。

以上已借助于示出某些功能的性能的功能结构块描述了本发明的实施方式。为了方便描述，这些功能结构块的界线是任意定义的。只要特定功能被适当地执行，可任意定义界线。本领域中的普通技术人员还应认识到，本文中的功能结构块，及其他说明性方块、模块和部件可如示出的进行实施或者通过分立部件、专用集成电路、执行适当的软件的处理器等或其任何组合来实施。

同样如本文中使用的，术语“控制器”、“处理器”和/或“处理单元或电路”可以是单个处理装置或多个处理装置。这样的处理装置可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理器、域可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于电路的硬编码和/或操作指令操纵信号（模拟的和/或数字的）的任何装置。处理模块、模块、处理电路和/或处理单元可以是，或者进一步包括，存储器和/或集成的存储元件，可以是单存储装置、多个储存装置和/或另一个处理模块、模块、处理电路和/或处理单元的嵌入电路。上述存储装置可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、高速缓冲存储器和/或存储数字信息的任何装置。

Claims (10)

1.一种系统，包括：

至少一个控制桥；

多个端口传输装置，耦接至所述至少一个控制桥，其中，所述至少一个控制桥和所述多个端口传输装置被配置为分级布置，其中，在该分级布置中，所述多个端口传输装置比所述至少一个控制桥的层级更低；以及

多个端点装置，耦接至所述分级布置中的多个所述端口传输装置以在所述系统内传输数据，其中，所述多个端点装置中的一个端点装置被配置为具有到所述至少一个控制桥的多个不同的物理通路，并且其中，所述不同物理通路被一同分组为虚拟干线，其中，所述至少一个控制桥当从所述至少一个控制桥到所述一个端点装置发送数据时标识所述虚拟干线并且选择到所述一个端点装置的所述不同物理通路中的一个以将所述数据传输至所述一个端点装置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，多个控制桥被配置在具有所述多个端口传输装置和所述多个端点装置的所述分级布置的顶部。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述多个控制桥保留所述多个控制桥中的一个桥和所述虚拟干线的标识以确定在从所述控制桥到所述端点装置传输数据时使用所述虚拟干线中的所述多个不同物理通路中的哪个物理通路。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述多个端口传输装置包括在所述控制桥以下的分级结构层处的耦接至所述多个控制桥的多个线路模块，其中，所述虚拟干线中的所述不同的物理通路被配置为使用至少两个线路模块。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统内的第二端点装置只具有耦接至所述至少一个控制桥的单个物理通路，其中，所述系统操作为具有经由多个物理通路耦接至所述至少一个控制桥的一个或多个端点装置和经由单个物理通路耦接至所述至少一个控制桥的一个或多个端点装置。

6.一种作为桥接装置操作的设备，包括：

耦接至多个端口传输装置的至少一个数据接口，其中，所述设备和所述多个端口传输装置被配置为分级布置，其中，在所述分级布置中，所述多个端口传输装置比所述设备的层级更低，并且在所述分级布置中多个端点装置被耦接至所述多个端口传输装置以从所述设备传输数据至所述多个端点装置中的一个端点装置；以及

连接至所述至少一个数据接口的控制器，其中，所述控制器可操作用于配置虚拟干线以具有从所述至少一个数据接口至所述一个端点装置的多个不同的物理通路并且选择至所述一个端点装置的所述不同的物理通路中的一个以将所述数据传输至所述一个端点装置。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述设备被配置在具有所述多个端口传输装置和所述多个端点装置的所述分级布置的顶部。

8.根据权利要求6所述的设备，其中，所述分级布置内的第二端点装置只具有耦接至所述设备的单个物理通路，其中，所述设备运行在具有经由多个物理通路耦接至所述至少一个数据接口的一个或多个端点装置和经由单个物理通路耦接至所述至少一个数据接口的一个或多个端点装置的所述分级布置内。

9.一种方法，包括：

将桥控制器配置为与耦接至所述桥控制器的多个端口传输装置一起工作，其中，所述桥控制器和所述多个端口传输装置被配置为分级布置，其中，在所述分级配置中，所述多个端口传输装置被配置为比所述桥控制器的层级低，并且在所述分级布置中多个端点装置耦接至所述多个端口传输装置以从所述桥控制器传输数据至所述多个端点装置中的一个端点装置；以及

配置虚拟干线以具有从所述桥控制器至所述一个端点装置的多个不同的物理通路并且选择至所述一个端点装置的所述不同物理通路中的一个以将所述数据传输至所述一个端点装置。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括，将所述多个端口传输装置配置为包括在所述桥控制器以下的分级结构层处的耦接至所述桥控制器的多个线路模块，其中，所述虚拟干线的所述不同的物理通路被配置为使用至少两个线路模块。

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