CN104270315B - Trill广播网络中组播分发树的计算方法及系统 - Google Patents
Trill广播网络中组播分发树的计算方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种TRILL广播网络中组播分发树的计算方法及系统，涉及通信技术中的TRILL领域。该方法包括以下步骤：RB设备选举DRB设备，在DRB设备上设置重传定时器；DRB设备获取TRILL网络的拓扑信息；DRB设备将含有分发树信息的CSNP报文广播至TRILL网络中；启动DRB设备的重传定时器；RB设备在TRILL网络中收到当前CSNP报文后，向DRB返回PSNP报文；若DRB收到返回的PSNP报文，所有RB设备按照当前分发树信息进行数据转发；否则DRB设备重新向未返回PSNP报文的RB设备发送CSNP报文。本发明能够显著缩短链路收敛时间，不仅能够提高网络转发效率，而且能够减低降低TRILL网络的部署成本。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术中的TRILL(Transparent interconnection of Lots ofLinks，多链接透明互联)领域，具体涉及一种TRILL广播网络中组播分发树的计算方法及系统。
背景技术
传统二层网络(L2)通过STP处理网络拓扑环路，STP(Spanning Tree Protocol，生成树协议)的工作方法为：通过阻止端口，所有的冗余链路不进行数据转发。该工作方法虽然能够解决二层数据环路的问题，但是造成了带宽资源的浪费；与此同时，在网络拓扑变化的情况下，STP的收敛速度较慢，难以满足数据中心业务的高可靠性要求。因此，STP已经不再适合融合网络或超大型数据中心的扩展；为了解决STP使用时存在的问题，TRILL应运而生。
2004年5月，互联网工程任务提出TRILL技术，TRILL将成熟的三层路由控制算法ISIS(Intermediate System to Intermediate System，中间系统到中间系统协议)应用至二层网络、并认知网络的拓扑结构，具体方法为：将原先的L2报文添加新的封装(隧道封装)后，转换至新地址空间、并进行转发。由于新地址的路由属性与IP类似，因此采用新地址空间转发能够规避STP/MSTP(MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协议)等技术的缺陷，进而实现强壮的大规模二层组网。
RB(Route Bridge，路由交换机或路由桥)是运行TRILL协议的交换机，即具有路由转发设备的网桥设备，由RB构建的网络称为TRILL campus。参见图1所示，RB在TRILLcampus中使用时的路由计算方法包括以下步骤：
S101：所有RB设备相互发送Hello报文建立邻接关系、并选举DRB设备，所有的RB设备将LSP报文(Link State Protocol，链路状态协议报文)发送给DRB(Designated RouteBridge，指定路由桥)设备，当某RB设备的LSP报文发生更新时，RB设备将更新的LSP报文打上广播头在TRILL网络中广播，DRB设备接收到LSP报文后对比自己的链路状态数据库决定是否更新LSP报文。
S102：DRB设备更新LSDB(Link State Datebase，链路状态数据库)，当CSNP报文定时器超时后，将CSNP报文(Complete Sequence Number PDU，完全序列号报文)在TRILL网络中广播。
S103：收到CSNP报文的RB设备对比自己的LSDB，若有需要更新的部分，则向DRB设备发送PSNP报文(Partial Sequence Number PDU，部分序列号报文)请求需更新的部分。
S104：收到PSNP报文的DRB设备向请求的RB设备发送LSP报文，其中LSP报文中包含此RB设备请求的部分链路状态信息，链路状态数据库达成一致后，各RB分别根据自己的链路状态数据库采用最短路径优先算法计算路由。
在广播链路中，未知单播报文、组播报文和广播报文的分发均需要通过分发树实现报文的转发。分发树的计算过程如下：当网络中各链路状态数据库收敛后，先根据nickname携带的根优先级选举一个root RB(根优先级最高的nickname标示的RB)，root RB能够在LSP中发布nickname列表指定分发树树根。nickname列表若未指定分发树树根，则以根优先级最高的n(在LSP中携带了分发树计算数量的信息，root RB希望整网计算的分发树的数量与网络中各RB支持的最多能计算的分发树数量中的最小值)个RB为分发树的树根。各RB分别以n个分发树树根为源节点，计算整网其它所有节点的最短路径树。由于LSDB在全网络中是同步的，因此在分发树树根确定的情况下，各RB设备基于最短路径优先算法计算出的分发树是相同的。
但是，每台RB设备分别计算分发树消息，会浪费大量的CPU资源，与此同时，链路链接状态发生变化时，变化的RB设备需向DRB设备发送LSP报文通报链路变化情况，DRB设备等待CSNP定时器超时后生成新的CSNP报文广播给链路上所有RB设备，RB设备收到的CSNP报文后对比自己的链路状态数据库。部分需更新的RB设备向DRB设备发送PSNP报文，DRB设备收到请求报文后返回相应的链路状态协议报文LSP，使链路上RB维护的链路状态数据库收敛，收敛过程中需要传送大量的LSP报文，不仅浪费大量的链路带宽资源，而且延长了收敛时间。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种TRILL广播网络中组播分发树的计算方法及系统，本发明能够显著缩短链路收敛时间，降低TRILL网络对RB设备的CPU要求，不仅能够提高网络转发效率，而且能够减低降低TRILL网络的部署成本。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种TRILL广播网络中组播分发树的计算方法，多链接透明互联TRILL网络中的每条链路上均设置有多个路由交换机RB设备，所述TRILL广播网络中组播分发树的计算方法包括以下步骤：
A、所有的RB设备选举出指定路由桥DRB设备，在DRB设备上设置重传定时器；DRB设备获取TRILL网络的拓扑信息；
B、DRB设备计算分发树信息；DRB设备将分发树信息填入完全序列号CSNP报文的扩展TLV中、并将当前CSNP报文广播至TRILL网络中；设置重传定时器的重传时间，启动DRB设备的重传定时器；
C、RB设备在TRILL网络中收到当前CSNP报文后，向DRB返回用于确认的部分序列号PSNP报文；
D、在重传时间内，判断DRB是否收到返回的PSNP报文，若是，转到步骤E；否则DRB设备向未返回PSNP报文的RB设备重新发送当前CSNP报文、并重新启动重传定时器，再次执行步骤C；
E、所有RB设备按照当前CSNP报文中的分发树信息进行数据转发。
在上述方案的基础上，步骤A中所有RB设备选举出DRB设备包括以下步骤：所有RB设备相互发送Hello报文建立邻接关系、并选举DRB设备。
在上述方案的基础上，步骤A中所述DRB设备获取TRILL网络的拓扑信息包括以下步骤：所有的RB设备将各自的链路状态协议LSP报文发送至DRB设备，DRB设备将所有收到的LSP报文进行汇总，得到TRILL网络的拓扑信息。
在上述方案的基础上，步骤A与步骤B之间包括以下步骤：当任意RB设备的LSP报文发生更新时，当前RB设备将更新的LSP报文打上广播头后，在TRILL网络中广播；DRB设备接收到打上广播头的LSP报文后，将当前LSP报文与自身的链路状态数据库LSDB进行比对、并决定是否根据当前LSP报文更新LSDB；若决定需要更新当前LSDB，则更新当前LSDB，转到步骤B；若决定保持当前LSDB，则直接转到步骤B。
在上述方案的基础上，所述将当前LSP报文与自身的LSDB进行比对、并决定是否根据当前LSP报文更新LSDB包括以下步骤：
当前LSDB是否存储有与当前LSP报文对应的本地LSP报文，若否，则需要更新当前LSDB；否则将本地LSP报文的本地LSP序列号与当前LSP报文的当前LSP序列号进行比较：
若当前LSP序列号大于本地LSP序列号，则需要更新当前LSDB；
若当前LSP序列号小于本地LSP序列号，则决定保持当前LSDB；
若当前LSP序列号等于本地LSP序列号，则将当前LSP报文的当前剩余生存时间与本地LSP报文的本地剩余生存时间进行比较：
若当前剩余生存时间大于本地剩余生存时间，则决定保持当前LSDB；
若当前剩余生存时间小于本地剩余生存时间，则需要更新当前LSDB；
若当前剩余生存时间等于本地剩余生存时间，则将当前LSP报文的当前校验和与本地LSP报文的本地校验和进行比较，若当前校验和大于本地校验和，则需要更新当前LSDB，否则决定保持当前LSDB。
在上述方案的基础上，步骤B中所述DRB设备计算分发树信息包括以下步骤：DRB设备根据LSDB和最短路径优先算法计算分发树信息。
一种实现权利要求上述方法的TRILL广播网络中组播分发树的计算系统，包括获取模块、计算模块、PSNP报文返回模块、CSNP报文发送模块和数据转发模块；
所述获取模块用于：所有的RB设备选举出DRB设备，在DRB设备上设置重传定时器；DRB设备获取TRILL网络的拓扑信息；向计算模块发送计算信号；
所述计算模块用于：收到计算信号后，控制DRB设备计算分发树信息；DRB设备将分发树信息填入CSNP报文的扩展TLV中、并将当前CSNP报文广播至TRILL网络中；设置重传定时器的重传时间，启动DRB设备的重传定时器；向PSNP报文返回模块发送返回信号；
所述PSNP报文返回模块用于：收到返回信号后，控制RB设备在TRILL网络中收到当前CSNP报文后，向DRB返回用于确认的PSNP报文；向CSNP报文发送模块发送返回确认信号；
CSNP报文发送模块用于：收到返回确认信号后，在重传时间内，判断DRB是否收到返回的PSNP报文，若是，向数据转发模块发送数据转发信号；否则DRB设备向未返回PSNP报文的RB设备重新发送当前CSNP报文、并重新启动重传定时器，向PSNP报文返回模块发送返回信号；
所述数据转发模块用于：收到数据转发信号后，所有RB设备按照当前CSNP报文中的分发树信息进行数据转发。
在上述方案的基础上，所述计算系统还包括LSDB更新模块，其用于：当任意RB设备的LSP报文发生更新时，当前RB设备将更新的LSP报文打上广播头后，在TRILL网络中广播；DRB设备接收到打上广播头的LSP报文后，将当前LSP报文与自身的LSDB进行比对、并决定是否根据当前LSP报文更新LSDB；若决定需要更新当前LSDB，则更新当前LSDB，向计算模块发送计算信号；若决定保持当前LSDB，则直接向计算模块发送计算信号。
在上述方案的基础上，所述计算模块包括分发树信息计算子模块，其用于：控制DRB设备根据LSDB和最短路径优先算法计算分发树信息。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
与现有技术中每台RB设备分别计算分发树消息相比，本发明转发广播报文时，只有DRB设备需要计算分发树信息。RB设备无需同步LSDB，也无需计算路由，进而能够显著缩短链路收敛时间，降低TRILL网络对RB设备的CPU要求，不仅能够提高网络转发效率，而且能够减低降低TRILL网络的部署成本。
附图说明
图1为背景技术中路由计算方法的流程图；
图2为本发明实施例中TRILL广播网络中组播分发树的计算方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例中的TRILL(Transparent interconnection of Lots of Links，多链接透明互联)网络中的每条链路上均设置有多个RB(Route Bridge，路由交换机或路由桥)设备。
本发明实施例中的基于上述TRILL广播网络中组播分发树的计算方法，包括以下步骤：
A、所有的RB设备选举出DRB设备(Designated Route Bridge，指定路由桥设备)，在DRB设备上设置重传定时器；DRB设备获取TRILL网络的拓扑信息。
B、DRB设备计算分发树信息；DRB设备将分发树信息填入CSNP报文(CompleteSequence Number PDU，完全序列号报文)的扩展TLV中(报文格式)、并将当前CSNP报文广播至TRILL网络中；设置重传定时器的重传时间，启动DRB设备的重传定时器。
C、RB设备在TRILL网络中收到当前CSNP报文后，向DRB返回用于确认的PSNP报文(Partial Sequence Number PDU，部分序列号报文)。
D、在重传时间内，判断DRB是否收到返回的PSNP报文，若是，转到步骤E；否则DRB设备向未返回PSNP报文的RB设备重新发送当前CSNP报文、并重新启动重传定时器，再次执行步骤C。
E、所有RB设备按照当前CSNP报文中的分发树信息进行数据转发。
参见图2所示，下面通过1个实施例具体说明本发明的TRILL广播网络中组播分发树的计算方法。
S201：所有的RB设备相互发送Hello报文建立邻接关系、并选举DRB设备，在DRB设备上设置重传定时器；所有的RB设备将各自的LSP报文(Link State Protocol，链路状态协议报文)发送至DRB设备。
S202：DRB设备将所有收到的LSP报文进行汇总，得到TRILL网络的拓扑信息。
S203：当任意RB设备的LSP报文发生更新时，当前RB设备将更新的LSP报文打上广播头后，在TRILL网络中广播。DRB设备接收到打上广播头的LSP报文后，将当前LSP报文与自身的LSDB(Link State Datebase，链路状态数据库)进行比对、并决定是否根据当前LSP报文更新LSDB；若决定需要更新当前LSDB，则更新当前LSDB，转到步骤S204；若决定保持当前LSDB，则直接转到步骤S204。
将当前LSP报文与自身的LSDB进行比对、并决定是否根据当前LSP报文更新LSDB时，判断方式如下：
当前LSDB是否存储有当前LSP报文的相关记录(即与当前LSP报文对应的本地LSP报文)，若否，则更新当前LSDB；否则将本地LSP报文的本地LSP序列号与当前LSP报文的当前LSP序列号进行比较：
若当前LSP序列号大于本地LSP序列号，则需要更新当前LSDB；
若当前LSP序列号小于本地LSP序列号，则决定保持当前LSDB；
若当前LSP序列号等于本地LSP序列号，则将当前LSP报文的当前剩余生存时间与本地LSP报文的本地剩余生存时间进行比较：
若当前剩余生存时间大于本地剩余生存时间，则决定保持当前LSDB；
若当前剩余生存时间小于本地剩余生存时间，则需要更新当前LSDB；
若当前剩余生存时间等于本地剩余生存时间，则将当前LSP报文的当前校验和与本地LSP报文的本地校验和进行比较，若当前校验和大于本地校验和，则需要更新当前LSDB，否则决定保持当前LSDB。
S204：DRB设备根据LSDB和最短路径优先算法计算分发树信息；DRB设备将分发树信息填入CSNP报文的扩展TLV中、并将当前CSNP报文广播至TRILL网络中。设置重传定时器的重传时间，启动DRB设备的重传定时器。
S205：RB设备在TRILL网络中收到当前CSNP报文后，向DRB返回用于确认的PSNP报文。
S206：在重传时间内，判断DRB是否收到返回的PSNP报文，若不是，转到步骤S207，否则转到步骤S208。
S207：DRB设备重新向未返回PSNP报文的RB设备发送当前CSNP报文、并重新启动重传定时器，再次执行步骤S205。
S208：所有RB设备按照当前CSNP报文中的分发树信息进行数据转发。
本发明实施例中的实现上述方法的TRILL广播网络中组播分发树的计算系统，包括获取模块、LSDB更新模块、计算模块、PSNP报文返回模块、CSNP报文发送模块和数据转发模块。
获取模块用于：所有的RB设备选举出DRB设备，在DRB设备上设置重传定时器；DRB设备获取TRILL网络的拓扑信息；向计算模块发送计算信号。
LSDB更新模块用于：当任意RB设备的LSP报文发生更新时，当前RB设备将更新的LSP报文打上广播头后，在TRILL网络中广播；DRB设备接收到打上广播头的LSP报文后，将当前LSP报文与自身的LSDB进行比对、并决定是否根据当前LSP报文更新LSDB；若决定需要更新当前LSDB，则更新当前LSDB，向计算模块发送计算信号；若决定保持当前LSDB，则直接向计算模块发送计算信号。
计算模块用于：收到计算信号后，控制DRB设备计算分发树信息；DRB设备将分发树信息填入CSNP报文的扩展TLV中、并将当前CSNP报文广播至TRILL网络中；设置重传定时器的重传时间，启动DRB设备的重传定时器；向PSNP报文返回模块发送返回信号。
计算模块包括分发树信息计算子模块，其用于：控制DRB设备根据LSDB和最短路径优先算法计算分发树信息。
PSNP报文返回模块用于：收到返回信号后，控制RB设备在TRILL网络中收到当前CSNP报文后，向DRB返回用于确认的PSNP报文；向CSNP报文发送模块发送返回确认信号。
CSNP报文发送模块用于：收到返回确认信号后，在重传时间内，判断DRB是否收到返回的PSNP报文，若是，向数据转发模块发送数据转发信号；否则DRB设备向未返回PSNP报文的RB设备重新发送当前CSNP报文、并重新启动重传定时器，向PSNP报文返回模块发送返回信号。
数据转发模块用于：收到数据转发信号后，所有RB设备按照当前CSNP报文中的分发树信息进行数据转发。
本领域的技术人员根据本发明实施例中对计算方法和系统的描述，可以清楚得知本发明既能够通过硬件实现，也能够借助软件和必要的通用硬件平台实现。因此，本发明实施例中的计算方法能够以软件产品的形式体现出来，该软件产品能够存储在一个非易失性存储介质(例如是CD—ROM、U盘、移动硬盘等)中，非易失性存储介质包括若干用于命令通信设备执行本发明实施例中计算方法的指令。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.一种TRILL广播网络中组播分发树的计算方法，多链接透明互联TRILL网络中的每条链路上均设置有多个路由交换机RB设备，其特征在于：所述TRILL广播网络中组播分发树的计算方法包括以下步骤：
A、所有的RB设备选举出指定路由桥DRB设备，在DRB设备上设置重传定时器；DRB设备获取TRILL网络的拓扑信息：所有的RB设备将各自的链路状态协议LSP报文发送至DRB设备，DRB设备将所有收到的LSP报文进行汇总，得到TRILL网络的拓扑信息；
B、DRB设备计算分发树信息；DRB设备将分发树信息填入完全序列号CSNP报文的扩展TLV中、并将当前CSNP报文广播至TRILL网络中；设置重传定时器的重传时间，启动DRB设备的重传定时器；
C、RB设备在TRILL网络中收到当前CSNP报文后，向DRB返回用于确认的部分序列号PSNP报文；
D、在重传时间内，判断DRB是否收到返回的PSNP报文，若是，转到步骤E；否则DRB设备向未返回PSNP报文的RB设备重新发送当前CSNP报文、并重新启动重传定时器，再次执行步骤C；
E、所有RB设备按照当前CSNP报文中的分发树信息进行数据转发。
2.如权利要求1所述的TRILL广播网络中组播分发树的计算方法，其特征在于：步骤A中所有RB设备选举出DRB设备包括以下步骤：所有RB设备相互发送Hello报文建立邻接关系、并选举DRB设备。
3.如权利要求1所述的TRILL广播网络中组播分发树的计算方法，其特征在于：步骤A与步骤B之间包括以下步骤：当任意RB设备的LSP报文发生更新时，当前RB设备将更新的LSP报文打上广播头后，在TRILL网络中广播；DRB设备接收到打上广播头的LSP报文后，将当前LSP报文与自身的链路状态数据库LSDB进行比对、并决定是否根据当前LSP报文更新LSDB；若决定需要更新当前LSDB，则更新当前LSDB，转到步骤B；若决定保持当前LSDB，则直接转到步骤B。
4.如权利要求3所述的TRILL广播网络中组播分发树的计算方法，其特征在于：所述将当前LSP报文与自身的LSDB进行比对、并决定是否根据当前LSP报文更新LSDB包括以下步骤：
当前LSDB是否存储有与当前LSP报文对应的本地LSP报文，若否，则需要更新当前LSDB；否则将本地LSP报文的本地LSP序列号与当前LSP报文的当前LSP序列号进行比较：
若当前LSP序列号大于本地LSP序列号，则需要更新当前LSDB；
若当前LSP序列号小于本地LSP序列号，则决定保持当前LSDB；
若当前LSP序列号等于本地LSP序列号，则将当前LSP报文的当前剩余生存时间与本地LSP报文的本地剩余生存时间进行比较：
若当前剩余生存时间大于本地剩余生存时间，则决定保持当前LSDB；
若当前剩余生存时间小于本地剩余生存时间，则需要更新当前LSDB；
若当前剩余生存时间等于本地剩余生存时间，则将当前LSP报文的当前校验和与本地LSP报文的本地校验和进行比较，若当前校验和大于本地校验和，则需要更新当前LSDB，否则决定保持当前LSDB。
5.如权利要求3所述的TRILL广播网络中组播分发树的计算方法，其特征在于：步骤B中所述DRB设备计算分发树信息包括以下步骤：DRB设备根据LSDB和最短路径优先算法计算分发树信息。
6.一种实现权利要求1至5任一项所述方法的TRILL广播网络中组播分发树的计算系统，其特征在于：包括获取模块、计算模块、PSNP报文返回模块、CSNP报文发送模块和数据转发模块；
所述获取模块用于：所有的RB设备选举出DRB设备，在DRB设备上设置重传定时器；DRB设备获取TRILL网络的拓扑信息；向计算模块发送计算信号；
所述计算模块用于：收到计算信号后，控制DRB设备计算分发树信息；DRB设备将分发树信息填入CSNP报文的扩展TLV中、并将当前CSNP报文广播至TRILL网络中；设置重传定时器的重传时间，启动DRB设备的重传定时器；向PSNP报文返回模块发送返回信号；
所述PSNP报文返回模块用于：收到返回信号后，控制RB设备在TRILL网络中收到当前CSNP报文后，向DRB返回用于确认的PSNP报文；向CSNP报文发送模块发送返回确认信号；
所述CSNP报文发送模块用于：收到返回确认信号后，在重传时间内，判断DRB是否收到返回的PSNP报文，若是，向数据转发模块发送数据转发信号；否则DRB设备向未返回PSNP报文的RB设备重新发送当前CSNP报文、并重新启动重传定时器，向PSNP报文返回模块发送返回信号；
所述数据转发模块用于：收到数据转发信号后，所有RB设备按照当前CSNP报文中的分发树信息进行数据转发。
7.如权利要求6所述的TRILL广播网络中组播分发树的计算系统，其特征在于：所述计算系统还包括LSDB更新模块，其用于：当任意RB设备的LSP报文发生更新时，当前RB设备将更新的LSP报文打上广播头后，在TRILL网络中广播；DRB设备接收到打上广播头的LSP报文后，将当前LSP报文与自身的LSDB进行比对、并决定是否根据当前LSP报文更新LSDB；若决定需要更新当前LSDB，则更新当前LSDB，向计算模块发送计算信号；若决定保持当前LSDB，则直接向计算模块发送计算信号。
8.如权利要求7所述的TRILL广播网络中组播分发树的计算系统，其特征在于：所述计算模块包括分发树信息计算子模块，其用于：控制DRB设备根据LSDB和最短路径优先算法计算分发树信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |