CN104363157A - 一种以太网虚拟化互连网络中转发报文的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种以太网虚拟化互连EVI网络转发报文的方法和设备，其中该方法包括边缘设备建立连接对端边缘设备的第一EVI专线隧道；边缘设备接收以太网报文；边缘设备在收到的以太网报文中识别需要点到点传输的以太网报文；边缘设备通过第一EVI专线隧道发送需要点到点传输的以太网报文。本发明不仅可以在EVI网络内进行点到点传输。

Description

一种以太网虚拟化互连网络中转发报文的方法和设备

技术领域

本发明涉及二层互联技术，特别涉及一种以太网虚拟化互连EVI网络中转发报文的方法。 

背景技术

以太网虚拟化互联(Ethernet Virtual Interconnection，EVI)是一种以太网互联的技术，主要用于多个不同地域的网络互联。EVI实现虚拟局域网(VLAN)在不同站点间的扩展功能，在这些扩展的VLAN上构成独立的EVI网络实例。EVI网络实例使用网络标识(Network ID)来标识，这些网络标识全局统一编号，并且某个设备上的不同EVI网络实例在VLAN内的转发被相互隔离。 

EVI网络内各站点的边缘设备之间建立双向的承载以太网报文的EVI隧道；相同EVI网络实例内的边缘设备之间双向EVI隧道建立关联于EVI实例的EVIlink。这样，边缘设备之间通过关联到一个EVI link的双向EVI隧道在EVI转发实例内转发以太网报文。 

发明内容

本发明目的在于，提供一种以太网虚拟化互连EVI网络中转发报文的方法和设，用以在EVI网络内进行点到点传输。 

为实现上述发明目的，本发明提供了一种以太网虚拟化互联EVI网络中边缘设备转发报文的方法，其中该方法包括：建立连接对端边缘设备的第一EVI专线隧道；接收以太网报文；在收到的以太网报文中识别需要点到点传输的以太网报文；通过第一EVI隧道发送需要点到点传输的以太网报文。 

为实现上述发明目的，本发明还提供了一种以太网虚拟化互连EVI网络的边缘设备，其中该边缘设备至少包括：隧道单元，建立连接对端边缘设备 的以太网报文的第一EVI专线隧道；接收单元，接收以太网报文；识别单元，收到的以太网报文中识别需要点到点传输的以太网报文；转发单元，通过第一EVI隧道发送需要点到点传输的以太网报文。 

依靠本发明能够实现EVI网络中相同EVI实例内的边缘设备之间的点到点传输，进一步减少了边缘设备上学习的MAC地址表项以及减少边缘设备之间通过EVI IS-IS(Intermediate System to Intermediate System Routing Protocol，中间系统到中间系统路由协议)报文同步的MAC地址。 

附图说明

图1是本发明实施例提供的边缘设备转发报文的流程图。 

图2所示为本发明实施例提供的EVI网络示意图。 

图3为本发明实施例提供EVI专线报文格式示意图。 

图4为本发明另一实施例中提供的EVI网络示意图。 

图5为本发明一实施例中边缘设备的结构示意图。 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。 

图1是本发明实施例提供的边缘设备转发报文的流程图，该边缘设备转发报文包括以下步骤： 

步骤101，建立连接对端边缘设备的以太网报文的第一EVI专线隧道。 

步骤102，接收以太网报文。 

步骤103，在收到的以太网报文中识别需要点到点传输的以太网报文。 

步骤104，通过第一EVI专线隧道发送需要点到点传输的以太网报文。 

通过图1所示的方法，能够实现EVI网络中相同EVI实例内的边缘设备之间的点到点传输，进一步减少了边缘设备上学习的MAC地址表项以及减少边缘设备之间通过EVI IS-IS报文同步的MAC地址。 

图2所示的EVI网络，同一EVI网络实例内边缘设备(Edge Device，ED)211、221以及231通过ENDP(EVI Neighbor discovery protocol,EVI邻居发现协议)建立EVI隧道。 

ED211配置连接ED221的EVI专线隧道的源IP地址和目的IP地址，建立连接ED221的EVI专线隧道。ED221配置连接ED211的EVI专线隧道的IP地址和目的IP地址，建立连接ED211的EVI专线隧道。 

ED211连接ED221的EVI专线隧道的源IP地址以及目的IP地址不同于ED211连接ED221的EVI隧道的源IP地址和目的IP地址。同样，ED221连接ED211的EVI专线隧道的源IP地址以及目的IP地址不同于ED221连接ED211的EVI隧道的源IP地址和目的IP地址。 

ED211和221设置接入控制列表，用以根据以太网报文的接收端口和目的MAC确定接入电路(access circuit，AC)。在本发明中，接入电路是指承载于ED与用户边缘设备(Customer Edge Device,CE)之间物理链路承载的虚拟链路。ED与同一个CE间的物理链路可承载一个或多个接入电路。 

ED211的接入控制列表(Access control list，ACL)中，记录主机223的MAC地址以及连接CE212的端口对应AC21(图中未示)。ED221的接入控制列表中，记录主机213的MAC地址以及连接CE222的端口对应AC22。 

ED211将AC21与连接对端ED221的EVI专线隧道关联。ED 221将AC22与连接对端ED211的EVI专线隧道。 

主机213以及主机223配置了静态ARP表项。主机213根据本地静态ARP表项获取主机223的MAC地址，发送发往主机223的以太网报文。 

CE212收到发往主机223的以太网报文时，根据源MAC213学习MAC地址表项，未查找到目的MAC223匹配的MAC地址表项，则按未知单播报文在VLAN内进行广播。 

ED211收到主机213发往主机223的以太网报文，根据接入控制列表确定目的MAC223以及以太网报文的接收端口对应AC21，根据AC21关联的EVI专线隧道将发往主机223的以太网报文封装为包含接入电路标识AC21 的EVI专线报文。 

如图3所示为EVI专线隧道承载EVI专线报文的格式，其中EVI专线隧道头301包括IP报文头和GRE(Generic Routing Encapsulation_,通用路由封装)头。EVI专线隧道头301的IP报文头的源IP地址和目的IP地址不同于ED211连接对端ED221的EVI隧道的源IP地址和目的IP地址。EVI专线隧道头301的GRE头不仅指定承载的报文类型为以太网类型，还包含接入电路标识AC21。ED211根据到达EVI专线隧道头301的目的IP地址的下一跳，设置外部的公网二层报文头的源地址和目的地址。常规EVI报文的GRE隧道头中不会携带接入电路标识。 

ED211根据连接ED221的EVI专线隧道的出端口发送EVI专线报文。ED211与ED221路径上的各设备根据到达EVI专线隧道头301的目的IP地址的下一跳，逐跳地修改外部的公网二层报文头的源地址和目的地址，逐跳转发EVI专线报文。 

当ED221收到EVI专线报文时，根据EVI报文的EVI专线隧道头301的目的IP地址确定EVI专线报文的接收端是本设备，根据EVI专线隧道头301的源IP确定EVI专线报文的发送端来自对端ED211。ED221获取EVI专线报文的EVI专线隧道头301中GRE隧道头的接入电路标识AC21，将收到的EVI专线报文解封装为发往主机223的以太网报文，根据重定向信息确定获取的接入电路标识AC21对应的MAC地址223以及连接CE222的端口。ED221通过连接CE222的端口发送发往主机223的以太网报文。CE222根据源MAC211学习MAC地址表项，未查找到目的MAC223匹配的表项，则按未知单播报文处理，在VLAN内广播，从而将以太网报文发往主机223。 

主机223收到以太网报文后，根据静态ARP表项获取主机213的MAC地址，发送发往主机213的以太网报文。CE222收到发往主机213的以太网报文，根据源MAC地址223学习MAC地址表项，查找到目的MAC213匹配的MAC地址表项，则将发往主机213的以太网报文发送到ED221。 

ED221根据接入控制列表确定对应于目的MAC213以及以太网报文接收 端口对应AC22，根据AC22关联的EVI专线隧道将发往主机213的以太网报文封装为包含接入电路标识AC22的EVI专线报文。 

ED221根据连接ED211的EVI专线隧道的出端口发送EVI专线报文，ED221与ED211路径上设备根据EVI专线报文的EVI专线隧道头的目的IP地址逐跳转发。 

当ED211收到EVI专线报文时，根据EVI专线报文的EVI专线隧道头的目的IP地址确定EVI专线报文的接收端是本设备，根据EVI专线隧道头的源IP确定EVI专线报文的发送端来自对端ED221。ED211获取EVI专线报文的EVI专线隧道头中GRE隧道头的接入电路标识AC22，将收到的EVI专线报文解封装为发往主机213的以太网报文，根据重定向信息确定获取的接入电路标识AC22对应MAC地址213以及连接CE212的端口。ED211通过连接CE212的端口发送发往主机213的以太网报文。CE212收到的以太网报文，学习源MAC223的MAC地址表项，根据目的MAC211匹配的MAC地址表项向主机211转发。 

当ED211或ED221收到的以太网报文不关联任何接入电路，则ED211或ED221执行常规EVI转发，即，ED211或ED221根据源MAC地址学习MAC地址表项，根据以太网报文的目的MAC地址在MAC地址表执行查找，如果查找到的MAC地址表项对应连接EVI实例内其他对端边缘设备的EVI隧道，根据匹配MAC地址表项中EVI隧道将以太网报文封装为EVI报文进行发送；如果查找到的MAC地址表项对应本地端口，则通过匹配MAC地址表项中本地端口转发。ED211或ED221通过EVI IS-IS协议报文在EVI实例内同步学习到的源MAC地址。当ED211或ED221收到的EVI报文时，同样执行常规的EVI转发，即，将EVI报文解封装为以太网报文，根据目的MAC地址匹配的MAC地址表项转发。EVI IS-IS对IS-IS协议的一种扩展，基本思路是将IS-IS协议的地址可达消息中的TLV消息格式进行扩展，携带EVI设备的MAC信息，EVI IS-IS协议报文在网络中通过EVI隧道传输，中间设备不感知道IS-IS协议报文，认为是一个普通的IP报文 

图4是为本发明另一实施例中EVI网络的示意图。 

图4所示的EVI网络，同一EVI网络实例内边缘设备(Edge Device，ED)311、321以及331通过ENDP(EVI Neighbor discovery protocol,EVI邻居发现协议)建立EVI隧道。 

ED311分别配置连接ED321的EVI专线隧道的源IP地址和目的IP地址以及配置连接ED331的EVI专线隧道的源IP地址和目的IP地址；分别建立连接ED321的EVI专线隧道以及连接ED331的EVI专线隧道。 

ED321配置连接ED311的EVI专线隧道的IP地址和目的IP地址，建立连接ED311的EVI专线隧道。ED331配置连接ED311的EVI专线隧道的源IP地址和目的IP地址，建立连接ED311的EVI专线隧道。 

图4中，两个对端边缘设备之间的EVI专线隧道的源IP地址以及目的IP地址不同于EVI隧道的源IP地址和目的IP地址。 

在第一个站点中，交换设备CE312分别连接属于VLAN10的主机313、属于VLAN20的主机314以及属于VLAN30的主机315。在第二站点中，交换设备CE322分别连接了属于VLAN10的主机323和属于VLAN20的主机324。在第三站点中，交换设备CE331连接了属于VLAN30的主机333。在EVI实例中，第一站点和第二站点间属于VLAN10的主机之间需要通过EVI网络进行点到点传输，第一站点和第二站点间属于VLAN 20的主机之间进行点到点传输；第一和第三站点间属于VLAN30的主机进行点到点传输。这样将需要进行点到点传输的主机规划在相同VLAN内。 

ED311、ED321以及ED331分别设置接入控制列表，用以根据以太网报文的接收端口和所属的虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Area Network)确定接入电路。 

ED311的接入控制列表中，记录VLAN 10以及连接CE312的端口对应AC31；记录VLAN 20以及连接CE312的端口对应AC32；记录VLAN30以及连接CE312的端口对应AC33。ED321的接入控制列表中，记录VLAN 10以及连接CE322的端口对应AC31；VLAN20以及连接CE322的端口对应 AC32。ED331的接入控制列表中，记录VLAN 30以及连接CE332的端口对应AC33。 

ED311与CE312间的物理链路以及ED321与CE322间的物理链路各自承载多个接入电路。 

ED311将AC31和AC32关联连接对端ED321的EVI专线隧道；将AC33关联连接对端ED331的EVI专线隧道。ED321将AC31和AC32关联连接对端ED311的EVI专线隧道。ED331将AC33关联连接对端ED311的EVI专线隧道。 

CE312收到来自主机313的以太网报文时，学习源MAC313的MAC地址表项，根据目的MAC323匹配的MAC地址表项转发以太网报文至ED211。如果CE212未查找到目的MAC323匹配的MAC地址表项，则按未知单播报文在VLAN10内广播。 

ED311从CE312收到来自主机313的以太网报文时，根据接入控制列表确定VLAN10和连接CE312端口对应AC31，根据AC31关联的EVI专线隧道将来自主机313的以太网报文封装为包含接入电路标识AC31的EVI专线报文。 

ED311根据连接ED321的EVI专线隧道的出端口发送EVI专线报文。ED311与ED321路径上的各设备根据EVI专线报文的EVI专线隧道头的目的IP地址逐跳转发。 

当ED321收到EVI专线报文时，根据EVI专线报文的EVI专线隧道头的目的IP地址确定EVI专线报文的接收端是本设备，根据EVI专线隧道头的源IP确定EVI专线报文的发送端来自对端ED311。ED321获取EVI专线报文的EVI专线隧道头中GRE隧道头的接入电路标识AC31，将收到的EVI专线报文解封装为以太网报文，根据重定向信息确定获取的接入电路标识AC31对应VLAN10以及连接CE322的端口。ED321通过连接CE322的端口发送属于VLAN10的以太网报文。 

CE322根据源MAC311学习MAC地址表项，未查找到目的MAC323匹 配的表项，则按未知单播报文处理，在本地VLAN10内广播，从而将以太网报文发往主机323。 

在第一站点内，ED311收到来自主机314或315的以太网报文的处理相同，根据接入控制表确定以太网报文所属VLAN以及以太网报文接收端口对应的接入电路，根据接入电路关联的EVI专线隧道将以太网报文封装为包含接入电路标识的EVI专线报文进行发送。同样的，第二站点的ED321收到来自主机323或324的以太网报文或者第三站点的ED331收到来自主机333的以太网报文，各自根据接入控制表确定以太网报文所属VLAN以及接收端口对应的接入电路，根据接入电路关联的EVI专线隧道将以太网报文封装为包含接入电路标识的EVI专线报文进行发送。ED321以及ED331收到包含接入电路标识的EVI专线报文时，根据接入电路标识执行本地二层转发。 

在图4所示的EVI网络中，EVI专线隧道可承载一个或多个接入电路。这样，各站点的边缘设备根据接入电路关联的EVI专线隧道执行与其他站点之间的二层点到点专线转发，而无需触发MAC地址学习和MAC地址表项学习。这样，不仅减少了各站点的边缘设备上MAC地址表项的数目，同时也减少各站点的边缘设备之间通过EVI IS-IS报文同步的MAC地址的数目。 

在以上两个实施例中，边缘设备根据设置的接入控制列表接入电路的报文特征信息以及收到以太网报文的报文特征信息进行匹配，以识别接入电路。本领域技术人员可根据本发明的揭示的技术方案或者网络业务实际需求变化设置接入控制列表中接入电路关联的报文特征信息。譬如，边缘设备将接入控制列表中接入电路关联的报文特征信息设置为VLAN以及源MAC地址的组合、或者设置成VLAN、报文接收端口、目的MAC、源MAC地址信息的组合。这样，边缘设备基于识别接入电路对以太网报文进行点到点传输，而无需学习源MAC地址表项和触发目的MAC地址查表。 

图5所示为本发明实施例提供的EVI网络中边缘设备500的结构示意图。如图5所示，边缘设备500至少包括隧道单元501，接收单元502，识别单元503、转发单元504。 

隧道单元501用于建立连接对端边缘设备的以太网报文的第一以太网虚拟化互联EVI专线隧道。接收单元502用于接收以太网报文。识别单元503用于在收到的以太网报文中识别需要点到点传输的以太网报文。转发单元504用于通过第一EVI隧道发送需要点到点传输的以太网报文。 

在本实施例中，识别单元503用于将以太网报文与各接入电路关联的报文特征信息进行匹配，将匹配于接入电路的报文特征信息的以太网报文识别为需要点到点传输的以太网报文；转发单元504用于根据第一EVI专线隧道将需要点到点传输的以太网报文封装第一EVI专线报文；其中第一EVI专线报文的EVI专线隧道头包含匹配的接入电路的标识。 

接收单元502还用于通过第二EVI隧道接收第二EVI专线报文。识别单元503还用于获取第二EVI专线报文的EVI隧道头中接入电路标识。转发单元504还用于将第二EVI专线报文解封装为需要点到点传输的以太网报文；通过获取的接入电路标识对应的接入电路的本地端口发送解封装后需要点到点传输的以太网报文。转发单元504可根据第二EVI专线报文中EVI专线隧道头的目的IP地址确定接收端是本设备，根据第二EVI专线报文的EVI专线隧道头的源IP确定EVI报文的发送端来自对端边缘设备；该第二EVI专线隧道是对端边缘设备连接本设备且承载点到点传输的以太网报文，可以承载多个接入电路。 

在本发明实施例中，识别单元503还用于识别不匹配各接入电路关联的报文特征信息的以太网报文；转发单元504还用于根据不匹配的以太网报文的目的MAC地址信息执行转发。譬如，转发单元504可根据不匹配的以太网报文的源MAC地址学习MAC地址表项，根据不匹配的以太网报文文的目的MAC地址在MAC地址表执行查找，如果查找到的MAC地址表项对应连接EVI实例内其他对端边缘设备的EVI隧道，根据匹配MAC地址表项中EVI隧道将以太网报文封装为EVI报文进行发送；如果查找到的MAC地址表项对应本地端口，则通过匹配MAC地址表项中本地端口转发。当边缘设备500的地址同步单元可进一步通过EVI IS-IS协议报文在EVI实例内同步学习到 的源MAC地址。 

本发明实施例提供的方法和设备可以由硬件、或计算机可读指令、或者硬件和计算机可读指令的结合来实现。本实施例中使用的计算机可读指令由多个处理器存储在可读存储介质中，例如硬盘、CD-ROM、DVD、光盘、软盘、磁带、RAM、ROM或其它合适的存储设备。或者，至少部分计算机可读指令可以由具体硬件替换，例如，定制集成线路、门阵列、FPGA、PLD和具体功能的计算机等等。 

综上所述，本发明具体实施例实现了EVI实例内的二层报文的专线转发转发。 

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种以太网虚拟化互联EVI网络中边缘设备转发报文的方法，其特征在于，所述方法包括：

建立连接对端边缘设备的第一EVI专线隧道；

接收以太网报文；

在收到的以太网报文中识别需要点到点传输的以太网报文；

通过所述第一EVI专线隧道发送需要点到点传输的以太网报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在收到的以太网报文中识别需要点到点传输的以太网报文包括：

将以太网报文与各接入电路关联的报文特征信息进行匹配，将匹配于接入电路的报文特征信息的以太网报文识别为需要点到点传输的以太网报文。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法通过所述第一EVI专线隧道发送需要点到点传输的以太网报文包括：

根据第一EVI专线隧道将需要点到点传输的以太网报文封装第一EVI专线报文；其中第一EVI专线报文的EVI专线隧道头包含匹配的接入电路的标识。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过第二EVI隧道接收第二EVI专线报文；

获取第二EVI专线报文的EVI隧道头中接入电路标识；

将第二EVI专线报文解封装为需要点到点传输的以太网报文；

通过获取的接入电路标识对应的接入电路的本地端口发送解封装后需要点到点传输的以太网报文；

所述第二EVI隧道是所述对端边缘设备连接本设备且承载点到点传输的以太网报文。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当以太网报文不匹配各接入电路关联的报文特征信息，根据不匹配的以太网报文的目的MAC地址信息执行转发。

6.一种以太网虚拟化互连EVI网络的边缘设备，其特征在于，所述边缘设备包括：

隧道单元，建立连接对端边缘设备的以太网报文的第一EVI专线隧道；

接收单元，接收以太网报文；

识别单元，在收到的以太网报文中识别需要点到点传输的以太网报文；

转发单元，通过所述第一EVI专线隧道发送需要点到点传输的以太网报文。

7.根据权利要求6所述的边缘设备，其特征在于，所述识别单元，将以太网报文与各接入电路关联的报文特征信息进行匹配，将匹配于接入电路的报文特征信息的以太网报文识别为需要点到点传输的以太网报文。

8.根据权利要求7所述的边缘设备，其特征在于，所述转发单元，根据第一EVI专线隧道将需要点到点传输的以太网报文封装第一EVI专线报文；其中第一EVI专线报文的EVI专线隧道头包含匹配的接入电路的标识。

9.根据权利要求7所述的边缘设备，其特征在于，

所述接收单元，通过第二EVI隧道接收第二EVI专线报文；

所述识别单元，获取第二EVI专线报文的EVI隧道头中接入电路标识；

所述转发单元，将第二EVI专线报文解封装为需要点到点传输的以太网报文；通过获取的接入电路标识对应的接入电路的本地端口发送解封装后需要点到点传输的以太网报文；

所述第二EVI隧道是所述对端边缘设备连接本设备且需要点到点传输的以太网报文。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述识别单元还用于识别不匹配各接入电路关联的报文特征信息的以太网报文；

所述转发单元，根据不匹配的以太网报文的目的MAC地址信息执行转发。