CN107294846B - 报文转发方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种链路聚合组的设置方法和装置，应用于扩展网桥系统的端口扩展器。其中该方法包括：通过上行链路端口从控制网桥接收下行单播报文；确定下行单播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识对应聚合端口且聚合端口关联的多个扩展端口连接同一终端；通过多个扩展端口的一个扩展端口发送移除了扩展虚拟局域网标签的下行单播报文。

Description

报文转发方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体地讲涉及一种报文转发方法和装置。

背景技术

扩展网桥(Extended Bridge)由控制网桥(CB，Controlling Bridge)和端口扩展器(PE，Port Extender)构成。控制网桥可以是单个网桥或多个网桥堆叠构成的网桥。

图1提供了一种已有的扩展网桥结构。图1中，端口扩展器的上行端口(upstreamport)与控制网桥的级联端口(Cascade Port)一一对应连接，端口扩展器的扩展端口(Extended Port)与一个终端(End Station)一一对应连接。

控制网桥将携带了E-TAG的下行报文发送到端口扩展器，端口扩展器根据扩展虚拟局域网标签(ETAG，Extension VLAN Tag)的E-channel标识(ECID，E-channelIdentifier)对应的扩展端口将下行报文发送到对应的终端。譬如，下行报文是下行单播报文，端口扩展器通过下行单播报文ECID对应的唯一扩展端口发送下行单播报文至一个终端；下行报文是广播报文，端口扩展器复制下行广播报文，通过下行广播报文的ECID对应的多个扩展端口发送下行广播报文到多个终端。

由于图1中，每个扩展端口与一个终端之间通过一条链路连接，当某个链路故障，端口扩展器无法将下行报文发往该故障链路连接的终端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种报文转发方法和装置，使扩展网桥中端口扩展器可通过链路聚合组的聚合端口负载分担发往同一终端的报文。为实现上述发明目的，本发明提供了一种报文转发方法，其中，该方法包括：通过上行链路端口从控制网桥接收下行单播报文；

确定下行单播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识对应聚合端口且聚合端口关联的多个扩展端口连接同一终端；

通过多个扩展端口的一个扩展端口发送移除了扩展虚拟局域网标签的下行单播报文。

为实现上述发明目的，本发明还提供了一种报文转发装置，其中该装置包括：接收单元，通过上行链路端口接收下行单播报文；控制单元，确定根据下行单播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识对应聚合端口且聚合端口关联的多个扩展端口连接同一终端，移除下行单播报文的扩展虚拟局域网标签；发送单元，通过多个扩展端口的一个扩展端口发送移除了扩展虚拟局域网标签的下行单播报文。

本发明的有益效果在于，在扩展网桥系统中，端口扩展器与单归属终端之间可通过链路聚合组负载分担下行报文。

附图说明

图1所示为已有扩展网桥的结构示意图。

图2所示本发明实施例提供报文转发方法的流程图。

图3所示的本发明实施例提供的一种扩展网桥的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的一种扩展网桥的结构示意图。

图5提供了本发明实施例报文转发装置的结构示意图。

具体实施方式

以下通过附图所示的多个例子对本申请进行说明。

使用的术语中，术语“包含”表示包括但不限于；术语“含有”表示包括但不限于；术语“基于”表示至少基于其中一部分。此外，术语“一”旨在表示特定组成部分之一。

图2所示的报文转发方法包括以下步骤：

步骤201通过上行链路端口从控制网桥接收下行单播报文；

步骤202，确定下行单播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识对应聚合端口且聚合端口关联的多个扩展端口连接同一终端；

步骤203，通过多个扩展端口的一个扩展端口发送移除了扩展虚拟局域网标签的下行单播报文。

图2所示的报文转发方法能够在扩展网桥系统中，使端口扩展器与单归属终端之间可通过链路聚合组负载分担下行报文。

图3A中，端口扩展器31和32与控制网桥33构成扩展网桥34。端口扩展器31的上行链路(upstream link)端口31-1与控制网桥33的级联(Cascade)端口Cas33-1之间通过链路连接；端口扩展器的32的上行链路端口32-1与控制网桥33的级联端口Cas33-2之间通过链路连接。

端口扩展器31为扩展端口31-2-1和31-2-2分别向控制网桥33发送扩展端口建立请求(Extended Port Create request)消息。端口扩展器31将该扩展端口建立请求消息通过上行链路端口31-1发往控制网桥33。

端口扩展器32为扩展端口32-2以及32-3分别向控制网桥33发送扩展端口建立请求消息。端口扩展器32通过上行链路端口32-1发送这些扩展端口建立请求消息。

控制网桥33通过级联端口Cas33-1收到来自端口扩展器31的扩展端口建立请求消息，通过级联端口Cas33-2收到来自端口扩展器32的扩展端口建立请求消息。

控制网桥33为扩展端口31-2-1和31-2-2分别建立E-channel，根据级联端口Cas33-1的端口命名空间(namespace)为扩展端口31-2-1和31-2-2分别分配ECID-31-2-1和ECID-31-2-2，用于分别识别为扩展端口31-2-1和31-2-2建立的E-channel。控制网桥33为扩展端口31-2-1和31-2-2分别设置虚拟端口VP31-2-1和VP31-2-2，使扩展端口31-2-1和31-2-2在控制网桥33上表现为虚拟端口VP31-2-1和VP31-2-2。

控制网桥33为扩展端口32-2和32-3分别建立E-channel，根据级联端口Cas33-2的端口命名空间为扩展端口32-2和32-3分别分配ECID-32-2和ECID-32-3，用于识别为扩展端口32-2和32-3分别建立的E-channel。控制网桥33为扩展端口32-2和32-3设置虚拟端口VP32-2和VP32-3，使扩展端口32-2和32-3在控制网桥33分别表现为虚拟端口VP32-2和VP32-3。

控制网桥33在上行表中记录ECID和级联口对应虚拟端口，如表1-1所示：

表1-1

控制网桥33在下行表中记录虚拟端口对应的ECID和级联端口，如表2-1所示：

表2-1

控制网桥33通过级联端口Cas33-1发送扩展端口建立响应(Extended PortCreate response)消息，分别通知端口扩展器31为扩展端口31-2-1分配的ECID-31-2-1以及为扩展端口31-2-2分配的ECID-31-2-2。控制网桥33通过级联端口Cas33-2发送扩展端口建立响应消息，通知端口扩展器32为扩展端口32-2分配的ECID-32-2以及为扩展端口32-3分配的ECID-32-3。

端口扩展器31收到扩展端口建立响应消息，在表3-1所示的上行表中记录扩展端口对应ECID，在表4-1所示的下行表记录ECID对应的扩展端口。

关键字(Key)	结果值(Value)
		31-2-1	ECID-31-2-1
31-2-1	ECID-31-2-2

表3-1

关键字(Key)	结果值(Value)
		ECID-31-2-1	31-2-1
ECID-31-2-2	31-2-2

表4-1

端口扩展器32收到扩展端口建立响应消息，在表5-1所示的上行表中记录扩展端口对应ECID，在表6-1所示的下行表记录ECID对应的扩展端口。

关键字(Key)	结果值(Value)
		32-2	ECID-32-2
32-3	ECID-32-3

表5-1

关键字(Key)	结果值(Value)
		ECID-32-2	32-2
ECID-32-3	32-3

表6-1

控制网桥33控制端口扩展器31的扩展端口31-2-1和扩展端口31-2-2与终端35建立链路连接。控制网桥33控制端口扩展器32的扩展端口32-2与终端36建立链路连接，控制扩展端口32-3与终端37建立链路连接。

控制网桥33设置链路聚合组31-2，设置链路聚合组31-2的聚合端口LAG31-2，将聚合端口LAG 31-2关联扩展端口31-2-1以及扩展端口31-2-2，即扩展端口31-2-1和扩展端口31-2-1设置为聚合端口LAG31-2的两个成员端口。控制网桥33设置聚合端口LAG 31-2的虚拟端口VP31-2，使聚合端口LAG 31-2在控制网桥33上表现为虚拟端口VP31-2。控制网桥33为聚合端口LAG31-2建立E-channel。控制网桥33根据级联端口Cas33-1的端口命名空间为聚合端口LAG31-2分配ECID-31-2，用于识别为聚合端口LAG31-2建立的E-channel。

控制网桥33将上行表中ECID-31-2-1和级联端口Cas33-1对应的虚拟端口VP31-2-1替换为虚拟端口VP31-2，ECID-31-2-2和级联端口Cas33-1对应的虚拟端口VP31-2-2替换为虚拟端口VP31-2，如表1-2所示：

表1-2

控制网桥33在下行表中记录虚拟端口VP31-2对应的ECID-31-2和级联端口Cas33-1，如表2-2所示：

表2-2

控制网桥33向端口扩展器31发送端口扩展器控制与状态协议(PE CSP，PortExtender Control and Status Protocol)报文，其中，PE CSP报文的类型-长度-值(T-L-V)字段携带了聚合端口LAG31-2，聚合端口LAG31-2的ECID-31-2，聚合端口LAG31-2关联的扩展端口31-2-1和扩展端口31-2-2。

端口扩展器31收到PE CSP报文，在下行表记录ECID-31-2对应的聚合端口31，如表4-2所示：

关键字(Key)	结果值(Value)
		ECID-31-2-1	31-2-1
ECID-31-2-2	31-2-2
		ECID-31-2	LAG31-2

表4-2

端口扩展器31在表7所示的聚合端口表中，记录聚合端口LAG31-2对应的扩展端口。

关键字(Key)	结果值(Value)
		LAG31-2	31-2-1，31-2-2

表7

端口扩展器31根据聚合端口表，可以确定各聚合端口关联的成员端口。

如图3B所示，控制网桥33将端口扩展器31连接终端35的两个物理链路设置为链路聚合组，提高了端口扩展器31与终端35之间链路的可靠性。

终端35基于负载分担算法，从连接端口扩展器31的两个链路选择连接扩展端口31-2-1的链路发送以太网广播报文。

端口扩展器31通过扩展端口31-2-1收到以太网广播报文，在表3-2所示的上行表查找的扩展端口31-2-1的ECID-31-2-1，端口扩展器32在以太网广播报文插入扩展端口虚拟局域网标识(VID，Extended Port VLAN ID)为ECID-31-2-1的扩展虚拟局域网标签(ETAG，Extension VLAN Tag)，通过上行链路端口31-1发送。

控制网桥33通过级联端口Cas33-1收到带有ETAG的以太网广播报文，基于ECID-31-2-1和级联端口Cas33-1在本地上行表(表1-2所示)查找到虚拟端口VP31-2，确定了聚合端口LAG31-2是以太网广播报文进入扩展网桥34的入接口(ingress port)。

控制网桥33根据以太网广播报文的源MAC地址，VLAN以及虚拟端口VP31-2学习MAC地址表项。控制网桥33复制以太网广播报文。本发明中，控制网桥33将一个复制的以太网广播报文的ETAG的源扩展端口虚拟局域网标识(SVID，Source Extended Port VLAN ID)字段设置为ECID-31-2，将ETAG的VID替换为广播ECID，通过级联端口Cas33-1发送。本发明中，扩展端口31的链路聚合组连接终端35，控制网桥33根据上行以太网广播报文的VID确定入接口是聚合端口LAG31-2关联的成员端口，因此，控制网桥33将聚合端口LAG31-2的ECID31-2设置在下行以太网广播报文的SVID中，避免端口扩展器31通过聚合链路组发送来自终端35的下行单播广播报文。

控制网桥33将一个复制的以太网广播报文的ETAG的VID设置为广播ECID，通过级联端口Cas33-2发送。如果控制网桥33还连接了相同VLAN内一个或多个设备(如终端或交换机)，交换机控制网桥33删除复制的一个或多个以太网广播报文的ETAG，通过一个或多个相同VLAN的物理端口广播。控制网桥将一个级联端口收到的上行以太网广播报文通过另一个级联端口发送时，不需要根据上行以太网广播报文的ETAG的VID字段拷贝到下行以太网广播报文的ETAG的SVID。

端口扩展器31通过上行链路端口31-1收到的以太网广播报文，其中ETAG的VID为广播ECID且SVID为ECID-31-2。端口扩展器31查找到广播ECID的端口列表包括聚合端口LAG31-2，确定SVID字段的ECID-31-2对应于广播ECID的端口列表的聚合端口LAG31-2，则不通过广播ECID的端口列表的聚合端口LAG31-2发送广播报文。

端口扩展器32通过上行链路端口32-1收到的以太网广播报文，其中，ETAG的VID为广播ECID。端口扩展器32查找到广播ECID的端口列表包括扩展端口32-2和扩展端口32-3。端口扩展器移除ETAG，复制以太网广播报文，分别扩展端口32-2和32-3发送以太网广播报文，将以太网广播报文广播到终端36和37。

终端37发送以太网广播报文。端口扩展器32通过扩展端口32-2收到以太网广播报文，基于扩展端口32-2在本地上行表(如表5-1所示)查找的ECID-32-2，在以太网广播报文插入VID为ECID-32-2的ETAG，通过上行链路端口32-1发送。

控制网桥33通过级联端口Cas33-2收到带有ETAG的以太网广播报文，基于ECID-32-2和级联端口Cas33-2在本地上行表(如表1-2所示)查找到虚拟端口VP32-2，根据以太网广播报文的源MAC地址，VLAN以及虚拟端口VP32-2学习MAC地址表项。控制网桥33复制以太网广播报文。控制网桥33将一个复制的以太网广播报文的ETAG的VID字段的ECID-32-2拷贝到SVID字段，将ETAG的VID替换为广播ECID，通过级联端口Cas33-2发送。本发明中，控制网桥33确定ECID-32-2是单个扩展端口的ECID，则直接把VID字段的ECID-32拷贝到SVID，避免以太网广播报文再发回终端37。

控制网桥33将一个复制的以太网广播报文的ETAG的VID设置为广播ECID，通过级联端口Cas33-1发送。控制网桥33将一个或多个复制的以太网报文的ETAG删除，通过一个或多个相同VLAN的物理端口广播到一个或多个终端，交换机。

端口扩展器32通过上行链路端口32-1收到的以太网广播报文的ETAG的VID为广播ECID，查找到广播ECID的端口列表包括扩展端口32-2和扩展端口32-3。端口扩展器31确定SVID字段的ECID-32-2对应于广播ECID的端口列表的扩展端口32-2。端口扩展器42移除ETAG，通过扩展端口32-3发送以太网广播报文，将以太网广播报文广播到终端36。

端口扩展器31通过上行链路端口31-1收到的以太网广播报文的ETAG的VID为广播ECID，查找到广播ECID的端口列表包括LAG31-2。端口扩展器31移除ETAG，基于负载算法从表7所示的聚合端口LAG31-2关联的扩展端口31-2-1和31-2-2选择扩展端口31-2-2，通过扩展端口31-2-2发送以太网广播报文，将以太网广播报文发送到终端35。

上述以太网广播报文既可以数据报文也可以是协议报文，譬如ARP请求报文。在图3B扩展网桥34中，控制网桥33从外部的二层网络收到相同VLAN的以太网广播报文时，控制网桥33通过级联端口Cas33-1和33-2发送下行以太网广播报文，端口扩展器31通过链路聚合组发送下行以太网广播报文，端口扩展器32通过扩展端口32-2和32-3发送下行以太网广播报文，具体方式请参照上述描述，本发明不在详细描述。

终端37向终端35发送以太网单播报文，其中，源MAC地址是终端37的MAC地址，目的MAC地址是终端35的MAC地址。端口扩展器32通过扩展端口32-2收到以太网单播报文，基于扩展端口32-2在本地上行表(如表5-1所示)查找到ECID-32-2，在以太网单播报文插入VID为ECID-32-2的ETAG，通过上行链路端口32-1发送。

控制网桥33通过级联端口Cas33-2收到带有ETAG的以太网单播报文，基于目的MAC地址和VLAN查找，查找到匹配的虚拟端口VP32-2。即控制网桥基于学习的MAC地址确定虚拟端口VP32-2对应的聚合端口LAG32-2是出端口(egress port)。

控制网桥33根据虚拟端口VP32-2，在本地下行表(如表1-2所示)查找到ECID-31-2和级联端口Cas33-1，将以太网单播ETAG的VID修改为ECID-31-2，通过级联端口Cas33-1发送。

端口扩展器31通过上行链路端口31-1收到的以太网单播报文的ETAG的VID为ECID-31-2，基于ECID-31-2在本地下行表(如表4-2所示)查找到LAG31-2。端口扩展器31移除ETAG，基于负载算法从聚合端口LAG31-2关联的扩展端口31-2-1和31-2-2(如表7所示)选择扩展端口31-2-1，通过扩展端口31-2-1发送，将以太网单播报文发终端35。

上述以太网单播报文既可以数据报文也可以是协议报文，譬如ARP响应报文。在图3B扩展网桥34中，控制网桥33从外部的二层网络收到相同VLAN的以太网单播报文时，控制网桥33根据目的MAC地址查找到对应的虚拟端口VP31-2，通过级联端口Cas33-1发送下行以太网单播报文，其中ETAG的VID是ECID-31-2，端口扩展器31通过链路聚合组发送下行以太网单播报文，具体方式请参照上述描述，本发明不在详细描述。

图4中，网络设备441和442通过堆叠链路并构成一台堆叠设备44，网络设备441和442执行主设备选举，网络设备442被选举为堆叠设备44的主设备。该堆叠设备44作为控制网桥44运行。端口扩展器41-43以及控制网桥44构成了扩展网桥45。

控制网桥44将端口扩展器41连接终端46的三个物理链路设置为链路聚合组41-2，提高了端口扩展器41与终端46之间链路的可靠性。

控制网桥44根据网络设备441连接端口扩展器41的级联端口的端口命名空间为链路聚合组的聚合端口LAG41-2分配ECID。

控制网桥44发送下行以太网广播报文和下行以太网单播报文的方式与图3B中控制网桥33下行以太网广播报文和下行以太网单播报文的方式相同；端口扩展器41发送下行报文和上行报文的方式与图3B中端口扩展器31发送下行报文(如，下行以太网广播报文和下行以太网单播报文)和上行报文(如，下行以太网广播报文和下行以太网单播报文)的方式相同。本实施例不再详细描述。

图5所示为本发明提供的报文转发装置50，该装置50可应用在扩展网桥系统的端口扩展器。如图5所示，该报文转发装置50包括：接收单元501，控制单元502以及发送单元503

接收单元501，通过上行链路端口接收下行单播报文。控制单元502，确定根据下行单播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识对应聚合端口且聚合端口关联的多个扩展端口连接同一终端，移除下行单播报文的扩展虚拟局域网标签。发送单元503，通过多个扩展端口的一个扩展端口发送移除了扩展虚拟局域网标签的下行单播报文。

接收单元501，通过上行链路接收下行广播报文。控制单元502，确定根据下行广播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识对应端口列表包括聚合端口，移除下行广播报文的扩展虚拟局域网标签。发送单元503，通过多个扩展端口的一个扩展端口发送移除了扩展虚拟局域网标签的下行广播报文。

接收单元501，通过聚合端口关联的多个扩展端口的一个扩展端口接收上行单播报文。控制单元502，为上行单播报文添加扩展虚拟局域网标签，基于收到上行单播报文的扩展端口的标识设置上行单播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识。发送单元503，通过上行链路端口发送具有扩展虚拟局域网标签的上行单播报文。

接收单元501，通过多个扩展端口的一个扩展端口接收上行广播报文；控制单元502，为上行广播报文添加扩展虚拟局域网标签，基于收到上行广播报文的扩展端口的标识，设置上行广播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识；发送单元503，通过上行链路端口发送具有扩展虚拟局域网标签的上行广播报文。

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 (8)

1.一种报文转发方法，其特征在于，所述方法包括：

通过上行链路端口从控制网桥接收下行单播报文；

确定所述下行单播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识对应聚合端口且所述聚合端口关联的多个扩展端口连接同一终端；所述多个扩展端口是本端口扩展器上的扩展端口；

基于负载算法通过所述多个扩展端口的一个扩展端口发送移除了扩展虚拟局域网标签的下行单播报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过所述上行链路从所述控制网桥接收下行广播报文；

确定根据所述下行广播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识对应的端口列表包括所述聚合端口；

通过所述多个扩展端口的一个扩展端口发送移除了扩展虚拟局域网标签的下行广播报文。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过所述多个扩展端口的一个扩展端口接收来自所述终端的上行单播报文；

为所述上行单播报文添加扩展虚拟局域网标签；

基于收到所述上行单播报文的扩展端口的标识设置所述上行单播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识；

通过所述上行链路端口发送带有扩展虚拟局域网标签的上行单播报文至所述控制网桥。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过所述多个扩展端口的一个扩展端口接收来自所述终端的上行广播报文；

为所述上行广播报文添加扩展虚拟局域网标签；

基于收到所述上行广播报文的扩展端口的标识设置所述上行广播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识；

通过所述上行链路端口发送带有扩展虚拟局域网标签的上行广播报文至所述控制网桥。

5.一种报文转发装置，其特征在于，所述装置包括：

接收单元，通过上行链路端口接收下行单播报文；

控制单元，确定根据所述下行单播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识对应聚合端口且所述聚合端口关联的多个扩展端口连接同一终端，移除下行单播报文的扩展虚拟局域网标签；所述多个扩展端口是本端口扩展器上的扩展端口；

发送单元，基于负载算法通过所述多个扩展端口的一个扩展端口发送移除了扩展虚拟局域网标签的下行单播报文。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述接收单元，通过所述上行链路接收下行广播报文；

所述控制单元，确定根据所述下行广播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识对应端口列表包括所述聚合端口，移除下行广播报文的扩展虚拟局域网标签；

所述发送单元，通过所述多个扩展端口的一个扩展端口发送移除了扩展虚拟局域网标签的下行广播报文。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述接收单元，通过所述聚合端口关联的多个扩展端口的一个扩展端口接收上行单播报文；

所述控制单元，为所述上行单播报文添加扩展虚拟局域网标签，基于收到所述上行单播报文的扩展端口的标识设置所述上行单播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识；

所述发送单元，通过所述上行链路端口发送具有扩展虚拟局域网标签的上行单播报文。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

接收单元，通过所述多个扩展端口的一个扩展端口接收上行广播报文；

控制单元，为所述上行广播报文添加扩展虚拟局域网标签，基于收到所述上行广播报文的扩展端口的标识，设置所述上行广播报文的扩展虚拟局域网标签的扩展端口标识；

所述发送单元，通过所述上行链路端口发送具有扩展虚拟局域网标签的上行广播报文。

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