CN107547247B - 智能弹性架构中的三层管理网ip地址分配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种智能弹性架构中的三层管理网IP地址分配方法和装置，所述方法应用于控制桥(CB)，所述方法包括：根据端口扩展器(PE)被分配的端口扩展器标识(PEID)，从本地预留的IP网段中为所述PE分配IP地址；当所述PE上线时，通过本地与所述PE相连的级联口将分配的IP地址发送给所述PE。该方法本方法不需要通过DHCP服务器获取IP地址，也不需要通过用户手动配置IP地址，从而无需外部网络的支持，在实现上也更加简单方便。

Description

智能弹性架构中的三层管理网IP地址分配方法和装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种智能弹性架构(Intelligent ResilientFramework，IRF)中的三层管理网网际协议(Internet Protocol，IP)地址分配方法和装置。

背景技术

IRF是一种能够提高网络接入层的接入能力和管理效率的纵向网络融合虚拟化技术。IRF采用IEEE 802.1BR标准协议实现。它的核心思想是将多台端口扩展器(PortExtender，PE)连接到父设备(也称为控制桥(Controlling Bridge，CB))上，进行必要的配置后，将每台PE虚拟化成CB的一块远程业务板，由CB统一管理。

CB和PE之间通过建立三层管理网，可以简化CB和PE之间的控制通信。如果通过三层管理网管理PE，就涉及到PE的IP地址的分配问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种IRF中的三层管理网IP地址分配方法和装置，用以提供一种简化的面向CB-PE三层管理网的IP地址分配方法。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

本申请第一方面，提供了一种IRF中的三层管理网IP地址分配方法，所述方法应用于控制桥CB，所述方法包括：

根据PE被分配的PEID，从本地预留的IP网段中为所述PE分配IP地址；

当所述PE上线时，通过本地与所述PE相连的级联口将分配的IP地址发送给所述PE。

本申请第二方面，提供了一种IRF中的三层管理网IP地址分配装置，所述装置可以应用于CB，具有实现上述方法的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块或单元。

一种可能的实现方式中，所述装置包括：

IP地址分配单元，用于根据PE被分配的PEID，从本地预留的IP网段中为所述PE分配IP地址；

发送单元，用于当所述PE上线时，通过本地与所述PE相连的级联口将分配的IP地址发送给所述PE。

另一种可能的实现方式中，所述装置包括通信接口、处理器、存储器和总线，所述通信接口、所述处理器和所述存储器之间通过总线相互连接；所述处理器通过读取所述存储器中存储的逻辑指令，执行本申请第一方面所述的IP地址的分配方法。

利用本申请提供的方案，由CB根据PE被分配的PEID，为PE分配与其PEID一一对应的IP地址，然后通过CB与PE之间的级联口将分配好的IP地址发送给PE。本方法不需要通过DHCP服务器获取IP地址，也不需要通过用户手动配置IP地址，从而无需外部网络的支持，在实现上也更加简单方便。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的一种CB-PE之间的三层管理网示意图；

图2是本申请一示例性实施例示出的一种IRF中的三层管理网IP地址分配方法的流程图；

图3是本申请一示例性实施例示出的一种查找级联口接口索引的过程示意图；

图4是本申请一具体实施例的示意图；

图5是本申请一示例性实施例示出的一种IRF中的三层管理网IP地址分配装置的功能模块框图；

图6是本申请一示例性实施例示出的一种IRF中的三层管理网IP地址分配装置的硬件架构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

以下，对本申请中的部分用语进行解释说明。

本申请中，“CB”可以是物理CB；也可以是通过MDC(multitenant devicecontexts，多租户设备环境)技术从物理CB上虚拟化出的逻辑CB。所谓MDC技术为一种1:N虚拟化技术，可以用于将一台物理设备虚拟成多台逻辑设备。逻辑CB具有完全的设备功能，有独立的软件环境和数据，有独立的硬件资源。

VME(Virtual Management Ethernet，虚拟管理以太网)口：类似于VM(ManagementEthernet，管理以太网)口，用于CB和PE设备之间进行IP通信。VME口是逻辑接口，没有真实的物理芯片，其物理层依附于CB-PE之间的级联链路。

下面结合说明书附图和各实施例对本申请技术方案进行说明。

目前可以通过动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP)服务器或用户手动配置的方式，来配置PE的IP地址，但前者往往需要外部网络的支持，后者需要人工参与，管理上比较麻烦。

为此，本申请提出了一种IRF中的三层管理网IP地址分配方法和装置，由CB根据PE被分配的端口扩展器标识(Port Extender Identifier，PEID)，为PE分配与其PEID一一对应的IP地址，然后通过CB与PE之间的级联口将分配好的IP地址发送给PE。本方法不需要通过DHCP服务器获取IP地址，也不需要通过用户手动配置IP地址，从而无需外部网络的支持，在实现上也更加简单方便。

下面通过图1对本申请所应用的组网进行描述：

参见图1，图1为本申请提供的一种CB-PE之间的三层管理网示意图，图1中包括的设备按角色可分为CB和PE两种。CB为控制设备，PE为纵向扩展设备，PE根据组网需要可以连到一台或多台CB上，由CB统一管理。

CB上事先已配置好在扩展网桥系统内要连接的PE以及连接这些PE的级联口。当CB和PE启动后，可以各自在本地创建虚拟管理以太网VME口，以及创建用于CB和PE之间管理通信的虚拟专用网络(Virtual Private Network，VPN)，并将VME口加入到创建的VPN中。由于CB和PE之间的协议报文在专有的VPN内传输，因此可以避免与用户的配置产生冲突。

CB可以为自己的VME口以及相连的PE的VME口分别分配IP地址，分配的IP地址均在同一个网段内，如图1所示，CB和各个PE的IP地址均在a.b.0.0这一网段内。CB上还可以建立与PE的IP地址相关的级联口快查表，此表可以用于CB向某个PE发送IP报文时，快速查找到该IP报文在CB侧的出级联口，CB和PE之间的IP报文最终通过找到的出级联口进行收发。

至于CB如何为PE分配IP地址，以下将通过图2所示的方法流程说明。对于与CB相连的任一个PE，CB都可以遵从图2所示的方法为该PE分配对应的IP地址，该方法可包括以下步骤：

步骤201：CB根据PE被分配的端口扩展器标识(Port Extender Identifier，PEID)，从本地预留的IP网段中为所述PE分配IP地址。

CB启动后，可以预留一个固定的IP网段，该IP网段一般为IPv4网段，若有特殊需求也可引入IPv6网段。以下，本申请均以IPv4网段为例进行说明。假设，CB上预留192.168.0.0这一网段，CB每次重启，都从这一固定的IP网段中为PE选择IP地址，这个网段内可供选择的IP地址的数量共为65535个。

一种可选的IP地址的分配规则是：CB将预留的IP网段中的IP地址最小值，作为IP地址基值，然后将PE被分配的PEID与所述IP地址基值相加，并将得到的和值作为分配给所述PE的IP地址。

这里的PEID，为CB上用于区分各PE的标识。PEID的最大值小于等于65535，这样，根据PEID和所述IP地址基值计算得到的和值自然会落在预留的IP网段内，即计算得到的和值小于等于所述IP网段中的IP地址最大值。由于PE的IP地址与其PEID一一对应，因此只要CB上配置的PEID不丢失，即使CB故障导致PE的IP地址丢失，也可以根据上述IP地址的分配规则重新为PE分配与故障前相同的IP地址，无需进行额外的配置恢复操作。

为便于计算，在计算PEID与IP地址基值的和值之前，CB需要将十进制形式的IP地址基值转换为32位的二进制形式的IP地址基值。以192.168.0.0这一十进制形式的IP地址为例，其对应的32位的二进制形式的IP地址为：0xC0A80000。假设某PE的PEID为100，IP地址基值为192.168.0.0，则该PE对应的IP地址为：0xC0A80000(192.168.0.0)+0x64(100)＝0xC0A80064(192.168.0.100)。

CB也可以从上述预留的IP网段为自己分配IP地址。例如，CB可以将自己的虚拟设备编号(Multitenant Device Context Identifier，MDCID)与所述IP地址基值相加得到的和值，作为该虚拟设备的IP地址。假设预留的IP网段为192.168.0.0，CB的MDCID为1，则该CB的IP地址为：0xC0A80000+0x1＝0xC0A80001(192.168.0.1)。

为了保证CB与PE在不借助外部网络的情况下也能实现互通，需要将CB的IP地址和PE的IP地址配置在同一个网段上。而为了防止分配给CB和PE的IP地址发生冲突，可以预先规划好MDCID标签块和PEID标签块的范围，通过保证这两个标签块不冲突，来达到虚拟设备和PE的IP地址不冲突的目的。例如，可以规定MDCID标签块为[1，99]，PEID标签块为[100，65535]，这样一个IP网段中的前99个IP地址将预留给CB使用，后65436个IP地址将预留给PE使用。

可选的，CB和PE可以将分配到的IP地址配置到自己的VME口上。

步骤202：当所述PE上线时，CB通过本地与所述PE相连的级联口将分配的IP地址发送给所述PE。

在步骤202之前，CB可以在本地创建级联口快查表，用于CB向某个PE发送IP报文时，快速查找到该IP报文在CB侧的出接口。

与上文提及的一种可选的IP地址的分配规则相对应的，一种级联口快查表的创建方法为：首先，CB将本地预留的PEID标签块中的PEID最小值，作为PEID基值。然后，CB将PE的PEID减去所述PEID基值，得到N，这里的N即为该PE对应的级联口接口索引在快查表中的存储位置距离该快查表的第一行的偏移量(以下简称Offset)。最后，CB确定本地与该PE相连的级联口的接口索引，并将所述接口索引写到预先建立的级联口快查表的第N+1行对应的单元格中。

基于上述级联口快查表的创建方法，步骤202中，CB的驱动层向PE转发IP报文时，可以获取该IP报文的目的IP地址，然后将该IP报文的目的IP地址减去本地预留的IP网段中的IP地址基值，得到该PE的PEID；再将该PE的PEID减去本地预留的PEID标签块中的PEID基值，得到数值N；从而可以从所述级联口快查表的第N+1行对应的单元格中，读取到CB本地与该PE相连的接口索引，最后通过该接口索引对应的级联口将该IP报文发送给该PE。具体地，CB可以将分配的IP地址携带在端口扩展控制状态协议(Port Extender Control andStatus Protocol，PECSP)私有报文中发送给该PE。

这样，经过两次线性转换，即可快速从级联口快查表中读取到需要的接口索引，而无需遍历级联口快查表，可以保证三层通信的效率和性能。

具体的转换过程可以参见图3所示，第一次线性转换发生在目的IP地址到PEID的转换，第二次线性转换发生在PEID到Offset的转换。如图3中的目的IP地址C0A80069经过两次线性转换后可得到Offset为5，最终可以从级联口快查表的第6行，读取到级联口(Cascade)为12。

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面通过一个实施例对上述技术方案做进一步的说明，需要说明的是，此实施例仅仅是本申请的一种实现方式，不构成对本申请的限定。

在图4所示的组网中，CB下挂三台PE，这三台PE的PEID分别为100、101、102，并且分别通过级联口1、级联口2、级联口3与CB连接。CB预留的IP网段为192.168.0.0，PEID标签块为[100，65535]。

1、通过计算各PE的PEID与预留IP网段的IP地址基值的和值，可以得到三台PE的IP地址：

PE 100:192.168.0.100<＝＝>0xC0A80064；

PE 101:192.168.0.101<＝＝>0xC0A80065；

PE 102:192.168.0.102<＝＝>0xC0A80066；

相应的，可以在级联口快查表中建立以下表项：

在第1行对应的单元格中，写入级联口1；

在第2行对应的单元格中，写入级联口2；

在第3行对应的单元格中，写入级联口3。

2、在CB侧，应用程序向PE 102发送NETCONF协议报文时，该应用程序可以根据PE102的PEID与IP地址基值，得到PE 102的IP地址为：0x66(102)+0xC0A80000＝0xC0A80066(192.168.0.102)。

3、CB的驱动层向PE 102转发上述应用程序发出的IP报文时，根据该报文的目的IP地址与IP地址基值获取PEID：0xC0A80066-0x C0A80000＝0x66(102)；

再根据PEID与PEID基值获取PE 102连接的级联口的接口索引在级联口快查表中的偏移量：102-100＝2；

最后，从级联口快查表的第2+1行对应的单元格内，读取出级联口3。

经过两次线性转换，CB可以找到出级联口3将IP报文发送到PE 102上。

综上所述，本申请提供的技术方案由CB根据PE被分配的PEID，为PE分配与其PEID一一对应的IP地址，然后通过CB与PE之间的级联口将分配好的IP地址发送给PE。本方法不需要通过DHCP服务器获取IP地址，也不需要通过用户手动配置IP地址，从而无需外部网络的支持，在实现上也更加简单方便。由于PE的IP地址与其PEID一一对应，故每个PE的IP地址是固定不变的，无需配置恢复，方便管理。而CB侧通过两次线性转换，即可快速从级联口快查表中读取到需要的接口索引，保证三层通信的效率和性能。CB侧虚拟化设备的IP地址分配方法，对设备虚拟化也有很好的支持。

以上对本申请提供的方法进行了描述。下面对本申请提供的装置进行描述。

参见图5，为本申请实施例提供的一种IRF中的三层管理网IP地址分配装置的功能模块框图，该装置可以应用于CB中。所述装置包括：

IP地址分配单元501，用于根据PE被分配的PEID，从本地预留的IP网段中为所述PE分配IP地址。

发送单元502，用于当所述PE上线时，通过本地与所述PE相连的级联口将分配的IP地址发送给所述PE。

可选的，在根据PE被分配的PEID，从本地预留的IP网段中为所述PE分配IP地址时，所述IP地址分配单元501具体用于：确定将所述IP网段中的IP地址最小值，作为IP地址基值；将所述PE的PEID与所述IP地址基值的和值，作为分配给所述PE的IP地址；其中，所述和值小于等于所述IP网段中的IP地址最大值。

可选的，所述装置还可以包括：

单元格读写单元，用于将本地预留的PEID标签块中的PEID最小值，作为PEID基值；将所述PE的PEID减去所述PEID基值，得到N；确定本地与所述PE连接的级联口的接口索引，并将所述接口索引写到预先建立的级联口快查表的第N+1行对应的单元格中。

可选的，所述单元格读写单元，还可以用于在所述发送单元502向所述PE转发IP报文时，将所述IP报文的目的IP地址减去所述IP地址基值，得到所述PE的PEID；将所述PE的PEID减去所述PEID基值，得到所述N；从所述级联口快查表的第N+1行对应的单元格中，读取所述接口索引；

相应的，所述发送单元502，具体用于通过所述接口索引对应的级联口将所述IP报文发送给所述PE。

可选的，在通过本地与所述PE相连的级联口将分配的IP地址发送给所述PE时，所述发送单元502具体用于：将分配的IP地址携带在PECSP私有报文中，通过本地与所述PE相连的级联口发送给所述PE。

可选的，所述IP地址分配单元501，还可以用于在为所述CB分配IP地址时，将所述CB的MDCID与所述IP地址基值的和值，作为分配给所述CB的IP地址。

需要说明的是，本发明实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。在本申请的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

如图6所示，本申请实施例还提供一种IRF中的三层管理网IP地址分配装置，所述装置包括通信接口601、处理器602、存储器603和总线604；其中，通信接口601、处理器602、存储器603通过总线604完成相互间的通信。

其中，通信接口601，用于与PE通信。处理器602可以是一个中央处理器(CPU)，存储器603可以是非易失性存储器(non-volatile memory)，并且存储器603中存储有IP地址的分配逻辑指令，处理器602可以执行存储器603中存储的IRF中的三层管理网IP地址分配逻辑指令，以实现图2所示的IRF中的三层管理网IP地址分配方法，具体可参见图2所示的流程。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种智能弹性架构中的三层管理网IP地址分配方法，其特征在于，所述方法应用于控制桥CB，所述方法包括：

确定将本地预留的网际协议IP网段中的IP地址最小值，作为IP地址基值；

将端口扩展器PE被分配的端口扩展器标识PEID与所述IP地址基值的和值，作为分配给所述PE的IP地址；其中，所述和值小于等于所述IP网段中的IP地址最大值；

当所述PE上线时，通过本地与所述PE相连的级联口将分配的IP地址发送给所述PE；

将本地预留的PEID标签块中的PEID最小值，作为PEID基值；

将所述PE的PEID减去所述PEID基值，得到N；

确定本地与所述PE连接的级联口的接口索引，并将所述接口索引写到预先建立的级联口快查表的第N+1行对应的单元格中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过本地与所述PE相连的级联口将分配的IP地址发送给所述PE之后，所述方法还包括：

所述CB的驱动层向所述PE转发IP报文时，将所述IP报文的目的IP地址减去所述IP地址基值，得到所述PE的PEID；

将所述PE的PEID减去所述PEID基值，得到所述N；

从所述级联口快查表的第N+1行对应的单元格中，读取所述接口索引；

通过所述接口索引对应的级联口将所述IP报文发送给所述PE。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述通过本地与所述PE相连的级联口将分配的IP地址发送给所述PE，包括：

将分配的IP地址携带在端口扩展控制状态协议PECSP私有报文中，通过本地与所述PE相连的级联口发送给所述PE。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在为所述CB分配IP地址时，将所述CB的虚拟设备编号MDCID与所述IP地址基值的和值，作为分配给所述CB的IP地址。

5.一种智能弹性架构中的三层管理网IP地址分配装置，其特征在于，所述装置应用于控制桥CB，所述装置包括：

IP地址分配单元，用于确定将本地预留的网际协议IP网段中的IP地址最小值，作为IP地址基值；将端口扩展器PE被分配的端口扩展器标识PEID与所述IP地址基值的和值，作为分配给所述PE的IP地址；其中，所述和值小于等于所述IP网段中的IP地址最大值；

发送单元，用于当所述PE上线时，通过本地与所述PE相连的级联口将分配的IP地址发送给所述PE；

单元格读写单元，用于将本地预留的PEID标签块中的PEID最小值，作为PEID基值；将所述PE的PEID减去所述PEID基值，得到N；确定本地与所述PE连接的级联口的接口索引，并将所述接口索引写到预先建立的级联口快查表的第N+1行对应的单元格中。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述单元格读写单元，还用于在所述发送单元向所述PE转发IP报文时，将所述IP报文的目的IP地址减去所述IP地址基值，得到所述PE的PEID；将所述PE的PEID减去所述PEID基值，得到所述N；从所述级联口快查表的第N+1行对应的单元格中，读取所述接口索引；

所述发送单元，用于通过所述接口索引对应的级联口将所述IP报文发送给所述PE。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，在通过本地与所述PE相连的级联口将分配的IP地址发送给所述PE时，所述发送单元具体用于：

将分配的IP地址携带在端口扩展控制状态协议PECSP私有报文中，通过本地与所述PE相连的级联口发送给所述PE。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述IP地址分配单元，还用于在为所述CB分配IP地址时，将所述CB的虚拟设备编号MDCID与所述IP地址基值的和值，作为分配给所述CB的IP地址。

Images