CN108199960B - 组播数据报文转发方法、入口路由桥、出口路由桥及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种组播数据报文转发方法、入口路由桥、出口路由桥及系统，涉及通信技术领域。所述方法包括：入口路由桥接收组播数据报文；所述入口路由桥将所述组播数据报文封装为Trill单播数据帧；所述入口路由桥将所述Trill单播数据帧转发到所述组播数据报文对应的出口路由桥。入口路由桥将接收到的组播数据报文封装为Trill单播数据帧后，再转发给组播数据报文对应的出口路由桥，避免了组播数据报文在Trill域内洪泛，实现组播数据报文在不同链路上的负载分担，间接提高了Trill网络物理带宽利用率。

Description

组播数据报文转发方法、入口路由桥、出口路由桥及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种组播数据报文转发方法、入口路由桥、出口路由桥及系统。
背景技术
在云计算时代下，为了更大幅度地增加数据中心内业务可靠性、降低IT成本、提高业务部署灵活性、降低运维成本，需要虚拟机能够在整个数据中心范围内动态迁移。
为了解决虚拟机大范围迁移问题，网络需要提供配套的大二层组网技术，于是业界出现了Trill(Transparent Interconnection of Lots of Links,多链路透明互联)。Trill网络部署完成后，首先由路由桥(Router Bridge，RB)根据中间系统-中间系统(Intermediate System-Intermediate System,ISIS)，和所述RB连接的其他RB建立邻居关系，多个RB组网构成Trill域，最后Trill域的每台RB都拥有相同的整网拓扑数据库。RB根据配置优先级和别名(nickname)计算得到Trill域共享树(组播转发路径树)的根节点RB，然后以根节点RB为中心计算到Trill域其他节点RB的最短路径，最后得到Trill域组播转发路径树(共享树)。组播数据报文从入口RB节点(报文在此处从普通以太网进入Trill网络)进入Trill网络，然后通过共享树将组播流量广播到Trill整网的其他RB节点。
由于组播数据报文是在Trill域内广播，当入口RB接收到从组播源发送过来到组播数据报文，即使Trill域内只有一个接入层RB节点下连接组播数据报文接收者，Trill域内所有的接入层RB都会收到组播源发送过来的组播数据报文。换言之组播数据报文会在Trill域内洪泛。随着数据中心网络的不断扩容，接入层RB的数量会越来越多，现有组播数据报文转发方法势必会提高网络拥塞出现的概率，间接降低了物理带宽利用率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组播数据报文转发方法、入口路由桥、出口路由桥及系统，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种组播数据报文转发方法，所述方法包括：入口路由桥接收组播数据报文；所述入口路由桥将所述组播数据报文封装为Trill单播数据帧；所述入口路由桥将所述Trill单播数据帧转发到与所述组播数据报文对应的出口路由桥。在本申请实施例中，入口路由桥将接收到的组播数据报文封装为Trill单播数据帧后，再转发给组播数据报文对应的出口路由桥，避免了组播数据报文在Trill域内洪泛，由于Trill单播路由表包括ECMP转发表；ECMP是Trill协议根据实际组网计算出来的，所以充分利用Trill单播转发的ECMP属性，实现组播数据报文在不同链路上的负载分担，即入口路由桥到达同一出口路由桥有多条路径时，入口路由桥将源MAC、VLAN、IP地址不同的组播数据报文分别从不同的路径转发出去，降低了单物理链路上出现带宽瓶颈的概率，间接提高了物理带宽利用率。
进一步地，所述入口路由桥将所述组播数据报文封装为Trill单播数据帧，包括：所述入口路由桥基于所述组播数据报文所属的组播组和VLAN，查询Trill远端组播转发表，获得与所述组播组和所述VLAN对应的所述出口路由桥的nickname后，将所述组播数据报文封装为所述Trill单播数据帧。在本申请实施例中，入口路由桥将组播数据报文封装为以Trill单播转发路径的Trill单播数据帧，由于Trill单播路由表包括ECMP转发表；ECMP是Trill协议根据实际组网计算出来的，所以充分利用Trill单播转发的ECMP属性，即入口路由桥到达同一出口路由桥有多条路径时，入口路由桥将源MAC、VLAN、IP地址不同的组播数据报文分别从不同的路径转发出去，实现组播数据报文在不同链路上的负载分担，降低了单物理链路上出现带宽瓶颈的概率，间接提高了物理带宽利用率。
进一步地，所述入口路由桥将所述Trill单播数据帧转发到与所述组播数据报文对应的出口路由桥，包括：所述入口路由桥基于所述出口路由桥的nickname，查询所述入口路由桥的Trill单播转发表，以获得所述出口路由桥对应的出端口；所述入口路由桥通过所述出端口将所述Trill单播数据帧转发到所述出口路由桥。在本申请实施例中，入口路由桥通过出口路由桥对应的出端口将所述Trill单播数据帧以Trill单播转发路径转发到所述出口路由桥，实现了组播数据报文在Trill域内的定点转发，实现组播数据报文的在不同链路上的负载分担，间接提高了物理带宽利用率。
进一步地，所述入口路由桥将所述Trill单播数据帧转发到与所述组播数据报文对应的出口路由桥，包括：所述出口路由桥对所述Trill单播数据帧进行解封装，获得所述组播数据报文；所述出口路由桥将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入所述组播组和所述VLAN的客户端。在本申请实施例中，出口路由桥解封装所述Trill单播数据帧后，获得所述组播数据报文并将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入所述组播组和所述VLAN的客户端，实现了将组播数据报文发送给已加入所述组播组和所述VLAN的客户端，充分利用Trill的ECMP属性，实现组播数据报文在不同链路上的负载分担，降低了单物理链路上出现带宽瓶颈的概率，提高了物理带宽利用率。
进一步地，所述出口路由桥将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入所述组播组和所述VLAN的客户端，包括：所述出口路由桥通过所述客户端对应的目标出端口将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入所述组播组和所述VLAN的客户端。实现了通过客户端对应的目标出端口将组播数据报文发送给已加入所述组播组和所述VLAN的客户端，充分利用Trill的ECMP属性，实现组播数据报文在不同链路上的负载分担，提高了物理带宽利用率
进一步地，所述方法还包括：所述入口路由桥创建Trill远端组播转发表及Trill单播转发表，包括：
与所述入口路由桥在相同Trill域内的所述出口路由桥接收到与该出口路由桥连接的客户端发送的加入组播请求报文后，解析所请求加入的目标组播组和目标VLAN；所述出口路由桥基于解析出的所述目标组播组和所述目标VLAN，生成该出口路由桥对应的组播转发表并将所述加入组播请求报文中的接收端口添加到所述组播转发表项中的出端口列表中；并将解析出的所述目标组播组和所述目标VLAN通过扩展的Trill协议报文发送给在所述相同Trill域内的除该出口路由桥外的所有路由桥；
所述入口路由桥接收到所述出口路由桥发送的扩展的Trill协议报文后，解析相应的组播组信息；
所述入口路由桥基于解析出的相应的组播组信息，生成相应Trill远端组播转发表及Trill单播转发表；所述入口路由桥接收到所述出口路由桥发送的扩展的Trill协议报文后，解析相应的组播组信息；所述入口路由桥基于解析出的相应的组播组信息，生成相应Trill远端组播转发表及Trill单播转发表。在本实施例中，实现入口路由桥生成Trill远端组播转发表及Trill单播转发表，以便于后续获取出口路由桥的nickname和出端口。
第二方面，本发明实施例提供了一种入口路由桥，包括：接收单元、封装单元和转发单元。接收单元，用于接收组播数据报文。封装单元，用于将所述组播数据报文封装为Trill单播数据帧。转发单元，用于将所述Trill单播数据帧转发到与所述组播数据报文对应的出口路由桥。
第三方面，本发明实施例提供了一种出口路由桥，包括：解封装单元和发送单元。解封装单元，用于对获取到的Trill单播数据帧进行解封装，获得组播数据报文。发送单元，用于将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入组播组和VLAN的客户端。
第四方面，本发明实施例提供了一种组播数据报文转发系统，包括上述的入口路由桥和出口路由桥。
本发明实施例提供了一种组播数据报文转发方法、入口路由桥、出口路由桥及系统，入口路由桥将接收到的组播数据报文封装为Trill单播数据帧后，再转发给组播数据报文对应的出口路由桥，避免了组播数据报文在Trill域内洪泛，由于Trill单播路由表包括ECMP转发表；ECMP是Trill协议根据实际组网计算出来的，所以充分利用Trill的ECMP属性，即入口路由桥到达同一出口路由桥有多条路径时，入口路由桥将源MAC、VLAN、IP地址不同的组播数据报文分别从不同的路径转发出去，实现组播数据报文的在不同链路上的负载分担，降低了单物理链路上出现带宽瓶颈的概率，间接提高了物理带宽利用率。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例的提供的组播数据转发方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的组播数据转发方法中的Trill单播数据帧结构示意图；
图3为本发明实施例提供的组播数据转发方法中Trill组网架构示意图；
图4为图3中入口路由桥组播转发表项全局示意图；
图5为图3中多个组播源、多个接收客户端即同源同宿场景组播数据报文转发示意图；
图6为图3中第二出口路由桥只连接第四接收客户端时的组播数据报文转发示意图；
图7为本发明实施例提供的入口路由桥的结构框图；
图8为本发明实施例提供的出口路由桥的结构框图；
图9为本发明实施例提供的组播数据报文转发系统的结构框图。
具体实施方式
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1，本发明实施例提供了一种组播数据报文转发方法，所述方法包括：步骤S100、步骤S110和步骤S120。
步骤S100：入口路由桥接收组播数据报文。
在本实施例中，可以应用于数据中心网络，数据中心网络为采用Trill技术构建的数据中心大二层网络，通常分为核心层和接入层。运行Trill协议的设备称为路由桥(Router Bridge，简称RB)，多个路由桥构成Trill域。核心层的中心设备即核心层的路由桥、接入层的路由桥包括入口路由桥和出口路由桥，均可以运行Trill协议。路由桥按照组播协议处理流程处理控制报文，如用以申明加入组播组的Internet组管理协议(InternetGroup Management Protocol，简称IGMP)报告报文、用以申明离开组播组的IGMP离开组报文，但组播控制报文会在每个路由桥上终结，相应的组播组和VLAN(Virtual Local AreaNetwork)即虚拟局域网信息会通过扩展的Trill协议报文通告给Trill域的其他路由桥。部署Trill域时，并非所有的核心层的路由桥和接入层的路由桥都需要运行IGSP(IGMPsnooping,IGMP窥探，简称IGSP)协议，只有会接收到组成员加入报文或者接收组播源发送的组播数据报文的路由桥需要运行IGSP报文。
进一步地，所述方法还可以包括：
所述入口路由桥创建Trill远端组播转发表及Trill单播转发表，包括：
与所述入口路由桥在相同Trill域内的所述出口路由桥接收到与该出口路由桥连接的客户端发送的加入组播请求报文后，解析所请求加入的目标组播组和目标VLAN；所述出口路由桥基于解析出的所述目标组播组和所述目标VLAN，生成该出口路由桥对应的组播转发表并将所述加入组播请求报文中的接收端口添加到所述组播转发表项中的出端口列表中；并将解析出的所述目标组播组和所述目标VLAN通过扩展的Trill协议报文发送给在所述相同Trill域内的除该出口路由桥外的所有路由桥；
所述入口路由桥接收到所述出口路由桥发送的扩展的Trill协议报文后，解析相应的组播组信息；
所述入口路由桥基于解析出的相应的组播组信息，生成相应Trill远端组播转发表及Trill单播转发表。
在本实施例中，所述入口路由桥接收到所述出口路由桥发送的扩展的Trill协议报文后，解析相应的组播组信息；所述入口路由桥基于解析出的相应的组播组信息，生成相应Trill远端组播转发表及Trill单播转发表。在本实施例中，实现入口路由桥生成Trill远端组播转发表及Trill单播转发表，以便于后续获取出口路由桥的nickname和出端口。具体地，在客户端请求加入组播组过程中，与所述入口路由桥在相同Trill域内的至少一个出口路由桥接收到与该出口路由桥连接的客户端发送的加入组播请求报文后，解析所请求加入的目标组播组和目标VLAN并进行如下处理：
(1)所述至少一个出口路由桥在未查询到所述加入组播组请求对应的组播转发表项时，创建所述组播源对应的组播转发表项；所述出口路由桥将所述加入组播组请求报文中的接收端口添加到所述组播转发表项中的出端口列表中并启动老化定时器。
(2)所述出口路由桥在查询到所述组播源对应的组播转发表项时，但在所述组播转发表项中的出端口列表中不包含该加入组播组请求报文中的接收端口，则将该组播数据报文中的接收端口作为成员端口添加到出端口列表中，并启动老化定时器。
进一步地，所述出口路由桥将解析出的所述目标组播组和所述目标VLAN通过扩展的Trill协议报文发送给在所述相同Trill域内的除该出口路由桥外的所有路由桥。Trill协议提供了一种扩展方式，用户可以根据实际需要对Trill协议进行扩展，获得扩展的Trill协议，应用于相同Trill域的路由桥中，路由桥可以发送扩展的Trill协议报文。
所述入口路由桥接收到所述至少一个出口路由桥各自发送的扩展的Trill协议报文后，解析相应的组播组信息并进行如下处理：
(1)所述入口路由桥基于解析出的相应的组播组信息，所述组播组信息包括目标组播组、目标VLAN和目标出口路由桥的nickname；所述入口路由桥未查询到该目标组播组对应的Trill远端组播转发表，则创建相应该目标组播组对应的Trill远端组播转发表，Trill远端组播转发表包括所述目标组播组、所述目标VLAN和目标出口路由桥的nickname。
(2)所述入口路由桥基于解析出的相应的组播组信息，所述组播组信息包括目标组播组、目标VLAN和目标出口路由桥的nickname；所述入口路由桥查询到该目标组播组对应的Trill远端组播转发表，但该目标组播组对应的Trill远端组播转发表中的出口路由桥列表中不包含所述目标出口路由桥的nickname，则将所述目标出口路由桥的nickname添加于所述该目标组播组对应的Trill远端组播转发表中的出口路由桥列表中。
进一步地，入口路由桥RB通过运行链路状态协议认知Trill域的拓扑，并使用最短路径树算法生成从入口路由桥到达Trill域内其他各个路由桥的路由单播表，称之为Trill单播转发表。
需要说明的是，本发明实施例中的入口路由桥与出口路由桥均相对于组播源发送的组播报文数据转发方向而言，但不存在对本发明的限制。
步骤S110：所述入口路由桥将所述组播数据报文封装为Trill单播数据帧。
进一步地，步骤S110可以包括：所述入口路由桥基于所述组播数据报文所属的组播组和VLAN，查询Trill远端组播转发表，获得与所述组播组和所述VLAN对应的所述出口路由桥的nickname后，将所述组播数据报文封装为所述Trill单播数据帧。
在本实施例中，所述组播数据报文可以为以太组播数据报文。组播源发送的组播数据报文通过以太网进入Trill网络，入口路由桥接收封装以太头部的组播数据报文即以太组播数据报文；所述入口路由桥基于所述以太组播数据报文所属的组播组和VLAN，查询所述入口路由桥中的Trill远端组播转发表，以获得与所述组播组和所述VLAN对应的所述出口路由桥的nickname，并通过查询Trill远端组播转发表确定所述以太组播数据报文通过单播路径进行转发；所述入口路由桥基于所述出口路由桥的nickname，将所述以太组播数据报文封装为所述Trill单播数据帧，并设置Trill单播转发路径标志。如图2所示，所述Trill单播数据帧包括外层以太头部、Trill头部和以太组播数据报文。外层以太头部包括DMAC(Destination MAC)即目的物理地址、SMAC(Source MAC)即源物理地址、VLAN。Trill帧的外层SMAC为入口路由桥的MAC，DMAC为出端口直连路由桥的MAC。Trill头部包括所述出口路由桥的nickname、所述入口路由桥的nickname及预设的Trill单播转发路径标志。M为所述Trill单播转发路径标志，M＝0标识所述Trill单播数据帧走Trill单播转发。
在本申请实施例中，入口路由桥将组播数据报文封装为以Trill单播转发路径的Trill单播数据帧，充分利用Trill的ECMP属性，即入口路由桥到达同一出口路由桥有多条路径时，入口路由桥将源MAC、VLAN、IP地址不同的组播数据报文分别从不同的路径转发出去，实现组播数据报文在不同链路上的负载分担，降低了单物理链路上出现带宽瓶颈的概率，间接提高了物理带宽利用率。
步骤S120：所述入口路由桥将所述Trill单播数据帧转发到与所述组播数据报文对应的出口路由桥。
进一步地，步骤S120可以包括：所述入口路由桥基于所述出口路由桥的nickname，查询所述入口路由桥的Trill单播转发表，以获得所述出口路由桥对应的出端口；所述入口路由桥通过所述出端口将所述Trill单播数据帧转发到所述出口路由桥。
当入口路由桥存在多条物理链路到达Trill域内的某个路由桥且到达该路由桥的路径开销值相等时，入口路由桥会生成Trill单播路由ECMP转发表。ECMP全称equal costmultipath routing，即等价多路径路由，ECMP可以基于源MAC地址、VLAN、源IP的不同将Trill单播数据帧负载分担到入口路由桥的不同出端口上并封装为Trill单播数据帧转发出去。
在本申请实施例中，入口路由桥通过出口路由桥对应的出端口将所述Trill单播数据帧以Trill单播转发路径转发到所述出口路由桥，实现了组播数据报文在Trill域内的定点转发，由于Trill单播路由表包括ECMP转发表；ECMP是Trill协议根据实际组网计算出来的，所以充分利用Trill的ECMP属性，即入口路由桥到达同一出口路由桥有多条路径时，入口路由桥将源MAC、VLAN、IP地址不同的组播数据报文分别从不同的路径转发出去，实现组播数据报文的在不同链路上负载分担，降低了单物理链路上出现带宽瓶颈的概率，间接提高了物理带宽利用率。
进一步地，所述入口路由桥将所述Trill单播数据帧转发到与所述组播数据报文对应的出口路由桥，包括：
所述入口路由桥通过所述出端口将所述Trill单播数据帧以Trill单播转发路径转发到所述数据中心网络中的核心层的中间设备，以使所述中间设备将所述Trill单播数据帧转发给所述出口路由桥。
进一步地，所述中间设备通过相应端口将所述Trill单播数据帧以硬件转发逻辑转发给所述出口路由桥。
进一步地，所述入口路由桥将所述Trill单播数据帧转发到与所述组播数据报文对应的出口路由桥，包括：所述出口路由桥对所述Trill单播数据帧进行解封装，获得所述组播数据报文；所述出口路由桥将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入所述组播组和所述VLAN的客户端。
在本实施例中，客户端安装于用户终端中。该客户端可以是浏览器也可以是第三方应用软件。用户终端与组播源通过数据中心网络连接，该用户终端可以为PC电脑、平板电脑、手机、笔记本电脑、智能电视、机顶盒、车载终端等终端设备。
在本申请实施例中，出口路由桥接收到出口路由器桥发送的Trill单播数据帧后，解封装所述Trill单播数据帧后，获得所述组播数据报文并将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入所述组播组和所述VLAN的客户端，实现了将组播数据报文发送给已加入所述组播组和所述VLAN的客户端，避免了组播数据报文在Trill域内洪泛，提高了物理带宽利用率。
进一步地，所述出口路由桥将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入所述组播组和所述VLAN的客户端，包括：所述出口路由桥通过所述客户端对应的目标出端口将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入所述组播组和所述VLAN的客户端。
在本实施例中，出口路由桥将所述组播数据报文映射到客户端对应的目标出端口再通过所述目标出端口将组播数据报文发送给该客户端，降低了单物理链路上的带宽瓶颈，间接提高了物理带宽利用率。
为了更清楚地说明本发明实施例，下面以图3所示的Trill组网架构为例，说明本发明实施例提供的组播数据报文转发方法的具体实现过程。
如图3所示的Trill组网中，核心层有3个路由桥，分别为第一中间设备，记为Spine1、第二中间设备，记为Spine2和第三中间设备，记为Spine3；接入层有4个路由桥，分别为第一出口路由桥，记为Leaf1、第二出口路由桥，记为Leaf2、第三出口路由桥，记为Leaf3和入口路由桥，记为Leaf4。Spine1-Spine3、Leaf1-Leaf4节点之间全连接。Spine1-3为Trill域的核心层的3个路由桥，没有配置IGSP协议，按照Trill单播转发规则转发封装后的组播数据报文。Leaf1-Leaf4为Trill域的接入层的4个路由桥，所有接入层的路由桥均配置IGSP协议。
Leaf4上连接有3个组播源，分别为第一组播源(S1,G1,V1)、第二组播源(S2,G2,V1)、第三组播源(S3,G3,V1)。Leaf1上分别连接有第一组播组G1的第一接收客户端Client1、第二组播组G2的第二接收客户端Client2、第三组播组G3的第三接收客户端Client3。Leaf2上连接有第二组播组G2的第四客户端Client4。Client1-Client4均属于VLAN1(表示为V1)。
为了方便描述，以下将Leaf1上连接Spine1、Spine2、Spine3的端口分别命名为Leaf1_P1、Leaf1_P2、Leaf1_P3，将Leaf2上连接Spine1、Spine2、Spine3的端口分别命名为Leaf2_P1、Leaf2_P2、Leaf2_P3。将Leaf3上连接Spine1、Spine2、Spine3的端口分别命名为Leaf3_P1、Leaf3_P2、Leaf3_P3。将Leaf4上连接Spine1、Spine2、Spine3的端口分别命名为Leaf4_P1、Leaf4_P2、Leaf4_P3，以此类推。将Spine1上连接Leaf1、Leaf2、Leaf3、Leaf4的端口分别命名为Spine1_P1、Spine1_P2、Spine1_P3、Spine1_P4。将Spine2上连接Leaf1、Leaf2、Leaf3、Leaf4的端口分别命名为Spine2_P1、Spine2_P2、Spine2_P3、Spine2_P4。将Spine3上连接Leaf1、Leaf2、Leaf3、Leaf4的端口分别命名为Spine3_P1、Spine3_P2、Spine3_P3、Spine3_P4，以此类推。将Leaf1上连接Client1、Client2、Client3的端口分别命名为Leaf1_Pa、Leaf1_Pb、Leaf1_Pc。将Leaf2上连接Client4的端口命名为Leaf2_Pa。
Trill域内的所有路由桥借助Trill协议的LSA同步机制，实现Trill域内的所有路由桥维护统一的数据库，该数据库包括Trill域内路由桥间的组网拓扑、每个路由桥唯一的别名(nickname)。
每个路由桥根据统一的组网拓扑计算出到Trill域内其他路由桥的单播路由表、组播路由表。单播路由表实现了数据报文的定点转发，组播路由表将组播数据报文转发到Trill域内的其他每一个路由桥。本发明实施例中接入层路由桥接收到组播报告报文后，利用Trill协议的LSA同步机制将解析出的组播组、VLAN同步到Trill域的其他路由桥，Trill域内的其他路由桥通过识别同步后的LSA数据库，生成Trill远端组播转发表项。
下面以第一组播源(S1,G1,V1)连接到入口路由桥Leaf4后开始发送组播数据报文(此时Client1-4还没有加入组播组)，然后Client 1-4依次加入组播组的场景为例，描述本发明实施例提供的组播数据报文转发方法的具体流程。
入口路由桥Leaf4连接的第一组播源(S1,G1,V1)发送组播数据报文，入口路由桥Leaf4接收到第一组播源(S1,G1,V1)发送的组播数据报文后，根据所述组播数据报文所属的第一组播组和VLAN1即(G1,V1)没有查询到(G1,V1)对应的组播转发表项和Trill远端组播转发表项，入口路由桥Leaf4将不会转发第一组播源(S1,G1,V1)发送的组播数据报文。
此后，第一接收客户端Client1、第二接收客户端Client2、第三接收客户端Client3、第四接收客户端Client4依次发起组播加入过程。下面依次描述Client1-4加入组播组的过程。
如图4所示，出口路由桥Leaf1收到第一接收客户端Client1发送的请求加入第一组播组G1的IGMP报告报文后，根据(G1,V1)查询(G1,V1)对应的组播转发表项，将IGMP报告报文的接收端口Leaf1_Pa作为成员端口添加到组播转发表项的出端口列表中，并将解析出来的第一组播组和VLAN1通过Trill LSA同步给Trill域内的其他路由桥如Leaf2-Leaf4、Spine1-Spine3。由于核心层的Spine1-3没有开启IGSP协议，因此不会生成Trill远端组播转发表项，接入层的Leaf2-4配置了IGSP协议并根据Trill LSA同步过来的远端组播信息生成Trill远端组播转发表项，入口路由桥Leaf4生成的Trill远端组播转发表如表1所示：
表1入口路由桥Leaf4对应的Trill远端组播转发表
Figure BDA0001578023500000151
此时，如表1所示，入口路由桥Leaf4从第一组播源(S1,G1,V1)接收到的组播数据报文根据(G1,V1)查询到Trill远端组播转发表中(G1,V1)对应的出口路由桥的nickname为第一出口路由桥Leaf1_nickname，再根据Leaf1_nickname查找Trill单播转发表，如表2所示：
表2入口路由桥Leaf4对应的Trill单播转发表
Figure BDA0001578023500000161
如表2所示，入口路由桥Leaf4查询入口路由桥Leaf4对应的Trill单播转发表中出口路由桥的nickname即Leaf1_nickname对应的出端口为Leaf4_P1，然后按照如图2所示，将所述组播数据报文封装为Trill单播数据帧，封装后的组播数据报文即Trill单播数据帧在Trill域内走Trill单播转发路径，从Leaf4的出端口Leaf4_P1发送给第一中间设备Spine1；第一中间设备Spine1的端口Spine1_P4接收到Trill单播数据帧后直接走硬件转发逻辑，从Spine1的端口Spine1_P1转发出去，Spine1仅仅转发Trill单播数据帧；第一出口路由桥Leaf1的端口Leaf1_P1接收到Trill单播数据帧后，解封装后得到原始的以太组播数据报文，再查询第一出口路由桥Leaf1上的组播转发表项，如表3所示：
表3第一出口路由桥Leaf1上的组播转发表
Figure BDA0001578023500000162
如表3所示，根据(V1,G1)查询Leaf1上的“组播转发表”得到出端口为Leaf1_Pa，第一出口路由桥Leaf1将所述第一组播源(S1,G1,V1)发送过来的组播数据报文从第一出口路由桥Leaf1的出端口Leaf1_Pa转发给第一接收客户端Client1(G1,V1)，以使第一接收客户端Client1(G1,V1)接收到从第一组播源(S1,G1,V1)发送过来的组播数据报文。入口路由桥Leaf4接收到从第一组播源(S1,G1,V1)发送过来的组播数据报文后，将组播数据报文封装为Trill单播数据帧从而实现组播数据报文在Trill域内走Trill单播转发路径，实现了组播数据报文在Trill域内定点转发，避免了组播数据报文在Trill内洪泛。
同理，后续第二接收客户端Client2(G2,V1)、第三接收客户端Client3(G3,V1)、第四接收客户端Client4(G2,V1)先后发起组播加入过程。
第一出口路由桥Leaf1根据(G2,V1)、(G3,V1)查询(G2,V1)、(G3,V1)对应的组播转发表项，将IGMP报告报文的接收端口Leaf1_Pb、Leaf2_Pc作为成员端口添加到该组播转发表项出端口列表中，并将解析出来的组播组和VLAN信息通过Trill LSA同步给Trill域内的其他路由桥，Leaf1更新后的组播转发表项如表4所示：
表4第一出口路由桥Leaf1上更新后的组播转发表
Figure BDA0001578023500000171
第二出口路由桥Leaf2根据(G2,V1)查询(G2,V1)对应的组播转发表项，将IGMP报告报文的接收端口Leaf2_Pa作为成员端口添加到该组播转发表项的出端口列表中，并将解析出来的组播组和VLAN信息通过Trill LSA同步给Trill域内的其他RB。Leaf2更新后的组播转发表项如表5所示：
表5第二出口路由桥Leaf2上更新后的组播转发表
Figure BDA0001578023500000172
入口路由桥Leaf4接收到第一出口路由桥Leaf1、第二出口路由桥Leaf2发送过来的Trill LSA信息后，解析出相应的组播组信息，更新后的Trill远端组播转发表如表6所示：
表6入口路由桥Leaf4上更新后的Trill远端组播转发表
Figure BDA0001578023500000181
入口路由桥Leaf4到Leaf1、Leaf2的Trill单播路由表如表7所示：
表7入口路由桥Leaf4上更新后的Trill单播转发表
Figure BDA0001578023500000182
Client1-4依次加入组播组后，第二组播源(S2,G2,V1)、第三组播源(S3,G3,V1)连接到入口路由桥Leaf4后开始发送组播流量，根据(G2,V1)、(G3，V1)查询到(G2,V1)、(G3，V1)对应的组播转发表项和Trill远端组播转发表项，由Trill远端组播转发表可知Leaf1上存在(G1,V1)、(G2,V1)、(G3,V1)对应的组成员端口，换言之Client1-3从组播源(S1,G1,V1)、(S2,G2,V1)、(S3,G3,V1)接收到的组播数据报文会被加封装后走Trill单播转发路径发送给Leaf1，再进行Trill数据报文解封装从对应的出端口转发出去。
如表7所示，Leaf4上的”Trill单播转发表”可直达到Leaf1的路径有3条，这3条路径在Leaf4上对应的出端口分别为Leaf4_P1、Leaf4_P2、Leaf4_P3，这种情况即为TrillECMP路由。ECMP路由转发会根据Leaf1接收数据报文的源MAC、VLAN、源IP不同而将数据报文映射到不同的出端口。很明显第一组播源(S1,G1,V1)、第二组播源(S2，G2,V1)、第三组播源(S3,G3,V1)发送组播数据报文的源MAC、源IP是不相同的，因此当Leaf1接收到(S1,G1,V1)、(S2，G2,V1)、(S3,G3,V1)发送组播数据报文后，会把不同组播源的组播数据报文hash到不同的出端口，比如第一组播源(S1,G1,V1)对应的组播数据报文从Leaf4的端口Leaf4_P1加封装后转发出去，第二组播源(S2,G2,V1)对应的组播数据报文从Leaf4的端口Leaf4_P2加封装后转发出去，第三组播源(S3,G3,V1)对应的组播数据报文从Leaf4的端口Leaf4_P3加封装后转发出去。第一组播源(S1,G1,V1)、第二组播源(S2,G2,V1)、第三组播源(S3,G3,V1)到达同一出口路由桥Leaf1的组播数据报文通过各自对应出端口即Leaf4_P1、Leaf4_P2、Leaf4_P3)加封装后转发出去，实现了组播数据报文的负载分担，降低了单物理链路上的带宽瓶颈，间接提升了Trill网络带宽利用率。Leaf4上的”Trill单播转发表”可直达到Leaf2的路径有1条。
如图5所示，图5为典型的同源同宿场景示意图，同源同宿即不同组播源的入口路由桥一样，不同接收客户端的出口路由桥也一样。第一组播源(S1,G1,V1)、第二组播源(S2,G2,V1)、第三组播源(S3,G3,V1)对应的入口路由桥为Leaf4。第一接收客户端、第二接收客户端和第三接收客户端Client1-3对应的出口路由桥为第一出口路由桥即Leaf1。Leaf4接收到不同组播源发送的组播数据报文后，由于不同组播源的源MAC、源IP都不一样，因此第一组播源(S1,G1,V1)发送的组播数据报文会在Leaf4的端口Leaf4_P1上封装为Trill单播数据帧转发出去。第二组播源(S2,G2,V1)发送的组播数据报文会在Leaf4的端口Leaf4_P2上封装为Trill单播数据帧转发出去。第三组播源(S3,G3,V1)发送的组播数据报文会在Leaf4的端口Leaf4_P3上封装为Trill单播数据帧转发出去。
如图6所示，图6为第二出口路由桥Leaf2只连接一个接收客户端即第四接收客户端Client4时的组播转发示意图。第二组播源(S2,G2,V1)对应的入口路由桥为Leaf4，第四接收客户端Client4对应的出口路由桥为第二出口路由桥Leaf2。Leaf4接收到第二组播源(S2,G2,V1)发送过来的组播数据报文，查询表6的“Trill远端组播转发表”可知(G2,V1)对应的出口路由桥的nickname为Leaf2_nickname，再由Leaf2_nickname查询“Trill单播转发表”可知入口路由桥到达出口路由桥的出端口有3个，分别为Leaf4_P1、Leaf4_P2、Leaf4_P3，由于组播源只有一个，组播数据报文仅仅会映射到其中的一个出端口上。为了描述的需要，图6中第二组播源(G2,V1)发送过来的组播数据报文被映射到Leaf4的端口Leaf4_P1并封装为Trill单播数据报文转发出去。
本发明实施例提供了一种组播数据报文转发方法，所述方法包括入口路由桥将接收到的组播数据报文封装为Trill单播数据帧后，再转发给组播数据报文对应的出口路由桥，避免了组播数据报文在Trill域内洪泛，由于Trill单播路由表包括ECMP转发表；ECMP是Trill协议根据实际组网计算出来的，所以充分利用Trill的ECMP属性，即入口路由桥到达同一出口路由桥有多条路径时，入口路由桥将源MAC、VLAN、IP地址不同的组播数据报文分别从不同的路径转发出去，实现组播数据报文不同链路上的负载分担，降低了单物理链路上出现带宽瓶颈的概率，间接提高了物理带宽利用率。
请参阅图7，本发明实施例提供了一种入口路由桥200，包括：接收单元210、封装单元220和转发单元230。
接收单元210，用于接收组播数据报文。
封装单元220，用于将所述组播数据报文封装为Trill单播数据帧。
所述封装单元220可以包括封装子单元221。
封装子单元221，用于基于所述组播数据报文所属的组播组和VLAN，查询Trill远端组播转发表，获得与所述组播组和所述VLAN对应的所述出口路由桥的nickname后，将所述组播数据报文封装为所述Trill单播数据帧。
转发单元230，用于将所述Trill单播数据帧转发到与所述组播数据报文对应的出口路由桥。
所述转发单元230可以包括转发子单元231。
转发子单元231，用于基于所述出口路由桥的nickname，查询所述入口路由桥的Trill单播转发表，以获得所述出口路由桥对应的出端口；通过所述出端口将所述Trill单播数据帧转发到所述出口路由桥。
以上各单元可以是由软件代码实现，此时，上述的各单元可存储于入口路由桥的存储器内。以上各单元同样可以由硬件例如集成电路芯片实现。
本发明实施例提供的入口路由桥200，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，入口路由桥200实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
请参阅图8，本发明实施例提供了一种出口路由桥300，包括解封装单元310和发送单元320。
解封装单元310，用于对获取到的Trill单播数据帧进行解封装，获得组播数据报文。
发送单元320，用于将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入组播组和VLAN的客户端。
所述发送单元320可以包括发送子单元321。
发送子单元321，用于通过所述客户端对应的目标出端口将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入所述组播组和所述VLAN的客户端。
以上各单元可以是由软件代码实现，此时，上述的各单元可存储于出口路由桥的存储器内。以上各单元同样可以由硬件例如集成电路芯片实现。
本发明实施例提供的出口路由桥300，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，出口路由桥实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
请参阅图9，本发明实施例提供了一种组播数据报文转发系统400，包括入口路由桥200和出口路由桥300。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的组播数据报文转发系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种组播数据报文转发方法，其特征在于，所述方法包括：
入口路由桥接收组播数据报文；
所述入口路由桥基于所述组播数据报文所属的组播组和VLAN，查询Trill远端组播转发表，获得与所述组播组和所述VLAN对应的出口路由桥的nickname后，将所述组播数据报文封装为所述Trill单播数据帧；
所述入口路由桥基于所述出口路由桥的nickname，查询所述入口路由桥的Trill单播转发表的ECMP转发表，以获得所述出口路由桥对应的出端口；在所述入口路由桥到达所述出口路由桥有多条路径时，所述入口路由桥通过所述ECMP转发表，基于源MAC地址、VLAN、源IP的不同，将不同的Trill单播数据帧分担到所述入口路由桥的不同出端口上；
所述入口路由桥通过所述出端口将所述Trill单播数据帧转发到所述出口路由桥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述入口路由桥将所述Trill单播数据帧转发到与所述组播数据报文对应的出口路由桥之后，所述方法还包括：
所述出口路由桥对所述Trill单播数据帧进行解封装，获得所述组播数据报文；
所述出口路由桥将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入所述组播组和所述VLAN的客户端。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述出口路由桥将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入所述组播组和所述VLAN的客户端，包括：
所述出口路由桥通过所述客户端对应的目标出端口将所述组播数据报文发送给与所述出口路由桥连接的且已加入所述组播组和所述VLAN的客户端。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述入口路由桥创建Trill远端组播转发表及Trill单播转发表，包括：
与所述入口路由桥在相同Trill域内的所述出口路由桥接收到与该出口路由桥连接的客户端发送的加入组播请求报文后，解析所请求加入的目标组播组和目标VLAN；
所述出口路由桥基于解析出的所述目标组播组和所述目标VLAN，生成该出口路由桥对应的组播转发表并将所述加入组播请求报文中的接收端口添加到所述组播转发表项中的出端口列表中；并将解析出的所述目标组播组和所述目标VLAN通过扩展的Trill协议报文发送给在所述相同Trill域内的除该出口路由桥外的所有路由桥；
所述入口路由桥接收到所述出口路由桥发送的扩展的Trill协议报文后，解析相应的组播组信息；
所述入口路由桥基于解析出的相应的组播组信息，生成相应Trill远端组播转发表及Trill单播转发表。
5.一种入口路由桥，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收组播数据报文；
封装单元，用于将所述组播数据报文封装为Trill单播数据帧；
转发单元，用于将所述Trill单播数据帧转发到与所述组播数据报文对应的出口路由桥；
所述封装单元包括：
封装子单元，用于基于所述组播数据报文所属的组播组和VLAN，查询Trill远端组播转发表，获得与所述组播组和所述VLAN对应的所述出口路由桥的nickname后，将所述组播数据报文封装为所述Trill单播数据帧；
所述转发单元包括：
转发子单元，用于基于所述出口路由桥的nickname，查询所述入口路由桥的Trill单播转发表的ECMP转发表，以获得所述出口路由桥对应的出端口；通过所述出端口将所述Trill单播数据帧转发到所述出口路由桥；在所述入口路由桥到达所述出口路由桥有多条路径时，所述入口路由桥通过所述ECMP转发表，基于源MAC地址、VLAN、源IP的不同，将不同的Trill单播数据帧分担到所述入口路由桥的不同出端口上。
6.一种组播数据报文转发系统，其特征在于，包括如权利要求5所述的入口路由桥和出口路由桥。
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