CN113364694A - 一种bier报文转发方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种BIER报文转发方法及系统，涉及通信技术领域，本发明不需要转发硬件通过迭代方式解析完所有的组播成员数和对应的出口信息，而是采用集中复制并行查找转发的方式，一方面降低转发面处理难度，不需要进行循环迭代，由最坏情况下L次迭代改为一次迭代；另一方面，转发效率提高，为并行线性转发，转发芯片复制能力强，转发时延降低为一次转发时延。

Description

一种BIER报文转发方法及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种BIER报文转发方法及系统。
背景技术
显示位图复制组播转发方法，是通过解析报文中封装的显示位图得出本站需要组播复制的所有成员数，以及对应的出口信息；这就需要从位图的起始位置一直解析到位图的末尾，通常这样的解析下一次迭代依赖于上一次的迭代查找结果。
BIER转发模型中一个报文中存在多个位图对应同一个出口信息，这就涉及掩码操作，一个站点可能只有一个出口信息，也可能有位图索引宽度(记为L)个出口信息。这里有个前提，相同出口信息的位图索引位置相邻；这种情况下，每次的迭代结果依赖于前一次的迭代，确定每次相同出口信息和位图的偏移，用于下一次迭代，直到位图索引被迭代结束。
BIER拓扑示意图如图1所示，BIRT示意图如图2所示，转发BIFT示意图如图3所示。
通常这样的迭代步骤如下所示：
步骤1：确定报文中的位图索引(以下简称bitstring)；
步骤2：如果bitstring为全0则处理结束，不封装位图索引并发送报文；
步骤3：如果bitstring不是全0，找到bitstring中最小的bit位(从右往左)中置1的位置k；
步骤4：位置k与需转发的数据报文对应时，则将k置0，并将数据报文传递给组播复制层，如果bitstring为全0则停止处理；
步骤5：把bit k作为索引去查转发表，得出掩码信息bitmask(相同的出口且在位图中位置相邻)和出口信息nbr；
步骤6：复制一份报文，将bitstring和bitmask相与，将该复制报文发往nbr；
步骤7：将bitmask取反后和报文中的bitstring相与，如果与后bitstream不为0，返回步骤2直到bitstring为全0为止。
可以看出，在现有的位图显示组播复制中，需要通过迭代的方式(即循环串行的方式)查找完所有的组播成员数和对应的出口信息。参见表1所示，需要迭代六次才能将报文给解析完。
表1标准推荐的BIER转发处理表
Figure BDA0002403113830000021
Figure BDA0002403113830000031
这个对于转发芯片来说需要通过多次(最差时为L次)环回处理才能实现，一是转发芯片实现逻辑复杂；二是多次环回处理降低了转发效率，增加了转发延时，最差时延为L*单次转发时延。
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BIER报文转发方法及系统，不需要进行循环迭代，转发效率提高，转发时延降低为一次转发时延。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种BIER报文转发方法，包括以下步骤：
转发线卡根据控制层下发的配置，创建BIFT表项；
交叉盘根据控制层下发的配置，创建显示位图和对应的组播组，组播组成员数等于显示位图位宽；通过显示位图记录每一比特位对应的组播组成员是否有效；
交叉盘对需组播的BIER报文进行复制，复制份数等于显示位图位宽，在每份复制的报文中依次加上比特位序号，发至转发线卡；
转发线卡收到报文时，读出报文中的比特位序号；若该比特位序号对应的显示位图中比特位为有效，读取BIFT表项中该比特位序号对应的转发配置信息，根据转发配置信息转发报文；否则丢弃报文。
在上述方案的基础上，所述BIFT表项包括比特位序号和比特位序号对应的转发配置信息，所述转发配置信息包括掩码信息、出口信息。
在上述方案的基础上，所述读取BIFT表项中该比特位序号对应的转发配置信息，根据转发配置信息转发报文，具体包括以下步骤：
根据该比特位序号读取BIFT表项中对应的转发配置信息；
如果对应的转发配置信息存在，根据读出的BIFT表项中的掩码信息和出口信息发送报文；
如果对应的转发配置信息不存在，丢弃报文。
在上述方案的基础上，所述根据读出的BIFT表项中的掩码信息和出口信息发送报文，具体包括以下步骤：
将报文中的显示位图和读出的BIFT表项中的掩码信息进行按位相与操作，写入报文中的显示位图字段；
根据BIFT表项中的出口信息发送报文。
在上述方案的基础上，通过显示位图记录每一比特位对应的组播组成员是否有效，具体包括以下步骤：若组播组成员为有效，将显示位图中该组播组成员对应的比特位置1，若组播组成员为无效，将显示位图中该组播组成员对应的比特位置0。
本发明还提供一种BIER报文转发系统，包括：
交叉盘，其用于：根据控制层下发的配置，创建显示位图和对应的组播组，组播组成员数等于显示位图位宽；通过显示位图记录每一比特位对应的组播组成员是否有效；对需组播的BIER报文进行复制，复制份数等于显示位图位宽，在每份复制的报文中依次加上比特位序号，发至转发线卡；
转发线卡，其用于：根据控制层下发的配置，创建BIFT表项；收到交叉盘发来的报文时，读出报文中的比特位序号；若该比特位序号对应的显示位图中比特位为有效，读取BIFT表项中该比特位序号对应的转发配置信息，根据转发配置信息转发报文；否则丢弃报文。
在上述方案的基础上，所述BIFT表项包括比特位序号和比特位序号对应的转发配置信息，所述转发配置信息包括掩码信息、出口信息。
在上述方案的基础上，所述转发线卡读取BIFT表项中该比特位序号对应的转发配置信息，根据转发配置信息转发报文，具体包括以下步骤：
根据该比特位序号读取BIFT表项中对应的转发配置信息；
如果对应的转发配置信息存在，根据读出的BIFT表项中的掩码信息和出口信息发送报文；
如果对应的转发配置信息不存在，丢弃报文。
在上述方案的基础上，所述转发线卡根据读出的BIFT表项中的掩码信息和出口信息发送报文，具体包括以下步骤：
将报文中的显示位图和读出的BIFT表项中的掩码信息进行按位相与操作，写入报文中的显示位图字段；
根据BIFT表项中的出口信息发送报文。
在上述方案的基础上，所述交叉盘通过显示位图记录每一比特位对应的组播组成员是否有效，具体包括以下步骤：
若组播组成员为有效，将显示位图中该组播组成员对应的比特位置1，若组播组成员为无效，将显示位图中该组播组成员对应的比特位置0。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明不需要转发硬件通过迭代方式解析完所有的组播成员数和对应的出口信息，而是采用集中复制并行查找转发的方式，一方面降低转发面处理难度，不需要进行循环迭代，由最坏情况下L次迭代改为一次迭代；另一方面，转发效率提高，为并行线性转发，转发芯片复制能力强，转发时延降低为一次转发时延。
附图说明
图1为背景技术中BIER示例拓扑；
图2为背景技术中BIRT表示例；
图3为背景技术中BIFT表示例；
图4为本发明实施例的BIER报文转发方法的流程示意图；
图5为本发明实施例的控制层创建BIER模型和转发线卡生成BIFT处理流程示意图；
图6为本发明实施例的交叉盘创建按位组播表处理流程示意图；
图7为本发明实施例的交叉盘收到组播报文复制处理流程示意图；
图8为本发明实施例的转发线卡从交叉盘收到报文后转发处理流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
参见图4所示，本发明实施例提供一种BIER报文转发方法，包括以下步骤：
S1、转发线卡根据控制层下发的配置，创建BIFT表项；
S2、交叉盘根据控制层下发的配置，创建显示位图和对应的组播组，组播组成员数等于显示位图位宽；通过显示位图记录每一比特位对应的组播组成员是否有效；
S3、交叉盘对需组播的BIER报文进行复制，复制份数等于显示位图位宽，在每份复制的报文中依次加上比特位序号，发至转发线卡；
S4、转发线卡收到报文时，读出报文中的比特位序号；若该比特位序号对应的显示位图中比特位为有效，读取BIFT表项中该比特位序号对应的转发配置信息，根据转发配置信息转发报文；否则丢弃报文。
作为优选的实施方式，所述BIFT表项包括比特位序号和比特位序号对应的转发配置信息，所述转发配置信息包括掩码信息、出口信息。
作为优选的实施方式，所述读取BIFT表项中该比特位序号对应的转发配置信息，根据转发配置信息转发报文，具体包括以下步骤：
根据该比特位序号读取BIFT表项中对应的转发配置信息；
如果对应的转发配置信息存在，根据读出的BIFT表项中的掩码信息和出口信息发送报文；
如果对应的转发配置信息不存在，丢弃报文。
作为优选的实施方式，所述根据读出的BIFT表项中的掩码信息和出口信息发送报文，具体包括以下步骤：
将报文中的显示位图和读出的BIFT表项中的掩码信息进行按位相与操作，写入报文中的显示位图字段；
根据BIFT表项中的出口信息发送报文。
作为优选的实施方式，通过显示位图记录每一比特位对应的组播组成员是否有效，具体包括以下步骤：若组播组成员为有效，将显示位图中该组播组成员对应的比特位置1，若组播组成员为无效，将显示位图中该组播组成员对应的比特位置0。
表2本发明实施例的BIER转发处理表
Figure BDA0002403113830000071
参见表2所示，具体的BIER转发实现步骤分为以下四个部分：
1)控制层创建BIER模型和转发线卡生成BIFT处理流程；
2)交叉盘创建按位组播表处理流程；
3)交叉盘收到组播报文复制处理流程；
4)转发线卡从交叉盘收到报文后转发处理流程。
下面结合附图具体说明每个步骤的具体实现过程。
1)控制层创建BIER模型和转发线卡生成BIFT处理流程，参见图5所示：
S101，配置设备相关的BIER属性；
S102，创建与路由协议的接口；
S103，创建与转发驱动下发表项的接口；
S104，转发线卡接收从控制层下发的配置创建BIFT表项。
2)交叉盘创建按位组播表处理流程，参见图6所示：
S201，交叉盘初始化处理；
S202，创建特定组播组，分配固定组播组ID，组播组成员数为显示位图索引位宽L。
3)交叉盘收到组播报文复制处理流程，参见图7所示：
S301，交叉盘收到线路收到的线路盘发过来的需要组播的BIER报文，固定复制L份；
S302，在每份复制的报文中加上标示当前报文的序列号，1到L。
S303，S302中发往转发线卡的组播报文头部中带有报文复制ID，从1到L。
4)转发线卡从交叉收到报文后转发处理流程，参见图8所示：
S401，线路盘收到从交叉盘组播复制过来的报文，从报文中得到序列号；
S402，根据该序列号读出报文中bitstring对应的bit位是否置1，如果为0，丢弃报文；
S403，根据该序列号读出转发配置信息，如果表项不存在，丢弃报文；
S404，将报文中的bitstring和读出的转发配置表项中bitmask进行按位相与操作写入报文中的bitstring字段，根据表项中的出口信息发送。
本发明实施例还提供一种BIER报文转发系统，包括：
交叉盘，其用于：根据控制层下发的配置，创建显示位图和对应的组播组，组播组成员数等于显示位图位宽；通过显示位图记录每一比特位对应的组播组成员是否有效；对需组播的BIER报文进行复制，复制份数等于显示位图位宽，在每份复制的报文中依次加上比特位序号，发至转发线卡；
转发线卡，其用于：根据控制层下发的配置，创建BIFT表项；收到交叉盘发来的报文时，读出报文中的比特位序号；若该比特位序号对应的显示位图中比特位为有效，读取BIFT表项中该比特位序号对应的转发配置信息，根据转发配置信息转发报文；否则丢弃报文。
优选的，所述BIFT表项包括比特位序号和比特位序号对应的转发配置信息，所述转发配置信息包括掩码信息、出口信息。
优选的，所述转发线卡读取BIFT表项中该比特位序号对应的转发配置信息，根据转发配置信息转发报文，具体包括以下步骤：
根据该比特位序号读取BIFT表项中对应的转发配置信息；
如果对应的转发配置信息存在，根据读出的BIFT表项中的掩码信息和出口信息发送报文；
如果对应的转发配置信息不存在，丢弃报文。
优选的，所述转发线卡根据读出的BIFT表项中的掩码信息和出口信息发送报文，具体包括以下步骤：
将报文中的显示位图和读出的BIFT表项中的掩码信息进行按位相与操作，写入报文中的显示位图字段；
根据BIFT表项中的出口信息发送报文。
优选的，所述交叉盘通过显示位图记录每一比特位对应的组播组成员是否有效，具体包括以下步骤：
若组播组成员为有效，将显示位图中该组播组成员对应的比特位置1，若组播组成员为无效，将显示位图中该组播组成员对应的比特位置0。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种BIER报文转发方法，其特征在于，包括以下步骤：
转发线卡根据控制层下发的配置，创建BIFT表项；
交叉盘根据控制层下发的配置，创建显示位图和对应的组播组，组播组成员数等于显示位图位宽；通过显示位图记录每一比特位对应的组播组成员是否有效；
交叉盘对需组播的BIER报文进行复制，复制份数等于显示位图位宽，在每份复制的报文中依次加上比特位序号，发至转发线卡；
转发线卡收到报文时，读出报文中的比特位序号；若该比特位序号对应的显示位图中比特位为有效，读取BIFT表项中该比特位序号对应的转发配置信息，根据转发配置信息转发报文；否则丢弃报文。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述BIFT表项包括比特位序号和比特位序号对应的转发配置信息，所述转发配置信息包括掩码信息、出口信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述读取BIFT表项中该比特位序号对应的转发配置信息，根据转发配置信息转发报文，具体包括以下步骤：
根据该比特位序号读取BIFT表项中对应的转发配置信息；
如果对应的转发配置信息存在，根据读出的BIFT表项中的掩码信息和出口信息发送报文；
如果对应的转发配置信息不存在，丢弃报文。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据读出的BIFT表项中的掩码信息和出口信息发送报文，具体包括以下步骤：
将报文中的显示位图和读出的BIFT表项中的掩码信息进行按位相与操作，写入报文中的显示位图字段；
根据BIFT表项中的出口信息发送报文。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过显示位图记录每一比特位对应的组播组成员是否有效，具体包括以下步骤：若组播组成员为有效，将显示位图中该组播组成员对应的比特位置1，若组播组成员为无效，将显示位图中该组播组成员对应的比特位置0。
6.一种BIER报文转发系统，其特征在于，包括：
交叉盘，其用于：根据控制层下发的配置，创建显示位图和对应的组播组，组播组成员数等于显示位图位宽；通过显示位图记录每一比特位对应的组播组成员是否有效；对需组播的BIER报文进行复制，复制份数等于显示位图位宽，在每份复制的报文中依次加上比特位序号，发至转发线卡；
转发线卡，其用于：根据控制层下发的配置，创建BIFT表项；收到交叉盘发来的报文时，读出报文中的比特位序号；若该比特位序号对应的显示位图中比特位为有效，读取BIFT表项中该比特位序号对应的转发配置信息，根据转发配置信息转发报文；否则丢弃报文。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述BIFT表项包括比特位序号和比特位序号对应的转发配置信息，所述转发配置信息包括掩码信息、出口信息。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述转发线卡读取BIFT表项中该比特位序号对应的转发配置信息，根据转发配置信息转发报文，具体包括以下步骤：
根据该比特位序号读取BIFT表项中对应的转发配置信息；
如果对应的转发配置信息存在，根据读出的BIFT表项中的掩码信息和出口信息发送报文；
如果对应的转发配置信息不存在，丢弃报文。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述转发线卡根据读出的BIFT表项中的掩码信息和出口信息发送报文，具体包括以下步骤：
将报文中的显示位图和读出的BIFT表项中的掩码信息进行按位相与操作，写入报文中的显示位图字段；
根据BIFT表项中的出口信息发送报文。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述交叉盘通过显示位图记录每一比特位对应的组播组成员是否有效，具体包括以下步骤：
若组播组成员为有效，将显示位图中该组播组成员对应的比特位置1，若组播组成员为无效，将显示位图中该组播组成员对应的比特位置0。
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