CN1980155A - 发起媒体访问控制地址回收的方法和运营商边缘设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发起媒体访问控制地址回收的方法和一种PE。通过本发明中的技术方案，当前工作的PE在检测到链路故障后，发起MAC地址回收，从而无需运行STP等监控拓扑变化的协议，也实现了及时发起MAC地址的回收，减少了数据报文的丢失。

Description

发起媒体访问控制地址回收的方法和运营商边缘设备
技术领域
本发明涉及虚拟私有局域网服务(VPLS)技术领域，特别涉及一种发起媒体访问控制(MAC)地址回收的方法和一种运营商边缘设备(PE)。
背景技术
VPLS是一种通过报文封装技术在运营商网络上承载用户的以太网报文，为用户提供私有以太网连接的技术。VPLS可以采用多种报文封装技术，如：多协议标签交换(MPLS)、通用封装协议(GRE)、二层隧道协议(L2TP)等。下面以VPLS采用MPLS报文封装技术为例，说明VPLS的网络架构。
如图1所示，为使用MPLS标签进行虚拟私有网(VPN)区分，并使用MPLS标签交换路径(LSP)作为公网隧道的VPLS基本网络架构。在图1中，三个PE设备作为运营商边缘设备，为三个VPN内的站点提供了接入。用户数据报文在通过用户侧接入设备(CE)从局域网进入PE设备后，根据转发目的地，封装不同的VPN标签和公网隧道标签，并进入MPLS域。在经过MPLS LSP上设备的转发后，封装了MPLS标签的用户数据报文来到了目的PE设备，目的PE设备对收到的用户数据报文进行与上述封装相应的解封装和MAC地址学习后，转发到用户站点。
为防止PE与连接的其他设备，如CE或其他的PE之间的链路出现故障，妨碍数据报文的正常转发，通常对PE进行冗余备份配置，如图2、图3和图4所示。图2为双上行组网架构，从该图中可以看出，在该架构中服务器A、CE-A、PE-A和服务器B、CE-B、PE-B两组设备互为备份；图3为CE双归属组网架构，其中局域网内的一个CE连接到两个互为备份的PE-A和PE-B上；图4为PE双归属组网，其中，一个PE连接到两个互为备份的汇聚PE：PE-A和PE-B上。
在图2、图3和图4的情况下，当互为备份的两个PE中，当前工作的PE，假设为PE-A与所连接的设备，如服务器A、CE或PE之间的链路出现故障，需要启用备份设备即PE-B时，如果等待MAC地址自行老化，则会导致大量的数据报文丢失，因此需要进行MAC地址回收，即删除PE-A和其他PE中已失效链路对应的MAC地址，以实现MAC地址的快速收敛。
在上述图3和图4的情况下，PE-A和PE-B在局域网内存在二层链路连接，可以在正常运行的时候在网络架构中运行STP等协议监控拓扑变化，当前工作的PE，假设为PE-A所连接的链路出现故障后，待启动的设备PE-B感知拓扑变化，向PE-A及其他远端PE设备发送MAC地址回收消息发起MAC地址回收。
但是，在图2的情况下，由于PE-A和PE-B在局域网内不存在二层链路连接，因此无法运行STP等监控拓扑变化的协议，这样在当前运行的PE出现故障后，备份PE无法感知拓扑变化，从而无法及时发起MAC地址回收，导致了用户数据报文的大量丢失。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种发起媒体访问控制地址回收的方法和一种PE，在不运行STP等监控拓扑变化的协议的情况下也能够及时发起MAC地址的回收，减少数据报文的丢失。
本发明提供的一种发起媒体访问控制地址回收的方法，应用于冗余设置PE的VPLS网络架构中，该方法包括：
所述冗余设置的PE中当前工作的PE监控自身所连接的链路，当确定出该链路出现故障后，发起MAC地址回收。
较佳地，所述当前工作的PE通过自身所连接的链路向对端设备发送报文并接收响应来对该链路进行监控，如果在发送报文后预先设定的时间内没有收到响应，则确定出该链路出现故障。
较佳地，所述当确定出该链路出现故障后进一步包括：所述当前工作的PE删除自身中该链路对应的MAC地址。
较佳地，所述发起MAC地址回收包括：所述当前工作的PE向相邻PE发送需要回收的MAC地址相关信息；
则接收到所述需要回收的MAC地址相关信息的PE删除自身中与所述MAC地址相关信息对应的MAC地址。
较佳地，接收到所述需要回收的MAC地址相关信息的PE还遵循水平分割前提将接收到的所述信息发送给其他PE。
较佳地，所述需要回收的MAC地址相关信息通过VPLS MAC地址回收消息在PE之间传送。
所述MAC地址相关信息可以为：所述链路对应的MAC地址列表和传送该相关信息的虚链路(PW)；
则所述删除自身中与所述MAC地址相关信息对应的MAC地址为：
在所述PW对应的自身MAC地址列表中，删除所述链路对应的MAC地址列表中包括的MAC地址。
所述MAC地址相关信息也可以为：传送该相关信息的PW和空的MAC地址列表；
则所述删除自身中与所述MAC地址相关信息对应的MAC地址为：删除自身中所述PW对应的所有MAC地址。
本发明还提供了一种PE，该PE包括链路监控模块和该PE包括链路监控模块和MAC地址回收发起模块；其中，
链路监控模块用于监控所述PE连接的链路，当确定出该链路出现故障，发出MAC地址回收指令；
MAC地址回收发起模块用于接收链路监控模块的所述指令，根据该指令发起MAC地址回收。
较佳地，则所述PE中进一步包括：
MAC地址回收模块，用于接收链路监控模块发出所述指令，根据该指令删除所述PE中对应的MAC地址。
较佳地，所述MAC地址回收模块进一步用于接收来自其他PE的需要回收的MAC地址相关信息，删除该MAC地址相关信息对应的MAC地址，和/或遵循水平分割前提将接收到的需要回收的MAC地址相关信息发送给其他PE。
本发明中通过冗余设置的PE中，当前工作的PE在检测到自身所连接的链路出现故障后，发起MAC地址回收，从而无需运行STP等监控拓扑变化的协议，也实现了及时发起MAC地址回收，从而使得MAC地址能够快速回收，减少了数据报文的丢失；
进而，本发明中通过传送PW和一个空的MAC地址列表来发起MAC地址的回收，减小了在网络中传送需要回收的MAC地址相关信息所占用的网络资源。
附图说明
图1为VPLS的网络架构示意图；
图2为双上行组网结构示意图；
图3为CE双归属组网结构示意图；
图4为PE双归属组网结构示意图；
图5为本发明发起MAC地址回收方法具体实施例的流程图；
图6为本发明中PE的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明的主要思想是，VPLS网络架构内冗余设置的PE中，当前工作的PE监控自身所连接的链路，当检测到自身所连接的链路出现故障后，发起MAC地址回收。
PE可以通过自身所连接的链路向对端设备发送报文并接收响应来对该链路进行监控，如果在发送报文后预先设定的时间内没有收到响应，则确定出该链路出现故障。这里发送的报文可以是ping报文、BSD消息、OAM消息等。
上述MAC地址相关信息可以通过VPLS MAC地址回收消息发送，而MAC地址相关信息可以是需要回收的MAC地址列表和传送该VPLS MAC地址回收消息的虚链路(PW)；则接收到该地址相关信息的PE在该PW对应的自身MAC地址列表中，删除所述需要回收的MAC地址列表中包括的MAC地址。上述MAC地址相关信息也可以是传送该MAC地址相关信息的PW和一个空的MAC地址列表；则接收到删除自身中该PW对应的所有MAC地址。
在PE简单组网的情况下，各PE之间具有全连接，发起MAC地址回收可以是向相邻PE发送VPLS MAC地址回收消息，则接收到该消息的PE只需删除自身中与该消息中MAC地址相关信息对应的MAC地址。而在PE分层组网的情况下，由于各PE之间并非全连接结构，因此接收到VPLS MAC地址回收消息的PE还需遵循水平分割前提对接收到的VPLS MAC地址回收消息进行转发，即网络侧来的消息不向网络侧转发，而只向其下属PE转发。
上述发起MAC地址回收的PE，可以删除自身中故障链路对应的MAC地址，也可以保留自身中故障链路对应的MAC地址。
以下以本发明应用于双上行组网中为例对本发明进行详细阐述。假设在图2中PE-A为当前工作的PE，PE-B为备份PE，PE-A与服务器A之间的链路，和PE-B与服务器B之间的链路，为对应设置的冗余链路，则如图5所示，本实施例包括如下步骤：
步骤501、PE-A定时，如每秒，向服务器A发送Ping报文，并接收该Ping报文的响应，以检测PE-A与服务器A之间的链路是否可达。
这里，如果PE-A在发送Ping报文后，能够正常收到服务器A发来的响应报文，则PE-A和服务器A之间可达，即PE-A和服务器A之间的链路没有出现故障；如果PE-A在发送Ping报文后预先设定的时间，如3秒内，没有收到服务器A返回的响应报文，则PE-A和服务器A之间不可达，即PE-A和服务器A之间的链路出现故障。
步骤502、当PE-A检测出与服务器A之间的链路不可达后，生成包括需要回收的MAC地址相关信息的VPLS MAC地址回收消息，并将该VPLSMAC地址回收消息发送给该不可达链路所属VSI的所有相邻PE。
本步骤中，PE-A检测出与服务器A之间的链路不可达后，还可以删除自身中该链路对应的MAC地址。
由于MAC地址是从PW或二层接入电路(AC)上学习到的，通常也是以PW或AC为单位进行组织的，需要回收的MAC地址即为不可达的AC或PW所对应的MAC地址。在本实施例中，针对图2的情况，需要回收的MAC地址为PE-A与服务器A之间不可达AC所对应的MAC地址。但由于PE之间是由PW连接的，所以本步骤中VPLS MAC地址回收消息携带的MAC地址相关信息，即MAC地址列表中包括上述不可达AC对应的MAC地址和传送该VPLS MAC地址回收消息的PW的标识。假设在图2中，PE-A与PE中间的虚连接为PW1，PE-A与PE-B中间的虚连接为PW2，不可达AC对应的MAC地址包括MACA1、MACA2，则PE-A向PE发送的VPLS MAC地址回收消息中的MAC地址列表如表1所示，而PE-A向PE-B发送的VPLSMAC地址回收消息中的MAC地址列表如表2所示。
    MAC     PW
    MACA1     PW1
    MACA2     PW1
表1
    MAC     PW
    MACA1     PW2
    MACA2     PW2
表2
为减小VPLS MAC地址回收消息所占用的资源，本实施例中也可以在VPLS MAC地址回收消息中携带空的MAC地址列表和需要回收的MAC地址所在的PW；如上假设，则PE-A发送给PE的VPLS MAC地址回收消息中携带的PW为PW1；而发送给PE-B的VPLS MAC地址回收消息中携带的PW为PW2。
上述PW可以根据VPLS中所采用的信令协议而采用不同的标识方式，例如以LDP为扩展信令协议的情况下，及Martini方式VPLS情况下，可以通过Pwid FEC方式或者Generalized PW ID FEC方式标识。
步骤503、接收到PE-A发送的VPLS MAC地址回收消息的PE，根据该VPLS MAC地址回收消息中的MAC地址相关信息删除对应的MAC地址。
这里，如果PE接收的VPLS MAC地址回收消息中包括的MAC地址列表不为空，则该PE解析出MAC地址列表和其中的PW，然后在该PW下学习到的MAC地址列表中删除对应的MAC地址。如果PE接收的VPLS MAC地址回收消息中包括的MAC地址列表为空，则PE根据该消息中解析出来的PW，删除在该PW下学习到的所有MAC地址。
在PE全连接的组网中，经过上述步骤就完成了MAC地址的回收，如图2情况下，PE-B和PE上对应VSI中关于服务器A的MAC地址都已被删除。但对于PE分层组网或其他各PE之间并非全连接的组网中，接收到VPLSMAC地址回收消息的PE还需要对接收的VPLS MAC地址回收消息遵循水平分割前提进行转发。例如，在图2中的PE为汇聚PE，其下还存在下属PE：PE-C和PE-D，则PE接收到来自PE-A的VPLS MAC地址回收消息后，除删除自身中对应的MAC地址外，还向PE-C和PE-D发送对应的VPLSMAC地址回收消息，则PE-C和PE-D根据收到的VPLS MAC地址回收消息删除自身中对应的MAC地址。类似地，如果PE-C或PE-D还存在下属PE，则也执行与上述汇聚PE相同的处理。
在MAC地址回收完成后，用户访问服务器A的报文就会以广播的方式发送到服务器B，实现了服务器B的快速响应，在响应后学习到服务器B的MAC地址的PE设备就可以通过单播的方式向服务器B发送数据报文了。
上述PE的结构如图6所示，包括链路监控模块和MAC地址回收发起模块；其中，链路监控模块用于监控该PE所连接的链路，在检测到自身所连接的链路出现故障后，向MAC地址回收发起模块发出MAC地址回收指令；该模块具体通过发出ping报文，并根据ping报文响应的接收情况对该PE所连接的链路进行监控。另外，MAC地址回收指令中包括发生故障链路的信息。
MAC地址回收发起模块用于接收链路监控模块的MAC地址回收指令，并发起MAC地址回收。这里发起MAC地址回收是指，MAC地址回收发起模块根据接收的MAC地址回收指令中包括的发生故障链路的信息，向相邻PE发送需要回收的MAC地址相关信息发起MAC地址回收，需要回收的MAC地址相关信息可以通过VPLS MAC地址回收消息发送，该消息的具体实现参见上述对步骤502的描述。
上述PE中进一步还可以包括：MAC地址回收模块，用于接收链路监控模块发出的MAC地址回收指令，删除PE自身中与该指令中发生故障链路对应的MAC地址。此外，MAC地址回收模块也可以接收来自其他PE的需要回收的MAC地址相关信息，删除该MAC地址相关信息对应的MAC地址。该MAC地址回收模块还可以遵循水平分割前提将所述接收到的需要回收的MAC地址相关信息发送给其他PE。
以上是对本发明具体实施例的说明，在具体的实施过程中可对本发明的方法进行适当的改进，以适应具体情况的具体需要。因此可以理解，根据本发明的具体实施方式只是起示范作用，并不用以限制本发明的保护范围。

Claims (11)

1、一种发起媒体访问控制地址回收的方法，应用于冗余设置运营商边缘设备PE的虚拟私有局域网服务VPLS网络架构中，其特征在于，该方法包括：
所述冗余设置的PE中当前工作的PE监控自身所连接的链路，当确定出该链路出现故障后，发起媒体访问控制MAC地址回收。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前工作的PE通过所述自身所连接的链路向对端设备发送报文，并接收响应来对该链路进行监控；如果在发送报文后预先设定的时间内没有收到响应，则确定出该链路出现故障。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当确定出该链路出现故障后进一步包括：所述当前工作的PE删除自身中该链路对应的MAC地址。
4、根据权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，所述发起MAC地址回收包括：所述当前工作的PE向相邻PE发送需要回收的MAC地址相关信息；
则接收到所述需要回收的MAC地址相关信息的PE，删除自身中与所述MAC地址相关信息对应的MAC地址。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，接收到所述需要回收的MAC地址相关信息的PE，还遵循水平分割前提将接收到的所述信息发送给其他PE。
6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述需要回收的MAC地址相关信息通过VPLS MAC地址回收消息在PE之间传送。
7、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述MAC地址相关信息为：所述链路对应的MAC地址列表和传送该相关信息的虚链路PW；
则所述删除自身中与所述MAC地址相关信息对应的MAC地址为：
在所述PW对应的自身MAC地址列表中，删除所述链路对应的MAC地址列表中包括的MAC地址。
8、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述MAC地址相关信息为：传送该相关信息的PW和空的MAC地址列表；
则所述删除自身中与所述MAC地址相关信息对应的MAC地址为：删除自身中所述PW对应的所有MAC地址。
9、一种运营商边缘设备PE，其特征在于，该PE包括链路监控模块和MAC地址回收发起模块；其中，
链路监控模块用于监控所述PE连接的链路，当确定出该链路出现故障，发出MAC地址回收指令；
MAC地址回收发起模块用于接收链路监控模块的所述指令，根据该指令发起MAC地址回收。
10、根据权利要求9所述的PE，其特征在于，则所述PE中进一步包括：
MAC地址回收模块，用于接收链路监控模块发出的所述指令，根据该指令删除所述PE中对应的MAC地址。
11、根据权利要求10所述的PE，其特征在于，所述MAC地址回收模块进一步用于接收来自其他PE的需要回收的MAC地址相关信息，删除该MAC地址相关信息对应的MAC地址，和/或遵循水平分割前提将接收到的需要回收的MAC地址相关信息发送给其他PE。
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