城域網傳輸設備中數據報文廣播/多播的實現方法
2023-07-03 01:39:46 1
專利名稱：城域網傳輸設備中數據報文廣播/多播的實現方法
技術領域：
本發明涉及乙太網的多播和廣播技術，特別是關於城域網傳輸設備中數據報文廣播/多播的實現方法。
背景技術：
在乙太網中，所有以太幀的開始96位為源介質訪問控制(MAC，MediaAccess Control)地址和目的MAC地址兩部分，並且其定義都是相同的。目的MAC地址共有48位，分為單播、廣播和多播三類。單播地址第一個字節的最低位為0，如00-E0-FC-00-00-06；多播地址第一個字節的最低位為1，如01-E0-FC-00-00-06；廣播地址的48位全部為1，即FF-FF-FF-FF-FF-FF。在實際處理中，並不是具有廣播地址的報文，簡稱廣播報文，才做廣播處理，而對於找不到目的埠的單播報文同樣也做廣播處理。
參見圖1所示，乙太網報文處理流程如下步驟101、橋接設備收到乙太網報文後，首先判斷目的MAC地址是否等於全1，如果為全1，表明該報文為廣播報文，且直接將其廣播處理，否則，執行步驟102；步驟102、判斷該報文目的MAC地址第一個字節的最低位是否為1，如果為1，則將其進行多播處理，否則，執行步驟103；步驟103、判斷該報文是否查找到目的埠，如果是，則將其進行單播處理，否則，將其進行廣播處理。
參見圖2所示，現有技術中報文廣播處理的具體過程如下步驟201、將一個需要廣播的報文送入廣播處理入口；
步驟202、複製一份該廣播報文；步驟203、將複製後的報文綁定到一個出埠隊列中等待調度；步驟204、判斷該報文是否還有其它埠，如果有，執行步驟202，否則，結束。
從上述步驟可以看出，複製後的報文在區域網(LAN)內所有物理埠中逐一綁定後，壓入出埠隊列，等待發送。並且，上述過程只能在乙太網的橋接設備中實現，而對於城域網設備的數據業務接入單元卻顯的力不從心。這主要是由於橋接設備中一個物理埠只對應一個邏輯通道，需要廣播的報文能和唯一的物理通道綁定；而城域網設備中數據業務接入單元的上行業務採用虛通道技術，每一個虛通路由都有對應的唯一標識(Tag)，該標識是網絡鏈路端點之間的一種邏輯聯繫，是在兩個或多個端點之間傳送報文的通信鏈路，用於端點之間信息轉移。並且，具有同一標識符的一組報文流，在傳輸過程中組合在一起構成虛通道(VC)。也就是說，同一物理埠中存在多個虛通道，而每個虛通道在邏輯上是獨立的，因此需要廣播的報文也就不能識別邏輯上的虛通道，導致無法發送多播或廣播報文。
發明內容
有鑑於此，本發明提供了一種城域網傳輸設備中數據報文廣播/多播的實現方法，使其在城域網設備中實現報文的廣播/多播。
城域網傳輸設備中數據報文廣播/多播實現方法，是這樣實現的。
A.將來自埠的廣播報文/多播報文複製；在所有廣播報文/多播報文複製件上分別加上所屬廣播域/多播組中的一個虛通道標識；所述廣播報文/多播報文複製件與廣播域/多播組中的虛通道一一對應；B.按照虛通道標識將廣播報文/多播報文複製件發送至相應虛通道中。
所述步驟A進一步包括A1.預先設置虛通道標識索引表，用於存放埠廣播域/多播組內所有虛通道標識；
A2.根據來自埠的廣播報文/多播報文所屬埠和虛擬區域網(VLAN)域，確定該廣播報文/多播報文的群索引和轉發路由，然後將確定的群索引值加在該廣播/多播報文頭部，再根據確定的轉發路由將該含有群索引值的廣播報文/多播報文送入交換網模塊；A3.交換網模塊收到該含有群索引值的廣播報文/多播報文後，複製該廣播報文/多播報文，且複製份數與步驟A1中所述虛通道標識索引表含有的虛通道標識數量相等，然後對廣播報文/多播報文複製件進行調度；A4.調度出廣播報文/多播報文複製件至發送處理模塊，發送處理模塊根據每個廣播報文/多播報文複製件中含有的群索引值索引虛通道標識索引表得到對應的虛通道標識，將對應的虛通道標識加在每個廣播報文/多播報文複製件的頭部。
來自埠的報文為廣播報文，步驟A1中所述虛通道標識索引表存儲廣播域中所有虛通道標識。
來自埠的報文為多播報文，步驟A1中所述虛通道標識索引表存儲多播組中所有虛通道標識。
來自埠的報文為多播報文，預先設置的虛通道標識索引表存儲廣播域中所有虛通道標識，所述步驟A1進一步包括預先設置多播過濾表，用於存儲該多播組內的所有虛通道標識；並且在步驟A4給多播報文添加完虛通道標識後，索引多播過濾表，根據多播過濾表中含有的虛通道標識，丟棄不屬於多播組內的虛通道標識的多播報文複製件。
步驟A3中所述調度為串行調度方式。
步驟A4所述索引虛通道標識索引表，為報文添加虛通道標識的過程包括根據廣播報文/多播報文複製件含有的群索引值索引虛通道標識索引表，讀取虛通道標識索引表中的標識指針值，讀取群索引值加上該標識指針值處的標識，將該標識封裝在報文頭部；
將該標識指針值加上1，判斷標識指針是否大於該廣播域/多播組所包含的虛通道數，如果不大於，則將標識指針存儲回表項的原位置，否則，則將標識指針初始化後，存儲回原位置。
本發明通過採用標記方法，實現在城域網設備的數據業務接入單元中報文的廣播和多播，所有操作均可由預先設置的軟體完成，因此該方法靈活、易控，並且對傳統的廣播/多播技術是一個很好的完善和補充。
圖1為乙太網報文處理流程圖；圖2為現有技術中廣播報文處理流程圖；圖3為本發明實現城域傳輸設備中數據報文廣播/廣播系統示意圖；圖4為本發明處理廣播報文的具體流程圖；圖5為虛通道廣播報文的複製件調度示意圖；圖6為虛通道標識索引表；圖7為多播過濾表示意圖。
具體實施例方式
本發明的核心內容是將需要廣播或多播的報文複製成與所需虛通道數量相等的複製件，且在所有廣播或多播報文複製件的幀首部分別加上對應虛通道號，然後根據虛通道號將廣播或多播報文的複製件分別發送至對應虛通道中。
下面結合附圖和具體實施例進一步說明本發明的具體實施方案。
如圖3所示，實現城域傳輸設備中數據單元廣播的系統包括埠301、接收處理模塊302、交換網模塊303、發送處理模塊304和虛通道305等。其中，接收處理模塊302和發送處理模塊303為城域傳輸設備上行傳輸中使用的處理模塊。
參見圖4所示，本發明處理報文的具體過程如下
步驟401、報文從埠進入接收處理模塊，接收處理模塊根據報文的MAC地址，判斷該報文是否是多播報文，如果不是，執行步驟402，否則，執行步驟403；步驟402、將該報文進行單播處理；步驟403、判斷該報文是否是廣播報文，如果不是，則執行步驟404，否則，執行步驟405；步驟404、將該報文進行多播處理；步驟405、根據廣播報文所屬埠和虛擬區域網(VLAN)域，確定群索引和轉發路由；步驟406、將步驟405確定的群索引值添加在該報文的頭部；步驟407、再根據步驟405確定的轉發路由將該廣播報文送入交換網模塊；步驟408、交換網模塊收到該廣播報文後，複製廣播報文，且複製的份數和所用虛通道標識索引表含有的虛通道數相等；步驟409、將所有廣播報文複製件送入同一出埠隊列進行調度；步驟410、交換網模塊調度出的一個含有群索引值的廣播報文複製件，且送入發送處理模塊；步驟411、發送處理模塊收到含有群索引的廣播報文後，將群索引值從廣播報文中分離出來，利用該群索引值索引虛通道標識索引表得到對應的虛通道號，再將每個廣播報文複製件加上虛通道號；步驟412、根據該廣播報文的虛通道號，發送處理模塊將該廣播報文發送至相應虛通道中。
從上述過程中可以看出，由於每個去往虛通道的報文都具有確定的目的物理埠，所以當多個虛通道屬於同一個廣播域時，廣播報文需要進行複製，本實施例中由交換網硬體完成數據報文的複製，並且，在報文出交換網，到達物理埠前，廣播報文已被複製成和虛通道數目相等的多份報文，但這時每份報文還沒有和虛通道一一對應。
為了防止報文亂續，在步驟409中對廣播報文的複製件要進行統一調度。如圖5所示，虛通道所在的物理埠對應一個調度器，調度器下掛接多個等待調度的隊列。其中，一個調度隊列作為單播報文拷貝的專用隊列，另一個調度隊列作為多播或廣播報文的拷貝件的專用隊列，而且所有多播和廣播報文的拷貝件都入到該隊列中。因此，所有拷貝件都能夠串行的、按順序從物理埠出去，同樣也是按順序去讀取虛通道標識，保證報文不會亂序。
並且，由於廣播報文在複製之前會獲得一個群索引(Group_Index)，該群索引指向虛通道標識索引表。當廣播/多播報文被交換網複製後，每份報文都將存在該索引值，並且都指向虛通道標識的索引表。
圖6所示為虛通道標識索引表，該索引表寬度為2個字節，其中第0個字節為N，N為自然數，表示有N個報文與N個虛通道相對應，也就是需要對N個報文分別打上N個不同的標識(Tag)，這裡，該標識包括Tag1+Tag2；第1個字節標識指針(Tag_Pointer)表示當前報文所需要打上標識Tag的偏移量，也就是從該處讀取虛通道標識。當存在多個線程或者任務並行處理時，需要對每個線程或者任務的讀寫進行互斥操作。
系統讀取虛通道標識以及將其封裝具體操作過程如下A.先讀第1個字節處的Tag_Pointer的值；B.以群索引(Group_Index)與Tag_Pointer之和為偏移量，讀取(Group_Index+Tag_Pointer)處的Tag(包括Tag1+Tag2)標識，封裝在報文頭部；C.將Tag_Pointer加1；D.判斷Tag_Pointer是否等於N，如果不等於N，則將Tag_Pointer存儲回表項的原來位置；如果等於N，則將Tag_Pointer賦值「0」後，再存儲回表項的原來位置；F、下一個報文重複步驟A～D。
其中，上述Tag_Pointer初始化值為0。
另外，上述實現報文的廣播過程同樣可以適用多播報文，只是多播報文在對應多播組內進行廣播，而不是將報文轉發到系統所有虛通道中，因此，在這種情況下，虛通道標識索引表是存放多播組內所有的虛通道標識。但是，如果多播報文與廣播報文使用的虛通道標識索引表是一樣的，那麼只要在步驟411和步驟412之間增加丟棄被打上不屬於該多播組中的虛通道標識的報文的過程即可，本實施例採用多播過濾表來過濾出不屬於多播組的虛通道。
如圖7所示，每個多播組對應一個多播過濾表，並且每個虛通道對應過濾表中的一位，虛通道號和多播過濾表中的比特位是一一對應的。如果一個比特位的值為1，則說明其對應的虛通道屬於該多播組，若該比特位的值為0，則說明該比特位對應的虛通道不屬於該多播組，則具有該虛通道號的多播報文需要被過濾。比如，圖中0、4、5號虛通道對應的比特位為0，因此，被打上0、4、5虛通道標識的報文將被丟棄，而1、2、3等虛通道號對應比特位為1，則被打上1、2、3虛通道號的報文將發送到1、2、3通道中。
本發明在傳統乙太網埠的廣播/多播技術基礎上，在城域網傳輸產品中，採用標記技術實現了基於虛通道技術的多播和廣播。所有操作由軟體完成，因此靈活，易控，並且對傳統的廣播/多播技術是一個很好的完善和補充。
權利要求
1.城域網傳輸設備中數據報文廣播/多播的實現方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟A.將來自埠的廣播報文/多播報文複製；在所有廣播報文/多播報文複製件上分別加上所屬廣播域/多播組中的一個虛通道標識；所述廣播報文/多播報文複製件與廣播域/多播組中的虛通道一一對應；B.按照虛通道標識將廣播報文/多播報文複製件發送至相應虛通道中。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟A進一步包括A1.預先設置虛通道標識索引表，用於存放埠廣播域/多播組內所有虛通道標識；A2.根據來自埠的廣播報文/多播報文所屬埠和虛擬區域網(VLAN)域，確定該廣播報文/多播報文的群索引和轉發路由，然後將確定的群索引值加在該廣播報文/多播報文頭部，再根據確定的轉發路由將該含有群索引值的廣播報文/多播報文送入交換網模塊；A3.交換網模塊收到該含有群索引值的廣播報文/多播報文後，複製該廣播報文/多播報文，且複製份數與步驟A1中所述虛通道標識索引表含有的虛通道標識數量相等，然後對廣播報文/多播報文複製件進行調度；A4.調度出廣播報文/多播報文複製件至發送處理模塊，發送處理模塊根據每個廣播報文/多播報文複製件中含有的群索引值索引虛通道標識索引表得到對應的虛通道標識，將對應的虛通道標識加在每個廣播報文/多播報文複製件的頭部。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，來自埠的報文為廣播報文，步驟A1中所述虛通道標識索引表存儲廣播域中所有虛通道標識。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，來自埠的報文為多播報文，步驟A1中所述虛通道標識索引表存儲多播組中所有虛通道標識。
5.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，來自埠的報文為多播報文，預先設置的虛通道標識索引表存儲廣播域中所有虛通道標識，所述步驟A1進一步包括預先設置多播過濾表，用於存儲該多播組內的所有虛通道標識；並且在步驟A4給多播報文添加完虛通道標識後，索引多播過濾表，根據多播過濾表中含有的虛通道標識，丟棄不屬於多播組內的虛通道標識的多播報文複製件。
6.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，步驟A3中所述調度為串行調度方式。
7.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，步驟A4所述索引虛通道標識索引表，為報文添加虛通道標識的過程包括根據廣播報文/多播報文複製件含有的群索引值索引虛通道標識索引表，讀取虛通道標識索引表中的標識指針值，讀取群索引值加上該標識指針值處的標識，將該標識封裝在報文頭部；將該標識指針值加上1，判斷標識指針是否大於該廣播域/多播組所包含的虛通道數，如果不大於，則將標識指針存儲回表項的原位置，否則，則將標識指針初始化後，存儲回原位置。
全文摘要
本發明公開了一種城域網傳輸設備中數據報文廣播/多播的實現方法，其特徵在於，該方法包括將來自埠的廣播報文/多播報文複製；在所有廣播報文/多播報文複製件上分別加上所屬廣播域/多播組中的一個虛通道標識，所述廣播報文/多播報文複製件與廣播域/多播組中的虛通道一一對應；按照虛通道標識將廣播報文/多播報文複製件發送至相應虛通道中。本發明通過在城域網設備的數據業務接入單元中採用標記方法實現報文的廣播/多播，並且靈活、易控。
文檔編號H04L12/28GK1509020SQ0215670
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月17日 優先權日2002年12月17日
發明者徐前鋒, 藍建棟 申請人:華為技術有限公司