一種數據轉發實體轉發數據幀的方法
2023-05-18 19:30:06
專利名稱：一種數據轉發實體轉發數據幀的方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及乙太網絡中的數據轉發實體(Date RelayEntity，DRE)轉發接收的數據幀的方法。
背景技術：
隨著Internet規模的不斷增大，出現了多種多樣的網絡服務業務。如寬帶多媒體業務，包括視頻/音頻(Video/Audio)流、視頻點播(Video On Demand，VOD)、視頻組播、多媒體交互、高帶寬需求的網路遊戲等，為用戶提供視頻會議、遠程教育、虛擬專用網(VPN)、具有QoS保障的數據專線、酒店IP接入業務(IP Hotel)等，成為寬帶運營的重要內容。
由於多媒體業務需要佔用大量的帶寬，這樣，現有網絡中要保證的關鍵業務就難以得到可靠的傳輸。於是，各種服務質量(QoS)技術應運而生。現有技術中已有多種服務模型和機制，以滿足QoS的需求。
目前已提出了虛交換(V-Switch)、通用路由封裝(General RouterEncapsulation，GRE)、第二層隧道協議(L2TP)、多協議標籤交換(MPLS)等多種方式的虛擬專用網/虛擬專用撥號網絡(VPN/VPDN)專線方案。其中智能虛交換(Intelligent V-Switch，IVS)技術主要用於組建穩定、實用、經濟的運營級城域乙太網，可以實現QoS保證、網絡安全保護、電信級的網絡維護和管理等功能，具備基於號碼的用戶管理、一定的移動性、業務開放管理計費的集中管理等核心業務管理能力，提供包括智能二層流量調度、區域網(LAN)專線、IP流量規劃等業務和服務。
V-Switch體系結構具備完善的乙太網VLAN交換和調度功能，靈活的業務調度、建立和調整手段，以及豐富的、可擴展的二層業務提供能力，完善的操作維護管理工具和信息。
V-Switch體系的邏輯層次和功能模型如圖1所示。
圖1中，V-Switch體系分為四層V-Switch業務控制層，V-Switch連接控制層，V-Switch承載能力層和運行管理與維護(Operation AdministrationMaintenance，OAM)/管理層。
V-Switch連接控制層維護DRE中交換資源，如設備、接口、鏈路、VLAN等交換資源，接收V-Switch業務控制層SCR(V-Switch業務控制實體)的V-Switch建立請求，為該V-Switch連接選擇業務流路徑，分配帶寬及VLAN資源，並將控制信息下發到業務流經過的DRE設備上。
DRE處於V-Switch承載能力層，DRE根據V-Switch連接控制層設置的VLAN交換表項，完成對乙太網幀格式的數據流轉發。
VLAN交換表項的內容如下表一所示。
表一
DRE以VLAN交換表作為數據流轉發的路由依據。
V-Switch技術基於VLAN交換，適合承載單播、點到點業務；如果使用V-Switch技術承載多播、廣播、多點到多點業務，必然會使V-Switch技術複雜化。
而乙太網技術在現有網絡中有較高的認知程度，已成為未來搭建三網合一、城域網的主要技術之一，乙太網業務在未來市場將會有極大的發展。
因此，有必要使DRE設備的V-Switch功能和現有乙太網的功能融合，從而可以利用兩種技術的特長，分別承載不同的乙太網業務。而現有技術中還沒有提供DRE同時兼備V-Switch功能和現有乙太網的功能實現數據幀轉發的方法。
發明內容
本發明提供一種DRE轉發數據幀的方法，用以解決現有技術中存在的DRE不能兼備V-Switch功能和現有乙太網的功能實現數據幀轉發的問題。
本發明方法應用於乙太網絡，包括使DRE的一個或多個接口使能虛交換V-Switch功能，對使能V-Switch功能的DRE接口其中之一或多個接口配置其工作模式為V-Switch功能和乙太網功能共享模式，並設置共享模式下對接收的數據幀採用V-Switch功能進行轉發的判定策略；對使能V-Switch功能的其餘DRE接口配置其工作模式為V-Switch功能獨佔模式；當所述使能V-Switch功能的DRE接口接收到數據幀時，執行下列步驟A、判斷該接口的工作模式是否為所述共享模式或獨佔模式，如果是所述共享模式，則執行步驟B；如果是所述獨佔模式，執行所述步驟C；B、判斷所述數據幀中攜帶的標誌信息與所述判定策略是否匹配，如果匹配，則執行所述步驟C；如果數據幀中攜帶的標誌信息與所述判定策略不匹配，採用乙太網功能對應的轉發流程轉發所述數據幀；C、採用V-Switch功能對應的轉發流程轉發所述數據幀。
根據本發明的上述方法，所述判定策略在所述DRE或網管上靜態配置；或通過DRE所屬系統的控制平面動態下發。
根據本發明的上述方法，所述判定策略包括一種或多種類型；並由所述多種判定策略類型的不同排列組合，確定相應的匹配順序；當所述配置為共享模式的DRE接口接收到數據幀時，按照確定的匹配順序依次匹配所述多種判定策略類型。
根據本發明的上述方法，所述多個接口配置的判定策略類型相同或不同。
根據本發明的上述方法，與每個接口對應的判定策略類型通過所述DRE或網管動態增加或刪減。
所述判定策略具體包括虛擬區域網標識VLAN ID集合、媒體接入控制MAC地址集合、IP位址集合或所述集合的任意組合；如果所述DRE接口接收到的數據幀攜帶的VLAN ID包含在所述VLAN ID集合中，或者所述數據幀攜帶的MAC地址包含在所述MAC地址集合中，或者所述數據幀攜帶的IP位址包含在所述IP位址集合中，則採用V-Switch功能轉發所述數據幀。
所述VLAN ID集合中包含的VLAN ID為有效VLAN ID中任意一個或任意多個。
所述MAC地址集合中包括目的MAC地址集合{目的MAC}和/或源MAC地址及目的MAC地址集合{源MAC、目的MAC}；並按照最長匹配原則優先匹配。
所述IP位址集合中包括目的IP位址集合{目的IP}和/或源IP位址及目的IP位址集合{源IP、目的IP}；並按照最長匹配原則優先匹配。
根據本發明的上述方法，對DRE全部使能V-Switch功能的接口統一配置其工作模式為所述共享模式或獨佔模式。
統一配置完成後，若需要對其中之一或多個接口的工作模式進行修改，則分別對每一個接口單獨進行修改。
根據本發明的上述方法，對DRE全部使能V-Switch功能的接口分別配置其工作模式為所述共享模式或獨佔模式。
根據本發明的上述方法，若接收數據幀的當前接口沒有使能V-Switch功能，則採用乙太網功能對應的轉發流程轉發所述數據幀。
本發明有益效果如下採用本發明，通過設置DRE設備的接口工作於共享模式，使DRE設備同時具有V-Switch功能和乙太網功能，使得兩種技術可以混合組網，並根據兩種技術優勢的不同分別承載不同的業務。從而在保持V-Switch技術簡單性的前提下，解決實際組網中多播、廣播、點到多點能業務的承載問題。
圖1為V-Switch體系模型結構示意圖；圖2為本發明一實施例流程圖。
具體實施例方式
V-Switch技術承載單播、點到點業務非常適合，而要承載多播、廣播、多點到多點業務比較困難。但現有的乙太網技術基於MAC地址學習和轉發，在承載多播、廣播、多點到多點業務方面比較成熟。
因此本發明提出了一種DRE設備的V-Switch功能和現有乙太網功能並存的方法。使得兩種技術可以混合組網，並根據兩種技術優勢的不同分別承載不同的業務。從而在保持V-Switch技術簡單性的前提下，解決實際組網中多播、廣播、點到多點等業務的承載問題。
為此，本發明使DRE的使能V-Switch功能的接口可以工作於共享和獨佔兩種工作模式，並給出共享模式下採用V-Switch功能轉發接收的數據幀的判定策略，當接收的數據幀所攜帶的標誌信息匹配預先設置的判定策略時，採用V-Switch功能對應的轉發流程轉發接收的數據幀，否則，採用乙太網功能對應的轉發流程轉發接收的數據幀。
下面對兩種工作模式的定義及具體的轉發流程進行詳細描述。
DRE上使能V-Switch的接口支持以下兩種工作模式1)獨佔模式即DRE上使能V-Switch功能的接口為V-Switch功能所獨佔，只支持V-Switch的交換功能。
2)共享模式即DRE上使能V-Switch的接口為V-Switch功能和現有乙太網功能所共享，既支持V-Switch交換功能也支持現有乙太網交換功能。需要根據一些設置的功能判定策略以及數據幀中提取的信息決定使用何種功能進行處理。
具體工作模式的配置可以有以下方法(1)基於DRE設備進行配置整個DRE設備統一配置，對DRE上所有使能V-Switch功能的接口均有效。如統一將DRE上所有使能V-Switch功能的接口配置為獨佔工作模式；或共享工作模式。
(2)基於接口分別進行配置對每個使能V-Switch功能的接口單獨配置。這樣一個DRE設備可以根據實際需要選擇兩種模式並存，即一些接口工作於獨佔模式，一些接口工作於共享模式。相對第一種方法比較靈活，但配置工作量較大。
(3)混合配置以上兩種方法混合使用。即DRE設備統一配置為每個使能V-Switch功能的接口的預設配置；對於需要改變其工作模式的接口再單獨進行接口配置。該方法綜合前兩種配置方法的優點，在使配置工作量儘可能小的同時，又能保證接口工作模式配置的靈活性。
無論採用何種配置方法，DRE上每個使能V-Switch功能的接口都會明確下來使用哪一種工作模式即DRE上每個使能V-Switch功能的接口要麼工作於獨佔模式，要麼工作於共享模式。
當使能V-Switch功能的DRE接口工作於共享模式時，還需要提供V-Switch功能的判定策略，DRE依據這些策略，並結合當前被處理的數據幀中的標誌信息，如虛擬區域網標識(VLAN ID)、媒體接入控制地址標識(MAC地址)或者IP位址等信息來確定對該數據幀是使用V-Switch的功能對應的轉發流程進行轉發，還是使用現有乙太網功能對應的轉發流程進行轉發。
具體策略舉例如下策略一對每一個使能V-Switch功能的DRE接口，設置其採用V-Switch功能轉發數據幀時匹配的VLAN ID集合。
VLAN ID可以從有效VLAN ID 0～4095內任意選取。如配置某一使能V-Switch功能的DRE接口A上採用V-Switch交換時匹配的VLAN集合為{1，8，100-1024}。其中100-1024表示了VLAN ID從100到1024的一個連續範圍。
策略二對每一個使能V-Switch功能的DRE接口，設置其採用V-Switch功能轉發數據幀時匹配的MAC地址集合。
可以基於{目的MAC地址}或者{源MAC地址、目的MAC地址}或者兩種集合併存進行匹配。當兩種集合併存時按照最長匹配的原則，優先匹配基於{源MAC地址、目的MAC地址}集合。
策略三對每一個使能V-Switch功能的DRE接口，設置其採用V-Switch功能轉發數據幀時匹配的IP位址集合。
可以基於{目的IP位址}或者{源IP位址、目的IP位址}進行匹配。
當兩種集合併存時按照最長匹配的原則，優先匹配基於{源IP位址、目的IP位址}集合。
上述策略僅為舉例，實際應用中還可以基於更多的各種各樣的判定策略。
上述進行匹配的判定策略可以在DRE或網管上靜態配置，也可以由DRE所在系統的控制平面如虛擬交換控制器(V-Switch Controller，VSC)通過信令動態下發。與每個接口對應的判定策略類型還可以通過DRE或網管動態增加或刪減。
一個接口可以同時使用一種或多種判定策略；一個DRE上使能V-Switch功能的所有接口使用的判定策略可以相同或不同，由實際應用的需要來決定。
當存在兩種或兩種以上的判定策略時，可以配置數據幀轉發流程中各種判定策略匹配的優先順序。例如一個使能V-Switch功能的接口B上配置有上述策略一和策略二兩種判定策略，則可以通過設定判定策略匹配順序，選擇先匹配VLAN ID集合，再匹配MAC地址集合，反之亦然。具體匹配的優先順序可以在DRE或網管上配置。
不失一般性，假設一個使能V-Switch功能的接口配置的判定策略為N種，則從理論上來說，這N種判定策略的對應的排列組合可以確定出相應的匹配順序；在實際網絡中，需要根據每個DRE所在的網絡位置(如處在網絡邊緣還是處在網絡中間位置)的不同，確定出需要的判定策略以及最合適的判定策略匹配順序。例如當DRE處於網絡的中間位置時，在V-Switch功能流程中一般只需要VLAN交換，而不需要複雜的MAC地址或IP位址的處理，這樣，在判定策略中可以只設置VLAN ID集合；而當DRE處於網絡邊緣是，往往需要多種策略並存，這是就需要給出一個多種判定策略的匹配順序，例如將VLAN ID集合的匹配設置在第一位置。
下面結合圖2所示流程，對DRE接口上接收到數據幀時，採用本發明方法進行數據幀轉發的具體步驟進行詳細描述。
步驟S11、DRE的一個接口接收到待轉發的數據幀；步驟S12、判斷該數據幀的輸入接口是否使能V-Switch功能，如果當前數據幀的輸入接口沒有使能V-Switch功能，則執行步驟S18；否則繼續下列步驟；步驟S13、判斷該接口是否為V-Switch功能獨佔工作模式；如果該接口的工作模式為獨佔模式，則執行步驟S17；否則繼續下列步驟；步驟S14、根據數據幀中攜帶的標誌信息按設定的匹配順序匹配設置的策略集合；在本實施例中，假設該接口配置了上述的三種判定策略集合，且匹配順序分別為策略一、策略二和策略三；則優先匹配VLAN ID集合；
具體方法為獲取數據幀中攜帶的VLAN ID標識，如果數據幀中無VLANID標識，則執行步驟S15；如果數據幀中攜帶有VLAN ID標識，則進一步判斷攜帶的VLAN ID標識是否包含在匹配的VLAN ID集合中；如果沒有包含在VLAN ID集合中，則執行步驟S15；如果數據幀中攜帶的VLAN ID標識包含在VLAN ID集合中，則轉到步驟S17；步驟S15、獲取數據幀中攜帶的MAC地址標識，如果數據幀中無MAC地址標識，則執行步驟S16；如果數據幀中攜帶有MAC地址標識，則進一步判斷攜帶的MAC地址標識是否包含在匹配的MAC地址集合中；如果沒有包含在MAC地址集合中，則執行步驟S16；如果數據幀中攜帶的MAC地址標識包含在MAC地址集合中，則轉到步驟S17；MAC地址集合可以包括{目的MAC地址}，或者{源MAC地址、目的MAC地址}，或者兩種集合併存；當兩種集合併存時按照最長匹配的原則，優先匹配基於{源MAC地址、目的MAC地址}集合；步驟S16、獲取數據幀中攜帶的IP位址標識，如果數據幀中無IP位址標識，則執行步驟S18；如果數據幀中攜帶有IP位址標識，則進一步判斷攜帶的IP位址標識是否包含在匹配的IP位址集合中；如果沒有包含在IP位址集合中，則執行步驟S18；如果數據幀中攜帶的IP位址標識包含在IP位址集合中，則轉到步驟S17；IP位址集合可以包括{目的IP位址}，或者{源IP位址、目的IP位址}，或者兩種集合併存；當兩種集合併存時按照最長匹配的原則，優先匹配基於{源IP位址、目的IP位址}集合；即如果數據幀中的源IP位址和目的IP位址能夠匹配一條基於{源IP位址、目的IP位址}集合中的記錄信息；或者如果數據幀中的目的IP位址匹配一條基於{目的IP位址}集合中的記錄信息，則執行步驟S17；
步驟S17、DRE採用V-Switch功能對應的轉發流程轉發接收的數據幀；具體的轉發流程為現有技術，在此不詳述；步驟S18、DRE採用現有乙太網功能對應的轉發流程轉發接收的數據幀；具體的轉發流程為現有技術，在此不詳述。
上述實施例中，是以當前接收數據幀的接口工作在共享模式時，配置的判定策略和匹配順序為VLAN ID集合、MAC地址集合和IP位址集合為例。
如上所述，由於不同的接口配置的判定策略和匹配順序可以不同，因此，其具體的數據轉發流程也會不相同。
本發明不對具體的判定策略種類，以及具體的數據幀轉發流程進行限制。
如上述流程中步驟S13、S14、S15可以根據實際應用的需要做裁減，例如當DRE處於網絡的中間位置時，在V-Switch功能流程中一般只需要VLAN交換，而不需要複雜的MAC地址或IP位址的處理，這種情況下步驟S14、S15就可以裁減。從而使數據轉發流程簡化。另外本發明中採用V-Switch功能轉發數據的匹配策略並不限制所列舉的三種類型，還可以增加新的匹配策略類型，這樣，在流程中還可以增加判斷步驟S13』、S14』、S15』......等等。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種數據轉發實體DRE轉發數據幀的方法，其特徵在於使DRE的一個或多個接口使能虛交換V-Switch功能，對使能V-Switch功能的DRE接口其中之一或多個接口配置其工作模式為V-Switch功能和乙太網功能共享模式，並設置共享模式下對接收的數據幀採用V-Switch功能進行轉發的判定策略；對使能V-Switch功能的其餘DRE接口配置其工作模式為V-Switch功能獨佔模式；當所述使能V-Switch功能的DRE接口接收到數據幀時，執行下列步驟A、判斷該接口的工作模式是否為所述共享模式或獨佔模式，如果是所述共享模式，則執行步驟B；如果是所述獨佔模式，執行所述步驟C；B、判斷所述數據幀中攜帶的標誌信息與所述判定策略是否匹配，如果匹配，則執行所述步驟C；如果數據幀中攜帶的標誌信息與所述判定策略不匹配，採用乙太網功能對應的轉發流程轉發所述數據幀；C、採用V-Switch功能對應的轉發流程轉發所述數據幀。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述判定策略在所述DRE或網管上靜態配置；或通過DRE所屬系統的控制平面動態下發。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述判定策略包括一種或多種類型；並由所述多種判定策略類型的不同排列組合，確定相應的匹配順序；當所述配置為共享模式的DRE接口接收到數據幀時，按照確定的匹配順序依次匹配所述多種判定策略類型。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述多個接口配置的判定策略類型相同或不同。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，與每個接口對應的判定策略類型通過所述DRE或網管動態增加或刪減。
6.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述判定策略具體包括虛擬區域網標識VLAN ID集合、媒體接入控制MAC地址集合、IP位址集合或所述集合的任意組合；如果所述DRE接口接收到的數據幀攜帶的VLAN ID包含在所述VLAN ID集合中，或者所述數據幀攜帶的MAC地址包含在所述MAC地址集合中，或者所述數據幀攜帶的IP位址包含在所述IP位址集合中，則採用V-Switch功能轉發所述數據幀。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述VLAN ID集合中包含的VLAN ID為有效VLAN ID中任意一個或任意多個。
8.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述MAC地址集合中包括目的MAC地址集合{目的MAC}和/或源MAC地址及目的MAC地址集合{源MAC、目的MAC}；並按照最長匹配原則優先匹配。
9.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述IP位址集合中包括目的IP位址集合{目的IP}和/或源IP位址及目的IP位址集合{源IP、目的IP}；並按照最長匹配原則優先匹配。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，對DRE全部使能V-Switch功能的接口統一配置其工作模式為所述共享模式或獨佔模式。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，統一配置完成後，若需要對其中之一或多個接口的工作模式進行修改，則分別對每一個接口單獨進行修改。
12.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，對DRE全部使能V-Switch功能的接口分別配置其工作模式為所述共享模式或獨佔模式。
13.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，若接收數據幀的當前接口沒有使能V-Switch功能，則採用乙太網功能對應的轉發流程轉發所述數據幀。
全文摘要
本發明公開了一種數據轉發實體DRE轉發數據幀的方法，應用於乙太網絡，包括使DRE的一個或多個接口使能虛交換 V－Switch功能，對使能V－Switch功能的DRE接口其中之一或多個接口配置其工作模式為V－Switch功能和乙太網功能共享模式；並設置共享模式下對接收的數據幀採用V－Switch功能進行轉發的判定策略；當所述配置為共享模式的DRE接口接收到數據幀時，如果所述數據幀中攜帶的標誌信息與所述判定策略匹配，則採用V－Switch功能對應的轉發流程轉發所述數據幀；否則，採用乙太網功能對應的轉發流程轉發所述數據幀。採用本發明，使DRE設備同時具備V－Switch功能和乙太網功能，使得兩種技術能混合組網，解決實際組網中多播、廣播、點到多點業務的承載問題。
文檔編號H04L12/56GK1852248SQ20051012525
公開日2006年10月25日 申請日期2005年11月22日 優先權日2005年11月22日
發明者範靈源, 子康 申請人:華為技術有限公司