CN101222780B - 在以太网交换芯片上实现虚拟局域网与用户绑定的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在以太网交换芯片上实现虚拟局域网与用户绑定的方法，用于将用户端口与S-VLAN ID绑定，该方法包括：将用户端口与相应的网络端口加入VLAN，并将VLAN的ID设置为S-VLAN ID。本发明还公开了一种在以太网交换芯片上实现虚拟局域网与用户绑定的方法，用于将用户端口与S-VLAN ID和C-VLANID绑定的情况。通过使用本发明，能够在VLAN交换芯片/交换机上实现TR-101的1∶1VLAN模型。

Description

在以太网交换芯片上实现虚拟局域网与用户绑定的方法

技术领域

本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及在以太网交换芯片上实现虚拟局域网与用户绑定的方法。 

背景技术

TR-101是由数字用户线(DSL)论坛架构和传输组发布的关于基于以太网架构的DSL接入网络技术规范书(第101篇技术报告)，在该文档中总结了如何将一个原先基于异步传输模式(ATM)的宽带接入网络演进到基于以太网的宽带接入网，并且描述了这个宽带接入网路应当遵循的架构和拓扑，以及为了满足互联互通、服务质量、组播、和安全等要求，该网络应当达到的技术能力。 

TR-101中要求宽带接入设备支持所谓为1∶1 VLAN(虚拟局域网)转发模型，也就是支持将VLAN和用户绑定在一起的技术。具体来说，要求在上行方向上，用户端口收到的数据包被加上一个或者两个VLAN标签，然后转发到网络端口；以及在下行方向上，网络端口收到数据包后根据数据包中所携带的VLAN标签决定该数据包应当被转发到哪一个用户端口，而且可根据所涉及到的配置要求来去掉数据包中所携带的VLAN标签。 

TR-101要求接入设备支持服务提供商的虚拟局域网序号(Service VLAN ID，S-VLAN ID)与用户间绑定的1∶1 VLAN模型； S-VLAN加上客户的虚拟局域网序号(Customer VLAN ID，C-VLAN)与用户间的1∶1 VLAN模型；以及接入设备应当能够支持1∶1 VLAN上的媒体访问控制(Media Access Control，MAC)地址的学习。 

由于DSL论坛是由世界上主要的电信运营商和主要的设备商所发起的技术论坛，因此该论坛的技术报告对于电信网络的发展具有重要的意义。主要的电信运用商都是按照它的技术规范来规划自己的网络。同时，电信设备制造商也应努力使自己的设备符合它的技术规范。 

目前，宽带接入设备中通常会使用以太网交换芯片商实现流量的汇聚，但是以太网交换芯片都是基于VLAN加上MAC地址的IVL(Independent VLAN Learning，独立VLAN学习)机制，这和TR-101的1∶1 VLAN中要求的基于S-VLAN ID或者S-VLAN ID加上C-VLAN ID的学习转发机制有着根本上的不同。因此，在将TR-101模型实现到以太网芯片上时，必然会出现问题。 

然而，目前尚未提出能够解决这种差异从而将TR-101的1∶1 VLAN模型与以太网相结合的技术方案。 

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种在以太网交换芯片上实现虚拟局域网与用户绑定，即TR1∶1 VLAN的方案，以解决TR-101的1∶1 VLAN模型与以太网之间的差异性问题。 

根据本发明的实施例，提供了一种在以太网交换芯片上实现虚拟局域网与用户绑定的方法，用于将用户端口与业务提供商的虚拟局域网序号(VLAN ID)绑定的情况。 

该方法包括：将用户端口与相应的网络端口加入VLAN，并将VLAN的ID设置为业务提供商的VLAN ID。 

并且，该方法可进一步包括：关闭VLAN内以太网交换芯片端口的洪泛包限速功能；关闭VLAN内以太网交换芯片端口的媒体访问控制地址学习功能。 

在VLAN中传输数据包的情况下，可进一步包括：用户端口与网络端口中发送数据包的源端口将数据包洪泛到用户端口与网络端口中的另一端口。 

此外，在用户端口和/或网络端口传输VLAN数据包的情况下，进一步包括：用户端口和网络端口中发送VLAN数据包的源端口将VLAN数据包的源媒体访问控制地址信息写入以太网交换芯片的媒体访问控制地址表中。 

根据本发明的另一实施例，提供了一种在以太网交换芯片上实现虚拟局域网与用户绑定的方法，用于将用户端口与业务提供商的VLAN ID和客户的VLAN ID绑定的情况。 

该方法包括：步骤S302，设置用户端口与相应的网络端口加入VLAN，并将VLAN的ID设置为业务提供商的VLAN ID；步骤S304，在用户端口对应的以太网交换芯片的端口、以及网络端口对应的以太网交换芯片的端口上应用流分类策略，以设置与业务提供商的VLAN ID对应的客户的VLAN ID。 

其中，在步骤S302之后，进一步包括：关闭VLAN内以太网交换芯片端口的洪泛包限速功能；关闭VLAN内以太网交换芯片端口的媒体访问控制地址学习功能。 

具体地，在步骤S304中，当在用户端口对应的以太网交换芯片的端口上应用流分类策略时，策略动作为将所有数据包重定向到网络端口；当在网络端口对应的以太网交换芯片的端口上应用流分类策略时，策略动作为将所有数据包重定向到用户端口。 

此外，在VLAN中传输数据包的情况下，该方法可进一步包括：用户端口与网络端口中发送数据包的源端口发送VLAN数据包，将VLAN数据包的业务提供商的VLAN ID和客户的VLAN ID与设置的相互对应的业务提供商的VLAN ID和客户的VLAN ID进行比较；在比较的结果为匹配的情况下，将VLAN数据包洪泛到用户端口与网络端口中的另一端口。 

此外，在用户端口和/或网络端口传输VLAN数据包的情况下，该方法进一步包括：用户端口和网络端口中发送VLAN数据包的源端口将VLAN数据包的源媒体访问控制地址信息写入以太网交换芯片的媒体访问控制地址表中。 

通过本发明的上述技术方案，能够在VLAN交换芯片上实现TR-101的1∶1 VLAN模型。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 

图1是根据本发明方法实施例一的在以太网交换芯片上实现TR1∶1 VLAN的方法中1∶1 VLAN数据包传输的流程图； 

图2是根据本发明实施例的在以太网交换芯片上实现TR 1∶1VLAN的方法中进行VLAN数据包传输的流程图； 

图3是根据本发明方法实施例二的在以太网交换芯片上实现TR 1:1 VLAN的方法的流程图；以及 

图4是根据本发明方法实施例二的在以太网交换芯片上实现TR 1:1 VLAN的方法中进行VLAN数据包传输的流程图。 

具体实施方式

方法实施例一 

在本实施例中，提供了一种在以太网交换芯片上实现虚拟局域网与用户绑定，即，实现TR 1:1 VLAN的方法，用于将用户端口与业务提供商的VLAN ID(S-VLAN ID)绑定的情况。 

该方法包括：将用户端口与相应的网络端口加入VLAN，并将VLAN的ID设置为S-VLAN ID。即，将需要绑定的用户端口和相应上联的网络端口对应的以太网交换芯片端口加入同一个VLAN，对应的VLAN ID为S-VLAN ID。 

并且，该方法可进一步包括：关闭VLAN内以太网交换芯片端口(即，上述的用户端口和网络端口)的洪泛包限速功能；关闭VLAN内以太网交换芯片端口的MAC地址学习功能。也就是说，不对洪泛包进行限速，允许其进行线速转发。 

在VLAN中传输数据包的情况下，可进一步包括：用户端口与网络端口中发送数据包的源端口将数据包洪泛到用户端口与网络端口中的另一端口。 

下面将以上行传输为例，并结合图1，描述1:1 VLAN数据包在上述VLAN中的传输过程。 

如图1所示，当数据包进行以太网交换芯片用户端口后，交换芯片会解析出这个数据包的源MAC地址，将这个源MAC地址和数据包进行交换芯片的端口号送到交换芯片的MAC地址学习模块；交换芯片MAC地址学习模块得到端口号，由于该端口设置为不进行MAC地址学习，所以交换芯片将不会学习到这个MAC地址； 

同时交换芯片将解析数据包的目的MAC地址，将这个MAC地址送到交换芯片的MAC地址表进行查找，由于在交换芯片已经关闭了相应的网络端口的MAC地址学习功能，因此交换芯片将找不到这个MAC地址所对应的端口，因此该数据包将在VLAN内进行洪泛；同时由于这个VLAN只包括用户端口和网络端口，因此这个数据包将被洪泛到网络端口，与单播的效果是一样的。 

并且，由于关闭端口的洪泛包限速功能，所以保证了数据包在1∶1VLAN中能够进行线速转发。 

下行方向的过程和上行方向类似，只是发送的源端口和目的端口不同。 

此外，在用户端口和/或网络端口传输VLAN数据包的情况下(即，需要支持其它VLAN的数据流的情况下)，不能仅采用关闭相应端口MAC地址学习功能的方法。进一步包括：用户端口和网络端口中发送VLAN数据包的源端口将VLAN数据包的源MAC地址信息写入以太网交换芯片的MAC地址表中。 

具体地，在实际实现VLAN数据包传输的情况下，包括以下处理：关闭用户端口和网络端口对应的以太网交换芯片端口的MAC地址学习功能，并进行设置，以将洪泛数据包以及数据包的源MAC地址以消息的形式送到增设的处理模块；对交换芯片能够发到CPU的消息数进行限速；处理模块根据设备的硬件配置将进行IVL转发 的数据包的源MAC地址写入以太网交换芯片的MAC地址表；并且，处理模块根据设备配置对进行1∶1 VLAN转发的数据包的源MAC地址不进行任何操作，直接将该消息丢弃。 

图2是上述情况(IVL和1∶1 VLAN同时存在的情况)下处理模块所执行的处理流程图。 

当数据包进行交换芯片相应端口的时候，这个端口上被设置成转发数据包，同时将数据包新的MAC地址以消息的形式送到CPU，这个数据包源MAC地址一旦在交换芯片的MAC地址表中没有找到，这个MAC地址被送给CPU。 

CPU相应的软件模块收到这个消息后，判断这个地址里面的VLAN ID是否是需要进行1∶1 VLAN的： 

如果需要进行1∶1 VLAN，则直接丢弃这个地址消息。 

如果是不需要进行1∶1 VLAN，则将这个MAC地址写入交换芯片的MAC地址表。 

这样当同样的数据包再进行交换芯片后，进行IVL转发的数据包将通过查找MAC地址表找到相应的端口；而进行1∶1 VLAN转发数据包将由于还是在交换芯片的MAC地址表中找不到MAC地址，将按照图1或者图2进行1∶1 VLAN转发。这样实现了在同一个端口上同时进行1∶1 VLAN和IVL转发。 

方法实施例二 

根据本发明的另一实施例，提供了一种在以太网交换芯片上实现虚拟局域网与用户绑定，即，实现TR 1∶1 VLAN的方法，用于将 用户端口与S-VLAN ID和客户的VLAN ID(C-VLAN ID)绑定的情况。 

如图3所示，根据本实施例的在以太网交换芯片上实现TR 1∶1VLAN的方法包括：步骤S302，设置用户端口与相应的网络端口加入VLAN，并将VLAN的ID设置为S-VLAN ID；步骤S304，在用户端口对应的以太网交换芯片的端口、以及网络端口对应的以太网交换芯片的端口上应用流分类策略，以设置与S-VLAN ID对应的C-VLAN ID。 

其中，在步骤S302之后，进一步包括：关闭VLAN内以太网交换芯片端口(即，上述的用户端口和网络端口)的洪泛包限速功能；关闭VLAN内以太网交换芯片端口的MAC地址学习功能。即，不对洪泛包进行限速，允许其进行线速转发。 

具体地，在步骤S304中，当在用户端口对应的以太网交换芯片的端口上应用流分类策略时，策略动作为将所有数据包重定向到网络端口；当在网络端口对应的以太网交换芯片的端口上应用流分类策略时，策略动作为将所有数据包重定向到用户端口。 

也就是说，在用户端口对应的以太网交换芯片对应的端口上应用流分类策略，策略匹配数据包中的S-VLAN ID和C-VLAN ID，策略动作为将所有流量重定向到对应的网络端口； 

在网络端口对应的以太网交换芯片对应的端口上应用流分类策略，策略匹配数据包中的S-VLAN ID和C-VLAN ID，策略动作为将所有流量重定向到对应的用户端口； 

此外，在VLAN中传输数据包的情况下，该方法可进一步包括：用户端口与网络端口中发送数据包的源端口发送VLAN数据包，将VLAN数据包的S-VLAN ID和C-VLAN ID与设置的相互对应的 S-VLAN ID和C-VLAN ID进行比较；在比较的结果为匹配的情况下，将VLAN数据包洪泛到用户端口与网络端口中的另一端口。 

下面将以上行方向的传输为例，并结合图4，描述1∶1VLAN数据包在上述VLAN中的传输。 

如图4所示，当数据包进行以太网交换芯片用户端口后，交换芯片会解析出这个数据包的源MAC地址，将这个源MAC地址和数据包进行交换芯片的端口号送到交换芯片的MAC地址学习模块；交换芯片MAC地址学习模块得到端口号，由于该端口设置为不进行MAC地址学习，影响交换芯片将不会学习到这个MAC地址。 

同时交换芯片将解析数据包的目的MAC地址，将这个MAC地址送到交换芯片的MAC地址表进行查找，由于在交换芯片已经关闭了相应的网络端口的MAC地址学习功能，因此交换芯片将找不到这个MAC地址所对应的端口，这个数据包将在VLAN内进行洪泛；同时由于这个VLAN可能除了用户端口和网络端口外还可能包括其他用户端口，因此这个数据包这时的转发结果是去网络端口和其它用户端口，但是这时候转发动作还没有发生，仅得到一个转发决定； 

之后，数据包进入了交换芯片的流分类策略模块，策略模块在这个端口上配置了匹配S-VLAN ID和C-VLAN ID的流分类表项，相关动作后重定向到网络端口；如果数据包与策略匹配，将转发决定修改为只向网络端口转发，从而实现了1∶1VLAN转发。 

并且，由于关闭了端口的洪泛包限速功能，因此能够保证数据包在1∶1VLAN中能够进行线速转发。 

下行方向的传输过程与上行方向的传输过程类似，只是源端口和目的端口不同。 

此外，在用户端口和/或网络端口传输VLAN数据包的情况下，该方法进一步包括：用户端口和网络端口中发送VLAN数据包的源端口将VLAN数据包的源MAC地址信息写入以太网交换芯片的MAC地址表中，具体处理过程如图2所示，与仅绑定S-VLAN ID的情况下的处理相同。 

综上所述，借助于本发明的技术方案，能够在VLAN交换芯片(交换机)上实现TR-101的1∶1 VLAN模型。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种在以太网交换芯片上实现虚拟局域网与用户绑定的方法，用于将用户端口与业务提供商的虚拟局域网序号，即，VLAN ID绑定的情况，其特征在于，包括：

将所述用户端口与相应的网络端口加入VLAN，并将所述VLAN的ID设置为所述业务提供商的VLAN ID，其中，所述VLAN包括一个用户端口和一个网络接口；

关闭所述VLAN内所述用户端口对应的以太网交换芯片端口和所述网络端口对应的以太网交换芯片端口的媒体访问控制地址学习功能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

关闭所述VLAN内所述以太网交换芯片端口的洪泛包限速功能。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述VLAN中传输数据包的情况下，进一步包括：

所述用户端口与所述网络端口中发送所述数据包的源端口将所述数据包洪泛到所述用户端口与所述网络端口中的另一端口。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述用户端口和/或所述网络端口不需要进行1:1VLAN传输数据包的情况下，进一步包括： 

所述用户端口和所述网络端口中发送所述VLAN数据包的源端口将所述VLAN数据包的源媒体访问控制地址信息写入所述以太网交换芯片的媒体访问控制地址表中。

5.一种在以太网交换芯片上实现虚拟局域网与用户绑定的方法，用于将用户端口与业务提供商的虚拟局域网序号，即，VLAN ID和客户的VLAN ID绑定的情况，其特征在于，包括：

步骤S302，设置所述用户端口与相应的网络端口加入VLAN，并将所述VLAN的ID设置为所述业务提供商的VLAN ID，其中，所述VLAN包括一个用户端口和一个网络接口；

步骤S304，在所述用户端口对应的以太网交换芯片的端口、以及所述网络端口对应的以太网交换芯片的端口上应用流分类策略，关闭所述VLAN内所述以太网交换芯片端口的媒体访问控制地址学习功能，以设置与所述业务提供商的VLAN ID对应的客户的VLAN ID。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤S302之后，进一步包括：

关闭所述VLAN内所述以太网交换芯片端口的洪泛包限速功能。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤S304中，当在所述用户端口对应的以太网交换芯片的端口上应用流分类策略时，策略动作为将所有数据包重定向到所述网络端口；当在所述网络端口对应的以太网交换芯片的端口上应用流分类策略时，策略动作为将所有数据包重定向到所述用户端口。 

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述VLAN中传输数据包的情况下，进一步包括：

所述用户端口与所述网络端口中发送所述数据包的源端口发送所述VLAN数据包，将所述VLAN数据包的业务提供商的VLAN ID和客户的VLAN ID与设置的相互对应的所述业务提供商的VLAN ID和所述客户的VLAN ID进行比较；

在比较的结果为匹配的情况下，将所述VLAN数据包洪泛到所述用户端口与所述网络端口中的另一端口。

9.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述用户端口和/或所述网络端口不需要进行1:1VLAN传输数据包的情况下，进一步包括：

所述用户端口和所述网络端口中发送所述VLAN数据包的源端口将所述VLAN数据包的源媒体访问控制地址信息写入所述以太网交换芯片的媒体访问控制地址表中。 

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