CN103200089A - 虚拟专用局域网业务网络中的报文转发方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了虚拟专用局域网业务网络中的报文转发方法及设备。方法包括：在部署VPLS网络时，每个VPN实例内各NPE之间满足：通过PW直接或间接可达；针对每个VPN实例，每个PE向本实例内的其它PE发布自己的拓扑信息和桥MAC地址，接收并记录来自其它PE的拓扑信息和桥MAC地址；针对每个VPN实例，每个PE根据自己记录的所有PE的拓扑信息及桥MAC地址，生成该VPN实例内的用户MAC表，计算出一个以自己为根的单播最小生成树，根据该单播最小生成树生成该VPN实例内的单播转发表；选出一个PE作为根桥，以该根桥为根计算出一个广播最小生成树，根据该广播最小生成树，生成该VPN实例内的广播树转发表。本发明降低了VPLS网络组网复杂度。

Description

虚拟专用局域网业务网络中的报文转发方法及设备

技术领域

本发明涉及报文转发技术领域，具体涉及虚拟专用局域网业务（VPLS，Virtual Private LAN Service）网络中的报文转发方法及设备。

背景技术

随着互联网技术的不断发展，基于以太网的二层虚拟专网（L2VPN，Layer2Virtual Private Network）技术也得到了广泛的应用，其中，VPLS技术由于支持点到多点的媒体接入控制（MAC，Media Access Control）转发，有着广阔的使用空间。

然而，为了避免MAC转发产生环路，VPLS在组网上有一些限制，例如骨干网络必须在所有服务提供商网络边缘设备（PE，Provider Edge）间建立全连接的虚链路（PW，Pseudo wire），接入网络的PE需要使用分层VPLS（H-VPLS，Hierarchy of VPLS）技术，避免全连接的规模急剧扩大。

图1为现有VPLS网络的组网示例图，如图1所示，其主要特点如下：

1、面向网络的PE（NPE，Network PE）间需要使用PW全连接，即FullMesh，图1中由NPW1、NPW2、NPW3组成。

2、虚拟交换实例（VSI，Virtual Switched Instance）内使用传统MAC地址学习的方法，实现二层报文的交换。

3、对于NPE，从一个NPW接收到的报文，例如组播、广播、未知单播报文，不能转发给其它NPW。

现有VPLS组网的缺点如下：

1、为了避免MAC转发环路，NPE之间需要使用PW全连接，组网复杂度大。

2、当NPW故障时，网络无法从其它路径收敛恢复，例如图1中NPW3故障时，由用户网络边缘设备（CE，Customer Edge）3发往CE2的报文，无法通过NPW2->NPE1转发。

3、网络拓扑死板，基本上由NPE的全连接作为核心网络，由面向用户的PE（UPE，User-facing PE）作为接入网络，是一种二层的组网方式。

4、报文转发采用MAC地址学习方式，无法实现负载分担。

发明内容

本发明提供VPLS网络中的报文转发方法及PE，以降低VPLS组网复杂度。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种虚拟专用局域网业务VPLS网络中的报文转发方法，每个虚拟专网VPN实例内各面向网络的服务提供商网络边缘设备NPE之间通过PW直接或间接可达，该方法包括：

针对每个VPN实例，每个PE向本实例内的其它PE发布自己的拓扑信息和桥MAC地址，接收并记录来自其它PE的拓扑信息和桥MAC地址；

针对每个VPN实例，每个PE根据自己记录的所有PE的拓扑信息及桥MAC地址，生成该VPN实例内的用户MAC表，计算出一个以自己为根的单播最小生成树，根据该单播最小生成树生成该VPN实例内的单播转发表；选出一个PE作为根桥，以该根桥为根计算出一个广播最小生成树，根据该广播最小生成树，生成该VPN实例内的广播树转发表。

所述单播转发表包括：目的PE的桥MAC地址、出端口信息；

所述广播树转发表包括：结点、结点类型、转发出端口信息；

用户MAC表包括：CE的MAC地址、目的PE的桥MAC地址或本地接口标识。

所述方法进一步包括：

对于任一VPN实例，当任一PE发现自己的拓扑信息改变时，将新的拓扑信息发送给本实例内的其它PE。

所述生成该VPN实例内的单播转发表之后进一步包括：

当任一PE接收到自己下挂的第一VPN实例内的第一CE发出的单播报文时，根据报文的目的MAC地址在本地第一VPN实例内的用户MAC表中查找该目的MAC地址对应的目的PE的桥MAC地址，在本地第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的PE信息对应的出端口信息，为该报文封装外层MAC头，源MAC地址为本PE的桥MAC地址，目的MAC地址查找到的目的PE的桥MAC地址，根据查找到的出端口信息，将该报文发送出去；

当任一PE接收到第一VPN实例内的单播报文，发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址不为自己的桥MAC地址时，在本地第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的MAC地址对应的出端口信息，根据该出端口信息将该报文转发出去；

当任一PE接收到第一VPN实例内的单播报文，发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址为自己的桥MAC地址时，则剥掉该外层MAC头，根据内层MAC头中的目的MAC地址，查找本地第一VPN实例内的用户MAC表，根据查找到的本地接口标识，将该报文转发出去。

所述生成该VPN实例内的广播树转发表之后进一步包括：

当任一PE接收到自己下挂的第一VPN实例内的第一CE发出的广播、组播或未知单播报文时，若发现自己不为广播最小生成树的根桥，则为该报文封装外层MAC头，目的MAC地址为根桥的桥MAC地址，在本地第一VPN实例内的单播转发表中查找根桥对应的出端口信息，根据该出端口信息，将该报文发送给根桥；

当任一PE从PW上接收到报文，发现报文的外层目的MAC地址为自己的桥MAC地址，则剥掉外层MAC头，发现内层目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且自己为广播最小生成树的根桥，则查找本地第一VPN实例内的广播树转发表，重新封装外层MAC头，目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，根据本地第一VPN实例内的广播树转发表中根桥对应的转发出端口信息将报文转发出去；

当任一PE从PW上接收到报文，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且自己为广播最小生成树的中间结点，则根据本地第一VPN实例内的广播树转发表中自己对应的出端口信息将报文直接转发出去；

当任一PE从PW上接收到报文，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且自己为广播最小生成树的叶子结点，则剥掉外层MAC头，根据本地第一VPN实例内的广播树转发表中自己对应的转发出端口信息将报文转发出去。

所述每个PE向本实例内的其它PE发布自己的拓扑信息和桥MAC地址为：

每个PE通过自己的各PW的通用关联通道G-Ach向本实例内的其它PE发布自己的拓扑信息和桥MAC地址，

所述拓扑信息包括：该PE的各PW的标识、权值metric及各PW的对端PE的桥MAC地址，以及该PE下挂的各用户网络边缘设备CE的MAC地址及该CE对应的本地接口标识。

所述每个PE计算出一个以自己为根的单播最小生成树为：

每个PE采用最短路径优先SPF算法计算出一个以自己为根的单播最小生成树；

所述每个PE选出一个PE作为根桥，以该根桥为根计算出一个广播最小生成树为：

每个PE采用生成树协议算法选出一个PE作为根桥，以该根桥为根计算出一个广播最小生成树。

一种VPLS网络中的PE，当该PE为NPE时，该PE与其它NPE之间满足：通过PW直接或间接可达，该PE包括：

拓扑发布模块：针对每个VPN实例，向本实例内的其它PE发布本PE的拓扑信息和桥MAC地址，接收并记录来自其它PE的拓扑信息和桥MAC地址；

表项学习模块：针对每个VPN实例，根据本PE记录的所有PE的拓扑信息及桥MAC地址，生成该VPN实例内的用户MAC表，同时计算出一个以本PE为根的单播最小生成树，根据该单播最小生成树生成该VPN实例内的单播转发表；同时选出一个PE作为根桥，以该根桥为根计算出一个广播最小生成树，根据该广播最小生成树，生成该VPN实例内的广播树转发表。

所述表项学习模块中的单播转发表包括：目的PE的桥MAC地址、出端口信息，广播树转发表包括：结点、结点类型、转发出端口信息，用户MAC表包括：CE的MAC地址、目的PE的桥MAC地址或本地接口标识。

所述拓扑发布模块进一步用于，对于任一VPN实例，当发现本PE的拓扑信息改变时，将新的拓扑信息发送给本实例内的其它PE。

所述PE进一步包括：

转发模块：当接收到本PE下挂的第一VPN实例内的第一CE发出的单播报文时，根据报文的目的MAC地址在表项学习模块记录的第一VPN实例内的用户MAC表中查找该目的MAC地址对应的目的PE的桥MAC地址，在表项学习模块记录的第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的PE信息对应的出端口信息，为该报文封装外层MAC头，目的MAC地址查找到的目的PE的桥MAC地址，根据查找到的出端口信息，将该报文发送出去；当接收到第一VPN实例内的单播报文，发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址不为本PE的桥MAC地址时，在表项学习模块记录的第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的MAC地址对应的出端口信息，根据该出端口信息将该报文转发出去；当接收到第一VPN实例内的单播报文，发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址为本PE的桥MAC地址时，则剥掉该外层MAC头，根据内层MAC头中的目的MAC地址，查找表项学习模块记录的第一VPN实例内的用户MAC表，根据查找到的本地接口标识，将该报文转发出去。

所述转发模块进一步用于，

当接收到本PE下挂的第一VPN实例内的第一CE发出的广播、组播或未知单播报文时，若发现本PE不为广播最小生成树的根桥，则为该报文封装外层MAC头，目的MAC地址为根桥的桥MAC地址，在表项学习模块记录的第一VPN实例内的单播转发表中查找根桥对应的出端口信息，根据该出端口信息，将该报文发送给根桥；

当从PW上接收到报文，发现报文的外层目的MAC地址为本PE的桥MAC地址，则剥掉外层MAC头，发现内层目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且本PE为广播最小生成树的根桥，则查找表项学习模块记录的第一VPN实例内的广播树转发表，重新封装外层MAC头，目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，根据表项学习模块记录的第一VPN实例内的广播树转发表中根桥对应的转发出端口信息将报文转发出去；

当从PW上接收到报文，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且本PE为广播最小生成树的中间结点，则根据表项学习模块记录的第一VPN实例内的广播树转发表中本PE对应的出端口信息将报文直接转发出去；

当从PW上接收到报文，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且本PE为广播最小生成树的叶子结点，则剥掉外层MAC头，根据表项学习模块记录的第一VPN实例内的广播树转发表中本PE对应的转发出端口信息将报文转发出去。

与现有技术相比，本发明中，VPLS网络中的NPE之间不需使用PW全连接，降低了组网复杂度，网络拓扑也更为灵活，同时也可以实现流量的负载分担；

另外，本发明实施例中，生成树协议基于G-Ach运行，无需控制平面参与。

另外，本发明实施例中，当PW故障时，可以通过生成树协议重新计算收敛转发路径，避免了流量中断；

附图说明

图1为现有VPLS网络的组网示例图；

图2为本发明实施例提供的VPLS组网及转发表项学习方法流程图；

图3为本发明提供的VPLS网络的组网示例图；

图4为图3中的PE2生成的单播最小生成树的示意图；

图5为图3中的PE2生成的广播最小生成树的示意图；

图6为本发明实施例提供的在VPLS网络中转发单播报文的方法流程图；

图7为本发明实施例提供的在VPLS网络中转发广播报文的方法流程图；

图8为本发明实施例提供的VPLS网络中的PE的组成示意图；

图9为本发明又一实施例提供的VPLS网络中的PE的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图2为本发明实施例提供的VPLS组网及转发表项学习方法流程图，如图2所示，其具体步骤如下：

步骤201：在初始部署VPLS网络时，在每个VPN实例内各NPE之间不需要PW全连接，可以任意连接，只要使得任意两个NPE之间通过PW直接或间接可达即可。

每个PE具备一个桥MAC地址作为唯一的标识。

图3为本发明提供的VPLS网络的组网示例图，如图3所示，NPE2～NPE5之间不为全连接，两两NPE之间通过PW直接或间接可达。

需要说明的是，在以下转发表项包括：单播转发表项和广播树转发表项学习过程中，UPE和NPE的地位是相同的，因此，不区分UPE、NPE，都以PE表示。

步骤202：针对每个VPN实例，在每个PE上配置该PE的拓扑信息，包括：该PE的每一条PW的标识、权值（metric）以及每条PW的对端PE的桥MAC地址，以及该PE下挂的各CE的MAC地址及该CE对应的本地接口标识。

对于不同的VPN实例，PE的拓扑可能是不同的，但是PE的拓扑信息的内容都可表示为：该PE的每一条PW的标识、权值（metric）以及每条PW的对端PE的桥MAC地址，以及该PE下挂的各CE的MAC地址及该CE对应的本地接口标识，因此，本发明实施例适用于任意VPN实例。

如图3所示，设当前VPN为VPN1，各PW的权值默认为1，则各个PE上配置的拓扑信息如下：

PE1：PW1、PE2的桥MAC地址。

PE2：PW1、PE1的桥MAC地址；PW2、PE3的桥MAC地址；PW3、PE4的桥MAC地址；端口Port2、CE2的MAC地址。

PE3：PW2、PE2的桥MAC地址；PW4、PE5的桥MAC地址；端口Port3、CE3的MAC地址。

PE4：PW3、PE2的桥MAC地址；PW5、PE5的桥MAC地址；端口Port4、CE4的MAC地址。

PE5：PW4、PE3的桥MAC地址；PW5、PE4的桥MAC地址；端口Port5、CE5的MAC地址。

步骤203：针对每个VPN实例，每个PE通过自己的各PW的通用关联通道（G-Ach，Generic Associated Channel）向外发送自己的拓扑信息和桥MAC地址，同时当接收到其它PE发来的任一PE的拓扑信息和桥MAC地址时，记录该任一PE的拓扑信息和桥MAC地址，并将该任一PE的拓扑信息和桥MAC地址从自己的各PW的G-Ach转发出去。

步骤204：针对每个VPN实例，每个PE根据自己记录的所有PE的拓扑信息及桥MAC地址，生成该VPN实例内的用户MAC表，同时采用最短路径优先（SPF，Short Path First）算法计算出一个以自己为根的单播最小生成树，从而得到自己到其它各PE的最短路径，根据该单播最小生成树生成该VPN实例内的单播转发表；同时采用生成树协议算法选出一个PE作为根桥，以该根桥为根计算出一个广播最小生成树，根据该广播最小生成树，生成该VPN实例内的广播树转发表。

PE的拓扑信息和桥MAC地址通过PW的G-Ach只在PE间传递，即本发明中，VPLS网络中采用的最小生成树协议是一种PW带内的协议，该协议以PW作为逻辑链路，以接入电路（AC，Attachment Circuit）、PW作为逻辑接口，来计算出单播转发表项和广播树转发表项。

在选择根桥时，选择的原则可以预先设定，例如：选择桥MAC地址最小的PE作为根桥、选择配置优先级最高的PE作为根桥等等。

单播最小生成树为等价最小生成树，即当从一个节点到另一节点的最短路径有多条时，该多条路径作为等价路径都可保留。而广播最小生成树为非等价最小生成树，即当从一个节点到另一节点的最短路径有多条时，只能保留其中一条路径。

单播转发表项包括：目的PE的桥MAC地址、出端口信息。其中，出端口信息为PW标识。

广播树转发表项包括：结点、结点类型、转发出端口信息。其中：

结点，即广播最小生成树上的每个结点，一个PE就是一个结点；

结点类型：包括：根结点、中间结点和叶子结点；

转发出端口信息，即结点收到广播、组播或未知单播报文时的转发出端口信息，转发出端口信息以PW标识和/或下挂有CE的本地接口标识表示。

用户MAC表项包括：CE的MAC地址、目的PE信息。其中：

CE的MAC地址：即该VPN实例内的各CE的MAC地址；

目的PE信息：当该CE为远端CE时，目的PE信息为该CE所属的PE的MAC地址；当该CE为本地CE时，目的PE信息为下挂该CE的PE的本地接口标识。

如图3所示，针对VPN1，PE2根据SPF算法计算出的以自己为根的单播最小生成树如图4所示，则PE2生成的VPN1内的单播转发表如下表1所示：

PE的桥MAC地址	出端口信息
		PE1的桥MAC地址	PW1
PE3的桥MAC地址	PW2
		PE4的桥MAC地址	PW3
PE5的桥MAC地址	PW2、PW3（等价）

表1PE2生成的VPN1内的单播转发表

设PE2根据生成树协议选出的根桥为PE3，计算出的广播最小生成树如图5所示，则PE2生成的VPN1内的广播树转发表如下表2所示：

结点	结点类型	转发出端口信息
			PE3的桥MAC地址	根结点	PW4、PW2、Port3
PE2的桥MAC地址	中间结点	PW1、PW3、Port2
			PE1的桥MAC地址	叶节点	Port1
PE4的桥MAC地址	叶节点	Port4
			PE5的桥MAC地址	叶节点	Port5

表2PE2生成的VPN1内的广播树转发表

PE2生成的VPN1内的用户MAC表如下表3所示：

CE的MAC地址	目的PE信息
		CE1的MAC地址	PE1的桥MAC地址
CE2的MAC地址	Port2
		CE3的MAC地址	PE3的桥MAC地址
CE4的MAC地址	PE4的桥MAC地址
		CE5的MAC地址	PE5的桥MAC地址

表3PE2生成的VPN1内的用户MAC表

步骤205：对于任一VPN实例，当任一PE发现自己的拓扑信息改变时，将新的拓扑信息通过自己的各PW的G-Ach发送出去。

此时，各PE会重新采用生成树协议算法学习到新的单播转发表项、广播树转发表项，若有必要，还会重新学习用户MAC表。

从图2所示实施例也可以看出，当任意一条PW故障时，各PE之间可通过步骤203～204重新学习到各VPN实例内的单播转发表、广播树转发表和用户MAC表，此时，步骤203中，各PE发布的拓扑信息中不包含故障的PW的信息，如：该PW的标识、权值及对端PE的桥MAC地址。

同时，可VPLS网络中新增了NPE设备时，也无需将该NPE设备与已有NPE设备进行全连接，只需将该NPE设备与已有的一个NPE设备进行PW连接即可，然后该新增的NPE设备和该已有的NPE设备将新的拓扑信息通过各PW的G-Ach发布出去，各PE重新学习单播转发表项、广播树转发表项。

图6为本发明实施例提供的在VPLS网络中转发单播报文的方法流程图，如图6所示，其具体步骤如下：

步骤601：第一NPE下挂的第一VPN实例内的第一CE发出单播报文，报文的目的MAC地址为第二NPE下挂的第一VPN实例内的第二CE的MAC地址。

步骤602：第一NPE接收该单播报文，根据报文的目的MAC地址在本地第一VPN实例内的用户MAC表中查找该目的MAC地址对应的目的PE信息：第二NPE的桥MAC地址，然后在本地第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的PE信息对应的出端口信息，为该报文封装外层MAC头，源MAC地址为第一NPE的桥MAC地址，目的MAC地址查找到的目的PE信息，即第二NPE的桥MAC地址，根据查找到的出端口信息，将该报文发送出去。

步骤603：第一NPE、第二NPE之间的任一NPE接收到该单播报文，发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址不为自己的桥MAC地址，则在本地第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的MAC地址对应的出端口信息，根据该出端口信息将该报文转发出去。

步骤604：当该报文到达第二NPE时，第二NPE发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址为自己的桥MAC地址，则剥掉该外层MAC头，根据内层MAC头中的目的MAC地址，查找本地第一VPN实例内的用户MAC表，根据查找到的本地接口标识，将该报文转发给第二CE。

如图3所示，设VPN1内的CE2向CE5发送报文，具体过程如下：

1）PE2收到报文后，查找本地VPN1内的用户MAC表，发现CE5的目的PE为PE5，则为报文封装外层MAC头，源MAC地址为PE2的桥MAC地址，目的MAC地址为PE5的桥MAC地址，再查找本地VPN1内的单播转发表，发现PE5对应的出端口为PW2、PW3，则挑选一个PW，设为PW2将报文转发出去。

2）PE3从PW2上接收到该报文，使用外层目的MAC地址（PE5的桥MAC地址）查找本地VPN1内的单播转发表，查到出端口为PW4，则将报文从PW4转发出去。

3）PE5从PW4上接收到该报文，发现外层目的MAC地址就是本地，则剥掉外层MAC头，使用内层目的MAC地址（CE5的MAC地址）查找本地VPN1内的用户MAC表，找到出端口为Port5，则将报文从Port5发送给CE5。

图7为本发明实施例提供的广播报文转发方法流程图，如图7所示，其具体步骤如下：

步骤701：第一NPE下挂的第一VPN实例内的第一CE发出一个广播报文。

步骤702：第一NPE接收该报文，发现该报文为广播报文，且根据本地第一VPN实例内的广播树转发表得知自己不为根桥，则为该报文封装外层MAC头，源MAC地址为第一NPE的桥MAC地址，目的MAC地址为根桥的桥MAC地址，在本地第一VPN实例内的单播转发表中查找根桥的桥MAC地址对应的出端口信息，根据该出端口信息，将该报文发送出去。

步骤703：根桥接收该报文，发现外层目的MAC地址为自己的桥MAC地址，则剥掉外层MAC头，发现内层目的MAC地址为广播地址，则查找本地第一VPN实例内的广播树转发表，重新封装外层MAC头，源MAC地址为根桥的桥MAC地址，目的MAC地址为广播地址：全F，根据本地第一VPN实例内的广播树转发表中根桥对应的转发出端口信息将报文转发出去。

若根桥下挂了CE，则根桥在本地第一VPN实例内的广播树转发表中查找到的转发出端口中会包含本地接口，则根桥需要将原始广播报文从各本地接口转发出去。

步骤704：中间结点接收该报文，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播地址，且根据本地第一VPN实例内的广播树转发表项得知自己为中间结点，则根据本地第一VPN实例内的广播树转发表中自己对应的出端口信息将报文直接转发出去。

若中间结点下挂了CE，则中间结点在本地第一VPN实例内的广播树转发表中查找到的转发出端口中会包含本地接口，则中间结点需要将原始广播报文从各本地接口转发出去。

步骤705：叶子结点接收该报文，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播地址，且根据本地第一VPN实例内的广播树转发表项得知自己为叶子结点，则剥掉外层MAC头，根据本地第一VPN实例内的广播树转发表中自己对应的转发出端口信息将报文转发出去。

组播报文和未知单播报文的转发流程与广播报文类似，在此不再一一赘述。

如图3所示，设VPN1内的CE2发出了一个广播报文，则具体过程如下：

1）PE2接收到该报文，发现为广播报文，则查找本地VPN1内的广播树转发表，发现根桥为PE3，则为该报文封装外层MAC头，源MAC地址为PE2的桥MAC地址，目的MAC地址为根桥PE3的桥MAC地址，再查找本地VPN1内的单播转发表，找到PE3对应的出端口为PW2，将报文从PW2发送出去。

2）PE3从PW2上接收到该报文，发现报文的外层目的MAC地址为自己的桥MAC地址，则剥掉外层MAC头，发现内层目的MAC地址为广播地址，则在本地VPN1内的广播树转发表中查找到自己对应的转发出端口：PW4、PW2、Port5，则将报文复制两份，将一份报文从Port5转发出去，为另外两份报文重新封装外层MAC头，源MAC地址为根桥的桥MAC地址，目的MAC地址为广播地址：全F，分别从PW4、PW2转发出去。

3）PE5从PW4接收到该报文，发现报文的外层目的MAC地址为广播地址，且自己为叶子结点，则剥掉外层MAC头，在本地VPN1内的广播树转发表中查找到自己对应的转发出端口：Port5，将报文从Port5转发出去；

PE2从PW2上接收到该报文，发现报文的外层目的MAC地址为广播地址，且自己为中间结点，在本地VPN1内的广播树转发表中查找到自己对应的转发出端口：PW1、PW3、Port2，将报文复制两份，将其中两份报文分别从PW1、PW3转发出去，将另外一份报文剥掉外层MAC头后从Port2发送出去。

4）PE1从PW1上接收到该报文，发现报文的外层目的MAC地址为广播地址，且自己为叶子结点，则剥掉外层MAC头，在本地VPN1内的广播树转发表中查找到自己对应的转发出端口：Port1，将报文从Port1转发出去；

PE4从PW3上接收到该报文，发现报文的外层目的MAC地址为广播地址，且自己为叶子结点，则剥掉外层MAC头，在本地VPN1内的广播树转发表中查找到自己对应的转发出端口：Port4，将报文从Port4转发出去。

图8为本发明实施例提供的VPLS网络中的PE的组成示意图，当该PE为NPE时，该PE与其它NPE之间满足：通过PW直接或间接可达，如图8所示，该PE主要包括：拓扑发布模块81、表项学习模块82和转发模块83，其中：

拓扑发布模块81：针对每个VPN实例，通过本PE的各PW的G-Ach发布本PE的拓扑信息和桥MAC地址，该拓扑信息包括：本PE的各PW的标识、metric及各PW的对端PE的桥MAC地址，以及本PE下挂的各CE的MAC地址及该CE对应的本地接口标识，同时当接收到其它PE发来的任一PE的拓扑信息和桥MAC地址时，记录该任一PE的拓扑信息和桥MAC地址，并将该任一PE的拓扑信息和桥MAC地址从本PE的各PW的G-Ach转发出去；对于任一VPN实例，当发现本PE的拓扑信息改变时，将新的拓扑信息通过本PE的各PW的G-Ach发送出去。

表项学习模块82：针对每个VPN实例，根据拓扑发布模块81记录的所有PE的拓扑信息及桥MAC地址，生成该VPN实例内的用户MAC表，同时采用SPF算法计算出一个以本PE为根的单播最小生成树，根据该单播最小生成树生成该VPN实例内的单播转发表；同时采用生成树协议算法选出一个PE作为根桥，以该根桥为根计算出一个广播最小生成树，根据该广播最小生成树，生成该VPN实例内的广播树转发表。

其中，单播转发表包括：目的PE的桥MAC地址、出端口信息，广播树转发表包括：结点、结点类型、转发出端口信息，用户MAC表包括：CE的MAC地址、目的PE的桥MAC地址或本地接口标识。

转发模块83：当接收到本PE下挂的第一VPN实例内的第一CE发出的单播报文时，根据报文的目的MAC地址在表项学习模块82记录的第一VPN实例内的用户MAC表中查找该目的MAC地址对应的目的PE的桥MAC地址，在表项学习模块82记录的第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的PE信息对应的出端口信息，为该报文封装外层MAC头，目的MAC地址查找到的目的PE的桥MAC地址，根据查找到的出端口信息，将该报文发送出去；当接收到第一VPN实例内的单播报文，发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址不为本PE的桥MAC地址时，在表项学习模块82记录的第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的MAC地址对应的出端口信息，根据该出端口信息将该报文转发出去；当接收到第一VPN实例内的单播报文，发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址为本PE的桥MAC地址时，则剥掉该外层MAC头，根据内层MAC头中的目的MAC地址，查找表项学习模块82记录的第一VPN实例内的用户MAC表，根据查找到的本地接口标识，将该报文转发出去；当接收到本PE下挂的第一VPN实例内的第一CE发出的广播、组播或未知单播报文时，若发现本PE不为广播最小生成树的根桥，则为该报文封装外层MAC头，目的MAC地址为根桥的桥MAC地址，在表项学习模块82记录的第一VPN实例内的单播转发表中查找根桥对应的出端口信息，根据该出端口信息，将该报文发送给根桥；当从PW上接收到报文，发现报文的外层目的MAC地址为本PE的桥MAC地址，则剥掉外层MAC头，发现内层目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且本PE为广播最小生成树的根桥，则查找表项学习模块82记录的第一VPN实例内的广播树转发表，重新封装外层MAC头，目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，根据表项学习模块82记录的第一VPN实例内的广播树转发表中根桥对应的转发出端口信息将报文转发出去；当从PW上接收到报文，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且本PE为广播最小生成树的中间结点，则根据表项学习模块82记录的第一VPN实例内的广播树转发表中本PE对应的出端口信息将报文直接转发出去；当从PW上接收到报文，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且本PE为广播最小生成树的叶子结点，则剥掉外层MAC头，根据表项学习模块82记录的第一VPN实例内的广播树转发表中本PE对应的转发出端口信息将报文转发出去。

图9为本发明又一实施例提供的VPLS网络中的PE的组成示意图，如图9所示，其主要包括：网络接口91、处理器92和存储器93，其中：

网络接口91：将本PE的针对每个VPN实例的拓扑信息和桥MAC地址发布给本实例内的其它PE，接收来自其它PE的拓扑信息和桥MAC地址。

处理器92：用于与存储器93进行通信，执行存储器93中的计算机程序代码。

存储器93：存储计算机程序代码，当该代码被处理器92执行时完成步骤：针对每个VPN实例，将本PE的拓扑信息和桥MAC地址通过网络接口91发布给本实例内的其它PE，记录网络接口91接收的本实例内其它PE的拓扑信息和桥MAC地址；针对每个VPN实例，根据记录的所有PE的拓扑信息及桥MAC地址，生成该VPN实例内的用户MAC表，同时计算出一个以本PE为根的单播最小生成树，根据该单播最小生成树生成该VPN实例内的单播转发表；同时选出一个PE作为根桥，以该根桥为根计算出一个广播最小生成树，根据该广播最小生成树，生成该VPN实例内的广播树转发表。

其中，

PE的拓扑信息包括：该PE的各PW的标识、权值（metric）及各PW的对端PE的桥MAC地址，以及该PE下挂的各CE的MAC地址及该CE对应的本地接口标识；

单播转发表包括：目的PE的桥MAC地址、出端口信息；

广播树转发表包括：结点、结点类型、转发出端口信息；

用户MAC表包括：CE的MAC地址、目的PE的桥MAC地址或本地接口标识。

网络接口91进一步用于，接收第一VPN实例内的单播报文；

且，存储器93中的代码进一步用于完成步骤：当从网络接口91接收到本PE下挂的第一VPN实例内的第一CE发出的单播报文时，根据报文的目的MAC地址在本地第一VPN实例内的用户MAC表中查找该目的MAC地址对应的目的PE的桥MAC地址，在本地第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的PE信息对应的出端口信息，为该报文封装外层MAC头，源MAC地址为本PE的桥MAC地址，目的MAC地址查找到的目的PE的桥MAC地址，根据查找到的出端口信息，将该报文发送出去；当从网络接口91接收到第一VPN实例内的单播报文，发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址不为本PE的桥MAC地址时，在本地第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的MAC地址对应的出端口信息，根据该出端口信息将该报文转发出去；当从网络接口91接收到第一VPN实例内的单播报文，发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址为本PE的桥MAC地址时，则剥掉该外层MAC头，根据内层MAC头中的目的MAC地址，查找本地第一VPN实例内的用户MAC表，根据查找到的本地接口标识，将该报文转发出去。

网络接口91进一步用于，接收第一VPN实例内的广播、组播或未知单播报文；

且，存储器93中的代码进一步用于完成步骤：当从网络接口91接收到本PE下挂的第一VPN实例内的第一CE发出的广播、组播或未知单播报文时，若发现本PE不为广播最小生成树的根桥，则为该报文封装外层MAC头，目的MAC地址为根桥的桥MAC地址，在本地第一VPN实例内的单播转发表中查找根桥对应的出端口信息，根据该出端口信息，将该报文发送给根桥；当从网络接口91接收到报文，且该报文来自PW，发现报文的外层目的MAC地址为本PE的桥MAC地址，则剥掉外层MAC头，发现内层目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且本PE为广播最小生成树的根桥，则查找本地第一VPN实例内的广播树转发表，重新封装外层MAC头，目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，根据本地第一VPN实例内的广播树转发表中根桥对应的转发出端口信息将报文转发出去；当从网络接口91接收到报文，且该报文来自PW，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且本PE为广播最小生成树的中间结点，则根据本地第一VPN实例内的广播树转发表中自己对应的出端口信息将报文直接转发出去；当从网络接口91接收到报文，且该报文来自PW，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且本PE为广播最小生成树的叶子结点，则剥掉外层MAC头，根据本地第一VPN实例内的广播树转发表中自己对应的转发出端口信息将报文转发出去。

本发明实施例提到的存储器包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘（如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW）、磁带、非易失性存储卡和ROM。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种虚拟专用局域网业务VPLS网络中的报文转发方法，其特征在于，每个虚拟专网VPN实例内各面向网络的服务提供商网络边缘设备NPE之间通过PW直接或间接可达，该方法包括：

针对每个VPN实例，每个PE向本实例内的其它PE发布自己的拓扑信息和桥MAC地址，接收并记录来自其它PE的拓扑信息和桥MAC地址；

针对每个VPN实例，每个PE根据自己记录的所有PE的拓扑信息及桥MAC地址，生成该VPN实例内的用户MAC表，计算出一个以自己为根的单播最小生成树，根据该单播最小生成树生成该VPN实例内的单播转发表；选出一个PE作为根桥，以该根桥为根计算出一个广播最小生成树，根据该广播最小生成树，生成该VPN实例内的广播树转发表。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述单播转发表包括：目的PE的桥MAC地址、出端口信息；

所述广播树转发表包括：结点、结点类型、转发出端口信息；

用户MAC表包括：CE的MAC地址、目的PE的桥MAC地址或本地接口标识。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

对于任一VPN实例，当任一PE发现自己的拓扑信息改变时，将新的拓扑信息发送给本实例内的其它PE。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成该VPN实例内的单播转发表之后进一步包括：

当任一PE接收到自己下挂的第一VPN实例内的第一CE发出的单播报文时，根据报文的目的MAC地址在本地第一VPN实例内的用户MAC表中查找该目的MAC地址对应的目的PE的桥MAC地址，在本地第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的PE信息对应的出端口信息，为该报文封装外层MAC头，源MAC地址为本PE的桥MAC地址，目的MAC地址查找到的目的PE的桥MAC地址，根据查找到的出端口信息，将该报文发送出去；

当任一PE接收到第一VPN实例内的单播报文，发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址不为自己的桥MAC地址时，在本地第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的MAC地址对应的出端口信息，根据该出端口信息将该报文转发出去；

当任一PE接收到第一VPN实例内的单播报文，发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址为自己的桥MAC地址时，则剥掉该外层MAC头，根据内层MAC头中的目的MAC地址，查找本地第一VPN实例内的用户MAC表，根据查找到的本地接口标识，将该报文转发出去。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成该VPN实例内的广播树转发表之后进一步包括：

当任一PE接收到自己下挂的第一VPN实例内的第一CE发出的广播、组播或未知单播报文时，若发现自己不为广播最小生成树的根桥，则为该报文封装外层MAC头，目的MAC地址为根桥的桥MAC地址，在本地第一VPN实例内的单播转发表中查找根桥对应的出端口信息，根据该出端口信息，将该报文发送给根桥；

当任一PE从PW上接收到报文，发现报文的外层目的MAC地址为自己的桥MAC地址，则剥掉外层MAC头，发现内层目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且自己为广播最小生成树的根桥，则查找本地第一VPN实例内的广播树转发表，重新封装外层MAC头，目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，根据本地第一VPN实例内的广播树转发表中根桥对应的转发出端口信息将报文转发出去；

当任一PE从PW上接收到报文，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且自己为广播最小生成树的中间结点，则根据本地第一VPN实例内的广播树转发表中自己对应的出端口信息将报文直接转发出去；

当任一PE从PW上接收到报文，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且自己为广播最小生成树的叶子结点，则剥掉外层MAC头，根据本地第一VPN实例内的广播树转发表中自己对应的转发出端口信息将报文转发出去。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个PE向本实例内的其它PE发布自己的拓扑信息和桥MAC地址为：

每个PE通过自己的各PW的通用关联通道G-Ach向本实例内的其它PE发布自己的拓扑信息和桥MAC地址，

所述拓扑信息包括：该PE的各PW的标识、权值metric及各PW的对端PE的桥MAC地址，以及该PE下挂的各用户网络边缘设备CE的MAC地址及该CE对应的本地接口标识。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个PE计算出一个以自己为根的单播最小生成树为：

每个PE采用最短路径优先SPF算法计算出一个以自己为根的单播最小生成树；

所述每个PE选出一个PE作为根桥，以该根桥为根计算出一个广播最小生成树为：

每个PE采用生成树协议算法选出一个PE作为根桥，以该根桥为根计算出一个广播最小生成树。

8.一种VPLS网络中的PE，其特征在于，当该PE为NPE时，该PE与其它NPE之间满足：通过PW直接或间接可达，该PE包括：

拓扑发布模块：针对每个VPN实例，向本实例内的其它PE发布本PE的拓扑信息和桥MAC地址，接收并记录来自其它PE的拓扑信息和桥MAC地址；

表项学习模块：针对每个VPN实例，根据本PE记录的所有PE的拓扑信息及桥MAC地址，生成该VPN实例内的用户MAC表，同时计算出一个以本PE为根的单播最小生成树，根据该单播最小生成树生成该VPN实例内的单播转发表；同时选出一个PE作为根桥，以该根桥为根计算出一个广播最小生成树，根据该广播最小生成树，生成该VPN实例内的广播树转发表。

9.根据权利要求8所述的PE，其特征在于，

所述表项学习模块中的单播转发表包括：目的PE的桥MAC地址、出端口信息，广播树转发表包括：结点、结点类型、转发出端口信息，用户MAC表包括：CE的MAC地址、目的PE的桥MAC地址或本地接口标识。

10.根据权利要求8所述的PE，其特征在于，所述拓扑发布模块进一步用于，对于任一VPN实例，当发现本PE的拓扑信息改变时，将新的拓扑信息发送给本实例内的其它PE。

11.根据权利要求8所述的PE，其特征在于，所述PE进一步包括：

转发模块：当接收到本PE下挂的第一VPN实例内的第一CE发出的单播报文时，根据报文的目的MAC地址在表项学习模块记录的第一VPN实例内的用户MAC表中查找该目的MAC地址对应的目的PE的桥MAC地址，在表项学习模块记录的第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的PE信息对应的出端口信息，为该报文封装外层MAC头，目的MAC地址查找到的目的PE的桥MAC地址，根据查找到的出端口信息，将该报文发送出去；当接收到第一VPN实例内的单播报文，发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址不为本PE的桥MAC地址时，在表项学习模块记录的第一VPN实例内的单播转发表中查找该目的MAC地址对应的出端口信息，根据该出端口信息将该报文转发出去；当接收到第一VPN实例内的单播报文，发现该报文的外层MAC头中的目的MAC地址为本PE的桥MAC地址时，则剥掉该外层MAC头，根据内层MAC头中的目的MAC地址，查找表项学习模块记录的第一VPN实例内的用户MAC表，根据查找到的本地接口标识，将该报文转发出去。

12.根据权利要求8所述的PE，其特征在于，所述转发模块进一步用于，

当接收到本PE下挂的第一VPN实例内的第一CE发出的广播、组播或未知单播报文时，若发现本PE不为广播最小生成树的根桥，则为该报文封装外层MAC头，目的MAC地址为根桥的桥MAC地址，在表项学习模块记录的第一VPN实例内的单播转发表中查找根桥对应的出端口信息，根据该出端口信息，将该报文发送给根桥；

当从PW上接收到报文，发现报文的外层目的MAC地址为本PE的桥MAC地址，则剥掉外层MAC头，发现内层目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且本PE为广播最小生成树的根桥，则查找表项学习模块记录的第一VPN实例内的广播树转发表，重新封装外层MAC头，目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，根据表项学习模块记录的第一VPN实例内的广播树转发表中根桥对应的转发出端口信息将报文转发出去；

当从PW上接收到报文，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且本PE为广播最小生成树的中间结点，则根据表项学习模块记录的第一VPN实例内的广播树转发表中本PE对应的出端口信息将报文直接转发出去；

当从PW上接收到报文，发现该报文的外层MAC头的目的MAC地址为广播、组播或未知单播地址，且本PE为广播最小生成树的叶子结点，则剥掉外层MAC头，根据表项学习模块记录的第一VPN实例内的广播树转发表中本PE对应的转发出端口信息将报文转发出去。

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