CN103227745A - 最短路径桥网和三层虚拟专网互通方法及公共边缘设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了最短路径桥网和三层虚拟专网互通方法及公共边缘设备。方法包括：SPB网与L3VPN通过一公共边缘设备相连，该边缘设备同时作为SPB网的BEB设备和L3VPN的PE设备，在该边缘设备上配置VPN实例与SPB网的VSI的关联关系，每个VPN实例具备一个网关接口，不同VPN实例的网关接口MAC地址不同；对于每个VPN实例，公共边缘设备学习SPB PW对端的公共边缘设备的IP地址解析表项和主机路由表项，根据学习到的主机路由表项，学习对端公共边缘设备的VPN实例内的VPN路由表项，根据学习到的各表项，将来自VPN内的报文转发到SPB网中，或者将来自SPB网的报文转发到VPN中。本发明降低了SPB网与L3VPN互通时的设备成本。

Description

最短路径桥网和三层虚拟专网互通方法及公共边缘设备
技术领域
本发明涉及无线技术领域，具体涉及最短路径桥（SPB，Shortest PathBridging）网和三层虚拟专网（L3VPN，Layer3Virtual Private Network）互通方法及公共边缘设备。
背景技术
SPB是电气和电子工程师协会（IEEE，Institute of Electrical andElectronics Engineers）802.1aq定义的以太网标准之一，是多实例生成树协议（MSTP，Multiple Spanning Tree Protocol）的进一步延伸，旨在构建大型扁平的无阻塞二层网络，使用SPB-中间***到中间***（ISIS，IntermediateSystem to Intermediate System）来共享网络中的链路状态，网络各个节点并行计算各节点之间的最短路径，避免了使用生成树协议（STP，Spanning TreeProtocol）带来的不稳定性和部分链路利用效率低下的不足。802.1aq定义了两个SPB模式：虚拟局域网（VLAN，Virtual Local Area Network）模式（SPBV）和M-in-M模式（SPBM），其中SPBM是目前的主要推荐模式，在数据中心网络中广泛使用。
在SPBM网络中，骨干网主要包括骨干网边缘网桥（BEB，Backbone EdgeBridge）和骨干网核心网桥（BCB，Backbone Core Bridge）等类型的设备以及这些设备之间的骨干链路。其中：
BEB：相当于MPLS网络中的服务提供商网络边缘（PE，Provider Edge)设备。它负责将来自用户网络的报文进行M-in-M封装，并将得到的M-in-M报文转发到骨干网中，或者将来自骨干网的M-in-M报文进行解封装，并转发到用户网络中。
BCB：相当于MPLS网络中的P设备。它负责按照骨干网媒体访问控制地址（B-MAC，Backbone Media Access Control）和骨干网VLAN（B-VLAN，Backbone VLAN）转发M-in-M报文。BCB设备只需要转发报文和学习骨干网中的MAC地址，不需要学习用户网络中大量的MAC地址，从而降低了网络部署的成本，也为骨干网络提供了更好的可扩展性。
SPBM继承了802.1ah定义的M-in-M的封装格式。图1为现有的SPBM定义的M-in-M报文封装格式示意图，如图1所示，用户原始的以太网报文外层增加了虚拟服务实例（VSI，Virtual Service Instance）、B-VLAN、B-MAC地址信息，骨干网络通过这些信息进行转发。其中：
B-MAC/B-VLAN：BEB设备在对用户报文进行M-in-M封装时，会为用户报文打上运营商为本设备分配的MAC地址和VLAN。该由运营商分配的MAC地址和VLAN就分别称为B-MAC地址和B-VLAN。B-MAC地址包括：源B-MAC地址和目的B-MAC地址，BEB设备在对用户报文进行M-in-M封装时，会将自己的MAC地址作为源B-MAC地址，将SPBM隧道目的端的BEB设备的MAC地址作为目的B-MAC地址进行封装。
VSI和骨干网VSI编号（I-SID，Backbone Service Instance Identifier）：在骨干网中，一个VSI代表一类业务或者用户，I-SID是VSI的唯一编号。
骨干网目的MAC地址（B-DA，Backbone Destination MAC address）：即目的B-MAC地址，是M-in-M封装的外层目的MAC地址，为SPBM隧道目的端的BEB设备的MAC地址。
骨干网源MAC地址（B-SA，Backbone Source MAC address），即源B-MAC地址，是M-in-M封装的外层源MAC地址，为SPBM隧道源端的BEB设备的MAC地址。
骨干网VLAN标签（B-Tag，Backbone VLAN Tag）：即B-VLAN Tag，是M-in-M封装的外层VLAN Tag，用于标识报文在骨干网中的VLAN和优先级信息，其标签协议标识（TPID，Tag Protocol Identifier）值固定为0x88a8。
骨干网VSI标签（I-Tag，Backbone Service Instance Tag）：M-in-M封装中的业务标记，包括：报文在BEB设备上处理时的传送优先级I-PCP和丢弃优先级I-DEI、标识VSI的I-SID，其TPID值固定为0x88e7。
用户目的MAC地址（C-DA，Customer Destination MAC address）：用户报文原始的目的MAC地址。
用户源MAC地址（C-SA，Customer Source MAC address）：用户报文原始的源MAC地址。
BEB设备从连接用户网络的用户侧端口收到用户报文后，根据报文入端口和VLAN映射到相应的VSI中进行查表转发，如果查到的出接口为SPBM隧道口，则根据该VSI与B-VLAN的映射关系，得到B-Tag，然后使用该VSI的I-SID，B-Tag和B-MAC对该用户报文进行M-in-M隧道封装。经过M-in-M隧道封装后的报文进入SPB网络后，BCB设备根据报文头的B-MAC地址、B-VLAN进行转发。
SPB提供了不同地域的用户之间的二层互联。当BEB设备在SPB网和L3VPN中间时，需要实现SPB网和L3VPN的域间互访。图2为现有的SPB网到L3VPN互访组网示意图，如图2所示：
L3VPN的PE设备作为SPB网的BEB设备的用户边缘（CE，CustomerEdge）设备，PE设备对用户IP报文封装MPLS标签和二层头部后，将报文发送到BEB设备，BEB设备接收到的是一个二层以太报文或者是MPLS报文，不过BEB设备不关注报文类型，仅仅根据目的MAC地址在SPB网内进行MAC表查找，根据查找的结果转发报文，若目的MAC地址是远端MAC地址则封装M-in-M隧道头部转发到SPB公网，若是本地MAC地址则直接通过本地端口转发。
BEB设备从SPB网内接收到的是二层报文或者M-in-M隧道报文，对于二层报文直接查询MAC表转发，对于M-in-M隧道报文先终结掉M-in-M隧道头部然后再进行MAC表查找，根据查询结果转发报文。
现有的SPB与L3VPN网络互联时必须通过实际组网设备将SPB网和L3VPN完全隔开，无法实现同一个边缘设备的集成接入，对网络设备资源是一种较大的浪费。
发明内容
本发明提供SPB网和L3VPN互通方法及公共边缘设备，以降低SPB网和L3VPN互通时的设备成本。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种最短路径桥SPB和三层虚拟专网L3VPN互通方法，SPB网与L3VPN通过一公共边缘设备相连，该公共边缘设备同时作为SPB网的骨干网边缘网桥BEB设备和L3VPN的服务提供商网络边缘PE设备，同时在该公共边缘设备上配置VPN实例与SPB网的虚拟服务实例VSI的关联关系，其中，每个VPN实例具备一个网关接口IP地址和媒体访问控制MAC地址，不同VPN实例的网关接口MAC地址不同，对于位于同一SPB虚链路PW两端的公共边缘设备，在每个公共边缘设备上配置对端公共边缘设备的各VPN实例的网关接口IP地址，该方法包括：
每个公共边缘设备将自身的各VPN实例的网关接口MAC地址发布到SPB网内，以触发生成该MAC地址在SPB网内的转发路径；
对于每个VPN实例，公共边缘设备根据该VPN实例与VSI的关联关系以及SPB PW对端的公共边缘设备的网关接口IP地址，学习对端公共边缘设备的IP地址解析表项和主机路由表项；
公共边缘设备通过VPN实例的网关接口与各对端公共边缘设备交互各自的VPN路由信息用户边缘CE设备的路由信息，创建VPN实例的路由表项;
公共边缘设备根据学习到的VPN实例的网关接口MAC地址的转发路径、IP地址解析表项和所述VPN实例的路由表项，将来自VPN内的报文转发到SPB网中，或者将来自SPB网的报文转发到VPN中。
所述创建VPN实例的路由表项包括：
当公共边缘设备接收到一对端公共边缘设备发来的一VPN实例内的VPN路由时，将对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口IP地址作为该路由的下一跳地址，并查找到与该VPN实例标识和下一跳地址匹配的主机路由表项，以该主机路由表项中的出接口作为该VPN路由的出接口，建立该VPN的路由表项。
所述公共边缘设备学习对端公共边缘设备的IP地址解析表项和主机路由表项包括：
对于每个VPN实例，公共边缘设备接收SPB PW对端的公共边缘设备发来的IP地址解析请求报文，该报文的外层隧道头中包含该VPN实例关联的VSI标识，该报文的内层二层头中的发送端MAC地址为对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，发送端IP地址为对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口IP地址，目标端IP地址为本公共边缘设备的该VPN实例的网关IP地址，VLAN ID为该VPN实例的VLAN ID，边缘设备根据报文中的VLAN ID确定VPN实例标识，学习IP地址解析表项和主机路由表项。
所述公共边缘设备将来自VPN内的报文转发到SPB网中包括：
公共边缘设备接收到来自VPN的报文，在该报文的目的MAC地址为本身边一VPN实例的网关接口的MAC地址时，根据报文的目的IP地址查找到对应的VPN实例的路由表项，根据该表项中的VPN实例标识和下一跳地址查找到对应的IP地址解析表项，根据该IP地址解析表项为报文封装二层头，其中，二层头的源MAC地址为本边缘设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，二层头的目的MAC地址为IP地址解析表项中的MAC地址，将该报文发送到SPB网中。
所述公共边缘设备将来自SPB网的报文转发到VPN中包括：
公共边缘设备接收来自SPB网的报文，发现该报文的目的MAC地址是本设备一VPN实例的网关接口MAC地址，根据报文的目的IP地址查找到对应的VPN实例的路由表项，将该报文在该VPN实例内进行路由转发。
一种公共边缘设备，位于SPB网和L3VPN之间，且同时作为SPB网的BEB设备和L3VPN的PE设备，该公共边缘设备包括：
配置保存模块：保存VPN实例与SPB网的VSI的关联关系，其中，每个VPN实例具备一个网关接口IP地址和MAC地址，不同VPN实例的网关接口MAC地址不同，保存SPB PW对端的公共边缘设备的各VPN实例的网关接口IP地址；
表项学习模块：将配置保存模块中的本设备的各VPN实例的网关接口MAC地址发布到SPB网内，以触发生成该MAC地址在SPB网内的转发路径；对于每个VPN实例，根据配置保存模块中的该VPN实例与VSI的关联关系以及SPB PW对端的公共边缘设备的网关接口IP地址，学习对端公共边缘设备的IP地址解析表项和主机路由表项；通过VPN实例的网关接口与各对端公共边缘设备交互各自的VPN路由信息用户边缘CE设备的路由信息，创建VPN实例的路由表项；
报文转发模块：根据表项学习模块中的VPN实例的网关接口MAC地址的转发路径、IP地址解析表项和所述VPN实例的路由表项，将来自VPN内的报文转发到SPB网中，或者将来自SPB网的报文转发到VPN中。
所述表项学习模块进一步用于，根据对端公共边缘设备发来的VPN实例内的VPN路由，将配置保存模块中的该对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口IP地址作为该路由的下一跳地址，并查找到与该VPN实例标识和下一跳地址匹配的主机路由表项，以该主机路由表项中的出接口作为该VPN路由的出接口，建立该VPN的路由表项。
所述表项学习模块进一步用于，当学习对端公共边缘设备的IP地址解析表项和主机路由表项时，对于每个VPN实例，当接收到SPB PW对端的公共边缘设备发来的IP地址解析请求报文时，该报文的外层隧道头中包含该VPN实例关联的VSI标识，该报文的内层二层头中的发送端MAC地址为该对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，发送端IP地址为该对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口IP地址，目标端IP地址为本公共边缘设备的该VPN实例的网关IP地址，VLAN ID为该VPN实例的VLAN ID，根据报文中的VLAN ID确定VPN实例标识，学习IP地址解析表项和主机路由表项。
所述报文转发模块进一步用于，当接收到来自VPN的报文时，在该报文的目的MAC地址为本身边一VPN实例的网关接口的MAC地址时，根据报文的目的IP地址在表项学习模块中查找到对应的VPN实例的路由表项，根据该表项中的VPN实例标识和下一跳地址在表项学习模块中查找到对应的IP地址解析表项，根据该IP地址解析表项为报文封装二层头，其中，二层头的源MAC地址为本设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，二层头的目的MAC地址为IP地址解析表项中的MAC地址，将该报文发送到SPB网中。
所述报文转发模块进一步用于，当接收到来自SPB网的报文时，若发现报文的目的MAC地址为本设备一VPN实例的网关接口MAC地址，根据报文的目的IP地址查找到对应的VPN实例的路由表项，将该报文在该VPN实例内进行路由转发。
与现有技术相比，本发明在一个公共边缘设备上集成L3VPN和SPB功能，实现了SPB网和L3VPN的直接互访，节省了网络设备资源，降低了网络设备成本。
附图说明
图1为现有的SPBM定义的M-in-M报文封装格式示意图；
图2为现有的SPB网到L3VPN互访组网示意图；
图3为本发明实施例提供的SPB网与L3VPN互联时的路由学习方法流程图；
图4为本发明应用示例提供的SPB网与L3VPN互联时的组网图；
图5为本发明实施例提供的SPB网与L3VPN互联时的报文转发方法流程图；
图6为本发明实施例提供的公共边缘设备的组成示意图。
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3为本发明实施例提供的SPB网与L3VPN互联时的路由学习方法流程图，如图3所示，其具体步骤如下：
步骤301：当L3VPN与SPB网互联时，在部署网络时，将SPB网与L3VPN之间的边缘设备部署为：同时具备L3VPN的PE设备功能和SPB网的BEB设备功能，本实施例中将该边缘设备称为BEB/PE设备。
BEB/PE设备集成了L3VPN功能和SPB功能，需要实现L3VPN在SPB网内的透传，需要做到如下两个事情：在SPB网内识别VPN实例，在SPB网内适配IP转发。
步骤302：在BEB/PE设备上为每个VPN实例配置一个源MAC地址和一个网关接口，其中，网关接口的MAC地址即该VPN实例的源MAC地址，在BEB/PE设备上配置VPN实例标识、VPN实例的VLAN ID、VPN实例的网关接口MAC地址、VPN实例的网关接口IP地址与SPB网的VSI的I-SID的对应关系。
不同VPN实例可以配置相同的网关接口IP地址，但是，不同VPN实例的网关接口MAC地址必须不同。
配置了VPN实例的标识、VLAN ID、网关接口MAC地址、网关接口IP地址与VSI的I-SID的对应关系，就可以将L3VPN的VPN实例与SPB网的VSI关联起来了，即就可以在SPB网的公共边缘设备（BEB/PE）上识别VPN实例了。
多个VPN实例可以关联到同一个VSI上。作为一个可选方式，所有的VPN实例可以都关联到同一个VSI上。
步骤303：对于位于SPB虚链路（PW）两端的BEB/PE设备，在每个BEB/PE设备上配置SPB PW对端BEB/PE设备的各VPN实例的标识及网关接口IP地址。
如图4所示，BEB1/PE1、BEB2/PE2设备分别位于SPB PW的两端，则在BEB1/PE1设备上配置BEB2/PE2设备的各VPN实例的标识及网关接口IP地址，同时在BEB2/PE2设备上配置BEB1/PE1设备的各VPN实例的标识及网关接口IP地址。
步骤304：对于每个BEB/PE设备，该设备将自身各VPN实例的网关接口MAC地址在SPB网内发布，以在SPB网内的B-VLAN中形成该VPN实例的网关接口MAC地址的转发路径。
VPN实例的网关接口MAC地址的转发路径的形成和SPB网内的单播B-MAC地址一致，BEB设备只需将网关接口MAC地址和B-MAC地址一起在SPB网内进行泛洪计算，从而形成各VPN实例的网关接口MAC地址和各B-MAC地址的转发路径。具体地，SPB网的各个节点在骨干链路上交互SPB-ISIS协议报文，根据预设规则建立ISIS邻居，进行链路状态信息的同步，同步之后，每个节点都拥有整个网络中所有节点信息和链路状态信息，形成公共信息数据库，然后每个节点基于该公共信息数据库，进行最短路径树（SPT，Shortest Path Tree）计算，得到转发路径的集合。
步骤305：对于自身的每个VPN实例，任一BEB/PE设备，设为BEB1/PE1设备，针对自身各SPB PW，分别构造ARP请求报文，报文的发送端MAC地址为本设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，目标端MAC地址为全F，发送端IP地址为本设备的该VPN实例的网关接口IP地址，目标端IP地址为任一SPB PW对端的BEB/PE设备的该VPN实例的网关接口IP地址，VLAN ID为该VPN实例的VLAN ID，然后对各报文进行M-in-M隧道头封装，将各报文通过SPB PW发送出去。
例如：若一SPB PW对端为BEB2/PE2设备，则在对ARP请求报文进行M-in-M隧道头封装时，隧道头的源MAC地址为BEB1/PE1设备的B-MAC地址，隧道头的目的MAC地址为BEB2/PE2设备的B-MAC地址，隧道头中的I-SID为该VPN实例关联的VSI的I-SID。
步骤306：任一SPB PW对端BEB/PE设备，如BEB2/PE2设备接收到该ARP请求报文，解M-IN-M封装后，发现报文内层是ARP请求报文，则将报文送往中央处理单元（CPU，Central Processing Unit），CPU从M-in-M隧道头中读取VSI的I-SID，根据报文中的VLAN ID确定VPN实例标识，学习ARP表项和主机路由表项。
ARP表项包括：VPN实例标识、IP地址、MAC地址、端口信息、ARP索引。其中：
VPN实例标识：根据原始ARP请求报文中的VLAN ID确定；
IP地址：即原始ARP请求报文的发送端IP地址，也就是BEB1/PE1设备的VPN实例的网关接口IP地址；
MAC地址：即原始ARP请求报文的发送端MAC地址，也就是BEB1/PE1设备的VPN实例的网关接口MAC地址；
端口信息：即ARP请求报文的入端口信息，以VSI标识+PW标识表示，VSI标识即ARP请求报文的隧道头中的I-SID，PW标识即承载ARP请求报文的PW标识；
ARP索引：即ARP表项的索引，由***自动生成，可从1开始，依次生成。
主机路由表项包括：VPN实例标识、路由前缀（Prefix）、下一跳地址（Next Hop Address）、出接口信息、ARP索引。其中：
VPN实例标识同ARP表项的VPN实例标识；
路由前缀同ARP表项的IP地址；
下一跳地址与路由前缀相同；
出接口信息：即ARP请求报文的入接口信息，以B-VLAN标识+端口号表示，B-VLAN标识即ARP请求报文的隧道头中的B-VLAN标签，端口号即ARP请求报文的入端口号；
ARP索引同ARP表项的ARP索引，可见，当一主机路由表项的下一跳地址与一ARP表项的IP地址相同时，该两表项的ARP索引相同。
例如：如图4所示，设BEB1/PE1设备上VPN1的网关接口IP地址为1.1.1.1，MAC地址为0000-1000-0001，VPN2的网关接口IP地址为1.1.2.1，MAC地址为0000-1000-0002，VPN1、VPN2关联到VSI1上，BEB1/PE1设备针对VPN1、VPN2分别构造ARP请求报文，该两报文都通过PW1、Port2到达BEB2设备，则BEB2设备学习到的ARP表项为：
表1BEB2/PE2设备学习到的BEB1/PE1设备的ARP表项BEB2/PE2设备学习到的主机路由表项为：
Figure BDA00003108893000112
表2BEB2/PE2设备学习到的BEB1/PE1设备的主机路由表项
步骤307：BEB2/PE2设备构造ARP响应报文，报文的发送端MAC地址为BEB2/PE2设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，目标端MAC地址为BEB1/PE1设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，发送端IP地址为BEB2/PE2设备的该VPN实例的网关接口IP地址，目标端IP地址为BEB1/PE1设备的该VPN实例的网关接口IP地址，为报文封装M-in-M隧道头，隧道头的目的MAC地址为BEB1/PE1设备的B-MAC地址，隧道头的源MAC地址为BEB2/PE2设备的B-MAC地址，报文通过SPB PW在SPB网内转发，最终到达BEB1/PE1设备。
步骤308：BEB1/PE1设备接收ARP响应报文，解M-IN-M封装后，发现报文内层为ARP响应报文，则将报文送往CPU，CPU根据M-in-M隧道头中的I-SID确定VSI，根据原始ARP响应报文中的VLAN ID确定VPN实例标识，学习ARP表项和主机路由表项。
ARP表项和主机路由表项的构成与步骤306相同。
例如：如图4所示，设BEB2/PE2设备上VPN1的网关接口IP地址为1.1.1.2，MAC地址为0000-2000-0001，VPN2的网关接口IP地址为1.1.2.2，MAC地址为0000-2000-0002，VPN1、VPN2关联到VSI1上，当BEB2/PE2设备接收到BEB1/PE1设备发来的针对VPN1、VPN2构造的ARP请求报文后，分别返回ARP响应报文，该两ARP响应报文都通过PW1、Port1到达BEB1/PE1设备，则BEB1/PE1设备学习到的ARP表项为：
表3BEB1/PE1设备学习到的BEB2/PE2设备的ARP表项BEB1/PE1设备学习到的主机路由表项为：
Figure BDA00003108893000122
表4BEB1/PE1设备学习到的BEB2/PE2设备的主机路由表项
步骤309：当BEB1/PE1设备接收到来自L3VPN的CE设备的路由信息时，该路由信息包含VPN实例标识和CE设备的IP地址，将该CE设备的路由信息通过各SPB PW发布给各对端BEB/PE设备。
本实施例中，各个公共边缘设备之间，将自身的VPN路由信息通告给包括对端公共边缘设备在内的BGP邻居，如BEB1/PE1、BEB2/PE2设备可以通过边界网关协议（BGP，Border Gateway Protocol）进行VPN路由信息的交互，，以使对端公共边缘设备据此创建VPN实例的路由表项。下面以公共边缘设备之间交互CE设备的VPN路由信息为例进行说明。
步骤310：任一SPB PW对端的BEB/PE设备，如BEB2/PE2设备接收到该CE设备的路由信息，从该路由信息中读取VPN实例标识和CE设备的IP地址，将BEB1/PE1设备的该VPN实例的网关接口IP地址作为该CE设备的路由的下一跳地址，根据VPN实例标识和BEB1/PE1设备的该VPN实例的网关接口IP地址在自身记录的主机路由表项中查找到对应的出接口信息和ARP索引，学习该CE设备的路由表项。
CE设备的路由表项包括：VPN实例标识、路由前缀、下一跳地址、出接口信息、ARP索引。其中：
VPN实例标识：即从CE设备的路由信息中读取的VPN实例标识；
路由前缀：即BEBl／PEl设备发来的CE设备的路由信息中的IP地址；
下一跳地址：BEB 1／PEl设备的该VPN实例的网关接口IP地址；
出接口信息：即BEB2／PE2设备根据VPN实例标识和BEBl／PEl设备的该VPN实例的网关接口IP地址在自身记录的主机路由表项中查找到的出接口信息：
ARP索引：即BEB2／PE2设备根据VPN实例标识和BEBl／PEl设备的该VPN实例的网关接口IP地址在自身记录的主机路由表项中查找到的ARP索引。
例如：如图4所示，设VPNl内的CE3设备的IP地址为3．1．1．1，CE3设备将自身的路由信息发布出去，该路由信息经过PE3设备到达BEB2／PE2设备，BEB2／PE2设备将CE3设备的路由信息发布出去，该路由信息到达BEBl／PEl，BEBl／PEl将BEB2／PE2的VPNl的网关接口IP地址：1．1．1．2作为该CE3设备的路由的下一跳地址，并根据VPNl、1．1．1．2查找主机路由表项，得到出接口：B—VLAN+Portl、ARP索引：1，则学习到CE3设备的路由表项如下：
Figure BDA00003108893000131
表5BEB1／PEl设备学习到的CE3设备的路由表项
VPNl内的CE4设备的IP地址为4．1．1．1，CE4设备将自身的路由信息发布出去，该路由信息经过PE4设备到达BEBl／PEl设备，BEBl／PEl设备将该路由信息发布出去，该路由信息到达BEB2／PE2设备，BEB2／PE2设备将BEBl／PEl设备的VPNl的网关接口IP地址：1.1.1.1作为该CE3设备的路由的下一跳地址，并根据VPNl、1.1.1.1查找主机路由表项，得到出接口：B-VLAN+Port2、ARP索引：1，则学习到CE4设备的路由表项如下：
Figure BDA00003108893000141
表6BEB2/PE2设备学习到的CE4设备的路由表项
图5为本发明实施例提供的SPB网与L3VPN互联时的报文转发方法流程图，如图5所示，其具体步骤如下：
步骤501：BEB1/PE1设备接收来自L3VPN的报文，在该报文的目的MAC地址为本身边一VPN实例的网关接口的MAC地址时，根据报文的目的IP地址，在自身记录的VPN实例的路由表项中查找到对应的表项，根据该表项中的ARP索引查找到对应的ARP表项，从ARP表项中读取VPN实例标识、MAC地址，根据该ARP表项为该报文封装二层头，二层头的源MAC地址为BEB1/PE1设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，二层头的目的MAC地址为ARP表项中的MAC地址，根据查找到的CE设备的路由表项中的出接口信息将该报文发送到SPB网中。
也就是说，边缘设备接收到目的MAC地址为自身VPN实例的网关接口MAC地址的报文，根据所述报文的目的IP地址，匹配VPN实例的路由转发表，若匹配上的路由表项的下一跳为对端边缘设备网关接口，则进一步根据对端边缘设备网关接口的IP地址解析表项，更新所述报文的以太帧头封装后，通过对端边缘设备网关接口的MAC地址在SPB域内的转发路径，将所述报文发送至对端边缘设备。
发到SPB网中的报文并不是M-in-M报文，而是一个普通的二层以太报文，报文的目的MAC地址为BEB1/PE1设备对端的BEB2/PE2设备的该VPN实例的网关MAC地址，报文在SPB网中按照BEB2/PE2设备的该VPN实例的网关MAC地址的转发路径进行转发，到达BEB2/PE2设备。其中，BEB2/PE2设备的该VPN实例的网关MAC地址的转发路径在步骤304中形成。
步骤502：BEB2/PE2设备从SPB网接收该报文，发现报文的目的MAC地址为本设备一VPN实例的网关接口MAC地址，根据报文的目的IP地址查找到对应的VPN实例的路由表项，则将该报文无条件在该VPN实例内进行路由转发。
报文在该VPN实例内进行路由转发的过程与现有技术相同。
如图4所示，设CE4设备发出ping报文，报文的源IP地址为4.1.1.1，目的IP地址为3.1.1.1，即目的设备为CE3设备，则报文转发过程如下：
步骤01：报文经L3VPN到达BEB1/PE1设备，BEB1/PE1设备根据报文的目的IP地址：3.1.1.1，查找到对应的CE3设备的路由表项，得到VPN实例标识为1，出接口信息为B-VLAN+Port1，ARP索引为1，找到ARP索引1对应的ARP表项，根据该ARP表项为报文封装二层头，二层头的目的MAC地址为ARP表项中的MAC地址：0000-2000-0001，即BEB2/PE2设备的VPN1的网关接口MAC地址，源MAC地址为BEB1/PE1设备的VPN1的网关接口MAC地址，将报文通过Port1发送到SPB网中。
报文进入SPB网时，并不是M-in-M报文，而是一个普通的二层以太报文，报文在SPB网中按照MAC地址：0000-2000-0001的转发路径进行转发，到达BEB2/PE2设备。
步骤02：BEB2/PE2设备接收ping报文，发现报文的目的MAC地址为VPN1的网关接口MAC地址，将该报文无条件在VPN1内进行路由转发。
步骤03：ping报文在VPN1内正常转发到PE3设备，由PE3设备转发给下挂的CE3设备，CE3设备接收到该报文后产生应答报文，报文的目的IP地址为4.1.1.1，源IP为3.1.1.1。
步骤04：应答报文经过PE3设备进入L3VPN，到达BEB2/PE2设备。
步骤05：BEB2/PE2设备收到应答报文后，根据报文的目的IP地址：3.1.1.1，查找到对应的CE4设备的路由表项，得到VPN实例标识为1，出接口信息为B-VLAN+Port2，ARP索引为1，根据ARP索引1找到ARP表项，根据该ARP表项为报文封装二层头，二层头的目的MAC地址为ARP表项中的MAC地址：0000-1000-0001，即BEB1/PE1设备的VPN1的网关接口MAC地址，源MAC地址为BEB2/PE2设备的VPN1的网关接口MAC地址，将报文通过Port2发送到SPB网中。
步骤06：应答报文在SPB网内按照MAC地址：0000-1000-0001的转发路径进行转发，到达BEB1/PE1设备，BEB1/PE1设备发现目的MAC地址为VPN1的网关接口MAC地址，无条件在VPN1内进行路由转发。
步骤07：报文在VPN1内正常转发到PE4设备，并由PE4设备转发给下挂的CE4设备，从而完成了CE4设备到CE3设备的一次报文交互。
图6为本发明实施例提供的公共边缘设备的组成示意图，该公共边缘设备位于SPB网和L3VPN之间，且同时具备L3VPN的PE设备功能和SPB网的BEB设备功能，该公共边缘设备包括：配置保存模块61、表项学习模块62和报文转发模块63，其中：
配置保存模块61：保存VPN实例与SPB网的VSI的关联关系，其中，每个VPN实例以VLAN ID标识，同时每个VPN实例具备一个源MAC地址和一个网关接口，网关接口具备IP地址和MAC地址，网关接口的MAC地址与该VPN实例的源MAC地址相同，不同VPN实例的网关接口MAC地址不同，VSI以I-SID标识；保存SPB PW对端的公共边缘设备的各VPN实例的标识及网关接口IP地址。
表项学习模块62：从配置保存模块61获取本公共边缘设备的各VPN实例的网关接口MAC地址，将该各VPN实例的网关接口MAC地址发布到SPB网内，以触发生成各VPN实例的网关接口MAC地址在SPB网内的转发路径；对于每个VPN实例，从配置保存模块61获取该VPN实例关联的VSI标识，以及各SPB PW对端的公共边缘设备的各VPN实例的标识及网关接口IP地址，通过与各对端公共边缘设备交互各VPN实例的IP地址解析请求/响应报文，学习各对端公共边缘设备的IP地址解析表项和主机路由表项；通过VPN实例的网关接口与各对端公共边缘设备交互各自的VPN路由信息用户边缘CE设备的路由信息，创建VPN实例的路由表项。例如，当接收到一对端公共边缘设备发来的一VPN内的CE设备的路由时，将配置保存模块61中的该对端公共边缘设备的该VPN的网关接口IP地址作为该路由的下一跳地址，并查找到与该VPN实例标识和下一跳地址匹配的主机路由表项，以该主机路由表项中的出接口作为该CE设备的路由的出接口，建立该CE设备的路由表项。
其中，表项学习模块62在学习任一对端公共边缘设备的IP地址解析表项和主机路由表项时，对于每个VPN实例，当接收到任一对端公共边缘设备发来的IP地址解析请求报文时，该报文的外层隧道头中包含该VPN实例关联的VSI标识，该报文的内层二层头中的发送端MAC地址为该对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，发送端IP地址为该对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口IP地址，目标端IP地址为本公共边缘设备的该VPN实例的网关IP地址，VLAN ID为该VPN实例的VLAN ID，根据报文中的VLAN ID确定VPN实例标识，学习IP地址解析表项和主机路由表项，其中：
IP地址解析表项包括：VPN实例标识、IP地址、MAC地址、端口信息和IP地址解析索引；
主机路由表项包括：VPN实例标识、路由前缀、下一跳地址、出接口信息和IP地址解析索引；
其中，IP地址、MAC地址：即对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口IP地址、MAC地址；
端口信息：由该VPN实例关联的VSI标识+承载该报文的PW标识表示；
路由前缀、下一跳地址：即对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口IP地址；
出接口信息：由IP地址解析请求报文中的B-VLAN标识+报文的入端口标识表示；
IP地址解析表项和主机路由表项中的IP地址解析索引相同。
报文转发模块63：根据表项学习模块中的VPN实例的网关接口MAC地址的转发路径、IP地址解析表项和所述VPN实例的路由表项，将来自VPN内的报文转发到SPB网中，或者将来自SPB网的报文转发到VPN中。例如，当接收到来自VPN的报文时，在该报文的目的MAC地址为本身边一VPN实例的网关接口的MAC地址时，报文转发模块63根据报文的目的IP地址在表项学习模块62中查找到对应的VPN实例的路由表项，根据该表项中的VPN实例标识和下一跳地址在表项学习模块62中查找到对应的IP地址解析表项，根据该IP地址解析表项为报文封装二层头，其中，二层头的源MAC地址为本设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，二层头的目的MAC地址为IP地址解析表项中的MAC地址，将该报文发送到SPB网中；当接收到来自SPB网的报文时，从若发现报文的目的MAC地址为本设备一VPN实例的网关接口MAC地址，根据报文的目的IP地址查找到对应的VPN实例的路由表项。
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 (10)

1.一种最短路径桥SPB和三层虚拟专网L3VPN互通方法，其特征在于，SPB网与L3VPN通过一公共边缘设备相连，该公共边缘设备同时作为SPB网的骨干网边缘网桥BEB设备和L3VPN的服务提供商网络边缘PE设备，同时在该公共边缘设备上配置VPN实例与SPB网的虚拟服务实例VSI的关联关系，其中，每个VPN实例具备一个网关接口IP地址和媒体访问控制MAC地址，不同VPN实例的网关接口MAC地址不同，对于位于同一SPB虚链路PW两端的公共边缘设备，在每个公共边缘设备上配置对端公共边缘设备的各VPN实例的网关接口IP地址，该方法包括：
每个公共边缘设备将自身的各VPN实例的网关接口MAC地址发布到SPB网内，以触发生成该MAC地址在SPB网内的转发路径；
对于每个VPN实例，公共边缘设备根据该VPN实例与VSI的关联关系以及SPB PW对端的公共边缘设备的网关接口IP地址，学习对端公共边缘设备的IP地址解析表项和主机路由表项；
公共边缘设备通过VPN实例的网关接口与各对端公共边缘设备交互各自的VPN路由信息用户边缘CE设备的路由信息，创建VPN实例的路由表项；
公共边缘设备根据学习到的VPN实例的网关接口MAC地址的转发路径、IP地址解析表项和所述VPN实例的路由表项，将来自VPN内的报文转发到SPB网中，或者将来自SPB网的报文转发到VPN中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述创建VPN实例的路由表项包括：
当公共边缘设备接收到一对端公共边缘设备发来的一VPN实例内的VPN路由时，将对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口IP地址作为该路由的下一跳地址，并查找到与该VPN实例标识和下一跳地址匹配的主机路由表项，以该主机路由表项中的出接口作为该VPN路由的出接口，建立该VPN的路由表项。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述公共边缘设备学习对端公共边缘设备的IP地址解析表项和主机路由表项包括：
对于每个VPN实例，公共边缘设备接收SPB PW对端的公共边缘设备发来的IP地址解析请求报文，该报文的外层隧道头中包含该VPN实例关联的VSI标识，该报文的内层二层头中的发送端MAC地址为对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，发送端IP地址为对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口IP地址，目标端IP地址为本公共边缘设备的该VPN实例的网关IP地址，VLAN ID为该VPN实例的VLAN ID，边缘设备根据报文中的VLAN ID确定VPN实例标识，学习IP地址解析表项和主机路由表项。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述公共边缘设备将来自VPN内的报文转发到SPB网中包括：
公共边缘设备接收到来自VPN的报文，在该报文的目的MAC地址为本身边一VPN实例的网关接口的MAC地址时，根据报文的目的IP地址查找到对应的VPN实例的路由表项，根据该表项中的VPN实例标识和下一跳地址查找到对应的IP地址解析表项，根据该IP地址解析表项为报文封装二层头，其中，二层头的源MAC地址为本边缘设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，二层头的目的MAC地址为IP地址解析表项中的MAC地址，将该报文发送到SPB网中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述公共边缘设备将来自SPB网的报文转发到VPN中包括：
公共边缘设备接收来自SPB网的报文，发现该报文的目的MAC地址是本设备一VPN实例的网关接口MAC地址，根据报文的目的IP地址查找到对应的VPN实例的路由表项，将该报文在该VPN实例内进行路由转发。
6.一种公共边缘设备，其特征在于，位于SPB网和L3VPN之间，且同时作为SPB网的BEB设备和L3VPN的PE设备，该公共边缘设备包括：
配置保存模块：保存VPN实例与SPB网的VSI的关联关系，其中，每个VPN实例具备一个网关接口IP地址和MAC地址，不同VPN实例的网关接口MAC地址不同，保存SPB PW对端的公共边缘设备的各VPN实例的网关接口IP地址；
表项学习模块：将配置保存模块中的本设备的各VPN实例的网关接口MAC地址发布到SPB网内，以触发生成该MAC地址在SPB网内的转发路径；对于每个VPN实例，根据配置保存模块中的该VPN实例与VSI的关联关系以及SPB PW对端的公共边缘设备的网关接口IP地址，学习对端公共边缘设备的IP地址解析表项和主机路由表项；通过VPN实例的网关接口与各对端公共边缘设备交互各自的VPN路由信息用户边缘CE设备的路由信息，创建VPN实例的路由表项；
报文转发模块：根据表项学习模块中的VPN实例的网关接口MAC地址的转发路径、IP地址解析表项和所述VPN实例的路由表项，将来自VPN内的报文转发到SPB网中，或者将来自SPB网的报文转发到VPN中。
7.根据权利要求6所述的公共边缘设备，其特征在于，所述表项学习模块进一步用于，根据对端公共边缘设备发来的VPN实例内的VPN路由，将配置保存模块中的该对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口IP地址作为该路由的下一跳地址，并查找到与该VPN实例标识和下一跳地址匹配的主机路由表项，以该主机路由表项中的出接口作为该VPN路由的出接口，建立该VPN的路由表项。
8.根据权利要求6所述的公共边缘设备，其特征在于，所述表项学习模块进一步用于，当学习对端公共边缘设备的IP地址解析表项和主机路由表项时，对于每个VPN实例，当接收到SPB PW对端的公共边缘设备发来的IP地址解析请求报文时，该报文的外层隧道头中包含该VPN实例关联的VSI标识，该报文的内层二层头中的发送端MAC地址为该对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，发送端IP地址为该对端公共边缘设备的该VPN实例的网关接口IP地址，目标端IP地址为本公共边缘设备的该VPN实例的网关IP地址，VLAN ID为该VPN实例的VLAN ID，根据报文中的VLAN ID确定VPN实例标识，学习IP地址解析表项和主机路由表项。
9.根据权利要求6所述的公共边缘设备，其特征在于，所述报文转发模块进一步用于，当接收到来自VPN的报文时，在该报文的目的MAC地址为本身边一VPN实例的网关接口的MAC地址时，根据报文的目的IP地址在表项学习模块中查找到对应的VPN实例的路由表项，根据该表项中的VPN实例标识和下一跳地址在表项学习模块中查找到对应的IP地址解析表项，根据该IP地址解析表项为报文封装二层头，其中，二层头的源MAC地址为本设备的该VPN实例的网关接口MAC地址，二层头的目的MAC地址为IP地址解析表项中的MAC地址，将该报文发送到SPB网中。
10.根据权利要求6所述的公共边缘设备，其特征在于，所述报文转发模块进一步用于，当接收到来自SPB网的报文时，若发现报文的目的MAC地址为本设备一VPN实例的网关接口MAC地址，根据报文的目的IP地址查找到对应的VPN实例的路由表项，将该报文在该VPN实例内进行路由转发。
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