CN103560964B - 一种基于多链接半透明互联trill协议的vlan负载分担方法和装置 - Google Patents

一种基于多链接半透明互联trill协议的vlan负载分担方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种TRILL协议增加按VLAN负载分担稳定性的方法和装置。包括：每颗组播树分别创建一个计数器，通过AVF添加和删除增量算法对该组播树下AVF进行计数；增加用户接口，接收用户指令选择配置为稳定性优先模式或负载优先模式；当选择稳定性优先模式，组播树的计数器的计数值达到预设的阈值T前，AVF的删除和添加不对全部VLAN重新分配组播树；当选择负载优先模式，删除AVF时，立即从当前组播树组中计数器计数值最高的组播树上分配AVF给该删除了AVF的组播树，添加AVF时，选择当前组播树组中计数器计数值最小的组播树。本发明可以最大程度的保证各VLAN使用组播树的稳定性，同时兼顾负载分担的问题，使各链路的流量差异不会过大。

Description

一种基于多链接半透明互联 TRILL 协议的 VLAN 负载分担 方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种TRILL（TRansparent Interconnect ofLots of Links，多链接半透明互联）协议增加按VLAN负载分担稳定性的方法和装置。
背景技术
TRILL协议是与VLAN相关的，在现有技术中，为了防止环路，一个网段上一个VLAN中的所有本地流量必须从同一个RB上的同一端口出、入TRILL网络，该RB称为该VLAN的AVF。在TRILL网络中，存在不止一棵组播树，不同的组播树使用了不同的拓扑结构，用以实现链路流量的负载分担。组播数据流量在入口RB上通过查询Ingress表项来决定使用哪一棵组播树。TRILL的Ingress表项以VLAN形式组织，不同VLAN的组播流量使用不同的组播树转发。通常来说，组播树的个数远小于VLAN的个数，因此通常一棵组播树会被多个VLAN使用。
当一个RB持有VLAN的AVF的数量发生变化时，各VLAN选择的树也会发生变化。这些变化可能会导致原有VLAN更换了使用的组播树，使得在全网各RB全部产生相同变化之前，该VLAN的组播流量可能遗失或环路。而且这种现象与部分用户期望的稳定性不符，即一个VLAN应该在它被删除之前始终稳定的使用同一条路径转发。这个问题在VLAN的AVF被删除时表现的尤其明显。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种TRILL协议增加按VLAN负载分担稳定性的方法和装置，以解决现有技术方案中，RB持有VLAN的AVF的数量发生变化时，各VLAN选择的组播树也发生变化，从而导致VLAN的组播流量遗失或环路的 问题。
为达到上述目的，本发明提供一种TRILL协议增加按VLAN负载分担稳定性的方法，其中该方法包括：
步骤A、每颗组播树分别创建一个计数器，通过AVF添加和删除增量算法对组播树中所有AVF计数；
步骤B、当组播树组中任意一个组播树的计数器的计数值超过预设的阈值T时，分担AVF给当前组播树组中计数器的计数值最小的组播树，直到所述超过阈值上限的计数器的计数值不大于阈值T。
优选地，还包括：
步骤C、组播树删除AVF时，立即从当前组播树组中计数器的计数值最高的组播树上重新分配AVF给该删除了AVF的组播树；添加AVF到组播树组中时，选择当前组播树组中计数器的计数值最小的组播树。
优选地，还包括：增加用户接口，用户接口接收用户指令选择配置为稳定性优先模式或负载优先模式；当用户选择稳定性优先模式时，执行步骤A和B；当用户选择负载优先模式时，执行步骤A和C；
优选地，所述阈值T为当前所有VLAN均衡负载到各组播树时的平均值。
优选地，所述AVF添加和删除增量算法具体为：
添加一个AVF，该AVF当前使用的组播树上的计数器计数值加1；
删除一个AVF，该AVF原来使用的组播树上的计数器计数值减1。
本发明还提供一种TRILL协议增加按VLAN负载分担稳定性的装置，该装置包括计数模块和稳定性优先模块，其中：
计数模块，用于为每颗组播树分别创建一个计数器，通过AVF添加和删除算法对组播树中所有AVF计数；
稳定性优先模块，用于当组播树组中任意一个组播树的计数器的计数值超过预设的阈值T时，分担AVF给当前组播树组中计数器的计数值最小的组播树，直到所述超过阈值上限的计数器的计数值不大于阈值T；
优选地，还包括：负载优先模式模块，用于当组播树删除AVF时，立即 从当前组播树组中计数器的计数值最高的组播树上重新分配AVF给该删除了AVF的组播树，当添加AVF到组播树组中时，选择当前组播树组中计数器的计数值最小的组播树。
优选地，还包括：选择单元，用于接收来自用户接口的用户指令，选择配置为稳定性优先模式或负载优先模式；
当用户选择稳定性优先模式时，使能计数模块和稳定性优先模块；
当用户选择负载优先模块时，使能计数模块和负载优先模块；
优选地，所述阈值T为当前所有VLAN均衡负载到各组播树时的平均值。
优选地，所述AVF添加和删除增量算法具体为：
添加一个AVF，该AVF当前使用的组播树上的计数器计数值加1；
删除一个AVF，该AVF原来使用的组播树上的计数器计数值减1。
与现有技术相比，本发明可以最大程度的保证入口RB上的各VLAN使用组播树的稳定性，同时兼顾不同VLAN负载分担的问题，使得各链路的流量差异不会过大。
附图说明
图1是本发明一种实施方式中增加按VLAN负载分担稳定性的方法流程图；
图2是本发明一种实施方式中增加按VLAN负载分担稳定性装置的逻辑结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。
以软件实现为例，本发明提供一种TRILL协议增加按VLAN负载分担稳定性的装置，该装置作为一个逻辑装置运行在网络设备上，请参考图1，网络设备的硬件架构中，通常包括CPU、内存、非易失性存储器以及其他硬件，该装置通常可以理解为内存中的计算机程序，通过CPU运行之后形成的逻辑装置，该逻辑装置包括：计数模块、稳定性优先模块、负载优先模块和选择 模块。请参考图2，该逻辑装置运行过程中执行如下的处理过程。
步骤S201，计数单元为每颗组播树分别创建一个计数器，通过AVF添加和删除增量算法对组播树中所有AVF计数；
在该步骤中，所述AVF添加和删除增量算法具体为：添加一个AVF时，则该AVF当前使用的组播树，即添加了该AVF的组播树上的计数器计数值加1；删除一个AVF时，则该AVF原来使用的组播树上的计数器计数值减1。
步骤S202，增加用户接口，选择单元接收来自用户接口的用户指令选择配置为稳定性优先模式或负载优先模式；
步骤S203，当用户选择配置为稳定性优先模式，组播树组中任意一个组播树的计数器的计数值达到预设的阈值T时，分担AVF给当前组播树组中计数器计数值最小的组播树，直到所述达到阈值上限的计数器的计数值小于阈值T；
具体地，所述阈值T为当前所有VLAN均衡负载到各组播树时的平均值。
具体地，比如此时组播树组中有两颗组播树，分别为root1和root2，假如当前使用root1和root2的VLAN均为20个，此时阈值T即为20。在实际运用中，所述阈值T的取值并不做特别限制，该阈值T可以是一个动态的值也可是一个静态的值，本领域技术人员可根据实际需求对赋值进行调整，在此不再详述。
步骤S204，当用户选择配置为负载优先模式时，组播树组中任意一个组播树删除AVF时，立即从当前组播树组中计数器的计数值最高的组播树上重新分配AVF给该组播树；添加AVF到组播树组中时，选择当前组播树组中计数器的计数值最小的组播树。
以下通过一个具体实施例来详细阐述步骤S103和步骤S104：
假设此时TRILL网络的入口RB拥有三颗组播树，分别为root3、root4和root5，VLAN10到15使用root3，VLAN16到21使用root4，VLAN22到27使用root5。在现有技术中，如果此时删除了VLAN10到15的AVF，会对VLAN16到27重新分配，例如重新分配后VLAN16到19使用root3， VLAN20到23使用root4，VLAN24到27使用root5。对于要求网络稳定的用户，VLAN16到19，VLAN22到23转发路径的改变完全没有必要，即VLAN16到19完全可以继续使用root4，VLAN22到23完全可以继续使用root5。
以上实施例如果在引入了本发明所述方法后，当用户通过用户接口选择配置为稳定性优先模式时，阈值T预设为VLAN10到VLAN27平均分配到三颗组播树的平均值，即阈值T为6。
当删除了VLAN10到15的AVF，由于此时root4和root5的计数器计数值均为6，并未超过阈值T，此时不对VLAN16到27重新分配组播树，VLAN16到21继续使用root4，VLAN22到27继续使用root5，从而保证了VLAN16到27转发路径的稳定。
进一步的，若此时root4新增一个AVF，root4计数器的计数值加1，超过了阈值6，比较其他组播树计数器的计数值，此时root3的计数器的计数值最小，于是root4分配AVF给root3，直到root4的计数器的计数值不超过阈值T。具体地，当root4分配一个AVF给root3，root4的计数器的计数值减1，此时root4计数器的计数值为6，不超过阈值T，于是停止继续为root3分配AVF。
值得一提的是，在稳定性优先模式下，当增加组播树到组播树组中时，首先比较组播树组中其他各组播树的计数器的计数值，只在有组播树计数器的计数值超过阈值T时才分担AVF给新增加的组播树，反之始终保持各组播树的稳定。
由以上实施例可知，在稳定性优先模式下，在组播树组中任意一个组播树的计数器的计数值超过阈值以前，不对全部VLAN重新分配组播树，从而最大限度的保证了其他VLAN转发路径的稳定。
当用户通过用户接口选择配置为负载优先模式时，仍以上述实施例为例，此时TRILL网络的入口RB仍拥有三颗组播树，分别为root3、root4和root5，组播表稳定时，VLAN10到15使用root3，VLAN16到21使用root4，VLAN22 到27使用root5。在负载优先模式下，不引入阈值T对组播树VLAN数量进行限制。
假设此时删除了VLAN10的AVF，root3的计数器的计数值减1,比较其他组播树的计数器的计数值后，发现root4和root5计数器的计数值均为6,当组播树组中组播树计数器的计数值相同无法优选出计数器最小或最大的组播树时，***会默认为当前计数器的计数值均为最大或最小，于是立即从当前组播树组中计数器的计数值最高的root4和root5中任一组播树上取一个VLAN分配给root3，假设从root4上取一个VLAN16分配给root3,此时对于使用root4和root5的VLAN来说，仅有VLAN16的转发路径发生了变化，从而最大程度的保证了其他VLAN转发路径的稳定。当需再增加一个VLAN28到组播树组中时，比较各组播树的计数器的计数值，此时root4的计数器计数值最小，于是将VLAN28添加到root4中。此时root3、root4和root5的计数器的计数值均为6。
进一步的，若此时删除组播树root3,比较组播树组中其他组播树计数器的计数值，即比较root4和root5的计数器的计数值，比较后发现root4和root5计数器的计数值均为6，***认为当前root4和root5的计数器的计数值均为最小，于是root3分配一个VLAN给root4和root5中任一组播树，假设此时root3分配一个VLAN给root4,分配完毕后重新比较root4和root5的计数器的计数值，此时root5的计数器的计数值最小，于是root3再分配一个VLAN给root5，重复以上分配过程，直到将使用root3的VLAN全部分配给root4和root5。
进一步的，若此时增加一个新的组播树root6到组播树组中，比较当前组播树组中各组播树计数器的计数值，此时root4和root5计数器的计数值均为9，此时***会认为root4和root5计数器的计数值均为最大，于是从root4和root5中任一组播树上分配一个VLAN给root6，假设此时root4分配一个VLAN给root6，分配完毕后重新比较root4和root5的计数器的计数值，当前root5的计数器的计数值最大，于是再从root5上分配一个VLAN给root6, 重复以上分配步骤，直到root6的计数器的计数值达到当前所有VLAN均衡负载到所有组播树时的平均值6。值得一提的是，在实际运用中，所有VLAN存在不能完全平均分配的状况，所以上述平均值取非整数是被允许的。
值得强调的是，当组播树组中组播树的计数器的计数值相同无法优选出计数器最小或最大的组播树时，***会默认为当前计数器的计数值均为最大或最小，然后随机选择一个组播树。
由以上实施例可知，在负载优先模式下，当组播树组中任一组播树进行AVF删除操作时，立即从计数器的计数值最高的组播树上分配适当的AVF给该删除了AVF的组播树，在此过程中并不对所有VLAN进行使用组播树的重新分配，从而最大限度的保证了其他VLAN转发路径的稳定，且兼顾了VLAN负载分担，使得各链路的流量差异不会过大。
相对已有方案而言，本发明通过设置计数器对组播树中所有AVF计数，同时通过增加用户接口，为用户提供两种可选模式，用户可以根据网络的实际选择适合的模式或根据实际情况配合适用，即可以最大程度的保证入口RB上各VLAN使用的组播树的稳定性，同时可以兼顾不同VLAN负载的问题，使各链路的流量差异不会过大。
通过以上实施例的描述，本领域技术人员可以理解实施例中装置中的单元可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。
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)

1.一种基于多链接半透明互联TRILL协议的VLAN负载分担方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤A：每颗组播树分别创建一个计数器，通过指定VLAN转发者AVF添加和删除增量算法对组播树中所有AVF计数；
步骤B：当组播树组中任意一个组播树的计数器的计数值超过预设的阈值T时，分担AVF给当前组播树组中计数器的计数值最小的组播树，直到所述超过阈值上限的计数器的计数值不大于阈值T。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤C：组播树删除AVF时，立即从当前组播树组中计数器的计数值最高的组播树上重新分配AVF给该删除了AVF的组播树；添加AVF到组播树组中时，选择当前组播树组中计数器的计数值最小的组播树。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
增加用户接口，用户接口接收用户指令选择配置为稳定性优先模式或负载优先模式；
当用户选择稳定性优先模式时，执行步骤A和B；
当用户选择负载优先模式时，执行步骤A和C。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阈值T为当前所有VLAN均衡负载到各组播树时的平均值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述AVF添加和删除增量算法具体为：
添加一个AVF，该AVF当前使用的组播树上的计数器计数值加1；
删除一个AVF，该AVF原来使用的组播树上的计数器计数值减1。
6.一种基于TRILL协议的VLAN负载分担装置，其特征在于，所述装置包括：
计数模块，用于为每颗组播树分别创建一个计数器，通过AVF添加和删 除算法对组播树中所有AVF计数；
稳定性优先模块，用于当组播树组中任意一个组播树的计数器的计数值超过预设的阈值T时，分担AVF给当前组播树组中计数器的计数值最小的组播树，直到所述超过阈值上限的计数器的计数值不大于阈值T。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
负载优先模式模块，用于当组播树删除AVF时，立即从当前组播树组中计数器的计数值最高的组播树上重新分配AVF给该删除了AVF的组播树，当添加AVF到组播树组中时，选择当前组播树组中计数器的计数值最小的组播树。
8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
选择单元，用于接收来自用户接口的用户指令，选择配置为稳定性优先模式或负载优先模式；
当用户选择稳定性优先模式时，使能计数模块和稳定性优先模块；
当用户选择负载优先模式时，使能计数模块和负载优先模式模块。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述阈值T为当前所有VLAN均衡负载到各组播树时的平均值。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述AVF添加和删除增量算法具体为：
添加一个AVF，该AVF当前使用的组播树上的计数器计数值加1；
删除一个AVF，该AVF原来使用的组播树上的计数器计数值减1。
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