CN103685031B - 一种报文转发装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种报文转发方法和装置，具体包括网关RB在LSP中通告了自己是哪个VLAN对应的网关信息，所有的RB都会获取到上述配置信息并添加到自己的LSDB中。在剪枝计算时，RB根据LSDB中的信息，不仅仅需要判断当前的RB是否是该VLAN的AVF，还需要进一步判断该RB是否是该VLAN的网关，两者满足其中之一，在剪枝计算中就会将相关端口添加到对应的剪枝表项中，从而可以实现TRILL网络中的三层互通。

Description

一种报文转发装置和方法

技术领域

本申请涉及通信技术，尤其是涉及在TRILL网络中实现组播转发的方法和装置。

背景技术

TRILL（Transparent Interconnection of Lots of Links，多链接透明互联），是IETF推荐的L2网络标准。目前，大型数据中心开始利用FCoE等新技术将存储传输和IP传输融合到以太网上，而标准的生成树协议（STP）将不再适合融合网络或超大型数据中心的扩展。随着时间的推移，TRILL至少可以代替L2网络上普遍使用的STP协议。

在TRILL网络中，存在两类转发表项：单播路由表项和组播路由表项。其中单播路由表项用于指导已知单播报文的转发，组播路由表项用于指导多目的报文，包括未知单播报文、二层广播报文和组播报文的转发。TRILL网络中的每个RB设备根据LSDB中的信息选择计算的组播树根。为了提高流量转发的效率，在每个组播树上可以按照每个VLAN或每个组播MAC建立转发表项，实现多目的报文按照RB+VLAN或RB+VLAN+MAC的剪枝转发。但是，使用TRILL组播树转发的ARP/OSPF等三层协议报文无法按照RB+VLAN的组播转发表发送给网关RB，三层流量不通。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种报文转发装置，用于在TRILL网络中进行组播转发，包括：配置模块、同步模块和路由模块，

配置模块确定自身设备为网络中对应VLAN的网关，以及存在对应的网关IP地址。

同步模块向邻居设备发送链路状态报文更新配置信息，所述报文中包含其自身为对应VLAN的网关的配置信息，记录收到的链路状态报文中携带的配置信息，并根据所述配置信息同步数据库中的相关信息；

路由模块根据同步后的数据库中的信息进行路由表项计算，在计算剪枝表项时，根据RB与对应VLAN的配置信息将相关端口添加到对应的剪枝表项，并将所述剪枝表项下发生成组播转发表项。

所述配置模块进一步包括确认自身的工作模式，其中，所述述工作模式分为单一模式和混合模式，所述单一模式为工作在二层的模式，所述混合模式为工作为二三层混合模式；

所述网关IP地址是通过TRILL命令配置的；

所述确定工作模式具体包括：

查看自身是否存在使用TRILL命令配置的网关IP地址，如果存在，则说明工作模式为混合模式，如果不存在，则确认为单一模式。

所述报文为LSP报文，所述数据库为LSDB。

所述链路状态报文进一步携带RB为对应VLAN的AVF的配置信息；

在计算剪枝表项时，所述RB与对应VLAN的配置信息进一步包括：RB为对应VLAN的AVF。

基于同样的发明思想，本申请还提供一种报文转发方法，用于在TRILL网络中进行组播转发，包括：

步骤1确定自身设备为网络中对应VLAN的网关，以及存在对应的网关IP地址。

步骤2向邻居设备发送链路状态报文更新配置信息，所述报文中包含其自身为对应VLAN的网关的配置信息，记录收到的链路状态报文中携带的配置信息，并根据所述配置信息同步数据库中的相关信息；

步骤3根据同步后的数据库中的信息进行路由表项计算，在计算剪枝表项时，根据RB与对应VLAN的配置信息将相关端口添加到对应的剪枝表项，并将所述剪枝表项下发生成组播转发表项。

所述方法步骤1进一步包括确认自身的工作模式，其中，所述述工作模式分为单一模式和混合模式，所述单一模式为工作在二层的模式，所述混合模式为工作为二三层混合模式；

所述网关IP地址是通过TRILL命令配置的；

所述确定工作模式具体包括：

查看自身是否存在使用TRILL命令配置的网关IP地址，如果存在，则说明工作模式为混合模式，如果不存在，则确认为单一模式。

所述报文为LSP报文，所述数据库为LSDB。

所述链路状态报文进一步携带RB为对应VLAN的AVF的配置信息；

在计算剪枝表项时，所述RB与对应VLAN的配置信息进一步包括：RB为对应VLAN的AVF。在本申请中，由于网关RB在LSP中通告了自己是哪个VLAN对应的网关信息，所有的RB都会获取到上述配置信息并添加到自己的LSDB中。这样，在剪枝计算时，RB根据LSDB中的信息，不仅需要判断当前的RB是否是该VLAN的AVF，还需要进一步判断该RB是否是该VLAN的网关，两者满足其中之一，在剪枝计算中就会将相关端口添加到对应的剪枝表项中。这样，在二三层混合组网的TRILL网络中，确保使用TRILL组播树转发的ARP/OSPF等三层协议报文能够正确发送到网关，从而后续的数据报文都可以通过网关正常的转发，TRILL网络三层实现了互通。

附图说明

图1是本申请的硬件示意图。

图2是本申请的方法示意图。

图3是本申请的实施应用场景简示图。

具体实施方式

在三层TRILL网络中，RB设备的端口类型包括三种：Trunk（主干）端口，Access（接入）端口和Hybrid（混合）端口，其中，Trunk端口是交换机之间互联端口，允许转TRILL协议报文和数据报文，不收发Native Ethernet（本地以太网）报文，Access端口是接入端口，收发Native Ethernet报文和TRILL协议报文，不收发TRILL数据报文，Hybrid端口是混合端口，可以收发TRILL协议报文和数据报文和Native Ethernet报文，一般情况下，RB设备的端口默认为Trunk端口。ARP/OSPF等三层协议报文从ACCESS口进入TRILL网络或者由RB设备直接生成，使用TRILL组播树（使用RB+VLAN的组播转发表）进行转发。但是在网关RB上，由于其一般不直接和用户网络直连，不存在ACCESS口，也没有分配到相关VLAN的AVF，而按照现有的TRILL网络中组播转发表的计算方法，组播转发表中的端口是由端口下游的存在AVF的RB触发添加的，而与网关相连的端口并不在其中，因此在组播树计算的时候，网关RB并不会被考虑在内，不会出现在组播树上，所以，根据组播树计算出的路由表，在TRILL层面，不能提供到达RB网关的路径。这就导致使用TRILL组播树转发的ARP/OSPF等三层协议报文无法按照RB+VLAN的组播转发表发送给网关RB，网关RB接收不到ARP/OSPF协议报文，也就无法进行相应的处理操作，在TRILL网络中就表现为三层流量不通。

为了解决这个问题，本申请提供一种报文转发装置，用于在TRILL网络中进行组播转发，该装置的基本硬件环境包括CPU、内存、非易失性存储器以及其他硬件，如图1所示，该装置在逻辑上包括：配置模块、同步模块和路由模块，这些模块实际上为计算机程序由CPU加载至内存中运行而形成的。请一并参考图2，所述装置在运行过程中执行以下流程：

步骤11，配置模块确定自身设备为网络中对应VLAN的网关，以及存在对应的网关IP地址。

步骤13，同步模块向邻居设备发送链路状态报文更新配置信息，所述报文中包含其自身为对应VLAN的网关的配置信息，记录收到的邻居发送的链路状态报文中携带的配置信息，并根据所述配置所述链路状态信息的配置同步数据库中的相关信息。

步骤15，路由模块根据同步后的数据库中的信息进行路由表项计算，在计算RB+VLAN的剪枝表项时，根据RB与对应VLAN的配置信息相关端口添加到对应的RB+VLAN的剪枝表项，并将所述剪枝表项下发驱动生成组播转发表项。

所述配置信息可以进一步包括：当前的RB为对应VLAN的AVF。所述RB在链路状态报文中会携带RB为哪些VLAN的AVF的配置信息，收到该报文的RB会将相关配置收入到对应的数据库中供后续的路由计算使用，在进行剪枝表项计算的时候，当前RB根据数据库中收集的配置信息判断：RB是否为对应VLAN的网关或者AVF，两者满足任何一个，都将相关的端口添加到对应的RB+VLAN的剪枝表项中。

其中，在步骤11中，可以进一步包括确认自身的工作模式，所述工作模式分为单一模式和混合模式，所述单一模式为工作在二层的模式，所述混合模式为工作为二三层混合模式。所述确认自身的工作模式具体包括：如果在配置中找到网关IP地址，尤其是通过TRILL命令行配置的网关IP地址，则确认自身工作在混合模式，否则，则确认自身工作在单一模式。

可选的，在TRILL网络中，一般常用LSP（Link State Protocol Data Unit）报文来更新链路状态信息，所采用的数据库为LSDB（Link-State Data Base，链路状态数据库），当然，作为实现的一种方式，可以采用定义的私有协议是实现链路状态的更新和数据库的同步，具体的报文和数据库应用不作为本发明的限定。

在上面的步骤中，本申请利用在BR间交互的链路状态信息报文中携带本设备为哪个VLAN对应的网关的配置，所述报文优选的可以是目前较为通用的LSP报文，并通过LSP扩散过程，使得网络中的BR都学习到这一配置，并同步各自的数据库信息，优选的，数据库可以为与LSP报文对应的LSDB。各个RB根据同步后的数据库进行路由计算时，可以根据获得的哪些RB为哪些VLAN的网关的配置信息，并根据原有的配置，例如：各RB对应的AVF信息，组播路由器和组播接收者的信息等等，将连接网关的端口同时添加到出端口表项中，这样，在RB收到三层协议报文时，可以从自己的组播转发表中找到去往网关的路由，从而实现三层互通。

下面，通过一个具体的实例来具体详细说明本申请的技术方案，如图3所示的应用场景中，假设RB1为组播树根，且同时也担任VLAN1和VLAN2的网关，RB4和RB5为VLAN1的AVF，RB6和RB7为VLAN2的AVF，所述链路状态更新报文可采用流行的LSP报文，配套数据库为LSDB。按照前文的描述，RB2计算的以RB1为根VLAN1的剪枝表项中只存在端口1和端口2两个出端口，这样，在通过RB2连接的子网1和子网2中的二层流量转发正常。但是，当子网1中的终端A想要访问外部网络不同网段的终端E，或者子网1中的终端A想要跨VLAN访问子网4中的终端D时，需要先发送ARP报文与网关RB1交互，后续数据流量先发给网关，由网关RB1继续转发，但是，根据现有技术方案的剪枝计算生成的组播转发表项，R1并不在组播转发路径上，这就导致了ARP报文无法正常到达网关，R1无法接收到ARP报文，不能对报文做处理，这就导致后续的流量无法转发，TRILL网络中三层的流量不通。

本申请提供以下流程用于解决这个问题，一并参考图3所示的应用场景，本申请提供的一种实施方式具体包括：

步骤301,在邻居关系建立以后，TRILL网络中的各个RB根据预先的配置确定自身设备是否为网络中对应VLAN的网关，并确定自己的工作模式。

在本申请的示例中，RB1是VLAN1和VLAN2的网关，也就是说，在RB1的设备上存在通过TRILL命令配置的网关IP地址，显示作为VLAN1和VLAN2网关的使用的IP地址，这决定了RB1在确定工作模式的时候，须为混合模式，即工作在二三层的模式，其他的RB由于没有担任任何VLAN的网关，其工作模式可以配置为默认的二层模式。

步骤302配置生效以后，RB1在发送的LSP中携带自己为VLAN1和VLAN2的网关的配置信息，将所述LSP扩散给邻居设备。

在现有的实现中，如果RB没有被配置为某个VLAN的网关，其LSP中携带的配置信息具体包括各RB对应的AVF信息，组播路由器和组播接收者的信息，这样的配置信息并不能满足三层组播路由计算的需要，所以，本申请的RB1在自身配置为对应VLAN1和VLAN2的网关时，在LSP中除了携带包括上述配置外，还需要携带自身为对应VLAN的网关的配置信息。进一步的，这个信息的携带可以通过添加新的TLV格式来实现，如何定义具体的格式是比较成熟的技术应用，在此不做过多的说明，用户可以根据自己的应用习惯自行定义，这个并不作为本申请的限定范围。当然，在现有实现中，可能被配置为网关的RB设备不限定于一台，或许会根据实际的组网情况，将不同的RB配置为不同VLAN的网关，以实现业务的分流或者是组网的优化，本申请仅以RB1为网关的情况进行举例，网络中存在多台网关RB的情况同样适用于本申请的技术方案。

步骤33邻居RB收到所述LSP报文后，记录收到的LSP中携带的配置信息，并根据所述配置信息更新LSDB中的相关信息。

RB2收到RB1的LSP信息后，将其与本地LSDB中的LSP比较，如果所述LSP比本地的LSP新，则将这个新的LSP存入自己的LSDB，最后再将这个新LSP发送给除了发送该LSP的邻居以外的邻居进行扩散，以实现LSDB的同步。其中，上述的比较结果所谓的新，是指将所述LSP的序列号、Remaining Lifetime（剩余生存时间）和Checksum（校验和）进行大小比较，根据比较结果判断是否为最新的LSP，如果是最新的LSP，则根据其携带的配置信息更新本地LSDB中的配置，如果不是最新的LSP，则将收到的LSP丢弃。

步骤34各个RB根据同步后的LSDB中的信息进行路由计算，在计算RB+VLAN的剪枝表项时，根据数据库中的RB与对应VLAN的配置关系将相关端口添加到对应的RB+VLAN的剪枝表项，并将所述剪枝表项下发生成组播转发表项。

在上述步骤中，通过LSP扩散方式各个RB间实现同步链路状态数据库，此时，网络中每台RB拥有相同的LSDB，即获取了对整网拓扑的统一认识。然后各RB将以LSDB信息为基础，利用SPF算法计算指定的nickname作为树根到全网所有RB之间的最短路径以及出接口等信息，结合LSDB中各RB发布的nickname信息，最终生成nickname转发表。在此过程中，组播网路环境中的RB会基于每个Ingress RB通告的接入VLAN信息，进行剪枝计算。如果某台RB上没有接入属于该组播组的用户，就会在该组播组中将该RB剪枝掉。在本申请中，由于网关RB1在LSP中通告了自己是哪个VLAN对应的网关信息，所有的RB都会获取到上述配置信息并添加到自己的LSDB中。这样，在剪枝计算时，RB根据LSDB中的信息，不仅需要判断当前的RB是否是该VLAN的AVF，还需要进一步判断该RB是否是该VLAN的网关，两者满足其中之一，在剪枝计算中就会将相关端口添加到对应的剪枝表项中。

如图3所示的场景中，RB2在计算RB1+VLAN1的剪枝表项时是以RB1为树根的VLAN1的表项，会根据LSDB中保存的哪些RB为VLAN1的AVF配置信息以及哪些RB为VLAN1的网关的配置信息进行端口添加，这里，RB4和RB5为VLAN1的AVF，RB1担任VLAN1的网关，所以，RB2将端口1，端口2和端口3都添加到端口列表中，并将计算结果下发驱动生成组播转发表项。当子网1中的终端A想要访问外部网络不同网段的终端E，或者子网1中的终端A想要跨VLAN访问子网4中的终端D，需要先发送ARP报文与网关RB1交互，ARP报文使用RB1为组播树根进行转发，到达RB2时能够正确转发给网关，这样后续的组播流量就可以正确的进行转发。

在二三层混合组网的TRILL网络中，使用新的方法计算RB+VLAN的组播转发表，确保使用TRILL组播树转发的ARP/OSPF等三层协议报文能够正确发送到网关，从而后续的数据报文都可以通过网关正常的转发，TRILL网络三层实现了互通。

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

Claims (10)

1.一种报文转发装置，用于在TRILL(Transparent Interconnection of Lots ofLinks，多链接透明互联)网络中进行组播转发，其特征在于，包括：配置模块、同步模块和路由模块，

配置模块确定自身设备为网络中对应VLAN的网关，以及存在对应的网关IP地址；

同步模块向邻居设备发送链路状态报文，以使得所述邻居设备根据链路状态报文更新配置信息，所述链路状态报文中包含其自身为对应VLAN的网关的配置信息，记录收到的链路状态报文中携带的配置信息，并根据收到的链路状态报文中的所述配置信息同步数据库中的相关信息；

路由模块根据同步后的数据库中的信息进行路由表项计算，在计算剪枝表项时，根据RB与对应VLAN的配置信息将相关端口添加到对应的剪枝表项，并将所述剪枝表项下发生成组播转发表项。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述配置模块进一步包括确认自身的工作模式，其中，所述工作模式分为单一模式和混合模式，所述单一模式为工作在二层的模式，所述混合模式为工作在二三层的模式。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述网关IP地址是通过TRILL命令配置的；

所述确认自身的工作模式具体包括：

查看自身是否存在使用TRILL命令配置的网关IP地址，如果存在，则说明工作模式为混合模式，如果不存在，则确认为单一模式。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述链路状态报文为链路状态协议数据单元LSP报文，所述数据库为链路状态数据库LSDB。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述链路状态报文进一步携带RB为对应VLAN的AVF的配置信息；

在计算剪枝表项时，所述RB与对应VLAN的配置信息进一步包括：RB为对应VLAN的AVF。

6.一种报文转发方法，用于在TRILL网络中进行组播转发，其特征在于，包括：

步骤1确定自身设备为网络中对应VLAN的网关，以及存在对应的网关IP地址；

步骤2向邻居设备发送链路状态报文，以使得所述邻居设备根据链路状态报文更新配置信息，所述链路状态报文中包含其自身为对应VLAN的网关的配置信息，记录收到的链路状态报文中携带的配置信息，并根据收到的链路状态报文中的所述配置信息同步数据库中的相关信息；

步骤3根据同步后的数据库中的信息进行路由表项计算，在计算剪枝表项时，根据RB与对应VLAN的配置信息将相关端口添加到对应的剪枝表项，并将所述剪枝表项下发生成组播转发表项。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述方法步骤1进一步包括确认自身的工作模式，其中，所述工作模式分为单一模式和混合模式，所述单一模式为工作在二层的模式，所述混合模式为工作在二三层的模式。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述网关IP地址是通过TRILL命令配置的；

所述确认自身的工作模式具体包括：

查看自身是否存在使用TRILL命令配置的网关IP地址，如果存在，则说明工作模式为混合模式，如果不存在，则确认为单一模式。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述链路状态报文为链路状态协议数据单元LSP报文，所述数据库为链路状态数据库LSDB。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述链路状态报文进一步携带RB为对应VLAN的AVF的配置信息；

在计算剪枝表项时，所述RB与对应VLAN的配置信息进一步包括：RB为对应VLAN的AVF。