CN105591917A - 一种多链接透明互联网络中的报文转发方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种多链接透明互联(TRILL)网络中的报文转发方法和装置。该方法包括：接收多目的报文；基于多目的报文的转发信息查询组播转发表项以获取对应于多目的报文的索引；基于对应于多目的报文的索引查找索引关联表，以获取多目的报文的出接口列表；基于多目的报文的出接口列表转发多目的报文。

Description

一种多链接透明互联网络中的报文转发方法和装置

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，特别是一种多链接透明互联(TRILL)网络中的报文转发方法和装置。

背景技术

多链路透明互联(TransparentInterconnectionofLotsofLinks，TRILL)协议将三层路由技术的中间***到中间***(IntermediateSystem-to-IntermediateSystem，IS-IS)的设计思路引入二层网络，从而将二层网络的简单、灵活性与三层网络的稳定、可扩展和高性能有机融合，非常适合数据中心构建大型二层网络的需要。

运行TRILL协议的设备称为路由桥(RB)。根据RB在TRILL网络中的位置，又可将其分为入口(Ingress)RB、中间(Transit)RB和出口(Egress)RB，分别表示报文进入TRILL网络的入节点、在TRILL网络中经过的中间节点以及离开TRILL网络的出节点。RB中具有两类转发表项：单播转发表项和组播转发表项。单播转发表项用于转发已知单播报文；组播转发表项用于转发多目的报文，其中多目的报文包括：组播报文、广播报文和未知单播报文。

在现有技术的TRILL网络中，在组播转发表项中直接记录出接口列表，因此组播转发表项的内容臃肿，并导致RB的存储压力较大。

而且，在现有技术的TRILL网络中，当RB感知到拓扑变化时，重新计算组播转发表项内容，并且直接更新组播转发表项中的出接口列表。然而，直接更新出接口列表需要更新较多内容，具有更新效率较低的缺点。

发明内容

本发明提出一种TRILL网络中的报文转发方法和装置，从而降低路由桥的存储压力。

本发明实施方式的技术方案如下：

根据本发明实施方式的一个方面，提出一种TRILL网络中的报文转发方法，该方法应用于RB，所述RB具有索引关联表和组播转发表项，所述索引关联表包含出接口列表与索引的对应关系，所述组播转发表项包含转发信息与索引的对应关系；该方法包括如下步骤：

接收多目的报文；

基于所述多目的报文的转发信息查询所述组播转发表项以获取对应于所述多目的报文的索引；

基于对应于所述多目的报文的索引查找所述索引关联表，以获取所述多目的报文的出接口列表；

基于所述多目的报文的出接口列表转发所述多目的报文。

优选地，该方法还包括：

当所述TRILL网络的拓扑变化时，计算拓扑变化后的组播转发表项；

当索引关联表中存在所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表时，利用对应于所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表的索引替换所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表。

优选地，该方法还包括：

当所述TRILL网络的拓扑变化时，计算拓扑变化后的组播转发表项；

当索引关联表中不存在所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表时，在索引关联表中创建对应于所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表的索引，并利用创建的索引替换所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表。

优选地，该方法还包括：

统计索引关联表中每个索引被组播转发表项的引用计数；

删除所述索引关联表中引用计数为零的索引。

优选地，所述转发信息包含树根RB的标识；或

所述转发信息包含树根RB的标识和虚拟局域网(VLAN)标识；或

所述转发信息包含树根RB的标识、VLAN标识和组播媒体访问控制(MAC)地址。

根据本发明实施方式的另一个方面，提出一种TRILL网络中的报文转发装置，该装置应用于RB，所述RB具有索引关联表和组播转发表项，所述索引关联表包含出接口列表与索引的对应关系，所述组播转发表项包含转发信息与索引的对应关系；该装置包括：

接收模块，用于接收多目的报文；

索引确定模块，用于基于所述多目的报文的转发信息查询所述组播转发表项以获取对应于所述多目的报文的索引；

出接口列表确定模块，用于对应于所述多目的报文的索引查找所述索引关联表，以获取所述多目的报文的出接口列表；

转发模块，用于基于所述多目的报文的出接口列表转发所述多目的报文。

优选地，还包括：

组播转发表更新模块，用于当所述TRILL网络的拓扑变化时，计算拓扑变化后的组播转发表项；当索引关联表中存在所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表时，利用对应于所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表的索引替换所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表。

优选地，还包括：

组播转发表更新模块，用于当所述TRILL网络的拓扑变化时，计算拓扑变化后的组播转发表项；当索引关联表中不存在所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表时，在索引关联表中创建对应于所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表的索引，并利用创建的索引替换所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表。

优选地，还包括：

引用计数模块，用于统计索引关联表中每个索引被组播转发表项的引用计数；

多余索引删除模块，用于删除所述索引关联表中引用计数为零的索引。

优选地，所述转发信息包含树根RB的标识；或

所述转发信息包含树根RB的标识和虚拟局域网(VLAN)标识；或

所述转发信息包含树根RB的标识、VLAN标识和组播媒体访问控制(MAC)地址。

在本发明实施方式中，RB具有索引关联表和组播转发表项，索引关联表包含出接口列表与索引的对应关系，组播转发表项包含转发信息与索引的对应关系。接收多目的报文；基于多目的报文的转发信息查询组播转发表项以获取对应于多目的报文的索引；基于对应于多目的报文的索引查找索引关联表，以获取多目的报文的出接口列表；基于多目的报文的出接口列表转发多目的报文。应用本发明实施方式之后，无需直接记录多目的报文的出接口列表，只需要记录对应于该出接口列表的索引，同样可以实现多目的报文的转发，减少了组播转发表项的内容，并降低RB的存储压力。

另外，应用本发明实施方式之后，当TRILL网络的拓扑变化时，无需直接更新组播转发表项中的出接口列表，而是通过索引的更新即可实现组播转发表项的更新，从而显著提高了更新速度，并加快了组播数据流量的收敛速度。

附图说明

图1为根据本发明的TRILL网络中的报文转发方法流程图；

图2为根据本发明的索引关联表的示范性结构图；

图3为根据本发明的组播转发表项与索引关联表的示范性对应关系图；

图4为根据本发明的组播转发表项更新流程图；

图5为本发明实施方式的TRILL网络组网结构图；

图6为图5中TRILL网络拓扑变化后的组网结构图；

图7为根据本发明的TRILL网络中的报文转发装置结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

在TRILL网络中，每个RB根据网络拓扑计算用于指导多目的报文转发的组播分发树。而且，每个RB分别基于组播分发树生成各自的组播转发表项。RB计算组播分发树和生成组播转发表项的具体过程参照现有技术，本发明对此并不赘述。

在本发明实施方式中，设置对应于出接口列表的索引，TRILL网络中的组播转发表项不直接记录多目的报文的出接口列表，而是记录对应于该出接口列表的索引，从而减少组播转发表项的内容。

图1为根据本发明的TRILL网络中的报文转发方法流程图。该方法应用于RB，该RB具有索引关联表和组播转发表项。索引关联表包含出接口列表与索引的对应关系，组播转发表项包含转发信息与索引的对应关系。

优选地，转发信息具体可以包含树根RB的标识，即组播转发表项为RB类型的组播转发表项。转发信息具体可以包含树根RB的标识和VLAN标识，即组播转发表项为RB+VLAN类型的组播转发表项。转发信息具体可以包含树根RB的标识、VLAN标识和组播MAC地址，即组播转发表项为RB+VLAN+MAC类型的组播转发表项。

如图1所示，该方法包括：

步骤101：RB接收多目的报文。

在这里，多目的报文包括：组播报文、广播报文和未知单播报文。而且，该RB可以为入口RB、中间RB或出口RB。

步骤102：RB基于多目的报文的转发信息查询组播转发表项以获取对应于所述多目的报文的索引。

在这里，RB基于多目的报文的转发信息查询组播转发表项，以从组播转发表项中获取对应于多目的报文的出接口列表的索引。

步骤103：RB基于对应于多目的报文的索引查找索引关联表，以获取多目的报文的出接口列表。

在这里，RB将步骤102中获取的索引作为检索项，查询索引关联表以获取多目的报文的出接口列表。

图2为根据本发明的索引关联表的示范性结构图。

由图2可见，每个索引分别对应于多个出接口，与该索引对应的这多个出接口共同组成一个出接口列表，即出接口列表与索引具有对应关系。任意两个出接口列表所包含的出接口并不完全相同。

在图2中，索引1对应于由出接口1、出接口2和出接口3组成的出接口列表1；索引2对应于由出接口1、出接口2和出接口4组成的出接口列表2；索引k对应于由出接口1、出接口2...出接口n组成的出接口列表，其中n和k均为整数。

图3为根据本发明的组播转发表项与索引关联表的示范性对应关系图。在图3中，组播转发表项为RB+VLAN类型的组播转发表项。该组播转发表项包含转发信息与索引2的对应关系，其中转发信息包含树根RB标识m和VALN标识n。

RB接收多目的报文，假定该多目的报文携带的转发信息包含树根RB标识m和VALN标识n。RB利用该转发信息为检索项查询组播转发表项以获取对应于多目的报文的索引，发现索引2为对应于多目的报文的索引。然后，RB以索引2为检索项查询索引关联表，获得对应于索引2的出接口列表2，该出接口列表2包含出接口1，出接口2和出接口4。

图3中以RB+VLAN类型的组播转发表项为例说明组播转发表项与索引关联表的示范性对应关系。本领域技术人员可以意识到，组播转发表项实际上还可以实施为其它任意类型，如RB类型或RB+VLAN+MAC类型，本发明对此并无限定。

步骤104：RB基于多目的报文的出接口列表转发多目的报文。

在这里，RB在出接口列表的各个出接口分别发送多目的报文。比如，当在步骤103中获得的出接口列表为出接口列表2时，RB分别在出接口1，出接口2和出接口4发送多目的报文。

可见，本发明实施方式的组播转发表项中无需直接记录多目的报文的出接口列表，只需要记录对应于该出接口列表的索引，同样可以实现多目的报文的转发，而且减少了组播转发表项的内容，并降低RB的存储压力。

当组播转发表项的数目较多时，本发明实施方式的优点更加明显。比如，作为边缘设备的某RB，只有很少的接口与TRILL网络相连，而具有大量的组播转发表项，其所有的组播转发表项中的出接口列表内容相同。应用本发明实施方式之后，各个组播转发表项不需要存储出接口列表，而只需要分别存储一个相同索引且在索引关联表中保存该索引与出接口列表内容的对应关系即可。再比如，对于具有与TRILL网络相连的较多接口的核心RB设备，即使其组播转发表项中的出接口列表内容不完全相同，只要有组播转发表项存在相同的多接口列表，本发明通过将这些多接口列表关联到一个相同索引同样可以降低存储压力。

在一个实施方式中，RB统计索引关联表中每个索引被组播转发表项的引用计数。比如，假定索引A被3个组播转发表项所引用，则索引A的引用计数为3；假定索引B没有被任一个组播转发表项所引用，则索引B的引用计数为0。通过统计索引被组播转发表项的引用计数，可以了解该索引是否有继续维护的必要。优选地，RB删除索引关联表中引用计数为零的索引。

本发明还提出了一种能够提高组播转发表项更新效率的组播转发表项更新方法。

下面详细描述本发明的组播转发表项更新过程。

图4为根据本发明的组播转发表项更新流程图。

如图4所示，该方法包括：

步骤401：当TRILL网络的拓扑变化时，计算拓扑变化后的组播转发表项。

在这里，每个RB根据变化后的网络拓扑计算用于指导多目的报文转发的组播分发树。而且，每个RB分别基于组播分发树生成各自的组播转发表项。RB计算组播分发树和生成组播转发表项的具体过程参照现有技术，本发明对此并不赘述。

步骤402：判断索引关联表中是否存在拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表，如果存在，执行步骤403并退出本流程；如果不存在，执行步骤404及其后续步骤。

步骤403：利用对应于拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表的索引替换拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表。

步骤404：在索引关联表中创建对应于拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表的索引。

步骤405：利用创建的索引替换拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表。

由此可见，应用本发明之后，当TRILL网络的拓扑变化时，无需直接更新组播转发表项中的出接口列表，而是通过索引的更新即可实现组播转发表项的更新，从而显著提高了更新速度，并加快了组播数据流量的收敛速度。

图5为本发明实施方式的TRILL网络组网结构图。

在图5中，RB101为唯一的组播树根，RB101通过接口P1与RB201连接；RB101通过接口P2与RB202连接；RB101通过接口P3与RB203连接。RB201～RB203上都存在多个VLAN的指定转发者(AVF)，假定VLAN总数为4094个。

以RB101为例，RB101根据网络拓扑计算出以RB101为树根的组播分发树。而且，RB101基于组播分发树生成各个VLAN的组播转发表项，组播转发表项的总数目为4094个。假定这4094个组播转发表项均为RB+VLAN类型，而且这4094个组播转发表项所指定的出接口列表都相同，包含接口P1，接口P2和接口P3。应用本发明之后，在RB101的索引关联表中保存接口P1，接口P2和接口P3所构成的出接口表1与索引A之间的对应关系。而且，RB101的每个组播转发表项不分别记录包含接口P1，接口P2和接口P3的出接口列表1，而是分别记录各自的转发信息与一个共同的索引A的对应关系。

当RB101接收到多目的报文时，基于多目的报文中所包含的根RB的标识和VLAN标识确定出组播转发表项，并获取该组播转发表项中的索引A。然后，以该索引A查询RB101的索引关联表，得到包含接口P1，接口P2和接口P3的出接口列表1。最后，RB101在接口P1，接口P2和接口P3上分别发送该多目的报文。

类似地，该TRILL网络中的其它RB在转发多目的报文时也具有类似的流程。

图6为图5中TRILL网络拓扑变化后的组网结构图。

当图5所示拓扑变化时，比如图6中虚线所示的链路故障。假定RB101依然为组播树根。

以RB101为例，RB101根据网络变化后的拓扑计算组播分发树。而且，RB101基于该组播分发树生成组播转发表项，这些组播转发表项所指定的出接口列表相同，都为包含接口P1和接口P2的出接口列表2。RB101查询索引关联表，发现索引关联表中没有对应于接口P1和接口P2所构成的出接口列表2的索引。因此，RB101在索引关联表中新创建对应于接口P1和接口P2所构成的出接口列表2的索引B，而且利用索引B替换组播转发表项中的出接口列表2。这样，每个组播转发表项中都具有一个共同的索引B，而不再分别记录包含接口P1和接口P2的出接口列表2。

类似地，该TRILL网络中的其它RB也执行类似的组播转发表项更新流程。

基于上述分析，本发明还提出了一种TRILL网络中的报文转发装置。

图7为根据本发明的TRILL网络中的报文转发装置结构图。该装置700应用于RB，RB具有索引关联表和组播转发表项，索引关联表包含出接口列表与索引的对应关系，组播转发表项包含对应于转发信息与索引的对应关系；该装置700包括：

接收模块701，用于接收多目的报文；

索引确定模块702，用于基于多目的报文的转发信息查询组播转发表项以获取对应于多目的报文的索引；

出接口列表确定模块703，用于基于对应于多目的报文的索引查找索引关联表，以获取多目的报文的出接口列表；

转发模块704，用于基于多目的报文的出接口列表转发多目的报文。

在一个实施方式中，还包括：

组播转发表更新模块705，用于当TRILL网络的拓扑变化时，计算拓扑变化后的组播转发表项；当索引关联表中存在拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表时，利用对应于拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表的索引替换拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表。

在一个实施方式中，还包括：

组播转发表更新模块705，用于当TRILL网络的拓扑变化时，计算拓扑变化后的组播转发表项；当索引关联表中不存在拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表时，在索引关联表中创建对应于拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表的索引，并利用创建的索引替换拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表。

在一个实施方式中，还包括：

引用计数模块706，用于统计索引关联表中每个索引被组播转发表项的引用计数。

在一个实施方式中，还包括：

多余索引删除模块707，用于删除索引关联表中引用计数为零的索引。

综上所述，在本发明实施方式中，RB具有索引关联表和组播转发表项，索引关联表包含出接口列表与索引的对应关系，组播转发表项包含转发信息与索引的对应关系。接收多目的报文；基于多目的报文的转发信息查询组播转发表项以获取对应于多目的报文的索引；基于对应于多目的报文的索引查找所述索引关联表，以获取所述多目的报文的出接口列表；基于多目的报文的出接口列表转发多目的报文。应用本发明实施方式之后，无需直接记录多目的报文的出接口列表，只需要记录对应于该出接口列表的索引，同样可以实现多目的报文的转发，而且减少了组播转发表项的内容，并降低RB的存储压力。

另外，应用本发明实施方式之后，当TRILL网络的拓扑变化时，无需直接更新组播转发表项中的出接口列表，而是通过索引的更新即可实现组播转发表项的更新，从而显著提高了更新速度，并加快了组播数据流量的收敛速度。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)

1.一种多链接透明互联TRILL网络中的报文转发方法，其特征在于，该方法应用于路由桥RB，所述RB具有索引关联表和组播转发表项，所述索引关联表包含出接口列表与索引的对应关系，所述组播转发表项包含转发信息与索引的对应关系；该方法包括如下步骤：

接收多目的报文；

基于所述多目的报文的转发信息查询所述组播转发表项以获取对应于所述多目的报文的索引；

基于对应于所述多目的报文的索引查找所述索引关联表，以获取所述多目的报文的出接口列表；

基于所述多目的报文的出接口列表转发所述多目的报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

当所述TRILL网络的拓扑变化时，计算拓扑变化后的组播转发表项；

当索引关联表中存在所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表时，利用对应于所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表的索引替换所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

当所述TRILL网络的拓扑变化时，计算拓扑变化后的组播转发表项；

当索引关联表中不存在所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表时，在索引关联表中创建对应于所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表的索引，并利用创建的索引替换所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

统计索引关联表中每个索引被组播转发表项的引用计数；

删除所述索引关联表中引用计数为零的索引。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，

所述转发信息包含树根RB的标识；或

所述转发信息包含树根RB的标识和虚拟局域网VLAN标识；或

所述转发信息包含树根RB的标识、VLAN标识和组播媒体访问控制MAC地址。

6.一种多链接透明互联TRILL网络中的报文转发装置，其特征在于，该装置应用于路由桥RB，所述RB具有索引关联表和组播转发表项，所述索引关联表包含出接口列表与索引的对应关系，所述组播转发表项包含转发信息与索引的对应关系；该装置包括：

接收模块，用于接收多目的报文；

索引确定模块，用于基于所述多目的报文的转发信息查询所述组播转发表项以获取对应于所述多目的报文的索引；

出接口列表确定模块，用于基于对应于所述多目的报文的索引查找所述索引关联表，以获取所述多目的报文的出接口列表；

转发模块，用于基于所述多目的报文的出接口列表转发所述多目的报文。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

组播转发表更新模块，用于当所述TRILL网络的拓扑变化时，计算拓扑变化后的组播转发表项；当索引关联表中存在所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表时，利用对应于所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表的索引替换所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

组播转发表更新模块，用于当所述TRILL网络的拓扑变化时，计算拓扑变化后的组播转发表项；当索引关联表中不存在所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表时，在索引关联表中创建对应于所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表的索引，并利用创建的索引替换所述拓扑变化后的组播转发表项中的出接口列表。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

引用计数模块，用于统计索引关联表中每个索引被组播转发表项的引用计数；

多余索引删除模块，用于删除索引关联表中引用计数为零的索引。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的装置，其特征在于，

所述转发信息包含树根RB的标识；或

所述转发信息包含树根RB的标识和虚拟局域网VLAN标识；或

所述转发信息包含树根RB的标识、VLAN标识和组播媒体访问控制MAC地址。