[發明專利]一種報文傳輸方法和設備

有效

• 申請號: 201310100199.0
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103166858A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 彭劍遠;鄭國良
• 申請（專利權）人: 杭州華三通信技術有限公司
• 主分類號: H04L12/741
• 分類號: H04L12/741;H04L12/46;H04L29/12
• 代理公司: 北京鑫媛睿博知識產權代理有限公司 11297
• 代理人: 龔家驊

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種大規模二層網絡中的報文傳輸方法和設備。

背景技術

傳統的三層數據中心架構中采用STP（Spanning?Tree?Protocol，生成樹協議）來優化客戶端到服務器的路徑和支持連接冗余。由于STP的收斂性能等原因，一般情況下STP的網絡規模不會超過100臺交換機。同時由于STP需要阻塞冗余設備和鏈路，也降低了網絡資源帶寬利用率。傳統的基于STP備份設備和鏈路方案已經不能滿足數據中心規模、帶寬的需求，并且STP協議幾秒至幾分鐘的故障收斂時間，也不能滿足數據中心的可靠性要求。因此，需要能夠有新的技術，在滿足二層網絡規模的同時，也能夠充分利用冗余設備和鏈路，提升鏈路利用率，而且數據中心的故障收斂時間能夠降低到亞秒甚至毫秒級。

虛擬化能夠有效地提高服務器的利用率，降低能源消耗，降低客戶的運維成本，所以虛擬化技術得到了極大的發展。虛擬化給數據中心帶來的不僅是服務器利用率的提高，還有網絡架構的變化。虛擬機遷移技術可以使數據中心的計算資源得到靈活的調配，進一步提高虛擬機資源的利用率。但是虛擬機遷移要求虛擬機遷移前后的IP和MAC（Media?Access?Control，介質訪問控制）地址不變，這就需要虛擬機遷移前后的網絡處于同一個二層域內部。由于客戶要求虛擬機遷移的范圍越來越大，甚至是跨越不同地域、不同機房之間的遷移，所以使得數據中心二層網絡的范圍越來越大，甚至出現了大規模二層網絡（下文中簡稱為大二層網絡）這一新領域專題。

隧道技術能夠實現覆蓋多個接入交換機和核心交換機的數據中心內的大二層網絡。隧道技術的典型代表是TRILL（TRansparent?Interconnection?of?Lots?of?Links，多鏈路透明互聯）和SPB（Shortest?Path?Bridging，最短路徑橋）技術，兩者均是通過借用IS-IS（Intermediate?System?to?Intermediate?System，中間系統到中間系統）路由協議的計算和轉發模式，實現二層網絡的大規模擴展。這些技術目前正在標準化過程中，同時傳統交換機不僅需要軟件升級，還需要硬件支持。SPB協議支持Q-in-Q模式(稱為SPBV)和MAC-in-MAC模式（稱為SPBM），其中SPBM（Shortest?Path?Bridging?MAC?Mode，MAC-in-MAC模式的最短路徑橋）是目前的主要推薦模式。

目前在SPBM網絡和TRILL網絡中，廠商芯片對實際組網的支持不夠，從而導致網絡不能實現正常轉發功能。

下面將以SPBM網絡為例，介紹其中的報文轉發流程。

SPBM網絡中包括BEB（Backbone?Edge?Bridge，骨干網邊緣網橋）設備、BCB（Backbone?Core?Bridge，骨干網核心網橋）設備和之間的骨干鏈路。BEB設備是SPBM網絡的邊緣設備，可將來自用戶網絡的報文進行MAC-in-MAC封裝，并轉發到SPBM網絡中；或者，將來自SPBM網絡的MAC-in-MAC報文進行解封裝，并轉發到用戶網絡。BCB設備是SPBM網絡的核心設備，在對報文進行MAC-in-MAC封裝時，為其打上運營商所分配的B-MAC（Backbone?MAC，骨干網MAC）地址和B-VLAN（Backbone-Virtual?Local?Area?Network，骨干網虛擬局域網）；按照B-MAC和B-VLAN轉發MAC-in-MAC報文，且只需要轉發報文和學習骨干網中的MAC地址，不需要學習用戶網絡中大量的MAC地址。

BEB設備上連接SPBM網絡的端口稱為上行口，連接用戶網絡的端口稱為下行口；來自用戶網絡的報文被封裝成MAC-in-MAC報文之后，會通過BEB設備相應的上行口轉發出去；來自SPBM網絡的MAC-in-MAC報文被解封裝之后，會按照用戶MAC地址通過BEB設備相應的下行口轉發出去。

如圖1所示，為SPBM網絡的一種組網結構示意圖，在SPBM網絡中運行SPB（Shortest?Path?Bridging，最短路徑橋）協議時，對于不在同一個網段的主機1和主機2來說，相應的轉發流程可以包括以下過程：

一、針對主機1的ARP學習過程，該過程可以包括以下步驟：