[發明專利]最短路徑橋網絡中的負載分擔方法及設備

在審

• 申請號: 201310287028.3
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103368863A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 彭劍遠
• 申請（專利權）人: 杭州華三通信技術有限公司
• 主分類號: H04L12/803
• 分類號: H04L12/803;H04L12/711
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 謝安昆;宋志強

技術領域

本發明涉及最短路徑橋（SPB，Shortest?Path?Bridging）技術領域，尤其涉及SPB網絡中的負載分擔方法及設備。

背景技術

媒體接入控制（MAC，Media?Access?Control）-in-MAC協議由電氣和電子工程師協會（IEEE，Institute?of?Electrical?and?Electronics?Engineers）802.1ah所定義，又稱為運營商骨干網橋（PBB，Provider?Backbone?Bridge）協議。作為一種二層虛擬專網（VPN，Virtual?Private?Network）技術，它通過MAC地址嵌套，將用戶MAC地址封裝在運營商MAC地址之中，從而對不同的用戶業務進行隔離。

將采用了MAC-in-MAC協議的網絡稱為運營商骨干橋接網（PBBN，Provider?Backbone?Bridge?Network），也稱為MAC-in-MAC網絡。從用戶的角度來看，PBBN就是一個二層交換網絡，可以在不同節點之間建立二層連接。

骨干網邊緣網橋（BEB，Backbone?Edge?Bridge）設備是PBBN的邊緣設備，相當于多協議標簽交換（MPLS，Multi-Protocol?Label?Switching）網絡中的運營商邊緣（PE，Provider?Edge）設備。它負責將來自用戶網絡的報文進行MAC-in-MAC封裝，并轉發到PBBN中；或者將來自PBBN的MAC-in-MAC報文進行解封裝，并轉發到用戶網絡中。

骨干網核心網橋（BCB，Backbone?Core?Bridge）設備是PBBN的核心設備，相當于MPLS網絡中的運營商（P，Provider）設備。它負責按照骨干網MAC（B-MAC，Backbone?MAC）地址和骨干網虛擬局域網（B-VLAN，Backbone?Virtual?Local?Network）轉發MAC-in-MAC報文。BCB設備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，從而降低了網絡部署的成本，也為PBBN提供了更好的可擴展性。

BEB設備上連接PBBN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報文后，會通過BEB設備相應的上行口轉發出去；而來自PBBN的MAC-in-MAC報文被解封裝后，會按照用戶MAC地址通過BEB設備相應的下行口轉發出去。

SPB是IEEE802.1aq定義的以太網標準之一，是多生成樹協議（MSTP，Multiple?Spanning?Tree?Protocol）的進一步延伸，旨在構建大型扁平的無阻塞二層網絡，使用SPB-中間系統到中間系統（ISIS，Intermediate?System?to?Intermediate?System）協議來共享網絡中的鏈路狀態，網絡各個節點并行計算各節點之間的最短路徑，避免了使用生成樹協議（STP，Spanning?Tree?Protocol）帶來的不穩定性和部分鏈路利用效率低下的不足。SPB同時配置管理簡單、成本低廉，可以針對以太網在數據中心的應用，是融合增強型以太網（CEE，Convergence?Enhanced?Ethernet）的重要組成部分。SPB集成了802.1ah的優勢，可以作為城域網或者園區網骨干部署。

圖1為現有的支持量化擁塞通知（QCN，Quantized?Congestion?Notification）的網絡的基本工作原理示意圖，如圖1所示，反應點（RP，Reaction?Point）是數據流的源端，同時支持QCN協議；擁塞點（CP，Congestion?Point）是配置使能QCN功能的擁塞檢測設備。CP定期采樣各使能了QCN的隊列，當隊列發生擁塞時，產生擁塞通知消息（CNM，Congestion?Notification?Message）通知數據源，該CNM以產生擁塞報文的數據源的MAC地址為目的MAC地址。源端RP收到該消息后降低流量發送速率，進行流量限速。同時RP端也周期性地探測帶寬，在一定時間沒有收到CNM時再提高流量發送速率。

圖2為現有的QCN數據報文格式示意圖，如圖2所示，RP在發送流量時為區分不同的流，在以太網報文中新添加了一個擁塞通知標記（CN-Tag）。不同的CN-Tag標記用于標識不同的擁塞控制流（CCF，Congestion?Control?Flow）。