通過鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)的ip轉(zhuǎn)發(fā)的制作方法
【專利摘要】以太網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)在控制平面上運(yùn)行鏈路狀態(tài)協(xié)議并且將最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)設(shè)置到它們的FIB中以允許分組沿通過網(wǎng)絡(luò)的最短路徑而行，而不需要在網(wǎng)絡(luò)上的每跳處替換MAC首部。當(dāng)節(jié)點(diǎn)獲悉IP地址時(shí)，它將把IP地址插入到LSA中以在網(wǎng)絡(luò)上通告IP地址的可達(dá)性。每個(gè)節(jié)點(diǎn)將該IP地址添加到其鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。如果分組到達(dá)入口節(jié)點(diǎn)，則入口節(jié)點(diǎn)將讀取IP地址，確定鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)上的哪個(gè)節(jié)點(diǎn)通告了該IP地址，并且構(gòu)造MAC首部以將分組轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點(diǎn)。MAC首部的DA/VID是通告了IP地址的節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)MAC。單播和多播IP轉(zhuǎn)發(fā)被實(shí)施。
【專利說明】通過鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)的IP轉(zhuǎn)發(fā)
[0001]本申請(qǐng)為分案申請(qǐng)，其母案的發(fā)明名稱為“通過鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)的IP轉(zhuǎn)發(fā)”，申請(qǐng)日為2008年12月30日，申請(qǐng)?zhí)枮?00880127493.8。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求由2007年12月31日提交的、題為IP FORWARDING ACROSS A LINK STATEPROTOCOL CONTROLLED ETHERNET NETWORK的美國(guó)實(shí)用專利申請(qǐng)?zhí)?2/006，258的轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，因此其內(nèi)容通過引用合并于此。 申請(qǐng)人:在2008年3月28日提交了將該實(shí)用專利申請(qǐng)轉(zhuǎn)換成臨時(shí)申請(qǐng)的請(qǐng)求，并且因此要求對(duì)由此產(chǎn)生的臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)，并且更特別地涉及通過鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)的IP轉(zhuǎn)發(fā)。

【背景技術(shù)】
[0004]數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)可以包括各種計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、節(jié)點(diǎn)、路由器、交換機(jī)、網(wǎng)橋、集線器、代理以及被耦合并被配置成向彼此傳遞數(shù)據(jù)的其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這些設(shè)備在此將被稱為“網(wǎng)絡(luò)部件”。通過以下方式經(jīng)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)來傳送數(shù)據(jù):通過利用網(wǎng)絡(luò)部件之間的一個(gè)或多個(gè)通信鏈路在網(wǎng)絡(luò)部件之間傳遞協(xié)議數(shù)據(jù)單元，例如網(wǎng)際協(xié)議分組、以太網(wǎng)幀、數(shù)據(jù)單元、分段、或數(shù)據(jù)的比特/字節(jié)的其他邏輯關(guān)聯(lián)。特定協(xié)議數(shù)據(jù)單元可以由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)部件處理并且在它通過網(wǎng)絡(luò)在它的源和它的目的地之間傳播時(shí)跨越多個(gè)通信鏈路。
[0005]通信網(wǎng)絡(luò)上的各種網(wǎng)絡(luò)部件使用預(yù)定義規(guī)則集(在此稱為協(xié)議)彼此進(jìn)行通信。不同的協(xié)議被用于管理通信的不同方面，例如應(yīng)該如何形成信號(hào)以供在網(wǎng)絡(luò)部件之間傳輸，協(xié)議數(shù)據(jù)單元的特征應(yīng)該如何的各個(gè)方面，網(wǎng)絡(luò)部件應(yīng)該如何處理協(xié)議數(shù)據(jù)單元或如何通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行路由，以及應(yīng)該如何在網(wǎng)絡(luò)部件之間交換諸如路由信息之類的信息。
[0006]以太網(wǎng)是已經(jīng)被電氣與電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)定義為標(biāo)準(zhǔn)802.1的公知聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。在以太網(wǎng)架構(gòu)中，連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)在任何給定時(shí)間使用共享電信路徑的能力。在多個(gè)網(wǎng)橋或節(jié)點(diǎn)被用于互連網(wǎng)絡(luò)段的情況下，經(jīng)常存在到相同目的地的多個(gè)可能路徑。該架構(gòu)的好處是它提供網(wǎng)橋之間的路徑冗余，并且允許以附加鏈路的形式向網(wǎng)絡(luò)增加容量。然而，為了防止形成回路，通常使用生成樹來限制在網(wǎng)絡(luò)上廣播或擴(kuò)散(flood)業(yè)務(wù)的方式。生成樹的特性是在網(wǎng)絡(luò)中的任何目的地對(duì)之間僅僅存在一個(gè)路徑，因此通過監(jiān)視分組來自何處可以“獲悉(learn)”與給定生成樹相關(guān)聯(lián)的連接。然而，生成樹本身是限制性的，并且經(jīng)常引起生成樹上的鏈路的過度使用以及不屬于生成樹的鏈路的不使用。
[0007]為了克服實(shí)施生成樹的以太網(wǎng)中固有的一些限制，在2006年10月2日提交的、題為“Provider Link State Bridging”的申請(qǐng)?zhí)枮?1/537，775的申請(qǐng)中公開了鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。如在該申請(qǐng)中更詳細(xì)地描述的，不是利用在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處通過使用生成樹協(xié)議(STP)算法結(jié)合透明橋接而獲悉的網(wǎng)絡(luò)視圖，在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)中，形成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)橋交換鏈路狀態(tài)通告以使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞耐揭晥D。這是通過廣為熟知的鏈路狀態(tài)路由系統(tǒng)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的。網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)橋具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞耐揭晥D，知曉必要的單播和多播連接，能夠計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的任何網(wǎng)橋?qū)χg的最短路徑連接，并且能夠根據(jù)所計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)視圖來分別填充它們的轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(FIB)0
[0008]當(dāng)所有的節(jié)點(diǎn)都已經(jīng)計(jì)算了它們?cè)谕揭晥D中的角色并且填充了它們的FIB時(shí)，網(wǎng)絡(luò)將具有從對(duì)等網(wǎng)橋(無論什么原因需要到該網(wǎng)橋的通信的那些對(duì)等網(wǎng)橋)的集合到任何給定網(wǎng)橋的無回路的單播樹；以及對(duì)于從在該網(wǎng)橋主控(host)的每一服務(wù)實(shí)例而言從任何給定網(wǎng)橋到對(duì)等網(wǎng)橋集合或子集的全等且無回路的點(diǎn)到多點(diǎn)(p2mp)多播樹。結(jié)果是給定網(wǎng)橋?qū)χg的路徑不限制于通過生成樹的根網(wǎng)橋，并且整體結(jié)果能夠更好地利用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的連接的寬度(breadth)。實(shí)質(zhì)上每個(gè)網(wǎng)橋是一個(gè)或多個(gè)樹的根，所述一個(gè)或多個(gè)樹限定到該網(wǎng)橋的單播連接以及來自該網(wǎng)橋的多播連接。
[0009]當(dāng)客戶業(yè)務(wù)進(jìn)入提供商網(wǎng)絡(luò)時(shí)，客戶MAC地址(C-MAC DA)被解析成提供商MAC地址(B-MAC DA)，以使得提供商可以使用提供商MAC地址空間在提供商網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)。另夕卜，提供商網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)部件被配置成基于虛擬LAN ID (VID)來轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)以使得可以通過網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由不同的路徑來轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)往(addressed to)相同的目的地地址但是具有不同VID的不同幀。在操作中，鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)可以將一個(gè)VID范圍與最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)聯(lián)，以使得可以使用來自該范圍的VID來轉(zhuǎn)發(fā)單播和多播業(yè)務(wù)，并且可以在除了最短路徑之外的其他路徑上跨越網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建業(yè)務(wù)工程路徑，并且使用第二 VID范圍進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0010]圖1是鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)10的一部分的示例的功能塊圖。如圖1中所示，在本例中的網(wǎng)絡(luò)10包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)部件12，所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)部件12通過鏈路14互連。網(wǎng)絡(luò)部件12交換問候消息以獲悉其他網(wǎng)絡(luò)部件的鄰接性，并且交換鏈路狀態(tài)通告以使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠建立鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，所述鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫可以被用于計(jì)算入口和出口節(jié)點(diǎn)之間經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)的最短路徑。
[0011]鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的例子包括開放式最短路徑優(yōu)先(OSPF)和中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)(IS-1S)，不過其他鏈路狀態(tài)路由協(xié)議也可以被使用。IS-1S被描述于例如ISO 10589和IETF RFC 1195中，其內(nèi)容均通過引用合并于此。
[0012]除了設(shè)置最短路徑單播轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)還可以為網(wǎng)絡(luò)上的多播樹設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。在 2007 年 2 月 5 日提交的、題為“Multicast Implementat1n in a Link State ProtocolControlled Ethernet Network”，申請(qǐng)?zhí)枮?1/702,263的美國(guó)專利申請(qǐng)中更詳細(xì)地描述了在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)中實(shí)施多播的方式的一個(gè)例子，因此該申請(qǐng)的內(nèi)容通過引用合并于此。如在該申請(qǐng)中所描述的，鏈路狀態(tài)通告可以被用于通告多播組成員資格以使得在網(wǎng)絡(luò)上設(shè)置多播組的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。特別地，給定多播組中的每個(gè)源可以被分配目的地MAC地址(DA)，該目的地MAC地址(DA)被用于在網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)發(fā)幀。如果網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)確定它們?cè)趶亩嗖ピ吹侥康牡毓?jié)點(diǎn)之一的最短路徑上的話，則為源/組樹設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，所述目的地節(jié)點(diǎn)經(jīng)由鏈路狀態(tài)協(xié)議通告對(duì)多播組的“興趣”。
[0013]對(duì)多播的興趣可以基于諸如1-SID之類的共同興趣(community of interest)標(biāo)識(shí)符，以使得網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)將在它處于都已經(jīng)通告了對(duì)與多播組相關(guān)聯(lián)的共同興趣標(biāo)識(shí)符的興趣的源和目的地之間的最短路徑上時(shí)設(shè)置多播組的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。1-SID通常與802.1ah相關(guān)聯(lián)并且意味著附加的MAC首部(客戶源及目的地MAC地址)。然而，即使沒有使用C-MAC首部，1-SID也具有效用，因?yàn)?-SID值能夠標(biāo)識(shí)相互連接的特定實(shí)例中的參與者。然而，轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)基于與多播相關(guān)聯(lián)的多播DA和VID。
[0014]在操作中，網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以通告對(duì)特定1-SID的興趣。網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)跟蹤(keep track of)哪些節(jié)點(diǎn)已經(jīng)通告了對(duì)哪個(gè)1-SID的興趣并且將設(shè)置與1-SID相關(guān)聯(lián)的DA/VID對(duì)的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)-如果它們處于已經(jīng)通告了對(duì)特定1-SID的興趣的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑上。這允許在不需要在網(wǎng)絡(luò)上擴(kuò)散幀的情況下為共同興趣設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
[0015]鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)在鏈路層(第2層)操作。也就是說，入口節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建了可以被用于通過以太網(wǎng)交換幀(例如從節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)E)的MAC首部。諸如網(wǎng)際協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)之類的其他網(wǎng)絡(luò)在諸如第3層(網(wǎng)絡(luò)層)之類的較高層操作。IP網(wǎng)絡(luò)基于與IP分組相關(guān)聯(lián)的IP首部的IP地址來轉(zhuǎn)發(fā)分組。
[0016]圖2和3示出IP路由可以被用于在傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)發(fā)IP分組的兩種常見方式。在圖2中示出的例子中，網(wǎng)絡(luò)20互連網(wǎng)絡(luò)X和網(wǎng)絡(luò)Y。網(wǎng)絡(luò)20包括許多路由器22并且可以具有與圖1中示出的網(wǎng)絡(luò)類似的配置。在圖2和3中，已經(jīng)假設(shè)通過網(wǎng)絡(luò)20的路徑將經(jīng)由節(jié)點(diǎn)A、B、C、D、E。為了簡(jiǎn)化對(duì)網(wǎng)絡(luò)20的操作的說明，在圖2和3中沒有示出不在網(wǎng)絡(luò)X和Y之間的選定路徑上的路由器。
[0017]通常當(dāng)分組到達(dá)路由器22A時(shí)，路由器將基于分組中的IP地址來執(zhí)行IP查找并且確定IP網(wǎng)絡(luò)上分組的下一跳。路由器然后將把下一跳IP地址解析成第2層MAC地址并且創(chuàng)建分組的第2層MAC首部并且在鏈路24A上沿通向目的地的路徑將分組傳送到下一跳路由器。在本例中，路由器22A將添加目的地MAC地址(DA) =I并且源MAC地址(SA) =H的MAC首部。路由器22A然后將把分組轉(zhuǎn)發(fā)到通向路由器22B的鏈路上。
[0018]當(dāng)路由器22B接收到分組時(shí)，它將剝?nèi)AC首部并且對(duì)IP首部執(zhí)行查找。它然后將用新MAC首部來封裝分組，在本例中該新MAC首部具有DA=K并且SA=J。它然后將在鏈路24B上向其目的地轉(zhuǎn)發(fā)分組。該剝?nèi)ズ吞砑舆^程將在沿該路徑的每個(gè)路由器處執(zhí)行直到分組到達(dá)目的地網(wǎng)絡(luò)Y。因此，對(duì)于傳統(tǒng)的IP轉(zhuǎn)發(fā)，沿該路徑的每個(gè)路由器將剝?nèi)ネ獠康?02.3首部，執(zhí)行IP查找以路由分組，然后添加新802.3首部以通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)分組。該過程被逐跳重復(fù)，其中每個(gè)路由器剝?nèi)AC首部并且執(zhí)行IP查找以通過網(wǎng)絡(luò)路由分組。
[0019]圖3示出可以實(shí)施IP路由的另一方式。在圖3中示出的例子中，MPLS被用于減少在網(wǎng)絡(luò)中的各路由器處執(zhí)行的IP查找的次數(shù)。在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，多個(gè)標(biāo)簽交換路徑(LSP)將通過MPLS網(wǎng)絡(luò)來建立。通過網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建和確定LSP的特定方式是公知的。在圖3中示出的例子中，假設(shè)標(biāo)簽交換路徑包括節(jié)點(diǎn)A、B、C、D、E0當(dāng)分組到達(dá)邊緣路由器32A時(shí)，邊緣路由器32A將執(zhí)行IP查找以確定哪個(gè)標(biāo)簽應(yīng)該被用于把IP分組交換到通過MPLS網(wǎng)絡(luò)的LSP上以到達(dá)網(wǎng)絡(luò)Y。邊緣路由器32A然后將把該標(biāo)簽應(yīng)用于分組。邊緣路由器32A還將確定該路徑上分組的下一跳并且將MAC首部施加到分組以使得分組被轉(zhuǎn)發(fā)到該路徑上的下一跳(路由器32B)。
[0020]路由器22B將剝?nèi)ネ獠康腗AC首部并且讀取MPLS標(biāo)簽。當(dāng)通過網(wǎng)絡(luò)建立LSP時(shí)，標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議將已經(jīng)建立了標(biāo)簽100和標(biāo)簽210之間的關(guān)聯(lián)以用于特定IP轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類，以使得當(dāng)路由器32B接收到具有MPLS標(biāo)簽100的分組時(shí)，它將在添加新MAC首部并且轉(zhuǎn)發(fā)到出站接口之前用新MPLS標(biāo)簽210替換該標(biāo)簽。類似于圖2中的操作，在轉(zhuǎn)發(fā)分組之前，路由器32B將向分組添加新MAC首部，在這種情況下是SA=J，DA=K以將源MAC地址標(biāo)識(shí)為路由器32B上的MAC J并且將目的地MAC地址標(biāo)識(shí)為路由器32C上的MAC K。
[0021]MPLS因此允許在MPLS網(wǎng)絡(luò)的邊緣處執(zhí)行單一 IP路由查找，并且允許使用標(biāo)簽交換而非IP查找來通過MPLS網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)分組。執(zhí)行初始IP查找并且將標(biāo)簽分配給分組以將分組放在LSP上的邊緣路由器被稱為標(biāo)簽邊緣路由器。執(zhí)行標(biāo)簽交換的MPLS網(wǎng)絡(luò)上的中間路由器一般地稱為標(biāo)簽交換路由器(LSR)。通過在每跳處剝?nèi)AC首部之后交換標(biāo)簽來執(zhí)行MPLS網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)。MPLS轉(zhuǎn)發(fā)仍需要在網(wǎng)絡(luò)上的每跳處發(fā)生MAC首部剝?nèi)?當(dāng)以太網(wǎng)鏈路被使用時(shí))，需要每個(gè)LSR執(zhí)行標(biāo)簽查找和標(biāo)簽交換，并且需要每個(gè)LSR隨后添加另一MAC首部以沿LSP將分組遞送到下一個(gè)LSR。該過程需要在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上更多處理和智能，從而導(dǎo)致昂貴的解決方案。另外，為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，該路徑必須最初被建立，其本身就是一個(gè)需要做很多計(jì)算的過程。
[0022]IP網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議通常由下層網(wǎng)絡(luò)支持，例如以太網(wǎng)。因此，當(dāng)路由器傳送網(wǎng)絡(luò)層分組時(shí)，它將在于網(wǎng)絡(luò)上傳送分組之前向分組施加諸如以太網(wǎng)MAC首部之類的下層協(xié)議首部。MAC首部被用在鏈路層以通過第2層網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)分組，所述第2層網(wǎng)絡(luò)提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的支持。因此，將會(huì)有利的是使得鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)能夠也集成對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的支持。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]本發(fā)明的各方面在所附權(quán)利要求中詳細(xì)指出。通過舉例在以下附圖中說明本發(fā)明，其中類似的附圖標(biāo)記指示類似的元素。以下附圖僅出于說明目的而公開了本發(fā)明的各種實(shí)施例并且不意在限制本發(fā)明的范圍。為了清楚起見，可能不是每個(gè)組件都在每幅圖中標(biāo)記。在附圖中:
圖1是可以被用于實(shí)施鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的功能框圖；
圖2和3是示出實(shí)施IP網(wǎng)絡(luò)中的IP路由的兩種方式的功能框圖；
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)的IP分組流的功能框圖；
圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)的入口節(jié)點(diǎn)處執(zhí)行的處理IP信息的過程的流程圖；
圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)的中間節(jié)點(diǎn)或邊緣節(jié)點(diǎn)處執(zhí)行的處理IP信息的過程的流程圖；
圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在接收到IP分組時(shí)在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)的入口節(jié)點(diǎn)處執(zhí)行的過程的流程圖；
圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在接收到IP分組時(shí)在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)的出口節(jié)點(diǎn)處執(zhí)行的過程的流程圖；
圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的被配置成用于鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)部件的可能實(shí)施方式的示意性表示；
圖10提供了可能的部件組合的參考圖；和
圖11示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的L2/L3混合網(wǎng)絡(luò)的組件的功能分解。

【具體實(shí)施方式】
[0024]鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)實(shí)施諸如中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)(I S-1S )之類的鏈路狀態(tài)路由協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)從IS-1S鏈路狀態(tài)通告(LSA)(也稱為鏈路狀態(tài)分組)獲悉鄰接性，并且計(jì)算網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑。每個(gè)參與節(jié)點(diǎn)填充其轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(FIB)以構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)上每對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的單播轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。業(yè)務(wù)工程路徑也可以被構(gòu)造并且TE路徑的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)被設(shè)置到網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的FIB中。
[0025]IS-1S允許在獨(dú)立于特定網(wǎng)絡(luò)部件中使用的交換或轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的情況下交換拓?fù)湫畔⒁约暗?層和第3層地址與特定網(wǎng)絡(luò)位置和接口的綁定。這促進(jìn)了以下兩方面，第一是IS-1S計(jì)算所考慮的拓?fù)漕愃频鬲?dú)立于所采用的實(shí)際交換或轉(zhuǎn)發(fā)，其次公共IS-1S域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造可以是諸如以太網(wǎng)和MPLS之類的交換技術(shù)的連接，IPv4或IPv6。路由系統(tǒng)可以確定通過網(wǎng)絡(luò)的、經(jīng)過多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)范例的最短路徑。結(jié)果是具有路由域(參與路由協(xié)議的實(shí)例的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的集合)的系統(tǒng)，所述路由域可以包含一個(gè)或多個(gè)以太網(wǎng)交換域。一種退化情況是路由域和交換域的完全一致，另一情況是在路由域中的所有節(jié)點(diǎn)在第3層執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)并且以太網(wǎng)僅僅被用作鏈路技術(shù)的情況下的當(dāng)前狀態(tài)狀況(quo )。
[0026]鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)虛擬化LAN連接并且將虛擬LAN實(shí)例與802.1ah1-SID相關(guān)聯(lián)。大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)層路由系統(tǒng)和協(xié)議套已經(jīng)將LAN段確認(rèn)為拓?fù)湓?，因此有利的是在將虛擬LAN段與網(wǎng)絡(luò)層集成時(shí)、在最需要的行為被良好理解時(shí)保持該比喻。LAN段作為子網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)頻繁地出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)層，以使得與由LAN段連接的節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)層地址的集合能夠被聚合到在IP世界中稱為前綴的單個(gè)通告中。
[0027]交換域可以實(shí)施一個(gè)或多個(gè)虛擬LAN段。因此，為了在網(wǎng)絡(luò)層構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)，需要一種互連虛擬LAN段的機(jī)制。附著于交換域的節(jié)點(diǎn)可以被配置成實(shí)施網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)并且使用在所接收分組中的網(wǎng)絡(luò)層信息來在虛擬LAN段之間轉(zhuǎn)發(fā)分組。轉(zhuǎn)發(fā)部件此后將被稱為“虛擬轉(zhuǎn)發(fā)部件”或VFE。
[0028]交換域可以通過專門執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備來互連。常見的例示是路由器。有必要增加IS-1S以傳達(dá)交換域范圍的附加知識(shí)，以使得在交換域和路由域不一致時(shí)能夠解析交換域的正確出口。這采用關(guān)于節(jié)點(diǎn)是否提供L2轉(zhuǎn)接(transit)以及鏈路是否是以太網(wǎng)的知識(shí)的形式。這些是存在于網(wǎng)絡(luò)層路由世界中的構(gòu)思的直接擴(kuò)展(例如用以指定所支持的服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)層端口 ID (PID)或指示節(jié)點(diǎn)是否提供轉(zhuǎn)接的過載位)。
[0029]類似于IP世界中使用無數(shù)的(unnumbered)鏈路來減少地址消耗的方式，有利的是考慮明確存在的用于互連多個(gè)VFE并且因此不需要端系統(tǒng)尋址的虛擬LAN段的構(gòu)思。這種性質(zhì)的LAN段在此將被稱為“轉(zhuǎn)接1-SID”，并且虛擬LAN段的尋址版本在此將被稱為UNI1-SID0甚至可以考慮使用多個(gè)轉(zhuǎn)接1-SID的級(jí)聯(lián)而構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)，然而額外的復(fù)雜度并沒有帶來額外的效用，因此本公開的其余部分將僅僅考慮單個(gè)轉(zhuǎn)接1-SID作為VFE集合之間的互連。
[0030]轉(zhuǎn)接1-SID的附加功效是L2/L3集成的整體狀態(tài)量能夠在網(wǎng)絡(luò)中的VFE集合之間劃分。與VFE相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)量是與經(jīng)由VFE直接連接的UNI 1-SID集合相關(guān)聯(lián)的L2和L3狀態(tài)的總和。這通常采用端系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層尋址和網(wǎng)絡(luò)層到以太網(wǎng)MAC綁定這二者的形式。通過使用轉(zhuǎn)接1-SID在VFE之間劃分狀態(tài)允許VFE僅具有與公共轉(zhuǎn)接1-SID相關(guān)聯(lián)的端口和UNI 1-SID的網(wǎng)絡(luò)層信息的知識(shí)。
[0031]類似地對(duì)L2/L3混合網(wǎng)絡(luò)的訪問不要求經(jīng)由虛擬LAN段。物理LAN段或物理點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接也是對(duì)混合網(wǎng)絡(luò)的有效附著。物理LAN段將類似地被標(biāo)識(shí)為具有空1-SID的UNI，而點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接情況將被稱為UNI端口。
[0032]當(dāng)路由域中的節(jié)點(diǎn)確定網(wǎng)絡(luò)層地址或前綴在路由域外部可以經(jīng)由其本身而得到時(shí)，它將把網(wǎng)絡(luò)層信息包含到其鏈路狀態(tài)通告中。這可以是以下的結(jié)果，利用該知識(shí)或通過發(fā)現(xiàn)機(jī)制進(jìn)行配置。網(wǎng)絡(luò)層信息將與UNI 1-SID、UNI端口(用于直接將端系統(tǒng)連接到交換域)之一相關(guān)聯(lián)或與諸如路由器之類的網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)器(在此用于描述被用來附著未直接連接到交換域的端系統(tǒng)的實(shí)體)相關(guān)聯(lián)。
[0033]路由域所包含的交換域中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)將把該網(wǎng)絡(luò)層前綴添加到其鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。實(shí)施交換域內(nèi)的VFE的節(jié)點(diǎn)將使用該信息來正確地填充其FIB，以使得當(dāng)分組到達(dá)VFE時(shí)，VFE可以讀取網(wǎng)絡(luò)層地址并且確定適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)動(dòng)作以繼續(xù)在通向路由域中的網(wǎng)絡(luò)層目的地的最短路徑上轉(zhuǎn)發(fā)分組。
[0034]在多播環(huán)境中，交換域中的節(jié)點(diǎn)可以被配置成設(shè)置網(wǎng)絡(luò)層多播組的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)-如果它們?cè)谝呀?jīng)通告了對(duì)相同網(wǎng)絡(luò)層多播組地址的興趣的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑上。網(wǎng)絡(luò)層多播信息元素，諸如類型長(zhǎng)度值元組(TLV)可以被添加到IS-1S以使得鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)能夠在鏈路狀態(tài)通告中通告對(duì)IP多播的興趣。類似地，可以采用網(wǎng)絡(luò)層多播到1-SID值的算法或管理轉(zhuǎn)換，以使得現(xiàn)有鏈路狀態(tài)橋接添加/移動(dòng)/改變過程也將處理通過給定交換域的多播路由。當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)布包含IP多播地址的鏈路狀態(tài)通告時(shí)，節(jié)點(diǎn)將更新其鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫以指示多播組成員資格。節(jié)點(diǎn)還將確定它們是否是IP多播源和通告對(duì)IP多播的興趣的節(jié)點(diǎn)(目的地或組節(jié)點(diǎn))之間的路徑上的中間節(jié)點(diǎn)。倘若如此，中間節(jié)點(diǎn)將設(shè)置與IP多播組相關(guān)聯(lián)的多播DA的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)以使得鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)可以提供用于IP多播的傳輸服務(wù)。
[0035]當(dāng)在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)的入口處接收到IP多播分組時(shí)，入口節(jié)點(diǎn)執(zhí)行IP查找以確定將用于鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)上的多播DA，并且為將用于承載IP分組的幀構(gòu)造MAC首部。幀然后被輸出，其中多播首部被中間節(jié)點(diǎn)(使用為該多播DA設(shè)置的FIB狀態(tài))轉(zhuǎn)發(fā)到已經(jīng)通告了對(duì)IP多播的興趣的節(jié)點(diǎn)。
[0036]通過將網(wǎng)絡(luò)層路由束縛于鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)，可以通過鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)端對(duì)端地載送IP服務(wù)，而不需要附加信令為用于IP路由所需的單播或多播交換路徑建立路徑。這允許為網(wǎng)絡(luò)層路由創(chuàng)建鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)捷徑，以使得L3轉(zhuǎn)發(fā)可以被映射到通過鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)域的L2交換。
[0037]可能的是在交換域中以及在交換域外部的公共接口上同時(shí)支持多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。關(guān)于多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(例如IPv4和IPv6)的信息可以經(jīng)由鏈路狀態(tài)路由協(xié)議來載送并且VFE可以將多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層合并到FIB中以使得在路由域所支持的網(wǎng)絡(luò)層上接收的任何分組可以被正確地解析。
[0038]鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)能夠被用于通過使網(wǎng)絡(luò)中的交換域的入口節(jié)點(diǎn)將網(wǎng)絡(luò)層地址映射到通過鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)的路徑來實(shí)施網(wǎng)絡(luò)層路由和轉(zhuǎn)發(fā)。圖4示出在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)被配置成將IP地址映射到鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)中的端點(diǎn)以太網(wǎng)MAC地址的情況下可以如何實(shí)施IP轉(zhuǎn)發(fā)的一個(gè)例子。與使用IS-1S來通告網(wǎng)絡(luò)層地址相關(guān)聯(lián)的附加信息被公開如下。
[0039]通告網(wǎng)絡(luò)層地址允許入口節(jié)點(diǎn)12A確定何時(shí)接收到網(wǎng)絡(luò)層分組，網(wǎng)絡(luò)上的哪個(gè)其他鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)能夠得到該網(wǎng)絡(luò)層地址。鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)隨后創(chuàng)建MAC首部，所述MAC首部被用于在網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)層分組。在這種情況下，MAC地址是退出節(jié)點(diǎn)(圖4中所示的例子中的路由器E)的節(jié)點(diǎn)MAC。因?yàn)橹虚g節(jié)點(diǎn)已經(jīng)設(shè)置了最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)以允許它們沿該最短路徑將發(fā)往節(jié)點(diǎn)MAC E的分組轉(zhuǎn)發(fā)到該節(jié)點(diǎn)，所以中間節(jié)點(diǎn)B、C和D只是在它們的轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(FIB)中執(zhí)行MAC查找并且將分組轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上的正確目的地。不要求中間節(jié)點(diǎn)在沿該路徑的每跳處剝?nèi)AC首部并且創(chuàng)建新MAC首部。因此，鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)路徑可以被用于通過鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)。
[0040]當(dāng)路由域中的節(jié)點(diǎn)獲悉網(wǎng)絡(luò)層地址或前綴時(shí)，它將在IS-1S鏈路狀態(tài)通告中通告該地址。交換域中的節(jié)點(diǎn)將該地址存儲(chǔ)為鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中的屬性，所述鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫包含通常使用鏈路狀態(tài)通告?zhèn)魉偷钠渌酚尚畔?，例如?jié)點(diǎn)鄰接性、1-SID以及可以使用LSA傳送的其他信息。因?yàn)樗泄?jié)點(diǎn)都知道網(wǎng)絡(luò)地址或前綴在何處附著于網(wǎng)絡(luò)，所以節(jié)點(diǎn)可以選擇正確的出口 MAC地址以到達(dá)特定節(jié)點(diǎn)。另外，節(jié)點(diǎn)能夠設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)以在網(wǎng)絡(luò)上在通告對(duì)相同的網(wǎng)絡(luò)地址的興趣的節(jié)點(diǎn)之間建立連接。
[0041]網(wǎng)絡(luò)層前綴可以與虛擬或物理LAN段相關(guān)聯(lián)。這些被標(biāo)識(shí)為路由系統(tǒng)中的1-SID，因此前綴與1-SID的明確關(guān)聯(lián)存在于路由數(shù)據(jù)庫中。在交換域內(nèi)不存在對(duì)哪些物理或虛擬入端口與1-SID相關(guān)聯(lián)的限制，因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)將僅集中于VFE互連哪些1-SID。B-MAC交換可以被用于使用在交換域的邊緣處的單一 IP查找和L3/L2解析步驟以及MAC首部的創(chuàng)建通過交換域來傳輸單播IP業(yè)務(wù)，所述MAC首部將通過網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)絡(luò)分組從交換域傳輸?shù)匠隹诠?jié)點(diǎn)。這允許查找和解析發(fā)生一次，而在不需要在通過交換域的每跳處替換MAC首部的情況下允許更高效且網(wǎng)絡(luò)層獨(dú)立的交換與分組的轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)合地發(fā)生。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)中交換網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞穆酚蓞f(xié)議(如IS-1S)被用于在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸網(wǎng)絡(luò)層地址。這允許所有節(jié)點(diǎn)獲悉經(jīng)由路由域上的每個(gè)其他節(jié)點(diǎn)能夠達(dá)到哪些網(wǎng)絡(luò)層尋址的端系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)層地址可以被節(jié)點(diǎn)的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫所共享，并且被用于識(shí)別多播拓?fù)湟约斑€確定L2和L3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲g的關(guān)聯(lián)。
[0043]當(dāng)分組到達(dá)VFE時(shí)-或者從本地交換域外部,或者從載送標(biāo)識(shí)VFE的B-MAC的域內(nèi)部，VFE將執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)層路由查找以確定針對(duì)分組的適當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)作。這可以是以下之一:
I)當(dāng)最短路徑直接離開(i_ediately egress)本地交換域時(shí),將分組轉(zhuǎn)發(fā)到直接連接的網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)器。
[0044]2)將分組轉(zhuǎn)發(fā)到UNI 1-SID0這將需要把分組從VFE傳到虛擬網(wǎng)橋，所述虛擬網(wǎng)橋?qū)榫W(wǎng)絡(luò)層確定正確的C-MAC并且將它解析成適當(dāng)?shù)腂-MAC以到達(dá)交換域的出口。
[0045]3)將分組轉(zhuǎn)發(fā)到交換域中的對(duì)等VFE。這包含解析對(duì)等VFE節(jié)點(diǎn)的MAC并且適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)發(fā)分組。
[0046]4)將分組轉(zhuǎn)發(fā)到UNI端口。
[0047]對(duì)分組的正常網(wǎng)絡(luò)層處理作為VFE轉(zhuǎn)發(fā)過程的一部分來執(zhí)行，例如通過遞減IPv4或IPv6生存時(shí)間(TTL)計(jì)數(shù)器。
[0048]對(duì)于在交換域內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)的分組，VFE然后將構(gòu)造如圖4中所示的分組的MAC首部以通過交換域?qū)⒎纸M轉(zhuǎn)發(fā)到出口節(jié)點(diǎn)。特別地，邊緣節(jié)點(diǎn)將確定MAC首部，該MAC首部可以用于通過鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)將分組交換到網(wǎng)絡(luò)上的目的地節(jié)點(diǎn)。分組然后可以被輸出到交換域上以使分組被轉(zhuǎn)發(fā)到目的地節(jié)點(diǎn)。因?yàn)殒溌窢顟B(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)被設(shè)計(jì)成使用先前填充到轉(zhuǎn)發(fā)信息庫中的信息根據(jù)MAC目的地地址和VLAN ID (DA/VID)來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，所以網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)將通過鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)把網(wǎng)絡(luò)層分組轉(zhuǎn)發(fā)到邊緣節(jié)點(diǎn)E，而不需要在每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)處改變外部MAC首部。
[0049]因此以太網(wǎng)交換可以被用于實(shí)施網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)，在分組到達(dá)交換域中的VFE時(shí)可以借助所述網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)分組執(zhí)行單一網(wǎng)絡(luò)層查找。網(wǎng)絡(luò)地址可以被映射到MAC首部，所述MAC首部能夠被用于通過交換域傳輸分組，而不需要在分組越過交換域時(shí)實(shí)施進(jìn)一步的網(wǎng)絡(luò)層查找操作。因此，它能夠獲得MPLS的以下好處:MPLS還不需要網(wǎng)絡(luò)層查找但以鏈路而不是子網(wǎng)絡(luò)的粒度來實(shí)施以太網(wǎng)交換域。然而，使用鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)來轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)層業(yè)務(wù)相比MPLS具有進(jìn)一步優(yōu)勢(shì):它不需要在中間節(jié)點(diǎn)處剝?nèi)AC首部也不需要添加標(biāo)簽，所述標(biāo)簽被添加以模擬交換行為。更確切地，相同的MAC首部可以被用于在分組越過網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)時(shí)通過多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)交換分組。
[0050]圖5-8示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例由圖4的交換域上的節(jié)點(diǎn)實(shí)施的部分過程，所述過程使網(wǎng)絡(luò)能夠轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)層幀。如圖5所示，當(dāng)邊緣節(jié)點(diǎn)獲悉網(wǎng)絡(luò)層地址(50)時(shí)，它將把該地址添加到其鏈路狀態(tài)通告網(wǎng)絡(luò)層地址。LSA可以具有類型長(zhǎng)度值(TLV)，該類型長(zhǎng)度值將其指定為包含諸如IPv4或IPv6地址之類的網(wǎng)絡(luò)層地址。然后將在網(wǎng)絡(luò)上傳送LSA (52)以使邊緣節(jié)點(diǎn)能夠通告網(wǎng)絡(luò)層地址的知識(shí)。注意在這點(diǎn)上IS-1S LSA被配置成載送網(wǎng)絡(luò)層地址。該本地容量可以結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例使用，并且然后可以以新穎方式使用網(wǎng)絡(luò)層地址以使網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)能夠通過使用交換域上的節(jié)點(diǎn)的FIB的預(yù)設(shè)置最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)而發(fā)生。
[0051]在多播環(huán)境中，邊緣節(jié)點(diǎn)可以形成多播網(wǎng)絡(luò)層地址和將與網(wǎng)絡(luò)層多播相關(guān)聯(lián)的1-SID之間的綁定或者使用本地裝置來得到以太網(wǎng)組地址以用于轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)層多播中的成員資格可以由感興趣的節(jié)點(diǎn)使用例如因特網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP)或另一組管理協(xié)議來通告。當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到來自所附著路由器的IGMP消息時(shí)，一種有用的技術(shù)是將IGMP消息解析成與IP多播相關(guān)聯(lián)的1-SID并且生成包含網(wǎng)絡(luò)層多播地址的鏈路狀態(tài)通告，其然后將在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)上被傳送。該節(jié)點(diǎn)然后被添加到多播組并且連接被構(gòu)造為正常操作部分。
[0052]如圖6所示，當(dāng)路由域中的節(jié)點(diǎn)接收到LSA (60)時(shí)，它將更新其鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫以將網(wǎng)絡(luò)層地址與發(fā)布了 LSA的節(jié)點(diǎn)的ID相關(guān)聯(lián)。交換域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)還將用與網(wǎng)絡(luò)層地址相關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)MAC地址來更新其鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(62)。如果網(wǎng)絡(luò)層地址是網(wǎng)絡(luò)層多播地址
(64)，則節(jié)點(diǎn)還將確定它是否在已經(jīng)通告了對(duì)相同網(wǎng)絡(luò)層多播的興趣的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑上(66)。倘若如此，節(jié)點(diǎn)將把轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)設(shè)置到其FIB中以用于與網(wǎng)絡(luò)層多播地址相關(guān)聯(lián)的DA/VID。網(wǎng)絡(luò)層多播成員資格通常使用諸如IGMP之類的協(xié)議來實(shí)施。在邊緣節(jié)點(diǎn)接收到來自所附著網(wǎng)絡(luò)的IGMP消息時(shí)，鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)可以如上文結(jié)合圖5所描述的那樣創(chuàng)建LSA以通告在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)層多播成員資格的改變。當(dāng)然，也可以以正常方式來傳送IGMP消息。包含網(wǎng)絡(luò)層地址的LSA允許鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)中建立多播轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)以沿通過網(wǎng)絡(luò)的最短路徑實(shí)施網(wǎng)絡(luò)層多播。
[0053]如圖7所示，當(dāng)VFE接收到網(wǎng)絡(luò)層分組時(shí)(70)，它將確定分組是否是單播網(wǎng)絡(luò)層分組并且倘若如此，則執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)層查找以確定分組的正確轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)作(72)。當(dāng)將在交換域內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)，所查找的MAC地址將是綁定于下一跳網(wǎng)絡(luò)層地址的MAC地址(52)。如果分組是多播網(wǎng)絡(luò)層分組，則入口邊緣節(jié)點(diǎn)將執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)層查找以確定與網(wǎng)絡(luò)層組地址相關(guān)聯(lián)的以太網(wǎng)組地址，并且使用該信息來創(chuàng)建具有多播DA/VID的MAC首部，所述多播DA/VID被用于該多播組(74)。這允許在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)上通過多播樹來轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)層多播，所述多播樹是為了供相關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層多播組的源使用而已創(chuàng)建好的，所述相關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層多播組將該入口轉(zhuǎn)接到本地交換域。
[0054]現(xiàn)在參考圖8，當(dāng)在出口節(jié)點(diǎn)處接收到幀時(shí)(80)，出口節(jié)點(diǎn)將剝?nèi)AC首部，因?yàn)樗炎约阂暈槟康牡?82)并且讀取與分組相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)層地址。出口節(jié)點(diǎn)然后可以基于網(wǎng)絡(luò)層地址向其預(yù)期目的地轉(zhuǎn)發(fā)分組(84)。關(guān)于出口節(jié)點(diǎn)可以如何操作以經(jīng)由虛擬轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)體(VFE)轉(zhuǎn)發(fā)分組的附加信息在下文結(jié)合圖10和11來描述。
[0055]圖9是被配置成在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)中使用的網(wǎng)絡(luò)部件12的可能實(shí)施方式的示意性表示。網(wǎng)絡(luò)部件12包括路由系統(tǒng)模塊80，所述路由系統(tǒng)模塊80被配置成使用鏈路狀態(tài)路由協(xié)議就網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c網(wǎng)絡(luò)10中的對(duì)等體12交換包含路由及其他信息的控制消息。路由系統(tǒng)80所接收的信息可以被存儲(chǔ)在鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫90中或者以另一方式存儲(chǔ)。如上所述，信息的交換允許網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞耐揭晥D，其然后允許路由系統(tǒng)模塊80計(jì)算到網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)的最短路徑。路由系統(tǒng)80所計(jì)算的最短路徑將被編程到FIB 82中，所述FIB 82被填充以適當(dāng)條目以用于基于所計(jì)算的最短路徑、多播樹、業(yè)務(wù)工程路徑條目并且基于其他條目來通過網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)業(yè)務(wù)。
[0056]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，路由系統(tǒng)80可以交換包含網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)性信息的路由更新。網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)所知的網(wǎng)絡(luò)層地址將被存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)部件12上的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫90中以允許入口節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)層分組到達(dá)時(shí)選擇鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)上的正確出口節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)層地址的知識(shí)還可以允許在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)施多播轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)從而允許由網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)通過使節(jié)點(diǎn)設(shè)置對(duì)相同的IP多播感興趣的節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)來處理網(wǎng)絡(luò)層多播。
[0057]網(wǎng)絡(luò)部件12還可以包括一個(gè)或多個(gè)其他模塊，諸如反向路徑轉(zhuǎn)發(fā)檢查(RPFC)模塊84，其可以被用于處理輸入幀并且在FIB 82中執(zhí)行查找以確定其上接收到幀的端口是否與在FIB 82中為特定源MAC所標(biāo)識(shí)的端口相符。在輸入端口與FIB中所標(biāo)識(shí)的正確端口不相符的情況下，RPFC模塊可以使消息被丟棄。
[0058]如果幀通過RPFC 84模塊，則目的地查找86模塊根據(jù)FIB 82確定應(yīng)該在其上轉(zhuǎn)發(fā)幀的一個(gè)或多個(gè)端口。如果FIB不具有用于DA/VID的條目，則幀被丟棄。
[0059]還應(yīng)該理解的是，所描述的模塊僅僅用于說明目的并且可以通過組合或分布本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的節(jié)點(diǎn)的模塊間的功能來實(shí)施。
[0060]圖10是示出若干種可能的部件組合的參考圖。如圖10所示，交換機(jī)100和路由器102可以連接到虛擬轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)體VFE 104。轉(zhuǎn)接1-SID 106是沒有地址并且用于互連多個(gè)VFE(特別地為與1-SID相關(guān)聯(lián)的相互連接的實(shí)例中的參與者服務(wù)的VFE的集合)的LAN段。轉(zhuǎn)接1-SID能夠互連任意數(shù)量的VFE，并且在圖10中僅示出了單個(gè)示例轉(zhuǎn)接1-SID。
[0061]如圖10中所示，交換機(jī)100或路由器102可以經(jīng)由UNI端口連接到VFE。VFE然后可以通過非尋址的(unaddressed)轉(zhuǎn)接1-SID連接到其他VFE?？商鎿Q地,交換機(jī)可以連接到通向VFE的尋址虛擬鏈路，其在此被稱為UNI 1-SID0 UNI 1-SID可以連接到VFE，所述VFE經(jīng)由轉(zhuǎn)接1-SID而互連或否則彼此不連接。
[0062]還可能的是實(shí)施轉(zhuǎn)接1-SID以經(jīng)由交換網(wǎng)絡(luò)中的非尋址的鏈路互連VFE。因此，存在許多可能性并且可以以許多方式使用VFE來在網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)發(fā)分組。
[0063]轉(zhuǎn)接1-SID的一個(gè)特征是L2/L3集成的總狀態(tài)量能夠在網(wǎng)絡(luò)中的VFE的集合之間劃分。與VFE相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)量是與經(jīng)由VFE直接連接的UNI 1-SID集合相關(guān)聯(lián)的L2和L3狀態(tài)的總和。這通常采用端系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層尋址和網(wǎng)絡(luò)層到以太網(wǎng)MAC綁定這二者的形式。通過使用轉(zhuǎn)接1-SID在VFE之間劃分狀態(tài)允許VFE僅具有與公共轉(zhuǎn)接1-SID相關(guān)聯(lián)的端口和UNI 1-SID的網(wǎng)絡(luò)層信息的知識(shí)。
[0064]類似地對(duì)L2/L3混合網(wǎng)絡(luò)的訪問不要求經(jīng)由虛擬LAN段。物理LAN段或物理點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接也是對(duì)混合網(wǎng)絡(luò)的有效附著。物理LAN段將類似地被標(biāo)識(shí)為具有空1-SID的UNI，而點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接情況將被稱為UNI端口。
[0065]圖11示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的L2/L3混合網(wǎng)絡(luò)的組件的功能分解。如圖11中所示，L2/L3混合網(wǎng)絡(luò)包括路由域130和交換域150。網(wǎng)絡(luò)層130包括網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)器132，其被互連在交換域中的虛擬轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)體152和端系統(tǒng)170之間。
[0066]在交換域內(nèi)，虛擬轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)體152連接到物理UNI端口 154，到其他VFE(UNI 1-SID)156的尋址的虛擬LAN段，以及到其他VFE (轉(zhuǎn)接1-SID) 158的非尋址的虛擬LAN段。UNI端口 154連接到網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)器132以允許VFE 152將分組轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)器。尋址的虛擬LAN段(UNI 1-SID)156與虛擬網(wǎng)橋160和物理LAN 162相關(guān)聯(lián)，并且允許分組在交換域內(nèi)被交換到網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)器132或端系統(tǒng)170。轉(zhuǎn)接1-SID允許在VFE和虛擬網(wǎng)橋164之間轉(zhuǎn)發(fā)分組。
[0067]當(dāng)路由域中的節(jié)點(diǎn)確定網(wǎng)絡(luò)層地址或前綴在路由域外部可以經(jīng)由其本身而得到時(shí)，它將把網(wǎng)絡(luò)層信息包含到其鏈路狀態(tài)通告中。這可以是以下結(jié)果:利用該知識(shí)或通過發(fā)現(xiàn)機(jī)制進(jìn)行配置。網(wǎng)絡(luò)層信息將與UNI 1-SID、UNI端口(直接將端系統(tǒng)連接到交換域的有效裝置)相關(guān)聯(lián)或與網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)器(其用來附著未直接連接到交換域的端系統(tǒng))相關(guān)聯(lián)。
[0068]路由域所包含的交換域中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)將把該網(wǎng)絡(luò)層前綴添加到其鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。實(shí)施交換域內(nèi)的VFE的節(jié)點(diǎn)將使用該信息來正確地填充其FIB，以使得當(dāng)分組到達(dá)VFE時(shí)，VFE可以讀取網(wǎng)絡(luò)層地址并且確定適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)動(dòng)作以繼續(xù)在通向路由域中的網(wǎng)絡(luò)層目的地的最短路徑上轉(zhuǎn)發(fā)分組。
[0069]通過將網(wǎng)絡(luò)層路由束縛于鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)，可以在通過鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)端對(duì)端地載送IP服務(wù)，而不需額外的信令用于為IP路由所需的單播或多播路由建立路徑。這允許為網(wǎng)絡(luò)層路由創(chuàng)建鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)捷徑，以使得L3轉(zhuǎn)發(fā)可以被精減成(condense to)通過鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)域的L2交換。
[0070]可能的是在交換域中以及在交換域外部的公共接口上同時(shí)支持多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。關(guān)于多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(例如IPv4和IPv6)的信息可以經(jīng)由鏈路狀態(tài)路由協(xié)議來載送并且VFE可以將多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層合并到FIB中以使得在路由域所支持的網(wǎng)絡(luò)層上接收的任何分組可以被正確地解析。
[0071]上面描述的功能可以被實(shí)現(xiàn)為在計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的并且在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上的一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的程序指令集。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)很明顯的是，在此所描述的所有邏輯能夠使用分立組件、諸如專用集成電路(ASIC)之類的集成電路、與諸如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或微處理器之類的可編程邏輯設(shè)備結(jié)合使用的可編程邏輯、狀態(tài)機(jī)或包括其任何組合的任何其他設(shè)備來實(shí)現(xiàn)?？删幊踢壿嬆軌虮慌R時(shí)地或永久地固定在諸如只讀存儲(chǔ)器芯片、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器、磁盤或其他存儲(chǔ)介質(zhì)之類的有形介質(zhì)中。所有這樣的實(shí)施例都意在落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0072]應(yīng)該理解的是，可以在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)對(duì)在附圖中示出的并且在說明書中描述的實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改。因此，意圖是以上描述中所包含的和在附圖中所示出的所有要素都以說明性的意義而非限制性的意義來解釋。本發(fā)明僅如以下權(quán)利要求及其等同物中所限定的那樣來限制。
【權(quán)利要求】
1.一種在運(yùn)行在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)中設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的方法，所述方法包括以下步驟: 由運(yùn)行在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)中的第一節(jié)點(diǎn)接收鏈路狀態(tài)通告(LSA)，所述鏈路狀態(tài)通告(LSA)包含鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)中的第二節(jié)點(diǎn)可達(dá)的網(wǎng)絡(luò)層地址，其中第一和第二節(jié)點(diǎn)之間的路徑包括鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)中的多個(gè)鏈路； 更新路由表以指示鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)中的第二節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)MAC節(jié)點(diǎn)ID和網(wǎng)絡(luò)層地址之間的關(guān)聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括更新第一節(jié)點(diǎn)中的轉(zhuǎn)發(fā)表?xiàng)l目以使第一節(jié)點(diǎn)能夠?yàn)榘l(fā)往網(wǎng)絡(luò)層地址的分組創(chuàng)建MAC首部，所述MAC首部包括與鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)上的第二節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的目的地MAC地址。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟:接收發(fā)往網(wǎng)絡(luò)層地址的分組，創(chuàng)建MAC首部，以及在鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)上轉(zhuǎn)發(fā)分組。
4.如權(quán)利要求1所述的方法,其中網(wǎng)絡(luò)層地址是IPv4或IPv6網(wǎng)絡(luò)層地址。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中網(wǎng)絡(luò)層地址參考虛擬化的子網(wǎng)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中虛擬化的子網(wǎng)從鏈路狀態(tài)協(xié)議控制的以太網(wǎng)的拓?fù)涿撾x。
【文檔編號(hào)】H04L29/12GK104079481SQ201410364970
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2007年12月31日
【發(fā)明者】P.昂貝哈根, D.艾倫, N.布拉格 申請(qǐng)人:北方電訊網(wǎng)絡(luò)有限公司