基于SDN的MAC-in-MAC报文传输方法及系统的制作方法_3

文档序号:9435936阅读:来源:国知局
;MAC-in-MAC封装的过程包括:匹配原始报文的目的MAC地址和源MAC地址,追 加B-SA,B-DA和B-VLAN;或者BEB设备将来自PBBN的MAC-in-MAC报文进行解封装,并转 发到用户网络中,解封装的过程包括:匹配B-SA和B-DA,剥离B-SA,B-DA和B-VLAN,还原成 原始报文。
[0052] 图3所不的交换机系统中,BCB(BackboneCoreBridge,骨干网核心网桥)设备 是PBBN的核心设备,负责按照B-MAC和B-VLAN转发MAC-in-MAC报文(流表需匹配B-SA 和B-DA,进行转发)。BCB设备只需要转发报文和学习骨干网中的MAC地址(需上报给控制 器),不需要学习用户网络中大量的MAC地址。
[0053] 本发明支持VLAN接入和Ethernet接入两种。VLAN接入:用户(CE)发送给BEB 交换机或BEB交换机发送给用户(CE)的以太网帧头带有一个VLANTAG,该TAG是一个服 务提供商网络为了区分用户而压入的"服务界定符"。服务界定符一般是服务提供商设备添 加的,本发明将这个作为服务界定符的TAG称为S-TAG。Ethernet接入:用户(CE)发送给 BEB交换机或BEB交换机发送给用户(CE)的以太网帧头中没有服务界定符,如果此时帧头 中有VLANTAG,则说明它只是用户报文的内部VLANTAG,对于BEB设备没有意义。这种用 户内部VLAN的TAG称为C-TAG。
[0054] 本发明所述的基于SDN的MAC-in-MAC报文传输方法的保护范围不限于本实施例 列举的步骤执行顺序,凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实 现的方案都包括在本发明的保护范围内。
[0055] 本发明还提供一种基于SDN的MAC-in-MAC报文传输系统,所述基于SDN的 MAC-in-MAC报文传输系统可以实现本发明所述的基于SDN的MAC-in-MAC报文传输方法,但 本发明所述的基于SDN的MAC-in-MAC报文传输方法的实现装置包括但不限于本实施例列 举的基于SDN的MAC-in-MAC报文传输系统的结构,凡是根据本发明的原理所做的现有技术 的结构变形和替换,都包括在本发明的保护范围内。
[0056] 参见图4所示,所述基于SDN的MAC-in-MAC报文传输系统100包括:报文接收模 块110,特征提取模块120,路径计算模块130,隧道建立模块140,流表下发模块150,MAC地 址统计更新模块160,中断提醒模块170。
[0057] 所述报文接收模块110接收未匹配流表的报文。
[0058] 本发明中,所述MAC-in-MAC报文的格式为扩充私有的MAC-in-MAC报文后的 报文格式,扩充后的MAC-in-MAC报文的格式参见图2所示,包括骨干网目的MAC地址 字段B-DA,骨干网源MAC地址字段B-SA,骨干网VLAN标签字段B-Tag,骨干网服务实例 标签字段I-Tag,服务VLAN标签字段S-Tag,用户VLAN标签字段C-Tag,网络类型字段 Ethernet-type,数据字段Data;其中,所述骨干网VLAN标签字段B-Tag包括TPID,PRT, CFT,B-VLAN;所述骨干网服务实例标签字段I-Tag包括TPID,Reserved,C-DA,C-SA。图2 所示的MAC-in-MAC报文格式中,重点字段的含义参见表1所示。
[0059] 所述特征提取模块120与所述报文接收模块110相连,从所述报文中提取四元组 的流特征码。其中,所述四元组的流特征码是指源MAC地址,源IP地址,目的MAC地址,目 的IP地址。
[0060] 所述路径计算模块130与所述特征提取模块120相连,根据MAC地址信息、LLDP信 息、和所述流特征码,计算所述报文的转发路径。其中,所述MAC地址信息是已知的,其是由 实时接收交换机系统中增加或老化的MAC地址信息获知的,即MAC地址信息是由交换机系 统上报的。所述交换机系统包括BCB(BackboneCoreBridge,骨干网核心网桥)交换机和 BEB(BackboneEdgeBridge,骨干网边缘网桥)交换机,所述交换机系统的组织结构参见图 3所示,其中的SDN控制器是本发明所述的基于SDN的MAC-in-MAC报文传输方法的执行主 体。SDN控制器可以实时接收交换机系统上报的增加或老化的MAC地址信息。
[0061] BCB交换机增加或老化一条MAC地址信息,需立即上报给SDN控制器。BCB交换机 把未匹配流表的SDN流送往SDN控制器。SDN控制器根据MAC地址信息,LLDP信息,流特征 码(四元组,包括源MAC地址,源IP地址,目的MAC地址,目的IP地址),计算SDN流的转发 路径,进而建立MAC-in-MAC的隧道。SDN控制器向BCB交换机和BEB交换机下发流表,实现 MAC-in-MAC的转发。
[0062] 所述隧道建立模块140与所述路径计算模块130相连,根据上报的MAC地址信息 和所述转发路径建立MAC-in-MAC隧道。
[0063] 所述流表下发模块150与所述隧道建立模块140相连,向所述MAC-in-MAC隧道中 的各个节点下发所述报文匹配的流表,使所述各个节点根据所述流表转发所述报文。
[0064] MAC-in-MAC隧道中的各个节点即指MAC-in-MAC隧道所经过的各个交换 机,节点即指交换机。例如,参见图3所示,假设新建立的一条MAC-in-MAC隧道为 BEB3-BCB3-BCB4-BEB4,那么,BEB3,BCB3,BCB4,BEB4均为该条隧道的节点。
[0065] 本发明中,所述流表为扩充后的流表,用于支持MAC-in-MAC的封装和解封装,同 时也需要图3所示的SDN控制器和交换机支持扩充后的流表指令集。扩充后的所述流表 包括匹配字段和动作字段;所述动作字段包括根据匹配字段的内容对应执行的动作;所述 匹配字段包括MAC-in-MAC报文的骨干网目的MAC地址字段B-DA,骨干网源MAC地址字段 B-SA,和B-VLAN,以及原始报文的目的MAC地址和源MAC地址。BCB交换机和BEB交换机对 流表的处理差别非常大,根据相关的流表进行转发,具体差别参见如下:当接收所述流表的 主体为BCB设备且与所述流表匹配的报文为MAC-in-MAC报文时,BCB设备根据MAC-in-MAC 报文的B-DA、B-SA和B-VLAN对所述MAC-in-MAC报文进行转发;当接收所述流表的主体为 BEB设备且与所述流表匹配的报文为MAC-in-MAC报文时,BEB设备将所述MAC-in-MAC报文 还原成原始报文;当接收所述流表的主体为BCB设备且与所述流表匹配的报文为原始报文 时,BCB设备直接丢弃所述原始报文;当接收所述流表的主体为BEB设备且与所述流表匹配 的报文为原始报文时,BEB设备将所述原始报文追加MAC-in-MAC包头生成MAC-in-MAC报 文。所述骨干网服务实例标签字段I-Tag的TPID值固定为0x88E7,用以区分是MAC-in-MAC 报文还是原始报文。
[0066] 所述MAC地址统计更新模块160与所述路径计算模块130和隧道建立模块140分 别相连,实时接收交换机系统中增加或老化的MAC地址信息,提供所述交换机系统的最新 的MAC地址信息。
[0067] 所述中断提醒模块170与所述路径计算模块130相连,当所述MAC-in-MAC隧道所 处的链路发生中断时,启动所述路径计算模块重新计算所述报文的转发路径。如果链路发 生中断,BCB交换机和BEB交换机会通知SDN控制器,SDN控制器重新计算转发路径并重新 建立MAC-in-MAC隧道并下发流表。
[0068] 所述隧道建立模块根据重新计算的转发路径重新建立MAC-in-MAC隧道。
[0069] 所述流表下发模块向所述重新建立的MAC-in-MAC隧道中的各个节点下发所述报 文匹配的流表。
[0070] 本发明所述的SDN控制器基于SDN架构,根据网络拓扑确定转发路径并建 立MAC-in-MAC隧道。如果发现链路故障,则会及时地选择备选的转发路径并重新建立 MAC-in-MAC隧道。因为所有的配置和控制都集中在SDN控制器,所以配置工作非
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