专利名称：一种实现弹性分组环桥中继洪泛传送变为单播传送的方法
技术领域：
本发明涉及实现RPR(Resilient Packet Ring，弹性分组环)中把桥中继洪泛传送变为单播传送以便实现RPR环的空间复用，以节省RPR环带宽的方法。
背景技术：
在RPR标准中，对于桥中继单播帧的传送均采用洪泛传送，以消除RPR站点向跟它连接的接入设备的洪泛传送现象。
RPR标准中，本地源远端目的单播帧的传送方法如附图1所示，用户提供的本地源远端目的单播帧通过采用RPR数据基本帧格式，附加上RPR特定的帧头被转发到目的地。其中，RPR帧头中的目的地址域是远端站点的MAC(媒质访问控制)地址，源地址是发起该帧的本地站点的MAC地址，extendedControl(RPR帧头中的扩展控制字段)域中的洪泛传输标志位置1，表示该帧需要洪泛传送。其采用的传送方式是在RPR环上洪泛传送。
远端源单播帧的传送如附图2所示，用户提供的远端源单播帧通过采用RPR数据扩展帧格式，附加上RPR特定的帧头被转发到目的地。其中RPR帧头中的目的地址域da(RPR帧头中的目的地址)是从MAC客户送来的数据的帧的目的地址，源地址域sa(RPR帧头中的源地址)是作为桥的RPR站点的MAC地址，extendedControl域中的洪泛传输标志位置1，表示该帧需要洪泛传送。其采用的传送方式是在RPR环上洪泛传送。即使目的站点是本地环上的站点时，也采用洪泛传送，用来支持透明桥功能。其中48位的destinationAddress(目的地址)和sourceAddress(源地址)域分别标识了目的和源客户；ttl(time to live，生存周期)域标识了拷贝和剥离的站点；48位的sa域标识了剥离站点。这些参数用来支持帧在源和目的站点的可靠剥离；以太网帧的端到端的错误检查(其中以太网帧作为载荷被传送)。
RPR设备是作为城域网中一种节点传送设备来应用的，它本身不会有产生多少数据，大量的数据是通过接入从远端源来的数据和到远端目的去的数据。在这种情况下，RPR环在二层上进行传送的单播帧基本上都属于以上描述的两种帧类型范畴，在环上传送时均采用洪泛传送，这样会造成环上数据的拥塞和环带宽的极大浪费。
公开号为20030154315的美国的专利申请“在桥互连的环网中的空间费用和多点互连方法”(Spatial reuse and multi-point interconnection inbridge-interconnected ring)是关于在采用空间复用的环网中的如何把桥接的洪泛传送变换为单播传送的方法。该发明中仅提到了对桥标识和跟桥连接的非本地环的端站地址进行学习，并没有具体说明如何标识桥；同时也没有说明采用什么样的帧格式来实现单播传送。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何实现把桥中继单播帧在环上的洪泛传送转换为在环上的单播传送以便实现空间复用，大大节省RPR环带宽。解决IEEE802.17D2.3草案中桥中继单播帧的洪泛传送引起的RPR环带宽浪费的问题。
本发明所述的实现把桥中继单播帧的洪泛传送转换为单播传送方法如下第一步，对于帧的目的地址或源地址是跟RPR站点相连接的接入设备，即业务侧设备的非本地源的数据帧采用RPR的数据扩展帧格式；第二步，采用二层MAC地址学习实现对RPR站点的MAC地址跟业务侧设备的MAC地址的相互关系的学习，得到RPR站点的MAC地址和跟业务侧设备的MAC地址的相互关系表，如附图3所示，其中每个RPR站点对应至少一个业务侧设备的MAC地址；第三步，结合环选择表，如附图4所示，根据数据帧中目的MAC地址来决定传送该帧所用的环；第四步，对于从业务侧设备来或去业务侧设备的数据帧，查找上述两张表，就可以决定该数据帧要到达或要通过的RPR目的站点和环号，采用扩展帧的格式实现从业务侧设备来的非本地源或去业务侧设备的非本地目的的数据帧的二层数据交换为单播传送。
如附图5所示，对于源地址是跟RPR站点相连接的接入设备的非本地源的数据帧即本地源远端目的的数据帧，采用扩展帧的格式对数据帧进行封装，其中的destination_address是远端目的的MAC地址，sa和source_address相同，是本地站点的MAC地址，da是传送该帧要通过的本地桥的MAC地址，其他部分都是RPR标准规定的头，其中的flood位设置为0，表示是单播传送而不是洪泛传送。
如附图6所示，对于帧的目的地址是跟RPR站点相连接的接入设备的非本地源的数据帧即远端源的数据帧，采用扩展帧的格式对数据帧进行封装，其中的destination_address是目的的MAC地址，source_address是本地站点的MAC地址，da是传送该帧要通过的本地桥的MAC地址或本地站点的地址，sa是发起该帧的桥的MAC地址，其他部分都是RPR标准规定的头，其中的flood位设置为0，表示是单播传送而不是洪泛传送；而对于没有查找到的数据帧仍采用RPR标准规定的传送方式，以便所有的站点进行地址学习。
采用本发明描述的方法可以把以上两种帧的洪泛传送转换为单播传送以便疏缓环上的流量和节省环带宽，大大提高环带宽的利用率。
图1是RPR标准中规定的本地源远端目的单播帧传送的方式示意图；图2是RPR标准中规定的远端源单播帧传送的方式示意图；图3是站点MAC地址跟与该站点相连接的接入设备的MAC地址的对应关系表示意图；图4是RPR站点的环选择表示意图；图5是采用本发明的方法后本地源远端目的单播帧传送的帧映射方式示意图；图6是采用本发明的方法后远端源单播帧传送的帧映射方式示意图；图7是RPR标准中规定的远端源单播帧的传送方式示意图；图8是学习到地址对的地址表格式示意图；图9是采用本发明的方法的远端源目的是本地站点单播帧的单播传送方式示意图；图10是采用本发明的方法的远端源目的是远端的单播帧的单播传送方式示意图；图11是采用本发明的方法的本地源远端目的单播帧的单播传送方式示意图。
具体实施例方式
下面结合附图，对技术方案的实施做进一步的详细描述。
一、地址学习。地址学习针对从业务侧设备来的流量而言。系统刚启动时，地址表中是空的，没有任何条目，则从远端源来的帧，采用如附图2所示的扩展帧映射格式和传送方式进行帧的传送。如附图7所示，从站点S1的远端接入侧来的源地址为AMAC1-1，目的地址本地站点S3的MAC地址MAC3或跟S3相连接的接入设备的MAC地址AMAC3-1的帧A，由于在地址表中查不到对应的表项，则采用如附图2所示的扩展帧映射格式来进行洪泛传送，以便该帧可以传送到环上所有的站点，确保该帧可靠送达和其他站点对站点S1的MAC1地址和跟其相连接的接入设备的MAC地址AMAC1-1进行学习。当环上其他站点接受到该帧时，就对地址进行学习，把MAC1和AMAC1-1地址对添加到自己的地址表中，如附图8所示。这样当该帧从环上剥离后，环上其他所有站点的地址表中都添加了MAC1和AMAC1-1地址对。对于其他的没有查到对应表项的从业务侧来的帧都采用跟上述相同的方法进行传送，来实现地址学习。
二、桥中继单播帧的单播转发。站点的地址表建立后，从业务侧设备来的帧，则采用附图6的扩展帧映射格式进行单播传送，具体有两种情况描述举例如下1、从站点S3的远端接入设备来的源地址为AMAC3-1，目的MAC地址为环上站点S1的MAC地址MAC1的帧，则采用如附图9所示的地址映射方式，进行单播传送，该方式中，站点S3首先判断MAC1是环上站点的MAC地址，则以MAC1为索引直接查找附图4所示的环选择表，找到要传送该帧的环号，把站点S1的MAC地址MAC1映射到RPR帧的da域，站点S3的MAC地址MAC3映射到RPR帧的sa域，extendedControl中的flood位设置为0，表示非洪泛传输，并填入环号。当该帧到达站点S1时，除了把帧剥离送给客户层外，还将对站点S3的MAC地址MAC3和AMAC3-1地址对进行学习，并把该地址对添加到站点S1的地址表中。2、从站点S3的远端接入设备来的源地址为AMAC3-1，目的MAC地址为跟环上站点S1相连接的接入设备的MAC地址AMAC1-1的帧，则采用如附图10所示的地址映射方式，进行单播传送，该方式中，站点S3首先判断AMAC1-1不是环上站点的MAC地址，则以AMAC1-1为索引先查找如附图3所示的MAC地址表，找到AMAC1-1对应的本地环的站点的MAC地址为MAC1，然后再以MAC1为索引查找如附图4所示的环选择表，找到要传送该帧的环号，把站点S1的MAC地址MAC1映射到RPR帧的da域，站点S3的MAC地址MAC3映射到RPR帧的sa域，extendedControl中的flood位设置为0，表示非洪泛传输，并填入正确的环号。当该帧到达站点S1时，除了把帧剥离送给客户层外，还将对站点S3的MAC地址MAC3和AMAC3-1地址对进行学习，并把该地址对添加到站点S1的地址表中。
三、本地源远端目的单播帧的单播转发。站点的地址表建立后，从本地源来的目的地址为远端目的的单播帧，则采用附图6的扩展帧映射格式进行单播传送，具体描述如下从站点S3来的源地址为S3的MAC地址MAC3，目的MAC地址为跟环上站点S1相连的接入设备A的MAC地址AMAC1-1的帧，则采用如附图11所示的地址映射方式，进行单播传送。该方式中，站点S3首先判断AMAC1-1不是环上站点的MAC地址，则以AMAC1-1为索引先查找如附图3所示的MAC地址表，找到AMAC1-1对应的本地环的站点的MAC地址为MAC1，然后再以MAC1为索引查找如附图4所示的环选择表，找到要传送该帧的环号，把站点S1的MAC地址MAC1映射到RPR帧的da域，站点S3的MAC地址MAC3映射到RPR帧的sa域，填上正确的环号，extendedControl中的flood位设置为0，表示单播传送。
四、地址表的老化。由于一般设备中，地址表项条目是有限的，所以每个站点对于地址表采用老化机制，以便删除那些很长时间不用的地址表项，为新学习到的地址表项提供空间。其采用的老化机制有三种方式，1、采用老化定时器，采用跟以太网地址学习相同的老化机制，老化定时器到时后，删除那些很长时间都没有用的地址表项；2、定期查看拓扑数据库，对于那些在拓扑数据库中标记为无效的站点对应的MAC地址表项进行删除；3、拓扑更新引起的MAC表老化，拓扑发生变化时，根据接受到的拓扑消息把标记为无需的站点对应的MAC地址表项删除掉。在硬件删除掉老化的条目后发送删除条目消息给软件，以便软件采取相应的动作。
权利要求
1.一种实现弹性分组环桥中继洪泛传送变为单播传送的方法，其特征在于，包括处理过程第一步，对于帧的目的地址或源地址是跟RPR站点相连接的接入设备，即业务侧设备的非本地源的数据帧采用RPR的数据扩展帧格式；第二步，采用二层MAC地址学习实现对RPR站点的MAC地址跟业务侧设备的MAC地址的相互关系的学习，得到RPR站点的MAC地址和跟业务侧设备的MAC地址的相互关系表，其中每个RPR站点对应至少一个业务侧设备的MAC地址；第三步，结合环选择表，根据数据帧中目的MAC地址来决定传送该帧所用的环；第四步，对于从业务侧设备来或去业务侧设备的数据帧，查找上述两张表，就可以决定该数据帧要到达或要通过的RPR目的站点和环号，采用扩展帧的格式实现从业务侧设备来的非本地源或去业务侧设备的非本地目的的数据帧的二层数据交换为单播传送。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于源地址是跟RPR站点相连接的接入设备的非本地源的数据帧即本地源远端目的的数据帧，采用扩展帧的格式对数据帧进行封装，其中的destination_address是远端目的的MAC地址，sa和source_address相同，是本地站点的MAC地址，da是传送该帧要通过的本地桥的MAC地址，其他部分都是RPR标准规定的头，其中的flood位设置为0，表示是单播传送而不是洪泛传送。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于帧的目的地址是跟RPR站点相连接的接入设备的非本地源的数据帧即远端源的数据帧，采用扩展帧的格式对数据帧进行封装，其中的destination_address是目的的MAC地址，source_address是本地站点的MAC地址，da是传送该帧要通过的本地桥的MAC地址或本地站点的地址，sa是发起该帧的桥的MAC地址，其他部分都是RPR标准规定的头，其中的flood位设置为0，表示是单播传送而不是洪泛传送；而对于没有查找到的数据帧仍采用RPR标准规定的传送方式，以便所有的站点进行地址学习。
4.如权利要求1-3之一的方法，其特征在于，对于RPR站点的MAC地址和跟业务侧设备的MAC地址的相互关系表采用老化机制，以便删除那些很长时间不用的地址表项，为新学习到的地址表项提供空间。
5.如权利要求4的方法，其特征在于，所述老化机制采用老化定时器，老化定时器到时后，删除那些很长时间都没有用的地址表项。
6.如权利要求4的方法，其特征在于，所述老化机制采用定期查看拓扑数据库，对于那些在拓扑数据库中标记为无效的站点对应的MAC地址表项进行删除。
7.如权利要求4的方法，其特征在于，所述老化机制采用拓扑更新引起的MAC表老化，拓扑发生变化时，根据接受到的拓扑消息把标记为无需的站点对应的MAC地址表项删除掉。
全文摘要
本发明公开了一种实现弹性分组环桥中继洪泛传送变为单播传送的方法，包括第一步，业务侧设备的非本地源的数据帧采用RPR的数据扩展帧格式；第二步，采用二层MAC地址学习构造RPR站点的MAC地址和跟业务侧设备的MAC地址的相互关系表，其中每个RPR站点对应至少一个业务侧设备的MAC地址；第三步，结合环选择表，根据数据帧中目的MAC地址来决定传送该帧所用的环；第四步，对于从业务侧设备来或去业务侧设备的数据帧，查找上述两张表，就可以决定该数据帧要到达或要通过的RPR目的站点和环号，采用扩展帧的格式实现从业务侧设备来的非本地源或去业务侧设备的非本地目的的数据帧的二层数据交换为单播传送。
文档编号H04L29/06GK1777138SQ20041009101
公开日2006年5月24日 申请日期2004年11月15日 优先权日2004年11月15日
发明者程伟森, 曹晓波, 李浩江 申请人:中兴通讯股份有限公司