专利名称：Ip接口上的以太网vll轮辐终端的制作方法
IP接口上的以太网VLL轮辐终端
背景技术：
已经提供了基于多协议标签交换(MPLS )的虛拟租用线职VLL， virtua 1 lease lines)和其他透明隧道机制(例如TLS)。在一些实现中，Martini 封装用于通过MPLS供应商骨干网，以对客户主要是透明的方式，在客户站 点两者之间以隧道传输客户以太网的帧，感觉两个或多个站点上的主机看 起来彼此是连接的并且经由局域网是可访问的。典型地，使用被称作标签 交换路径(LSP)的MPLS隧道。在一些情况中，通过在客户站点两者之间 的每个方向建立单向虛拟电路来提供VLL (有时这里称其为"伪线" (pseudo-wire) ) 。 LSP可以^皮配置为承载与多个虛拟电路相关的业务。 通过对有效栽荷添加MPLS标签栈来部分封装有效载荷数据，例如用户以太 网的帧，所述MPLS标签栈包括用于通过MPLS骨干网传送有效载荷的LSP 隧道标签，和用于在远端，例如远端供应商边,由器，将有效载荷与输 出端口或其他接口关联的VC标签。
希望对远程以太网主机/路由器提供IP连接，而不需要IP交互工作， 也就是不需要在诸如远端供应商边缘路由器(例如，ARP緩存或路由表) 的远端做出路由决定。为了实现该目的，任何路由决定必须在入口 (近) 端做出。因此，为了对远程以太网主机/路由器提供IP连接而不需要IP 交互工作，有必要在近端做出形成远端所需要的以太网(或其他层2)报 头所需的任何路由决定，以达到在远端不做出用于有效载荷(例如IP分组) 的IP路由下一跳的IP路由决定。典型的现有技术的路由器需要在两个步骤之间具有外部网络通信的两个步骤处理(例如， 一个是获得用于远程主 机以太网封装的下一跳，另一个是确定到达伪线的下一跳)。在一个方法 中，发送主机发送去往远端目的地的IP分组至路由器，该路由器添加IP 路由下一跳信息。路由器经由网络接口发送分组至单独的供应商边缘路由
器，该供应商边缘路由器添加中间的下一跳(LSP/VC)报头信息，并经由 接口发送分组至LSP。在另一方法中，上面描述的路由器和供应商边g 由器的功能被集合到单独的物理系统中，但是需要运行在同 一物理系统中 的单独的路由处理两者之间的单独的外部网络通信，以执行经由伪线转发 分组所需的所有路由，并且使其到达另一端时具有将其路由至目的地所需 的所有信息。
因此，需要一种方式以经由以太网伪线对远程以太网主机/路由器提供 IP连接(connectivity)，而不需要远端i殳备上的IP交互工作，以及在 单个的转发阶段允许伪线动态会聚其即时的下一跳。
在下面的具体描述和附图中公开了本发明的多个实施例。
图1A是示例性说明供应商网络和相关元件的实施例的框图IB是以强调通过MPLS骨干网提供IP连接的方法的方式，表示了图
1A的供应商网络和相关的元件的框图2是示例性i兌明用于对远程以太网主机提供IP连接的系统的实施例
的框图3是示例性说明用于经由以太网伪线封装并传送以太网或其他帧的 分组的实施例的框图4A是示例性说明现有技术中对远程以太网主机提供IP连接的方法的框图4B是示例性说明现有技术中对远程以太网主机提供IP连接的方法 的框图5A是示例性说明使用单个的转发阶段对远程以太网主机提供IP连 接的方法实施例的框图5B是示例性说明使用单个的转发阶段对远程以太网主机提供IP连 接的方法实施例的框图6是示例性说明用于对远程以太网主机提供IP连接的方法实施例的 流程图7是示例性说明用于经由伪线接收并处理封装的以太网帧的方法实 施例的流程图。
具体实施例方式
本发明可以以多种方式来实现，包括方法、装置、系统、其组合、计 算机可读介质，诸如计算机可读存储介质、或者计算机网络，其中在光的 或电的通信链路上发送程序指令。在本说明书中，这些实现或本发明可以 采用的任何其他形式，可以被称为技术方案。诸如处理器或存储器的组件 被描述为配置来执行任务，所述任务包括被临时配置在指定的时间执行任 务的普通部分，以及被制造来执行任务的特定部分。通常，所公开的方法 的步骤顺序可以在本发明的范围内改变。
下面连同示例性说明本发明原理的附图一起，提供本发明的一个或多 个实施例的具体描述。本发明连同上述实施例一起被描述，但是本发明不 限于任何实施例。本发明的范围仅由权利要求来限制，并且本发明包括了 各种变通方案、l务改和等价方案。众多具体的细节在下文中阐述，以提供对本发明的全面理解。提供这些细节用于示例目的，并且本发明可以根据 权利要求在没有这些具体细节的部分或全部的情况下来实现。为了清楚的 目的，没有详细描述与本发明相关的所属技术领域知晓的技术资料，使得 本发明不会被不必要的混淆。
/>开了在IP接口上的以太网VLL轮辐终端(spoke termination)。 在一些实施例中，在到供应商边^i洛由器的入口做出的单个的转发决定中， 确定以太网封装的远程下一跳和VLL伪线动态下一跳，所述供应商边^J^ 由器提供以太网伪线连接至远程以太网附属的子网。来自发送主机的IP 分组到达供应商边缘路由器上与路由实例相关的接口。在出口处，在单个 的转发阶段执行一个或多个查询，以获得形成用于分组的IP下一跳才艮头和 封装报头两者(例如，MPLS标签栈包括隧道标签和与分组相关的伪线相关 的VC标签)所需的所有信息。在一些实施例中，远端目的主机，IP地址， 在知晓经由LSP/伪线转发相关的IP业务的入口 PE上被与虛拟IP接口相 关联，所述IP地址是收到的来自发送主机的分组的目的地IP地址。
图1A是示例性说明供应商网络和相关元件的实施例的框图。在示出的 示例中，MPLS骨干网102用于在与近端客户边缘(CE)设备104相关的主 机(未示出)，和与远端客户边缘设备112相关的主机(未示出)两者之 间提供IP连接。在示出的示例中，IP业务来自与图1中标记为"CE1"的 CE104相关的主机，至与标记为"CE2"的CE112相关的主机，通过MPLS 骨干网102通过标签交换路径(LSP )被以隧道传输，所述标签交换路径由 图1中标记为"PE1"的近端供应商边缘(PE)路由器106、图1中标记为 "P1" 、 "P2"和"P3"的核心供应商路由器108、以及标记为"PE2"的 远端(出口 )供应商边*由器(PE) 110提供。
图1B是以强调通过MPLS骨干网提供IP连接的方法的方式，表示了图1A的供应商网络和相关的元件的框图。如图1B所示，在PE106接收的来 自CE 104的业务经由标签交换路径(LSP) 120传送，所述标签交换路径 由图1A和1B示出的示例中的PE 106、核心路由器108、以及出口PEllO 提供。定义了虚电路122以容许从经由LSP 120传送的其他业务区分与CE 104和CE 112相关的业务。在一些实施例中，Martini封装#^吏用。期望 被传递至与远端CE 112相关主机的以太网(或其他)的帧，例如具有IP 分组作为其有效载荷、以太网目的主机是其IP路由下一跳的以太网的帧， 被使用MPLS标签栈来封装，其包括与LSP 120相关的隧道标签和与VC 122 相关的VC标签。在远端接收时，PE 110移除VC标签(MPLS骨干网中倒数 第二个路由器忽略隧道标签)，至少部分地基于VC标签将以太网的帧与输 出端口关联，并发送以太网的帧至确定的输出端口。尽管图1A和1B中示 出的仅仅是一个方向的通信，但是通常提供双向的连接。由于LSP是单向 的，因而在示出从CE 112至CE 104的连接示例中，例如将使用与CE 112 和CE 104相关的VC由不同的LSP来提供。
图2是示例性说明用于对远程以太网主机提供IP连接的系统的实施例 的框图。期望发送IP分组至远程主机"H2" ( 204 )的发送主机"HI" ( 202 )， 经由客户边缘设备"CE1" (104),例如位于客户端的交换机或路由器， 发送分组至供应商边缘路由器"PEl" (106)。在一些实施例中，CE1(104) 是交换机，并且主机HI ( 202 )确定PEl (106 )是用以发送IP分组至主机 H2 ( 204 )的IP下一跳，HI经由以太网发送去往H2 ( 204 )的IP分组至与 PEl (106)相关的MAC地址，以太网的帧通过CEl (104)至PEl (106)得 到转换。在一些实施例中，CE1 (104)是路由器，并且主机HI ( 202 )确 定CEl (104)是用以发送IP分组至主机H2 ( 204 )的IP下一跳，HI经由 以太网发送去往H2 ( 204 )的IP分组至与CE1 (104 )相关的MAC地址，CE1路由IP分组至PE1 (106 )(例如，基于PE1 (106 )是IP下一跳的决定， 所述PE1用以转发来自CE1 (104)发往与主机H2 ( 204 )相关的IP地址的 IP分组)。如下文更充分的描述，PE1 (106)将接收到的分组与路由上下 文关联，并经由以太网伪线122将分组作为封装的以太网的帧转发至PE2
(110)。基于由PE1 (106)包含在用于封装以太网帧的MPLS报头中的VC 标签，PE2 (110)推定输出端口，以太网帧经由该输出端口#^送，并经 由输出端口将以太网帧发送至CE2 (112) ， CE2 (112)适当地转换以太网 帧或进一步路由以太网帧的IP分组有效载荷至主机H2 ( 204 )。注意主机 H2 (200可以是IP分组最后/最终的目的地，或被配置为进一步桥接
(bridge ) /路由IP分组至其最终目的地的IP下一跳。
图3是示例性说明用于经由以太网伪线封装并传送以太网或其他帧的 分组的实施例的框图。在一些实施例中，图3中示出的分组用于使用基于 MPLS的LSP提供的伪线，例如图1和2的伪线122，以隧道传输封装的以 太网分组。在示出的示例中，MPLS标签栈304已经被添加到封装和原始以 太网(或其他)帧。MPLS标签栈包括隧道标签306，其标识用于以隧道传 输分组至与目的地相关的远端PE的LSP，所述目的地由包含在原始以太网 帧310中的内部数据链路控制(DLC)报头312指示，例如，以太网DLC 报头包括目的MAC地址、源MAC地址、以太网类型和/或其他信息。以太网 帧310包括有效载荷314,例如，对于IP分组，内部DLC报头312中指示 的目的MAC地址是IP路由下一跳。在示出的实例中，内部DLC报头312 指示与图2的主机H2 ( 204 )相关的目的MAC地址，以及与图2的主机Hl
(202 )相关的源MAC地址。MPLS标签栈304还包括VC标签308,其标识 所提供的虚电路，所述虛电路用以通过与隧道标签306相关的LSP以隧道 传输与主机H1 ( 202 )和主机H2 ( 204 )相关的业务，例如，为与上述两个主机相关联的客户。如上文描述的，在一些实施例中，VC标签308被用在 远端PE以推定输出端口，经由该输出端口发送原始以太网帧310。最后， 图3的分组包括经由以太网(或其他层2 )连接发送分组所需要的外部DLC 报头302，所述连接是在输入PE (本实例中的PE1)，和与隧道标签306 相关联的LSP相关的中间的下一跳，在该示例中为核心路由器"PI"，两 者之间的连接。如下文所公开的连同图5-7的更全面的描述那样，在PE 入口的单个转发阶段中，形成内部DLC^艮头312和中间下一跳报头部分、 本实例中的MPLS (或其他隧道)标签栈304和外部DLC报头302。
图4A是示例性说明现有技术中对远程以太网主机提供IP连接的方法 的框图。期望发送IP分组至远程主机H2 (图4A中未示出，参见，例如图 2)的发送主机H1 ( 402 ),确定用于主机H2的IP路由下一跳是路由器R1 (404 ),经由在太网帧的报头部分(406 )地址为路由器Rl的以太网帧 (405 ) ， Hl对其转发到H2 ( 408 )的IP分组。例如基于与IP分组(408 ) 相关的目的IP地址，路由器Rl ( 404 )确定主机H2是经以太网伪线为其 提供IP连接的远程主机，形成将在远端使用的以路由IP分组408至远端 IP路由下一跳的内部以太网报头414，并经由从路由器R1 ( 404 )发送的 以太网帧(411)，将要被发送至远端(414和408 )的以太网帧，转发至 与远程主机H2相关的供应商边,由器PE1 (410)(例如，借助于与LSP 隧道相关联和/或与主机H2相关联的虛电路)。例如基于收到以太网帧的 物理接口 (端口 )，供应商边M由器PE1 (410)将收到的以太网帧与LSP 隧道/VC关联，并封装要发送到远端的以太网帧(这里有时称其为"原始" 以太网帧)(414和408 )，以形成分组416，包括标识传送分组的LSP隧 道和VC电路的MPLS标签栈(420 )，以及外部以太网报头(422 )，所述 报头用以通过以太网沿LSP隧道将分组从供应商边^J洛由器PE1 ( 410 )发送至第一跳核心路由器P1 (图4A中未示出)。如从图4A和上文的描述所 看到的，图4A中示例性说明的方法需要单独的路由器Rl，以确定在远端 处理帧将需要的IP路由下一跳信息，以及从路由器R1至确定中间(隧道 /VC)下一跳信息的供应商边^"由器PE1的网g输。
图4B是示例性说明现有技术中对远程以太网主机提供IP连接的方法 的框图。在图4B示出的方法中，路由器R1 ( 404 )的功能以运行在供应商 边缘路由器PE1 (410)上的IP下一跳路由处理(process)的形式，被结 合到供应商边,由器PEl( 410 )中，消除了用以执行上述路由器Rl( 404 ) 的功能的单独的系统的需要。然而，运行在同一系统(即PE1)上的IP下 一跳路由处理(440 )和中间下一跳路由处理(444 )两者之间的外部网络 连接(442 )，仍然需要IP下一跳路由处理(440 )能够以中间下一跳路由 处理(444 )将帧(411)与正确的路由上下文关联的方式(例如标识隧道 /VC，经由其传送原始以太网帧)，发送以太网帧(411)至中间下一跳路 由处理(444 )。
图5A是示例性说明使用单个的转发阶段对远程以太网主机提供IP连 接的方法实施例的框图。在图5示例性说明的方法中，在单个的转发阶段 确定IP路由下一跳和中间(隧道/VC)下一跳信息，消除了在IP路由系统 /处理，和为经由MPLS (或其他)骨干网的传输确定中间下一跳的系统/处 理(例如PE)两者之间，对单独的外部网络连接和传输的需要。在示出的 实例中，发送主机H1 ( 502 )经由发送至PE1 ( 506 )的以太网帧(508，具 有以太网报头510)，将地址为远程以太网主机H2的IP分組(512)转发 至供应商边缘路由器PE1 ( 506 )，在本实例中经由交换机(504 )。在示 出的实例中，分组508由主机H1 ( 502 )经由交换机(504 )发送至供应商 边缘路由器PE1 ( 506 )上的IP接口 514。至少部分地基于分组(508 )到达供应商边,由器的接口 ( 514 )，供应商边^J洛由器(506 )将分组(508 ) 与路由上下文(516)关联。至少部分地通过配置虛拟IP接口 (518)和将 IP接口 (514)与虛拟IP接口 (518)关联，来提供路由上下文(516)。 在一些实施例中，路由上下文(516)包括一个或多个路由处理和相关的数 据(例如，转发信息基库，路由表等)。本实例中，路由上下文(516)被 配置为在单个的转发阶段中，至少部分地基于已经与路由上下文(516)关 联的收到的IP分组中包含的IP报头信息，例如本实例中示出的分组(508 )， 确定IP路由下一跳信息和中间下一跳信息两者，传递IP分组至在远端的 下一跳需要所述IP路由下一跳信息而不需要在远端做出IP路由决定，经 由相关的伪线以隧道传输分组至远端需要所述中间下一跳信息。在示出的 实例中，供应商边⑩由器PE1 ( 506 )使用IP下一跳路由信息形成输出 分组(522 )的内部以太网帧报头，以及使用中间下一跳路由信息形成输出 分组(522 )的标签栈(526 )和外部以太网帧(528 )，供应商边,由器 PE1 ( 506 )经由接口 ( 520 )发送所述输出分组至LSP隧道/VC下一跳(本 实例中为供应商核心路由器P1，图5A中未示出)。
图5B是示例性说明使用单个的转发阶段对远程以太网主机提供IP连 接的方法实施例的框图。在本实中，图5A的路由上下文(516)包括专用 (private)路由上下文(516)，被配置为确定在远端路由分组所需要的 IP下一跳信息。在专用路由上下文(516)中，在IP接口 (514)收到的 分组被与虚拟IP接口 (518)关联。在全局路由上下文(540 )中，该分组 被确定为与VLL ( 544 )关联，所述全局路由上下文确定用于外部以太网报 头(528 )的中间下一跳信息，以及经由接口 ( 520 )和相关伪线发送帧至 远端所需要的输出分组(522 )的MPLS标签栈(526 )部分。
图6是示例性说明用于对远程以太网主机提供IP连接的方法实施例的流程图。在一些实施例中，图6的方法由入口供应商边拳洛由器来实现， 例如图5的PE1 ( 506 )。在IP接口 ( 602 )接收到IP分组。该分组与路 由上下文(604 )关联。在一些实施例中，至少部分地基于接收所述分组的 物理和/或逻辑接口，所述分组被与路由上下文关联。IP路由下一跳信息 被确定，并用于形成所需要的内部以太网报头，以使远端供应商边⑩由 器(即从入口 PE至远端PE的隧道的另一端的这个)和/或远端的其他元件 能够传递IP分组至远端上的IP路由下一跳，而不在远端为分组做出IP 路由决定(606 )。用以经由相关以太网伪线转发分组至远端所需要的中间 下一跳信息被确定，并用于形成MPLS(或其他)标签栈(例如，图5的526 ) 和外部以太网才艮头(例如，图5的528 )。经由与用于提供伪线的LSP/隧 道相关的接口，形成的分组(606和608 )被发送至中间下一跳(例如，诸 如图1A和5所示实例中的Pl的下一跳供应商核心路由器)。在一些实施 例中，图6的方法包括在供应商边缘路由器提供和执行的单个转发阶段。 在一些实施例中，不同的信息源(例如转发/路由表)分别被用于确定IP 路由下一跳和中间(隧道/VC)下一跳，但是该决定被作为一个物理系统内
单个转发阶段的一部分而做出，并且不需要两个单独的经由外部网络连接 来通信的路由系统和/或处理。
图7是示例性说明用于经由伪线接收并处理封装的以太网帧的方法实 施例的流程图。在一些实施例中，图7的方法由远端(出口)供应商边缘 路由器来实现，例如图1A-2所示实例中的PE2。收到封装的以太网帧(702 )。 读取并移除包含在用于封装收到的帧的标签栈中的VC标签(704 )。至少 部分地基于VC标签，推定封装在封装的以太网帧中的原始以太网帧经过的 输出端口 ( 706 )。经由在706推定的输出端口发送原始以太网帧(708 )。 在一些实施例中，原始以太网帧包括内部以太网^L头，例如图5的内部以太网报头524，使得对于包括原始以太网帧的有效载荷的IP分组，原始以 太网帧能够在IP路由下一跳被接收和处理，无须在702接收封装的以太网 帧的一端做出IP路由决定。
尽管这里描述了关于对远程以太网主机提供IP连接的多个实例和实 施方式，这里所公开的方法可以使用任何兼容的网络和/或物理层协议来提 供与远程主机的连接。
尽管为了清楚理解的目的，前述实施方式描述了一些细节，但是本发 明不限于提出的细节。存在着多种实现本发明的替代方式。所公开的实施 方式是示例性的而非限制性的。
权利要求
1. 一种对远程主机提供连接的方法，包括在接口接收包括与远程主机相关的地址的分组；在单个的转发阶段，至少部分地基于所述接口和所述地址，确定用以路由所述分组至伪线远端的所述远程主机所需的路由下一跳信息，到所述远程主机的连接经由所述伪线来提供，以及确定用以经由所述伪线发送所述分组至所述远端所需的中间下一跳信息。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述分组包括IP分组。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述地址包括与所述远程主机 相关联的IP地址。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述路由下一跳信息包括IP 路由下一跳信息。
5. 根据权利要求4所述的方法，还包括使用所述IP路由下一跳信 息形成所需的报头，以便为所述伪线远端的所述远程主机提供所述分组， 无需在所述远端基于所述地址做出IP路由决定。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述接口包括IP接口。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中从与客户相关的客户设备接收 所述分组，所ii^户与发送所述分组的发送主机相关。
8. 根据权利要求l所述的方法，其中所述伪线包括以太网伪线。
9. 根据权利要求l所述的方法，其中所述伪线包括虛电路。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述中间下一跳信息包括与所 述虚电路相关的虚电路信息。
11. 根据权利要求9所述的方法，其中所述虛电路与标签交换路径 (LSP)相关。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中中间下 一跳信息包括与所述 LSP相关的隧道标签。
13. 根据权利要求ll所述的方法，其中所述LSP包括穿过MPLS骨干网的隧道。
14. 根据权利要求13所述的方法，还包括至少部分地基于所述中间 下一跳信息形成标签栈。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述标签栈包括隧道标签。
16. 根据权利要求14所述的方法，其中所述虛电路信息包括虚电路 标签和包括所述虛电路标签的标签栈。
17. 根据权利要求1所述的方法，其中所述远程主机包括远程以太网 主机。
18. 根据权利要求1所述的方法，其中所述中间下一跳信息包括所需线相关的中间下一跳。
19. 根据权利要求1所述的方法，还包括用所述路由下一跳信息和所 述中间下一跳信息来形成包括太网帧的封装的输出分组，接收到的分组包 括所述以太帧的有效载荷。
20. —种供应商边缘设备，包括接口，被配置为接收包括与远程主机相关的地址的分组； 耦合至所述接口的处理器，被配置为在单个的转发阶段，至少部分地 基于所述接口和所述地址，确定用以路由所述分组至伪线远端的所述远程 主机所需的路由下一跳信息，到所述远程主机的连接经由所述伪线来提供，以及确定用以经由所述伪线发送所述分组至所述远端所需的中间下一跳信自
21. —种用于对远程主机提供连接的计算枳一呈序产品，所述计算机程 序产品被嵌入到计算机可读介质中，并包括计算机指令用于在接口接收包括与远程主树目关的地址的分组；在单个的转发阶段，至少部分地基于所述接口和所述地址，确定用以 路由所述分组至伪线远端的所述远程主机所需的路由下一跳信息，到所述 远程主机的连接经由所述伪线来提供，以及确定用以经由所述伪线发送所 述分组至所述远端所需的中间下一跳信息。
全文摘要
公开了一种IP接口的以太网VLL轮辐终端。在接口接收包括与远程主机相关的地址的分组。在单个的转发阶段，至少部分地基于所述接口和所述地址，确定用以路由所述分组至伪线远端的所述远程主机所需的路由下一跳信息，到所述远程主机的连接经由所述伪线来提供，以及确定用以经由所述伪线发送所述分组至所述远端所需的中间下一跳信息。
文档编号H04L12/56GK101433030SQ200780014812
公开日2009年5月13日 申请日期2007年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者J·M·里甘, M·利, M·弗伦奇 申请人:阿尔卡特朗讯公司