一种OLTVXLAN与多切片共存的方法和装置与流程

一种olt vxlan与多切片共存的方法和装置
技术领域
1.本发明涉及无源光网络领域，具体涉及一种olt vxlan与多切片共存的方法和装置。


背景技术：

2.随着人们对宽带业务需求的不断提升，高速互联网、互动电视、3d高清视频、云计算、云存储、以及物联网等宽带应用的不断涌现，促使传输网络从骨干到城域网络带宽需求成倍增长。同时随着通信技术的不断发展更新，宽带业务也向着综合化、数字化、智能化、以及虚拟化的方向发展。
3.pon(passive optical network，无源光纤网络)系统为最主流的宽带光纤网络接入技术，由局端的olt(optical line terminal，光线路终端)、odn(optical distribution network，光分配网络)和用户侧的onu(optical network unit，光网络单元)组成。olt是pon系统的核心设备，负责普通家宽用户、政企用户等多种业务的综合接入功能，并提供宽带、视频、语音、专线等多种业务。
4.现有主流olt设备多采用插卡式架构系统，由主控盘和线卡组成，主控盘负责网络业务交换功能，线卡盘提供pon接口下挂用户侧onu，并通过槽位物理端口将业务汇聚于主控盘进行交换转发，主控盘通过上联物理端口接入网络侧核心骨干网。
5.olt网络切片技术将olt设备看作是一个开放的平台，一台设备被分割成多个虚拟网络切片，每个切片拥有独立的管理对象、硬件表项和用户管理接口，不同切片之间业务隔离，相互之间没有影响，满足多租户场景需求。
6.vxlan(virtual extensible local area network，虚拟扩展局域网)，是由ietf定义的nvo3(network virtualization over layer 3)标准技术之一，采用l2 over l4(mac
‑
in
‑
udp)的报文封装模式，将二层报文用三层协议进行封装，可实现二层网络在三层范围内进行扩展，同时满足数据中心大二层虚拟迁移和多租户的需求。
7.现有olt设备对网络切片与vxlan功能两种虚拟化技术的支持不足，两者业务的同时共存及相互隔离无法在同一台olt设备上实现。


技术实现要素：

8.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种olt vxlan与多切片共存的方法和装置，通过一台olt设备实现网络切片与vxlan功能共存且相互隔离。
9.为达到以上目的，一方面，采取一种olt vxlan与多切片共存的方法，包括步骤：
10.为olt虚拟切片的每个vlan分配一个转发域；配置olt vxlan的vtep属性，创建vni，为每个vni分配一个转发域；每个所述转发域采用一个唯一的转发域id标识；
11.主控盘每个槽位物理端口映射至少一个内部端口，每个内部端口仅属于一个切片；
12.根据预设的条件信息，将部分业务报文与vni形成vxlan映射，针对每个vni+对端
vtep属性+上联物理端口，创建vxlan隧道下一跳和虚拟端口，用于获取vxlan业务报文的封装信息；
13.学习报文源mac+转发域id+源端口，根据目的mac+转发域id查找目的端口，根据目的端口封装及转发。
14.一些实施例中，所述vtep属性包括vtep的mac和ip；
15.所述条件信息包括onu id、线卡pon接口、线卡板卡、上联物理端口、报文vlan、报文mac、报文ip、报文ip协议类型、以及报文l4端口中的至少一个。
16.一些实施例中，每个所述olt包括多个切片，每个切片包括多个vlan；同一个槽位物理端口映射的多个内部端口分别属于不同切片，每个切片包括多个内部端口。
17.一些实施例中，所述对端vtep属性的获得方式包括：
18.配置对端olt vtep ip，使用本端olt vtep ip对应的mac发起arp请求，请求对端olt vtep ip对应的mac。
19.一些实施例中，olt线卡对于上行业务报文转发的处理包括：
20.线卡学习上行业务报文源mac，根据条件信息为业务报文增加外标签otag字段，标识业务报文所属切片；
21.将切片中符合vxlan映射、并且映射条件中具有onu id或线卡pon接口的业务报文，增加用于标识业务报文来源onu或pon接口的pon标签ptag字段；
22.线卡将添加字段后的上行业务报文转发给主控盘。
23.一些实施例中，所述otag字段是在原始业务报文增加一层外层vlan，通过vlan值表示切片id；
24.所述ptag字段是在原始业务报文外、且在otag字段内增加的一层外层vlan，vlan值中，高4bit表示pon接口号，低8bit表示onu id。
25.一些实施例中，olt主控盘对上行业务报文转发的处理包括：
26.主控盘解析业务报文并剥离otag字段，得到业务报文所属切片，确定对应的内部端口；
27.从携带ptag字段的业务报文中，根据ptag字段获取onu id或线卡pon接口，判断解析后的业务报文是否匹配预设的条件信息，若匹配，获取对应vxlan vni的转发域id；从不匹配或者没有携带ptag字段的业务报文中，获取业务报文切片+vlan对应的转发域id；
28.主控盘学习业务报文的源mac+转发域id+源端口，写入mac地址表；
29.主控盘根据业务报文的目的mac+转发域id，查找mac地址表，从对应转发域向相应目的端口转发。
30.一些实施例中，主控盘在mac地址表中，若查到目的端口为上联物理端口，直接将业务报文往该上联物理端口转发；
31.若查到目的端口为内部端口，则向所述内部端口所属的槽位物理端口转发；
32.若查到目的端口为虚拟端口，则获取虚拟端口对应的vxlan隧道下一跳，为报文进行vxlan封装后往上联物理端口转发。
33.一些实施例中，主控盘在mac地址表中若查不到对应表项，
34.当获取到切片+业务报文vlan对应的转发域id时，将该业务报文向所在切片中所有上联物理端口洪泛；
35.当根据获取的对应vxlan vni的转发域id时，将该业务报文对应vni的所有vxlan隧道下一跳进行vxlan封装后，往对应上联物理端口洪泛。
36.一些实施例中，olt对于下行业务报文转发的处理包括：
37.主控盘的上联物理端口接收下行业务报文并解析，若为vxlan封装报文、且符合所述vni+对端vtep属性+上联物理端口的封装方式，获取对应虚拟端口作为后续学习端口，并获取vni对应的转发域id；
38.否则根据下行业务报文中条件信息划分的切片，得到对应业务报文切片+vlan的转发域id，使用业务报文来源上联物理端口作为后续学习的端口；
39.学习报文源mac+转发域id+虚拟端口/上联物理端口，写入mac地址表；
40.根据报文目的mac+转发域id，查找mac地址表进行转发。
41.一些实施例中，主控盘在mac地址表中，若查到目的端口为上联物理端口，则直接将报文往该端口上联物理端口转发；
42.若查到目的端口为内部端口，则向所述内部端口所属的槽位物理端口转发；
43.若查到目的端口为虚拟端口，则获取虚拟端口对应的vxlan隧道下一跳，为报文进行vxlan封装后往上联物理端口转发；
44.在无法查到表项时，当获取到切片+业务报文vlan对应的转发域id时，该业务报文往所有槽位物理端口在同一切片对应的内部端口洪泛；当获取到vni对应的转发域id时，往所有存在映射到该vxlan业务报文的切片对应的内部端口所属的槽位物理端口洪泛；
45.线卡根据槽位物理端口收到的业务报文的目的mac，转发或洪泛业务报文至对应pon接口和onu。
46.另一方面，本发明还提供一种olt vxlan与多切片共存的装置，包括：
47.切片转发配置模块，为olt虚拟切片的每个vlan分配一个转发域，主控盘每个槽位物理端口映射至少一个内部端口，每个内部端口仅属于一个切片；
48.vxlan转发配置模块，用于配置olt vxlan的vtep属性，创建vni，为每个vni分配一个转发域，针对每个vni+对端vtep属性+上联物理端口，创建vxlan隧道下一跳和虚拟端口，用于获取vxlan业务报文的封装信息；
49.划分模块，用于预设的条件信息将部分业务报文与vni形成vxlan映射；
50.业务解析分类模块，解析业务报文中，查找划分模块的条件信息获取转发域id，剥离业务报文中切片和vxlan信息，传递给转发模块；
51.转发模块，学习报文源mac+转发域id+源端口信息，根据目的mac+转发域id查找目的端口，根据目的端口封装及转发。
52.上述技术方案中的一个具有如下有益效果：
53.1、olt主控盘各槽位物理端口使用不同的内部端口来标识不同的切片，使用虚拟端口vni(vxlan network identifier，vxlan网络标识)来标识不同的vxlan对端vtep(vxlan tunnel endpoint，vxlan隧道端点)，将vxlan与切片的差异剥离，使一台olt设备上同时实现多切片业务和vxlan接入业务，节省设备硬件资源、降低了组网的复杂度、便于统一管理。
54.2、转发域本身不关心切片或vxlan，通过将不同的切片业务和不同的vxlan业务映射到不同的转发域，实现切片和vxlan业务的隔离共存。通过对业务报文的解析、解封装，剥
离了业务报文中复杂的切片、vxlan等信息，学习报文源mac+转发域id+源端口，根据目的mac+转发域id查找目的端口，进行业务报文的转发，使用虚拟端口绑定vxlan隧道下一跳的方式获取上行vxlan的封装信息，实现vxlan与切片业务的共存以及各自的独立性，并降低了转发及软件层面的复杂度，提高软件的可移植性、通用性及拓展性。
55.3、条件信息包括onu、线卡pon接口、线卡板卡、上联物理端口、报文vlan、报文mac、报文ip、ip协议类型、以及报文l4端口中的至少一个；实现olt可以根据用户侧指定的条件信息映射切片及vxlan业务。
附图说明
56.图1为本发明实施例olt vxlan与多切片共存的方法流程图；
57.图2为本发明实施例上行业务报文转发的处理流程图；
58.图3为本发明实施例下行业务报文转发的处理流程图；
59.图4为本发明实施例实际场景下报文转发示意图。
具体实施方式
60.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
61.如图1所示，提供olt vxlan与多切片共存的方法，包括步骤：
62.s101、创建olt虚拟切片，为每个切片的每个vlan分配一个转发域；配置olt vxlan的vtep属性，创建vni，为每个vni分配一个转发域。不论是每个vlan分配的转发域，还是每个vni分配的转发域，都采用一个唯一的转发域id进行标识。
63.其中，主控盘每个槽位物理端口映射至少一个内部端口，每个内部端口仅属于一个切片，且同一个槽位物理端口映射的多个内部端口分别属于不同切片。
64.每个olt包括多个切片，每个切片包括多个vlan，且每个切片可以包括多个内部端口。例如：物理槽位口1映射内部端口1到切片1、映射内部端口2到切片2；物理槽位口2映射内部端口3到切片1，映射内部端口4到切片2。那么，切片1包括内部端口1和内部端口3。
65.s102、根据预设的条件信息，将部分业务报文与vni形成vxlan映射，针对每个vni+对端vtep属性+上联物理端口，创建vxlan隧道下一跳和虚拟端口(virtual port，vp)，用于获取vxlan业务报文的封装信息，封装信息用来绑定到虚拟端口。
66.可以理解的是，上述槽位物理端口是olt与线卡板卡相连的端口，上联物理端口olt接入上游骨干网的接口。一个olt有多个槽位，可以插入多块线卡板卡。
67.进一步的，上述vtep属性包括vtep的mac和ip。
68.s103、学习报文源mac+转发域id+源端口，根据目的mac+转发域id查找目的端口，根据目的端口封装及转发，其中，采用上述封装信息对业务报文进行封装。
69.进一步的，条件信息包括onu id(用来指示哪个槽位的线卡板卡)、线卡pon接口、线卡板卡、上联物理端口、报文vlan、报文mac、报文ip、ip协议类型、以及报文l4端口中的至少一个。其中，报文mac包括报文源mac和报文目的mac；报文ip包括报文源ip和报文目的ip；
报文l4端口包括报文l4源端口以及报文l4目的端口。
70.上述预设的条件信息，是指在条件信息中，可以根据需求进行选择并预先设置，例如根据onu id和报文vlan的组合，将业务报文划分到切片；在此基础上，还可以将onu id、线卡pon接口和报文vlan、以及报文源mac作为组合，将切片中对应的业务报文与vni形成vxlan映射。
71.上述步骤s102中，对端vtep属性的获得方式包括：配置对端olt vtep ip，使用本端olt vtep ip对应的mac发起arp(address resolution protocol，地址解析协议)请求，请求对端olt vtep ip对应的mac。
72.基于上述实施例，olt收到业务报文后，根据上行业务报文和下行业务报文，可以分别进行对应的转发处理流程。
73.如图2所示，提供一个olt针对上行业务报文转发的处理流程，具体包括步骤：
74.s201、线卡学习上行业务报文源mac，根据上行业务报文中条件信息，找到上行业务报文所属切片，为报文增加otag(out tag，外标签)字段，标识上行业务报文所属切片。其中，otag字段是在原始业务报文增加一层外层vlan，通过vlan值表示切片id。
75.根据条件信息找到上行业务报文所属切片，例如，根据报文的内容：报文vlan、报文mac、报文ip、ip协议类型、以及报文l4端口，报文的来源：onu id、线卡pon接口、线卡板卡,采取与预设的条件信息对比，若符合预设的条件信息，即获得该上行报文所属的切片。
76.s202、线卡根据上行业务报文所属切片，将切片中形成vxlan映射、并且映射条件中具有onu id或线卡pon接口的业务报文，线卡为该上行业务报文增加ptag(pon tag，pon标签)字段，标识上行业务报文来源onu或pon口信息。线卡将上行业务报文经槽位物理端口转发给主控盘。其中，ptag字段是在原始业务报文外、且在otag字段内增加的一层外层vlan。
77.vlan值的12个bit中，高4bit表示pon接口号，低8bit表示onu id。olt内部线卡通过ptag字段传递onu或pon口信息给主控盘，故约定一个固定的划分，高4bit(取值范围0
‑
15)标识16个pon接口，低8bit(取值范围0
‑
255)标识256个onu id。
78.s203、主控盘解析并剥离上行业务报文的otag字段，根据otag字段内容确定上行业务报文所属切片、以及槽位物理端口对应的内部端口。
79.s204、判断上行业务报文是否携带ptag字段，若是，进入s205；若否，进入s207。
80.s205、主控盘解析并剥离ptag字段，根据ptag字段获取报文上行业务报文来源onu id或线卡pon接口，并判断上行业务报文是否匹配预设的条件信息，若是，进入s206；若否，进入s207。
81.s206、获取上行业务报文对应vxlan vni的转发域id，进入s208。
82.s207、获取业务报文切片+vlan对应的转发域id。
83.s208、主控盘学习业务报文的源mac+转发域id+源端口，写入mac地址表，对于上行业务报文，内部端口就是源端口。
84.s209、主控盘根据上行业务报文的目的mac+转发域id，查找mac地址表，从对应转发域向相应的目的端口转发；由于查找条件增加了转发域id，因此查找地址表得到的目的端口一定在对应的转发域内。
85.若查到目的端口为上联物理端口，直接将上行业务报文往该上联物理端口转发；
86.若查到目的端口为内部端口，则向该内部端口所属的槽位物理端口转发；
87.若查到目的端口为虚拟端口，则取虚拟端口对应的vxlan隧道下一跳，为报文进行vxlan封装后往上联物理端口转发。
88.若没有查到对应表项，进入s210。
89.s210、当获取的切片+业务报文vlan对应的转发域id时，将该业务报文向所在切片中所有上联物理端口洪泛；
90.当获取到对应vxlan vni的转发域id时，将该业务报文对应vni的所有vxlan隧道下一跳进行vxlan封装后，往对应上联物理端口洪泛。
91.如图3所示，提供一个olt针对下行业务报文转发的处理流程，具体包括步骤：
92.s301、上联接口将下行业务报文透传给主控盘上联物理端口，主控盘上联物理端口入口解析报文内容。
93.s302、判断是否为vxlan封装报文、且符合s104中vni+对端vtep属性+上联物理端口的封装方式，若是，进入s303；若否，进入s304。
94.s303、获取对应虚拟端口作为后续学习端口，并获取vni对应的转发域id，进入s305。
95.s304、根据下行业务报文中条件信息划分的切片，得到对应业务报文切片+vlan的转发域id，使用业务报文来源上联物理端口作为后续学习的端口。
96.s305、学习报文源mac+转发域id+虚拟端口/上联物理端口，写入mac地址表。
97.s306、主控盘根据报文目的mac+转发域id，查找mac地址表进行转发；
98.若查到目的端口为上联物理端口，则直接将报文往该端口上联物理端口转发，进入s308；
99.若查到目的端口为内部端口，则向该内部端口所属的槽位物理端口转发，进入s308；
100.若查到目的端口为虚拟端口，则获取虚拟端口对应的vxlan隧道下一跳，为报文进行vxlan封装后往上联物理端口转发，进入s308；
101.在无法查到表项时，进入s307。
102.s307、当获取到切片+业务报文vlan对应的转发域id时，该业务报文往所有槽位物理端口在同一切片对应的内部端口洪泛；例如：物理槽位口1映射内部端口1到切片1、映射内部端口2到切片2；物理槽位口2映射内部端口3到切片1，映射内部端口4到切片2；物理槽位口3映射内部端口5到切片1，映射内部端口6到切片2，那么所有物理端口对于切片1，就是往内部端口1、内部端口3、内部端口5洪泛。
103.当获取到vni对应的转发域id时，往所有存在映射到该vxlan业务报文的切片对应的内部端口所属的槽位物理端口洪泛。
104.s308、线卡根据槽位物理端口收到的下行业务报文的目的mac，转发或洪泛下行业务报文至对应pon接口和onu。
105.基于上述实施例，提供一个实际场景下报文转发的实施例。如图4所示，olt由线卡和主控盘组成,主控盘使用实际物理端口，作为上联接入核心骨干网或作为下联槽位物理端口与线卡连接。
106.根据线卡下挂onu、线卡pon接口或整个线卡板卡到切片的划分配置，线卡为所有
上行业务报文增加otag字段标识切片信息，根据进一步某切片下指定onu或pon接口细分接入vxlan业务的配置，线卡为切片中所需的部分上行业务报文增加ptag字段标识onu id、线卡pon接口，并通过槽位物理端口转发给主控盘；上联接入骨干网，透传普通业务报文、远端vxlan vtep设备封装后通过骨干网转发过来的vxlan封装业务报文、以及主控盘上行出口封装的vxlan业务报文。
107.如图4所示，将olt划分为volt1和volt2两个切片，将volt1中匹配vlan1、且指定onu id、线卡pon接口的业务细分映射到vxlan vni1000业务，为其分配转发域id1的标识fid1，为volt2中的vlan1业务分配转发域id2的标识fid2，分别进行转发学习，并且，转发域本身具有洪泛域功能。
108.主控盘槽位物理端口slot physical port入口处解析、剥离otag字段，并映射至对应内部端口(internal port)，otag1字段对应volt1，映射internal port1，otag2字段对应volt2，映射internal port2。通过scl(service classification list报文解析及业务分类模块)解析上下行报文内容中的条件信息，即vlan、mac、ip、ip协议类型、l4端口号信息、上行业务报文ptag中的线卡pon接口和onu id、下行业务报文中的vxlan封装信息，根据具体配置映射到切片vlan或者vni的转发域id，针对下行vxlan业务报文，映射vp(virtual port虚拟端口)，该虚拟端口绑定olt作为vxlan vtep设备与对端vtep arp学习得到的、包含vxlan封装及目的上联物理端口(uplink port)信息的vxlan隧道下一跳(vxlan tunnel nexthop)。
109.根据scl解析结果及报文入口内部端口及上联物理端口，学习源mac+源端口(物理/内部/虚拟端口)+转发域id(forwarding id，fid)，并根据目的mac+fid查找转发。上行vxlan业务报文根据查找到的目的虚拟端口绑定的vxlan tunnel nexthop进行vxlan封装及转发，上行切片业务报文根据目的上联物理端口转发，下行业务报文根据目的内部端口对应的槽位物理端口转发。
110.针对各个切片业务报文和vxlan业务报文的配置，映射到对应转发域的配置，实现各业务配置上的独立。
111.本发明还提供一种olt vxlan与多切片共存的装置，用于实现上述方法，装置包括切片转发配置模块、vxlan转发配置模块、划分模块、业务解析分类模块和转发模块。
112.切片转发配置模块，为olt虚拟切片的每个vlan分配一个转发域，主控盘每个槽位物理端口映射至少一个内部端口，每个内部端口仅属于一个切片；
113.vxlan转发配置模块，用于配置olt vxlan的vtep属性，创建vni，为每个vni分配一个转发域，针对每个vni+对端vtep属性+上联物理端口，创建vxlan隧道下一跳和虚拟端口，用于获取vxlan业务报文的封装信息；
114.划分模块，用于预设的条件信息将部分业务报文与vni形成vxlan映射；
115.业务解析分类模块，解析业务报文中，查找划分模块的条件信息获取转发域id，剥离业务报文中切片和vxlan信息，传递给转发模块；
116.转发模块，学习报文源mac+转发域id+源端口信息，根据目的mac+转发域id查找目的端口，根据目的端口封装及转发。
117.在多切片和vxlan共存的场景下，每个切片都被虚拟成独立的网元，有独立的配置管理和对应4095个vlan的转发域id；vxlan业务的每个vni都有独立的转发域id。各个切片
业务及vxlan业务的转发和配置，可以被映射到对应各自独立的转发域上，从而实现olt各切片业务及vxlan业务转发和配置上的相互独立。
118.以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。