报文交换处理方法、业务板及网络交换系统的制作方法_3

文档序号:8546140阅读:来源:国知局
,从而可以满足网络设备对双平面组网模型的需求和网络设备在双平面上的可靠通讯需求。
[0105]图4是本发明实施例三提供的报文交换处理方法的流程示意图。如图4所示,本实施例对应在具体的分布式交换网络架构的下实现该报文交换处理方法中对多播、广播及DLF报文进行处理的场景。如图4所示,本实施例提供的报文交换处理方法包括:
[0106]S401、接收交换板转发的信元并将信元转换为报文,其中,信元是由作为源业务板的第一业务板的分布交换处理单元通过将需要发送的源报文进行分割后,发送到交换板,或者是由作为源业务板的第三业务板发送的源报文分割成信元后发送到级联交换板的交换网片,级联交换板的交换网片根据源报文分割成的信元所携带的转发标识转发至级联交换板的分布交换处理单元,级联交换板的分布交换处理单元将源报文分割成的信元重组成报文后,通过级联端口转发至交换板的分布交换处理单元中,交换板的分布交换处理单元再将重组的报文分割而成并发送至交换板的交换网片的。
[0107]图5是本发明实施例三中的网络架构示意图。如图5所示,本实施例中,业务板A、业务板B、业务板C和业务板D都是业务单板,负责进行业务功能。其中,业务板A和业务板B属于中心框,而业务板C和业务板D属于依靠级联端口扩展的业务框。业务板中包括有一个作为业务处理单元的中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU),第一端口、第二端口和一个分布交换处理单元。CPU负责管理与通信等功能,具有两个处理端口,两个处理端口分别可以独立进行通信。中央处理器的第一处理端口和第一端口相连,中央处理器的第二处理端口和第二端口相连。分布交换处理单元中包括有一个报文处理单元和一个信元交换单元,其中,报文处理单元用于进行表项的处理操作,例如是查表和学表操作等,信元交换单元用于将报文切割或重组成为信元,进行信元的传输与交换以及将多播报文复制到指定端口上等过程。
[0108]交换板1、交换板2、交换板3、交换板4等为交换板。在交换板上面部署了交换网片。业务板的分布交换处理单元通过串行器/解串器技术Serdes分别和交换板上的交换网片对接,各交换网片并联构成一个信元交换网。此外,在交换板上也可以设置有分布交换处理单元,并在交换板的分布交换处理单元对外部署级联端口,从而提供了可和其它交换板的级联端口或者和交换机进行级联的以太交换端口。
[0109]因为业务板中的业务处理单元具有至少两个独立的处理端口,这两个处理端口可以独立进行通信,可将这两个端口所经过的路径视为两个传输平面,其定义和传统双平面交换网络中的传输平面相似,这两个平面可标识为平面0/平面1,因为标识为端口 O的第一端口和标识为端口 I的第二端口分别和两个独立的处理端口相连,因此从端口 O发送的报文,其对应平面标识可以为平面0,相对的,从端口 I发送的报文对应的平面标识可以为平面I。在本实施例的网络架构中,交换板I和交换板3的级联端口配置为平面0,可通过交换网片和业务板的端口 O的报文进行交换,可视作在平面O上进行工作;交换板2和交换板4的级联端口配置为平面1,可通过交换网片和业务板的端口 I的报文进行交换,即视为在平面I上工作。
[0110]下面以在上述网络构架中多播报文的发送过程为例,假设业务板A从自身的业务处理单元的第一处理端口发送一个以太广播报文给网络中其它业务板,具体为发送至业务板B、业务板C与业务板D的端口 0,此时,业务板A为源业务板,而业务板B、C和D分别为作为目的业务板的第二业务板,且相对于B来说,A为第一业务板,而相对于C和D,A为第三业务板,交换板I和交换板2为和业务板A相连的级联交换板,而交换板2和3为利用级联端口和上述两个级联交换板分别进行级联的交换板。业务板A的分布交换处理单元CSWO从对应连接的端口收到报文后,先对该报文进行VLAN标签处理,判断报文是否存在VLAN标识,经过查询,如确认进入端口的报文自身没有VLAN标识,则为报文分配默认的VLAN标识VLANI,并将该标识加入报文内,如果该报文有VLAN标签,则识别出VLAN标识;然后根据发送报文的网口,判断该报文所对应的平面标识应为平面O。
[0111]获得报文的平面标识和VLAN标识后,由于该报文为以太广播报文,所以可根据报文的平面标识及VLAN标识,得到报文的多播转发标识。其中,该多播转发标识会加入到原始报文的头部,以便后续在分割信元时,可将该多播转发标识加入信元头。该多播转发标识用于指示所有用于转发该广播报文的分布交换处理单元的标识号,以及与这些分布交换处理单元连接并转发报文的转发端口。例如报文的平面标识为平面O,VLAN标识为VLANl,则可以根据此计算得到多播转发标识为多播转发标识1,具体的公式为:多播转发标识偏移地址(默认O)+平面号*4096+VLAN ID,并将该多播转发标识携带在报文所分割成的信元中,并发送至交换板侧的交换网片。
[0112]如果作为源业务板的业务板A发出的报文为以太多播报文,此时只要在业务二层转发表中查找与报文的平面标识、目的MAC地址和VLAN标识所对应的表项,即可根据查找到的表项经处理后得到多播时的多播转发标识,并依据该多播转发标识所指示的所有用于转发该广播报文的分布交换处理单元的标识号,以及与这些分布交换处理单元连接并转发报文的转发端口进行转发,其转发具体过程和广播报文类似,在此不再赘述。
[0113]在交换板I和交换板2的交换网片中,存储了多播转发标识与用于转发报文的分布交换处理单元的标识号的对应关系。具体的,在交换网片中可查询到对应携带有多播转发标识I的信元,用于转发该信元的分布交换处理单元包括业务板A的分布交换处理单元CSWO、业务板B的分布交换处理单元CSWl和交换板I的分布交换处理单元CSW2。
[0114]交换网片将携带有多播转发标识I的信元发送至上述分布交换处理单元中时,业务板A的分布交换处理单元收到该信元并重组为报文后,信元交换单元会根据报文头所携带的信息判断报文是否是由和本分布交换处理单元所链接的端口所发出,由于报文为业务板A的端口 O作为源端口发送出来,所以该报文会被识别出属于本业务板发送的报文,从而进行剪枝丢弃处理;而业务板B的分布交换处理单元CSWl中存储有多播转发标识与用于转发报文并和该分布交换处理单元连接的转发端口之间的对应关系,该对应关系存储在多播转发表,或者多播转发链表之中,具体的,对应多播转发标识I的报文,其目的端口应为和该分布交换处理单元CSWl连接的转发端口 O。
[0115]交换网片将上述信元发送至交换板I的分布交换处理单元CSW2中时,分布交换处理单元CSW2将信元重组成报文,再利用级联端口将重组的报文转发至和CSW2级联的交换板3的分布交换处理单元CSW12上,然后根据重组而成的报文的平面标识和其它信息重新获得一个多播转发标识,此处可以根据平面标识为0,和VLAN标识为1,同样获得多播转发标识为多播转发标识1,在将重组成的报文分割成信元后,添加该多播转发标识1,并发送到另一侧的交换网片上。交换网片再根据信元所携带的多播转发标识1,判断应将信元发送至业务板C和业务板D的分布交换处理单元CSWlO和CSWll上。同样的,当交换网片将信元发送至交换板2的分布交换处理单元CSW3时,分布交换处理单元CSW3将信元重组成报文,但由于交换板2属于平面I,所以在报文向目的端口发送时会被丢弃。
[0116]具体的,交换板I的用于转发报文的分布交换处理单元CSW2在接收到来自业务板A发送的报文后,还要进行MAC地址等的学习,将报文平面标识、MAC地址、VLAN标识以及信元目的地址等表项学入交换二层地址转发表中,这样在单播时,即可利用交换二层地址转发表进行转发。其中,交换二层地址转发表用于记录信元所对应报文的平面标识、目的MAC地址和VLAN标识与信元目的地址之间的对应关系。其中,目的地址可以设定为分布交换处理单元的标识号以及和该分布交换处理单元连接的端口的端口号等。
[0117]例如,本实施例中,交换板I的分布交换处理单元CSW2学习到的表项情况为:
[0118]平面0+VLAN1+MAC0,其对应表项为CSWO+端口 O
[0119]而当业务板A是由第二处理端口,即和端口 I连接的端口向平面I上的其它端口发送报文时,位于平面I上的交换板2分布交换处理单元CSW3学习到的表项情况为:
[0120]平面0+VLAN1+MAC1,其对应表项为CSWO+端口 I
[0121]具体的根据业务二层地址转发表进行转发的转发过程将在单播过程中详细描述。
[0122]S402、根据报文所携带的转发标识确定报文对应的目的端口,并将报文发送至目的端口上,其中,目的端口为第二业务板中的第一端口和第二端口中的一个。
[0123]把信元重组为报文,并确定了报文对应的目的端口为分别和分布交换处理单元CSffU CSfflO和CSWll连接的转发端口 O后,分布交换处理单元CSWl、CSfflO和CSWll再根据存储的多播转发标识与用于转发报文并和该分布交换处理单元连接的转发端口之间的对应关系,具体的,确定携带有多播转发标识I的报文,其对应的目的端口为端口 0,分布交换处理单元将端口 O作为报文对应的目的端口后,将信元重组成的报文分别发送至上述目的端口中。
[0124]此外,目的业务板在接收该报文时,可以将该报文的平面标识、源媒体访问控制MAC地址和虚拟局域网VLAN标识与报文的源地址的对应关系学入该业务板的业务二层地址转发表中,以使从目的业务板发送到报文源地址的报文可以根据业务二层地址转发表进行发送。例如业务板C在接收到交换板3发送的信元并将其转换为报文后,首先根据接收到报文的目的端口 0,重新确定报文的平面标识为平面0,然后在业务板C的业务二层地址转发表中查找报文的平面标识、源媒体访问控制MAC地址和虚拟局域网VLAN标识和报文的源地址有无对应关系。如果相应的对应关系已经存储于业务二层地址转发表中,则将表中的表项进行刷新,而如果业务二层地址转发表中无该对应关系,则将相应的表项学入表中。例如该报文的源媒体访问控制MAC地址为业务板A端口 O的地址MAC0,平面标识为平面0,VLAN标识为VLANl,而报文的源地址为交换板3的分布交换处理单元标识号CSW12,以及分布交换处理单元的端口号O。根据地址MAC0,平面标识为平面0,VLAN标识为VLANl计算Hash,算出相对应的索引,即可进行业务二层地址转发表的学表操作。
[0125]具体的,业务板C的分布交换处理单元CSWlO接收业务板A端口 O发送的报文后,所学习到的表项可以为:
[0126]平面0+VLAN1+MAC0,其对应表项为CSW12+端口 O
[0127]而在接收业务板A的端口 I所发送的平面I的报文后,学习到的表项为:
[0128]平面1+VLAN1+MAC1,其对应表项为CSW13+端口 I
[0129]而业务板B的分布交换处理单元CSWl在接收业务板A端口 O发送的报文后,所学习到的表项可以为:
[0130]平面0+VLAN1+MAC0,其对应表项为CSWO+端口 O
[0131]而在接收业务板A的端口 I所发送的平面I的报文后,学习到的表项为:
[0132]平面1+VLAN1+MAC1,其对应表项为CSWO+端口 I
[0133]上述业务板B和C在学习到相应表项后,在向目的MAC地址发送单播报文时,即可根据业务二层地址转发表进行发送。
[0134]而相应的,当业务板A接收到其他业务板的报文时,同样具有类似的学表操作过程,例如,业务板A接收到源业务板为业务板C的报文时,学习到的表项为:
[0135]平面0+VLAN1+MAC10,对应表项为 CSW2+ 端口 O ;
[0136]平面1+VLAN1+MAC11,对应表项为 CSW3+ 端口 O。
[0137]其中,业务板A接收业务板C报文的具体流程和前述的描述类似,此处不再赘述。
[0138]需要说明的是,在转发广播、多播或DLF单播报文的情况下,上述流程步骤的执行主体为所有接收该广播、多播或DLF单播报文的目的业务板,而非单一的目的业务板。即所有配置为广播、多播或者DLF单播报文的目的业务板均按照该流程步骤执行操作。具体的报文转发流程中,广播、多播或DLF单播报文的目的端口由配置得到。在源业务板中,会判断该报文携带的源地址信息为自身而将报文剪枝掉;在包括第二业务板在内的目的业务板中,会根据具体配置送达指定端口 ;在交换板中,也会根据具体配置将报文送至指定端口。
[0139]本实施例中,在转发多播、广播或者DLF单播报文时,首先根据发送的源端口确定报文的平面标识,再根据报文的平面标识和VLAN标识确定多播转发标识,并将携带多播转发标识的报文切分成信元后转发给交换网片,交换网片根据配置将报文转发至多播转发标识所对应的分布交换处理单元上,分布交换处理单元再根据配置将报文发送至多播转发标识所对应的端口。和该报文所处平面不一致的目的端口接收到报文后,将报文进行丢弃处理,从而确保报文在同一平面中进行转发。这样实现了限定报文的发送端口与目的端口在同一个传输平面上,解决了在分布式交换网上支持双平面交换系统的问题,从而可以满足网络设备对双平面组网模型的需求和网络设备在双平面上的可靠通讯需求。
[0140]本发明实施例四提供了当源业务板发送单播报文时的实施场景。仍然以图5中所示的网络架构为例进行说明。本实施例中,业务板A从端口 O发送一个单播报文到业务板C的端口 0,或是发送单播报文到业务板B的端口 O上,其步骤可以为图4所示的前述实施例的方法流程,现根据单播报文的实际发送过程对报文交换处理方法的流程步骤作具体说明如下:
[0141]S401、接收交换板转发的信元并将信元转换为报文,其中,信元是由作为源业务板的第一业务板的分布交换处理单元通过将需要发送的报文进行分割后,发送到交换板,或者是由作为源业务板的第三业务板发送的源报文分割成信元后发送到级联交换板的交换网片,级联交换板的交换网片根据源报文分割成的信元所携带的转发标识转发至级联交换板的分布交换处理单元,级联交换板的分布交换处理单元再将源报文分割成的信元重组成报文后,通过级联端口转发至交换板的分布交换处理单元中,交换板的分布交换处理单元再将重组的报文分割而成并发送至交换板的交换网片的。
[0142]由于业务板A和业务板C之间的交换板分属于两个机框的分布式交换网络中,所以需要在交换板之间通过级联端口进行级联才可以互相通讯。其中,业务板B和C为作为目的业务板的第二业务板,而对于业务板B而言,业务板A为作为源业务板的第一业务板,对于业务板C而言,业务板A为作为源业务板的第三业务板。业务板A的分布交换处理单元CSWO从对应连接的端口收到报文后,根据默认是否有VLAN标签来确认VLAN标识,如果有VLAN标签,则按报文中的VLAN标签进行VLAN标识;如果没有,则加上默认的VLAN标签,并确认为VLAN标识。假设发送报文的处理端口为第一处理端口,即可判断该报文所对应的平面标识应为平面O。
[0143]因为作为源业务板的业务板A发送的报文为单播报文,所以报文的转发标识是源业务板在业务二层地址转发表中查找与报文的平面标识、目的媒体访问控制地址和虚拟局域网VLAN标识对应表项,并在对应表项中确定的,并且报文的转发标识是报文的转发地址,具体包括用于转发该报文的分布交换处理单元的标识号,以及与分布交换处理单元连接并转发报文的转发端口。需要说明的是,如果上述查找表项的过程失败,则报文会转为DLF单播报文,依据上述实施例三所述的多播流程进行处理。
[0144]具体的,在确定报文的转发标识时,可以在业务板A的业务二层地址转发表中查找与报文的平面标识、目的MAC地址和VLAN标识对应表项,并在对应的表项中确定报文的转发地址。业务二层地址转发表用于记录报文的平面标识、目的MAC地址和VLAN标识与转发地址之间的对应关系。图6是业务二层地址转发表的表项结构示意图。如图6所示,因为业务二层地址转发表的空间有限,所以需要将报文的平面标识、目的MAC地址和VLAN标识进行Hash值计算,得到对应的索引值,并根据该索引值在业务二层地址转发表中查找对应表项,从而查找到对应的转发地址。业务板A的业务二层地址转发表可以包括多个索引及对应表项。例如:
[0145]平面0+VLAN1+MAC10,其对应表项为 CSW2+ 端口 O ;
[0146]平面1+VLAN1+MAC11,其对应表项为 CSW3+ 端口 O。
[0147]当业务板A将单播报文分别发送到业务板B和业务板C时,因为通过了不同的网络路径,所以下面分别对报文发送过程进行说明:
[0148]I)当业务板A将单播报文发送到业务板C时,报文所分割成的信元是由源业务板的分布交换处理单元根据信元的转发地址确定用于转发报文的分布交换处理单元的标识号并发送到交换板,以使交换板根据用于转发报文的分布交换处理单元的标识号将信元转发至标识号所标识的分布交换处理单元的。因为该报文的目的地址为业务板C端口 O的MAC地址MAC10。依照平面标识、VLAN标识和目的MAC地址为平面0+VLAN1+MAC10查表,可查得对应表项为CSW2+端口 0,即对应的要转发该报文所对应信元的分布交换处理单元的标识号为CSW2,与该分布交换处理单元相连的端口的端口号为0,此即为报文的转发地址。
[0149]根据上述可得到报文的转发地址对应标识号为CSW2的分布交换处理单元,且端口号为O的端口,该分布交换处理单元位于交换板I上。业务板A将报文转换分割成信元后发送至交换网片,信元再经过交换网片发送至交换板I的分布交换处理单元上。
[0150]交换板I的用于转发报文的分布交换处理单元在接收到来自业务板A发送的报文后,进行MAC地址等表项的学习,将报文平面标识、MAC地址、VLAN标识以及信元目的地址等表项学入交换二层地址转发表中,再将报文通过级联端口转发至交换板3的分布交换处理单元上,交换板3的分布交换处理单元再在交换二层
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