專利名稱：分層虛擬局域網(wǎng)注冊(cè)協(xié)議的負(fù)載分擔(dān)方法及其應(yīng)用的節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及HVRP(Hierarchy Virtual Local Area Network RegisterProtocol，分層虛擬局域網(wǎng)注冊(cè)協(xié)議)協(xié)議，尤其涉及HVRP協(xié)議的負(fù)載分擔(dān)方法及應(yīng)用該方法的HVRP節(jié)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前典型的城域網(wǎng)組網(wǎng)方案中，在匯聚層通常采用環(huán)狀方式進(jìn)行設(shè)備間連接，同時(shí)將BRAS(Broadband Remote Access Server，寬帶遠(yuǎn)程接入服務(wù)器)旁掛在匯聚層出口設(shè)備側(cè)，用于用戶認(rèn)證、地址分配、計(jì)費(fèi)等運(yùn)營(yíng)管理。這種組網(wǎng)方式具有較強(qiáng)的帶寬擴(kuò)展能力，同時(shí)也節(jié)約了大量的光纖資源。圖1所示為一種城域網(wǎng)組網(wǎng)的示例結(jié)構(gòu)，匯聚層由4個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互連形成環(huán)網(wǎng)，其中兩個(gè)匯聚層節(jié)點(diǎn)通過(guò)BRAS接入到核心網(wǎng)。用戶由匯聚層節(jié)點(diǎn)接入城域網(wǎng)。
匯聚層通常采用二層網(wǎng)絡(luò)，二層轉(zhuǎn)發(fā)主要依賴MAC地址學(xué)習(xí)，由于大量的接入用戶使得二層網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來(lái)越大，二層網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備需要學(xué)習(xí)的MAC地址也隨之增長(zhǎng)。而設(shè)備學(xué)習(xí)這些MAC地址所需的存儲(chǔ)空間會(huì)大大增加其制造成本，從而增加城域網(wǎng)的構(gòu)建和維護(hù)成本。
本申請(qǐng)人在中國(guó)專利申請(qǐng)200510093448中公開(kāi)了一種減少M(fèi)AC地址學(xué)習(xí)數(shù)量的方法，在環(huán)網(wǎng)以及樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中根據(jù)端口屬性進(jìn)行VLAN(Virtual Local Area Network，虛擬局域網(wǎng))的注冊(cè)和老化，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上一個(gè)VLAN內(nèi)的端口數(shù)量不超過(guò)兩個(gè)時(shí)，就不再需要學(xué)習(xí)MAC地址，直接通過(guò)廣播在二層進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，從而極大地節(jié)省了MAC地址表空間，這種方法稱為HVRP協(xié)議。
為了使HVRP協(xié)議能夠獨(dú)立于二層網(wǎng)絡(luò)所采用的冗余保護(hù)協(xié)議，如STP(Spanning Tree Protocol，生成樹(shù)協(xié)議)、RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol快速生成樹(shù)協(xié)議)、RRPP(Rapid Ring Protection Protocol，快速環(huán)網(wǎng)保護(hù)協(xié)議)等，可以按照HVRP控制報(bào)文在二層網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)路徑運(yùn)行HVRP協(xié)議，即根據(jù)根橋向下游發(fā)送的Hello(握手)報(bào)文以及其他節(jié)點(diǎn)向上游發(fā)送的Register(注冊(cè))報(bào)文來(lái)確定節(jié)點(diǎn)的HVRP端口角色，按照HVRP端口角色運(yùn)行HVRP協(xié)議，以減少二層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要學(xué)習(xí)的MAC地址數(shù)量。
現(xiàn)有的HVRP協(xié)議中，根橋(Root Bridge)作為二層網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的連接點(diǎn)，對(duì)一個(gè)二層網(wǎng)絡(luò)而言在同一時(shí)間只有一個(gè)根橋處于運(yùn)行狀態(tài)，并且只通過(guò)根橋上的一個(gè)上行端口進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)，換言之，二層網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的流量只通過(guò)一條鏈路來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)；否則，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文流量的多條鏈路會(huì)造成相關(guān)節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)VLAN中的端口超過(guò)2個(gè)，降低HVRP協(xié)議所能實(shí)現(xiàn)的效果。而城域網(wǎng)中匯聚層環(huán)網(wǎng)通常采用多條上行鏈路由BRAS接入核心網(wǎng)，例如在圖1所示的網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)匯聚層環(huán)網(wǎng)上運(yùn)行HVRP協(xié)議時(shí)，只有一個(gè)BRAS工作于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，這樣不僅浪費(fèi)了另一個(gè)BRAS的帶寬，而且影響了匯聚層網(wǎng)絡(luò)的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)中HVRP協(xié)議中只有一個(gè)上行端口處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)性能問(wèn)題。
本發(fā)明所述HVRP協(xié)議的負(fù)載分擔(dān)方法，用于通過(guò)至少兩個(gè)處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的上行端口連接外部網(wǎng)絡(luò)的二層網(wǎng)絡(luò)，包括以下步驟為二層網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)VLAN指定其所屬的HVRP實(shí)例；處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的上行端口對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)HVRP實(shí)例；以對(duì)應(yīng)的上行端口所在節(jié)點(diǎn)為根橋，在各個(gè)實(shí)例內(nèi)分別運(yùn)行HVRP協(xié)議。
優(yōu)選地，所述為數(shù)據(jù)VLAN指定其所屬的HVRP實(shí)例具體為在二層網(wǎng)絡(luò)中的HVRP節(jié)點(diǎn)上設(shè)置數(shù)據(jù)VLAN與其所屬HVRP實(shí)例的映射關(guān)系；所述方法還包括當(dāng)不同節(jié)點(diǎn)上同一HVRP實(shí)例中的數(shù)據(jù)VLAN不同時(shí)，暫停該實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN老化。
優(yōu)選地，所述方法還包括在HVRP節(jié)點(diǎn)上根據(jù)數(shù)據(jù)VLAN與HVRP實(shí)例的映射關(guān)系生成每個(gè)HVRP實(shí)例的本地配置摘要；每個(gè)節(jié)點(diǎn)在其生成的HVRP協(xié)議控制報(bào)文中攜帶該控制報(bào)文所在HVRP實(shí)例的本地配置摘要；所述不同節(jié)點(diǎn)上同一HVRP實(shí)例中的數(shù)據(jù)VLAN不同具體為節(jié)點(diǎn)接收HVRP協(xié)議控制報(bào)文的配置摘要與該實(shí)例的本地配置摘要不同。
優(yōu)選地，所述配置摘要根據(jù)數(shù)據(jù)VLAN及其所屬HVRP實(shí)例的映射表采用加密算法生成。
優(yōu)選地，所述在各個(gè)HVRP實(shí)例內(nèi)分別運(yùn)行HVRP協(xié)議包括為各個(gè)HVRP實(shí)例指定控制VLAN，該實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文在其控制VLAN內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)。
優(yōu)選地，所述在各個(gè)HVRP實(shí)例內(nèi)分別運(yùn)行HVRP協(xié)議包括在HVRP實(shí)例上行端口上對(duì)非本實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN進(jìn)行老化。
優(yōu)選地，所述HVRP實(shí)例中的數(shù)據(jù)VLAN在二層網(wǎng)絡(luò)中具有相同的阻塞點(diǎn)。
本發(fā)明還提供了一種HVRP節(jié)點(diǎn)，包括實(shí)例設(shè)置單元和HVRP協(xié)議單元，其中實(shí)例設(shè)置單元用來(lái)設(shè)置并保存數(shù)據(jù)VLAN及其所屬HVRP實(shí)例的映射關(guān)系；HVRP協(xié)議單元用來(lái)在各個(gè)實(shí)例內(nèi)分別運(yùn)行HVRP協(xié)議。
優(yōu)選地，所述HVRP節(jié)點(diǎn)還包括配置摘要生成單元，用來(lái)根據(jù)實(shí)例設(shè)置單元中數(shù)據(jù)VLAN及其所屬HVRP實(shí)例的映射關(guān)系生成并保存各實(shí)例的本地配置摘要；所述HVRP協(xié)議單元運(yùn)行HVRP協(xié)議包括生成并發(fā)送各實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文，其中包括該HVRP協(xié)議控制報(bào)文所屬實(shí)例的本地配置摘要。
優(yōu)選地，所述HVRP協(xié)議單元運(yùn)行HVRP協(xié)議還包括接收各實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文；所述HVRP節(jié)點(diǎn)還包括配置摘要處理單元，用來(lái)在接收的HVRP協(xié)議控制報(bào)文中配置摘要與同一實(shí)例的本地配置摘要不同時(shí)，通知HVRP協(xié)議單元暫停該實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN老化。
優(yōu)選地，所述發(fā)送各實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文具體為HVRP協(xié)議單元在各實(shí)例的控制VLAN內(nèi)發(fā)送該實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文；所述接收各實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文具體為HVRP協(xié)議單元在各實(shí)例的控制VLAN內(nèi)接收該實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文。
優(yōu)選地，所述HVRP節(jié)點(diǎn)包括HVRP端口，用來(lái)作為HVRP實(shí)例處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的上行端口；所述HVRP協(xié)議單元運(yùn)行HVRP協(xié)議包括在作為上行端口的HVRP端口上對(duì)其他HVRP實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN進(jìn)行老化，所述其他HVRP實(shí)例為不以該HVRP端口作為處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的上行端口的實(shí)例。
本發(fā)明通過(guò)將二層網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)VLAN劃分至不同的HVRP實(shí)例中，以不同的上行端口連接外部網(wǎng)絡(luò)，在各實(shí)例中分別運(yùn)行HVRP協(xié)議，這樣每個(gè)實(shí)例中的上行端口都可以用來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載分擔(dān)，提高了上行鏈路的利用率，使網(wǎng)絡(luò)性能得到提升。


圖1為城域網(wǎng)的一種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示例圖；圖2為本發(fā)明所述HVRP協(xié)議負(fù)載分擔(dān)方法優(yōu)選實(shí)施例的流程圖；圖3為應(yīng)用本發(fā)明所述HVRP協(xié)議負(fù)載分擔(dān)方法的HVRP節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明應(yīng)用示例的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)有技術(shù)中，二層網(wǎng)絡(luò)以一個(gè)整體運(yùn)行HVRP協(xié)議。在運(yùn)行HVRP協(xié)議的節(jié)點(diǎn)即HVRP節(jié)點(diǎn)上，按照二層網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)路徑來(lái)確定端口的角色，并基于端口角色對(duì)該HVRP節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)VLAN進(jìn)行老化。當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)VLAN在某個(gè)HVRP節(jié)點(diǎn)上的MAC地址表中只剩兩個(gè)端口時(shí)，即可刪除該數(shù)據(jù)VLAN的MAC表項(xiàng)。
端口的HVRP角色可以由用戶靜態(tài)配置；也可以將二層網(wǎng)絡(luò)連通外部網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)作為根橋，將根橋發(fā)送的Hello報(bào)文沿二層網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，其他HVRP節(jié)點(diǎn)根據(jù)Hello報(bào)文的入端口來(lái)確定端口角色。不論采用哪種方式，二層網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)發(fā)路徑都取決于負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文的根橋在二層網(wǎng)絡(luò)中的位置。
當(dāng)一個(gè)二層網(wǎng)絡(luò)中有兩個(gè)或多個(gè)根橋同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，由于每個(gè)根橋都可以用來(lái)確定其他HVRP節(jié)點(diǎn)的端口角色，本發(fā)明采用的解決辦法是基于每個(gè)根橋獨(dú)立運(yùn)行HVRP協(xié)議，即在二層網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行兩個(gè)或多個(gè)HVRP實(shí)例。由于同一個(gè)HVRP節(jié)點(diǎn)上端口可能在不同HVRP實(shí)例中具有不同的角色，而HVRP協(xié)議通過(guò)對(duì)端口上數(shù)據(jù)VLAN的老化來(lái)減少M(fèi)AC表項(xiàng)，當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)VLAN屬于兩個(gè)或兩個(gè)以上HVRP實(shí)例時(shí)，這兩個(gè)實(shí)例的上行端口不同會(huì)造成該數(shù)據(jù)VLAN在一些節(jié)點(diǎn)的MAC表項(xiàng)中超過(guò)2個(gè)端口而不能被老化，當(dāng)同一數(shù)據(jù)VLAN所屬的多個(gè)HVRP實(shí)例阻塞點(diǎn)不同時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)該數(shù)據(jù)VLAN在一個(gè)實(shí)例中能夠被老化，而在另一個(gè)實(shí)例中不能被老化的情形。因而本發(fā)明中，每個(gè)數(shù)據(jù)VLAN屬于一個(gè)HVRP實(shí)例。同時(shí)，二層網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流量分布在各個(gè)數(shù)據(jù)VLAN中，這樣各個(gè)HVRP實(shí)例通過(guò)各自根橋同時(shí)對(duì)該實(shí)例中數(shù)據(jù)VLAN中的流量進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)二層網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)連接之間的負(fù)載分擔(dān)。
另一種可能的情況是在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上有超過(guò)1個(gè)端口連接外部網(wǎng)絡(luò)。此時(shí)，可以將每個(gè)端口作為一個(gè)或者一個(gè)以上HVRP實(shí)例的上行端口，而將該節(jié)點(diǎn)作為多個(gè)HVRP實(shí)例的根橋。可見(jiàn)，HVRP實(shí)例對(duì)應(yīng)于一個(gè)處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的上行端口，并且以該上行端口所在的節(jié)點(diǎn)為根橋。不難理解，多個(gè)HVRP實(shí)例可以對(duì)應(yīng)于同一個(gè)上行端口。
本發(fā)明所述HVRP協(xié)議負(fù)載分擔(dān)方法優(yōu)選實(shí)施例的流程如圖2所示。在步驟S210，按照二層網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的連接端口確定HVRP實(shí)例。與外部網(wǎng)絡(luò)的連接端口在HVRP實(shí)例中作為上行端口，其所在的節(jié)點(diǎn)為該HVRP實(shí)例的根橋。不同HVRP實(shí)例的上行端口可以相同。
在步驟S220，將二層網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)VLAN劃分在各個(gè)HVRP實(shí)例內(nèi)，即指定各數(shù)據(jù)VLAN的所屬HVRP實(shí)例。
本步驟可以通過(guò)在每個(gè)HVRP節(jié)點(diǎn)上設(shè)置可能通過(guò)該節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)VLAN與HVRP實(shí)例的映射關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)。在樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的二層網(wǎng)絡(luò)中，可以在HVRP節(jié)點(diǎn)上設(shè)置本節(jié)點(diǎn)及其下游節(jié)點(diǎn)，即需要通過(guò)該HVRP節(jié)點(diǎn)才能連接到根橋的節(jié)點(diǎn)所連接的數(shù)據(jù)VLAN；在環(huán)狀結(jié)構(gòu)的二層網(wǎng)絡(luò)中，還需要在該HVRP節(jié)點(diǎn)上設(shè)置當(dāng)發(fā)生故障切換時(shí)其可能的下游節(jié)點(diǎn)所連接的數(shù)據(jù)VLAN。
需要說(shuō)明的是，環(huán)狀結(jié)構(gòu)的二層網(wǎng)絡(luò)會(huì)應(yīng)用某種冗余保護(hù)協(xié)議，通過(guò)阻塞節(jié)點(diǎn)間的連接端口來(lái)避免二層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)路。當(dāng)二層網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，冗余保護(hù)協(xié)議能夠減少阻塞端口的數(shù)量以維持節(jié)點(diǎn)間的連通。在發(fā)生故障切換或者故障恢復(fù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)HVRP端口的角色應(yīng)隨轉(zhuǎn)發(fā)路徑的變化做出相應(yīng)的更改。為了維持同一HVRP實(shí)例中端口角色的一致性，屬于同一HVRP實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN應(yīng)具有相同的阻塞點(diǎn)。
在步驟S230，在每個(gè)HVRP節(jié)點(diǎn)上根據(jù)所設(shè)置的數(shù)據(jù)VLAN與HVRP實(shí)例的映射關(guān)系生成各個(gè)HVRP實(shí)例的本地配置摘要。
在HVRP協(xié)議運(yùn)行過(guò)程中可能需要對(duì)數(shù)據(jù)VLAN和HVRP實(shí)例的映射關(guān)系進(jìn)行修改。由于修改涉及多個(gè)節(jié)點(diǎn)，很難保證多個(gè)節(jié)點(diǎn)上的修改同時(shí)完成。而不同節(jié)點(diǎn)上同一實(shí)例中的數(shù)據(jù)VLAN不同可能導(dǎo)致在轉(zhuǎn)發(fā)中丟失數(shù)據(jù)報(bào)文。
為了避免出現(xiàn)這種情況，可以在節(jié)點(diǎn)間交互各自設(shè)置的數(shù)據(jù)VLAN與HVRP實(shí)例的映射關(guān)系，以便當(dāng)其他節(jié)點(diǎn)可以得知某個(gè)節(jié)點(diǎn)上映射關(guān)系的變化。由于各HVRP實(shí)例分別運(yùn)行HVRP協(xié)議，某個(gè)實(shí)例中數(shù)據(jù)VLAN的變化不影響其他實(shí)例的HVRP協(xié)議運(yùn)行，因而節(jié)點(diǎn)可以將某個(gè)實(shí)例中的數(shù)據(jù)VLAN信息通過(guò)該實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文通知其它節(jié)點(diǎn)。
在二層網(wǎng)絡(luò)用來(lái)作為匯聚層網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通常情況下通過(guò)HVRP節(jié)點(diǎn)接入的數(shù)據(jù)VLAN數(shù)量非常大，在報(bào)文中完整地封裝每個(gè)實(shí)例中數(shù)據(jù)VLAN的信息可能造成報(bào)文過(guò)大，甚至超過(guò)以太網(wǎng)幀長(zhǎng)的上限。數(shù)據(jù)VLAN與HVRP實(shí)例的映射關(guān)系通常以映射表項(xiàng)的形式保存，可以采用壓縮算法對(duì)該映射表進(jìn)行壓縮生成配置摘要，該配置摘要能夠反應(yīng)映射表的變化，例如采用私有密鑰對(duì)映射表進(jìn)行加密運(yùn)算得出配置摘要。
HVRP節(jié)點(diǎn)可以保存算得的各個(gè)實(shí)例的本地配置摘要，直到該實(shí)例中數(shù)據(jù)VLAN發(fā)生變化再重新計(jì)算該實(shí)例的本地配置摘要。
在步驟S240，為各HVRP實(shí)例指定控制VLAN，該控制VLAN用來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)該實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文。本步驟為可選步驟，可以方便節(jié)點(diǎn)識(shí)別各個(gè)實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文。
在步驟S250，在各個(gè)實(shí)例內(nèi)分別運(yùn)行HVRP協(xié)議，根據(jù)HVRP協(xié)議對(duì)該實(shí)例中的數(shù)據(jù)VLAN進(jìn)行老化。
在HVRP協(xié)議中，二層網(wǎng)絡(luò)中連接外部網(wǎng)絡(luò)并且轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流量的節(jié)點(diǎn)為根橋，根橋上負(fù)責(zé)與外部網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文的端口為上行端口；其他非根橋的HVRP節(jié)點(diǎn)為HVRP傳輸橋(Transmission Bridge)。根橋和傳輸橋上的端口使能HVRP協(xié)議后即成為HVRP端口，根橋上負(fù)責(zé)與外部網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文的端口為上行端口。
根橋周期性地向下游發(fā)送Hello報(bào)文，各個(gè)傳輸橋收到Hello報(bào)文后，根據(jù)收到Hello報(bào)文的端口設(shè)置本傳輸橋上端口的HVRP角色，據(jù)以進(jìn)行本傳輸橋上的數(shù)據(jù)VLAN老化，并將Hello報(bào)文繼續(xù)向下游轉(zhuǎn)發(fā)。傳輸橋上端口的HVRP角色還與其他傳輸橋向上游發(fā)送的Register報(bào)文相關(guān)。
對(duì)HVRP節(jié)點(diǎn)而言，在端口使能HVRP協(xié)議成為HVRP端口后，如果沒(méi)有接收或轉(zhuǎn)發(fā)Hello報(bào)文則該節(jié)點(diǎn)上所有HVRP端口為Free(自由)端口；Free端口上不進(jìn)行數(shù)據(jù)VLAN的老化。HVRP節(jié)點(diǎn)接收到Hello報(bào)文后將接收Hello報(bào)文的端口角色置為根(Root)端口，同時(shí)遍歷該節(jié)點(diǎn)上除根端口外的其他HVRP端口，將這些端口的角色置為指定(Desi)端口。除接收Hello報(bào)文外，根端口還負(fù)責(zé)向上游轉(zhuǎn)發(fā)Register報(bào)文；在根端口上不進(jìn)行數(shù)據(jù)VLAN的老化。指定端口負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)根橋發(fā)出的Hello報(bào)文，并接收下游轉(zhuǎn)發(fā)的Register報(bào)文；在指定端口上需要進(jìn)行數(shù)據(jù)VLAN的老化。當(dāng)指定端口超過(guò)預(yù)定時(shí)間沒(méi)有接收到下游的Register報(bào)文時(shí)，HVRP節(jié)點(diǎn)將該端口的角色置為阻塞(Block)端口，不從阻塞端口轉(zhuǎn)發(fā)Hello報(bào)文，并老化阻塞端口上的所有數(shù)據(jù)VLAN；如果阻塞端口接收到Hello報(bào)文HVRP節(jié)點(diǎn)將其轉(zhuǎn)換為根端口，如果接收到Register報(bào)文HVRP節(jié)點(diǎn)則將其轉(zhuǎn)換為指定端口。
在各個(gè)實(shí)例內(nèi)分別運(yùn)行HVRP協(xié)議時(shí)，各實(shí)例的根橋發(fā)送該實(shí)例的Hello報(bào)文，HVRP節(jié)點(diǎn)上HVRP端口在某個(gè)實(shí)例內(nèi)的角色根據(jù)該實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文確定，并按照該實(shí)例的端口角色對(duì)該實(shí)例中的數(shù)據(jù)VLAN進(jìn)行老化。
在步驟S260，在HVRP協(xié)議運(yùn)行過(guò)程中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在其生成的HVRP協(xié)議控制報(bào)文中攜帶該控制報(bào)文所在HVRP實(shí)例的本地配置摘要。
本地配置摘要可以作為單獨(dú)的HVRP協(xié)議控制報(bào)文由生成該配置摘要的節(jié)點(diǎn)定期發(fā)送給其他節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明推薦在現(xiàn)有的HVRP協(xié)議控制報(bào)文中添加配置摘要字段，例如Hello報(bào)文和/或Register報(bào)文等。
在步驟S270，在HVRP協(xié)議運(yùn)行過(guò)程中，HVRP節(jié)點(diǎn)收到某個(gè)實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文時(shí)，將該控制報(bào)文中攜帶的配置摘要與該實(shí)例的本地配置摘要相比較，如果二者不同，則不再進(jìn)行該實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN老化；直到收到與該實(shí)例本地配置摘要相同的HVRP協(xié)議控制報(bào)文再開(kāi)始老化數(shù)據(jù)VLAN，以保證在數(shù)據(jù)VLAN與HVRP實(shí)例的映射關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，不會(huì)丟失數(shù)據(jù)流量。
步驟S230、S260和步驟S270為可選步驟，以提供對(duì)HVRP協(xié)議運(yùn)行過(guò)程中更改數(shù)據(jù)VLAN與HVRP實(shí)例映射關(guān)系的支持。
在步驟S280，在HVRP實(shí)例的上行端口上對(duì)非本實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN進(jìn)行老化。本步驟為可選步驟，當(dāng)某個(gè)實(shí)例的上行端口允許二層網(wǎng)絡(luò)中非本HVRP實(shí)例中的數(shù)據(jù)VLAN通過(guò)時(shí)，對(duì)非本實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN進(jìn)行老化可以避免其他實(shí)例的廣播流量通過(guò)該上行端口，并可以進(jìn)一步減少根橋上的MAC表項(xiàng)。
需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中的一個(gè)端口可以是一個(gè)物理端口，也可以是作為一條邏輯鏈路的連接點(diǎn)的多個(gè)物理端口。
在應(yīng)用本發(fā)明上述HVRP協(xié)議負(fù)載分擔(dān)方法的二層網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)HVRP節(jié)點(diǎn)可以具有圖3所示的結(jié)構(gòu)。HVRP協(xié)議單元330分別連接實(shí)例設(shè)置單元310、配置摘要生成單元320和配置摘要處理單元340，此外還連接至該節(jié)點(diǎn)上的HVRP端口，如圖中所示的HVRP端口350和360；配置摘要生成單元320分別連接至實(shí)例設(shè)置單元310與配置摘要處理單元340。
實(shí)例設(shè)置單元310提供該HVRP節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)VLAN與HVRP實(shí)例的映射關(guān)系設(shè)置工具，并保存當(dāng)前的映射關(guān)系。配置摘要生成單元320從實(shí)例設(shè)置單元310獲得當(dāng)前數(shù)據(jù)VLAN與HVRP實(shí)例的映射關(guān)系，根據(jù)該映射關(guān)系生成并保存各實(shí)例的本地配置摘要；當(dāng)實(shí)例設(shè)置單元310中的映射關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，通知配置摘要生成單元320更新其本地配置摘要。
HVRP協(xié)議單元330按照實(shí)例設(shè)置單元310中當(dāng)前數(shù)據(jù)VLAN與HVRP實(shí)例的映射關(guān)系，在各個(gè)實(shí)例內(nèi)分別運(yùn)行HVRP協(xié)議，對(duì)該實(shí)例內(nèi)的數(shù)據(jù)VLAN進(jìn)行老化。
在HVRP協(xié)議運(yùn)行過(guò)程中，HVRP協(xié)議單元330在該節(jié)點(diǎn)生成的HVRP協(xié)議控制報(bào)文中攜帶該控制報(bào)文所屬實(shí)例的本地配置摘要。對(duì)HVRP協(xié)議單元330從其他節(jié)點(diǎn)接收的HVRP協(xié)議控制報(bào)文，配置摘要處理單元340從中解析出該控制報(bào)文中的配置摘要，與配置摘要生成單元320中保存的該控制報(bào)文所屬實(shí)例的本地配置摘要進(jìn)行比較，如果二者不同則通知HVRP協(xié)議單元330暫停該實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN老化；直至從接收到的HVRP協(xié)議控制報(bào)文中解析出的配置摘要與同實(shí)例的本地配置摘要相同，再通知HVRP協(xié)議單元330重新開(kāi)始該實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN老化。配置摘要生成單元320和配置摘要處理單元340為可選單元。
當(dāng)為該HVRP節(jié)點(diǎn)所在二層網(wǎng)絡(luò)中的HVRP實(shí)例指定控制VLAN時(shí)，HVRP協(xié)議單元340在各實(shí)例的控制VLAN內(nèi)發(fā)送該實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文，也在各實(shí)例的控制VLAN內(nèi)接收該實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文。
在該HVRP節(jié)點(diǎn)作為某個(gè)或某些HVRP實(shí)例的根橋時(shí)，該節(jié)點(diǎn)的某個(gè)HVRP端口為該實(shí)例的上行端口。此時(shí)，還可以在處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的上行端口上對(duì)其他實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN進(jìn)行老化。
以下以城域網(wǎng)的匯聚層網(wǎng)絡(luò)為例說(shuō)明本發(fā)明的具體應(yīng)用。在圖4所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)421、422、423、424、425和426沿逆時(shí)針?lè)较蛞来芜B接為環(huán)網(wǎng)；數(shù)據(jù)VLAN 100至199通過(guò)節(jié)點(diǎn)421接入?yún)R聚層網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)VLAN 200至299通過(guò)節(jié)點(diǎn)422接入?yún)R聚層網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)VLAN 300至399通過(guò)節(jié)點(diǎn)423接入?yún)R聚層網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)VLAN 400至499通過(guò)節(jié)點(diǎn)424接入?yún)R聚層網(wǎng)絡(luò)；節(jié)點(diǎn)426連接BRAS 411，節(jié)點(diǎn)425連接BRAS 412，BRAS 411和412接入核心網(wǎng)。
在圖4中的匯聚層網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用本發(fā)明，對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)425連接BRAS 412的端口和節(jié)點(diǎn)426連接BRAS 411的端口，在匯聚層網(wǎng)絡(luò)上設(shè)置兩個(gè)HVRP實(shí)例，其中實(shí)例10以節(jié)點(diǎn)426為根橋，實(shí)例20以節(jié)點(diǎn)425為根橋。在匯聚層網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上設(shè)置數(shù)據(jù)VLAN 100至299屬于實(shí)例10，數(shù)據(jù)VLAN 300至499屬于實(shí)例20。環(huán)網(wǎng)正常工作時(shí)阻塞點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)423連接節(jié)點(diǎn)422的端口。
在實(shí)例10和實(shí)例20中分別運(yùn)行HVRP協(xié)議。在節(jié)點(diǎn)422和421上，數(shù)據(jù)VLAN 200至299被老化至只留2個(gè)端口，其數(shù)據(jù)報(bào)文通過(guò)HVRP協(xié)議生成的管道直接廣播至節(jié)點(diǎn)426。在節(jié)點(diǎn)426連接節(jié)點(diǎn)425的端口上，數(shù)據(jù)VLAN100至299被老化，實(shí)例10中的數(shù)據(jù)報(bào)文不會(huì)通過(guò)節(jié)點(diǎn)425與BRAS 412的連接鏈路轉(zhuǎn)發(fā)。節(jié)點(diǎn)426連接BRAS 411的端口為實(shí)例10的上行端口，通過(guò)且只通過(guò)實(shí)例10中所有數(shù)據(jù)VLAN的流量，這樣在節(jié)點(diǎn)426上也形成了數(shù)據(jù)VLAN 100至299的管道鏈路，可以將數(shù)據(jù)流量直接廣播至BRAS 411。
在節(jié)點(diǎn)423和424上，數(shù)據(jù)VLAN 300至399被老化至只留2個(gè)端口，其數(shù)據(jù)報(bào)文通過(guò)HVRP協(xié)議生成的管道直接廣播至節(jié)點(diǎn)425。在節(jié)點(diǎn)425連接節(jié)點(diǎn)426的端口上，數(shù)據(jù)VLAN 300至499被老化，實(shí)例20中的數(shù)據(jù)報(bào)文不會(huì)通過(guò)節(jié)點(diǎn)426與BRAS411的連接鏈路轉(zhuǎn)發(fā)。節(jié)點(diǎn)425連接BRAS 412的端口為實(shí)例20的上行端口，通過(guò)且只通過(guò)實(shí)例20中所有數(shù)據(jù)VLAN的流量，這樣在節(jié)點(diǎn)425上也形成了數(shù)據(jù)VLAN 300至499的管道鏈路，可以將數(shù)據(jù)流量直接廣播至BRAS 412。
這樣，實(shí)例10和實(shí)例20中的數(shù)據(jù)VLAN分別通過(guò)各自的上行端口轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了匯聚層網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載分擔(dān)。
本發(fā)明通過(guò)在二層網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)運(yùn)行多個(gè)HVRP實(shí)例，在每個(gè)實(shí)例中分別對(duì)不同數(shù)據(jù)VLAN進(jìn)行老化，并將該實(shí)例中的數(shù)據(jù)VLAN通過(guò)該實(shí)例的上行端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了二層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的負(fù)載分擔(dān)，提高了網(wǎng)絡(luò)性能。
以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種分層虛擬局域網(wǎng)注冊(cè)協(xié)議HVRP的負(fù)載分擔(dān)方法，用于通過(guò)至少兩個(gè)處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的上行端口連接外部網(wǎng)絡(luò)的二層網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，包括以下步驟為二層網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)虛擬局域網(wǎng)VLAN指定其所屬的HVRP實(shí)例；處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的上行端口對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)HVRP實(shí)例；以對(duì)應(yīng)的上行端口所在節(jié)點(diǎn)為根橋，在各個(gè)實(shí)例內(nèi)分別運(yùn)行HVRP協(xié)議。
2.如權(quán)利要求1所述HVRP協(xié)議的負(fù)載分擔(dān)方法，其特征在于，所述為數(shù)據(jù)VLAN指定其所屬的HVRP實(shí)例具體為在二層網(wǎng)絡(luò)中的HVRP節(jié)點(diǎn)上設(shè)置數(shù)據(jù)VLAN與其所屬HVRP實(shí)例的映射關(guān)系；所述方法還包括當(dāng)不同節(jié)點(diǎn)上同一HVRP實(shí)例中的數(shù)據(jù)VLAN不同時(shí)，暫停該實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN老化。
3.如權(quán)利要求2所述HVRP協(xié)議的負(fù)載分擔(dān)方法，其特征在于，所述方法還包括在HVRP節(jié)點(diǎn)上根據(jù)數(shù)據(jù)VLAN與HVRP實(shí)例的映射關(guān)系生成每個(gè)HVRP實(shí)例的本地配置摘要；每個(gè)節(jié)點(diǎn)在其生成的HVRP協(xié)議控制報(bào)文中攜帶該控制報(bào)文所在HVRP實(shí)例的本地配置摘要；所述不同節(jié)點(diǎn)上同一HVRP實(shí)例中的數(shù)據(jù)VLAN不同具體為節(jié)點(diǎn)接收HVRP協(xié)議控制報(bào)文的配置摘要與該實(shí)例的本地配置摘要不同。
4.如權(quán)利要求3所述HVRP協(xié)議的負(fù)載分擔(dān)方法，其特征在于所述配置摘要根據(jù)數(shù)據(jù)VLAN及其所屬HVRP實(shí)例的映射表采用加密算法生成。
5.如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述HVRP協(xié)議的負(fù)載分擔(dān)方法，其特征在于，所述在各個(gè)HVRP實(shí)例內(nèi)分別運(yùn)行HVRP協(xié)議包括為各個(gè)HVRP實(shí)例指定控制VLAN，該實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文在其控制VLAN內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)。
6.如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述HVRP協(xié)議的負(fù)載分擔(dān)方法，其特征在于，所述在各個(gè)HVRP實(shí)例內(nèi)分別運(yùn)行HVRP協(xié)議包括在HVRP實(shí)例上行端口上對(duì)非本實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN進(jìn)行老化。
7.如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述HVRP協(xié)議的負(fù)載分擔(dān)方法，其特征在于所述HVRP實(shí)例中的數(shù)據(jù)VLAN在二層網(wǎng)絡(luò)中具有相同的阻塞點(diǎn)。
8.一種HVRP節(jié)點(diǎn)，其特征在于，包括實(shí)例設(shè)置單元和HVRP協(xié)議單元，其中實(shí)例設(shè)置單元用來(lái)設(shè)置并保存數(shù)據(jù)VLAN及其所屬HVRP實(shí)例的映射關(guān)系；HVRP協(xié)議單元用來(lái)在各個(gè)實(shí)例內(nèi)分別運(yùn)行HVRP協(xié)議。
9.如權(quán)利要求8所述的HVRP節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述HVRP節(jié)點(diǎn)還包括配置摘要生成單元，用來(lái)根據(jù)實(shí)例設(shè)置單元中數(shù)據(jù)VLAN及其所屬HVRP實(shí)例的映射關(guān)系生成并保存各實(shí)例的本地配置摘要；所述HVRP協(xié)議單元運(yùn)行HVRP協(xié)議包括生成并發(fā)送各實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文，其中包括該HVRP協(xié)議控制報(bào)文所屬實(shí)例的本地配置摘要。
10.如權(quán)利要求9所述的HVRP節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述HVRP協(xié)議單元運(yùn)行HVRP協(xié)議還包括接收各實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文；所述HVRP節(jié)點(diǎn)還包括配置摘要處理單元，用來(lái)在接收的HVRP協(xié)議控制報(bào)文中配置摘要與同一實(shí)例的本地配置摘要不同時(shí)，通知HVRP協(xié)議單元暫停該實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN老化。
11.如權(quán)利要求10所述的HVRP節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述發(fā)送各實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文具體為HVRP協(xié)議單元在各實(shí)例的控制VLAN內(nèi)發(fā)送該實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文；所述接收各實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文具體為HVRP協(xié)議單元在各實(shí)例的控制VLAN內(nèi)接收該實(shí)例的HVRP協(xié)議控制報(bào)文。
12.如權(quán)利要求8至11任意一項(xiàng)所述的HVRP節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述HVRP節(jié)點(diǎn)包括HVRP端口，用來(lái)作為HVRP實(shí)例處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的上行端口；所述HVRP協(xié)議單元運(yùn)行HVRP協(xié)議包括在作為上行端口的HVRP端口上對(duì)其他HVRP實(shí)例的數(shù)據(jù)VLAN進(jìn)行老化，所述其他HVRP實(shí)例為不以該HVRP端口作為處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的上行端口的實(shí)例。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種HVRP協(xié)議的負(fù)載分擔(dān)方法，用于通過(guò)至少兩個(gè)處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的上行端口連接外部網(wǎng)絡(luò)的二層網(wǎng)絡(luò)，包括為二層網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)VLAN指定其所屬的HVRP實(shí)例；處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的上行端口對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)HVRP實(shí)例；以對(duì)應(yīng)的上行端口所在節(jié)點(diǎn)為根橋，在各個(gè)實(shí)例內(nèi)分別運(yùn)行HVRP協(xié)議。本發(fā)明通過(guò)運(yùn)行多個(gè)HVRP實(shí)例，用每個(gè)實(shí)例中的上行端口來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載分擔(dān)，同時(shí)提高了上行鏈路的利用率和網(wǎng)絡(luò)性能。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1889500SQ20061010327
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月24日
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