一个媒体接入控制层承载另一个媒体接入控制层时信息的转发方法

摘要

本发明提供了一个媒体接入控制层承载另一个媒体接入控制层时信息的转发方法，该方法包括步骤：承载层网络的边缘节点接收包含被承载层网络业务报文信息的报文；根据接收的报文自动建立一个业务报文的源MAC地址与承载层网络源节点的MAC地址的对应转发关系的映射表；根据映射表向承载层网络转发包含有被承载层网络的业务报文信息的报文。利用本发明，可以在一个媒体接入控制层承载另一个媒体接入控制层业务时，智能、动态地决定被承载的网络业务报文在承载网络中的目的节点，实现不同类型网络互连时网络业务信息的正确传送，提高网络资源的共享能力。

说明书

技术领域

本发明涉及网络互连技术，具体涉及一个媒体接入控制层承载另一个媒体接入控制层时信息的转发方法。

背景技术

随着网络技术的发展，为了满足不同的业务需求，出现了各种类型的网络。比如按网络的地理位置分类有局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)，按网络的拓扑结构分类有星型网络、环形网络、总线型网络，按传输介质分类有有线网、光纤网、无线网，按通信方式分类有点对点传输网络、广播式传输网络，按网络使用的目的分类有共享资源网、数据处理网、数据传输网，按服务方式分类有客户机/服务器网络、对等网，还有比如按信息传输模式的特点来分类的ATM网，以及一些非正规的分类方法：如企业网、校园网等。弹性分组环(RPR)、以太网(Ethernet)、无线局域网(WLAN)和令牌环(Token Ring)等很多网络传送技术都是基于IEEE 802体系的，但是应用在不同领域，例如：ETHERNET和TokenRing是常用的办公楼网络、WLAN是区域的无线局域网、RPR可以用在城域网内进行高效带宽利用的传输。

为了实现更大范围内的资源共享，需要将不同类型的网络通过一定的网络设备连接在一起，实现不同网络的互通。互连设备主要包括中继器、网桥、交换机、路由器和网关。

网桥(Bridge)又称桥接器，工作在OSI(开放体系互联)参考模型的第二层(数据链路层)上，在链路层上实现局域网互连的存储转发设备。网桥从一个局域网接收MAC帧，拆封、校对、校验之后，按另一个局域网的格式重新组装，发往它的物理层。由于网桥是链路层设备，因此不处理数据链路层以上层次协议所加的报头，不能作这些层次的修改。

但在不同网络互连中经常有这种需求，即将一种媒体接入控制层做为承载网络或传送网络，承载另一种媒体接入控制层业务。这时就需要将上层网络的报文封装到承载网络的报文净荷中去。比如使用以太网的骨干网络的节点A承载了WLAN的业务，将WLAN的报文映射到以太网中去，通过以太网的网络将报文传送到节点B，由节点B将WLAN的报文还原，并发送到节点B区域的WLAN网络中去。这样从业务网络看起来，好像业务是直接发送过来的，承载网络是透明的。

问题在于作为承载层的网络并不一定是点到点的连接，比如一个承载网络有A、B、C、D四个节点，每个节点都有自己的MAC地址。而一个被承载的业务网络报文也有自己的目的地址。如果A接收到了一个业务层的网络的报文，则需要判断该报文要向承载层网络的哪个节点发送。

目前，通常采用的方法是对设备进行手工配置，即根据接入业务层的骨干节点接入业务的端口，以及报文中附属的信息，手工对设备配置，决定该业务应发送到承载层网络的哪个节点。配置的内容可能包括：接入业务节点设备的端口号、业务的目的MAC地址，业务的VLAN信息等。设备端口收到了报文直接根据手工配置的规则去发送，承载网络看到的就是一条一条线状的连接。采用这种方法，在业务量繁多的情况下，会使手工配置的工作量非常大，成几何数增长；另外，这种配置方法也会使网络业务的灵活性受到限制，比如一个端口的接入很可能就只能与承载网络的一个节点通信，不能满足多种业务的需求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺点，提供一个媒体接入控制层承载另一个媒体接入控制层时信息的转发方法，  其中，一个媒体接入控制层为承载层网络，另一个媒体接入控制层为被承载层网络，两个所述媒体接入控制层类型可以相同，也可以不同，其特征在于，所述方法包括步骤：

所述承载层网络的边缘节点，即接入所述被承载层网络业务的节点，接收包含所述被承载层网络业务报文信息的报文；

根据接收的所述包含所述被承载层网络业务报文信息的报文建立一个包括所述被承载层网络业务报文的源MAC地址与承载层网络源节点的MAC地址的对应转发关系的映射表；

根据所述映射表向所述承载层网络转发包含有所述被承载层网络的业务报文信息的报文。

可选地，所述承载层网络的边缘节点，即接入被承载层网络业务的节点，接收包含所述被承载层网络业务报文信息的报文的步骤包括步骤：所述承载层网络的边缘节点作为承载层网络源节点时接收所述被承载层网络的业务报文；所述承载层网络的边缘节点作为承载层网络目的节点时接收由所述承载层网络的源节点转发的包含所述被承载层网络的业务报文信息及所述承载层网络的源节点信息的承载层报文。

优选地，所述根据接收的所述包含所述被承载层网络业务报文信息的报文建立一个所述被承载层网络业务报文的源MAC地址与承载层网络源节点的MAC地址的对应转发关系的映射表的步骤包括步骤：建立包括所述被承载层网络业务报文的源MAC地址、所述被承载层网络业务报文特征字段及所述承载层网络源节点MAC地址表项的所述映射表。

可选地，所述根据接收的所述包含所述被承载层网络业务报文信息的报文建立一个所述被承载层网络业务报文的源MAC地址与承载层网络源节点的MAC地址的对应转发关系的映射表的步骤包括步骤：所述承载层网络的边缘节点，根据接收的报文信息自动建立和维护所述映射表。

优选地，所述承载层网络的边缘节点，根据接收的报文信息自动建立和维护所述映射表的步骤包括步骤：

所述承载层网络的边缘节点作为承载层网络目的节点时根据接收的由所述承载层网络的源节点转发的包含所述被承载层网络的业务报文信息及所述承载层网络的源节点信息的承载层报文，查找所述映射表中是否有与接收的所述被承载层网络业务报文中的源MAC地址相匹配的表项，

如果有，则维持原表项，

如果没有，在所述映射表中添加所述被承载层网络业务报文的源MAC地址与所述承载层网络的源节点的MAC地址对应转发关系的表项。

优选地，所述根据所述映射表向所述承载层网络转发包含有所述被承载层网络的业务报文信息的报文的步骤包括步骤：

查找所述映射表中是否有与接收的所述被承载层网络业务报文中的目的MAC地址相匹配的表项，

如果有，将所述相匹配的表项中的所述承载层网络节点的MAC地址作为所述承载层报文的目的MAC地址向所述承载层网络发送包含有所述被承载层网络业务报文信息的报文，

如果没有，将广播地址作为所述承载层报文的目的MAC地址向所述承载层网络发送包含有所述被承载层网络业务报文信息的报文。

可选地，所述向所述承载层网络发送包含有所述被承载层网络业务报文信息的报文的步骤包括步骤：将所述被承载层网络业务报文封装到所述承载层网络的报文净荷中作为所述承载层报文，然后向所述承载层网络发送包含有所述被承载层网络业务报文信息的所述承载层报文。

优选地，所述承载层网络的边缘节点作为承载层网络目的节点时查找所述映射表时，所述映射表中没有与接收的所述被承载层网络业务报文中的源MAC地址相匹配的表项时，在所述映射表中添加所述被承载层网络业务报文的源MAC地址与所述承载层网络的源节点的MAC地址对应转发关系的表项的步骤包括步骤：将所述被承载层网络业务报文的源MAC地址、所述被承载层网络业务报文特征字段和所述承载层网络报文的源MAC地址一起新增到所述映射表中对应的表项中。

可选地，所述将所述被承载层网络业务报文的源MAC地址、所述被承载层网络业务报文特征字段和所述承载层网络报文的源MAC地址一起新增到所述映射表中对应的表项中的步骤包括步骤：如果所述映射表中已有与被承载层网络业务报文的源MAC地址及所述被承载层网络业务报文特征字段都相同的表项，则删除原有表项，然后在所述映射表中添加所述被承载层网络业务报文的源MAC地址与所述承载层网络的源节点的MAC地址对应转发关系的表项。

可选地，所述根据接收的所述包含所述被承载层网络业务报文信息的报文建立一个所述被承载层网络业务报文的源MAC地址与承载层网络节点的MAC地址的对应转发关系的映射表的步骤包括步骤：为所述映射表中的每个表项设立一个定时时间，定时时间到达后，则删除所述表项。

利用本发明，可以在一个媒体接入控制层承载另一个媒体接入控制层业务时，不需要人工的干预，智能、动态地决定被承载的网络业务报文在承载网络中的目的节点，实现网络互连时网络业务信息的正确传送，提高网络资源的共享能力。

附图说明

图1是现有技术中一个媒体接入控制层承载另一个媒体接入控制层时信息的转发方法的步骤流程图；

图2是本发明一个媒体接入控制层承载另一个媒体接入控制层时信息的转发方法中承载层网络节点接收被承载层业务报文后向承载层网络目的节点转发的步骤的流程图；

图3是本发明一个媒体接入控制层承载另一个媒体接入控制层时信息的转发方法中承载层网络目的节点从承载层网络的源节点接收承载层报文后向被承载层网络的业务报文的目的节点发送的步骤的流程图；

图4是本发明应用的举例使用以太网承载WLAN的业务模型示意图；

图5是本发明应用的举例使用RPR承载以太网的业务模型示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

首先简要介绍一下本发明中所用到的MAC地址。在OSI(开放系统互连)7层网络协议(物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层)参考模型中，第二层为数据链路层。它包含两个子层，上一层是逻辑链路控制(LLC)，下一层即是MAC层，即媒体接入控制层/介质访问控制层。所谓介质(Media)，是指传输信号所通过的多种物理环境。常用网络介质包括电缆(如：双绞线，同轴电缆，光纤)，还有微波、激光、红外线等，有时也称介质为物理介质。MAC地址也叫物理地址、硬件地址或链路地址，由网络设备制造商生产时写在硬件内部。这个地址与网络无关，也即无论将带有这个地址的硬件(如网卡、集线器、路由器等)接入到网络的何处，它都有相同的MAC地址，MAC地址一般不可改变，不能由用户自己设定。

MAC地址工作于局域网，长度为48位(6个字节)，通常表示为12个16进制数，每2个16进制数之间用冒号隔开，如：08:00:20:0A:8C:6D就是一个MAC地址，其中前6位16进制数08:00:20代表网络硬件制造商的编号，它由IEEE(电气与电子工程师协会)分配，而后3位16进制数0A:8C:6D代表该制造商所制造的某个网络产品(如网卡)的系列号。每个网络制造商必须确保它所制造的每个以太网设备都具有相同的前三字节以及不同的后三个字节。这样就可保证世界上每个以太网设备都具有唯一的MAC地址。

图1描述了现有技术中一个媒体接入控制层承载另一个媒体接入控制层时信息的转发方法的步骤流程，其中承载层网络转发信息表是预先由手工配置好存入设备中，接收的业务层报文只能按照手工配置的表项完成加包和转发。

参照图2，图2描述了本发明一个媒体接入控制层承载另一个媒体接入控制层时信息的转发方法中承载层网络节点接收被承载层业务报文后向承载层网络目的节点转发的步骤的流程：

首先在步骤21，由承载层网络的边缘节点接收被承载层网络的业务报文，此承载层网络的边缘节点在承载层网络传输承载层报文时作为源节点，它的MAC地址为承载层报文的源MAC地址；

然后进入步骤22，根据接收的被承载层网络的业务层报文中的目的MAC地址在转发映射表中查找，其中所述转发映射表是由承载层网络的边缘节点根据接收的报文信息自动建立的，它的每个表项反映了被承载层网络业务报文的MAC地址与承载层网络节点的MAC地址的对应关系；

然后进到步骤23，根据查表结果判断是否有与接收的所述被承载层网络业务报文中的目的MC地址相匹配的表项，

如果转发映射表中有与接收的所述被承载层网络业务报文中的目的MAC地址相匹配的表项，进到步骤24，将相匹配的表项中的承载层网络的节点MAC地址作为承载层报文的目的地址，

然后到步骤26，将承载层网络中此边缘节点的MAC地址作为承载层报文的源地址，

然后再到步骤27，将承载层网络中此边缘节接收的业务层报文作为净荷填充到承载层报文中，

比如，被承载层报文为

    DA    SA Payload  FCS

承载层此边缘节点的MAC地址为SA′，转发映射表中与被承载层报文的目的地址DA相匹配的表项中对应的承载层节点的MAC地址为DA′，那么承载层的报文为

  DA′  SA′    DA    SA  Payload  FCS

这样承载层报文不仅包含了承载层的源节点和目的节点信息，同时也包含了接收的被承载层的业务报文的完整信息，

进到步骤28，向承载层网络的目的节点发送上述包含被承载层的业务报文的信息的承载层报文，这样完成了被承载层报文在承载层网络中由承载层网络的源节点到承载层网络的目的节点的转发过程；

如果转发映射表中没有与接收的所述被承载层网络业务报文中的目的MAC地址相匹配的表项，进到步骤25，将广播地址作为承载层报文的目的地址，同时还要在所述转发映射表中添加所述被承载层网络报文的目的MAC地址与承载层网络广播地址对应转发关系的表项，

然后到步骤26，将承载层网络中此边缘节点的MAC地址作为承载层报文的源地址，

然后再到步骤27，将承载层网络中此边缘节接收的业务层报文作为净荷填充到承载层报文中，

比如，被承载层报文为

    DA    SA  Payload  FCS

承载层此边缘节点的MAC地址为SA′，那么承载层的报文为

广播地址  SA′    DA    SA  Payload  FCS

这样承载层报文不仅包含了承载层的源节点和目的节点信息，同时也包含了接收的被承载层的业务报文的完整信息，

进到步骤28，向承载层网络的目的节点发送上述包含被承载层的业务报文的信息的承载层报文，这样也完成了被承载层报文在承载层网络中由承载层网络的源节点到承载层网络的目的节点的转发过程。

再参照图3，图3描述了本发明一个媒体接入控制层承载另一个媒体接入控制层时信息的转发方法中承载层网络目的节点从承载层网络的源节点接收承载层报文后向被承载层网络的业务报文的目的节点发送的步骤的流程：

首先在步骤31，由承载层网络的目的节点接收承载层网络的源节点转发的包含被承载层的业务报文的信息的承载层报文；

然后进到步骤32，从接收的承载层报文中解析出被承载层的业务报文；

进到步骤33，在本节点对应的所述转发映射表中查找是否有与被承载层的业务报文中的源地址相匹配的表项，

如果有，则不对此转发映射表进行操作，直接进到步骤35，向被承载层发送解析出的业务报文，

如果没有，则进到步骤34，将业务层报文的源MAC地址、承载层报文的源地址添加到所述转发映射表中，也可以将业务层报文的其它字段一并添加到所述转发映射表中，实现转发映射表的自动建立，

然后进到步骤35，向被承载层发送解析出的业务报文。

经过上面图2中描述的承载层网络边缘节点接收被承载层网络的业务报文，然后向承载层网络的目的节点转发包含接收的业务层报文信息的承载层报文，再经过图3中描述的由承载层网络的目的节点接收由承载层网络的源节点转发的上述承载层报文，然后从承载层报文中解析出业务层，再向被承载层发送解析出的业务层报文，这样就完成了一个媒体接入控制层承载另一个媒体接入控制层时业务信息的转发过程。在此转发过程中，反映被承载网络层业务报文的目的地址与承载层网络中转发节点的对应关系的转发映射表不需要预先由人工配置好，而是在承载网络对被承载网络业务报文信息转发的过程中动态建立和维护的。

如果在所述转发映射表中添加新的表项时，不仅把被承载层报文的源地址及承载层报文的源MAC地址添加到映射表的表项中，同时把被承载层报文的其它特征也添加到转发映射表中相应的表项中，则可对转发映射表起到更好的维护作用。具体的维护过程如下：

在图3所示的步骤35中，在转发映射表中查找是否有与被承载层的业务报文中的源地址相匹配的表项时，不仅判断表项中的业务报文的源地址是否与从承载层报文中解析出的业务报文的源MAC地址相匹配，还要判断表项中报文的其它特征是否与从承载层报文中解析出的报文的其它特征相匹配，如果这几项都完全相同，则在进到步骤36添加新的表项前先删除此相匹配的表项，然后再进到步骤36，添加新的表项。当然在添加新的表项时，也需要把从承载层报文中解析出的业务报文的源MAC地址及报文的其它特征一并添加到新的表项中。这样当业务层的MAC地址对应的承载层的MAC地址发生变动时，比如对网络中发生故障的设备进行了更换，相应的MAC地址也发生了变化，这时收到的业务层MAC地址和承载层MAC地址就与原转发映射表中维护的MAC地址不一致，采用上述处理可以更新转发映射表项，维持最新的对应关系，避免将业务层信息发往错误的方向。

同样，还可以通过为转发映射表中每个表项设定一个定时器的方法来实现对转发映射表的更好地维护。其中定时器的时间可以任意配置，定时器到时后，就删除定时器所对应的表项，这样就可以避免因为网络故障或其它特殊情况造成表项不正确，长期将业务层信息发往错误的方向。因为转发映射表中的表项是在承载层转发业务层信息过程中自动建立的，所以上述定时器到时后删除相应表项的动作并不影响业务层信息的正确转发。

下面以两个本发明的具体应用实例进一步详细说明本发明。

首先参照图4，图4是本发明应用的举例使用以太网承载WLAN的业务模型示意图：

假设四个不同的WLAN网(WLAN1、WLAN2、WLAN3、WLAN4)被以太网连接成一个网络。

设定以太网节点A的MAC地址为MACA，以太网节点C的MAC地址为MACC。

以太网节点A收到WLAN1网的报文：目的地址MAC3，源地址MAC1；

查找转发映射表，如果没有与目的地址MAC3匹配的表项，则以太网节点A转发包含收到的WLAN1网的报文的信息的以太网报文：目的地址广播，源地址MACA；

以太网节点C收到上述节点A发送的以太网报文后，自动建立转发映射项目：MAC1->MACA，然后解析出WLAN1网的报文发送出去。

同样，以太网节点C收到WLAN3的报文：目的地址MAC1，源地址MAC3；

查找转发映射表，有与目的地址MAC1匹配的表项MAC1->MACA，则以太网节点C转发包含收到的WLAN3网的报文的信息的以太网报文：目的地址MACA，源地址MACC；

以太网节点A收到上述节点C发送的以太网报文后，自动建立转发映射项目：MAC3->MACC，然后解析出WLAN3网的报文发送出去。

此后，双向都为单播。

同样，WLAN1与WLAN2之间的通讯可由以太网的节点A与节点B来自动建立，WLAN1与WLAN4之间的通讯可由以太网的节点A与节点D来自动建立。承载网的节点之间会根据报文交换或转发信息，最终建立转发映射项目，不需要人工的干预，而且任何一个WLAN用户都能跟其它任何一个WLAN用户通讯。而手工配置的方案中，如果按端口进行配置，可能A端口只能跟C端口进行报文的交换，不能与B、D端口进行报文的交换，这样就会使得WLAN1区域的无线用户只能与WLAN3区域的无线用户通信，而不能与WLAN2和WLAN4区域的无线用户通信。

再参照图5，图5是本发明的另一个应用示例，使用RPR承载以太网的业务模型示意图：

其中，51、52、53、54分别代表以太网中四个不同的用户节点，55、56、57、58分别代表RPR网中四个不同的节点：节点A、节点B、节点C和节点C。

RPR是一种新兴的链路层协议，是为优化在环型拓扑上传输数据包而提出的一种全新的IP包承载技术，是适合城域网骨干层、汇聚层的组网和链路层技术。

设定RPR节点A的MAC地址为MACA，RPR节点B的MAC地址为MACB。

RPR节点A收到以太网的报文：目的地址MAC2，源地址MAC1；

查找转发映射表，如果没有与目的地址MAC2匹配的表项，则RPR节点A转发包含收到的以太网的报文的信息的RPR报文：目的地址广播，源地址MACA；

RPR节点B收到上述节点A发送的RPR报文后，自动建立转发映射项目：MAC1->MACA，然后解析出以太网的报文发送出去。

同样，RPR节点B收到以太网的报文：目的地址MAC1，源地址MAC2；

查找转发映射表，有与目的地址MAC1匹配的表项MAC1->MACA，则RPR节点B转发包含收到的以太网的报文的信息的RPR报文：目的地址MACA，源地址MACB；

RPR节点A收到上述节点B发送的以太网报文后，自动建立转发映射项目：MAC2->MACB，然后解析出以太网的报文发送出去。

此后，双向都为单播。

同样，以太网的用户可以任意的跟其它节点的以太网用户通信，完全看不到RPR的存在。PRP环动态地维护转发信息，每个节点不需要配置，动态生成和维护以太网用户的MAC地址对应的RPR节点，从而完成报文的转发和环网的调度。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。