一种优化802.1AQ协议组播处理的方法和网络设备

摘要

本发明实施例公开了一种优化802.1AQ协议组播处理的方法和网络设备，涉及计算机网络领域。所述方法包括：在网络设备接收到需要进行组播转发的用户报文后，将所述用户报文封装成组播报文，所述组播报文的目的地址为所述网络设备的标识和所述网络设备所属的骨干虚拟局域网的标识构成的MAC地址；通过以所述网络设备为根的组播树转发所述组播报文，所述组播树的构建方式为：在每个骨干虚拟局域网中，以所述骨干虚拟局域网中的每个网络设备为根构建组播树，所述构建出的每棵组播树覆盖所述骨干虚拟局域网中的所有网络设备。本发明实施例主要应用在组播处理过程中。

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络领域，尤其涉及一种优化802.1AQ协议组 播处理的方法和网络设备。

背景技术

数据中心虚拟化，带来了网络“大二层”的需求。美国电气和电 子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers， IEEE)开发了802.1AQ协议，来应对大二层的网络需求。802.1AQ协议 通过在以太网中引入了中间系统到中间系统路由协议(Intermediate  System to Intermediate System，ISIS)作为其控制层，来实现网络 拓扑的自动发现，并通过最短路径优先算法(Shortest Path First， SPF)完成转发路径的计算。802.1AQ协议在转发层面，使用以太包封 装用户的以太包(Mac-in-Mac，MinM)的形式封装用户报文，在网络 内基于外层以太包头(MAC)执行普通的二层转发，使用MinM封装的 业务实例标识(Service Instance ID，I-SID)来识别多租户，使多 租户的能力达到16M。

802.1AQ协议的其中一个特点是单播和组播的转发路径是共用的。 这确保单播和组播报文能够在网络中基于最优路径执行转发，提高网 络转发效率，同时，单播和组播可以共享相同的反向路径转发(Reverse  Path Forwarding，RPF)检查来避免瞬时环路。

802.1AQ协议的组播树构建方案是在每个I-SID内，分别以属于该 I-SID的每个网络设备为根，计算多棵组播树。也就是说，802.1AQ协 议对每个I-SID，分别以属于该I-SID的每个网络设备为树根，生成一 棵组播树。如图1所示，1、3、4、5、6、7分别为I-SID1和/或I-SID2 占用的网络设备标识，2为I-SID1和I-SID2占用的网络设备传输节点， 其中网络设备1属于两个I-SID，分别是I-SID1和I-SID2，则在网络 设备1上生成两棵组播树，图1中的细实线和粗实线分别为I-SID1和 I-SID2创建的两棵以网络设备1为根的组播树。此外，在网络设备5 和6上也分别有两棵组播树，在网络设备3、4、7上分别有一棵组播 树，因此对于图1所示的组网拓扑，一共有9棵组播树。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中，由于网络中 I-SID的规模可以达到16M，当网络中部署多个网络设备的时候，每个 网络设备需要计算的组播树的数量十分庞大，进而带来组播表项资源、 计算资源的大量消耗。另外，数据中心虚拟化之后，虚拟机(Virtual  Machine，VM)能够在整个二层网络中随机、大范围的迁移。现有技术 中要求网络设备能够配合VM的迁移，实时刷新和重新计算组播树，使 得网络设备计算资源大量消耗。

发明内容

本发明的实施例提供一种优化802.1AQ协议组播处理的方法和网 络设备，减少了对网络设备资源的消耗。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种优化802.1AQ协议组播处理的方法，包括：

在网络设备接收到需要进行组播转发的用户报文后，将所述用户 报文封装成组播报文，所述组播报文的目的地址为所述网络设备的标 识和所述网络设备所属的骨干虚拟局域网的标识构成的MAC地址；

通过以所述网络设备为根的组播树转发所述组播报文，所述组播 树的构建方式为：在每个骨干虚拟局域网中，以所述骨干虚拟局域网 中的每个网络设备为根构建组播树，所述构建出的每棵组播树覆盖所 述骨干虚拟局域网中的所有网络设备。

一种优化802.1AQ协议组播处理的网络设备，包括：

接收器，用于接收用户报文；

封装单元，用于在所述接收器接收的用户报文需要进行组播转发 时，将所述用户报文封装成组播报文，所述组播报文的目的地址为所 述网络设备的标识和所述网络设备所属的骨干虚拟局域网的标识构成 的MAC地址；

转发单元，用于通过以所述网络设备为根的组播树转发所述组播 报文，所述组播树的构建方式为：在每个骨干虚拟局域网中，以所述 骨干虚拟局域网中的每个网络设备为根构建组播树，所述构建出的每 棵组播树覆盖所述骨干虚拟局域网中的所有网络设备。

本发明实施例提供的一种优化802.1AQ协议组播处理的方法和网 络设备，在网络设备接收到需要进行组播转发的用户报文后，将所述 用户报文封装成组播报文，并通过所述网络设备为根的组播树转发所 述组播报文，其中所述组播报文的目的地址为所述网络设备的标识和 所述网络设备所属的骨干虚拟局域网(Backbone-Virtual Local Area  Network，B-VLAN)的标识构成的MAC地址，从而所属B-VLAN中的每 一个网络设备在构建组播树时，仅能作为一棵组播树的根。本发明实 施例解决了现有技术中基于I-SID构建组播树，导致组播表资源、组 播树计算资源消耗巨大，以及在VM迁移过程中需要重新计算组播树导 致计算资源的频繁消耗的问题，减少了对网络设备资源的消耗。

附图说明

图1为现有技术中为I-SID1和I-SID2创建两棵以网络设备1为 根的组播树示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种优化802.1AQ协议组播处理的 方法的主要操作步骤流程图；

图3为本发明实施例一提供的一种优化802.1AQ协议组播处理的 方法中以网络设备1为根的组网拓扑示例图；

图4为本发明实施例一提供的一种优化802.1AQ协议组播处理的 方法中以网络设备1为根构建组播树的转发路径示例图；

图5为本发明实施例一提供的一种优化802.1AQ协议组播处理的 方法中以网络设备5为根构建组播树的转发路径示例图；

图6为本发明实施例一提供的一种优化802.1AQ协议组播处理的 方法中以网络设备7为根构建组播树的转发路径示例图；

图7为本发明实施例二提供的一种优化802.1AQ协议组播处理的 装置的主要结构图；

图8为本发明实施例二提供的一种优化802.1AQ协议组播处理的 装置的整体结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例一种优化802.1AQ协议组播处理的 方法和网络设备进行详细描述。

实施例一

本发明实施例提供的一种优化802.1AQ协议组播处理的方法，如 图2所示，包括：

201、在网络设备接收到需要进行组播转发的用户报文后，将所述 用户报文封装成组播报文，所述组播报文的目的地址为所述网络设备 的标识和所述网络设备所属的骨干虚拟局域网的标识构成的MAC地址；

202、通过以所述网络设备为根的组播树转发所述组播报文，所述 组播树的构建方式为：在每个骨干虚拟局域网中，以所述骨干虚拟局 域网中的每个网络设备为根构建组播树，所述构建出的每棵组播树覆 盖所述骨干虚拟局域网中的所有网络设备。

本发明实施例提供的一种优化802.1AQ协议组播处理的方法，在 网络设备接收到需要进行组播转发的用户报文后，将所述用户报文封 装成组播报文，并通过所述网络设备为根的组播树转发所述组播报文， 其中所述组播报文的目的地址为所述网络设备的标识和所述网络设备 所属的B-VLAN的标识构成的MAC地址，从而所属B-VLAN中的每一个 网络设备在构建组播树时，仅能作为一棵组播树的根。本发明实施例 解决了现有技术中基于I-SID构建组播树，导致组播表资源、组播树 计算资源消耗巨大，以及在VM迁移过程中需要重新计算组播树导致计 算资源的频繁消耗的问题，减少了对网络设备资源的消耗。

以802.1AQ中的一个简单的组网拓扑图为例，如图3所示，网络 中配置了2个I-SID：I-SID1和I-SID2，都被配置在B-VLAN1中进行 报文转发，其中1、3、4、5、6、7分别为I-SID1和/或I-SID2占用 的网络设备标识，2为I-SID1和I-SID2占用的网络设备传输节点。

具体应用时，操作流程如下：

步骤1、在网络设备接收到需要进行组播转发的用户报文后，将所 述用户报文封装成组播报文，所述组播报文的目的地址为所述网络设 备的标识和所述网络设备所属的骨干虚拟局域网的标识构成的MAC地 址。

如图4中所示，网络设备1接收到需要进行组播转发的用户报文 后，将所述用户报文封装成组播报文，其中所述组播报文的目的地址 为网络设备的标识和所述网络设备所属的骨干虚拟局域网的标识构成 的MAC地址，即为“网络设备1+B-VLAN1”。

步骤2、通过以所述网络设备为根的组播树转发所述组播报文，所 述组播树的构建方式为：在每个骨干虚拟局域网中，以所述骨干虚拟 局域网中的每个网络设备为根构建组播树，所述构建出的每棵组播树 覆盖所述骨干虚拟局域网中的所有网络设备。

如图4所示，在B-VLAN1中以网络设备1为根构建组播树，转发 所述组播报文，图中箭头标识为所述组播树的转发路径，其中，网络 设备1为所述组播树的根，网络设备3、4、5、6、7为所述组播树的 叶子。

如图5所示，在B-VLAN1中，当网络设备5接收到需要进行组播 转发的用户报文时，将所述用户报文封装成组播报文，并以网络设备5 为根构建组播树，转发所述组播报文，其中，网络设备5为所述组播 树的根，网络设备1、3、4、6、7为所述组播树的叶子。

如图6所示，为当以网络设备7为根构建组播树，转发组播报文 的转发路径图，其中，网络设备7为所述组播树的根，网络设备1、3、 4、5、6为所述组播树的叶子。

由图3至6所示，在B-VLAN1中，可分别以网络设备1、3、4、5、 6、7为根构建6棵组播树。每一个网络设备仅能作为一棵组播树的根， 但可作为多棵组播树的叶子，并且在每个B-VLAN中每一棵组播树覆盖 所属B-VLAN中的所有网络设备。

步骤3、在所述组播报文转发过程中，所述网络设备通过查询组播 转发表确定需要将所述组播报文复制到本地出口，且所述组播报文中 的业务实例标识不能与本地配置中的任何一个业务实例标识相匹配 时，则不执行将所述组播报文复制到本地出口的操作。

具体是在所述组播报文转发过程中，所述网络设备执行标准的RPF 检查来避免环路，然后查询组播转发表执行组播的复制转发。

所述网络设备通过查询组播转发表，确定需要将所述组播报文复 制到本地出口时，查询组播报文MAC中的I-SID信息。当组播报文中 的I-SID不能与本地配置的任何I-SID相匹配时，不执行所述组播报 文复制到本地出口的操作，避免报文泄露给非法用户；当组播报文中 的I-SID与本地配置的其中一个I-SID相匹配时，执行后续的转发操 作。

本发明不对ISIS协议进行改动，维持原有的洪泛报文和洪泛内容。

本发明中，在极限配置下，网络中需要构建的组播树的数量为m*n， 其中m为网络中的节点数量，n为网络中配置的B-VLAN的数量。

本发明仍然可以确保，单播和组播共用最短路径，报文转发走最 优路径，并且不需要修改原有的RPF检查机制。

本发明是基于B-VLAN来创建组播树的，由于B-VLAN的规格当前 只有16，并且未来不会扩展很多，这就实现了组播表存储资源、组播 树计算资源的消耗减小。

在极限配置下，B-VLAN的规格是16，现有技术I-SID的规格是16M， 则本发明的资源占用仅为现有技术的16/16M≈0.000001。

实施例二

本发明实施例提供的一种优化802.1AQ协议组播处理的网络设备， 如图7所示，包括接收器701、封装单元702和转发单元703。

其中，接收器701，用于接收用户报文；

封装单元702，用于在所述接收器接收的用户报文需要进行组播转 发时，将所述用户报文封装成组播报文，所述组播报文的目的地址为 所述网络设备的标识和所述网络设备所属的骨干虚拟局域网的标识构 成的MAC地址；

转发单元703，用于通过以所述网络设备为根的组播树转发所述组 播报文，所述组播树的构建方式为：在每个骨干虚拟局域网中，以所 述骨干虚拟局域网中的每个网络设备为根构建组播树，所述构建出的 每棵组播树覆盖所述骨干虚拟局域网中的所有网络设备。

本发明实施例提供的一种优化802.1AQ协议组播处理的网络设备， 在接收到用户报文后，将所述用户报文封装成组播报文，并通过所述 网络设备为根的组播树转发所述组播报文，其中所述组播报文的目的 地址为所述网络设备的标识和所述网络设备所属的B-VLAN的标识构成 的MAC地址。本发明实施例解决了现有技术中基于I-SID构建组播树， 导致组播表资源、组播树计算资源消耗巨大，以及在VM迁移过程中需 要重新计算组播树导致计算资源的频繁消耗的问题，减少了对网络设 备资源的消耗。

本发明实施例提供的一种优化802.1AQ协议组播处理的网络设备， 在图7所示的基础上，如图8所示，还包括：

处理单元704，用于在所述组播报文转发过程中，通过查询组播转 发表确定需要将所述组播报文复制到本地出口，且所述组播报文中的 业务实例标识不能与本地配置中的任何一个业务实例标识相匹配时， 则不执行将所述组播报文复制到本地出口的操作。

本网络设备的操作过程，参见上述优化802.1AQ协议组播处理的 方法的实现过程。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并 不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范 围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。