一种提高路由桥接数据转发性能的低成本方法

摘要

一种提高路由桥接数据转发性能的低成本方法，包括步骤：1)同一个桥接下的端口加入同一个虚拟局域网，同一个路由下的端口加入同一个虚拟局域网，不同的路由连接属于不同的虚拟局域网；2)创建一条硬件路由，创建多条软件路由，数据通过硬件路由和软件路由分别转发，软件路由处理的报文进入cpu，由操作系统的工具实现软件路由的转发；3)端口分别绑定到相应的桥接连接或路由连接，创建端口虚拟局域网到路由连接或桥接连接虚拟局域网的转换；4)桥接业务和路由业务属于同一虚拟局域网时，通过mac地址区分桥接业务和路由业务，数据进行虚拟局域网对称转换。本发明桥接数据能达到线速；同时实现路由和桥接业务属于同一个虚拟局域网的要求。

说明书

技术领域

本发明属于基于广电或电信应用的家庭网关领域，具体涉及一种提高路由桥接数据转发性能的低成本方法。

背景技术

电信和广电家庭网关，需要支持路由和桥接两种模式，路由模式应用于Ethernet业务，桥接业务承载IPTV业务，通过端口绑定来实现不同的eth口承载不同的业务，传统实现路由桥接的功能有2种方式：

方式1：由硬件来实现路由桥接和端口绑定，所有的数据通过硬件来处理，这种方式优点是数据处理能力强，可以达到端口线速，缺陷是对硬件的要求高，要支持多条路由和桥接的绑定，成本较高。

方式2：借助操作系统的工具来实现路由桥接，ebtables实现端口的隔离，iptables实现策略路由的标记，ip rule和ip route实现策略路由，因为要借助操作系统的工具来实现路由桥接，所以业务报文都要进入cpu处理，这种方式实现优点是对硬件性能无要求，成本低，但是数据转发性能不能达到线速。

另外，传统的路由桥接必须使用不同的虚拟局域网来区分桥接和路由业务，这也是一个弊端。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述不足，提供一种提高路由桥接数据转发性能的低成本方法，解决路由桥接数据性能低的问题，桥接数据能达到线速，同时一条路由可以达到线速，对硬件要求不高，只需支持一条路由即可；同时通过mac区分业务，满足路由和桥接属于同一个虚拟局域网的业务要求。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种提高路由桥接数据转发性能的低成本方法，包括如下步骤：

1)同一个桥接下的端口加入同一个虚拟局域网，同一个路由下的端口加入同一个虚拟局域网，不同的路由连接属于不同的虚拟局域网(不同连接的端口实现隔离)；

2)创建一条基于硬件转发的硬件路由，创建多条基于软件转发的软件路由，数据通过硬件路由和软件路由分别转发，不同的硬件和软件路由连接属于不同的虚拟局域网(实现业务隔离)，软件路由处理的报文进入cpu，由操作系统的工具(ip route，ip rule)来实现软件路由的转发；

3)桥接下的端口和路由下的端口分别绑定到相应的桥接连接或路由连接，端口局域网实现端口隔离，路由和桥接的虚拟局域网实现业务隔离，两个虚拟局域网不同，创建端口虚拟局域网到路由连接或桥接连接虚拟局域网转换，实现路由和桥接的虚拟局域间的互通；

4)桥接连接和路由连接属于同一虚拟局域网时，通过mac地址区分桥接业务和路由业务，桥接业务和路由业务的上行数据和下行数据根据学习到的mac地址进行虚拟局域网对称转换，因为未知单播报文和广播报文没有mac地址的学习，所以未知单播报文和广播报文的虚拟局域网的转换通过cpu来完成，从cpu转发的数据设置为不学习状态；桥接连接和路由连接不属于同一个虚拟局域网时，通过虚拟局域网来区分桥接和路由业务。

按上述方案，所述步骤1)端口加入同一虚拟局域网，用于不同业务端口的隔离，该虚拟局域网和路由或桥接连接的虚拟局域网不同。

按上述方案，所述步骤1)中，不同的桥接和路由连接属于不同虚拟局域网，用于区分不同的业务，实现不同业务间的隔离，该虚拟局域网和端口的虚拟局域网不同。

按上述方案，所述步骤2)中硬件路由创建在硬件表里，多条软件路由是基于操作系统工具实现创建的路由(为了填补硬件路由资源不足的问题)。

按上述方案，所述步骤3)端口绑定后，进入端口的数据通过相应的连接转发，通过虚拟局域网的转换实现端口虚拟局域网到业务虚拟局域网的转换，进入端口的数据进入端口局域网，数据发送后进入相应连接的虚拟局域网，虚拟局域网上下行业务对称转换。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：因为硬件只需要支持步骤2)的一条硬件路由表，本发明解决了基于硬件实现路由桥接成本高的问题，同时桥接端口数据转发是通过虚拟局域网的机制实现，桥接业务端口可以达到线速，步骤3)里的路由端口可以达到线速，因此本发明也解决了数据转发性能不能达到线速的问题，同时根据步骤4)，本发明也支持桥接连接和路由连接使用相同虚拟局域网的业务需求。

附图说明

图1是本发明提高路由桥接数据转发性能的低成本方法的流程图；

图2是本发明实施例的业务模型图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明技术方案进行详细的描述。

如图1所示，本发明提高路由桥接数据转发性能的低成本方法的实施步骤如下：

1)同一个桥接下的端口加入同一个虚拟局域网，同一个路由下的端口加入同一个虚拟局域网，不同的路由连接属于不同的虚拟局域网(不同连接的端口实现隔离)，不同的桥接和路由连接间可以属于同一个虚拟局域网；

2)创建一条基于硬件转发的硬件路由，创建多条基于软件转发的软件路由，数据通过硬件路由和软件路由分别转发，不同的硬件和软件路由连接属于不同的虚拟局域网(实现业务隔离)，软件路由处理的报文进入cpu，由操作系统的工具(ip route，ip rule)来实现软件路由的转发；

3)桥接下的端口和路由下的端口分别绑定到相应的桥接连接或路由连接，端口局域网实现端口隔离，路由和桥接的虚拟局域网实现业务隔离，两个虚拟局域网不同，为实现这两个虚局域网间的互通，需要创建端口虚拟局域网到路由连接或桥接连接虚拟局域网转换；

4)桥接连接和路由连接属于同一虚拟局域网时，通过mac地址区分桥接业务和路由业务，桥接业务和路由业务的上行数据和下行数据根据学习到的mac地址进行虚拟局域网对称转换，因为未知单播报文和广播报文没有mac地址的学习，所以未知单播报文和广播报文的虚拟局域网的转换通过cpu来完成，从cpu转发的数据设置为不学习状态；桥接连接和路由连接不属于同一个虚拟局域网时，通过虚拟局域网来区分桥接和路由业务。

如图2所示，桥接1和eth1间的数据业务为第一桥接业务流，桥接2和eth2间的数据业务为第二桥接业务流，路由1和eth3间的数据业务为第一路由业务流，路由2和eth4间的数据业务为第二路由业务流，第一桥接业务流、第二桥接业务流、第一路由业务流、第二路由业务流分别带不同的虚拟局域网，四个以太网口分别加入不同的虚拟局域网，通过虚拟局域网来区分桥接业务和路由业务。

表1，表2，表3，表4为本发明实施后的数据性能，表1为桥接1的上行数据性能，表2为桥接1的下行数据性能，表3为路由1的上行数据性能，表4为路由1的下行数据性能，各上行下行数据性能单位均为Mbps。

从表1～表4可以看出，桥接1，桥接2的数据直接通过硬件转发出去，因为硬件支持一条路由，路由1的数据也是直接通过硬件转发出去，路由2的数据需要进入cpu，桥接1，桥接2，路由1的数据转发性能均能达到线速，路由2数据进入cpu，数据是通过操作系统的工具(ebtables，iptables，ip rule，ip route)转发，所以路由2的数据转发性能不能达到线速。通过操作系统发送的数据报文设置成不学习。

表1桥接1的上行数据性能

方向/数据长度64128256512102412801518上行100100100100100100100下行100100100100100100100

表2桥接1的下行数据性能

方向/数据长度64128256512102412801518上行100100100100100100100下行100100100100100100100

表3路由1的上行数据性能

方向/数据长度64128256512102412801518上行100100100100100100100下行100100100100100100100

表4路由1的下行数据性能

方向/数据长度64128256512102412801518上行100100100100100100100下行100100100100100100100

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。