专利名称：网络系统、最短路径建立及广播报文传送方法
技术领域：
本发明涉及二层网络技术，更具体的说，本发明涉及一种网络系统、最短路径建立及广播报文传送方法。
背景技术：
在二层网络中，广播报文和未知的媒质(MAC)报文都采用广播方式进行转发，一旦网络中形成环路，则很容易造成广播风暴；例如在层次化的虚拟专用LAN业务(H-VPLS)组网过程中，为了保证可靠性，往往要求用户侧边缘设备(UPE)双归属和网络侧边缘设备(NPE)双归属，而在广播报文转发过程中，网络可能会出现环路，从而引起广播风暴，为此，需要对网络进行破环，例如，目前在HVPLS网络中经常采用的破环技术如mVPLS技术，其采用启动特定的管理虚拟交换实例(VSI)，在管理VSI上运行信令转接点(STP)来检测环路，通过阻断某VSI接口同时关联其他的业务VSI，从而达到破环的目的，可避免出现广播风暴。但mVPLS技术中，网络收敛速度主要是由于STP算法的限制(与节点数目相关，一般在亚秒级别)，存在网络收敛速度慢的问题；另外，由于当前mVPLS技术不支持多实例，即不能实现业务流量负载分担，因此，在组网时受到一定限制。
发明内容
本发明实施例解决的技术问题是提供一种网络系统、最短路径建立及广播报文传送方法，以避免网络出现环路，进而避免出现广播风暴。
为解决上述问题，本发明实施例的二层网络设备，包括
最短路径建立处理单元，用于建立本二层网络设备与其他二层网络设备之间的报文转发最短路径；广播报文转发处理单元，用于选择来自广播源端的报文转发最短路径的广播报文进行广播转发。
相应地，本发明实施例的一种网络系统，包括用户侧边缘设备和与所述用户侧边缘设备相连的网络侧边缘设备，其中所述用户侧边缘设备包括用户侧边缘设备最短路径建立处理单元，用于建立本用户侧边缘设备与其他用户侧边缘设备或网络侧边缘设备之间的报文转发最短路径；用户侧边缘设备广播报文处理单元，用于将待广播的报文通过报文转发最短路径进行广播或接收来自源端用户侧边缘设备的报文转发最短路径上发送的广播报文；所述网络侧边缘设备包括网络侧边缘设备最短路径建立处理单元，用于建立本网络侧边缘设备与其他网络侧边缘设备或用户侧边缘设备之间的转发报文最短路径；网络侧边缘设备广播报文转发处理单元，用于选择来自广播源端用户侧边缘设备的报文转发最短路径的广播报文进行广播转发。
相应地，本发明实施例的一种报文转发最短路径建立方法，该方法主要包括建立本边缘设备与其他边缘设备的双向虚链路；在建立的双向虚链路上按照最短路径建立算法建立本边缘设备与其他边缘设备之间的报文转发最短路径。
相应地，本发明实施例的一种广播报文的转发方法，该方法包括检测接收的广播报文是否来自发送广播报文的源端边缘设备的报文转发最短路径；若广播报文来自源端边缘设备的报文转发最短路径，则将广播报文按照广播方式转发出去。
相应地，本发明实施例的一种广播报文传送方法，该方法主要包括源端边缘设备按照到宿端边缘设备的报文转发最短路径发送广播报文；转发所述广播报文的中间虚链路故障，所述故障的中间虚链路的起点边缘设备将所述广播报文通过备份虚链路传送到备份虚链路的末端边缘设备；备份虚链路的末端边缘设备按照从该末端边缘设备到宿端边缘设备的最短路径将广播报文传送到宿端边缘设备。
根据本发明的实施例，首先在网络中建立边缘设备间的报文转发最短路径，每次网络中的边缘设备转发报文时，都按照报文转发最短路径进行，因此，可避免网络中出现环路，进而避免广播风暴。
图1是本发明二层网络设备的一个具体实施例示意图；图2是本发明具体实施例的H-VPLS网络系统示意图；图3是图2所示H-VPLS网络系统中UPE设备的一个具体实施例示意图；图4是图2所示H-VPLS网络系统中NPE设备的一个具体实施例示意图；图5是本发明广播报文的转发方法的一个具体实施例流程图；图6是本发明在PW故障时进行广播报文转发的一个具体实施例示意图。
具体实施例方式
参考图1，本实施例的二层网络设备包括有最短路径建立处理单元11和广播报文转发处理单元12，其中最短路径建立处理单元11，本实施例中所述最短路径建立处理单元11主要用于建立本二层网络设备与其他二层网络设备之间的报文转发最短路径；具体实现时，作为一个具体实施例，所述最短路径建立处理单元11可包括虚链路(PW)建立单元111，所述PW建立单元111主要用于建立本二层网络设备与其他二层网络设备之间的双向PW；最短路径建立单元112，所述最短路径建立单元112主要用于在建立的双向PW上按照最短路径建立算法建立本二层网络设备与其他二层网络设备之间的报文转发最短路径。
另外，广播报文转发处理单元12，本实施例中所述广播报文转发处理单元12主要用于选择来自广播源端的报文转发最短路径的广播报文进行广播转发，具体实现时，作为一个具体实施例，所述广播报文转发处理单元12可包括检测单元121，主要用于检测待转发的报文是否为来自广播源端的报文转发最短路径的报文，并在检测结果为是时指示所述转发单元121进行广播转发；转发单元122，主要用于将报文按照广播方式转发出去。
需要说明的，上述本实施例中所述最短路径建立处理单元11具体建立报文转发最短路径时可采用中间系统到中间系统协议(ISIS)算法等最短路径建立算法来建立，ISIS算法等最短路径建立算法是三层路由技术，通过向邻居通告本机的链路状况，使得在最短路径区域内的各个设备都知道网络拓扑，通过最短路径建立算法，在某最短路径节点上按照报文转发最短路径可知道在哪个接口转发报文，本实施例中将二层网络设备抽象为最短路径节点，并建立各节点间的报文转发最短路径，然后按照报文转发最短路径转发广播报文，从而不会形成环路，可避免形成广播风暴，而且网络收敛速度也快，可达到50ms的倒换，达到电信级可靠性要求；另外，由于支持多实例，可实现业务流量负载分担，因此，组网限制也较小，网络可采用多种方式部署。
下面以具体实施例说明本发明的网络系统，具体以H-VPLS二层网络系统为例进行说明，参考图2，本实施例的H-VPLS二层网络系统中包括用户侧边缘设备(UPE)以及与所述UPE设备相连的网络侧设备(NPE)等二层网络设备。
参考图3，所述UPE设备可包括UPE设备最短路径建立处理单元21和UPE设备广播报文处理单元22本实施例中所述UPE设备最短路径建立处理单元，主要用于建立本UPE设备与其他UPE设备或NPE设备之间的报文转发最短路径，具体实现时，作为一个具体实施例，所述UPE设备最短路径建立处理单元可包括PW建立单元211，用于建立本UPE设备与其他NPE设备或UPE设备之间的双向PW；最短路径建立单元212，用于在建立的双向PW上按照最短路径建立算法建立本UPE设备与其他NPE设备或UPE设备之间的报文转发最短路径。
另外，本实施例中所述UPE设备广播报文处理单元22，主要用于将待广播的报文通过报文转发最短路径进行广播或接收来自源端UPE设备的报文转发最短路径上发送的广播报文；参考图4，所述NPE设备可包括NPE设备最短路径建立处理单元31和NPE设备广播报文转发处理单元32本实施例中所述NPE设备最短路径建立处理单元31，主要用于建立本NPE设备与其他NPE设备或UPE设备之间的转发报文最短路径；具体实现时，作为一个具体实施例，所述NPE设备最短路径建立处理单元可包括PW建立单元311，用于建立本NPE设备与其他NPE设备或UPE设备之间的双向PW；最短路径建立单元312，用于在建立的双向PW上按照最短路径建立算法建立本NPE设备与其他NPE设备或UPE设备之间的报文转发最短路径。
另外，本实施例中所述NPE设备广播报文转发处理单元32，主要用于选择来自广播源端UPE设备的报文转发最短路径的广播报文进行广播转发。
需要说明的，作为一个具体实施例，若上述最短路径建立算法采用ISIS算法，所述UPE设备或NPE设备的最短路径建立单元均可包括分配处理单元，按照ISIS算法，给建立的PW分配优先级和Cost以及ISIS路由标识，其中PE设备的ISIS路由标识为本PE设备的MAC地址；ISIS实例运行单元，用于运行ISIS实例，获得本PE设备与其他NPE设备或UPE设备之间的报文转发最短路径。
下面以最短路径建立算法采用ISIS算法为例，说明建立报文转发最短路径的流程，具体主要包括如下流程首先，将二层网络设备UPE和NPE设备抽象为ISIS域节点，建立网络中各PE设备之间(即UPE设备与NPE设备之间、UPE设备与UPE设备之间以及NPE设备与NPE设备之间)的PW连接对(即双向PW)；然后，在建立的双向PW上按照最短路径建立算法建立本PE设备与其他PE设备之间的报文转发最短路径，本实施例中即是按照ISIS算法，对PW分别分配ISIS路由标识、Cost值和相应的优先级，其中PE设备的ISIS路由标识可采用该PE设备的MAC地址，在UPE、NPE设备的PW上运行ISIS实例，可获得UPE、NPE设备之间报文转发的最短路径，其中，为了防止出现等价路由，可对同一PE上不同的PW赋予不同的优先级。
例如，如表一所示，通过ISIS算法，可建立UPE1上到各PE设备的报文转发最短路径，如从UPE1到UPE2的最短转发路径为PW1-PW2-PW3表一
需要说明的是，上述实施例中PE设备的ISIS路由标识采用该PE设备的MAC地址，对于入口UPE设备(即源端UPE设备)，下行广播的同时，可通过PWE3控制字段(Control Word)携带UPE节点的MAC地址，即本实施例中所述的UPE设备广播报文处理单元还可包括MAC地址添加单元，用于在发送广播报文时通过PW的控制字段携带UPE设备的MAC地址；而所述NPE设备的广播报文转发处理单元可根据报文中携带的MAC地址确定报文是否来自报文转发最短路径，即具体实现时，所述NPE设备广播报文转发处理单元还可包括获取单元，用于获取接收到的报文的源端MAC地址；判断单元，根据所述源端MAC地址判断接收到的报文的已转发路径是否来自源端的报文转发最短路径；检测结果确定单元，若判断单元判断结果为是，则确定接收的报文来自报文转发最短路径，若判断单元判断结果为否，则确定接收的报文不是来自报文转发最短路径；转发单元，若检测结果确定单元判断结果为是，将报文按照广播方式转发出去。
参考图5，下面说明本发明具体实施例广播报文的转发方法，主要包括如下处理过程
步骤s101，检测接收的广播报文是否来自发送广播报文的源端PE设备的报文转发最短路径；具体实现时，若报文转发的最短路径是按照ISIS算法建立，且ISIS路由标识采用PE设备的MAC地址，则可按照下述流程确定接收的广播报文是否来自报文转发最短路径，即首先，获取接收到的报文的源端PE设备的MAC地址；然后根据所述源端PE设备的MAC地址判断接收到的报文的已转发路径是否来自源端PE设备的报文转发最短路径；若判断结果为是，则确定接收的报文来自报文转发最短路径，若判断结果为否，则确定接收的报文不是来自报文转发最短路径。
步骤s102，若广播报文来自源端PE设备的报文转发最短路径，则将广播报文按照广播方式转发出去。
步骤s103，若广播报文不是来自源端PE设备的报文转发最短路径，则丢弃该报文或执行其他处理，这里不再赘述。
另外，需要说明的，在PE设备间链路出现故障时，上述通过报文转发最短路径转发广播报文的方法也适用，例如，预先配置UPE设备间和NPE设备间的备份PW，在该UPE设备和NPE设备之间的PW故障时，将链路切换到备份的PW上的PW故障快速恢复可保障可靠性，而且在备份PW上同样可按照报文转发最短路径的方法进行报文转发，下面以报文转发过程中PW故障为例进行说明首先源端PE设备按照到宿端PE设备的报文转发最短路径发送广播报文；其中，若转发所述广播报文的中间PW故障，则可查询是否设置有所述中间PW的备份PW，若有，所述故障的中间PW的起点PE设备可将所述广播报文通过备份PW传送到备份PW的末端PE设备；
然后，所述备份PW的末端PE设备即可按照从该末端PE设备到宿端PE设备的最短路径将广播报文传送到宿端PE设备，具体实现时，可通过所述故障的中间PW的起点PE设备同时指示备份PW的末端PE设备按照该末端PE设备的到宿端PE设备的报文转发最短路径传送广播报文实现，也可以默认设置，这里不再赘述。
参考图6，举例说，在UPE和NPE上的MAC表项配置下一跳备份，例如在UPE1上的PW1的备份为PW3；一旦PW1故障，UPE1根据收到的报文查询下一跳PW，检测到下一跳PW失效，则查看是否有备份PW，如果没有，则丢弃报文，如果有备份PW通过备份PW将接收到的报文转发出去，本例子中是即是通过PW3转发报文。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种二层网络设备，其特征在于，包括最短路径建立处理单元，用于建立本二层网络设备与其他二层网络设备之间的报文转发最短路径；广播报文转发处理单元，用于选择来自广播源端的报文转发最短路径的广播报文进行广播转发。
2.根据权利要求1所述的二层网络设备，其特征在于，所述最短路径建立处理单元包括虚链路建立单元，用于建立本二层网络设备与其他二层网络设备之间的双向虚链路；最短路径建立单元，用于在建立的双向虚链路上按照最短路径建立算法建立本二层网络设备与其他二层网络设备之间的报文转发最短路径。
3.根据权利要求1或2所述的二层网络设备，其特征在于，所述广播报文转发处理单元包括转发单元，用于将报文按照广播方式转发出去；检测单元，用于检测待转发的报文是否为来自广播源端的报文转发最短路径的报文，并在检测结果为是时指示所述转发单元进行广播转发。
4.根据权利要求3所述的二层网络设备，其特征在于，所述最短路径建立单元包括分配处理单元，按照中间系统到中间系统协议算法，给建立的虚链路分配优先级和Cost以及中间系统到中间系统协议路由标识，其中二层网络设备的中间系统到中间系统协议路由标识为本二层网络设备的MAC地址；中间系统到中间系统协议实例运行单元，用于运行中间系统到中间系统协议实例，获得本二层网络设备与其他二层网络设备之间的转发报文最短路径；所述检测单元包括获取单元，用于获取接收到的广播报文的源端二层网络设备的MAC地址；判断单元，根据所述源端MAC地址判断接收到的报文的已转发路径是否为来自源端二层网络设备的报文转发最短路径；检测结果确定单元，若判断单元判断结果为是，则确定接收的报文来自源端二层网络设备的报文转发最短路径，若判断单元判断结果为否，则确定接收的报文不是来自源端二层网络设备的报文转发最短路径。
5.一种网络系统，包括用户侧边缘设备和与所述用户侧边缘设备相连的网络侧边缘设备，其特征在于，所述用户侧边缘设备包括用户侧边缘设备最短路径建立处理单元，用于建立本用户侧边缘设备与其他用户侧边缘设备或网络侧边缘设备之间的报文转发最短路径；用户侧边缘设备广播报文处理单元，用于将待广播的报文通过报文转发最短路径进行广播或接收来自源端用户侧边缘设备的报文转发最短路径上发送的广播报文；所述网络侧边缘设备包括网络侧边缘设备最短路径建立处理单元，用于建立本网络侧边缘设备与其他网络侧边缘设备或用户侧边缘设备之间的转发报文最短路径；网络侧边缘设备广播报文转发处理单元，用于选择来自广播源端用户侧边缘设备的报文转发最短路径的广播报文进行广播转发。
6.一种报文转发最短路径建立方法，其特征在于，包括建立本边缘设备与其他边缘设备的双向虚链路；在建立的双向虚链路上按照最短路径建立算法建立本边缘设备与其他边缘设备之间的报文转发最短路径。
7.根据权利要求6所述的报文转发最短路径建立方法，其特征在于，所述在建立的双向虚链路上按照最短路径建立算法建立本边缘设备与其他边缘设备之间的报文转发最短路径包括按照中间系统到中间系统协议算法，给建立的虚链路分配优先级和Cost以及中间系统到中间系统协议路由标识，其中边缘设备的中间系统到中间系统协议路由标识为本边缘设备的MAC地址，并运行中间系统到中间系统协议实例，获得本边缘设备与其他边缘设备间转发报文的最短路径。
8.一种广播报文的转发方法，其特征在于，包括检测接收的广播报文是否来自发送广播报文的源端边缘设备的报文转发最短路径；若广播报文来自源端边缘设备的报文转发最短路径，则将广播报文按照广播方式转发出去。
9.根据权利要求8所述的广播报文的转发方法，其特征在于，所述检测接收的广播报文是否来自发送广播报文的源端边缘设备的最短路径包括获取接收到的报文的源端边缘设备的MAC地址；根据所述源端边缘设备的MAC地址判断接收到的报文的已转发路径是否来自源端边缘设备的报文转发最短路径；若判断结果为是，则确定接收的报文来自报文转发最短路径，若判断结果为否，则确定接收的报文不是来自报文转发最短路径。
10.一种广播报文传送方法，其特征在于，包括源端边缘设备按照到宿端边缘设备的报文转发最短路径发送广播报文；转发所述广播报文的中间虚链路故障，所述故障的中间虚链路的起点边缘设备将所述广播报文通过备份虚链路传送到备份虚链路的末端边缘设备；备份虚链路的末端边缘设备按照从该末端边缘设备到宿端边缘设备的最短路径将广播报文传送到宿端边缘设备。
11.根据权利要求10所述的广播报文传送方法，其特征在于，所述故障的中间虚链路的起点边缘设备同时指示备份虚链路的末端边缘设备按照该末端边缘设备的到宿端边缘设备的报文转发最短路径传送广播报文。
全文摘要
本发明公开一种二层网络设备，其包括最短路径建立处理单元，用于建立本二层网络设备与其他二层网络设备之间的报文转发最短路径；以及广播报文转发处理单元，用于选择来自广播源端的报文转发最短路径的广播报文进行广播转发。另外，本发明提供一种网络系统、最短路径建立及广播报文传送方法。本发明中在网络中建立边缘设备间的报文转发最短路径，每次网络中的边缘设备转发报文时，都按照报文转发最短路径进行，因此，可避免网络中出现环路，进而避免广播风暴。
文档编号H04L1/22GK101047644SQ200710027798
公开日2007年10月3日 申请日期2007年4月28日 优先权日2007年4月28日
发明者毛洪森, 子康, 刘珺 申请人:华为技术有限公司