一种广播报文处理方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种广播报文处理方法、装置及系统，包括：控制器采用网络拓扑确定网络中的每个节点作为入口节点时，网络中该入口节点与各节点转发广播报文的最短广播路径，并将经由的各节点的可广播端口记录在广播路径表中；当接收到节点上报的未匹配到转发规则的广播报文时，在广播路径表中查找与广播报文的入口节点标识对应的各节点的可广播端口，并将终端的源MAC地址与终端发送的广播报文从该入口节点经由各节点输出的可用端口之间的对应关系记录在转发规则表中；将转发规则表中与每个节点对应的广播报文的转发规则分别对应下发到各节点。采用本发明实施例提供的方案，减少了广播报文的广播路径和广播时间，从而提高了广播报文的传输效率。
【专利说明】一种广播报文处理方法、装置及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种广播报文处理方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002] 当广播报文在网络中传播时，由于网络拓扑的设计和连接问题，会遇到网络环路 的出现，如果没有对环路进行预防广播风暴的处理，导致广播报文在网段内大量复制，使得 网络性能下降，甚至网络瘫痪。因此如何实现快速广播并有效避免广播风暴是广播处理的 关键。
[0003] 现有的抑制广播风暴的广播报文处理方法主要有以下两种方式：
[0004] 第一种方式：
[0005] 采用生成树协议（STP，Spanning Tree Protocol)的处理方式，基本思想就是生成 "一棵树"，选取一个交换机作为根桥，由根桥开始，逐级形成一棵树，根桥定时发送配置报 文，非根桥接收配置报文并转发，如果某交换机能够从两个以上的端口接收到配置报文，说 明该交换机到根桥交换机有不止一条路径，构成网络环路，此时，交换机根据端口的配置选 择一个可用端口并将其他的端口阻塞，消除了网络环路，可以有效避免广播风暴。但由于 STP计算出来的广播树是单一路径，在避免广播报文的同时也有可能加长了广播报文的广 播路径，延长了广播时间。图1为广播报文在三节点的广播路径示意图，A、B、C为网络三个 相互连接的交换机节点，A、B、C构成了网络环路，如果采用STP计算得到节点C通过端口 2、 3接收到配置报文，为了避免网络环路，节点C将端口 2阻塞，节点A的端口 1与节点C的端 口 2之间不能传输报文，那么从节点A到节点C的广播报文的广播路径为虚线指示的路径 A-B-C，需要多走一个节点，S卩加长了广播报文的广播路径，延长了广播时间。
[0006] 第二种方式：
[0007] 采用虚拟局域网（VLAN, Virtual Local Area Network)的处理方式，由人工将构 成环路的网络划分成不同的VLAN，广播报文仅在VLAN域中进行广播，可以有效避免广播报 文。但该方式需要网络部署者预先知道环路的存在才能划分网络，当网络中包含的节点较 多时，网络部署者划分网络需要大量的时间，处理效率低。
【发明内容】
[0008] 本发明实施例提供一种广播报文处理方法、装置及系统，用以解决现有技术中存 在广播报文传输路径长、广播时间长的问题。
[0009] 本发明实施例提供一种广播报文处理方法，包括：
[0010] 控制器采用网络拓扑确定网络中的每个节点作为入口节点时，网络中该入口节点 与各节点转发广播报文的最短广播路径，将所述最短广播路径经由的各节点的可广播端口 记录在广播路径表中；
[0011] 当接收到节点上报的未匹配到转发规则的广播报文时，在所述广播路径表中查找 与所述广播报文的入口节点标识对应的各节点的可广播端口，并将所述广播报文中携带的 发送所述广播报文的终端的源MAC地址与所述广播报文从该入口节点经由各节点输出的 可用端口之间的对应关系记录在转发规则表中；
[0012] 将所述转发规则表中与每个节点对应的所述广播报文的转发规则分别对应下发 到各节点，用于所述各节点按照自身中的转发规则转发所述广播报文。
[0013] 采用本发明实施例提供的上述方法，由于控制器通过确定网络中的每个节点与所 有节点之间的最短广播路径来传输广播报文，减少了广播报文的广播路径和广播时间，从 而提高了广播报文的传输效率。
[0014] 进一步的，控制器采用网络拓扑确定网络中的每个节点作为入口节点时，网络中 该入口节点与各节点转发广播报文的最短广播路径，具体包括：
[0015] 控制器按照预设周期通过从网络中获取的各个节点的连接信息进行网络拓扑处 理，得到网络链路连接情况；
[0016] 当网络中每个节点作为入口节点时，根据所述网络链路连接情况，确定该入口节 点与各节点转发广播报文的最短广播路径。
[0017] 进一步的，上述方法，还包括：
[0018] 当监控到网络链路连接端口发生变化时，重新采用网络拓扑确定网络中的每个入 口节点与各节点转发广播报文的最短广播路径，并更新广播路径表和转发规则表；
[0019] 将各个节点对应的转发规则重新下发到各节点。
[0020] 进一步的，上述方法，还包括：
[0021] 当监控网络中的节点与自身断开连接时，确定在预设时长内是否与所述节点重新 连接；
[0022] 当确定在所述预设时长内与所述节点重新连接时，向所述节点发送携带指示删除 该节点转发规则的指示信息；重新将所述转发规则表中与该节点对应的转发规则发送给该 节点；
[0023] 当确定在所述预设时长内未与所述节点重新连接时，将转发规则表中与该节点对 应的信息删除。
[0024] 进一步的，上述方法，还包括：
[0025] 当接收到节点发送的转发规则老化信息时，将转发规则表中与该节点的对应的信 息删除。
[0026] 本发明实施例还提供了一种广播报文处理装置，包括：
[0027] 第一确定单元，用于采用网络拓扑确定网络中的每个节点作为入口节点时，网络 中该入口节点与各节点转发广播报文的最短广播路径，将所述最短广播路径经由的各节点 的可广播端口记录在广播路径表中；
[0028] 生成单元，用于当接收到节点上报的未匹配到转发规则的广播报文时，在所述广 播路径表中查找与该广播报文的入口节点标识对应的各节点的可广播端口，并将所述广播 报文中携带的发送所述广播报文的终端的源MAC地址与所述终端发送的广播报文从该入 口节点经由各节点输出的可用端口之间的对应关系记录在转发规则表中；
[0029] 第一下发单元，用于将所述转发规则表中与每个节点对应的所述广播报文的转发 规则分别对应下发到各节点，用于所述各节点按照自身中的转发规则转发所述广播报文。
[0030] 采用本发明实施例提供的上述装置，由于控制器通过确定网络中的每个节点与所 有节点之间的最短广播路径来传输广播报文，减少了广播报文的广播路径和广播时间，从 而提高了广播报文的传输效率。
[0031] 进一步的，所述第一确定单元，具体用于按照预设周期通过从网络中获取的各个 节点的连接信息进行网络拓扑处理，得到网络链路连接情况；当网络中每个节点作为入口 节点时，根据所述网络链路连接情况，确定该入口节点与各节点转发广播报文的最短广播 路径。
[0032] 进一步的，上述装置，还包括：
[0033] 第二确定单元，用于当监控到网络链路连接端口发生变化时，重新采用网络拓扑 确定网络中的每个入口节点与各节点转发广播报文的最短广播路径，并更新广播路径表和 转发规则表；
[0034] 第二下发单元，用于将各个节点对应的转发规则重新下发到各节点。
[0035] 进一步的，上述装置，还包括：
[0036] 第三确定单元，用于当监控网络中的节点与自身断开连接时，确定在预设时长内 是否与所述节点重新连接；
[0037] 指示信息发送单元，用于当确定在所述预设时长内与所述节点重新连接时，向所 述节点发送携带指示删除该节点转发规则的指示信息；重新将所述转发规则表中与该节点 对应的转发规则发送给该节点；
[0038] 第一删除单元，用于当确定在所述预设时长内未与所述节点重新连接时，将转发 规则表中与该节点对应的信息删除。
[0039] 进一步的，上述装置，还包括：
[0040] 第二删除单元，用于当接收到节点发送的转发规则老化信息时，将转发规则表中 与该节点的对应的信息删除。
[0041] 本发明实施例还提供了一种广播报文处理系统，包括：控制器、与控制器连接的多 个节点、终端，其中：
[0042] 所述控制器，包括上述所述装置；
[0043] 所述节点，用于接收所述终端发送的广播报文；将自身接收的未匹配到转发规则 的广播报文发送给所述控制器；接收所述控制器发送的所述广播报文的转发规则；按照所 述转发规则转发所述广播报文；
[0044] 所述终端，用于向所述节点发送广播报文。
[0045] 采用本发明实施例提供的上述系统，由于控制器通过确定网络中的每个节点与所 有节点之间的最短广播路径来传输广播报文，减少了广播报文的广播路径和广播时间，从 而提高了广播报文的传输效率。
[0046] 本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明 书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0047] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施 例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0048] 图1为基于生成树协议在三节点传输广播报文的广播路径示意图；
[0049] 图2为本发明实施例提供的广播报文处理方法的流程图；
[0050] 图3为网络中包括4个节点的广播报文处理系统的结构示意图；
[0051] 图4为本发明实施例1提供的广播报文处理方法的流程图；
[0052] 图5为本发明实施例2提供的广播报文处理装置的结构示意图；
[0053] 图6为本发明实施例3提供的广播报文处理系统的结构示意图；
[0054] 图7为本发明实施例3中控制器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0055] 为了给出减少广播报文的传输路径和广播时间，提高广播报文的传输速度的实现 方案，本发明实施例提供了一种广播报文处理方法、装置及系统，以下结合说明书附图对本 发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发 明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可 以相互组合。
[0056] 本发明实施例提供一种广播报文处理方法，如图2所示，包括：
[0057] 步骤201、控制器采用网络拓扑确定网络中的每个节点作为入口节点时，网络中该 入口节点与各节点转发广播报文的最短广播路径，将该最短广播路径经由的各节点的可广 播端口记录在广播路径表中。
[0058] 步骤202、当接收到节点上报的未匹配到转发规则的广播报文时，在该广播路径表 中查找与该广播报文的入口节点标识对应的各节点的可广播端口，并将该广播报文中携带 的发送该广播报文的终端的源MAC地址与该广播报文从该入口节点经由各节点输出的可 用端口之间的对应关系记录在转发规则表中。
[0059] 步骤203、将该转发规则表中与每个节点对应的该广播报文的转发规则分别对应 下发到各节点，用于各节点按照自身中的转发规则转发该广播报文。
[0060] 本发明实施例中，终端向网络中的节点发送广播报文，当节点接收到广播报文后， 如果未匹配到与该终端MAC地址对应的转发规则，则将该广播报文上报给控制器，控制器 对该广播报文处理后生成转发规则并下发给各节点。该节点可以为物理交换设备，例如：交 换机。
[0061] 下面结合附图，用具体实施例对本发明提供的方法及装置和相应系统进行详细描 述。
[0062] 实施例1 :
[0063] 本发明实施例以图3网络中包括4个节点的广播报文处理系统举例说明对广播报 文的处理过程，图4为本发明实施例1提供的广播报文处理方法的流程图，具体包括如下处 理步骤：
[0064] 步骤401、网络中各节点与控制器建立连接。
[0065] 本步骤中，网络中各节点在与控制建立连接时，可以依据OpenFolw协议进行连 接，还可以根据实际需要采用自定义协议进行连接。OpenFolw协议是软件自定义网络 (SDN，Software Defined Network)的一种协议。
[0066] 步骤402、在网络中各节点与控制器建立连接后，控制器监控网络中的连接状态。
[0067] 本步骤中，控制器监控网络中的连接状态包括网络中的每个节点与自身的连接状 态，以及各个节点之间的网络链路连接状态。
[0068] 步骤403、控制器按照预设周期通过从网络中获取的各个节点的连接信息进行网 络拓扑处理，得到网络链路连接情况。
[0069] 本步骤中，控制器可以按照预设周期向网络中各节点的端口发送链路层发现协议 (LLDP，Link Layer Discovery Protocol)报文，各节点在接收到LLDP报文后，将自身与其他 节点的连接信息发送给控制器，控制器通过接收的连接信息进行网络拓扑处理，确认网络 链路，得到网络链路连接情况。控制器还可以按照预设周期向网络中各节点的端口发送自 定义协议报文，各节点在接收到自定义协议报文后，将自身与其他节点的连接信息发送给 控制器。控制器除了按照预设周期。其中，该预设周期可以按照实际经验和需要进行灵活 设置。
[0070] 步骤404、当网络中每个节点作为入口节点时，根据所述网络链路连接情况，确定 该入口节点与各节点转发广播报文的最短广播路径，并生成广播路径表。
[0071] 其中，该广播路径表中存储了该最短广播路径经由的各节点的可广播端口，经由 的各节点包括入口节点。进一步的，该广播路径表中还可以存储该最短广播路径经由的各 节点的不可广播端口。
[0072] 本步骤中，以确定图3中节点1到节点4之间的最短广播路径为例，节点1为入口 节点，节点4为出口节点，节点1到节点4之间的路径包括3条：1-4, 1-3-4, 1-2-3-4,可以 确定节点1与节点4之间的最短广播路径为1-4,可以相应生成入口节点到节点4的广播路 径表。广播路径表中记录入口节点向出口节点传输广播报文时，最短广播路径经由的各节 点的可广播端口以及不可广播端口，经由的各节点即为转发广播报文的各出口节点，可广 播端口为各出口节点可输出广播报文的输出端口，不可广播端口为各出口节点禁止输出广 播报文的端口。广播路径表对节点中接收广播报文的端口情况不作记录。如表1所示，记 录了入口节点1到节点1、2、3、4的广播路径表。
[0073] 表1节点1经由各节点转发广播报文的广播路径表
[0074]
【权利要求】
1. 一种广播报文处理方法，其特征在于，包括： 控制器采用网络拓扑确定网络中的每个节点作为入口节点时，网络中该入口节点与各 节点转发广播报文的最短广播路径，将所述最短广播路径经由的各节点的可广播端口记录 在广播路径表中； 当接收到节点上报的未匹配到转发规则的广播报文时，在所述广播路径表中查找与所 述广播报文的入口节点标识对应的各节点的可广播端口，并将所述广播报文中携带的发送 所述广播报文的终端的源MAC地址与所述广播报文从该入口节点经由各节点输出的可用 端口之间的对应关系记录在转发规则表中； 将所述转发规则表中与每个节点对应的所述广播报文的转发规则分别对应下发到各 节点，用于所述各节点按照自身中的转发规则转发所述广播报文。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，控制器采用网络拓扑确定网络中的每个 节点作为入口节点时，网络中该入口节点与各节点转发广播报文的最短广播路径，具体包 括： 控制器按照预设周期通过从网络中获取的各个节点的连接信息进行网络拓扑处理，得 到网络链路连接情况； 当网络中每个节点作为入口节点时，根据所述网络链路连接情况，确定该入口节点与 各节点转发广播报文的最短广播路径。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括： 当监控到网络链路连接端口发生变化时，重新采用网络拓扑确定网络中的每个入口节 点与各节点转发广播报文的最短广播路径，并更新广播路径表和转发规则表； 将各个节点对应的转发规则重新下发到各节点。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括： 当监控网络中的节点与自身断开连接时，确定在预设时长内是否与所述节点重新连 接； 当确定在所述预设时长内与所述节点重新连接时，向所述节点发送携带指示删除该节 点转发规则的指示信息；重新将所述转发规则表中与该节点对应的转发规则发送给该节 占. 当确定在所述预设时长内未与所述节点重新连接时，将转发规则表中与该节点对应的 信息删除，重新采用网络拓扑确定网络中的每个入口节点与各节点转发广播报文的最短广 播路径，更新广播路径表和转发规则表，并将各个节点对应的转发规则重新下发到各节点。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括： 当接收到节点发送的转发规则老化信息时，将转发规则表中与该节点的对应的信息 删除，重新采用网络拓扑确定网络中的每个入口节点与各节点转发广播报文的最短广播路 径，更新广播路径表和转发规则表，并将各个节点对应的转发规则重新下发到各节点。
6. -种广播报文处理装置，其特征在于，包括： 第一确定单元，用于采用网络拓扑确定网络中的每个节点作为入口节点时，网络中该 入口节点与各节点转发广播报文的最短广播路径，将所述最短广播路径经由的各节点的可 广播端口记录在广播路径表中； 生成单元，用于当接收到节点上报的未匹配到转发规则的广播报文时，在所述广播路 径表中查找与所述广播报文的入口节点标识对应的各节点的可广播端口，并将所述广播报 文中携带的发送所述广播报文的终端的源MAC地址与所述广播报文从该入口节点经由各 节点输出的可用端口之间的对应关系记录在转发规则表中； 第一下发单元，用于将所述转发规则表中与每个节点对应的所述广播报文的转发规则 分别对应下发到各节点，用于所述各节点按照自身中的转发规则转发所述广播报文。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元，具体用于按照预设周期 通过从网络中获取的各个节点的连接信息进行网络拓扑处理，得到网络链路连接情况；当 网络中每个节点作为入口节点时，根据所述网络链路连接情况，确定该入口节点与各节点 转发广播报文的最短广播路径。
8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括： 第二确定单元，用于当监控到网络链路连接端口发生变化时，重新采用网络拓扑确定 网络中的每个入口节点与各节点转发广播报文的最短广播路径，并更新广播路径表和转发 规则表； 第二下发单元，用于将各个节点对应的转发规则重新下发到各节点。
9. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括： 第三确定单元，用于当监控网络中的节点与自身断开连接时，确定在预设时长内是否 与所述节点重新连接； 指示信息发送单元，用于当确定在所述预设时长内与所述节点重新连接时，向所述节 点发送携带指示删除该节点转发规则的指示信息；重新将所述转发规则表中与该节点对应 的转发规则发送给该节点； 第一删除单元，用于当确定在所述预设时长内未与所述节点重新连接时，将转发规则 表中与该节点对应的信息删除，重新采用网络拓扑确定网络中的每个入口节点与各节点转 发广播报文的最短广播路径，更新广播路径表和转发规则表，并将各个节点对应的转发规 则重新下发到各节点。
10. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括： 第二删除单元，用于当接收到节点发送的转发规则老化信息时，将转发规则表中与该 节点的对应的信息删除，重新采用网络拓扑确定网络中的每个入口节点与各节点转发广播 报文的最短广播路径，更新广播路径表和转发规则表，并将各个节点对应的转发规则重新 下发到各节点。
11. 一种广播报文处理系统，其特征在于，包括：控制器、与控制器连接的多个节点、终 端，其中： 所述控制器，包括如权利要求6-10任一所述的装置； 所述节点，用于接收所述终端发送的广播报文；将自身接收的未匹配到转发规则的广 播报文发送给所述控制器；接收所述控制器发送的所述广播报文的转发规则；按照所述转 发规则转发所述广播报文； 所述终端，用于向所述节点发送广播报文。
【文档编号】H04L12/761GK104065571SQ201410246499
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】苏辉煌 申请人:福建星网锐捷网络有限公司