[发明专利]一种组播路由下游接口列表实现装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及三层交换机中的组播路由下游接口列表的实现装置及方法。所述方法通过利用交换机桥引擎(Bridge Engine)的VID(VLAN ID，虚拟局域网标识)组端口列表(VIDX Table)实现了组播路由下游接口为虚拟网络接口(SVI)时的容量性能提升。所述方法可以极大提升组播路由下游接口的SVI的容量，满足大型网络的需求。

背景技术

组播是一种数据包传输方式，组播通过把224.0.0.0-239.255.255.255的D类地址作为目的地址，有一台源主机发出目的地址是以上范围组播地址的报文，在网络中，如果有其他主机对于这个组的报文有兴趣的，可以申请加入这个组，并可以接受这个组，而其他不是这个组的成员是无法接受到这个组的报文的。

图1是单播实现多用户点播的方案。图2是组播实现多用户点播的方案。为了让网络中的多个主机可以同时接受到相同的报文，如果采用单播的方式，那么源主机必须不停的产生多个相同的报文来进行发送，对于一些对时延很敏感的数据，在源主机要产生多个相同的数据报文后，再产生第二个数据报文，这通常是无法容忍的。而且对于一台主机来说，同时不停的产生一个报文来说也是一个很大的负担。如果采用组播的方式，源主机可以只需要发送一个报文就可以到达每个需要接受的主机上，这中间还要取决于路由器对组员和组关系的维护和选择。当有多台主机同时成为一个数据包的接受者时，出于对带宽和CPU负担的考虑，组播成为了一种最佳选择。

三层交换机的功能可简单分为二层转发和三层转发，二层转发依据目的MAC地址查表决定报文转发出口及其它控制信息，三层转发是根据目的IP地址查表得出转发出口及其它控制信息，参与三层转发的接口实体为路由口与SVI。其中，路由口是参与三层转发的逻辑网络接口，一个路由口由一个的逻辑端口构成，路由口对应的逻辑端口不能够参与二层转发。对于路由器而言组播数据流输入的方向上的网络接口称为上游网络接口，流输出方向上的接口称为下游网络接口，一个组播数据流的下游网络接口通常有多个，这些下游网络接口构成组播数据流的下游网络接口列表。SVI(Switched Virtual Interface)是指虚拟网络接口，是参与三层转发的另一种逻辑网络接口，一个虚拟网络接口可以包含多个转发输出端口，这些转发输出端口之间能够进行二层转发，这些逻辑端口称为SVI的成员端口。

图3描述的三层交换机组播路由常规方案。是组播路由功能相关的硬件模型，在具体的硬件方案(产品)中图中的各模块可能由一个或多个的硬件器件实现。

1)报文收发逻辑单元：完成报文在外部数据通路(如网络线、无线等)的接收与发送。

2)报文处理逻辑单元：完成报文的数据修改，通常包括报文的二层数据域与三层域数据的修改。

3)L2处理逻辑单元：根据报文的二层属性决定报文的转发策略以及报文数据域的修改。

4)L3处理逻辑单元：根据报文的三层属性决定报文的转发策略以及报文数据域的修改。

5)报文复制逻辑单元：完成需要发送到多个报文收发逻辑单元的报文复制工作，报文的复制能力受相应的复制表项的限制。

6)L2复制逻辑单元：根据二层的转发目的逻辑端口数复制报文。

7)L3复制逻辑单元：根据三层的转发目的网络接口产生多份的报文数据拷贝。

如图3中的报文序号所示，当报文收发处理逻辑单元完成报文接收后，将报文通过数据通路送到报文处理逻辑单元中的L2处理逻辑单元，报文在此逻辑单元完成二层逻辑处理，IP组播报文在完成L2处理后将送到L3处理逻辑单元进行IP组播的路由处理逻辑，在完成L3处理后将产生IP组播报文的三层逻辑目的组信息，随后IP组播报文将送到报文复制逻辑单元中的L3复制逻辑单元，L3复制逻辑单元根据L3处理单元的三层逻辑目的组信息进行报文的复制，从而产生与目的输出端口相应数目的报文拷贝，报文最终由报文收发逻辑单元完成报文的发送。

组播路由的下游转发网络接口列表也称为组播复制表，通常是通过链表方式组织的，在此表项中只需要保存接口状态为活跃(linked)的网络接口，组播复制表也称为活跃组播链表(Multicast Linked List，缩写为MLL)，每条MLL由一个MLL ID唯一标识，MLL ID就是图4中的组播复制表索引。