[发明专利]基于VPLS双归属网络的MAC地址学习方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种基于虚拟专用局域网服务(Virtual Private LAN Service，简称为VPLS)双归属网络的媒体接入控制(Media Access Control，简称为MAC)地址学习方法及系统。

背景技术

虚拟专用局域网服务是用于在公网上实现多点到多点的二层VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网)功能的虚拟专用网技术，其能够使得处于不同站点的用户通过广域网或城域网连接，由此形成一个虚拟的局域网，每个虚拟局域网称为一个VFI(VirtualForward Instance，虚拟转发实例)或VSI(Virtual Switch Instance，虚拟交换实例)。

具体地，VPLS技术建立在MPLS(Multi-Protocol LabelSwitching，多协议标记交换)网络的基础设施之上，主要包括：PE(Provider Edge，运营商边缘设备)路由器、P(Provider，运营商设备)、LDP(Label Distribution Protocol，标签分发协议)和LSPTunnel(Label Switch Path Tunnel，标记交换隧道)，其中，PE路由器拥有并维护与其直接相连的二层透传的链路信息，而P路由器只负责进行标签专发。PE路由器负责将VPN客户的普通数据包打上标记和去除标记，然后通过PE之间的VC(Virtual Circuit，虚拟电路)将数据包发送到对端，PE路由器必须是一个边缘标记交换路由器。

如图1所示，为VPLS的一般组网环境示意图。其中，终端1、终端2、终端3分别接入到三个不同的PE设备上，这三个PE设备之间通过一个构建在广域网上的MPLS网络互相通信。三台PE设备处于同一个VPLS域中，两两之间互为对端(peer)，并通过AC(Attachment Circuit，接入链路)将三个终端接入到该VPLS域中。这样，三台终端设备就处于一个虚拟的局域网中，可以像连接在同一台交换机上一样的通信。下面介绍VPLS域中的广播现象。

在VPLS域中，数据包的转发是基于数据包的目的MAC地址进行的。当终端1向终端2发送数据包时，如果PE1设备不知道目的MAC地址的出接口，则PE1设备会以广播的形式将这个数据包发送到PE2设备和PE3设备，然后PE1设备记录下该数据包的源MAC地址，作为本地CE的MAC地址；PE2和PE3收到这个数据包之后，也一样记录下源MAC地址，与PE1不同的是，由于这个数据包不是本地CE发出的，而是对端(peer)(即PE1设备)转发过来，所以是作为remote MAC地址被记录。当终端2向终端1发送数据包时的处理与上述过程类似。最终的结果是PE1上记录终端1的MAC地址为本地MAC地址，终端2的MAC地址为remote MAC地址；PE2上记录终端2的MAC地址为本地MAC地址，终端1的MAC地址为remote MAC地址。之后再次转发相同目的MAC的数据包时，就不会再出现广播现象。

为了提高网络的可靠性，引入了双归属技术，其能够提供链路备份、节点备份以及负荷分担功能，是目前运营商广泛采用的保护机制。在RFC4762中对VPLS的双归属技术进行了详细的组网说明，以下结合图2进行简要描述。

MTU-s(Multi-Tenant Unit，多租用单元)分别和PE1-rs以及PE3-rs建立两条PW(Pseudo wire，虚链路)，从图2中可以看出，其中一条是主用PW，连接PE1-rs(带二层交换功能的PE用PE-rs表示)，另外一条是备用PW，连接PE3-rs。当主用PW断开或出现异常情况时，MTU-s自动将流量切换到备用PW上。由于PE1-rs可以感知主用PW故障，而PE2-rs无法感知，所以在切换到备用PW的一段时间内，PE2-rs上的MAC(Media Access Control，媒体接入控制)转发表的出口仍然连接PE1-rs，导致流量到达PE1-rs之后无法继续转发。为了解决这个问题，RFC4762中定义了一种TLV(TypeLength Value，类型长度值)，即MAC list TLV，类型值为0x0404，该TLV包含在LDP的withdrawal消息中，其中包括了所有需要被释放的MAC地址。

如图3示出了withdrawal消息的结构示意图，包括：类型(Type)，长度(Length)，以及多个需要被释放的MAC地址，包括MAC address#1、MAC address#2、MAC address#n等。