[发明专利]一种携带多层标签的报文处理方法和交换机

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种携带多层标签的报文处理方法和交换机。 

背景技术

在现有技术中，高性能三层交换机都实现了高级的多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，MPLS)功能，但是，与同样具有MPLS功能的路由器相比，两者之间的区别在于，交换机中的MPLS功能一般是通过专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)芯片来实现的，而在路由器中，则一般是通过网络处理器(Network Processor，NP)或者高性能中央处理器(Central Processing Unit，CPU)来实现。 

正是由于存在着这样的区别，在交换机中，可能由于ASIC芯片硬件逻辑的限制，使得某些功能不能满足实现应用的具体需求，比如：出栈(POP)多层标签，即将报文中所携带的多层标签弹出。 

在现有的运营商网络中，多协议标签交换三层虚拟专网(Multi-ProtocolLabel Switching L3 Virtual Private Network，MPLS L3VPN)的组网应用是比较普遍的方式。在此种组网方式下，要求运营商边缘设备(Provide Edge Device，PE)设备能压栈(PUSH)两层标签，即向报文中添加两层标签，包括通道(TUNNEL)标签和VPN标签，并且同样要求在对端的PE设备上能够支持POP两层标签。 

另外，在现有的运营商网络中，在部署MPLS L3VPN时，一般和基于多协议标签交换的流量工程技术(MPLS Traffic Engineering Technology，MPLSTE)进行组合应用，保证用户的数据流在通过运营商网络的时候，可以进行数据流处理。在MPLS TE中，一个关键的技术就是FRR，即快速重路由技术，保证用户的流量在主隧道故障的时候，可以快速的切换到备份隧道上进行转 发，此时要求PE设备具有PUSH三层标签的能力；同样能够支持POP三层标签的能力。 

对于上面的两种应用环境，都需要高性能的三层交换机设备能够支持PUSH多层标签的能力，同时也具备POP多层标签的能力。这样问题就出现了，就是POP能力和PUSH能力不对等，POP标签的能力小于PUSH标签的能力，如下两种情况，ASIC支持弹出一层标签和支持弹出二层标签的模式。 

如图1所示，为在交换机ASIC芯片上只能弹出一层标签的处理模式。 

交换机在接收到携带标签的报文之后，进行MPLS标签表的查询，查询首层标签所对应的处理类型，如果处理类型为弹出(POP)/倒数第二帧弹出(PHP)/交换(SWAP)，并判断该报文中只携带一层标签，则该交换机在将该报文中的一层标签弹出后，将该报文进行转发，否则将该报文丢弃。 

如图2所示，为在交换机ASIC上进行连续弹出二层标签的处理模式。 

交换机在接收到携带标签的报文之后，进行MPLS标签表的查询，首先，查询首层标签所对应的处理类型，如果首层标签的处理类型为弹出(POP)，则将首层标签弹出，并继续查询第二层标签在MPLS查询表中所对应的处理类型，如果第二层标签的处理类型为倒数第二帧弹出(PHP)/交换(SWAP)，则该交换机继续将该报文中的第二层标签弹出，并将该报文进行转发，另外，如果首层标签所对应的处理类型不是弹出，则继续判断首层标签的处理类型是否为倒数第二帧弹出或交换，如果是，则弹出该标签，否则，如果第二层标签所对应的处理类型不是倒数第二帧弹出/交换，或者该报文中还携带有其他标签时，则将该报文进行丢弃处理。 

对于现有的处理模式，在ASIC不具备连续弹出多层标签的能力的时候，只能通过配置进行规避。通过在设备上使能PHP功能，保证从对端设备进来的数据流只携带单层标签，即VPN标签，防止出现数据流携带多层标签，而设备不能处理的情况。 

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题： 

通过配置进行规避的方式，限制了设备的应用模型，也限制了设备所处的位置，要实现PHP功能，那么设备只能是MPLS主干(MPLS Backbone)云中的最后一跳设备，因为如果在最后一跳之前进行部署，则有可能因为不能处理多层标签而导致处理流程失败，这种限制对于高性能的三层交换机来说是不可以接受的。

发明内容