[发明专利]用于交换路由信息以及跨多个网络区域建立连接的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及以太网，更具体地，涉及用于交换路由信息以及跨多个网络区域建立连接的方法和设备。

技术背景

在以太网体系结构中，连接到网络上的设备在任意给定时间争夺使用共享的通信路径的资格。在使用多个网桥或节点来使多个网段互相连接的情况下，经常存在至相同目的地的多个潜在路径。该体系结构的优势在于其在网桥间提供路径冗余，并允许以附加链路的形式为网络增加容量。然而，为了阻止形成环(loop)，通常使用生成树来限制流量(traffic)在网络上传播的方式。由于路由是通过传播帧以及等待响应而学习到的，并且由于请求和响应将沿生成树而行，即使不是全部流量，也会有大部分流量将沿着作为生成树的一部分的链路而行。这往往导致对在生成树上的链路的过度利用，而不属于生成树的部分的链路得不到利用。

为了克服以太网固有的一些局限，2006年10月2号提交的题为“Provider Link State Bridging”的美国专利申请11/537,775公开了一种链路状态协议控制的以太网，其内容通过参考并入到本申请中。如该申请更详尽地描述的那样，链路状态协议控制的以太网中的节点交换“hello”消息以学习网络中其他节点的邻接关系(adjacency)，并传送“链路状态通告”消息以使网络上的每个节点能够构建链路状态数据库。包含在链路状态数据包中的是与正在被通告的链路相关的度量标准(metric)。按照惯例，该度量标准被认为是距离。接着，所述链路状态数据库可被用于计算通过网络的最短路径。然后，每个节点填充转发信息库(FIB)，所述转发信息库(FIB)将被节点用于作出转发决定，以使得帧将通过计算所得的最短路径被转发至目的地。由于始终使用至特定目的地的最短路径，所以与使用单个生成树或者甚至多个生成树在网络上运载流量的情况相比，网络流量将被跨更多数量的链路分布，并沿对于更大数量的节点而言的更优路径而行。

当客户流量进入运营商网络时，将客户帧目的MAC地址(C-MAC DA)解析为运营商MAC地址(B-MAC DA)，从而运营商可使用运营商MAC地址空间在运营商网络上转发流量。此外，在运营商网络上的网络元件被配置为根据虚拟LAN ID(VID)转发流量，从而可以经由不同路径将目的地址相同但具有不同VID的不同帧通过网络转发。在操作中，链路状态协议控制的以太网可以将一个VID范围与最短路径转发进行关联，从而可以使用该范围中的VID来转发单播和多播流量，并且可以在除最短路径以外的路径上跨越网络来创建流量工程路径，并使用第二VID范围进行转发。提交于2007年4月3日的题为“Engineered Paths In A Link State Protocol Controlled Ethernet Network”的美国专利申请11/732,381中更详细地描述了对通过链路状态协议控制的以太网的流量工程(TE)路径的使用，其内容通过引用并入到本申请中。

链路状态路由协议包括开放最短路径优先(OSPF)和中间系统到中间系统(IS-IS)。由于所需的计算的复杂度，这些链路状态网络只能扩大到链路状态控制平面的再收敛时间变到无法接受的程度，计算的复杂度相对于网络的大小成指数倍增长。为了超出该程度，链路状态协议将网络划分为多个区域。IS-IS和OSPF都被限制为两层的结构：单个骨干区域(在IS-IS中的层2)和多个受管理层1(L1)存根区域。

在运营商链路状态桥接(PLSB)中，所述运营商链路状态桥接将IS-IS协议应用到运营商以太网中的网桥上，将两个(或更多)的区域连接在一起的网桥被称为区域边界网桥(ABB)。为了可靠性，希望在任意L1区域和单个层2(L2)区域间存在多个ABB。IS-IS协议在IP网络中的运行在本领域是已知的。然而，在互联网协议(IP)和PLSB间存在显著的差异，这样的差异使在区域间进行IP流量管理(direct)的试验过的和正确的方式不总是适用于PLSB。例如，IP基于子网，所以是否向区域边界路由器转发数据包的测试是简单的。