[发明专利]多链接透明互联网络异地互联方法及运营商边缘设备

说明书

技术领域

本发明涉及网络互联技术领域，具体涉及多链接透明互联(TRILL，Transparent Interconnection of Lots of Links)网络异地互联方法及运营商边缘设备(PE，Provider Edge)。

背景技术

传统的二层网络，通过生成树协议(STP，Spanning Tree Protocol)阻断环路，浪费带宽，不能负载分担，报文不携带生存时间(TTL，Time to Live)参数，存在临时环路时有广播风暴。且STP收敛比较慢，对流量有较大影响。另外，拓扑变化对整网有影响。图1给出了一个现有的基于STP的二层组网示例图，如图1所示，B3和B4之间的链路被STP阻塞，导致带宽浪费。

图2给出了数据中心二层网络的典型组网，如图2所示，每个设备分区(PoD，Position of Device)拥有大量的接入交换机和若干台汇聚交换机，期间通过STP消除冗余环路，聚合实现点对点负载分担和高可靠性，其不足之处是拓扑变化后收敛慢，STP阻塞冗余环路导致浪费带宽，且存在临时环路，不能有效实现冗余链路的负载分担，容易出现链路瓶颈，其中的汇聚设备既作为三层首跳，又要学习大量的媒体访问控制(MAC，Media Access Control)地址，负担比较高。

综上所述，互联网工程任务组(IETF，Internet Engineering Task Force)组织提出了多链接透明互联(TRILL，Transparent Interconnection of Lots ofLinks)技术，它是一种MAC路由技术，控制平面使用中间系统到中间系统(ISIS，Intermediate System to Intermediate System)协议来学习设备之间的路径和转发信息，数据平面继承电气和电子工程师协会(IEEE，Institute ofElectrical and Electronics Engineers)802.1的MAC转发。其效果是二层网络中不运行STP，支持冗余路径和负载分担。图3给出了一个现有的基于TRILL的二层组网图，如图3所示的具有环路的网络中所有链路都不阻塞，RB3到RB2之间的两个路径都可以用来转发流量。

当在数据中心二层网络中运行TRILL时，期间所有的接入层和汇聚层设备运行TRILL的ISIS协议来计算转发路径，不运行STP，服务器之间的流量转发可以经过大量的冗余负载分担路径进行，且汇聚层设备无需学习服务器的MAC地址。

支持TRILL的设备是交换机和路由器功能的综合体，具体如下：

首先，支持TRILL的设备是一款交换机，因为其具有如下特征：

端到端传输流量，不修改帧内容。路由桥(RB，Route Bridge)支持零配置和自动配置。RB转发报文的范围受虚拟局域网(VLAN，Virtual LocalArea Network)约束，与IEEE 802.1Q相同。RB能支持优先级，与IEEE 802.1Q相同。RB可以在数据平面学习MAC地址，与IEEE 802.1Q相同。

其次，支持TRILL的设备也具有路由功能，是一款路由器，因为：

RB在转发时，每一跳都要修改链路层地址。RB在转发时，每一跳都要减少TTL值。RB使用路由协议而不是生成树。RB可以通过控制平面学习MAC地址，数据平面可能不学习。RB基于IP组播控制帧如：因特网组管理协议(IGMP，Internet Group Management Protocol)、组播侦听者发现(MLD，Multicast Listener Discovery)、组播路由器发现(MRD，Multicast RouterDiscovery)等来约束组播流量的转发。

图4给出了TRILL报文的格式，如图4所示，其中：

TRILL头用于TRILL的路由查找转发，其中的Nickname为2字节，为转发过程中使用的RB或者组播树标识，类似于IP地址，每个RB最大支持64K个Nickname；报文中有出口Nickname字段和入口Nickname字段。对于出口Nickname：如果是单播报文，表示需要解封装该报文的RB；如果是组播报文，表示转发组播树的树根。对于入口Nickname：表示对报文进行TRILL封装的RB。

RB在对报文进行TRILL封装时，对于某个源MAC和VLAN的报文必须使用固定的Nickname。

TRILL根据Nickname查找表项转发，Nickname类似于IP地址。