[发明专利]分布式数据通信系统及其组播报文转发方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种分布式数据通信系统及其组播报文转发方法。

背景技术

传统集中式数据通信设备的一个显著劣势是，中央处理器(CPU)需要同时处理控制报文及数据报文，虽然多核CPU在一定程度上将控制功能和数据处理功能分离，但是整机转发能力受限于CPU性能，使得一些大流量多接收者的业务很难开展起来。

分布式数据通信设备将控制平面与数据平面在物理上独立成控制设备和数据设备，同时提高了控制性能及数据转发性能，并且整机转发能力跟数据设备的数量成正比。对于有多个转发单元的分布式数据通信设备，能够支持更多的转发接口，更强的转发能力，非常适合开展大流量多接收者的组播业务。

图1为一种分布式数据通信系统的组成示意图。参见图1，分布式数据通信系统一般包括：用于数据转发的线卡(简称LPU)，用于协议处理的主控卡(简称MPU)，以及用于主控卡和线卡间、线卡和线卡间转发的交换矩阵卡(简称SFU)。所述交换矩阵卡又被称为交换卡，其中具有交换芯片，用于转发数据。所述线卡、主控卡和交换矩阵卡插在系统的背板101上，通过背板的线路进行交互。

在分布式数据通信系统中，对于组播报文的转发，目前有一种常规的方法是：线卡收到组播报文后交给交换矩阵卡，由交换矩阵卡将该组播报文广播给各个线卡，各个线卡再根据自身的配置信息判断本线卡是否可以接收所述交换矩阵卡广播的组播报文，如果可以接收则接收，否则丢弃该组播报文。这种常规方法的缺点是交换矩阵卡需要广播报文，容易造成交换矩阵卡洪泛。

在中国专利申请号为200810210584、公开号为CN101355509、名称为《一种节省分布式网络设备组播转发带宽的方法》的专利申请文献中公开了另一种组播报文的转发方法。该方法在多线卡组播转发时，将组播报文发送到交换矩阵卡，并且在交换矩阵卡维护(S，G，V)转发规则表，该转发规则表记录了组播报文对应的有接收者的线卡组合，从而使交换矩阵卡仅将组播数据转发到有接收者的线卡，避免常规的交换矩阵卡洪泛，节省带宽。

但是，该方案由于要在交换矩阵卡上维护动态转发规则表，因此需要交换矩阵卡的软件上增加这种动态转发功能，并且交换矩阵卡的转发属于硬件转发，转发规则表项的规模根据硬件规格有限制，因此整机支持的组播表项数量受到交换矩阵卡的转发规则表项的规模限制，如要支持整机的组播表项数量则需要使用高规格的硬件交换芯片，成本很高。另外交换矩阵卡中记录了(S，G，V)的转发规则表，这意味着交换芯片需要支持组播IP转发，而这种交换芯片的成本也很高。如果使用常规的支持二层地址(MAC地址)组播转发的交换芯片，虽然成本降低了，但是由于IP地址和MAC地址的32比1的关系，并且MAC转发不识别源地址，会导致转发不准确，转发性能差。最后，该方案由于交换矩阵卡和线卡之间还需要进行控制报文交互，占用了较多的带宽资源。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种分布式数据通信系统及其组播报文转发方法，以较低的成本，实现分布式数据通信系统的较高的组播转发性能。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种分布式数据通信系统，包括交换矩阵卡、控制卡主控卡、和线卡，

所述交换矩阵卡用于：设置静态组播表，该静态组播表中记录各线卡组合与二层地址的对应规则；在收到来自线卡的组播报文后，根据其中的二层地址查询所述静态组播表得到对应的线卡组合，将所述组播报文转发给该线卡组合中的线卡；

所述控制卡主控卡用于计算组播转发表，所述组播转发表中记录组播报文对应的转发接口组合，将所述组播转发表设置给系统内的各线卡；

所述线卡中设置所述组播转发表、接口与线卡的对应关系、以及各线卡组合与二层地址的对应规则，该对应规则与交换矩阵交换矩阵卡中所述静态组播表中的对应规则相同；所述线卡还用于：

收到来自外部设备的组播报文后，查询所述组播转发表得到该组播报文对应的转发接口组合，再查询所述转发接口与线卡的对应关系得到对应的线卡组合；根据该线卡组合，按照所述线卡组合与二层地址的对应规则得到对应的二层地址；按照该二层地址封装所述组播报文，并发送到交换矩阵交换矩阵卡；

收到来自交换矩阵交换矩阵卡的组播报文后，查询组播转发表，得到该组播报文对应的转发接口组合，选择该转发接口组合中属于本线卡的接口，将所述组播报文通过该本线卡的接口发送。

优选的，所述对应规则为：所述二层地址内用线卡位图表征所述线卡组合，该线卡位图中的每一比特位对应相应的线卡，利用比特位的取值表示是否包括相应的线卡。