[发明专利]基于位图表的以太网VLAN段流分类方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于位图表的以太网VLAN段流分类方法及系统，涉及数通技术领域。该方法包括以下步骤：对网络配置中的VLAN段配置分配分组号，将VLAN段的分组信息转换为以各层VLAN ID为索引的分组号位图表和标识是否匹配单层VLAN段的类型位图表；以各层VLAN ID为索引查找分组号位图表和类型位图表，对查找结果进行逻辑运算，得到分组号；对分组号进行偏移处理，得到VLAN ID所属VLAN段的段标识，完成查找关键字由VLAN ID向段标识的转换；使用转换后的查找关键字，匹配流分类表项。本发明将VLAN段场景的查找关键字中的VLAN ID转换为段标识，能显著降低VLAN段场景流分类的硬件表项资源使用率。

技术领域

本发明涉及数通技术领域，具体是涉及一种基于位图表的以太网VLAN段流分类方法及系统。

背景技术

VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)是一组逻辑上的设备和用户，这些设备和用户并不受物理位置的限制，可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样，由此得名虚拟局域网。在以太网数据帧(即数据报文)中，通过VLAN标签来标识报文所属VLAN及VLAN相关属性，其中，VLAN ID即VLAN的标识号，范围为0到4095(有效范围是1-4094，0和4095都为协议保留值)。

随着VLAN技术的发展，又出现了QinQ(802.1Q in 802.1Q，VLAN嵌套)技术，即将用户私网VLAN标签封装在公网VLAN标签中，使报文带着两层VLAN标签穿越运营商的骨干网络(公网)。该标准出自IEEE 802.1ad，它有效地扩展了VLAN数目，使VLAN的数目最多可达4096×4096个。同时，多个VLAN能够被复用到一个核心VLAN中。QinQ场景下，外层VLAN(OVLAN)为SVLAN(Service VLAN，业务VLAN)，内层VLAN(IVLAN)为CVLAN(Customer VLAN，用户VLAN)。

流分类，即通过特定的业务流信息作为key(关键字)值，查找匹配规则，将同一端口进入的以太网报文分类，使之进入不同的业务进行转发。因此，流分类，又可被称为业务分类(Service Classification)。

对于数通IPRAN(Internet Protocol Radio Access Network，无线接入网IP化)设备而言，可将VLAN ID作为流匹配关键字来区分业务，即基于业务流划分VLAN，使匹配上VLAN的流进入对应的业务，进行转发。

NP(Network Processor，网络处理器)芯片的业务处理流程如图1所示：NP解析数据报文，若报文带有VLAN标签，获取报文的VLAN标签中的VLAN ID，然后以源端口+SVLAN ID(若存在)+CVLAN ID(若存在)作为查找关键字(lookup key)，去匹配流分类表。

当从某特定端口进入的业务流，匹配上网络配置的VLAN段(一段范围内的VLANID)里的任一VLAN ID，例如：[100，200]区间内的VLAN ID，均能进入同一业务时，这样的流匹配规则即为VLAN RANGE(VLAN段)。

目前常用的流匹配及分类的实现方式有：TCAM(Ternary Content AddressableMemory，三态内容寻址存储器)查找和SRAM(Static RAM，静态随机存取存储器)hash(散列函数)算法查找。其中，TCAM是一种三态内容寻址存储器，所谓“三态”，即相比于SRAM而言，除了“0”和“1”两个状态外，还有一个“don’t care”状态，它是通过掩码来实现的。正是因为这种“三态”特征，使其既能进行精确匹配查找，又能进行模糊匹配查找。此外，TCAM表可以并行访问，查找效率更高。

相比之下，SRAM没有第三种状态，只能精确查找，且为串行访问。虽然hash查找法相对来说也比较快，但还是满足不了高速实时通信系统(如40G/100G POS)的极速查找需求。