[发明专利]一种基于SD-WAN的以太网二层数据交换方法

说明书

一种基于SD‑WAN的以太网二层数据交换方法，该控制方法包括：判断分别接入各自CPE的LAN口两端交换数据的设备，其各自CPE LAN口的IP设置是否为同一网段且互不冲突，两CPE分别以其用户态权限，对通过LAN口的数据包筛选出其中的本地arp广播包和二层流量，进行SDWAN数据包隧道封装发往对端CPE，对端CPE接收到所述SDWAN隧道数据包后解封装后，学习数据包里的MAC地址，然后根据数据包的目的MAC是否多播、单播属性，将数据包直接从LAN口多播或查找CPE MAC地址表后决定是否从LAN口单播给目的设备；突破了传统的软硬件限制与广播域限制，在通用的硬件平台上实现了以太网二层数据跨广播域交换。

技术领域

本发明涉及网络数据交换领域，特别是涉及一种基于SD-WAN的以太网二层数据交换方法。

背景技术

OSI(Open System Interconnection七层网络模型)是应用于以太网的一个开放性的通信系统互连参考模型，它是一个定义得非常好的协议规范。OSI模型有7层结构，每层都可以有几个子层。数据链路层位于七层网络模型中的第二层，它能传输ARP/MAC信息表等内容。位于第三层的则是网络层，它能传输TCP/UDP等IP数据报文。而二层和三层传输的数据是严格区分的。

传统的二层交换技术，如VPN技术等已经是一种比较成熟的技术，它是工作在OSI七层网络模型中的第二层，即数据链路层。数据交换是靠硬件来实现的，其速度相当快，这是二层交换的一个显著的优点。传统的VPN(PPTP、L2TP、IPSEC)是基于OSI三层的VPN隧道协议，只能传输TCP/UDP等IP数据报文，不能传输三层以下的ARP/MAC信息表。稍微高级一点的传统二层VPN(MPLS、MSTP、VXLAN)等则需要用到高端设备，华为、H3C、思科等高端交换路由产品，价格非常昂贵，而且不能实现软件定义，需要人工命令开局。

国外知名网站NETWORK Computing在2014年9月发布了一篇名为《“Software-Defined WAN:A Primer”》的文章，软件定义广域网(Software-Defined WAN，以下简称SDWAN)正式进入人们的视野，在此状况下应运而生的SDWAN，旨在帮助用户降低广域网(WAN)的开支和提高网络连接灵活性。

SDWAN是基于互联网的产品，它实现了软件去定义互联网，用廉价的互联网宽带和廉价的SDWAN硬件白盒来搭建SDWAN网络，廉价的白盒只能支持简单的三层VPN协议，由于目前市面上90％的SDWAN产品都是基于IPSEC VPN协议开发的，天生不具备二层转发能力，无法进行二层传输。

发明内容

鉴于上述状况，有必要针对现有技术中SDWAN无法进行二层传输的问题，提供一种基于SD-WAN的以太网二层网络数据交换方法，以突破传统的软硬件限制，在廉价的硬件平台上实现复杂的二层VPN协议转发。

一种基于SD-WAN的以太网二层网络数据交换方法，包括：

判断分别接入各自CPE的LAN口的两待交换数据的设备，其各自CPE的LAN口IP设置是否为同一网段且互不冲突的LAN口IP，

若是，两CPE分别以其用户态权限使LAN口和tap虚拟网卡进行桥接，使通过LAN口的数据包都通过桥接方式传输，将所有通过桥接方式传输的网络数据包进行捕获，捕获完成后即对其入口网卡和协议类型进行过滤筛选，筛选出其中的本地arp广播包和二层流量，以用户态权限进行处理；

两CPE各自以用户态权限接收到本地arp广播包和二层流量后，进行SDWAN数据包隧道封装，并封装好的SDWAN数据包发送至对端CPE，所述数据包封装为在原有数据包的基础上添加二层标识的数据包头，以使接收该数据包的设备能将其识别为二层数据，不会将其丢弃；

对端CPE接收到所述SDWAN数据包后，进行数据包解包，获取SDWAN数据包中arp数据包所包含的对端CPE所连接设备的mac地址；