[发明专利]实现双VLAN交叉转发的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域中的以太网交换技术，具体涉及实现双VLAN交叉转发的方法及装置，可用于TR101中定义的以太网汇聚网和接入结点(例如当接入结点采用GPON技术时)，也可用于其它需要根据VLAN来进行数据流交换的场所。

背景技术

随着数据通信技术的迅速发展，多种多样的网络应用不断出现，例如：基本的互连网应用、娱乐视频(包括广播电视，视频点播等)、视频会议、VOIP(网络电话)、游戏以及各种商业应用等。然而，在实际的网络应用中经常会遇到这样的情况：在上行方向(即从客户侧到网络侧)同一类网络服务(例如IPTV)大多对应一个特定的宽带网关(服务器)，这一类业务的数据流(例如IPTV应用的上行控制信息)都要被转发到特定的宽带网关；在下行方向(即从网络侧到客户侧)如果某个客户只从一个接入端口接入，那么可以将属于此客户的数据流直接转发到这个接入端口；或者某些商业用户希望自己的数据流被直接转发到网络的某个(或某些)结点，这些数据流类似于点到点(或多点到点)的连接。对于这种点到点(或多点到点)的连接服务，如果通过传统的基于MAC地址的学习查找进行转发，可能会占用大量的地址学习数据库空间。

为了解决这种问题，TR101和TR156提出了VLAN交叉连接(VLAN CROSS CONNECT)技术。用VLAN标签携带链路信息，在数据交换部分根据数据流携带的VLAN标签和输入端口来决定数据流的转发路径(根据输入端口和VLAN标签进行数据交换)，这个用于进行数据转发的VLAN标签可以看作VLAN交叉连接处理标志符(VXC-Identifier)。VLAN交叉连接处理标志符可以是CVID、SVID或者SVID和CVID的组合，只要输入端口唯一就可以。当采用SVID和CVID组合作为VXC-Identifier时，每个端口最多可建立4096×4096个转发路径。可见，VLAN交叉连接技术具有以下优点：

1)减少了地址学习表条目的使用数量。

2)是基于链路的转发，所以容易提供端到端的QOS和带宽保证，容易对传输路径进行保护。

3)可以和传统的基于MAC地址学习和查找的桥接技术共存，可以通过数据流携带的SVID选择对数据流进行VLAN交叉连接处理，或者进行传统桥接处理。

为了满足用户更高的要求，IEEE在IEEE802.1ad中又提出了双VLAN(Double VLAN)的概念，定义了服务提供商VLAN(S-VLAN)和客户VLAN(C-VLAN)的双层VLAN的结构，S-VLAN对应于服务提供商VLAN标签(S-TAG)，C-VLAN对应于客户VLAN标签(C-TAG)，服务提供商使用S-VLAN，客户使用C-VLAN。定义了服务提供商网桥(Provider Bridge)和客户网桥(Customer Bridge)的架构，客户网桥只对C-VLAN敏感，服务提供商网桥只对S-VLAN敏感。这种双VLAN结构大大扩展了VLAN的空间，扩展了以太网技术的应用。

为了适应网络建设的新需求，DSL Forum(数字用户线论坛，制定DSL网络架构的组织)相应地在TR101中定义了采用以太网技术来构建接入汇聚网的技术标准。在该标准中采用IEEE802.1ad中定义的双VLAN进行业务的汇聚，即将具有某种特性(可以理解为同一种业务)的数据流汇聚成一个VLAN。例如可以将不同客户中某些相似的应用汇聚成一个VLAN，并作为SVID加到数据流上，这种业务流被称为N:1VLAN；还可以将单个客户的某种业务流单独标记为一个VLAN，并作为SVID加到数据流上，这种业务流称为1:1VLAN。由于客户一般对应一个端口或一个虚端口组，所以汇聚后，数据流携带两个VLAN:CVID和SVID，其中CVID携带客户消息，SVID携带业务消息。因为客户消息实际上对应端口信息。所以输入数据流的VLAN中就包含了输入端口信息和业务信息(如VOIP、IPTV)。在网络架构中接入结点(ACCESS NODE)采用服务提供商边缘网桥(Provider Edge Bridge)，对SVLAN和部分CVLAN敏感，汇聚网(Aggregation Network)采用服务提供商网桥(Provider Bridge)，只对SVLAN敏感。DSL Forum在TR156进一步定义了采用TR101架构，将GPON定义为接入结点，用GPON(G比特无源光网络)作为接入技术时的具体要求。

但是，现有支持VLAN交叉连接的交换机存在以下一些问题：