[发明专利]一种以太网数据包的识别和处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信技术中的以太网包识别解析技术，具体说是一种以太网数据包的识别和处理装置。尤指以太网包（数据包）的二层封装识别和处理装置。所述以太网数据包是指各种以太网封装的数据包，例如：QINQ（也称Stacked VLAN或Double VLAN）封装、多VLAN（虚拟局域网）标识封装的以太网包等。

背景技术

各种PDU（上层协议数据单元）承载于以太网时有下面的典型封装形式：

（1）Ethernet II（或DIX2.0）

Ethernet II包格式是由Xerox与DEC、Intel在1982年制定的以太网标准包格式，如图3所示。其中前12个字节分别为标识发送数据包的“源节点MAC地址”字段和接收数据包的“目的节点MAC地址”字段。接下来的2个字节是“以太网类型域”字段，标识数据包所携带的上层数据类型，例如，0x0800表示IPv4协议数据，0x8dDD表示IPv6协议数据等。在不定长的“数据”字段后是4个字节的“包效验序列”字段（Frame Check Sequence，FCS），采用32位CRC循环冗余效验对从“目的节点MAC地址”字段到“数据”字段的数据进行效验。

Ethernet II类型的以太网包最小长度是64字节（6+6+2+46+4），最大长度是1518字节（6+6+2+1500+4）。

（2）Ethernet 802.3 raw

Ethernet 802.3 raw包格式是Novell在1983年公布的专用以太网标准包格式，如图4所示。Ethernet 802.3 raw类型包格式将Ethernet II类型包格式中的“以太网类型域”字段替换为“长度”字段，表示其后到“包效验序列”字段之前的所有字段长度，取值范围是46～1500。“长度”字段之后，“数据”字段之前的2个字节固定为0xFFFF，用于标识该包是Novell以太网类型数据包。

（3）Ethernet 802.3 SAP

Ethernet 802.3 SAP包格式是IEEE在1985年公布的Ethernet802.3的SAP版本以太网包格式，如图5所示。Ethernet 802.3 SAP包格式将Ethernet 802.3 raw包格式中的0xFFFF替换为1个字节的“源服务访问点”字段（DSAP）和1个字节的“目标服务访问点”字段（SSAP），同时增加了1个字节的“控制”字段，这3个字节构成了802.2逻辑链路控制（LLC）首部。DSAP和SSAP用于标识以太网包所携带的上层数据类型。“控制”字段一般设定为0x03。

（4）Ethernet 802.3 SNAP

Ethernet 802.3 SNAP包格式，即：Ethernet 802.3 SNAP PDU封装于以太网包格式，如图6所示。Ethernet 802.3 SNAP包格式将Ethernet 802.3 SAP包格式中的DSAP和SSAP固定为0xAA，Control固定为0x03，并且增加了5个字节的PID字段，在RFC_1042协议中，PID[39:16]定义为0X000000，PID[15:0]定义为2个字节的“以太网类型”字段（同Ethernet II中的EtherType域）。

以太网数据包的识别方法可以根据上述规范进行二层特征字段、三层IP以及四层TCP/UDP特征字段的识别，并能够提取出典型特征字段提供给后续ACL（访问控制列表）使用或者二层，三层交换功能使用。但是随着以太网技术的发展，目前基于以太网二层封装的新的数据包格式不断出现，以下介绍几种主要的VLAN标识的封装技术：

（1）IEEE802.1Q和QINQ封装

IEEE802.1Q（Virtual Bridged Local Area Networks）协议，将局域网从逻辑上划分成多个VLAN（虚拟局域网），每个VLAN采用一个VLAN_ID号来唯一标识，并将VLAN信息作为Tag（标签）插入到基本的以太网包结构中，其封装格式如图7所示（以Ethernet II类型以太网包格式为例）。VLAN-Tag包含有4个字节，前2个字节TPID固定为0x8100，是专门为802.1Q定义的一种以太网类型；后2个字节中，Priority（3bit）表示数据包的转发优先级（在IEEE802.1p中定义）；VID（12bit）表示数据包所属的VLAN。