提供商桥接网络通信的制作方法

xiaoxiao2020-9-10  3

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提供商桥接网络通信的制作方法
【专利摘要】根据示例,一种用于提供商桥接网络通信的方法包括:在第一虚拟局域网(VLAN)接收处包括源地址和目的地址的业务,以向第二VLAN重定向。该方法进一步包括基于该源地址和该目的地址向该第一VLAN的提供商边缘网桥(PEB)转发该业务,以及由处理器从该第一VLAN的PEB向该第二VLAN的PEB转发该业务。
【专利说明】提供商桥接网络通信

【背景技术】
[0001] 大规模的网络通常包括无线接入点(AP),这些无线接入点(AP)策略性地设置以 向用户提供对互联网或内部网的接入。对于大学及其它这样的机构,用户常常注册有归属 网络,并且AP用于将用户从远离该用户的归属网络的网络中位置重定向至他们的归属网 络。因此,这样的网络需要技术能力,如允许移动用户注册、识别来自无线移动用户的数据 业务以及以无缝的方式将该数据业务重定向至该用户的归属网络。一旦用户在他/她的归 属网络中,来自该用户的数据业务就可以被桥接和路由,仿佛该数据业务源自归属网络。
[0002] 无线控制器可以用于将数据业务从AP路由至用户的归属网络。然而,对于可能包 括数千个用户和AP的大规模网络来说,无线控制器可能成为拥塞源,因为数据业务首先从 各AP路由至无线控制器,然后路由至用户的归属网络。虽然可以向大规模网络增加更多无 线控制器以减小这样的拥塞,但是这样的解决方案可能是昂贵的。如果需要持续增加更多 无线控制器以满足增长的需求,则这样的解决方案还可能限制可扩展性。

【专利附图】

【附图说明】
[0003] 本公开的特征是通过示例说明的且不局限于下面的图,在下面的图中相同的附图 标记表示相同的元件,其中:
[0004] 图1图示根据本公开的示例的提供商桥接网络通信(PBNC)系统的体系结构;
[0005] 图2图示根据本公开的示例的用于PBNC系统的PBNC网络布局的图;
[0006] 图3图示根据本公开的示例的用于包括提供商边缘网桥(PEB)组件的PBNC系统 的PBNC网络布局的图;
[0007] 图4图示根据本公开的示例的用于包括PEB组件的PBNC系统的PBNC网络布局的 另一张图;
[0008] 图5图示根据本公开的示例的用于包括三个虚拟局域网(VLAN)的PBNC系统的 PBNC网络布局的示例;
[0009] 图6图示根据本公开的示例的用于PBNC系统的分组格式的示例;
[0010] 图7图示根据本公开的示例的用于PBNC方法;以及
[0011] 图8图示根据本公开的示例的计算机系统。

【具体实施方式】
[0012] 为了简化和说明目的,本公开是通过主要地参考示例描述的。在下面的描述中,阐 述多个具体细节,以便提供对本公开的深入理解。然而,将容易明白,本公开可以在不局限 于这些具体细节的条件下实施。在其它实例中,未详细地描述一些方法和结构,以便不会不 必要模糊本公开。
[0013] 在本公开中,术语"一"和"一种"意在表示至少一个特定元件。如本文所用的,术 语"包括"意在包括但不限于,术语"包含"意在包含但不限于。术语"基于"意在至少部分 地基于。
[0014] 对于通常包括被策略性地设置以提供用户接入的无线AP的大规模网络(如大学 校园网),数据业务重定向可能是有挑战性的。对于这样的网络,AP用于将来自位于网络中 任何特定位置的用户的数据业务重定向至用户注册的归属网络。可替代地,AP用于基于用 户的位置,将来自用户的归属网络的数据业务重定向至网络中的任何特定位置。对于这样 的网络,需要一类新的转发来将来自远离用户的归属网络的用户的数据业务重定向至用户 的归属网络。该转发还需要与现有标准网络协议兼容且可容易实现,而不对现有交换机的 转发体系结构施加显著开销。
[0015] 描述了提供商桥接网络通信(PBNC)系统及方法。PBNC系统及方法为大规模网络 的业务重定向提供了全面的解决方案。对于基于PBNC系统及方法的网络(下文称为PBNC 网络),数据业务可以从位于任何特定虚拟局域网(VLAN)的用户转发至另一个,转发至该 用户的归属VLAN。位于远离用户的归属VLAN的VLAN处的该用户可以被PBNC网络认为是 访问者或访问用户。当业务从一个VLAN转发至另一 VLAN时,PBNC网络可以包括用于业 务重定向的客户VLAN(C-VLAN)以及服务VLAN(S-VLAN)。C-VLAN可以请求S-VLAN向另一 C-VLAN转发业务。同样,C-VLAN可以接收并处理业务。S-VLAN将业务从一个VLAN向另一 VLAN转发,因此提供业务重定向。一 VLAN可以担当C-VLAN及S-VLAN。C-VLAN及S-VLAN 可以包括用于用于桥接不同VLAN的提供商边缘网桥(PEB)组件。基于S-TAG及一对源媒 体接入控制(MAC)地址和目的媒体接入控制地址,执行S-VLAN中的桥接。基于C-TAG及一 对源MAC地址和目的MAC地址,执行C-VLAN中的桥接。PEB组件还可以担当归属位置寄存 器(HRL)及访问位置寄存器(VLR)的角色。C-VLAN及S-VLAN还可以包括多个关联的无线 接入点(AP)。这些AP支持对访问用户的封装和解封装。为了获取归属VLAN信息,AP可 以访问关于用户的注册信息。AP可以因此获取永久注册信息,使用移动用户的动态关联信 息,并且用合适的S-TAG封装来自访问用户的业务。PBNC系统及方法利用例如以太网技术 IEEE 802. lad提供业务重定向框架。
[0016] 根据示例,该PBNC方法包括:在第一 VLAN处接收用于向第二VLAN重定向的包括 源地址和目的地址的业务。该方法进一步包括:基于源地址和目的地址,向第一 VLAN的PEB 转发该业务,并且由处理器将该业务从第一 VLAN的PEB转发至第二VLAN的PEB。在第一 VLAN的AP处可以接收该业务。该方法进一步包括:用代表第一 VLAN的标签封装该业务, 并且基于该封装、源地址和目的地址向第一 VLAN的PEB转发该业务。第一 VLAN的AP可以 用于封装该业务。该方法进一步包括:解封装该业务以移除代表第一 VLAN的标签,并且基 于源地址和目的地址向第二VLAN的AP转发该业务。第二VLAN的PEB可以用于解封装该 业务。
[0017] 该PBNC系统及方法以PBNC网络的形式对业务重定向提供全面解决方案。PBNC网 络基于提供商桥接网络(PBN)提供从一个VLAN至另一 VLAN的业务重定向。由于PBNC网络 共同地维护用户位置信息,所以无缝地支持多播,而不引入其它专有协议族。该PBNC系统 及方法还消除了对访问网络了解归属网络地址的需要,其中每个VLAN中的PEB组件可以获 取这样的信息。这提供了可扩展性,而不需要增加硬件资源,如额外的无线控制器。例如, 该PBNC系统及方法允许访问网络的每个中间交换机通过根据需要学习归属地址来维护归 属网络地址。
[0018] 图1图示根据示例的提供商桥接网络通信(PBNC)系统100的体系结构。参照图1, 系统100被描绘为包括e-VLAN控制模块101,C-VLAN控制模块101用于为VLAN提供C-VLAN 功能,例如接收和处理业务102。S-VLAN控制模块103用于向VLAN提供S-VLAN功能,例如 将业务104从一个VLAN转发至另一 VLAN,因此提供业务重定向。PEB控制模块105用于监 视和控制PEB的功能,例如桥接不同VLAN。AP控制模块106用于监视和控制AP的功能,例 如获取永久注册信息、使用移动用户的动态关联信息以及用合适的S-TAG封装来自访问用 户的业务。
[0019] 模块101、103、105和106以及执行系统100中各种其它功能的系统100的其它组 件,可以包括存储在计算机可读介质上的机器可读指令。此外或可替代地,模块1〇1、1〇3、 105和106以及系统100的其它组件可以包括硬件或机器可读指令与硬件的结合。
[0020] 参照图2,关于例如大学校园网络,图示PBNC网络120的模型。PBNC网络120包 括用于在将数据业务从一个C-VLAN转发至另一 C-VLAN时的业务重定向的C-VLAN 1-N以 及S-VLAN 121。对于PBNC网络120,122处的用户-P的归属C-VLAN是123处的C-VLAN 2。 在图2的示例中,用户-P位于124处的C-VLAN 5。PBNC系统100将来自C-VLAN 5处的用 户-P的任何数据业务经由S-VLAN重定向至归属C-VLAN 2。S-VLAN将来自一个C-VLAN的 数据业务转发至另一 C-VLAN,因此提供业务重定向。每当用户-P访问PBNC网络120的另 一 C-VLAN时,路由介入。
[0021] 图3示出130处的用户-P在PBNC网络131环境中的情况,以进一步描述S-VLAN 功能。图3大体地包括C-VLAN 1-N。C-VLAN 1-N还担当下面讨论的S-VLAN。对于132处 的归属C-VLAN 2以及133处的C-VLAN 5,这些C-VLAN支持两个PEB组件。一个PEB组件 134被设置用于C-VLAN 2,另一 PEB组件135被设置在C-VLAN5处。PEB组件134和135是 C-VLAN 2和C-VLAN 5的成员。因此,这两个PEB组件都可以接收来自C-VLAN 2和C-VLAN 5的通信,并且与C-VLAN 2和C-VLAN 5通信。对于图3,每个用户是归属VLAN的永久成员。 因此,不管用户-P当前的地理位置在哪,用户-P和归属C-VLAN 2之间的映射是永久的。
[0022] 用户-P在访问C-VLAN 5中的媒体接入控制(MAC)地址(S卩,MAC:用户P")是 C-VLAN 2的成员。为了转发数据业务,来自C-VLAN 5中的130处的用户-P的数据业务包 括以下三个成分:一对MAC地址(即,MAC :用户P作为源MAC,以及MAC :归属VLAN作为目 的MAC),归属C-VLAN 2,以及C-VLAN 5。对于C-VLAN5, C-VLAN 5封装该对MAC地址和归 属C-VLAN 2。首先向C-VLAN 5的PEB组件135转发数据业务。此转发通过该对MAC地址 以及C-VLAN 5来安排。C-VLAN 5的PEB组件135向归属C-VLAN 2的PEB组件134转发该 数据业务。归属C-VLAN 2的PEB组件134首先从该数据业务中解封装分组(即移除VLAN 5),并且向归属VLAN服务器转发该分组。以类似的方式转发反向的从归属C-VLAN 2至当 前访问C-VLAN 5的用户-P的业务,在此情况中交换分组头中归属C-VLAN 2和C-VLAN 5 的位置。
[0023] 参照图3,对于上面描述的业务转发示例,C-VLAN 5担当用于从当前正访问 C-VLAN 5的用户-P发出的业务的S-VLANoC-VLAN 5还担当用于从其它地方发出的朝当前 正访问133处的C-VLAN 5的用户-P的业务的S-VLAN。提供商网桥136(如果存在多个提 供商网桥,则共同称为提供商桥接网络(PBN))是包括PEB的PBNC网络131的每个C-VLAN 的成员。如果分组包括PBNC网络131的有效C-VLAN地址,则提供商网桥136转发该分组。
[0024] 参照图4,图示包括多个C-VLAN和PEB组件的广义PBNC网络140,该多个C-VLAN 还担当S-VLAN。例如,对于该广义PBNC网络140,每个C-VLAN具有PEB组件,并且每个PEB 组件是每个其它C-VLAN的成员。因此,不管141处的用户-P的当前位置在哪儿,PBNC网 络140都可以转发包括合适重定向信息的业务。如图4中所示,141处的用户-P可以位于 142 处的访问 VLAN(即,C-VLAN 5/S-VLAN 5),并且具有 143 处的归属 VLAN(即,C-VLAN 2/ S-VLAN 2)。141处的用户-P还可以位于143处的归属VLAN,以与其它VLAN通信。提供商 网桥144共同形成PBN。因此,可以由PBNC网络140根据需要重定向业务。
[0025] 参照图4,描述了重定向场景(重定向场景-1以及重定向场景-2)的示例。对于 这些重定向场景,图例如下:
[0026] UA :用户(即,141处的用户-P),其使用无线移动设备且永久地注册VLAN - Vh_。
[0027] VhQme :UA 的归属 VLAN(即,143 处的归属 VLAN)。
[0028] IregA :UA向Vh_的永久注册信息。
[0029] Vvisit :UA 的访问 VLAN (即,142 处的访问 VLAN)。
[0030] APvisit :Vvisit中的无线接入点,移动用户当前通过该无线接入点附接至PBNC网络 140。
[0031] IUAP :UA和APvisit之间的动态关联的信息。
[0032] PEBvisit :Vvisit中的支持PEB的交换机(即,142处的访问VLAN中的支持PEB的交 换机)。
[0033] PEBh()me :Vh_中的支持PEB的交换机(即,143处的归属VLAN中的支持PEB的交换 机)。
[0034] TfMmA :由当前访问Vvisit的UA生成的业务。
[0035] TtoA :朝当前访问Vvisit的UA的业务。
[0036] PBN:由支持PEB的交换机(即,PBN 144)以及在需要时主网络上的PB(提供商网 桥)核心交换机形成的网络(即,PBNC网络140)。
[0037] 参照图4,重定向场景-1针对从Vvisit至Vh_ (即,Vvisit - Vh_)的业务重定向。重 定向场景-1如下进行:首先,UA向Vh_注册,并且向PEB h_转发I,egA。如果UA移动至Vvisit, 则 UA 与 APvisit 关联。APvisit 向 PEBvisit 转发 IUAP,并且 PEBvisit 向 PEBh_ 转发 IUAP。假设 UA 启 动网络应用程序(例如,网页浏览、电子邮件等),则UA生成业务TfMA。AP visit向PEBvisit转 发TfMA。PEBvisit向PEB h_转发TfMmA,并且PEBh_向Vh_转发T fMA。最后,Vh_通过常规 桥接及路由处理TfromA,仿佛T fMmA源自Vh_。
[0038] 参照图4,重定向场景-2针对从Vh_至Vvisit (即,Vvisit - Vh_)的业务重定向。重 定向场景-2如下进行:UA当前通过APvisit附接至V visit。Vh_接收朝向当前访问Vvisit的UA 的业务 TtQA。Vh_ 向 PEBh_ 转发 TtQA,并且 PEBh_ 向 PEBvisit 转发 TtoA。PEBvisit 向 APvisit 转发 TtoA。APvisit向UA当前正使用的无线移动设备转发T t()A。
[0039] 参照图5,图示包括三个VLAN的PBNC系统100的示例。特别地,图5的PBNC网络 150示出151处的VLAN A、152处的VLAN B和153处的VLAN C。这些VLAN中的每个分别 包括PEB,即154处的PEB A、155处的PEB B以及156处的PEB C,这些PEB形成PBN 157。 PBNC网络150包括接入点(AP) 158、159处的用户-C以及160处的用户-B。AP 158可以 被分隔并指定给VLAN A、B和C。用户-C可以永久地注册到VLAN C,并且用户-B可以永久 地注册到VLAN B。例如,基于参照图4对重定向场景-1和重定向场景-2提供的细节,由 用户-c发出的业务被重定向至VLAN C,VLAN C是用户-c的归属VLAN。类似地,由用户-B 发出的业务被重定向至VLAN B,VLAN B是用户-B的归属VLAN。
[0040] 参照图6,图示PBNC系统100的分组格式的示例。具体地,对于图6的示例,171 处的VLAN 2的170处的用户-P当前正访问172处的VLAN 5,并且正与171处的VLAN 2的 173处的另一用户-Q通信。用户-P当前通过VLAN 5中的174处的AP-5附接至PBNC网 络。类似地,用户-Q经由VLAN 2中的AP-2附接至PBNC网络。176处的PEB-5代表VLAN 5的PEB组件。177处的PEB-2代表VLAN 2的PEB组件。用户-P和用户-Q的MAC地址分 别是 MAC-P 和 MAC-Q。
[0041] 对于从用户-p到用户-Q(即,从用户-p -用户-Q)的业务,首先,在178处,用 户-P生成具有C-TAG (即,VLAN 2)、源MAC ( S卩,MAC-P)和目的MAC ( S卩,MAC-Q)的分组(即, 分组1)。在179处,AP-5接收分组1并用S-TAG( S卩,VLAN 5)封装该分组。为了将分组 1与归属网络为VLAN 5的其它分组区分开,AP-5可以在MAC-P首次出现时向注册器(即, PEB-5)查询MAC-P是否是访问MAC地址。在180处,随后向PEB-5转发经封装的分组(即, 分组2)。由于VLAN 5基于S-TAG以及该对MAC地址(S卩,MAC-P和MAC-Q)处理分组2,所 以VLAN 5对分组1来说实际上成为服务VLAN。从180至181,PEB-5接收分组2,并且向 PEB-2转发分组2。PEB-2接收分组2,并且通过移除S-TAG ( S卩,VLAN 5)将其解封装为分组 1 一原始格式。这是基于确定VLAN-ID(即,VLAN 2)匹配C-TAG(即,VLAN-2)。在182处, PEB-2以分组2的原始格式向AP-2转发分组2。在183处,AP-2接收分组1并且将其转发 给用户-Q,并且用户-Q接收分组1。对于从用户-Q到用户-P(即,从用户-Q -用户-P) 的业务,颠倒前面从178-183的顺序。
[0042] PBNC系统100还支持可以在单次传输中将业务从归属VLAN同时向多个用户发送 的多播。例如,每个VLAN的PEB组件维护当前访问另一 VLAN的归属用户的信息。因此,不 管VLAN的每个成员当前的位置在哪儿,都支持多播。
[0043] 参照图1、图2、图4和图6以及上面描述的关联示例,每个VLAN包括双重角色,其 一为该VLAN的归属用户的C-VLAN,其二为用于访问用户的S-VLAN。PEB组件支持PBNC网 络的所有VLAN标签,以解释用户在PBNC网络各处的移动性。基于PBNC网络的规模,提供商 核心网桥可以与PBN -起使用。例如,与较小的网络相对,对于具有许多VLAN的大型PBNC 网络,可以使用提供商核心网桥。可以基于例如上面描述的S-TAG和MAC地址执行PBN中的 转发。如上面参照图6讨论的,在归属VLAN的AP和PEB组件处执行封装(S卩,添加 S-TAG) 及解封装(S卩,移除S-TAG)。例如,对于从用户-P到用户-Q( S卩,从用户-P -用户-Q)的 业务的示例,由AP-5执行封装,由PEB-2执行解封装。对于从用户-Q到用户-P (即,从用 户-Q -用户-P)的业务的示例,由PEB-2执行封装,并且由AP-5执行解封装。
[0044] 关于永久注册(即,静态(IregA))以及动态关联(即,动态(IUAP)),参照图6,每个 PEB组件(即,PEB-2和PEB-5)维护其表示的VLAN的全部注册信息。例如,PEB-2维护用 户注册至VLAN 2作为其归属VLAN的VLAN 2永久注册(S卩,静态(IMgA))。每个PEB组件 还维护所有动态关联信息(IUAP)。例如,PEB-2还维护由访问VLAN 2的用户创建的所有动 态关联信息(即,动态(IUAP))。可替代地,与PEB相对,可以设置外部数据库(未示出)来 维护I UAP和IMgA。对于外部数据库的情况,可以在创建时向外部数据库转发IUAP和I MgA。在 外部数据库的情况中,对于从用户-P到用户-Q或从用户-Q到用户-P的业务重定向,可以 根据需要从外部数据库获取IUAP和IMgA。
[0045] PBNC系统100可以包括如下配置的转发表。该转发表可以支持归属和访问用 户的总共st(rtal个唯一 MAC地址。例如,如果将Sh_定义为C-VLAN的唯一 MAC地址的 规模,并且将Svisit定义为S-VLAN的唯一 MAC地址的规模,那么

【权利要求】
1. 一种用于提供商桥接网络通信的方法,所述方法包括: 在第一虚拟局域网(VLAN)处接收包括源地址和目的地址的业务,以向第二VLAN重定 向; 基于所述源地址和所述目的地址向所述第一 VLAN的提供商边缘网桥(PEB)转发所述 业务;以及 由处理器将所述业务从所述第一 VLAN的向所述第二VLAN的PEB转发。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中,接收业务进一步包括: 在所述第一 VLAN的接入点(AP)处接收所述业务。
3. 根据权利要求1所述的方法,进一步包括: 用代表所述第一 VLAN的标签封装所述业务;以及 基于所述封装、所述源地址和所述目的地址,向所述第一 VLAN的PEB转发所述业务。
4. 根据权利要求3所述的方法,进一步包括: 使用所述第一 VLAN的接入点(AP)封装所述业务。
5. 根据权利要求3所述的方法,进一步包括: 解封装所述业务,以移除代表所述第一 VLAN的所述标签;以及 基于所述源地址和所述目的地址向所述第二VLAN的接入点(AP)转发所述业务。
6. 根据权利要求5所述的方法,进一步包括: 使用所述第二VLAN的PEB来解封装所述业务。
7. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述源地址和所述目的地址是媒体接入控制 (MAC)地址。
8. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一 VLAN是服务VLAN(S-VLAN),所述第二 VLAN是客户VLAN(C-VLAN),并且所述S-VLAN向所述C-VLAN转发所述业务。
9. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述VLAN中的每个执行用于归属用户的客户 VLAN (C-VLAN)和用于访问用户的服务VLAN (S-VLAN)的双重功能。
10. 根据权利要求1所述的方法,进一步包括: 使用接入点(AP)从归属VLAN获取关于用户的永久注册信息。
11. 根据权利要求1所述的方法,进一步包括: 使用接入点(AP)来确定移动用户的动态关联信息。
12. -种提供商桥接网络通信系统,包括: 存储器,存储包括机器可读指令的模块,该机器可读指令用以: 在第一虚拟局域网(VLAN)处接收包括源地址和目的地址的业务,以向第二VLAN重定 向, 用代表所述第一 VLAN的标签封装所述业务, 基于所述封装、所述源地址和所述目的地址,向所述第一 VLAN的提供商边缘网桥 (PEB)转发所述业务,以及 从所述第一 VLAN的PEB向所述第二VLAN的PEB转发所述业务;以及处理器,用于实施 所述模块。
13. 根据权利要求12所述的系统,进一步包括机器可读指令,该机器可读指令用以: 解封装所述业务,以移除代表所述第一 VLAN的所述标签;以及 基于所述源地址和所述目的地址,向所述第二VLAN的接入点(AP)转发所述业务。
14. 根据权利要求13所述的系统,进一步包括机器可读指令,该机器可读指令用以: 使用所述第一 VLAN的AP来封装所述业务;以及 使用所述第二VLAN的PEB来解封装所述业务。
15. -种非瞬态计算机可读介质,该非瞬态计算机可读介质具有存储在其上的用于提 供商桥接网络通信的机器可读指令,所述机器可读指令在被执行时使计算机系统: 在第一虚拟局域网(VLAN)处接收包括源地址和目的地址的业务,以向第二VLAN重定 向; 用代表所述第一 VLAN的标签封装所述业务; 基于所述封装、所述源地址和所述目的地址,向所述第一 VLAN的提供商边缘网桥 (PEB)转发所述业务; 从所述第一 VLAN的PEB向所述第二VLAN的PEB转发所述业务; 解封装所述业务,以移除代表所述第一 VLAN的所述标签;以及 由处理器,基于所述源地址和所述目的地址向所述第二VLAN的接入点(AP)转发所述 业务。
【文档编号】H04L12/46GK104303462SQ201280072891
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2012年7月30日 优先权日:2012年7月30日
【发明者】崔炳奎 申请人:惠普发展公司,有限责任合伙企业

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