虚拟局域网的映射方法和装置的制造方法
虚拟局域网的映射方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种VLAN (Virtual Local Area 化twork，虚拟局域网）的映射方法和装置。
【背景技术】
[0002] 随着技术的发展，运营商基于网络为家庭用户提供了更多的业务类型。多种类 型的业务，如因特网IP业务、V〇D(Video on Demand,视频点播）业务、VoIP(Voice over Internet Protocol,网络电话）等都集合到家庭网关。家庭网关通常为每种业务分配不同 的VLAN。在直接连接家庭网关的交换设备上，还要进一步通过VLAN来隔离每个用户的数 据，所需使用的VLAN数量非常大。而上层接入设备可提供的VLAN数量有限，因此通常在进 入上层接入设备前进行VLAN的汇聚，用一个VLAN来承载原本由多个VLAN承载的不同用户 的相同业务，即进行N: 1VLAN映射。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本公开提供一种VLAN的映射方法，应用在网络设备上，所述网络设备 的下行端口所在的CVLAN W N: 1的方式对应于上行端口所在的SVLAN，所述方法包括：
[0004] 接收来自下行端口的ARP报文；
[0005] 记录所述ARP报文的源地址和CVLAN柄签的对应关系；
[0006] 接收来自上行端口的报文；
[0007] 根据所述对应关系W及来自上行端口报文的目的地址，将所述来自上行端口报文 的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签，转发替换标签后的报文。
[0008] 本公开还提供了一种VLAN的映射装置，应用在网络设备上，所述网络设备的下行 端口所在的CVLAN W N: 1的方式对应于上行端口所在的SVLAN，所述装置包括：
[0009] 上行ARP接收单元，用于接收来自下行端口的ARP报文；
[0010] 映射关系记录单元，用于记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系；
[0011] 下行报文接收单元，用于接收来自上行端口的报文；
[0012] 下行映射单元，用于根据所述对应关系W及来自上行端口报文的目的地址，将所 述来自上行端口报文的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签，转发替换标签后 的报文。
[0013] 由W上技术方案可见，本公开的实施例从上行的ARP报文中获得用户侧设备的地 址和CVLAN的对应关系，依据该对应关系进行下行报文的N ; 1VLAN映射，从而实现了对采用 静态IP地址的用户侧设备进行VLAN映射，增加了接入网络可采用的配置方式。
【附图说明】
[0014] 图1是一个例子中用户接入网络的组网结构图；
[0015] 图2是一个例子中网络设备的硬件架构示意图；
[0016] 图3是一个例子中一种VLAN映射方法的流程图；
[0017] 图4是一个例子中对从上行端口接收的广播报文的处理流程图；
[0018] 图5是一个例子中对从下行端口接收的ARP报文的处理流程图；
[0019] 图6是一个例子中一种VLAN映射装置的逻辑结构图。
【具体实施方式】
[0020] 图1所示是一种用户接入网络可能具有的组网结构，3个使用个人电脑（IP业务） 和电话（VoIP业务）的用户分别通过家庭网关13U132和133连接到小区交换机120上， 再由小区交换机120接入到汇聚层交换机110上，进而连接到远程网络。每个用户的每种 业务分别划分在不同的VLAN中，其中VLAN 11、12和13分别用来传输3个用户的IP业务， VLAN 21、22和23分别用来传输3个用户的VoIP业务。为了减少汇聚层交换机110上的 VLAN数量，小区交换机120将所有用户的IP业务集合到一个VLAN (VLAN10)里，将所有用户 的VoIP业务集合到另一个VLAN (VLAN 20)里。
[0021] 换言之，在小区交换机120上，要在用户侧的VLAN 11、12和13和网络侧的VLAN 10之间、在用户侧的VLAN 21、22和23和用户侧的VLAN 20之间进行N: 1的映射。用户侧 的VLAN通常称为CVLANKustomer Virtual Local Area化twork,用户虚拟局域网）；对应 的，网络侧的VLAN通常称为SVLAN(Se;rvice Virtual Local Area化twork,服务虚拟局域 网）。
[0022] 在网络设备上，如小区交换机120,将从用户端发往汇聚层设备的数据流称为上行 数据流（如从终端设备1413发送到汇聚层交换机110的报文），将从汇聚层设备发往用户 端的数据流称为下行数据流（如从汇聚层交换机110发送到终端设备1412的报文）；在网 络设备上，发送上行数据流和接收下行数据流的端口称为上行端口（如小区交换机120上 连接汇聚层交换机110的端口 124)，发送下行数据流和接收上行数据流的端口称为下行端 口（如小区交换机120上连接家庭网关131的端口 121)。在进行VLAN映射的网络设备上 (如小区交换机120)，上行端口所在的VLAN是SVLAN，下行端口所在的VLAN是CVLAN。
[0023] 在进行N: 1 VLAN映射的网络设备上，保存有CVLAN与SVLAN的对应关系，该对应关 系可W由网络管理员配置，也可W从网管系统的指令中得到。对来自下行端口、带有CVLAN 标签的报文，将其中的CVLAN标签替换为对应的SVLAN标签，即可完成上行数据流的VLAN 映射。对来自上行端口、带有SVLAN标签的单播报文，由于对应于该SVLAN的CVLAN通常超 过一个（N: 1映射的N-般大于1)，就需要借助其他信息来确定要将SVLAN标签替换为哪个 C化AN的标签。
[0024] 申请人知道的一种技术方案中，在进行N:1VLAN映射的网络设备上开启 D肥P值ynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议）snooping(侦听）功 能，监听终端设备的DHCP ACK(Acknowledgement,确认）报文，从中获得每个终端设备的 MAC (Media Access Control,媒体接入控制）地址、IP地址、CVLAN标签和端口的对应关系。 对带有SVLAN标签的下行数据流，按照报文中的目的IP地址查找对应的CVLAN标签，来替 换SVLAN标签，完成VLAN映射。送种方案要求终端设备必须通过DHCP协议来进行初始化 配置，对采用静态IP地址的终端设备，则因其不与DHCP服务器交互DHCP报文而无法完成 下行VLAN映射。
[00巧]在本申请的一个例子中，运行在网络设备上的VLAN映射控制逻辑能够支持接入 的用户侧终端设备采用静态IP地址的初始化配置。在送个例子中，网络设备的下行端口所 在的CVLAN W N: 1的方式对应于上行端口所在的SVLAN。其运行流程如图3所示。
[0026] 步骤310,接收来自下行端口的ARP (AcMress Resolution Protocol,地址解析协 议）报文。
[0027] 步骤320,记录来自下行端口的ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系。
[0028] 终端设备启动后，在与网络中的其他节点进行通信前，会先通过ARP协议来获得 对端节点的目的地址。而终端设备会在发送的ARP报文中将本设备的IP地址、MC地址作 为源地址。在网络设备上，来自下行端口的ARP报文还会带有下行端口所在CVLAN的标签。 因而，从ARP报文中即可获得终端设备的地址 和CVLAN标签的对应关系。
[0029] 来自下行端口的ARP报文可W是ARP请求报文、ARP应答报文、或免费ARP报文等， 送些ARP报文中都会携带发送方终端设备的IP地址、MAC地址和CVLAN标签。
[0030] 可W记录ARP报文的源IP地址与CVLAN标签的对应关系，也可W记录源MAC与 CVLAN标签的对应关系，还可W记录源IP地址、源MAC地址和CVLAN标签Η者的对应关系。
[0031] 步骤330,接收来自上行端口的报文；
[0032] 步骤340,根据所述对应关系W及来自上行端口报文的目的地址，将来自上行端口 的报文的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签，转发替换标签后的报文。
[003引在利用ARP报文生成地址和CVLAN标签的对应关系后，即可基于该对应关系将下 行数据流（即来自上行端口的报文）中的SVLAN标签映射为CVLAN标签。具体而言，来自 上行端口的报文中带有上行端口所在的SVLAN的标签。提取报文的目的地址（目的IP地 址和/或目的MAC地址），在记录的对应关系中查找目的地址对应的CVLAN标签，即是该报 文在下行转发时应带有的CVLAN标签。在将报文的SVLAN标签替换为CVLAN标签后，可W 根据CVLAN标签等信息来对报文进行下行转发。如果未能查找到目的地址对应的CVLAN标 签，则可W丢弃该报文，也可W根据具体应用场景设置其他的处理及转发规则。来自上行端 口的所有IP报文，可W根据记录的地址和CVLAN的对应关系转发到对应的CVLAN。
[0034] 根据步骤320中所记录的对应关系，可W仅根据报文中的目的IP地址查找对应的 CVLAN标签；也可W仅根据目的MAC地址查找对应的CVLAN标签；还可W在目的IP地址和 目的MAC地址都与记录的对应关系匹配时，才替换为对应的CVLAN标签，W达到更为准确的 VLAN映射。
[0035] 对上行数据流（即来自下行端口的报文）而言，可W根据预先设置的CVLAN与 SVLAN的对应关系，将报文中的CVLAN标签替换为与该CVLAN对应的SVLAN标签，从该SVLAN 的上行端口转发替换标签后的报文。来自下行端口的各种报文，如单播报文、广播报文或 组播报文，二层转发的报文或Η层转发的报文，都可W根据CVLAN与SVLAN的对应关系进行 VLAN映射。对来自下行端口的ARP报文而言，则可W是在执行步骤320之后，再将ARP报文 中的CVLAN标签替换为对应的SVLAN标签并转发。
[0036] 在一个例子中，可W在网络设备中生成映射关系表，对来自下行端口的ARP报文， 把从该ARP报文中提取的源地址、CVLAN标签，与接收该ARP报文的端口的对应关系，一并记 录为映射关系表的一个表项；其中，源地址可W包括源IP地址和源MAC地址。对来自上行 端口的报文，按照报文的目的地址在映射关系表中查找匹配的表项，将报文中的SVLAN标 签替换为匹配表项中的CVLAN标签，并从匹配表项中的端口（即与该报文的目的地址对应 的端口）转发替换VLAN标签后的报文。
[0037] 对来自上行端口的单播报文，根据单播报文的目的IP地址，或者根据单播报文的 目的MAC地址来查找表项，亦或根据单播报文中的目的IP地址和目的MAC地址两项来匹配 表项，在正常情况下（目的地址正确的情况下）都可W将单播报文在完成标签替换后转发 到正确的CVLAN中。
[0038] 对来自上行端口的广播报文，如果根据目的MAC地址来查找表项，则对于具有广 播MAC地址的报文，可W根据预先设置的CVLAN与SVLAN的对应关系，将该广播报文的 SVLAN标签逐个替换为与该SVLAN标签对应的所有CVLAN的标签，并且将替换标签后的广播 报文从该广播报文的CVLAN的下行端口转发。
[0039] 对来自上行端口的广播报文，如果根据目的IP地址来查找对应的表项，则提取广 播报文的目的IP地址为索引来检索映射关系表；如果检索到包括其目的IP地址的表项，将 广播报文的SVLAN标签替换为该表项中的CVLAN标签，并从该表项中的端口转发；如果没有 检索到包括其IP地址的表项，可W根据预先设置的CVLAN与SVLAN的对应关系，将该广播 报文的SVLAN标签逐个替换为与该SVLAN标签对应的所有CVLAN的标签，并且将替换标签 后的广播报文从该广播报文的CVLAN的下行端口转发。上述处理流程可W如图4所示：
[0040] 步骤410,对来自上行端口的广播报文，W广播报文的目的IP地址为索引检索映 射关系表。
[0041] 步骤420,判断是否检索到包括目的IP地址的表项，如果是，执行步骤430,否则执 行步骤440。
[004引步骤430,将广播报文的SVLAN标签替换为检索到的表项中的CVLAN标签，并从该 表项中的端口转发。处理流程结束。
[0043] 步骤440，根据预先设置的CVLAN与SVLAN的对应关系，将广播报文中的SVLAN标 签逐个替换为对应的所有CVLAN标签；对替换标签后的ARP广播报文，从广播报文中CVLAN 的下行端口转发。
[0044] 需要说明的是，可W取消步骤410至步骤430,将下行广播报文都转发到其SVLAN 对应的所有CVLAN中；执行步骤410至步骤430可W将广播报文转发到其目的IP地址所在 的CVLAN中，减少了广播报文的不必要扩散，有助于提高网络性能。
[0045] 对上下行报文进行的VLAN标签替换和转发，可W完全由网络设备中的转发芯片 来实现，也可W在网络设备上用A化(Access Control List,访问控制列表）将其中的一部 分上下行报文上送到CPU(Central Processing化it,中央处理器）处理，而不是直接由转 发芯片进行转发。例如，可W将上下行的ARP报文上送到CPU处理，其处理逻辑与由转发芯 片处理并无不同。
[0046] 从上行的ARP报文中获得终端设备的地址和CVLAN的对应关系后，根据下行报文 的目的地址即可从该对应关系中得到替换SVLAN的CVLAN。而不论何种初始化配置的终端 设备启动后，在和网络中的其他节点通信时都需要经过地址解析过程，因此本例中的VLAN 映射方法能够支持各种初始化配置的用户侧设备，例如采用静态IP地址的终端设备。
[0047] 在本申请的另一个例子中，运行在网络设备20上的VLAN映射控制逻辑在内存212 中维护终端设备的IP地址、MAC地址、CVLAN和端口的映射关系表，并为映射关系表的每个 表项设置老化定时器；下行数据流的VLAN映射根据映射关系表的表项来进行。
[004引 W图1所示的网络为例，在小区交换机120上，某一时刻的映射关系表可能如表1 所示，其中包括两个分别与终端设备1421U412有关的表项，并且每个表项均带有独立的 老化定时器：
[0049]
阳050] 表1
[0051] 对从下行端口接收的ARP报文，网络设备20的处理流程如图5所示。
[005引步骤510,对来自下行端口的ARP报文，W ARP报文的源IP地址为索引，检索映射 关系表。
[0053] 步骤520,判断是否检索到包括该IP地址的表项，如果是，执行步骤530 ;否则执行 步骤540。
[0054] 步骤530,按照该ARP报文更新检索到的表项，重置该表项的老化定时器（即将老 化定时器的倒计时时间恢复为初始值），转步骤550。
[005引按照ARP报文更新检索到的表项，可W直接用该ARP报文的源MAC地址、VLAN标 签和接收该AH?报文的端口覆盖原来的表项，也可W对比该ARP报文的上述信息与检索到 的表 项是否相同，不同则按该ARP报文的上述信息修改原表项，相同则不作修改。
[0056] 例如，小区交换机120从端口 121收到终端设备1421发送的ARP请求报文，W ARP 请求报文的源IP地址为索引，检索到映射关系表中表项1已经保存有同样的信息，则重置 表项1的老化定时器，映射关系表仍如表1所示。
[0057] 步骤540,根据该AH?报文新增表项，启动新增表项的老化定时器，转步骤550。 [005引将该ARP报文的源IP地址、源MAC地址、VLAN标签和接收该ARP报文的端口记录 为一条新的表项，并为新增的表项设置老化定时器。
[0059] 例如，小区交换机120从端口 123收到终端设备1413发送的ARP响应报文，W ARP 响应报文的源IP地址为索引，在映射关系表中未检索到匹配的表项，则按照ARP响应报文 新增一条表项3,并启动表项3的老化定时器。此时，映射关系表如表2所示。
[0060]
阳061 ] 表2
[006引步骤550,将该ARP报文的CVLAN标签，根据预设的CVLAN与SVLAN的对应关系替 换为对应的SVLAN标签后，从SVLAN的上行端口转发。
[0063] 例如，对小区交换机120从端口 121收到的终端设备1421发送的ARP请求报文， 与该ARP报文中CVLAN--VLAN 21对应的SVLAN为VLAN20,则将ARP请求报文中的VLAN 21替换为VLAN 20,之后从上行端口 124转发。
[0064] 对从下行端口接收的非ARP报文，将该报文的CVLAN标签，根据预设的CVLAN与 SVLAN的对应关系替换为对应的SVLAN标签后，从SVLAN的上行端口转发。
[0065] 对下行的单播报文，可其目的IP地址为索引查找映射关系表，将匹配表项的 CVLAN标签替换报文中的SVLAN标签后从表项中的端口转发。例如，图1所示的网络中，小 区交换机120从端口 124收到发送给终端设备1412的单播报文，该单播报文的SVLAN标签 为10、目的IP地址为IP-1412 ; W目的IP地址IP-1412查找小区交换机120上的映射关系 表（表3)，表项2为匹配表项；将该单播报文中的VLAN 10替换为表项2中的CVLAN标签 VLAN 12,然后从下行端口 122转发。
[006引对下行的广播报文，则可W采用图4所示的流程来处理。例如，图1所示的网络中， 小区交换机120从端口 124收到SVLAN标签为20的ARP请求报文（广播报文），基于表3 所示的映射关系表，如果ARP请求报文的目的IP地址为IP-1421，则根据表项1，将ARP请 求报文的SVLAN标签VLAN20替换为VLAN 21后，从表项1中的端口 121转发。如果ARP请 求报文的目的IP地址为IP-1422,由于映射关系表中找不到匹配的表项，则将ARP请求报文 的SVLAN标签VLAN 20替换为VLAN 21后，从端口 121转发；将ARP请求报文的SVLAN标签 VLAN 20替换为VLAN 22后，从端口 122转发；将ARP请求报文的SVLAN标签VLAN 20替换 为VLAN 23后，从端口 123转发。
[0067] 在一个例子中，可W在映射关系表中表项的老化定时器计时到设定阔值后，由网 络设备W表项的IP地址和MAC地址为目的地址生成ARP确认报文，从该表项的端口发送给 与该表项有关的终端设备。终端设备收到ARP确认报文后，如果目的IP地址、目的MAC地 址与自身一致，则向网络设备回复ARP报文。终端设备回复的ARP报文从网络设备的下行 端口到达网络设备，根据前述对ARP报文的处理流程，会重置该表项的老化定时器。送样可 W避免因表项老化导致的网络流量中断。
[0068] ARP确认报文的一种可能的形式是，采用ARP请求报文的格式，但是报文的目的 MAC地址为表项中的MAC地址，而不是广播地址，送样ARP确认报文W单播的方式发送到终 端设备。终端设备根据ARP协议，将回复ARP响应报文。
[0069] 例如在图1所示的网络中，表3所示的映射关系表中表项3的老化定时器减少到 阔值（如老化定时器定时的一半）W下，小区交换机120 W IP-1413为目的IP地址、W MC-1413为目的MAC地址、按照ARP请求报文的格式生成ARP确认报文，从端口 123发送。 该ARP确认报文的VLAN标签为VLAN 13。终端设备1413收到ARP确认报文，因地址信息与 本机匹配，回复ARP响应报文。小区交换机120从端口 123收到源IP地址为IP-1413、源 MAC地址为MC-1413、带有VLAN 13标签的ARP响应报文，表项3的老化定时器被重置。
[0070] 与上述流程实现对应，本申请还提供了 VLAN映射的装置，图6所示为本公开一个 例子中的一种VLAN映射装置，应用在下行端口所在的CVLAN W N: 1的方式对应于上行端口 所在的SVLAN的网络设备上，包括上行ARP接收单元、映射关系记录单元、下行报文接收单 元和下行映射单元，其中：上行ARP接收单元用于接收来自下行端口的ARP报文；映射关系 记录单元用于记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系；下行报文接收单元用 于接收来自上行端口的报文；下行映射单元用于根据所述对应关系W及来自上行端口报文 的目的地址，将所述来自上行端口报文的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签， 转发替换标签后的报文。
[0071] 一个例子中，所述映射关系记录单元记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签 的对应关系包括：在映射关系表中将所述ARP报文的源地址、接收所述ARP报文的端口与 CVLAN标签的对应关系记录为表项；所述下行映射单元转发替换标签后的报文具体包括： 根据所述表项，从与所述来自上行端口报文目的地址对应的端口转发替换标签后的报文。
[0072] 所述ARP报文的源地址可W包括源IP地址和源MAC地址；记录所述ARP报文的源 地址和CVLAN标签的对应关系包括；W所述ARP报文的源IP地址为索引检索映射关系表； 如果未检索到包括所述IP地址的表项，根据所述ARP报文新增表项，启动新增表项的老化 定时器；如果检索到包括所述IP地址的表项，根据所述ARP报文更新表项，重置更新表项的 老化定时器。
[0073] 所述装置还可W包括；老化刷新单元，用于当映射关系表表项的老化定时器计时 到设定阔值后，W所述表项的IP地址和MAC地址为目的地址生成ARP确认报文，并从所述 表项中的端口发送。
[0074] -个例子中，所述装置还包括；下行广播单元，用于当来自上行端口的报文为广播 报文时，将来自上行端口的广播报文中的SVLAN标签逐个替换为对应的所有CVLAN的标签， 将替换标签后的广播报文从其CVLAN的下行端口转发。
[0075] 在一个例子中，所述ARP报文的源地址包括源IP地址和源MAC地址；所述装置还 可W包括目的IP索引单元和下行广播报文映射单元，其中：目的IP索引单元用于当来自上 行端口的报文为广播报文时，W来自上行端口的广播报文的目的IP地址为索引检索映射 关系表；
[0076] 下行广播报文映射单元用于在检索到包括所述IP地址的表项时，将该来自上行 端口的广播报文的SVLAN柄签替换为所述表项中的CVLAN柄签，并从所述表项中的端口转 发；在没有检索到包括所述IP地址的表项时，将该来自上行端口的广播报文中的SVLAN标 签逐个替换为对应的所有CVLAN的标签，将替换标签后的广播报文从其CVLAN的下行端口 转发。
[0077] 本申请实施例的VLAN映射的装置可W是软硬件结合的可编程设备，从硬件层 面 而言，VLAN映射的装置的硬件架构示意图具体可W参见图2。图2为本申请实施例提供的包 含VLAN映射装置的设备的硬件结构示意图。该设备包括；机器可读存储介质、CPU(Central Process化it,中央处理器），其中：
[0078] 机器可读存储介质；存储指令代码；所述指令代码被CPU执行时完成的操作主要 为VLAN映射的装置完成的功能。
[0079] CPU ;与机器可读存储介质通信，读取和执行机器可读存储介质中存储的所述指令 代码，完成上述VLAN映射的装置完成的功能。
[0080] 机器可读存储介质可W是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可W包含或 存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可W是；RAM(Radom Access Memory,随机存取存储器）、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器（如硬盘驱动 器）、固态硬盘、任何类型的存储盘（如光盘、dvd等），或者类似的存储介质，或者它们的组 合。另外，本文所描述的任一机器可读存储介质都可W是非暂时性的。
[0081] W上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用W限制本申请，凡在本申请的精 神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
【主权项】
1. 一种虚拟局域网的映射方法，应用在网络设备上，所述网络设备的下行端口所在的 用户虚拟局域网CVLAN以N: 1的方式对应于上行端口所在的服务虚拟局域网SVLAN，其特征 在于，所述方法包括： 接收来自下行端口的地址解析协议ARP报文； 记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系； 接收来自上行端口的报文； 根据所述对应关系以及来自上行端口报文的目的地址，将所述来自上行端口报文的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签，转发替换标签后的报文。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述记录ARP报文的源地址和CVLAN标签 的对应关系，包括：在映射关系表中将所述ARP报文的源地址、接收所述ARP报文的端口与 CVLAN标签的对应关系记录为表项； 所述转发替换标签后的报文，包括：根据所述表项，从与所述来自上行端口报文目的地 址对应的端口转发替换标签后的报文。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述ARP报文的源地址包括源IP地址和 源媒体接入控制MAC地址； 所述记录ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系，包括： 以所述ARP报文的源IP地址为索引检索映射关系表； 如果未检索到包括所述IP地址的表项，根据所述ARP报文新增表项，启动新增表项的 老化定时器； 如果检索到包括所述IP地址的表项，根据所述ARP报文更新表项，重置更新表项的老 化定时器。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当映射关系表表项的老 化定时器计时到设定阈值后，以所述表项的IP地址和MAC地址为目的地址生成ARP确认报 文，并从所述表项中的端口发送。5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当来自上行端口的报文 为广播报文时，将来自上行端口的广播报文中的SVLAN标签逐个替换为对应的所有CVLAN 的标签，将替换标签后的广播报文从其CVLAN的下行端口转发。6. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述ARP报文的源地址包括源IP地址和 源MAC地址； 所述方法还包括： 当来自上行端口的报文为广播报文时，以来自上行端口的广播报文的目的IP地址为 索引检索映射关系表； 如果检索到包括所述IP地址的表项，将该来自上行端口的广播报文的SVLAN标签替换 为所述表项中的CVLAN标签，并从所述表项中的端口转发；如果没有检索到包括所述IP地 址的表项，将该来自上行端口的广播报文中的SVLAN标签逐个替换为对应的所有CVLAN的 标签，将替换标签后的广播报文从其CVLAN的下行端口转发。7. -种虚拟局域网的映射装置，应用在网络设备上，所述网络设备的下行端口所在的 用户虚拟局域网CVLAN以N: 1的方式对应于上行端口所在的服务虚拟局域网SVLAN，其特征 在于，所述装置包括： 上行地址解析协议ARP接收单元，用于接收来自下行端口的ARP报文； 映射关系记录单兀，用于记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系； 下行报文接收单元，用于接收来自上行端口的报文； 下行映射单元，用于根据所述对应关系以及来自上行端口报文的目的地址，将所述来 自上行端口报文的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签，转发替换标签后的报 文。8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述映射关系记录单元记录所述ARP报文 的源地址和CVLAN标签的对应关系包括：在映射关系表中将所述ARP报文的源地址、接收所 述ARP报文的端口与CVLAN标签的对应关系记录为表项； 所述下行映射单元转发替换标签后的报文具体包括：根据所述表项，从与所述来自上 行端口报文目的地址对应的端口转发替换标签后的报文。9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述ARP报文的源地址包括源IP地址和 源媒体接入控制MAC地址； 所述映射关系记录单元记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系包括： 以所述ARP报文的源IP地址为索引检索映射关系表； 如果未检索到包括所述IP地址的表项，根据所述ARP报文新增表项，启动新增表项的 老化定时器； 如果检索到包括所述IP地址的表项，根据所述ARP报文更新表项，重置更新表项的老 化定时器。10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：老化刷新单元，用于当 映射关系表表项的老化定时器计时到设定阈值后，以所述表项的IP地址和MAC地址为目的 地址生成ARP确认报文，并从所述表项中的端口发送。11. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：下行广播单元，用于当 来自上行端口的报文为广播报文时，将来自上行端口的广播报文中的SVLAN标签逐个替换 为对应的所有CVLAN的标签，将替换标签后的广播报文从其CVLAN的下行端口转发。12. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述ARP报文的源地址包括源IP地址和 源MAC地址； 所述装置还包括： 目的IP索引单元，用于当来自上行端口的报文为广播报文时，以来自上行端口的广播 报文的目的IP地址为索引检索映射关系表； 下行广播报文映射单元，用于在检索到包括所述IP地址的表项时，将该来自上行端口 的广播报文的SVLAN标签替换为所述表项中的CVLAN标签，并从所述表项中的端口转发；在 没有检索到包括所述IP地址的表项时，将该来自上行端口的广播报文中的SVLAN标签逐个 替换为对应的所有CVLAN的标签，将替换标签后的广播报文从其CVLAN的下行端口转发。
【专利摘要】本申请提供一种VLAN的映射方法，应用在网络设备上，所述网络设备的下行端口所在的CVLAN以N:1的方式对应于上行端口所在的SVLAN，所述方法包括：接收来自下行端口的ARP报文；记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系；接收来自上行端口的报文；根据所述对应关系以及来自上行端口报文的目的地址，将所述来自上行端口报文的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签，转发替换标签后的报文。通过本申请的技术方案，实现了对采用静态IP地址的用户侧设备进行VLAN映射，增加了接入网络可采用的配置方式。
【IPC分类】H04L12/46, H04L29/12
【公开号】CN105490911
【申请号】CN201410484700
【发明人】肖冰
【申请人】杭州华三通信技术有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月19日
【技术领域】
[0001] 本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种VLAN (Virtual Local Area 化twork，虚拟局域网）的映射方法和装置。
【背景技术】
[0002] 随着技术的发展，运营商基于网络为家庭用户提供了更多的业务类型。多种类 型的业务，如因特网IP业务、V〇D(Video on Demand,视频点播）业务、VoIP(Voice over Internet Protocol,网络电话）等都集合到家庭网关。家庭网关通常为每种业务分配不同 的VLAN。在直接连接家庭网关的交换设备上，还要进一步通过VLAN来隔离每个用户的数 据，所需使用的VLAN数量非常大。而上层接入设备可提供的VLAN数量有限，因此通常在进 入上层接入设备前进行VLAN的汇聚，用一个VLAN来承载原本由多个VLAN承载的不同用户 的相同业务，即进行N: 1VLAN映射。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本公开提供一种VLAN的映射方法，应用在网络设备上，所述网络设备 的下行端口所在的CVLAN W N: 1的方式对应于上行端口所在的SVLAN，所述方法包括：
[0004] 接收来自下行端口的ARP报文；
[0005] 记录所述ARP报文的源地址和CVLAN柄签的对应关系；
[0006] 接收来自上行端口的报文；
[0007] 根据所述对应关系W及来自上行端口报文的目的地址，将所述来自上行端口报文 的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签，转发替换标签后的报文。
[0008] 本公开还提供了一种VLAN的映射装置，应用在网络设备上，所述网络设备的下行 端口所在的CVLAN W N: 1的方式对应于上行端口所在的SVLAN，所述装置包括：
[0009] 上行ARP接收单元，用于接收来自下行端口的ARP报文；
[0010] 映射关系记录单元，用于记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系；
[0011] 下行报文接收单元，用于接收来自上行端口的报文；
[0012] 下行映射单元，用于根据所述对应关系W及来自上行端口报文的目的地址，将所 述来自上行端口报文的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签，转发替换标签后 的报文。
[0013] 由W上技术方案可见，本公开的实施例从上行的ARP报文中获得用户侧设备的地 址和CVLAN的对应关系，依据该对应关系进行下行报文的N ; 1VLAN映射，从而实现了对采用 静态IP地址的用户侧设备进行VLAN映射，增加了接入网络可采用的配置方式。
【附图说明】
[0014] 图1是一个例子中用户接入网络的组网结构图；
[0015] 图2是一个例子中网络设备的硬件架构示意图；
[0016] 图3是一个例子中一种VLAN映射方法的流程图；
[0017] 图4是一个例子中对从上行端口接收的广播报文的处理流程图；
[0018] 图5是一个例子中对从下行端口接收的ARP报文的处理流程图；
[0019] 图6是一个例子中一种VLAN映射装置的逻辑结构图。
【具体实施方式】
[0020] 图1所示是一种用户接入网络可能具有的组网结构，3个使用个人电脑（IP业务） 和电话（VoIP业务）的用户分别通过家庭网关13U132和133连接到小区交换机120上， 再由小区交换机120接入到汇聚层交换机110上，进而连接到远程网络。每个用户的每种 业务分别划分在不同的VLAN中，其中VLAN 11、12和13分别用来传输3个用户的IP业务， VLAN 21、22和23分别用来传输3个用户的VoIP业务。为了减少汇聚层交换机110上的 VLAN数量，小区交换机120将所有用户的IP业务集合到一个VLAN (VLAN10)里，将所有用户 的VoIP业务集合到另一个VLAN (VLAN 20)里。
[0021] 换言之，在小区交换机120上，要在用户侧的VLAN 11、12和13和网络侧的VLAN 10之间、在用户侧的VLAN 21、22和23和用户侧的VLAN 20之间进行N: 1的映射。用户侧 的VLAN通常称为CVLANKustomer Virtual Local Area化twork,用户虚拟局域网）；对应 的，网络侧的VLAN通常称为SVLAN(Se;rvice Virtual Local Area化twork,服务虚拟局域 网）。
[0022] 在网络设备上，如小区交换机120,将从用户端发往汇聚层设备的数据流称为上行 数据流（如从终端设备1413发送到汇聚层交换机110的报文），将从汇聚层设备发往用户 端的数据流称为下行数据流（如从汇聚层交换机110发送到终端设备1412的报文）；在网 络设备上，发送上行数据流和接收下行数据流的端口称为上行端口（如小区交换机120上 连接汇聚层交换机110的端口 124)，发送下行数据流和接收上行数据流的端口称为下行端 口（如小区交换机120上连接家庭网关131的端口 121)。在进行VLAN映射的网络设备上 (如小区交换机120)，上行端口所在的VLAN是SVLAN，下行端口所在的VLAN是CVLAN。
[0023] 在进行N: 1 VLAN映射的网络设备上，保存有CVLAN与SVLAN的对应关系，该对应关 系可W由网络管理员配置，也可W从网管系统的指令中得到。对来自下行端口、带有CVLAN 标签的报文，将其中的CVLAN标签替换为对应的SVLAN标签，即可完成上行数据流的VLAN 映射。对来自上行端口、带有SVLAN标签的单播报文，由于对应于该SVLAN的CVLAN通常超 过一个（N: 1映射的N-般大于1)，就需要借助其他信息来确定要将SVLAN标签替换为哪个 C化AN的标签。
[0024] 申请人知道的一种技术方案中，在进行N:1VLAN映射的网络设备上开启 D肥P值ynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议）snooping(侦听）功 能，监听终端设备的DHCP ACK(Acknowledgement,确认）报文，从中获得每个终端设备的 MAC (Media Access Control,媒体接入控制）地址、IP地址、CVLAN标签和端口的对应关系。 对带有SVLAN标签的下行数据流，按照报文中的目的IP地址查找对应的CVLAN标签，来替 换SVLAN标签，完成VLAN映射。送种方案要求终端设备必须通过DHCP协议来进行初始化 配置，对采用静态IP地址的终端设备，则因其不与DHCP服务器交互DHCP报文而无法完成 下行VLAN映射。
[00巧]在本申请的一个例子中，运行在网络设备上的VLAN映射控制逻辑能够支持接入 的用户侧终端设备采用静态IP地址的初始化配置。在送个例子中，网络设备的下行端口所 在的CVLAN W N: 1的方式对应于上行端口所在的SVLAN。其运行流程如图3所示。
[0026] 步骤310,接收来自下行端口的ARP (AcMress Resolution Protocol,地址解析协 议）报文。
[0027] 步骤320,记录来自下行端口的ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系。
[0028] 终端设备启动后，在与网络中的其他节点进行通信前，会先通过ARP协议来获得 对端节点的目的地址。而终端设备会在发送的ARP报文中将本设备的IP地址、MC地址作 为源地址。在网络设备上，来自下行端口的ARP报文还会带有下行端口所在CVLAN的标签。 因而，从ARP报文中即可获得终端设备的地址 和CVLAN标签的对应关系。
[0029] 来自下行端口的ARP报文可W是ARP请求报文、ARP应答报文、或免费ARP报文等， 送些ARP报文中都会携带发送方终端设备的IP地址、MAC地址和CVLAN标签。
[0030] 可W记录ARP报文的源IP地址与CVLAN标签的对应关系，也可W记录源MAC与 CVLAN标签的对应关系，还可W记录源IP地址、源MAC地址和CVLAN标签Η者的对应关系。
[0031] 步骤330,接收来自上行端口的报文；
[0032] 步骤340,根据所述对应关系W及来自上行端口报文的目的地址，将来自上行端口 的报文的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签，转发替换标签后的报文。
[003引在利用ARP报文生成地址和CVLAN标签的对应关系后，即可基于该对应关系将下 行数据流（即来自上行端口的报文）中的SVLAN标签映射为CVLAN标签。具体而言，来自 上行端口的报文中带有上行端口所在的SVLAN的标签。提取报文的目的地址（目的IP地 址和/或目的MAC地址），在记录的对应关系中查找目的地址对应的CVLAN标签，即是该报 文在下行转发时应带有的CVLAN标签。在将报文的SVLAN标签替换为CVLAN标签后，可W 根据CVLAN标签等信息来对报文进行下行转发。如果未能查找到目的地址对应的CVLAN标 签，则可W丢弃该报文，也可W根据具体应用场景设置其他的处理及转发规则。来自上行端 口的所有IP报文，可W根据记录的地址和CVLAN的对应关系转发到对应的CVLAN。
[0034] 根据步骤320中所记录的对应关系，可W仅根据报文中的目的IP地址查找对应的 CVLAN标签；也可W仅根据目的MAC地址查找对应的CVLAN标签；还可W在目的IP地址和 目的MAC地址都与记录的对应关系匹配时，才替换为对应的CVLAN标签，W达到更为准确的 VLAN映射。
[0035] 对上行数据流（即来自下行端口的报文）而言，可W根据预先设置的CVLAN与 SVLAN的对应关系，将报文中的CVLAN标签替换为与该CVLAN对应的SVLAN标签，从该SVLAN 的上行端口转发替换标签后的报文。来自下行端口的各种报文，如单播报文、广播报文或 组播报文，二层转发的报文或Η层转发的报文，都可W根据CVLAN与SVLAN的对应关系进行 VLAN映射。对来自下行端口的ARP报文而言，则可W是在执行步骤320之后，再将ARP报文 中的CVLAN标签替换为对应的SVLAN标签并转发。
[0036] 在一个例子中，可W在网络设备中生成映射关系表，对来自下行端口的ARP报文， 把从该ARP报文中提取的源地址、CVLAN标签，与接收该ARP报文的端口的对应关系，一并记 录为映射关系表的一个表项；其中，源地址可W包括源IP地址和源MAC地址。对来自上行 端口的报文，按照报文的目的地址在映射关系表中查找匹配的表项，将报文中的SVLAN标 签替换为匹配表项中的CVLAN标签，并从匹配表项中的端口（即与该报文的目的地址对应 的端口）转发替换VLAN标签后的报文。
[0037] 对来自上行端口的单播报文，根据单播报文的目的IP地址，或者根据单播报文的 目的MAC地址来查找表项，亦或根据单播报文中的目的IP地址和目的MAC地址两项来匹配 表项，在正常情况下（目的地址正确的情况下）都可W将单播报文在完成标签替换后转发 到正确的CVLAN中。
[0038] 对来自上行端口的广播报文，如果根据目的MAC地址来查找表项，则对于具有广 播MAC地址的报文，可W根据预先设置的CVLAN与SVLAN的对应关系，将该广播报文的 SVLAN标签逐个替换为与该SVLAN标签对应的所有CVLAN的标签，并且将替换标签后的广播 报文从该广播报文的CVLAN的下行端口转发。
[0039] 对来自上行端口的广播报文，如果根据目的IP地址来查找对应的表项，则提取广 播报文的目的IP地址为索引来检索映射关系表；如果检索到包括其目的IP地址的表项，将 广播报文的SVLAN标签替换为该表项中的CVLAN标签，并从该表项中的端口转发；如果没有 检索到包括其IP地址的表项，可W根据预先设置的CVLAN与SVLAN的对应关系，将该广播 报文的SVLAN标签逐个替换为与该SVLAN标签对应的所有CVLAN的标签，并且将替换标签 后的广播报文从该广播报文的CVLAN的下行端口转发。上述处理流程可W如图4所示：
[0040] 步骤410,对来自上行端口的广播报文，W广播报文的目的IP地址为索引检索映 射关系表。
[0041] 步骤420,判断是否检索到包括目的IP地址的表项，如果是，执行步骤430,否则执 行步骤440。
[004引步骤430,将广播报文的SVLAN标签替换为检索到的表项中的CVLAN标签，并从该 表项中的端口转发。处理流程结束。
[0043] 步骤440，根据预先设置的CVLAN与SVLAN的对应关系，将广播报文中的SVLAN标 签逐个替换为对应的所有CVLAN标签；对替换标签后的ARP广播报文，从广播报文中CVLAN 的下行端口转发。
[0044] 需要说明的是，可W取消步骤410至步骤430,将下行广播报文都转发到其SVLAN 对应的所有CVLAN中；执行步骤410至步骤430可W将广播报文转发到其目的IP地址所在 的CVLAN中，减少了广播报文的不必要扩散，有助于提高网络性能。
[0045] 对上下行报文进行的VLAN标签替换和转发，可W完全由网络设备中的转发芯片 来实现，也可W在网络设备上用A化(Access Control List,访问控制列表）将其中的一部 分上下行报文上送到CPU(Central Processing化it,中央处理器）处理，而不是直接由转 发芯片进行转发。例如，可W将上下行的ARP报文上送到CPU处理，其处理逻辑与由转发芯 片处理并无不同。
[0046] 从上行的ARP报文中获得终端设备的地址和CVLAN的对应关系后，根据下行报文 的目的地址即可从该对应关系中得到替换SVLAN的CVLAN。而不论何种初始化配置的终端 设备启动后，在和网络中的其他节点通信时都需要经过地址解析过程，因此本例中的VLAN 映射方法能够支持各种初始化配置的用户侧设备，例如采用静态IP地址的终端设备。
[0047] 在本申请的另一个例子中，运行在网络设备20上的VLAN映射控制逻辑在内存212 中维护终端设备的IP地址、MAC地址、CVLAN和端口的映射关系表，并为映射关系表的每个 表项设置老化定时器；下行数据流的VLAN映射根据映射关系表的表项来进行。
[004引 W图1所示的网络为例，在小区交换机120上，某一时刻的映射关系表可能如表1 所示，其中包括两个分别与终端设备1421U412有关的表项，并且每个表项均带有独立的 老化定时器：
[0049]
阳050] 表1
[0051] 对从下行端口接收的ARP报文，网络设备20的处理流程如图5所示。
[005引步骤510,对来自下行端口的ARP报文，W ARP报文的源IP地址为索引，检索映射 关系表。
[0053] 步骤520,判断是否检索到包括该IP地址的表项，如果是，执行步骤530 ;否则执行 步骤540。
[0054] 步骤530,按照该ARP报文更新检索到的表项，重置该表项的老化定时器（即将老 化定时器的倒计时时间恢复为初始值），转步骤550。
[005引按照ARP报文更新检索到的表项，可W直接用该ARP报文的源MAC地址、VLAN标 签和接收该AH?报文的端口覆盖原来的表项，也可W对比该ARP报文的上述信息与检索到 的表 项是否相同，不同则按该ARP报文的上述信息修改原表项，相同则不作修改。
[0056] 例如，小区交换机120从端口 121收到终端设备1421发送的ARP请求报文，W ARP 请求报文的源IP地址为索引，检索到映射关系表中表项1已经保存有同样的信息，则重置 表项1的老化定时器，映射关系表仍如表1所示。
[0057] 步骤540,根据该AH?报文新增表项，启动新增表项的老化定时器，转步骤550。 [005引将该ARP报文的源IP地址、源MAC地址、VLAN标签和接收该ARP报文的端口记录 为一条新的表项，并为新增的表项设置老化定时器。
[0059] 例如，小区交换机120从端口 123收到终端设备1413发送的ARP响应报文，W ARP 响应报文的源IP地址为索引，在映射关系表中未检索到匹配的表项，则按照ARP响应报文 新增一条表项3,并启动表项3的老化定时器。此时，映射关系表如表2所示。
[0060]
阳061 ] 表2
[006引步骤550,将该ARP报文的CVLAN标签，根据预设的CVLAN与SVLAN的对应关系替 换为对应的SVLAN标签后，从SVLAN的上行端口转发。
[0063] 例如，对小区交换机120从端口 121收到的终端设备1421发送的ARP请求报文， 与该ARP报文中CVLAN--VLAN 21对应的SVLAN为VLAN20,则将ARP请求报文中的VLAN 21替换为VLAN 20,之后从上行端口 124转发。
[0064] 对从下行端口接收的非ARP报文，将该报文的CVLAN标签，根据预设的CVLAN与 SVLAN的对应关系替换为对应的SVLAN标签后，从SVLAN的上行端口转发。
[0065] 对下行的单播报文，可其目的IP地址为索引查找映射关系表，将匹配表项的 CVLAN标签替换报文中的SVLAN标签后从表项中的端口转发。例如，图1所示的网络中，小 区交换机120从端口 124收到发送给终端设备1412的单播报文，该单播报文的SVLAN标签 为10、目的IP地址为IP-1412 ; W目的IP地址IP-1412查找小区交换机120上的映射关系 表（表3)，表项2为匹配表项；将该单播报文中的VLAN 10替换为表项2中的CVLAN标签 VLAN 12,然后从下行端口 122转发。
[006引对下行的广播报文，则可W采用图4所示的流程来处理。例如，图1所示的网络中， 小区交换机120从端口 124收到SVLAN标签为20的ARP请求报文（广播报文），基于表3 所示的映射关系表，如果ARP请求报文的目的IP地址为IP-1421，则根据表项1，将ARP请 求报文的SVLAN标签VLAN20替换为VLAN 21后，从表项1中的端口 121转发。如果ARP请 求报文的目的IP地址为IP-1422,由于映射关系表中找不到匹配的表项，则将ARP请求报文 的SVLAN标签VLAN 20替换为VLAN 21后，从端口 121转发；将ARP请求报文的SVLAN标签 VLAN 20替换为VLAN 22后，从端口 122转发；将ARP请求报文的SVLAN标签VLAN 20替换 为VLAN 23后，从端口 123转发。
[0067] 在一个例子中，可W在映射关系表中表项的老化定时器计时到设定阔值后，由网 络设备W表项的IP地址和MAC地址为目的地址生成ARP确认报文，从该表项的端口发送给 与该表项有关的终端设备。终端设备收到ARP确认报文后，如果目的IP地址、目的MAC地 址与自身一致，则向网络设备回复ARP报文。终端设备回复的ARP报文从网络设备的下行 端口到达网络设备，根据前述对ARP报文的处理流程，会重置该表项的老化定时器。送样可 W避免因表项老化导致的网络流量中断。
[0068] ARP确认报文的一种可能的形式是，采用ARP请求报文的格式，但是报文的目的 MAC地址为表项中的MAC地址，而不是广播地址，送样ARP确认报文W单播的方式发送到终 端设备。终端设备根据ARP协议，将回复ARP响应报文。
[0069] 例如在图1所示的网络中，表3所示的映射关系表中表项3的老化定时器减少到 阔值（如老化定时器定时的一半）W下，小区交换机120 W IP-1413为目的IP地址、W MC-1413为目的MAC地址、按照ARP请求报文的格式生成ARP确认报文，从端口 123发送。 该ARP确认报文的VLAN标签为VLAN 13。终端设备1413收到ARP确认报文，因地址信息与 本机匹配，回复ARP响应报文。小区交换机120从端口 123收到源IP地址为IP-1413、源 MAC地址为MC-1413、带有VLAN 13标签的ARP响应报文，表项3的老化定时器被重置。
[0070] 与上述流程实现对应，本申请还提供了 VLAN映射的装置，图6所示为本公开一个 例子中的一种VLAN映射装置，应用在下行端口所在的CVLAN W N: 1的方式对应于上行端口 所在的SVLAN的网络设备上，包括上行ARP接收单元、映射关系记录单元、下行报文接收单 元和下行映射单元，其中：上行ARP接收单元用于接收来自下行端口的ARP报文；映射关系 记录单元用于记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系；下行报文接收单元用 于接收来自上行端口的报文；下行映射单元用于根据所述对应关系W及来自上行端口报文 的目的地址，将所述来自上行端口报文的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签， 转发替换标签后的报文。
[0071] 一个例子中，所述映射关系记录单元记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签 的对应关系包括：在映射关系表中将所述ARP报文的源地址、接收所述ARP报文的端口与 CVLAN标签的对应关系记录为表项；所述下行映射单元转发替换标签后的报文具体包括： 根据所述表项，从与所述来自上行端口报文目的地址对应的端口转发替换标签后的报文。
[0072] 所述ARP报文的源地址可W包括源IP地址和源MAC地址；记录所述ARP报文的源 地址和CVLAN标签的对应关系包括；W所述ARP报文的源IP地址为索引检索映射关系表； 如果未检索到包括所述IP地址的表项，根据所述ARP报文新增表项，启动新增表项的老化 定时器；如果检索到包括所述IP地址的表项，根据所述ARP报文更新表项，重置更新表项的 老化定时器。
[0073] 所述装置还可W包括；老化刷新单元，用于当映射关系表表项的老化定时器计时 到设定阔值后，W所述表项的IP地址和MAC地址为目的地址生成ARP确认报文，并从所述 表项中的端口发送。
[0074] -个例子中，所述装置还包括；下行广播单元，用于当来自上行端口的报文为广播 报文时，将来自上行端口的广播报文中的SVLAN标签逐个替换为对应的所有CVLAN的标签， 将替换标签后的广播报文从其CVLAN的下行端口转发。
[0075] 在一个例子中，所述ARP报文的源地址包括源IP地址和源MAC地址；所述装置还 可W包括目的IP索引单元和下行广播报文映射单元，其中：目的IP索引单元用于当来自上 行端口的报文为广播报文时，W来自上行端口的广播报文的目的IP地址为索引检索映射 关系表；
[0076] 下行广播报文映射单元用于在检索到包括所述IP地址的表项时，将该来自上行 端口的广播报文的SVLAN柄签替换为所述表项中的CVLAN柄签，并从所述表项中的端口转 发；在没有检索到包括所述IP地址的表项时，将该来自上行端口的广播报文中的SVLAN标 签逐个替换为对应的所有CVLAN的标签，将替换标签后的广播报文从其CVLAN的下行端口 转发。
[0077] 本申请实施例的VLAN映射的装置可W是软硬件结合的可编程设备，从硬件层 面 而言，VLAN映射的装置的硬件架构示意图具体可W参见图2。图2为本申请实施例提供的包 含VLAN映射装置的设备的硬件结构示意图。该设备包括；机器可读存储介质、CPU(Central Process化it,中央处理器），其中：
[0078] 机器可读存储介质；存储指令代码；所述指令代码被CPU执行时完成的操作主要 为VLAN映射的装置完成的功能。
[0079] CPU ;与机器可读存储介质通信，读取和执行机器可读存储介质中存储的所述指令 代码，完成上述VLAN映射的装置完成的功能。
[0080] 机器可读存储介质可W是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可W包含或 存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可W是；RAM(Radom Access Memory,随机存取存储器）、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器（如硬盘驱动 器）、固态硬盘、任何类型的存储盘（如光盘、dvd等），或者类似的存储介质，或者它们的组 合。另外，本文所描述的任一机器可读存储介质都可W是非暂时性的。
[0081] W上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用W限制本申请，凡在本申请的精 神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
【主权项】
1. 一种虚拟局域网的映射方法，应用在网络设备上，所述网络设备的下行端口所在的 用户虚拟局域网CVLAN以N: 1的方式对应于上行端口所在的服务虚拟局域网SVLAN，其特征 在于，所述方法包括： 接收来自下行端口的地址解析协议ARP报文； 记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系； 接收来自上行端口的报文； 根据所述对应关系以及来自上行端口报文的目的地址，将所述来自上行端口报文的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签，转发替换标签后的报文。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述记录ARP报文的源地址和CVLAN标签 的对应关系，包括：在映射关系表中将所述ARP报文的源地址、接收所述ARP报文的端口与 CVLAN标签的对应关系记录为表项； 所述转发替换标签后的报文，包括：根据所述表项，从与所述来自上行端口报文目的地 址对应的端口转发替换标签后的报文。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述ARP报文的源地址包括源IP地址和 源媒体接入控制MAC地址； 所述记录ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系，包括： 以所述ARP报文的源IP地址为索引检索映射关系表； 如果未检索到包括所述IP地址的表项，根据所述ARP报文新增表项，启动新增表项的 老化定时器； 如果检索到包括所述IP地址的表项，根据所述ARP报文更新表项，重置更新表项的老 化定时器。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当映射关系表表项的老 化定时器计时到设定阈值后，以所述表项的IP地址和MAC地址为目的地址生成ARP确认报 文，并从所述表项中的端口发送。5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当来自上行端口的报文 为广播报文时，将来自上行端口的广播报文中的SVLAN标签逐个替换为对应的所有CVLAN 的标签，将替换标签后的广播报文从其CVLAN的下行端口转发。6. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述ARP报文的源地址包括源IP地址和 源MAC地址； 所述方法还包括： 当来自上行端口的报文为广播报文时，以来自上行端口的广播报文的目的IP地址为 索引检索映射关系表； 如果检索到包括所述IP地址的表项，将该来自上行端口的广播报文的SVLAN标签替换 为所述表项中的CVLAN标签，并从所述表项中的端口转发；如果没有检索到包括所述IP地 址的表项，将该来自上行端口的广播报文中的SVLAN标签逐个替换为对应的所有CVLAN的 标签，将替换标签后的广播报文从其CVLAN的下行端口转发。7. -种虚拟局域网的映射装置，应用在网络设备上，所述网络设备的下行端口所在的 用户虚拟局域网CVLAN以N: 1的方式对应于上行端口所在的服务虚拟局域网SVLAN，其特征 在于，所述装置包括： 上行地址解析协议ARP接收单元，用于接收来自下行端口的ARP报文； 映射关系记录单兀，用于记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系； 下行报文接收单元，用于接收来自上行端口的报文； 下行映射单元，用于根据所述对应关系以及来自上行端口报文的目的地址，将所述来 自上行端口报文的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签，转发替换标签后的报 文。8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述映射关系记录单元记录所述ARP报文 的源地址和CVLAN标签的对应关系包括：在映射关系表中将所述ARP报文的源地址、接收所 述ARP报文的端口与CVLAN标签的对应关系记录为表项； 所述下行映射单元转发替换标签后的报文具体包括：根据所述表项，从与所述来自上 行端口报文目的地址对应的端口转发替换标签后的报文。9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述ARP报文的源地址包括源IP地址和 源媒体接入控制MAC地址； 所述映射关系记录单元记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系包括： 以所述ARP报文的源IP地址为索引检索映射关系表； 如果未检索到包括所述IP地址的表项，根据所述ARP报文新增表项，启动新增表项的 老化定时器； 如果检索到包括所述IP地址的表项，根据所述ARP报文更新表项，重置更新表项的老 化定时器。10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：老化刷新单元，用于当 映射关系表表项的老化定时器计时到设定阈值后，以所述表项的IP地址和MAC地址为目的 地址生成ARP确认报文，并从所述表项中的端口发送。11. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：下行广播单元，用于当 来自上行端口的报文为广播报文时，将来自上行端口的广播报文中的SVLAN标签逐个替换 为对应的所有CVLAN的标签，将替换标签后的广播报文从其CVLAN的下行端口转发。12. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述ARP报文的源地址包括源IP地址和 源MAC地址； 所述装置还包括： 目的IP索引单元，用于当来自上行端口的报文为广播报文时，以来自上行端口的广播 报文的目的IP地址为索引检索映射关系表； 下行广播报文映射单元，用于在检索到包括所述IP地址的表项时，将该来自上行端口 的广播报文的SVLAN标签替换为所述表项中的CVLAN标签，并从所述表项中的端口转发；在 没有检索到包括所述IP地址的表项时，将该来自上行端口的广播报文中的SVLAN标签逐个 替换为对应的所有CVLAN的标签，将替换标签后的广播报文从其CVLAN的下行端口转发。
【专利摘要】本申请提供一种VLAN的映射方法，应用在网络设备上，所述网络设备的下行端口所在的CVLAN以N:1的方式对应于上行端口所在的SVLAN，所述方法包括：接收来自下行端口的ARP报文；记录所述ARP报文的源地址和CVLAN标签的对应关系；接收来自上行端口的报文；根据所述对应关系以及来自上行端口报文的目的地址，将所述来自上行端口报文的SVLAN标签替换为其目的地址对应的CVLAN标签，转发替换标签后的报文。通过本申请的技术方案，实现了对采用静态IP地址的用户侧设备进行VLAN映射，增加了接入网络可采用的配置方式。
【IPC分类】H04L12/46, H04L29/12
【公开号】CN105490911
【申请号】CN201410484700
【发明人】肖冰
【申请人】杭州华三通信技术有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月19日
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