[发明专利]一种以太网交换机数据帧划分虚拟局域网并转发的方法

说明书

技术领域

本发明涉及以太网通信技术，具体涉及一种用来在以太网交换机上将数据帧划分到不同的VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)并转发的方法。

背景技术

随着因特网的高速发展，以太网网络逐渐成为人们日常工作和生活中必不可少的工具。而以太网交换设备作为组成以太网网络必不可少的设备，在网络中的数量与日俱增。随着以太网交换设备数量的增多，网络的组网越来越复杂，规模越来越大，这样导致广播域就可能越来越大，非常容易形成广播风暴，而使用VLAN是最常用的隔离广播域的方法。

同时，目前以太网交换设备的二层交换是由MAC地址转发表来实现的。

图2是现有技术中以太网交换机数据帧实现转发的流程图。

图中：

1.1交换机从端口PORT收到一个数据帧；

1.2先学习数据帧的源MAC地址及数据帧所应属于按协议、端口、子网或介质访问地址划分的VLAN，以及数据帧进入交换设备的PORT，然后形成一个包含MAC地址、VLAN及PORT的表项；

1.3交换机通过学习各个端口下的各个设备的源MAC地址，形成MAC地址表；

1.4当交换机在数据帧进行交换时，用数据帧的目的MAC地址来查找MAC地址表，获得转出PORT；

1.5交换机将数据帧快速转发到相应的转出PORT，转发完成。

从上面流程可以看出VLAN不仅是常用隔离广播域的方法，同时还是交换机二层转发表的重要组成部分。目前最常用的VLAN划分方法有按端口划分、按协议划分、按子网划分、按MAC地址划分。这些划分方法各自有自己的应用场景，但是对于目前运营商流行的QinQ(802.1Q in 802.1Q)的组网方式中，按端口划分、按协议划分、按子网划分、按MAC地址划分VLAN的划分方法已经不能满足转发要求。如组网要求从交换机端口1进入的不带VLAN tag(VLAN标签，IEEE 802.1Q规定，由TPID、User Priority CFI、VLAN ID组成)的数据帧从端口2出去带VLAN 10的tag，端口1进入的带VLAN 100至200 tag的数据帧从端口2出去带QinQ双层tag，内层为VLAN 100至200，外层为VLAN20，端口1进入的带VLAN 1000 tag的数据帧从端口2出去还是带VLAN 1000的tag。

显然，现有的数据帧VLAN划分并转发的方法对这种需求是很难很方便的满足的，因为这种场合下数据帧进入交换机的VLAN的划分都是按照数据帧进入交换机的端口以及数据帧带的VLAN tag中的VLAN值或者是否带VLAN tag决定的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的以太网交换机数据帧VLAN划分并转发的方法，实现在QinQ模式下的MAC地址学习与转发，以及添加和剥除VLANtag的方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案的方法，其特征在于，根据数据帧进入交换机的PORT值与数据帧进入交换机时所带的VLAN tag建立的QinQ VLAN表来进行VLAN的划分并实现转发，包括以下步骤：

第一步，交换机从端口PORT收到一个数据帧，并从数据帧中分析出内层VLAN tag与外层VLAN tag；

第二步，根据数据帧进入PORT的值和数据帧的内外层VLAN tag，查找数据帧进入交换机的ingress QinQ VLAN表，如果能得到一个新的VLAN，则转第三步；否则按照协议、端口、子网或MAC进行VLAN划分方法的转发流程正常转发；

第三步，以新的VLAN来学习数据帧的源MAC地址，形成包含有MAC地址、新的VLAN与PORT的MAC转发表；

第四步，以新的VLAN和数据帧的目的MAC地址来查找MAC转发表，得到转出PORT；

第五步，根据转出PORT和新的VLAN，在数据帧转出交换机的egress QinQ VLAN表中查找标志是否是tag，如果是tag，则转第六步；否则转第七步；

第六步，检查判断数据帧是否已经是两层VLAN tag，如果是两层tag，则保留该数据帧的外层VLAN tag，直接转第八步；否则在该数据帧上再添加一层VLAN值为新VLAN值的VLAN tag，转第八步；

第七步，检查判断数据帧是否已经是两层VLAN tag，如果是两层tag，则剥掉该数据帧的外层VLAN tag，转第八步；否则直接转第八步；