[发明专利]三层报文转发方法及路由设备和二层交换模块

说明书

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，具体涉及一种三层报文转发方法及一种路由设备和一种二层交换模块。

背景技术

目前，路由器正在向着路由、交换融合的多业务方向发展。与普通二层交换机不同，路由器上的二层交换模块与中央处理单元(CPU，CentralProcessing Unit)之间交互的报文，除了小流量的协议报文之外，还有大量的三层数据报文。提高二层交换模块的三层数据报文转发性能，是路由器需要解决的一个重要问题。

图1给出了现有的交换芯片与CPU之间进行数据交互的示意图，如图1所示，交换芯片为二层交换模块中专门负责报文交换的芯片，交换芯片上有专门的CPU上行口，所有需要上行CPU的报文如：协议报文、三层数据报文，都是通过该CPU上行口上送CPU的，然后由CPU中的二层交换驱动模块和上层软件处理模块负责协议的处理或三层数据报文的转发。

协议报文分为二层协议报文和三层协议报文。对于二层协议报文中的网桥协议数据单元(BPDU，Bridge Protocol Data Unit)报文，交换芯片强制该报文上行CPU，而对于其它协议报文，则需根据预先配置在交换芯片上的访问控制列表(ACL，Access Control List)规则，判断是否应将该报文上送CPU。

三层数据报文大都为目的媒体接入控制(MAC，Media Access Control)地址为虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Access Network)虚接口MAC地址的单播报文。在交换芯片的静态MAC地址表项中，将VLAN虚接口MAC地址对应的出端口都设置为CPU上行口，这样，当交换芯片收到三层数据报文时，在静态MAC地址表项中，会查找到与该报文的目的MAC地址对应的出端口为CPU上行口，从而使该报文上送CPU。

现有的交换芯片都是按照普通交换机的要求来设计的，对于普通交换机来说，CPU与交换端口的数据流仅限于小流量的协议报文，所以交换芯片的CPU上行口通常不具备大流量的数据转发能力。而对于路由器来说，CPU除了与二层交换模块之间有小流量的协议报文交互，还需要在二层交换模块和其它接口之间进行大流量的三层数据报文的转发，这样现有的交换芯片就不能满足路由器的性能需要了。例如：业内较普遍使用的一款交换芯片，其CPU上行口对于64字节小包的数据报文的上行速率只有40KPPS，远远满足不了三层数据报文的转发需要。

发明内容

本发明提供三层数据报文转发方法及路由设备、二层交换模块及交换芯片，以提高在二层交换模块上的三层数据报文转发性能。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种三层报文转发方法，该方法在路由设备的二层交换模块和CPU之间建立高速数据通道，包括：

二层交换模块和CPU通过所述高速数据通道交互三层单播报文。

所述在路由设备的二层交换模块和CPU之间建立高速数据通道进一步包括：在二层交换模块上配置静态MAC地址表项，该表项中的目的MAC地址为三层单播报文的目的MAC地址，该表项中的出端口信息为二层交换模块通往高速数据通道的端口信息，

所述二层交换模块和CPU交互三层单播报文包括：二层交换模块从外部交换端口接收到三层单播报文，在静态MAC地址表项中查找到该报文的目的MAC地址对应的出端口信息，将该报文通过该出端口信息对应的端口发送到高速数据通道上，以将报文发送到CPU。

所述二层交换模块和CPU交互三层单播报文包括：CPU确定要向二层交换模块发送报文，判断该报文是否为三层单播报文，若是，将该报文通过所述高速数据通道发给二层交换模块。

所述方法进一步包括：二层交换模块从外部交换端口接收到未知目的媒体接入控制MAC地址的单播报文，或者未知组播报文或者除地址解析协议ARP和动态主机配置协议DHCP报文外的广播报文，则将该报文广播到除通往高速数据通道的端口外的其它端口。

所述在二层交换模块和CPU之间建立高速数据通道通过：在二层交换模块和CPU之间增加以太网控制器、且该以太网控制器分别与二层交换模块和CPU相连实现。

所述在二层交换模块和CPU之间增加以太网控制器进一步包括：在二层交换模块上配置静态MAC地址表项，该表项中的目的MAC地址为三层单播报文的目的MAC地址，该表项中的出端口信息为二层交换模块上与以太网控制器相连的端口的信息，