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CN101729355A - 一种专用虚拟局域网的实现方法和装置 - Google Patents

一种专用虚拟局域网的实现方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种专用虚拟局域网的实现方法，在创建的虚拟局域网(VLAN)的入端口VLAN表和出端口VLAN表中设置各端口的专用虚拟局域网(PVLAN)端口类型，当二层数据进入交换设备进行转发时，通过比较入端口在入端口VLAN表中的PVLAN端口类型和出端口在出端口VLAN表中的PVLAN端口类型，在符合转发要求时，进行数据转发；本发明同时还公开了一种专用虚拟局域网的实现装置；通过本发明的方案，可以方便地实现PVLAN功能并易于扩容，并节省了硬件查找复杂的端口隔离表的资源开销。

Description

一种专用虚拟局域网的实现方法和装置
技术领域
本发明涉及数据通信中虚拟局域网技术，尤其涉及一种专用虚拟局域网的实现方法和装置。
背景技术
虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Area Network)最初是为了限制二层网络的广播报文而产生的技术，VLAN将一个扁平的二层网络分割成多个二层子网，子网间不能互相通讯，将广播报文限制在一个子网里，增加了二层网络的管理性能和安全性能。
随着网络应用的迅猛发展，以太网经历了10兆比特以太网、100兆比特快速以太网、1吉比特以太网和10吉比特以太网的发展，在这个过程中，用户对于网络可扩展方面提出了越来越高的要求。现如今，传统的VLAN技术已无法解决现有网络可扩展方面的局限性，现有的网络模型是为每个用户分配单一VLAN和IP子网，这种模型带来了很多局限性，主要包括：
(1)VLAN的限制：交换机固有的VLAN数量是4096个，这个资源是有限的；
(2)生成树协议(STP，Spanning Tree Protocol)管理的限制：VLAN的生成树拓扑管理需要按照STP运行STP算法，STP算法非常复杂；
(3)IP地址的限制：IP地址的数量是有限的，而IP子网的划分，每个IP子网会占用相应的IP地址，因此会带来IP地址的浪费；
(4)路由的限制：每个子网都需要配置默认网关，进而就需要维护、管理大量的路由；
为解决上述问题，现有技术在VLAN基础上产生了一种新的技术：专用虚拟局域网(PVLAN，Private VLAN)，PVLAN采用两层VLAN隔离技术，只有上层VLAN全局可见，下层VLAN实现隔离。在PVLAN中，交换机端口分为三种类型：隔离端口(Isolated port)、团体端口(Community port)、混合端口(Promiscuous port)，其中，隔离端口和团体端口属于下层VLAN，混合端口属于上层VLAN。不同的PVLAN之间，任何端口都不能通过以太网的媒体访问控制(MAC)地址互相通信。同一个PVLAN内，隔离端口只能和混合端口通信，两个隔离端口彼此不能交换报文；团体端口可以和混合端口通信，而且两个团体端口彼此也可以交换报文；混合端口与路由器或第三层交换机接口相连，它收到的报文可以发往隔离端口和团体端口。
目前，PVLAN通常通过端口隔离表来实现，通过控制层软件管理该表，转发系统在转发报文过程中以VLAN、入端口、出端口为索引查端口隔离表，决定是否转发流量。
随着交换机支持端口数的增加，且一个端口可以属于多个VLAN，那么，端口隔离表也随之变大，如此，就带来存储、管理、维护等方面的困难，因此目前大多数交换机对PVLAN的支持是有限制的，通常只支持一定数量的PVLAN，显然这无法满足日益发展的网络需求；同时，交换机为了实现性能要求，通常采用硬件转发，通过查端口隔离表来判断报文是否转发，这也将占用一定的硬件资源开销。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种专用虚拟局域网的实现方法和装置，可以方便的实现PVLAN功能并易于扩容，也将降低硬件资源开销的占用。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供的一种专用虚拟局域网的实现方法，在创建的VLAN的入端口VLAN表和出端口VLAN表中设置各端口的PVLAN端口类型；该方法还包括：
当二层数据进入交换设备进行转发时，查询数据入端口在入端口VLAN表中的PVLAN端口类型及数据出端口在出端口VLAN表中的PVLAN端口类型；
比较数据的入端口PVLAN端口类型和数据的出端口PVLAN端口类型，在符合转发要求时，进行数据转发。
上述方案中，所述设置各端口的PVLAN端口类型具体为：通过网络管理接口设置VLAN内各端口的PVLAN端口类型，PVLAN端口类型包括：隔离端口、团体端口和混合端口，以端口号+VLAN信息为索引，分别保存到入端口VLAN表和出端口VLAN表。
上述方案中，所述查询数据入端口在入端口VLAN表中的PVLAN端口类型具体为：根据数据的入端口号和数据所属VLAN查询入端口VLAN表，得到入端口PVLAN端口类型。
上述方案中，所述数据出端口在出端口VLAN表中的PVLAN端口类型的查询具体为：根据出端口号和数据所属VLAN查询出端口VLAN表，得到出端口PVLAN端口类型。
上述方案中，所述符合转发要求具体为：数据的入端口PVLAN端口类型和数据的出端口PVLAN端口类型，其中任意一个为混合端口，或者均为团体端口。
上述方案中，该方法进一步包括：在不符合转发要求时，丢弃数据。
本发明提供的一种专用虚拟局域网的实现装置，其特征在于，该装置包括：端口设置模块、端口查询模块、比较模块、转发模块；其中，
端口设置模块，用于在创建的VLAN的入端口VLAN表和出端口VLAN表中设置各端口的PVLAN端口类型；
端口查询模块，用于根据数据的入端口号和数据所属VLAN查询入端口VLAN表，得到入端口PVLAN端口类型；以及根据数据要转发的出端口号和数据所属VLAN查询出端口VLAN表，得到出端口PVLAN端口类型；
比较模块，用于比较数据的入端口PVLAN端口类型和数据的出端口PVLAN端口类型，在符合转发要求时，通知转发模块；
转发模块，用于转发数据。
上述方案中，所述端口查询模块进一步包括：入端口查询模块和出端口查询模块，其中，
入端口查询模块，用于根据数据的入端口号和数据所属VLAN查询入端口VLAN表，得到入端口PVLAN端口类型；
出端口查询模块，用于根据数据要转发的出端口号和数据所属VLAN查询出端口VLAN表，得到出端口PVLAN端口类型。
上述方案中，该装置进一步包括：丢弃模块，用于丢弃数据；
相应的，所述比较模块，进一步用于在不符合转发要求时，通知丢弃模块。本发明所提供的专用虚拟局域网的实现方法和装置，在创建的VLAN的入端口VLAN表和出端口VLAN表中设置各端口的PVLAN端口类型，当二层数据进入交换设备进行转发时，通过比较入端口在入端口VLAN表中的PVLAN端口类型和出端口在出端口VLAN表中的PVLAN端口类型，在符合转发要求时，进行数据转发；如此，可以方便地实现PVLAN功能，而且不需要为PVLAN创建端口隔离表，可以扩充更多的VLAN实现PVLAN；并节省硬件查找复杂的端口隔离表所占用的硬件资源开销。
附图说明
图1为本发明的专用虚拟局域网的实现方法的流程示意图；
图2为本发明的专用虚拟局域网的实现装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：在创建的VLAN的入端口VLAN表和出端口VLAN表中设置各端口的PVLAN端口类型，当二层数据进入交换设备进行转发时，查询数据入端口在入端口VLAN表中的PVLAN端口类型、及数据出端口在出端口VLAN表中的PVLAN端口类型；通过比较入端口PVLAN端口类型和出端口PVLAN端口类型，确定在符合转发要求时进行数据转发；从而实现PVLAN的功能。
下面通过附图及具体实施例对本发明再做进一步的详细说明。
本发明的专用虚拟局域网的实现方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101：在创建的VLAN的入端口VLAN表和出端口VLAN表中设置各端口的PVLAN端口类型；
具体的，通过网络管理接口创建VLAN，并创建该VLAN的入端口VLAN表(IngressPortVlan表)和出端口VLAN表(EgressPortVlan表)，将交换设备端口加入到该VLAN的入端口VLAN表和出端口VLAN表中；
通过网络管理接口设置VLAN内各端口的PVLAN端口类型，PVLAN端口类型包括：隔离端口、团体端口和混合端口，默认端口类型都是混合端口。以端口号+VLAN信息作为入端口VLAN表和出端口VLAN表的索引，分别保存到所述VLAN的入端口VLAN表和出端口VLAN表。所述VLAN信息可以是VLAN名称、VLAN地址等。
步骤102：二层数据进入交换机转发的上行处理流程中，根据数据的入端口号和数据所属VLAN查询入端口VLAN表，得到入端口PVLAN端口类型；
步骤103：根据数据的MAC地址转发表，跳转到要转发的交换设备相应的出端口；
步骤104：数据进行转发的下行处理流程中，根据出端口号和数据所属VLAN查询出端口VLAN表，得到出端口PVLAN端口类型；
下面通过步骤105与步骤106判断数据是否符合转发要求；
步骤105：比较得到的入端口PVLAN端口类型和出端口PVLAN端口类型，判断是否其中任意一个为混合端口，如果是，则执行步骤108；如果不是，则执行步骤106；
步骤106：比较得到的入端口PVLAN端口类型和出端口PVLAN端口类型，判断是否均为团体端口，如果是，则执行步骤108；如果不是，则执行步骤107；
步骤107：丢弃数据，结束转发流程。
步骤108：数据由要转发的出端口正常转发。
为实现上述方法，本发明还提供了专用虚拟局域网的实现装置，如图2所示，该装置包括：端口设置模块20、端口查询模块21、比较模块22、转发模块23；其中，
端口设置模块20，用于在创建的VLAN的入端口VLAN表和出端口VLAN表中设置各端口的PVLAN端口类型；
端口查询模块21，用于根据数据的入端口号和数据所属VLAN查询入端口VLAN表，得到入端口PVLAN端口类型；以及根据数据要转发的出端口号和数据所属VLAN查询出端口VLAN表，得到出端口PVLAN端口类型；
比较模块22，用于比较数据的入端口PVLAN端口类型和数据的出端口PVLAN端口类型，在符合转发要求时，通知转发模块23；
所述符合转发要求为：数据的入端口PVLAN端口类型和数据的出端口PVLAN端口类型，其中任意一个为混合端口；或者，数据的入端口PVLAN端口类型和数据的出端口PVLAN端口类型均为团体端口；
转发模块23，用于由要转发的出端口转发数据。
所述端口查询模块21进一步包括入端口查询模块211、出端口查询模块212，其中，
入端口查询模块211，用于根据数据的入端口号和数据所属VLAN查询入端口VLAN表，得到入端口PVLAN端口类型；
出端口查询模块212，用于根据数据要转发的出端口号和数据所属VLAN查询出端口VLAN表，得到出端口PVLAN端口类型；
该装置进一步包括丢弃模块24，用于丢弃所要转发的数据。
相应的，所述比较模块22，进一步用于在不符合转发要求时，通知丢弃模块24。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种专用虚拟局域网的实现方法，其特征在于，在创建的虚拟局域网(VLAN)的入端口VLAN表和出端口VLAN表中设置各端口的专用虚拟局域网(PVLAN)端口类型；该方法还包括：
当二层数据进入交换设备进行转发时，查询数据入端口在入端口VLAN表中的PVLAN端口类型及数据出端口在出端口VLAN表中的PVLAN端口类型；
比较数据的入端口PVLAN端口类型和数据的出端口PVLAN端口类型，在符合转发要求时，进行数据转发。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置各端口的PVLAN端口类型具体为：通过网络管理接口设置VLAN内各端口的PVLAN端口类型，PVLAN端口类型包括：隔离端口、团体端口和混合端口，以端口号+VLAN信息为索引，分别保存到入端口VLAN表和出端口VLAN表。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述查询数据入端口在入端口VLAN表中的PVLAN端口类型具体为：根据数据的入端口号和数据所属VLAN查询入端口VLAN表，得到入端口PVLAN端口类型。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数据出端口在出端口VLAN表中的PVLAN端口类型的查询具体为：根据出端口号和数据所属VLAN查询出端口VLAN表，得到出端口PVLAN端口类型。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述符合转发要求具体为：数据的入端口PVLAN端口类型和数据的出端口PVLAN端口类型，其中任意一个为混合端口，或者均为团体端口。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：在不符合转发要求时，丢弃数据。
7.一种专用虚拟局域网的实现装置，其特征在于，该装置包括：端口设置模块、端口查询模块、比较模块、转发模块；其中，
端口设置模块，用于在创建的VLAN的入端口VLAN表和出端口VLAN表中设置各端口的PVLAN端口类型；
端口查询模块，用于根据数据的入端口号和数据所属VLAN查询入端口VLAN表，得到入端口PVLAN端口类型；以及根据数据要转发的出端口号和数据所属VLAN查询出端口VLAN表，得到出端口PVLAN端口类型；
比较模块，用于比较数据的入端口PVLAN端口类型和数据的出端口PVLAN端口类型，在符合转发要求时，通知转发模块；
转发模块，用于转发数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述端口查询模块进一步包括：入端口查询模块和出端口查询模块，其中，
入端口查询模块，用于根据数据的入端口号和数据所属VLAN查询入端口VLAN表，得到入端口PVLAN端口类型；
出端口查询模块，用于根据数据要转发的出端口号和数据所属VLAN查询出端口VLAN表，得到出端口PVLAN端口类型。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：丢弃模块，用于丢弃数据；
相应的，所述比较模块，进一步用于在不符合转发要求时，通知丢弃模块。
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