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CN102171998B - 业务实例映射方法、装置和系统 - Google Patents

业务实例映射方法、装置和系统 Download PDF

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CN102171998B
CN102171998B CN2011800004064A CN201180000406A CN102171998B CN 102171998 B CN102171998 B CN 102171998B CN 2011800004064 A CN2011800004064 A CN 2011800004064A CN 201180000406 A CN201180000406 A CN 201180000406A CN 102171998 B CN102171998 B CN 102171998B
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Abstract

本发明公开了一种业务实例映射方法、装置和系统，其中，该业务实例映射方法包括：将二层的业务实例与所述业务实例的业务接入端口相关联，确定业务接入端口与业务实例标识的对应关系；将所述业务实例标识映射到报文的业务标签中。本发明实施例由于采用业务标签携带业务实例标识，可以包括更大的业务标签支持能力，可以支持的业务实例多，能够满足大规模公有云环境下多租户的需求；扩展了控制协议支持，TRILL协议的扩展能够满足更大的业务发展能力。

Description

业务实例映射方法、装置和系统
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种业务实例映射方法、装置和系统。
背景技术
在虚拟化技术支撑下的云计算能够提供弹性的计算、存储、应用服务的资源池。云计算一个主要的发展趋势是构建一个具有大容量、无阻塞的数据中心的网络架构，在这个基础上能够支持各种业务应用的展开。网络设备需要能够对于更大的服务器簇(cluster)的支持，以及在虚拟机应用情况下的更大范围的迁移并保证迁移过程的业务连续性。因此，云计算需要满足以下三项网络需求：
第一、无阻塞的网络架构，多路径流量均衡。
数据中心(Data Center；简称：DC)的流量特点是内部的横向流量(内部服务器之间的流量)大于纵向流量(内部服务器与外部客户间的流量)，且内部的横向流量的突发性较大，不能够事先进行规划。现有技术在数据中心内部的网络架构倾向采用胖树(fat tree)的形式构建无收敛内部互联。在fat tree网络架构下，网络中各节点间的多等价路径需要从控制层面进行很好的利用以满足无阻塞交换的需求，可以解决数据中心内部日益增加的横向流量冲突问题。
第二、采用大L2(即数据链路层，也称为二层)网络支持更大的服务器簇(cluster)和虚拟机迁移。
传统的L2技术无法支持多网络路径，使用生成树协议(spanning-treeprotocol；简称：STP)相关的技术破环后的网络对整个网络的有效路径利用很低，大的服务器簇和虚拟机迁移范围需要更大的L2网络。大L2网络能够提高虚拟机的迁移范围，实现大范围的服务器共享。
第三、公有云需要网络支持多租户的标识能力，以便对租户进行控制。
在公有云的建设中需要大量的业务实例进行多租户的识别，如何在网络设备上支持更多的租户业务也是一个问题，如：一个含500K虚拟机的数据中心需要10K以上的业务实例的支持能力。
目前在数据中心内的大L2网络的标准技术包括：互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force；简称：IETF)的多链路透明互联(TransparentInterconnection of Lots of Links；简称：TRILL)技术和美国电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers；简称：IEEE)的802.1aq技术。二者的基础原理是：在二层上根据端口链路连接情况，利用中间系统到组件系统(Intermediate System to Intermediate System；简称：ISIS)计算二层链路的最短路径转发(Shortest Path First；简称：SPF)，从而得到一个跨设备的最短路径。在数据面上这两种技术采用了不同的封装格式，其中，TRILL定义了TRILL头，将用户的二层报文封装在TRILL头中逐跳转发；而802.1aq即最短路径桥接(Shortest Path Bridging；简称：SPB)利用802.1ah定义的Mac承载MAC(MacInMac)的封装格式，并根据协议需要定义了特定的组播头扩展方式，在MacInMac头的内层MAC就是用户的二层报文。在协议控制面上两者存在的一定差异：TRILL协议的控制面计算相对SPB小，同时通过逐跳的等价多路径(Equal Cost Multi-Path；简称：ECMP)能够均衡利用网络的带宽；但TRILL协议当前的业务实例为报文中802.1q的虚拟局域网(Virtual Local Area Network；简称：VLAN)标识，共12比特(bits)，最多只能有4094个业务实例，限制了公有云能够的租户。而SPB协议主要通过业务入口进行多路径负载分担，可以全局规划业务流量，能够支持16M比特(bits)的业务实例，其控制面量计算相对TRILL更大。其中，TRILL协议通过TRILL头对用户的二层报文进行封装，在TRILL头中包含网络传输节点的VLAN ID(外层VLAN)，根据该VLAN ID结合互联的链路进行ISIS选路计算，转发路径的中间节点根据自己是否有该业务实例(对应报文中封装内层VLAN)而进行选择学习，在目的节点进行向用户端口的转发，TRILL协议是一个在转发路径上逐跳散布的等价路径选路的过程。而SPB使用MacInMac封装将用户的二层报文封装在其中，通过外部的BMAC+BVLAN在网络设备间承载转发用户报文，而用户的业务标识通过MacInMac头中一个特定的I-TAG中的ISID(24比特)来标识。SPB根据MAC+ISID进行转发学习，用户报文可以有多种形态，包括UN-TAG、单TAG、双TAG的情况。在SPB的转发平面中，由不同的BVLAN构成多个等价的转发平面；同时在用户接入侧可以灵活的指定映射规则将用户报文映射到对应的转发平面中。一旦指定了入口的映射关系，用户报文就沿着计算确定的端到端的固定路径到达其目的节点设备，SPB协议与TRILL协议在转发行为上的最大区别在于：SPB协议的转发路径是端到端确定的，其多路径的负载负担需要在入口对流量划分，映射到不同的转发平面中来分担；而TRILL协议是一个在转发路径上逐跳散布的等价路径选路的过程。
虽然SPB协议能够提供更多的业务实例(ISID有24比特)以满足业务需求，但SPB协议的负载分担的流量模型是从入口进行固定选路，与TRILL协议相比，SPB协议的固定选路的方式不能够确保最大的流量负载均衡，并且数据中心本身不确定的突发流量较多，没有明确的流量模型的情况下无法做出很好的事先规划映射，因此，SPB协议更容易出现拥塞的热点。此外，当fat tree架构的数据中心网络扩容时，SPB协议固定选路容易出现更多的ECMP，端到端的规划路径时网络中的有效路径利用率低；而TRILL协议的逐跳最短路径分发的情况则能够更好地利用网络中的有效路径。在fat tree网络架构下，其内部节点的互联ECMP随着网络规模增大而不断增大(设备容量一定情况下)，采用SPB协议计算固定的条目端到端的路径越来越难以全面的利用网络带宽；TRILL协议逐跳进行ECMP均衡的方式优势明显。
综上所述，虽然TRILL协议逐跳进行ECMP均衡的方式优势明显，但可以的业务实例少，无法满足超过4K的业务实例例如：无法满足公有云等对于多租户的需求。
发明内容
本发明实施例提供一种业务实例映射方法、装置和系统，用以解决现有技术中TRILL协议支持的业务实例少的缺陷，实现支持较多的业务实例。
本发明实施例提供一种业务实例映射方法，包括：
将二层的业务实例与所述业务实例的业务接入端口相关联，确定业务接入端口与业务实例标识的对应关系；
将所述业务实例标识映射到报文的业务标签中。
本发明实施例又提供一种业务实例映射装置，包括：
关联模块，用于将二层的业务实例与所述业务实例的业务接入端口相关联，确定业务接入端口与业务实例标识的对应关系；
映射模块，用于将所述业务实例标识映射到报文的业务标签中。
本发明实施例还提供一种业务实例映射系统，包括：至少一个数据中心；
所述数据中心中包括本发明实施例中任一所述的业务实例映射装置。
本发明实施例的业务实例映射方法、装置和系统，将二层的业务实例与其业务接入端口相关联后，可以将与该业务接入端口对应的业务实例标识映射到报文的业务标签中，由于采用业务标签携带业务实例标识，可以包括更大的业务标签支持能力，可以支持的业务实例多，能够满足大规模公有云环境下多租户的需求；扩展了控制协议支持，TRILL协议的扩展能够满足更大的业务发展能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明视频输出模式选择方法实施例一流程图；
图2为本发明视频输出模式选择方法实施例二流程图；
图3为本发明视频输出模式选择设备实施例结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a为本发明实施例一提供的业务实例映射方法的流程图；
图1b为本发明实施例一提供的业务实例映射方法中TRILL报文采用的802.1q封装格式的示意图；
图1c为本发明实施例一提供的业务实例映射方法中QinQ的报文封装格式的示意图；
图1d为本发明实施例一提供的业务实例映射方法中TRILL报文采用的802.1q封装格式的另一种示意图；
图1e为本发明实施例一提供的业务实例映射方法中扩展后P2P的邻居建立的状态机示意图；
图2a为本发明实施例二提供的业务实例映射方法的一种应用场景的示意图；
图2b为本发明实施例二提供的业务实例映射方法的另一种应用场景的示意图；
图3为本发明实施例三提供的业务实例映射装置的结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的业务实例映射装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1a为本发明实施例一提供的业务实例映射方法的流程图，如图1a所示，该业务实例映射方法具体可以包括：
步骤101、将二层的业务实例与所述业务实例的业务接入端口相关联，确定业务接入端口与业务实例标识的对应关系；
其中，本发明实施例中业务实例是一种二层(数据链路层)的网络服务，不同的业务实例之间在网络中为二层隔离状态，业务实例的业务接入端口和业务实例的关联可以通过命令配置的方式进行指定。例如：
[RB1]service instance 100name“S1”//创建业务实例S1；
[PE2]interface vlanif 10
[PE1-Vlanif10]12 binding service instance S1//将业务实例S1与vlan业务接入端口interface vlanif 10的关联。
另外，在某一个网络中，每一个业务实例对应一个全局唯一的业务实例标识，其中，业务实例标识由数字编号、字符串别名等组成。可以在业务实例与业务接入端口时，为该业务实例分配一个对应的业务实例标识；也可以在关联之前预先配置该业务实例对应的业务实例标识，业务实例标识可以在数据报文中映射到业务标签在设备间进行传递。此外，租户标识对应为多租户场景下租户的标识区分。一个租户可能租用多个二层业务实例以满足其业务应用需求，即多租户的租户标识和业务实例标识可以为一对多的关系。
步骤102、将所述业务实例标识映射到报文的业务标签中。
具体地，由于TRILL协议定义的转发行为更加能够利用网络中可能的最优路径，实现流量的空间散布最优，本发明实施例中以TRILL的控制协议为例进行改进。其中，TRILL报文的格式如下表1所示。
表1TRILL报文的格式
Figure BDA0000065279040000071
表1中TRILL报文从前至后包括：6字节(Bytes)的外层目的MAC(OuterDMAC)、6字节的外层源MAC(OuterSMAC)、4字节的外层VLAN标签(OuterVlanTAG)、4字节的TRILL头(TRILL Head)，此外，用户数据包(User Pkt)是用户的802.1q报文，最后是4字节的帧校验和帧校验序列(Frame Check Sequence；简称：FCS)。其中，外层的MAC为设备的桥MAC，在单播报文时为两相邻设备的桥MAC，在广播报文时为源MAC为入口节点桥MAC，目的MAC为特定的组播MAC。报文转发选路依据的设备ID定义在TRILL头，其中，TRILL头的格式如下表2：
表2TRILL头的格式
Figure BDA0000065279040000072
表2中的重要信息域如下：“TRILL Eth-type”为TRILL的以太网类型；“V”为TRILL的版本，未扩展之前为“0”，如果发现不为“0”的版本可能直接丢弃报文，扩展之后可以修改为“1”。“M”为报文是否为组播标志，“0”为单播，“1”为组播。“Op-Length”为TRILL头扩展选项的长度，以四字节为单位，最大可以支持124字节的选项定义，对于选项区域的每个选项的第一字节遵循如下表3中的格式：
表3选项的第一字节
  CHbH   CItE   Reserved
表3中，CHbH比特为“1”时说明选项是逐跳的，而CItE为“1”时说明选项是端到端的。
此外，报文入口(Ingress)和出口(Egress)的设备ID分别对应为一个16比特的路由桥别名(RBridge Nickname)。其中，单播报文“M”标志为“0”，“Ingress Rbridge nickname”和“Egress Rbridge nickname”分别为入口和出口对应的网络设备的别名；而广播报文时“M”标志为“1”，“Ingress Rbridgenickname”为入口设备别名，“Egress Rbridge nickname”为使用的广播树根节点的设备别名。
在TRILL协议中支持用户侧为802.1q的报文封装形式，即“User Pkt”中实际承载的报文为802.1q报文，带一层VLAN标签(Vlan TAG)，该VLAN标签是一种业务标签，在整个TRILL网络中全局有效。该VLAN标签可以与接入的用户的VLAN标签相同，也可以是通过VLAN变换得到的一个新的VLAN标签。图1b为本发明实施例一提供的业务实例映射方法中TRILL报文采用的802.1q封装格式的示意图，如图1b所示，VLAN标签(VLAN TAG)由2字节的标签协议标识(Tag Protocol Identifier；简称：TPID)和2字节标签控制信息(Tag Control Information；简称：TCI)组成，其中，TPID为8100(16进制)；TCI包含3比特的优先级信息(Priority Information；简称：PRI)以表明优先级，1比特的拥塞因子(Congestion Factor Information；简称：CFI)以表明是否经历拥塞，最后一个VLAN字段(即TRILL报文的内层VLAN字段)可以保存12比特的VLAN ID。在TRILL网络中根据网络拓扑和链路开销计算出的各节点到其它节点的多路径的基础上，广播报文可以根据下游节点的业务实例(内层VLAN)的情况进行路径裁减，因此，在TRILL网络中，内层VLAN字段中保存的VLAN ID同时可以作为用户的业务实例的标识和广播报文路径裁减的标签。如果在TRILL网络中，采用内层VLAN字段保存的VLAN ID作为业务实例标识和广播报文转发路径剪裁的标签为12比特，可以支持不超过4094个内层VLAN。由于，对TRILL协议中业务实例和转发路径裁减的标签都是内层VLAN字段保存的VLAN ID，因此可以基于内层VLAN字段扩展的业务标签的定义方式，获得支持更大的业务实例的空间能力。
例如：扩展的业务标签可以使用20比特，通过这20比特可以支持1M业务实例。这样则可以在ISIS协议设计时，将其网络节点规模尽量控制在1K之内，从而控制网络设备实际能够提供的接口和交换容量，1M的业务实例能够满足1K网络节点的业务应用需求，并具备较大的支持未来网络规模扩展潜力。扩展得到的业务标签的可以采用以下两种示例：
示例一、将802.1q报文封装格式与TRILL头的扩展选项结合，可以扩展得到支持20比特的业务标签支持能力。
其中，TRILL协议中用户报文为802.1q报文格式封装，采用802.1q报文TCI域中的VLAN字段(即TRILL的内层VLAN字段)存放业务标签的低12比特，并扩展TRILL头的选项作为业务标签的另外高8比特。当然也可以将TRILL的内层VLAN字段的12比特作为高12比特，扩展TRILL头的选项作为低8比特，或者采用其他可用的组合方式。其中，扩展的选项可以采取类型长度值(Type Length Value；简称：TLV)的方式进行扩展，占用4字节，扩展选项格式如下表4：
表4
Figure BDA0000065279040000091
其中，TRILL头的扩展选项的第一字节可以遵循TRILL协议规定的头格式定义。第一字节中，CHbH为逐跳标志位和CItE为端到端标志位，分别定义了选项携带的方式。由于在单个TRILL域内使用唯一的业务实例标识，CHbH可以为“0”，CItE可以为“1”，剩余保留(Reserved)的6比特为“0”。第二字节可以为类型信息(Type)，可以暂定取值为“1”。第三字节可以为信息域长度(Length)，按照字节计数，用以定义后面选项长度，取值可以为“1”。第四字节可以为业务标签的高8比特(Lable High8)。表4中仅扩展选项格式一种示例，也可以为其他可实现的定义方式。
示例二、在用户报文域中采用双层VLAN迭加(802.1q in 802.1q；简称：QinQ)的封装形式承载20比特或24比特的业务标签。
其中，图1c为本发明实施例一提供的业务实例映射方法中QinQ的报文封装格式的示意图，如图1c所示。QinQ报文包括内外两层VLAN标签(TAG)，每个VLAN TAG都由2字节的TPID和2字节TCI组成。其中，外层标签(Outer TAG)的TPID为88A8(16进制)，内层标签(Inner TAG)的TPID为8100(16进制)。TCI则包括3比特的PRI表明优先级，1比特的CFI表明是否经历拥塞，最后包括一个12比特的VLAN字段。
采用QinQ封装格式时，内层标签的VLAN字段可以存放业务标签的低12比特，而外层标签的VLAN字段12比特中的低8比特(也可以为高8比特或者其他方式选取的8比特)可以存放业务标签的高8比特，剩余高4比特可以为保留域。当然，内层标签的VLAN字段可以存放业务标签的高12比特，而外层标签的VLAN字段的12比特中的低8比特(也可以为高8比特或者其他方式选取的8比特)可以存放业务标签的低8比特。采用QinQ封装格式，可以扩展到支持20比特的业务标签的能力。
此外，内层标签的VLAN字段的12比特和外层标签的VLAN字段的12比特也可以全部用于存放业务标签，例如：内层标签的VLAN字段的12比特的可以存放业务标签的高12比特，外层标签的VLAN字段的12比特的可以存放业务标签的低12比特；或者，内层标签的VLAN字段的12比特的可以存放业务标签的低12比特，外层标签的VLAN字段的12比特的可以存放业务标签的高12比特。采用QinQ封装格式，可以扩展到最大24比特的业务标签的能力。
上述业务标签的扩展方式仅为示例，其中业务标签的能力不仅限于支持20比特和24比特两种能力，也可以为其他大于12比特的能力，具体可以根据应用场景的需要进行扩展。
优选地，在采用了扩展的业务标签后，可以将TRILL头中的版本号信息“V”从“0”升级到“1”，防止不支持的设备进行错误的解析判断。当然，也可以不升级，而是通过控制平面获取相应的TLV，在中间系统到中间系统的握手(IS-IS HELLO；简称：IIH)中建立邻居关系的连接过程中直接保证正确的连接关系。
进一步地，根据上述业务标签定义的示例，步骤102具体可以包括以下任一方式：
方式一、根据上述的示例一，可以将所述业务实例标识映射到多链路透明互联报文的第一虚拟局域网标签的虚拟局域网字段和多链路透明互联报文头的扩展选项，所述多链路透明互联报文的第一虚拟局域网标签的虚拟局域网字段和多链路透明互联头的扩展选项构成所述业务标签；
例如：将所述业务实例标识的低12比特映射到所述多链路透明互联报文的第一虚拟局域网标签的虚拟局域网字段，将所述业务实例标识的高8比特映射到所述多链路透明互联报文头的扩展选项；或
将所述业务实例标识的高12比特映射到所述多链路透明互联报文的第一虚拟局域网标签的虚拟局域网字段，将所述业务实例标识的低8比特映射到所述多链路透明互联报文头的扩展选项。
方式二、根据上述的示例二，将所述业务实例标识映射到双层虚拟局域网迭加报文的第一外层标签的虚拟局域网字段和第一内层标签的虚拟局域网字段，所述双层虚拟局域网迭加报文中的第一外层标签的虚拟局域网字段和第一内层标签的虚拟局域网字段构成所述业务标签。例如：
将所述业务实例标识的高8比特映射到所述双层虚拟局域网迭加报文中的第一外层标签的虚拟局域网字段，将所述业务实例标识的低8比特映射到所述双层虚拟局域网迭加报文中的第一内层标签的虚拟局域网字段；或
将所述业务实例标识的低8比特映射到所述双层虚拟局域网迭加报文中的第一外层标签的虚拟局域网字段，将所述业务实例标识的高8比特映射到所述双层虚拟局域网迭加报文中的第一内层标签的虚拟局域网字段；或
将所述业务实例标识的高12比特映射到所述双层虚拟局域网迭加报文中的第一外层标签的虚拟局域网字段，将所述业务实例标识的低12比特映射到所述双层虚拟局域网迭加报文中的第一内层标签的虚拟局域网字段；或
将所述业务实例标识的低12比特映射到所述双层虚拟局域网迭加报文中的第一外层标签的虚拟局域网字段，将所述业务实例标识的高12比特映射到所述双层虚拟局域网迭加报文中的第一内层标签的虚拟局域网字段。
此外，该业务实例映射方法还可以保留原来的虚拟局域网标识，将虚拟局域网标识映射到原来的虚拟局域网域，具体也可以包括以下示例：
示例一、将所述业务实例的虚拟局域网标识映射到多链路透明互联报文的第二虚拟局域网标签的虚拟局域网字段；
其中，图1d为本发明实施例一提供的业务实例映射方法中TRILL报文采用的802.1q封装格式的另一种示意图，如图1d所示，上述示例中提到的多链路透明互联(TRILL)报文的第一虚拟局域网标签可以中的VLANTAG(也可以参见图1b)，而TRILL报文第二虚拟局域网标签可以为一个新增的VLANTAG’；当然，如果第一虚拟局域网标签为VLANTAG’，第二虚拟局域网标签为VLANTAG也是可行的。这样，TRILL报文既可以在第一虚拟局域网标签中携带业务实例标识，又可以在第二虚拟局域网标签中携带业务实例的原本的VLAN标识，从而兼容原有的TRILL协议。
示例二、将所述业务实例的虚拟局域网标识映射到双层虚拟局域网迭加报文的第二外层标签的虚拟局域网字段和/或第二内层标签的虚拟局域网字段。
与示例一类似，在图1c的基础上，可以新增OuterTAG’和InnerTAG’，如果双层虚拟局域网迭加(QinQ)报文的第一外层标签为OuterTAG，则第二外层标签为OuterTAG’；如果第一内层标签为InnerTAG，则第二内层标签为InnerTAG’，反之也可行。将业务实例的原本的VLAN标识携带在第二外层标签和/或第二内层标签中，既可以携带业务标签，又可以携带VLAN标识，从而兼容原有的TRILL协议。
在TRILL网络中，采用扩展的业务标签标识二层业务实例，需要更加灵活的业务映射方式满足数据中心的用户侧接入的需要。用户侧的接入端口可以包括单VLAN封装形式和QinQ封装形式，这两种封装形式都可以灵活地映射到扩展的业务标签中而在业务实例内交换。接入侧的VLAN，无论是单VLAN还是QinQ的封装形式都可以采用一个本地节点的局部VLAN，不需要全局一致。在原TRILL协议的基础上进行修改，可以支持更大容量的业务标签方案。
在原TRILL协议中，业务实例采用802.1q封装格式的报文TCI域的VLAN字段直接保存VLAN标识，扩展了业务标签后，可以将原VLAN域的2字节拓宽到能够支持扩展的业务标签的4个字节，将这4个字节的低24比特作为扩展的业务标签，1字节为保留。另外可以在Hello报文的增加携带一个扩展TLV例如：业务标签支持能力(Service label Capability)TLV，用以传递本节点的业务标签支持能力，通过协商确定最终系统的业务标签选取方式。参见表5，为修改的TRILL协议相关的二层TLV。
表5TRILL协议扩展的方式
Figure BDA0000065279040000131
根据表5，业务实例映射方法，还可以包括以下任一步骤：
发送携带多拓扑感知端口能力(Multi Topology aware Port CapabilityTLV)的初始接入(IIH)消息，所述多拓扑感知端口能力的使能虚拟局域网(Enabled-VLANs sub-TLV)中包括扩展的业务标签信息(ServiceLable)域；
发送携带介质访问控制可达性(MAC-Reachability TLV)的分层服务提供(LSP)消息，所述介质访问控制可达性中包括扩展的业务标签信息(ServiceLable)域；
发送携带组地址(Group Address TLV)的分层服务提供消息，所述组地址的组介质访问控制地址(Group MAC Address sub-TLV)中携带扩展的业务标签信息域。
此外，表5中，Service label Capability TLV是新扩展的TLV，其格式可以参见下表6：
表6
  字段   字节数
  Type＝Srv-Cap   1byte
  Length   1byte
  Resv |T3|T2|T1 Service label Ability Announcement   1byte
  Resv |T3|T2|T1 Service label Negotiation   1byte
表6中：“Type”为TLV的类型，例如：取“146”；“Length”为TLV信息的长度，例如取“2”；“Service label Ability Announcement”为本节点的业务标签的形式声明，其中“T1”为以QinQ形式携带20比特标签，“T2”为以扩展TRILL头选项方式支持20比特标签，“T3”为以QinQ形式携带24比特标签。“Service label Negotiation”为节点间相互协商最终彼此间使用携带标签的方式，其中的“T1、T2、T3”的定义同上。在协商过程中采用三次握手的方式，在建立邻居关系时选择和协商如何采用业务标签的使用方式。然后，可以在IIH阶段增加标签交互能力的协商处理。具体地，在IIH阶段采用三次握手的方式，将新扩展的Service label Capability TLV加入初始的报文中。本地节点在初始的报文中广播自己能够的业务标签的能力，当对端节点的邻居接收到这个通告时，根据自身能力匹配情况回送Service label Capability TLV，并同时送出点到点三次握手邻接(Point-to-Point Three-WayA djacency)TLV回送自身的处理结果。如果本地节点和对端节点两节点的业务标签支持能力支持能够匹配，可以建立起邻居关系。因此，该业务实例映射方法还可以包括：在初始通过握手建立连接的过程中相邻设备协商业务标签支持能力的步骤，具体包括：
接收携带对端节点的业务标签支持能力和三态握手状态为未连接状态的初始接入消息；
根据本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力，协商确定建立连接使用的业务标签支持能力；
向对端节点发送携带所述建立连接使用的业务标签支持能力和所述三态握手状态迁移为连接建立状态的通知。
其中，根据本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力，协商确定建立连接使用的业务标签支持能力具体可以包括：
若本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力匹配，则将所述三态握手状态迁移为连接建立状态，将匹配的业务标签支持能力确定为建立连接使用的业务标签支持能力；或
若本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力不匹配，则将本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力中的低业务标签支持能力确定为建立连接使用的业务标签支持能力。
具体地，本发明实施例中对点到点(P2P)的邻居建立的状态机进行了修改。其中，原P2P的邻居建立的状态机过程如下表7：
表7原P2P邻居建立的状态机
Figure BDA0000065279040000161
图1e为本发明实施例一提供的业务实例映射方法中扩展后P2P的邻居建立的状态机示意图，如图1e所示，在本地节点通过IIH消息接收到包括业务标签和为未连接(Down)的三态握手状态时，可以需要根据本地节点的业务标签支撑能力进行判断是否能够与对端节点建立邻居关系。如果业务标签支持能力不匹配，则通过握手状态TLV通告Down状态给对端节点，并携带自身的业务标签支持能力。如果两端的业务标签支持能力能够匹配，则可以迁移到连接建立(Up)状态，并将过握手状态TLV置为UP状态结合自身的业务标签支持能力通告给对端节点。其中，增加对业务标签支持能力的验证之后，P2P邻居建立可以参见表8。
表8新P2P邻居建立的状态机
Figure BDA0000065279040000171
在表8中，如果本地节点的状态为Down，在收到对端节点发送的IIH消息中携带业务标签支持能力且对端状态为Down时，判断本地与对端的业务标签支持能力是否匹配，如果匹配，可以将本地节点的状态修改状态为Intialize，如果不匹配，则仍旧保持为Down。如果本地节点的状态为Initializing，在收到对端节点发送的IIH消息中携带业务标签支持能力且对端状态为Down时，判断本地与对端的业务标签支持能力是否匹配，如果匹配，则将本地的状态修改为Up；否则仍旧保持为Down。
此外，如果能够识别业务标签的节点和不能够识别业务标签的节点建立邻居关系，或者业务标签支持能力高的节点在没有和其它高能力节点建立邻居关系时，可以降低业务标签支持能力以较低的业务标签支持能力例如：老版本的TLV和低能力节点建立邻居关系，这样，在高能力节点和低能力节点建立邻居关系后，高能力节点也变为一个低能力节点，从而保证网络的有效组网。
本实施例将二层的业务实例与其业务接入端口相关联后，可以将与该业务接入端口对应的业务实例标识映射到报文的业务标签中，由于采用业务标签携带业务实例标识，可以包括更大的业务标签支持能力，可以支持的业务实例多，能够满足大规模公有云环境下多租户的需求，是一种大L2的方案；扩展了控制协议支持，TRILL协议的扩展能够满足更大的业务发展能力；并且，通过灵活的业务映射方式，可以支持多种业务场景。
实施例二
图2a为本发明实施例二提供的业务实例映射方法的一种应用场景的示意图，如图2a所示，数据中心的数据网络基础的物理架构包括：接入设备21、汇聚设备23、核心设备25以及出口路由器27，这些设备构建一个网络将数据中心的物理服务器20与外部网络30相连。实际网络中的物理设备形态如下：接入设备和汇聚设备可以是框式或者盒式交换机，核心设备可以为框式交换机，汇聚和核心设备可以设置为一体，使得网络层次更简单。
图2b为本发明实施例二提供的业务实例映射方法的另一种应用场景的示意图，如图2b所示，由于服务器可以支持虚拟化，在物理服务器20上可以通过软件虚拟化出多个虚拟机(Virtual Machine；简称：VM)，并通过物理服务器20软件虚拟的软件虚拟交换机(Virtual Switch；简称：VSW)和接入设备21相连。
本发明实施例的业务实例映射方法可以在接入设备21、汇聚设备23和核心设备25上进行部署实现。其中，接入设备主要完成用户侧的业务接入，可以只进行VLAN标记，由上级的汇聚设备将业务接入端口与业务实例相关关联，完成业务实例标识到报文的映射；接入设备也可以进行VLAN标记后将业务接入端口与业务实例相关关联，再将业务实例标识直接映射到报文的业务标签中。汇聚设备23和核心设备25则可以作为业务实例的接入节点、业务实例转发的中间节点或业务实例切换的边缘节点。当汇聚设备和核心设备作为业务实例接入节点时，对应接入节点只完成用户业务的单VLAN标记或QinQ的标记，而由汇聚设备23或核心设备25将业务接入端口与业务实例相关关联，完成业务实例标识到报文的映射。如果汇聚设备23或核心设备25作为中间节点，则接入设备21可以完成用户业务接入接口到业务实例的映射，而汇聚设备23或核心设备25则完成不同接入节点间的业务实例互联。
此外，物理服务器可以采用无标签(UNTAG)或者通过网卡打业务标签接入接入设备；VSW可以采用虚拟边缘桥接(Virtual edge bridge；简称：VEB)、虚拟边缘端口聚合(Virtual edge port aggregator；简称：VEPA)、多通道(Multi-Channel)的三种模式与接入设备互联。其中，VEB可以执行内部端口交换，将外部流量送出，以单VLAN形式封装用户报文；VEPA不执行本地节点交换，将所有流量都送到外部接入设备进行交换，以单VLAN形式封装用户报文；Multi-channel对应多个VEB、VEPA，通过打一层外层VLAN接入到接入交换机中。
综上所示，在数据中心内部的业务标签映射和部署方式包括各种组合方式，具体如下表9所示：
表9业务标签映射和部署组合方式
表9中的业务接入端口对应为“用户接入端口+VLAN”或者“用户接入端口端口+QinQ”、“VSW接入端口+VLAN”、“VSW接入端口+QinQ”、“SVLAN+CVLAN”的形式。
本实施例在TRILL协议中采用扩展的业务标签存储VLAN标识，可以包括20/24比特的业务标签支持能力，既能够充分利用网络中的等价路径，结合最短路径应用，又能够的更多的业务实例，能够满足大规模公有云环境下多租户L2网络隔离的需求，是一种大L2的方案；扩展了控制协议支持，TRILL协议的扩展能够满足更大的业务发展能力；并且，通过灵活的业务映射方式，可以支持多种业务场景。部署方式灵活，可以充分利用现有设备，如：在接入设备上可以只用低端的交换机设备，而在汇聚设备上设置业务实例映射装置实现增强，因此，整体的系统构建成本较优。此外，由于在TRILL协议的基础上进行改进，对于网络设备的改动较小，和现有TRILL协议的兼容性好，扩展容易。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的业务实例映射装置的结构示意图，如图3所示，该业务实例映射装置包括：
关联模块31，用于将二层的业务实例与所述业务实例的业务接入端口相关联，确定业务接入端口与业务实例标识的对应关系；
映射模块33，用于将所述业务实例标识映射到报文的业务标签中。
具体地，本发明实施例中业务实例是一种二层(数据链路层)的网络服务，不同的业务实例之间在网络中为二层隔离状态，业务实例的业务接入端口和业务实例的关联可以通过命令配置的方式进行指定。在某一个网络中，每一个业务实例对应一个全局唯一的业务实例标识，其中，业务实例标识由数字编号、字符串别名等组成。可以在业务实例与业务接入端口时，为该业务实例分配一个对应的业务实例标识；也可以在关联之前预先配置该业务实例对应的业务实例标识，业务实例标识可以在数据报文中映射到业务标签在设备间进行传递。其中，映射模块将业务实例标识映射到报文的业务标签中的方法，可以在TRILL协议的基础上进行改进，具体可以参见本发明实施例一、二的相关描述。
本实施例关联模块将二层的业务实例与其业务接入端口相关联后，映射模块可以将与该业务接入端口对应的业务实例标识映射到报文的业务标签中，由于采用业务标签携带业务实例标识，可以包括更大的业务标签支持能力，可以支持的业务实例多，能够满足大规模公有云环境下多租户的需求，是一种大L2的方案；扩展了控制协议支持，TRILL协议的扩展能够满足更大的业务发展能力；并且，通过灵活的业务映射方式，可以支持多种业务场景。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的业务实例映射装置的结构示意图，如图4所示，在实施例三的基础上，该业务实例映射装置的映射模块33可以包括：
单虚拟局域网子模块331，用于将所述业务实例标识映射到多链路透明互联报文的第一虚拟局域网标签的虚拟局域网字段和多链路透明互联报文头的扩展选项，所述多链路透明互联报文的第一虚拟局域网标签的虚拟局域网字段和多链路透明互联头的扩展选项构成所述业务标签；或
双层虚拟局域网迭加子模块333，用于将所述业务实例标识映射到双层虚拟局域网迭加报文的第一外层标签的虚拟局域网字段和第一内层标签的虚拟局域网字段，所述双层虚拟局域网迭加报文中的第一外层标签的虚拟局域网字段和第一内层标签的虚拟局域网字段构成所述业务标签。
进一步地，所述单虚拟局域网子模块331，还用于将所述业务实例的虚拟局域网标识映射到多链路透明互联报文的第二虚拟局域网标签的虚拟局域网字段；或
所述双层虚拟局域网迭加子模块333，还用于将所述业务实例的虚拟局域网标识映射到双层虚拟局域网迭加报文的第二外层标签的虚拟局域网字段和/或第二内层标签的虚拟局域网字段。
再进一步地，该业务实例映射装置还可以包括以下模块的任意一个或者多个：
三态握手模块35，用于接收携带对端节点的业务标签支持能力和三态握手状态为未连接状态的初始接入消息；根据本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力，协商确定建立连接使用的业务标签支持能力；向对端节点发送携带所述建立连接使用的业务标签支持能力和所述三态握手状态迁移为连接建立状态的通知；
多拓扑感知模块36，用于发送携带多拓扑感知端口能力的初始接入消息，所述多拓扑感知端口能力的使能虚拟局域网中包括扩展的业务标签信息域；
介质访问控制模块37，用于发送携带介质访问控制可达性的分层服务提供消息，所述介质访问控制可达性中包括扩展的业务标签信息域；
组地址模块38，用于发送携带组地址的分层服务提供消息，所述组地址的组介质访问控制地址中携带扩展的业务标签信息域。
其中，三态握手模块35可以包括：
第一协商子模块351，用于若本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力匹配，则将所述三态握手状态迁移为连接建立状态，将匹配的业务标签支持能力确定为建立连接使用的业务标签支持能力；
第二协商子模块353，用于若本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力不匹配，则将本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力中的低业务标签支持能力确定为建立连接使用的业务标签支持能力。
本实施例中各个模块和子模块的工作流程和工作原理参见上述各方法实施例中的描述，在此不再赘述。
此外，本发明实施例中支持该业务实例映射方法的设备即业务实例映射装置也可以应用于电信的MEN网络中，如：通过汇聚交换机将DSLAM接入互联，PTN网络进行移动回传。这些网络是二层(L2)接入，并有一些环路形式来确保倒换，采用本发明实施例的业务实例映射方法可以提供并考虑灵活配置，自动路由这些优点，同时有大容量的业务标签可以满足业务应用需求。
本实施例关联模块将二层的业务实例与其业务接入端口相关联后，映射模块的各个子模块可以将与该业务接入端口对应的业务实例标识映射到报文的业务标签中，由于采用业务标签携带业务实例标识，可以包括更大的业务标签支持能力，可以支持的业务实例多，能够满足大规模公有云环境下多租户的需求，是一种大L2的方案；扩展了控制协议支持，TRILL协议的扩展能够满足更大的业务发展能力；并且，通过灵活的业务映射方式，可以支持多种业务场景。
实施例五
本发明实施例五提供了一种业务实例映射系统，该业务实例映射系统包括：至少一个数据中心；
其中，该数据中心中可以采用本发明实施例中任意一种结构的业务实例映射装置。
具体地，数据中心的结构可以包括：物理服务器、接入设备、汇聚设备、核心设备和出口路由器等设备，参见实施例二中的图2a及其相关描述；数据中心的物理服务器上可以通过软件虚拟化出多个虚拟机或虚拟交换机等，参见实施例二中的图2b及其相关描述；其中，业务实例映射装置可以设置物理服务器的虚拟机交换、接入设备、汇聚设备、核心设备或出口路由器中。
本实施例数据中心将二层的业务实例与其业务接入端口相关联后，可以将与该业务接入端口对应的业务实例标识映射到报文的业务标签中，由于采用业务标签携带业务实例标识，可以包括更大的业务标签支持能力，可以支持的业务实例多，能够满足大规模公有云环境下多租户的需求，是一种大L2的方案；扩展了控制协议支持，TRILL协议的扩展能够满足更大的业务发展能力；并且，通过灵活的业务映射方式，可以支持多种业务场景。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种业务实例映射方法，其特征在于，包括：
将二层的业务实例与所述业务实例的业务接入端口相关联，确定业务接入端口与业务实例标识的对应关系；
将所述业务实例标识映射到报文的业务标签中；
其中，所述将所述业务实例标识映射到报文的业务标签中，包括：
在多链路透明互联TRILL协议的用户报文中采用双层虚拟局域网叠加的封装形式承载所述业务标签时，将所述业务实例标识映射到双层虚拟局域网迭加报文的第一外层标签的虚拟局域网字段和第一内层标签的虚拟局域网字段，所述双层虚拟局域网迭加报文中的第一外层标签的虚拟局域网字段和第一内层标签的虚拟局域网字段构成所述业务标签。
2.根据权利要求1所述的业务实例映射方法，其特征在于，还包括：
将所述业务实例的虚拟局域网标识映射到双层虚拟局域网迭加报文的第二外层标签的虚拟局域网字段和/或第二内层标签的虚拟局域网字段。
3.根据权利要求1或2所述的业务实例映射方法，其特征在于，还包括：在初始通过握手建立连接的过程中相邻设备协商业务标签支持能力的步骤，具体包括：
接收携带对端节点的业务标签支持能力和三态握手状态为未连接状态的初始接入消息；
根据本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力，协商确定建立连接使用的业务标签支持能力；
向对端节点发送携带所述建立连接使用的业务标签支持能力和所述三态握手状态迁移为连接建立状态的通知。
4.根据权利要求3所述的业务实例映射方法，其特征在于，所述根据本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力，协商确定建立连接使用的业务标签支持能力，包括：
若本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力匹配，则将所述三态握手状态迁移为连接建立状态，将匹配的业务标签支持能力确定为建立连接使用的业务标签支持能力；或
若本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力不匹配，则将本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力中的低业务标签支持能力确定为建立连接使用的业务标签支持能力。
5.根据权利要求1或2所述的业务实例映射方法，其特征在于，还包括以下任一步骤：
发送携带多拓扑感知端口能力的初始接入消息，所述多拓扑感知端口能力的使能虚拟局域网中包括扩展的业务标签信息域；
发送携带介质访问控制可达性的分层服务提供消息，所述介质访问控制可达性中包括扩展的业务标签信息域；
发送携带组地址的分层服务提供消息，所述组地址的组介质访问控制地址中携带扩展的业务标签信息域。
6.一种业务实例映射装置，其特征在于，包括：
关联模块，用于将二层的业务实例与所述业务实例的业务接入端口相关联，确定业务接入端口与业务实例标识的对应关系；
映射模块，用于将所述业务实例标识映射到报文的业务标签中；
其中，所述映射模块包括：
双层虚拟局域网迭加子模块，在多链路透明互联TRILL协议的用户报文中采用双层虚拟局域网叠加的封装形式承载所述业务标签时，用于将所述业务实例标识映射到双层虚拟局域网迭加报文的第一外层标签的虚拟局域网字段和第一内层标签的虚拟局域网字段，所述双层虚拟局域网迭加报文中的第一外层标签的虚拟局域网字段和第一内层标签的虚拟局域网字段构成所述业务标签。
7.根据权利要求6所述的业务实例映射装置，其特征在于：
所述双层虚拟局域网迭加子模块，还用于将所述业务实例的虚拟局域网标识映射到双层虚拟局域网迭加报文的第二外层标签的虚拟局域网字段和/或第二内层标签的虚拟局域网字段。
8.根据权利要求6或7所述的业务实例映射装置，其特征在于，还包括以下模块的任意一个或者多个：
三态握手模块，用于接收携带对端节点的业务标签支持能力和三态握手状态为未连接状态的初始接入消息；根据本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力，协商确定建立连接使用的业务标签支持能力；向对端节点发送携带所述建立连接使用的业务标签支持能力和所述三态握手状态迁移为连接建立状态的通知；
多拓扑感知模块，用于发送携带多拓扑感知端口能力的初始接入消息，所述多拓扑感知端口能力的使能虚拟局域网中包括扩展的业务标签信息域；
介质访问控制模块，用于发送携带介质访问控制可达性的分层服务提供消息，所述介质访问控制可达性中包括扩展的业务标签信息域；
组地址模块，用于发送携带组地址的分层服务提供消息，所述组地址的组介质访问控制地址中携带扩展的业务标签信息域。
9.根据权利要求8所述的业务实例映射装置，其特征在于，所述三态握手模块包括：
第一协商子模块，用于若本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力匹配，则将所述三态握手状态迁移为连接建立状态，将匹配的业务标签支持能力确定为建立连接使用的业务标签支持能力；或
第二协商子模块，用于若本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力不匹配，则将本地节点的业务标签支持能力与对端节点的业务标签支持能力中的低业务标签支持能力确定为建立连接使用的业务标签支持能力。
10.一种业务实例映射系统，其特征在于，包括：至少一个数据中心；
所述数据中心中包括如权利要求6-9任一所述的业务实例映射装置。
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