Способ и устройство для обмена маршрутной информацией и для установления связи через множество сегментов сети

Способ и устройство для обмена маршрутной информацией и для установления связи через множество сегментов сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к сети Ethernet и, более конкретно к способу и устройству для обмена маршрутной информацией и установлению возможности связи через множество сегментов сети.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В архитектуре сети Ethernet устройства, соединенные с сетью, конкурируют за возможность совместного использования телекоммуникационных путей в любой данный момент времени. Там, где используется множество мостов или узлов для соединения сегментов сети, часто существует множество потенциальных путей к тому же самому месту назначения. Преимущество этой архитектуры заключается в том, что она обеспечивает избыточность путей между мостами и позволяет увеличить производительность сети в виде дополнительных каналов. Однако для предотвращения зацикливания, связующее дерево, в основном, использовалось для ограничения способа, по которому трафик широковещательно передавался по сети. Поскольку маршруты устанавливались путем широковещательной передачи фрейма и ожидания ответа, и поскольку и запрос и ответ будут следовать за связующим деревом, большая часть, если не весь трафик, следовала за каналами, которые были частью связующего дерева. Это часто приводило к чрезмерному использованию каналов, которые были на связующем дереве без использования каналов, которые не были частью связующего дерева.

Чтобы преодолеть некоторые из ограничений, присущих сетям Ethernet, управляемая сеть Ethernet протокола по состоянию канала была раскрыта в патентной заявке США №11/537,775, зарегистрированный 2 октября 2006 года под названием "Маршрутизация по состоянию канала провайдера", содержание которой включено здесь в качестве ссылки. Как подробно описано в этой заявке, узлы в протоколе маршрутизации по состоянию канала управляются обменом приветствий в сети Ethernet, чтобы изучить соседние узлы в сети и передать сообщения о состоянии канала типа «рекламные сообщения», чтобы позволить каждому узлу в сети создать базу данных о состоянии канала. В пакеты по состоянию канала включена метрика, связанная с рекламируемым каналом. Как правило, эта метрика интерпретируется как расстояние. База данных по состоянию канала затем может быть использована для вычисления кратчайшего пути прохождения сигнала через сеть. Каждый узел затем заполняет базу пересылки информации (FIB), которая будет использоваться узлом, чтобы принять решения по пересылке с тем, чтобы фреймы были бы переданы в место назначения по кратчайшему пути. Поскольку к определенному месту назначения всегда используется кратчайший путь, сетевой трафик будет распределен по большему числу каналов и следовать оптимальным путем для большего числа узлов, чем через одиночное связующее дерево или даже через множество связующих деревьев, которые используются для переноса трафика в сети.

Когда трафик клиента вводится в сеть провайдера, клиентский адрес назначения фрейма MAC (DA C-MAC) передается по МАС-адресу провайдера (DA B-MAC) с тем, чтобы провайдер мог передать трафик в сети, используя пространство МАС-адреса провайдера. Дополнительно в сети провайдера конфигурируются сетевые элементы, чтобы передать трафик на основе идентификатора виртуальной локальной сети (VID) так, чтобы различные фреймы были бы адресованы тому же самому получателю, но при наличии различных VID могут быть переданы через сеть по различным путям. При работе сеть Ethernet, управляемая протоколом состояния канала, может связать один диапазон VID с передачей по кратчайшему пути для передачи одноадресного и многоадресного трафика, используя VID этого диапазона, и трафик может быть передан в сети по путям, кроме кратчайшего пути, используя второй диапазон VID. Использование путей разработанного трафика (ТЕ) через протокол по состоянию канала управляемой сети Ethernet более подробно описано в патентной заявке США №11/732,381, зарегистрированной 3 апреля 2007 года под названием "Инжиниринговые пути в протоколе А по состоянию канала в управляемой сети Ethernet", содержание которой включается здесь в качестве ссылки.

Протоколы маршрутизации по состоянию канала включают открытый кратчайший путь (OSPF) и промежуточную систему к промежуточной системе (IS-IS). Эти сети по состоянию канала могут только увеличиться в точке, где время пересходимости для плоскости управления состоянием канала становится недопустимым из-за сложности необходимых вычислений, которое растет по экспоненте в пропорции к размеру сети. Для прохождения этой точки используют протоколы по состоянию канала для разделения сетей на сегменты. Как IS-IS, так и OSPF ограничиваются двумя иерархиями уровня: одиночная магистральная зона (уровень 2 в IS-IS) с тупиковыми сегментами уровня 1 (L1).

Маршрутизация с учетом состояния канала провайдера (PLSB), в которой протокол IS-IS применяется к мостам в сетях Ethernet провайдеров, мост, который соединяет два (или несколько) сегментов, называется мостом граничных сегментов сети (ABB). Для надежности желательно иметь множество мостов ABB между любым сегментом L1 и сегментом одиночного уровня 2 (L2). Применение протокола IS-IS в сетях IP хорошо известно в данной области техники. Однако имеется существенная разница между протоколом Интернета (IP) и PLSB, которая приводит к пробным и истинным путям, по которыми IP трафик, направляемый между сегментами, не всегда применим для PLSB. Например, если IP основан на подсетях, проверка возможности передачи пакета по направлению к граничным сегментам является простой.

IP выполняется без установления соединения, так что передача пакета самому близкому маршрутизатору граничных сегментов (ABR), где сеть IP эквивалентна самому близкому ABB, всегда будет работать. IP не требует симметрии по путям, таким образом, пакет может выйти из области по одному ABB, и обратный пакет может прибыть по другому ABB, тогда как, по причинам, относящимся к многоадресной передаче Ethernet и к операционному инструментарию, в PLSB путь между двумя конечными точками должен быть одним и тем же по обоим направлениям. Кроме того, протоколы IS-IS для IP и OSPF не поддерживают многоадресную маршрутизацию, хотя многоадресные деревья являются основной частью PLSB. Для Ethernet желательно (и обязательно для проектного решения PLSB), чтобы многоадресные пакеты следовали по одним и тем же маршрутам, как одноадресные пакеты, передаваемые одним и тем же пунктам назначения.

В настоящий момент протокол IS-IS позволяет каналу быть как в сегменте L1, так и в локальных сетях L2, но PLSB не обеспечивает индикации для ABB, чтобы определить, должен ли входящий пакет быть обработан как поступивший от L1 или от L2 при определении его следующего транзитного участка. Также нет никаких условий для обработки сценария, по которому одиночный ABB обслуживает множество не пересекающихся сегментов L1.

Следовательно, необходима система и способ для пересылки пакетов без зацикливания в сети PLSB с множеством сегментов, где сегменты L1 могут обслуживаться множеством ABB, и один ABB может обслужить множество сегментов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение обеспечивает способ, устройство и систему, гарантирующие, что многоадресные пакеты следуют одним и тем же незацикленным путем, как путь, по которому следуют одноадресные пакеты в сети пакетной передачи. В основном, для сетей пакетной передачи, где сегмент (L1) любого уровня может обслуживаться множеством мостов граничных сегментов сети (ABB), когда одиночная база пересылки информации (FIB) недостаточна. Настоящее изобретение предусматривает использование конкретных и различных FIB, в зависимости от того, прибывает ли пакет в порт уровня L1 или в порт уровня 2 (L2).

В соответствии с одним объектом настоящего изобретения, способ гарантирует, что многоадресные пакеты следуют по одному и тому же незацикленному пути, что и одноадресные пакеты в сети пакетной передачи. Сеть пакетной передачи включает, по меньшей мере, один первый сегмент, определенный первым уровнем. Каждый первый сегмент включает первое множество узлов, соединенных первым набором каналов. Каждый первый сегмент соединяется, по меньшей мере, через один узел граничных сегментов со вторым сегментом, определенным вторым уровнем. Второй сегмент включает второе множество узлов, соединенных вторым набором каналов. Каждый узел граничных сегментов включает, по меньшей мере, один порт первого уровня, соединенный с каждым первым сегментом, и порт второго уровня, соединенный со вторым сегментом. Каждый многоадресный пакет, переданный по незацикленному пути, включает заголовок, имеющий корневой идентификатор, идентифицирующий корень многоадресного дерева. По меньшей мере, один пакет данных принимается узлом граничных сегментов сети, реагирующим на получение многоадресного пакета в порту второго уровня узла граничных сегментов сети, при этом корневой идентификатор многоадресного пакета анализируется. Если многоадресный пакет должен быть передан, по меньшей мере, на один из портов первого уровня узла граничных сегментов сети, другой корневой идентификатор вводится в пакет прежде, чем передать пакет, по меньшей мере, на один порт первого уровня.

В соответствии с другим объектом настоящего изобретения, обеспечивается узел граничных сегментов для использования в сети пакетной передачи. Сеть пакетной передачи включает, по меньшей мере, один первый сегмент, определенный первым уровнем. Каждый первый сегмент включает первое множество узлов, соединенных первым набором каналов. Каждый первый сегмент соединяется со вторым сегментом, определенным вторым уровнем. Второй сегмент включает второе множество узлов, соединенных вторым набором каналов. Узел граничных сегментов включает, по меньшей мере, один порт первого уровня, соответствующий каждому первому сегменту, порт второго уровня, соответствующий второму сегменту, и, по меньшей мере, один процессор. Порт первого уровня используется для приема пакетов данных из соответствующего сегмента и для передачи пакетов данных соответствующему первому сегменту. Порт второго уровня используется для приема пакетов данных из соответствующего сегмента и для передачи пакетов данных второму сегменту. По меньшей мере, один процессор электрически соединен с каждым портом первого уровня и с портом второго уровня. Реагирующий на получение многоадресного пакета порт второго уровня получает пакет, содержащий заголовок, имеющий корневой идентификатор, идентифицирующий корень многоадресного дерева; по меньшей мере, один процессор используется для анализа корневого идентификатора многоадресного пакета и определения, должен ли многоадресный пакет быть передан, по меньшей мере, на один из портов первого уровня узла граничных сегментов сети. Если многоадресный пакет должен быть передан, по меньшей мере, на один из портов первого уровня, процессор заменяет корневой идентификатор в пакете до инициирования передачи пакета порту первого уровня.

В соответствии с еще одним объектом настоящего изобретения, система пакетной связи включает второй сегмент, по меньшей мере, один первый сегмент и, по меньшей мере, один узел граничных сегментов. По меньшей мере, один первый сегмент соединяется со вторым сегментом. Второй сегмент и каждый первый сегмент конфигурируются по протоколу состояния канала, управляемого сегментом сети Ethernet, включающего множество узлов, соединенных рядом каналов. По меньшей мере, один узел граничных сегментов соединяет каждый первый сегмент со вторым сегментом и используется для обслуживания двух или более непересекающихся первых сегментов. Каждый узел граничных сегментов включает порт второго уровня, по меньшей мере, один порт первого уровня и, по меньшей мере, один процессор. Второй порт используется для приема пакетов данных из соответствующего сегмента и для передачи пакетов данных вторым сегментам. Каждый порт первого уровня используется для приема пакетов данных из соответствующего сегмента и для передачи пакетов данных соответствующему первому сегменту. По меньшей мере, один процессор электрически соединен с портом второго уровня и с каждым портом первого уровня. Реагирующий на получение многоадресного пакета порт второго уровня получает пакет, содержащий заголовок, имеющий корневой идентификатор, идентифицирующий корень многоадресного дерева. Процессор используется для анализа корневого идентификатора многоадресного пакета и определения, должен ли многоадресный пакет быть передан, по меньшей мере, на один из портов первого уровня узла граничных сегментов. Если многоадресный пакет должен быть передан, по меньшей мере, на один из портов первого уровня, процессор заменяет корневой идентификатор в пакете до инициирования передачи пакета порту первого уровня.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Объекты настоящего изобретения перечислены в пунктах формулы изобретения. Настоящее изобретение иллюстрируется примерами в приложенных чертежах, на которых одинаковыми цифровыми позициями обозначены аналогичные элементы. Чертежи раскрывают различные варианты воплощения настоящего изобретения только в целях иллюстрации и не ограничивают контекст изобретения. Для ясности не каждый компонент может быть обозначен соответствующим символом.

На чертежах:

Фигура 1 - функциональная блок-схема одного примера, протокола состояния канала, управляемого сетью Ethernet;

Фигуры 2 и 3 - функциональные блок-схемы примерного набора сегментов сети Ethernet, управляемой по протоколу состояния канала согласно одному варианту воплощения изобретения;

Фигура 4 - функциональная блок-схема разбиения ABB, который выполняет разделение сети на сегменты и иерархическую маршрутизацию, и на который показан процесс, используемый для размещения информации об идентификаторе общности интересов между сегментами сети так, чтобы пути могли проходить между управляемыми сегментами сети Ethernet по протоколу состояния канала согласно одному варианту воплощения изобретения;

Фигура 5 - функциональная блок-схема сетевого элемента, который может использоваться как мост граничных сегментов (ABB) на границе между двумя сетями Ethernet, управляемых протоколом состояния канала согласно одному варианту воплощения изобретения;

Фигура 6 - функциональная блок-схема сети, сконфигурированной для использования рекурсии, чтобы обеспечить разделение сети согласно одному варианту воплощения изобретения; и

Фигура 7 - функциональная блок-схема двухуровневой маршрутизации по состоянию сетевого канала провайдера ("PLSB"), имеющего ABB с несколькими интерфейсами, созданными в соответствии с принципами настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Стандарт IEEE 802.1ah-2008, определяющий магистральные мосты провайдера, определяет новый заголовок Ethernet, неофициально известный как "MAC в MAC", предусматривает полное разделение адресации клиента и Ethernet провайдера и позволяет сети провайдера предлагать большие количества объектов обслуживания клиентов, таких как объекты прозрачного обслуживания сегментов LAN. Использование протокола состояния канала 802.1 ah для управления магистральной сетью Ethernet провайдера позволяет сети Ethernet масштабироваться от пространства LAN до пользователя и до глобальной сети (WAN), обеспечивая более эффективное использование пропускной способности сети с передачей незацикленного кратчайшего пути. Вместо использования неизученного сетевого представления в каждом узле при использовании протокола связующего дерева (STP), алгоритм, объединенный с прозрачным мостовым соединением в протоколе по состоянию канала, управляет маршрутизацией сети Ethernet, формируя сотовую сеть обмена широковещательными сообщениями о состоянии канала, чтобы позволить каждому узлу иметь синхронизируемое представление о топологии сети. Это достигается через хорошо понятый механизм маршрутизация по состоянию канала системы. Мосты в сети имеют синхронизируемое представление топологии сети, знание необходимой одноадресной пересылки и возможности многоадресной передачи, могут вычислить возможность связи по кратчайшему пути между любой парой мостов в сети и индивидуально могут заполнить свои информационные базы пересылки (FIB) согласно вычисленному представлению сети.

Когда все узлы определили свою роль в синхронизируемом сетевом представлении и заполнили свои базы FIB, сеть будет иметь одноадресное незацикленное дерево по направлению к любому данному мосту от набора равноправных мостов (тех, которые по любой причине требуют пересылки к данному мосту); и конгруэнтное и незацикленное дерево от одной точки ко многим точкам (р2mp), от любого данного моста до того же самого набора или подмножества равноправных мостов на объект обслуживания, размещенный в мосту. В результате создается путь между данной парой мостов, не ограниченных передачей корневого моста связующего дерева, и общий результат может заключаться в лучшем использовании ширины ячейки сотовой связи. В основном, каждый мост является корнем одного или нескольких связующих деревьев, которые определяют возможность одноадресной связи к этому мосту, и возможность многоадресной передачи от этого моста.

Протокол состояния канала управляемых сетей Ethernet обеспечивает эквивалент мостового соединения Ethernet, но достигает этого через конфигурацию FIB сетевого элемента, а не путем лавинной адресации и обучения. По существу он может быть использован в новых стандартах, таких как стандарт IEEE 802.1ah, Института инженеров по электронике и радиотехнике, черновой вариант которого называется «маршрутизация магистральной линии провайдера или MAC-in-MAC с конфигурацией передачи В-МАС (магистральный MAC), и тривиальные модификации функции адаптации ВЕВ, к широковещательному поведению клиента при многоадресной передаче, так что сети Ethernet клиента могут использовать возможности связи, предлагаемые протоколом состояния канала, управляемой сети Ethernet без модификации. Конфигурация MAC может быть использована для создания возможности связи по кратчайшему пути без зацикливания (для целей одноадресной и многоадресной передачи) между рядом (слегка измененных по стандарту IEEE 802.1ah) магистральных мостов провайдера, чтобы обеспечить прозрачную услугу LAN по уровню С-МАС (клиентский MAC) или сети другого уровня, которые могут использовать прозрачное обслуживание LAN.

Обратимся теперь к фигурам, на которых одинаковыми знаками обозначены одни и те же элементы. На фигуре 1 показана функциональная блок-схема одного примера части протокола состояния канала, управляемой сети Ethernet 10. Как показано на фигуре 1, сеть 10 в этом примере включает множество узлов моста 12, соединенных каналами 14. Узлы моста 12 обмениваются "приветствием", чтобы изучить соседние узлы и обмениваться сообщениями о состоянии канала, позволяя каждому узлу создать базу данных по состоянию канала, которая может быть использована для вычисления кратчайших путей между входными и выходными узлами сети. Дополнительные детали, связанные с этим примером, включают протокол состояния канала, управляемой сети Ethernet, описанный в патентной заявке США №11/537,775, зарегистрированном 2 октября 2006 года под названием "маршрутизация по состоянию канала провайдера", содержание включено здесь в качестве ссылки.

Два примера протоколов маршрутизации по состоянию канала включают открытый протокол кратчайшего пути (OSPF) и протокол маршрутизации промежуточных систем (IS-IS), хотя также могут использоваться другие протоколы маршрутизации по состоянию канала. IS-IS описывается, например, в ISO 10589, и RFC 1195 IETF; содержание каждого из них включено здесь в качестве ссылки. Хотя имеются текущие версии этого протокола, изобретение не ограничено вариантом воплощения на основе текущего варианта стандарта, поскольку оно может быть адаптировано для работы с будущими вариантами стандарта по мере их разработки. Точно так же, изобретение не ограничено вариантом воплощения, который работает в связи с одним из этих конкретных протоколов, поскольку другие протоколы также могут быть использованы для обмена маршрутной информацией.

В дополнение к установке состояния одноадресной пересылки по кратчайшему пути узлы могут также установить состояние пересылки для многоадресных деревьев в сети. Пример способа реализации многоадресной пересылки по протоколу состояния канала в управляемой сети Ethernet описан более подробно в патентной заявке США №11/702,263, зарегистрированный 5 февраля 2007 года, под названием "Многоадресный вариант воплощения в протоколе маршрутизации по состоянию канала в управляемой сети Ethernet" содержание которой включено здесь в качестве ссылки. Как описано в этой заявке, оповещения о состоянии канала могут быть использованы для анонсирования группе многоадресной пересылки, инициировать состояние пересылки в сети. В частности, каждому дереву, поддерживающему данную группу многоадресной пересылки, может быть назначен уникальный идентификатор, например, корневой идентификатор, который используется в качестве целевого МАС-адреса (DA) для того, чтобы передавать многоадресные фреймы в сети. Узлы в состояния пересылки в сети устанавливают для дерева корня/группы кратчайший путь от многоадресного корня до одного из узлов назначения к группе многоадресной пересылки. На фигуре 1 показано многоадресное дерево, имеющее корень в узле F, когда узлы назначения (А, В, С, Е и Н) проявляют интерес к одной или нескольким группам многоадресной пересылки, т.е. «имеют интерес» в одной или нескольких многоадресных группах, которые имеют элемент в F. Узел D, например, установлен в дереве (установка состояния пересылки для корня), потому что он находится на кратчайшем пути между узлом F и узлом А.

Интерес к многоадресной передаче может быть основан на общем интересе к идентификатору защиты (SID), такому как I-SID, так что узел в сети установит состояние пересылки для группы многоадресной пересылки, когда она будет на кратчайшем пути между источником и местом назначения, когда они сообщают об интересе к идентификатору общности интересов, связанному с группой многоадресной пересылки. Однако состояние пересылки основано на адресе многоадресного получателя (DA) и идентификаторе виртуальной локальной сети (VID), связанном с многоадресной передачей. В процессе работы, когда внутренний узел принимает фрейм, он выполнит поиск в своей базе пересылки информации (FIB) на основе DA и VID, связанных с фреймом, и перешлет фрейм. Как упомянуто выше, хотя будет описан вариант воплощения изобретения, в котором I-SID используется в качестве идентификатора общности интересов, изобретение не ограничено этим вариантом воплощения, поскольку также могут использоваться другие типы идентификаторов общности интересов.

Инжиниринг трафика может быть использован для создания пути, который не обязательно является кратчайшим путем в протоколе по состоянию канала управляемой сети Ethernet. Состояние пересылки для организации путей трафика может дифференцироваться от состояния пересылки, которое было установлено в соединении с вариантом воплощения протокола маршрутизации кратчайшего пути, идентифицируя организацию трафика, до состояния пересылки, используя другой VID. Один способ создания пути трафика через управляемую сеть Ethernet по протоколу состояния канала раскрыт в патентной заявке США №11/732,381, зарегистрированной 3 апреля 2007 года, под названием "Спроектированные пути в протоколе состояния канала управляемой сети Ethernet", содержание которой включено здесь в качестве ссылки.

Когда фрейм достигает сетевого элемента, например, если элемент пользовательской сети I должен передать фрейм элементу пользовательской сети I, фрейм будет получен сетевым элементом F провайдера. Сетевой элемент F определит, известно ли, какие из узлов в сети провайдера в состоянии достичь МАС-адреса узла назначения J (С-МАС). Если F уже знает, что сетевой элемент Е провайдера может достичь элемента пользовательской сети J, сетевой элемент F добавит заголовок MAC, чтобы выполнить инкапсуляцию Mac-in-Mac фрейма клиента. Внешний заголовок будет включать целевой МАС-адрес сетевого элемента Е, чтобы обеспечить передачу фрейма по сети.

Точно так же, если фрейм является многоадресным фреймом, сетевой элемент F провайдера определит многоадресный DA провайдера, который должен быть использован для передачи фрейма в сети провайдера. Входной сетевой элемент F затем передаст фрейм через сеть провайдера по кратчайшему пути или, альтернативно, используя любой доступный путь инжиниринга трафика через сеть. Входной узел выполняет разрешение С-МАС→В-МАС и инкапсулирует фрейм клиента, используя новый заголовок MAC с тем, чтобы инкапсулированный фрейм адресовался, используя пространство адресации В-МАС. Инкапсуляция MAC-in-MAC известна в уровне техники, и поэтому подробное описание процессов, включенных в этот тип инкапсуляции, будет опущено.

Если входной узел F не знает, какой узел провайдера может достичь клиента узла J, входной узел будет просто использовать многоадресное дерево, связанное с общностью интересов (или I-SID), чтобы лавинно разослать пакет ко всем другим краевым магистральным мостам (ВЕВ) в общности интересов. Любое последующее сообщение от J позволит F узнать, какой DA провайдера нужно использовать для внешнего заголовка MAC. Кроме того, распределенная хэш-таблица может быть использована как хранилище корреляций С-МАС к В-МАС с тем, чтобы входной узел мог передать запрос одному или нескольким узлам, используя распределенную хэш-таблицу вместо широковещательной передачи запроса на определение адресов. Один способ применения распределенной хэш-таблицы раскрыт в патентной заявке США №11/714,508, зарегистрированный 6 марта 2007 года, под названием "Распределенное хранение маршрутной информации в протоколе состояния канала управляемой сети Ethernet", содержание которой включено здесь в качестве ссылки.

Когда увеличивается размер сети, и в сеть включается большее число узлов, может оказаться желательным разделить сеть на два или несколько небольших сегментов. Это позволит разделить плоскость управления и связанную с ней сетевую базу данных на два или несколько объектов с тем, чтобы подробные обновления маршрутов могли содержаться в пределах небольшого сетевого сегмента, и изменения в пределах одного сегмента не влияют на смежные сегменты. Это экономически выгодно, поскольку количество широковещательных оповещений о состоянии канала может быть сокращено, размер баз данных по состоянию канала может быть уменьшен, и общая скорость сходимости сети на изменение в топографии может быть увеличена. Однако деление сети на два или несколько сегментов имеет недостаток, заключающийся в необходимости установлении связи, которая охватывает все сегменты сети.

Как только сеть достигает определенного размера, разделения на сегменты, возможно, будет недостаточно для решения проблемы масштабирования, и может оказаться необходимым уменьшить величину состояния в ядре сети (сеть L2), чтобы продолжать наращивать сеть. Это может быть достигнуто, иерархически и рекурсивно, преобразуя сеть (MACinMACinMAC) в плоскости управления и в плоскости данных, и в предпочтительном варианте воплощения, снова используя MAC для анализа согласно 802.1ah, чтобы установить связь между уровнем В-МАС и в рекурсивном уровне MAC.

Зацикливание в пути передачи для Ethernet может быть катастрофическим, особенно если путь передачи является многоадресным путем, поскольку это может привести к неограниченному тиражированию пакетов. Следовательно, выгодно ограничить иерархическую взаимосвязь сегментов по сравнению с разрешением сотового соединения сегментов для облегчения решения проблемы зацикливания. Системы маршрутизации имеют такую концепцию в виде понятия уровень 1/уровень 2 (L1/L2) в IS-IS, в котором сегменты L1 соединяются только с одним сегментом L2.

На фигуре 2 показан один пример сети связи 11, в которой множество каналов управляемой сети Ethernet 20 соединены через мосты граничных сегментов (ABB) 30. Конкретно, на фигуре 2 сеть 11 включает первый набор управляемой сети Ethernet протокола состояния канала L1А, L1В и L1С. Первый набор управляемых сетей Ethernet протокола состояния канала может быть, например, сетями центральной зоны, хотя изобретение не ограничено этим конкретным примером. Сети L1A, L1B и L1C соединяются управляемой сетью Ethernet L2 протокола состояния другого канала. Сегментом сети L2 может быть, например, базовая сеть провайдера, сконфигурированная для соединения с сетью L1. Изобретение не ограничено конкретным примером, показанным на фигуре 2, поскольку сеть фигуры 2 приведена просто как иллюстрация одной примерной среды, в которой может быть реализовано изобретение. В IS-IS формальный интерфейс между L1 и L2 определяется как установленный в соединении за пределами узла. В этом документе ABB определяется как мост, имеющий интерфейсы, по меньшей мере, к одному каналу L1 и, по меньшей мере, одному каналу L2.

Клиенты присоединены к сетям через краевые магистральные мосты (ВЕВ) 32. В пределах сети соединения устанавливаются через корневые магистральные мосты (ВСВ) 34. Предположим, что, как показано на фигуре 2, клиент 40, который соединен с сетью L1 через ВЕВ-А, может связаться с клиентом 42, который соединен с сетью L1-B через ВЕВ-В, и может связаться с клиентом 44, который соединен с сетью L1-B через ВЕВ-С. Чтобы обеспечить такую связь, будет необходимо установить маршрут между А и В через сегменты сети L1-A, L2 и L1-B, и также установить маршрут между А и С через сегменты сети L1-A, L2, и L1-B.

В соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения, сеть связи 10 включает одиночный сегмент L2. Хотя ABB может обслуживать множество непересекающихся сегментов L1, каждый порт на ABB рассчитан только на один сегмент. Однако если имеется прямой физический канал между двумя ABB, обслуживающими один и тот же сегмент, и желательно использовать канал для трафика L1 и L2, используются два логических порта вместе со схемой мультиплексирования. Каждый сегмент L1 является тупиковым сегментом, т.е. там нет никаких ABB между двумя сегментами L1, которые также не соединяются с сегментами L2. Чтобы облегчить вычисление незацикленных путей, трафик между сегментами L1 не должен использовать каналы L2. Узлы L2 не используют каналы L1 в качестве транзита к другим узлам L2, даже если L2 разделена на сегменты иным образом; однако узел L2 может использовать путь магистрального транзита провайдера (РВТ) через сегмент L1: в этом случае трафик L2 пересекает сегмент L1 с дополнительным уровнем инкапсуляции Ethernet и наиболее удаленных различных VID того же трафика L1. При трафике, входящем из различных сегментов, сигналы всегда прибывают в различные физические или логические порты, и ABB может легко поддерживать и использовать различные базы информации о пересылке (FIB), по одной для каждого обслуживаемого сегмента. Таким образом, когда пакет прибывает в порт L2, ABB консультируется с FIB L2, чтобы определить, куда это должно быть передано.

Имеется ряд ограничений, которые должны быть рассмотрены при принятии решения по множеству сегментов. Например, в противоположность телефонным номерам, МАС-адреса Ethernet не могут быть суммированы, благодаря чему сокращение представляет группу (такую как 613 кодов сегментов, например, код сегментов, определяющий все номера телефонов в Оттаве, Канада). Кроме того, сегменты сети должны обеспечивать симметричную передачу с тем, чтобы трафик мог следовать через сеть по одному и тому же пути в обоих направлениях.

В примере на фигуре 2 сегмента L1-A, L2 и L1-B являются управляемыми сегментами сети Ethernet протокола состояния всего канала, каждая из которых выполняет свой собственный пример протокола маршрутизации по состоянию канала. Таким образом, маршрутная информация, в основном, содержится в различных локальных вычислительных сетях, и ограничена только общим количеством маршрутной информации обмена между сегментами. Однако, как описано ниже более подробно, ABB могут позволить идентификаторам общности интересов, таким как I-SID и некоторая связанная информация о ВЕВ пропущенными между сегментами, таким образом, маршруты, связанные с ВЕВ вместе с I-SID, могут быть установлены в большей степени, чем через один сегмент. Конкретно, поскольку интерес к I-SID может быть пропущен через границу сети, сегменты маршрута могут быть установлены для I-SID в каждой из локальных вычислительных сетей, которые все вместе формируют маршрут между сегментами. Поскольку прохождение I-SID может быть сделано без вмешательства системы управления сетью, маршруты между сегментами могут быть установлены автоматически плоскостями управления множества сетевых сегментов.

Согласно одному варианту воплощения изобретения, ABB на границе между двумя сетями распространяются в каждой сетевой сегментом с возможностью достичь другой сети. Таким образом, например, на фигуре 2 АББА и ABB-d, каждый, находится на границе между сегментами сети L1-A и L2. Соответственно, каждый из этих ABB будет сообщать о возможности достижения сетевой сегмента L2 в пределах сетевой сегмента Ll-A, и сообщит о возможности достижения сетевой сегмента Ll-A в пределах сегмента сети L2. Согласно одному варианту воплощения изобретения, ABB могут объявить сегмент сети L2 как "псевдоузел" (также известный как виртуальный ВЕВ) в сегменте сети L1 с тем, чтобы ВСВ могли автоматически определить, какой ABB должен обработать трафик для данного набора самых близких ВЕВ путем установления состояния пересылки для кратчайших путей между самыми близкими ВЕВ и виртуальным ВЕВ, объявляющими об ABB. Таким образом, сеть L1 может сама выбрать ABB, чтобы представить наборы ВЕВ в смежный сегмент сети L2. Если все ABB объявляют сегмент сети L2 как один и тот же виртуальный ВЕВ, кратчайшие пути от ВЕВ в сегменте сети L1 будут автоматически установлены через ABB, который является ближайшим к виртуальному ВЕВ, и, следовательно, от набора ВЕВ, которые являются ближайшими к определенному ABB.

Мосты ABB, обслуживающие определенную L1, самостоятельно выбирают для представления определенные ВЕВ в L2 каждого ABB, определяющим, какие ВЕВ в L1 ближе к нему, чем любой другой ABB. Таким образом, на фигуре 2 АВВ-а является ближайшим к ВЕВ-А. Таким образом, маршруты от А, которые должны выйти из сегмента сети L1-A, будут установлены через корневые магистральные мосты (ВСВ), такие как ВСВ-А', чтобы пройти через АВВ-А. Точно так же, маршруты от BEB-D будут установлены через ABB-d. Имеется много способов сделать это, но самое простое (и не требующее никаких специальных правил для ВЕВ и ВСВ в L1) заключается в том, что L2 представляется в L1 узлом ABB как одиночный псевдоузел, т.е. виртуальный ВЕВ, соединенный с ABB равноценными каналами. Как упомянуто выше, трафик между сегментами L1 не должен использовать каналы L2: стоимость "каналов" к псевдоузлу, представляющему L2, должна быть достаточно большой, чтобы самый короткий путь между любой парой узлов в сегменте L1 не включал бы виртуальный ВЕВ. В одном варианте воплощения изобретения это обеспечивается установкой метрики стоимости расстояния для "каналов", которое больше половины диаметра сегмента L1. Диаметр сегментов L1 является самым большим расстоянием между любыми двумя узлами в сегменте L1.

Имеются определенные правила для того, как ABB пропускают информацию между сегментами. ABB, наиболее близкий к ВЕВ в L1, распространит адреса I-SID и MAC ВЕВ, связанные с этим сегментом в L2, без априорного знания, какие I-SID представляют интерес для множества сегментов. ABB только пропустят информацию ВЕВ и I-SID, собранную от других сегментов L1, из L2 в L1, где один или несколько ВЕВ в L1 уже указали на свой интерес к I-SID. Следовательно, узлы в L2 будут иметь полное отображение I-SID и ВЕВ в плоскости управления. Узлы в L1 будут иметь только отображение интереса ВЕВ и I-SID ограниченного района и тех, которые являются по-настоящему множеством сегментов.

Из вышеописанного можно видеть, что в L2 соответствующие соединения плоскости данных будут созданы на идентификаторе общности интересов, т.е. на I-SID, между ABB, выбирающими представление связанных ВЕВ в L1. Также в L1, ABB, представляющие ВЕВ в другом L1s, создадут соответствующие соединения, включающие локальные ВЕВ, которые являются частью той же самой общности интересов, как идентифицировано идентификатором общности интересов.

ВЕВ в сегменте сети L1 рекламируют интерес на идентификатор общности интересов, такой как I-SID, путем оповещения о состоянии канала, или используя другие сообщения в сегменте сети L1. В этом примере предполагает