CN100512195C

CN100512195C - 扩充虚拟局域网的供应商网络及扩充该局域网空间的方法

Info

Publication number: CN100512195C
Application number: CNB2007100028191A
Authority: CN
Inventors: 赵云飞; 陈维彬
Original assignee: Via Technologies Inc
Current assignee: Via Technologies Inc
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2027-02-01
Also published as: US20080002720A1; TWI327004B; US7768918B2; TW200803298A; CN101005435A

Abstract

本发明提供一种扩充虚拟局域网的供应商网络及扩充该局域网空间的方法，特别涉及一种扩充虚拟局域网空间的方法。此方法包括以下步骤。首先减少由一标签通信协议辨识码所占据的位数目以空出多个剩余位，其次运用此标签通信协议辨识码空出的剩余位表示一服务虚拟局域网辨识码的一第一部分位，接着运用标签控制信息的原始虚拟局域网辨识码表示此服务虚拟局域网辨识码的一第二部分位，以及结合此第一部分位与此第二部分位以得到完整的此服务虚拟局域网辨识码。本发明所提供的扩充虚拟局域网的供应商网络及扩充该局域网空间的方法，包的服务虚拟局域网辨识码的整体位数被增加，达到扩充供应商网络的服务虚拟局域网空间的功效。

Description

扩充虚拟局域网的供应商网络及扩充该局域网空间的方法

技术领域

本发明是有关于一种网络技术，特别是有关于一种扩充虚拟局域网空间的供应商网络以及扩充虚拟局域网空间的方法。

背景技术

不同于一般的实体网络，虚拟局域网(virtual local areanetwork，VLAN)为一逻辑上独立的网络。IEEE 802.1Q标准提供一将虚拟局域网标签(VLAN tag)附加于包上的通信协议，其中该虚拟局域网标签是用来注明包所属的虚拟局域网的相关信息，因此能让虚拟局域网在实体环境中得以实现。一般而言，虚拟局域网标签被用来标示实体网络中包所属的逻辑群体或虚拟局域网，因而包于实体网络中转送时可以依据其所属的虚拟局域网而进行不同的处理，从而建构虚拟局域网。此种虚拟局域网标签称之为用户端虚拟局域网标签(customer VLAN tag)。

网络服务供应商(Internet Service Provider，ISP)为一提供网络用户存取网络服务的机构，而网络服务供应商拥有的网络称之为供应商网络(provider network)。同样地，当来自用户端设备的包于供应商网络中传递时，虚拟局域网标签被网络服务供应商用来标示包所属的逻辑群体，以便让包能依据虚拟局域网标签所带的信息而在供应商网络中被快速地传递到其目的地。此类虚拟局域网标签称之为服务虚拟局域网标签(service VLAN tag)。服务虚拟局域网标签与用户端虚拟局域网标签两者可并存于同一包上，而不至于互相干扰。

图1为依据IEEE 802.1Q标准的以太网络包(Ethernet frame)格式100，其中以太网络包100包含一虚拟局域网标签。以太网络包100包含两个介质存取控制(media access control，MAC)地址102及104，虚拟局域网标签106，型态-长度栏108，数据栏110，以及循环冗余检查码(cyclic redundancy check，CRC)112。目标地址102与来源地址栏104都包含6字节，分别储存包的目标介质存取控制地址与来源介质存取控制地址。4字节的虚拟局域网标签106被插入于来源地址104与型态-长度栏108之间，用以储存以太网络包100所属的虚拟局域网的相关信息。在型态-长度栏108之后为数据栏110，其储存约46～1500个字节的使用者数据。循环冗余检查码112包含4字节并储存数据的核对和(checksum)。

虚拟局域网标签106包含标签通信协议辨识码(tag protocolidentifier，TPID)122及标签控制信息(tag control information，TCI)124。标签通信协议辨识码122包含2字节并用已指示该包文件头(packet header)于此处后方存在一虚拟局域网标签。标签控制信息124包含使用者优先顺序(user priority)126、标准格式指示(canonical format indicator，CFI)128，以及虚拟局域网辨识码(VLAN identifier)130。使用者优先顺序126包含3位并用已指示以太网络包100的处理优先顺序。标准格式指示128仅含1位。虚拟局域网辨识码130包含12位，用以指示包所属的虚拟局域网。

服务虚拟局域网空间(service VLAN space)为网络服务供应商所能分派给用户端的服务虚拟局域网辨识码的数目。当经由供应商网络存取因特网的用户数目愈多时，若服务虚拟局域网空间愈大，网络服务供应商便能拥有较大的弹性将用户包进行分类处理，而供应商网络便能较有效率的依据服务虚拟局域网标签来转送及传递网络中的包。然而，在现行的IEEE 802.1Q标准下，由于虚拟局域网标签106的虚拟局域网辨识码130仅包含12位，因此一网络服务供应商仅能运用数目为4096(即2¹²)的服务虚拟局域网空间。当使用供应商网络的用户端数目远大于4096时，供应商网络便难以依据服务虚拟局域网标签来对包进行处理，造成供应商网络运行的无效率。因此，必须提供一种扩充供应商网络的服务虚拟局域网空间的方法，以解决服务虚拟局域网空间不足的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种扩充虚拟局域网的供应商网络(provider network)，用以转送由多个用户端设备发出的多个包。该供应商网络包括多个第一网络连接装置(networkingdevice)以及多个第二网络连接装置。所述第一网络连接装置耦接至部分所述用户端，用以于所述包进入该供应商网络时决定所述包的虚拟局域网标签(VLAN tag)的服务虚拟局域网辨识码(service VLAN identifier)并依据一服务虚拟局域网标签格式附加所述虚拟局域网标签至所述包，并于所述包离开该供应商网络时依据该服务虚拟局域网标签格式自所述包移除所述虚拟局域网标签。其中该服务虚拟局域网标签格式包括2字节的标签通信协议辨识码(tag protocol identifier，TPID)以及2字节的标签控制信息(tag control information，TCI)，该标签通信协议辨识码包括(16-N)位的缩短的标签通信协议辨识码以及N位的增补虚拟局域网辨识码，该标签控制信息包括3位的使用者优先顺序(userpriority)、1位的标准格式指示(canonical format indicator，CFI)、以及12位的原始虚拟局域网辨识码，而该增补虚拟局域网辨识码及该原始虚拟局域网辨识码共同组成包的(12+N)位的服务虚拟局域网辨识码。所述第二网络连接装置用以检查所述包的该缩短的标签通信协议辨识码以辨别出所述虚拟局域网标签的存在，读取所述包的该增补虚拟局域网辨识码及该原始虚拟局域网辨识码以获得所述包的服务虚拟局域网辨识码，以及参考所述包的服务虚拟局域网辨识码转送所述包。

本发明更提供一种扩充虚拟局域网空间(service VLANspace)的方法。首先，减少由标签通信协议辨识码(tag protocolidentifier，TPID)所占据的位数目，以空出多个剩余位。接着，运用标签通信协议辨识码空出的所述剩余位表示一服务虚拟局域网辨识码的第一部分位。接着，运用标签控制信息(tag controlinformation，TCI)的原始虚拟局域网辨识码表示该服务虚拟局域网辨识码的第二部分位。最后，结合该第一部分位与该第二部分位以得到完整的该服务虚拟局域网辨识码。

本发明所提供的扩充虚拟局域网的供应商网络及扩充该局域网空间的方法，包的服务虚拟局域网辨识码的整体位数被增加，达到扩充供应商网络的服务虚拟局域网空间的功效。

附图说明

图1为依据IEEE 802.1Q标准的包含一虚拟局域网标签的以太网络包的格式；

图2为依据本发明以扩充供应商网络的服务虚拟局域网空间的服务虚拟局域网标签的格式；

图3为依据本发明运用图2的服务虚拟局域网标签的供应商网络的示意图；

图4a为依据本发明加上服务虚拟局域网标签的包；

图4b为依据本发明加上服务虚拟局域网标签的另一包，其中该包已包含一用户端虚拟局域网标签；

图5为根据本发明扩充供应商网络的服务虚拟局域网空间的方法的流程图；

图6为依据本发明的传送包的方法的流程图。

具体实施方式

为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举多个较佳实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。

图2为依据本发明以扩充供应商网络的服务虚拟局域网空间的服务虚拟局域网标签200。当用户端为了存取因特网或外部网络而将包送入供应商网络时，供应商网络会先将包附加上服务虚拟局域网标签200。因而，当供应商网络转送用户端的包时，可依据包的服务虚拟局域网标签200内的信息处理包或转送包至其目的地。服务虚拟局域网标签200包括标签通信协议辨识码(tagprotocol identifier，TPID)202以及标签控制信息(tag controlinformation，TCI)204两栏。为符合IEEE 802.1Q标准，标签通信协议辨识码202以及标签控制信息204两者均仅包含两字节。同样地，标签控制信息204亦包含3位的使用者优先顺序216、1位的标准格式指示218、以及12位的原始虚拟局域网辨识码(originalVLAN identifier)220。

一般的标签通信协议辨识码包含16位，但仅用于辨识虚拟局域网标签的存在之用，形成对于虚拟局域网标签的位的浪费。若网络连接装置(networking device)要辨别包是否含有虚拟局域网标签时，网络连接装置必须读取包的来源介质存取控制地址栏后方整整16位的标签通信协议辨识码，且唯有在16位的标签通信协议辨识码完全与预设值符合时，才能确认包上有虚拟局域网标签存在。举例来说，依据IEEE 802.1Q标准，标签通信协议辨识码的预设值为8100H。然而，一般的虚拟局域网辨识码仅包含12位，此12位的内容仅能支持大小为4096(即2¹²)的服务虚拟局域网空间。若标签通信协议辨识码所占据的位数目能减少，而因减少所空出的剩余位能用以储存一部分的虚拟局域网辨识码的增补位，则虚拟局域网辨识码可以借更多的位数来表示，进而扩充服务虚拟局域网空间。此时网络供应商可分派更多的服务虚拟局域网辨识码予用户端设备，而不再有服务虚拟局域网空间不足的问题。

服务虚拟局域网标签200的标签通信协议辨识码202包括缩短的标签通信协议辨识码212。缩短的标签通信协议辨识码212包含(16-N)个位，该(16-N)个位用以表示后方带有一服务虚拟局域网标签，其中N为一自然数。缩短的标签通信协议辨识码212由网络服务供应商自行预设，可以为(16-N)个连续的“0”或“1”位，例如“00000000”或“11111111”(在N为8的状况下)。因此，扣除掉缩短的标签通信协议辨识码212的(16-N)个位，标签通信协议辨识码栏202剩余的N个位便被用来储存一增补虚拟局域网辨识码(extra VLAN identifier)214，其为包的完整的虚拟局域网辨识码的一部分位。当含有服务虚拟局域网标签200的包于供应商网络中传递时，原始虚拟局域网辨识码220与增补虚拟局域网辨识码214两者皆会被读取，然后共同组成包单一的虚拟局域网辨识码。于一实施例中，原始虚拟局域网辨识码220储存包的虚拟局域网辨识码的较低次的12位(less significant bits)，而增补虚拟局域网辨识码214储存包的虚拟局域网辨识码的较高次的N位(moresignificant bits)。于另一实施例中，原始虚拟局域网辨识码220储存包的虚拟局域网辨识码的较高次的12位，而增补虚拟局域网辨识码214储存包的虚拟局域网辨识码的较低次的N位。于是，每一包的完整虚拟局域网辨识码共拥有(12+N)个位，而供应商网络能运用的服务虚拟局域网空间的数目为(4096×2^N)。

图3为依据本发明运用图2的服务虚拟局域网标签200的供应商网络300的示意图。供应商网络300包括多个相连接的网络连接装置(networking device)312～330，所述网络连接装置可为网络交换器(network switch)或路由器(router)。用户端设备302向用户端设备304经由供应商网络300发送多个包。包首先被送至网络连接装置312，其直接与用户端设备302相连。由于在供应商网络中，包是依据服务虚拟局域网标签的服务虚拟局域网辨识码进行传送，因此当包进入供应商网络300时，供应商网络300首先必须将服务虚拟局域网标签200附加于包之上。因此，在决定了包的服务虚拟局域网辨识码之后，网络连接装置312首先将包添加上带有服务虚拟局域网辨识码的服务虚拟局域网标签200。此时，每一包的服务虚拟局域网标签200都包含(16-N)位的缩短的标签通信协议辨识码212、N位的增补虚拟局域网辨识码214、以及12位的原始虚拟局域网辨识码220。

网络连接装置312可能将服务虚拟局域网标签200插入包的来源地址栏之后。参考图4a，其为依据本发明加上服务虚拟局域网标签410的包400。服务虚拟局域网标签410被插入于包的来源地址402与型态-长度栏404之间。参考图4b，其为依据本发明加上服务虚拟局域网标签460的包450。由于包450已包含一用户端虚拟局域网标签456，服务虚拟局域网标签460被插入于包的来源地址452与用户端虚拟局域网标签456之间。

当包被加上服务虚拟局域网标签200之后，包于供应商网络300中将依据其服务虚拟局域网标签200中储存的服务虚拟局域网辨识码而进行处理及传递。网络连接装置320～330借着检查缩短的标签通信协议辨识码212以辨认包是否带有服务虚拟局域网标签。若包带有服务虚拟局域网标签，网络连接装置320～330同时读取增补虚拟局域网辨识码214及原始虚拟局域网辨识码220，以获得包完整的服务虚拟局域网辨识码，并依据包的服务虚拟局域网辨识码对包进行转送。因此，包于供应商网络300中依据其服务虚拟局域网辨识码而传递。包最后到达网络连接装置314，该网络连接装置314直接与包的目的地的用户端设备304相连。由于包即将经由网络连接装置314离开供应商网络300，网络连接装置314将包上的服务虚拟局域网标签200移除，并将包传送给用户端设备304。

由于服务虚拟局域网标签200仅在供应商网络300中运用，并且由供应商网络300自行加入包并自包移除，因此虽然服务虚拟局域网标签200与一般的虚拟局域网标签106并不相同，但只要供应商网络300所有包括网络连接装置312～330的组成份子皆能依据服务虚拟局域网标签200的格式对包进行处理，带有服务虚拟局域网标签200的包能顺利的于供应商网络300中运作而不会发生错误。因此，每一包的完整虚拟局域网辨识码共拥有(12+N)个位，而供应商网络能运用的服务虚拟局域网空间的数目为(4096×2^N)。

图5为根据本发明扩充供应商网络的服务虚拟局域网空间的方法500的流程图。首先，于步骤502中减少标签通信协议辨识码所占用的位数，以空出多个剩余位。接着，步骤504中运用通过缩短标签通信协议辨识码得到的剩余位，以表示服务虚拟局域网辨识码的第一部分位。接着，于步骤506中运用标签控制信息的虚拟网络辨识码以表示服务虚拟局域网辨识码的第二部分位。接着，于步骤508中结合第一部分位与第二部分位，以组成包的服务虚拟局域网辨识码。此时若剩余位的位数为N，则包的服务虚拟局域网辨识码的第一部分位的位数为N；而因为标签控制信息的虚拟网络辨识码的位数为12，则包的服务虚拟局域网辨识码的第二部分位的位数为12。因此，步骤508中结合第一部分位与第二部分位所得到的服务虚拟局域网辨识码的位数为(12+N)，因而供应商网络的服务虚拟局域网空间被扩充了。

每当包进入供应商网络时，供应商网络会于步骤510中预先决定包的服务虚拟局域网辨识码。接着，供应商网络会于步骤512中依据所决定的服务虚拟局域网辨识码，将服务虚拟局域网标签于包进入供应商网络时附加至包上，其中包的服务虚拟局域网辨识码由上述第一部分位与第二部分位组成。接着，当包在供应商网络中传递时，供应商网络的网络连接装置于步骤514中读取上述第一部分位与第二部分位以获得包的服务虚拟局域网辨识码，以供包传递的参考。最后，当包离开供应商网络时，供应商网络于步骤516中自包移除服务虚拟局域网标签。

图6为依据本发明的传送包的方法600的流程图。首先，当一包进入供应商网络300时，于步骤602中，决定该包的虚拟局域网标签的虚拟局域网辨识码。接着，将该虚拟局域网标签附加至包上。该虚拟局域网标签如图2中一般包括一缩短的标签通信协议辨识码、一增补虚拟局域网辨识码、一原始虚拟局域网辨识码、一使用者优先顺序以及一标准格式指示。该缩短的标签通信协议辨识码表示后方存在该虚拟局域网标签。该缩短的标签通信协议辨识码的位数小于一般的标签通信协议辨识码的位数，而该增补虚拟网络辨识码的位数是通过减少一般的标签通信协议辨识码的位数而取得。

接着，于步骤604中借着检查该缩短的标签通信协议辨识码的存在以辨别包上有无存在虚拟局域网标签。接着，于步骤606中读取包的增补虚拟局域网辨识码及原始虚拟局域网辨识码，并结合该增补虚拟局域网辨识码以及该原始虚拟局域网辨识码以组成该包的虚拟局域网辩识码。最后，当包离开该供应者网络300时，于步骤608中自包移除虚拟局域网标签。

因此，本发明提供了扩充供应商网络的服务虚拟局域网空间的方法。借着减少标签通信协议辨识码所占用的位数，以空出多个剩余位以提供用来表示包的服务虚拟局域网辨识码的增补部分位，包的服务虚拟局域网辨识码的整体位数被增加了，因而达到扩充供应商网络的服务虚拟局域网空间的功效。

以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。

附图中符号的简单说明如下：

100、400、450：以太网络包

106、200：服务虚拟局域网标签

300：供应商网络

302、304：用户端设备

312-330：网络连接装置

Claims

1.一种扩充虚拟局域网的供应商网络，用以转送由多个用户端设备发出的多个包，其特征在于，该供应商网络包括：

多个第一网络连接装置，耦接至部分所述用户端设备，用以于所述包进入该供应商网络时决定所述包的虚拟局域网标签的服务虚拟局域网辨识码并依据一服务虚拟局域网标签格式附加所述虚拟局域网标签至所述包，并于所述包离开该供应商网络时依据该服务虚拟局域网标签格式自所述包移除所述虚拟局域网标签，其中该服务虚拟局域网标签格式包括为2字节的一标签通信协议辨识码以及为2字节的一标签控制信息，该标签通信协议辨识码包括为(16-N)位的一缩短的标签通信协议辨识码以及为N位的一增补虚拟局域网辨识码，该标签控制信息包括3位的使用者优先顺序、1位的标准格式指示、以及为12位的一原始虚拟局域网辨识码，而该增补虚拟局域网辨识码及该原始虚拟局域网辨识码共同组成包的(12+N)位的服务虚拟局域网辨识码；以及

多个第二网络连接装置，检查所述包的该缩短的标签通信协议辨识码以辨别出所述虚拟局域网标签的存在，读取所述包的该增补虚拟局域网辨识码及该原始虚拟局域网辨识码以获得所述包的服务虚拟局域网辨识码，以及参考所述包的服务虚拟局域网辨识码转送所述包。

2.根据权利要求1所述的扩充虚拟局域网的供应商网络，其特征在于，该供应商网络拥有2^(12+N)个服务虚拟局域网辨识码可供分派给由用户端设备送出的所述包。

3.根据权利要求1或2所述的扩充虚拟局域网的供应商网络，其特征在于，所述第一网络连接装置经由将所述虚拟局域网标签插入于所述包的来源地址区与型态-长度区之间，以将所述虚拟局域网标签附加至所述包上。

4.根据权利要求1或2所述的扩充虚拟局域网的供应商网络，其特征在于，所述第一网络连接装置经由将所述虚拟局域网标签插入于所述包的来源地址区与用户端虚拟局域网标签之间，以将所述虚拟局域网标签附加至所述包上。

5.一种扩充虚拟局域网空间的方法，其特征在于，所述扩充虚拟局域网空间的方法包括：

减少由一标签通信协议辨识码所占据的位数目，以空出多个剩余位；

运用该标签通信协议辨识码空出的所述剩余位表示一服务虚拟局域网辨识码的一第一部分位；

运用标签控制信息的原始虚拟局域网辨识码表示该服务虚拟局域网辨识码的一第二部分位；以及

结合该第一部分位与该第二部分位以得到完整的该服务虚拟局域网辨识码。

6.根据权利要求5所述的扩充虚拟局域网空间的方法，其特征在于，该方法更包括：

于多个包进入一供应商网络前，分别决定属于所述包的服务虚拟局域网辨识码；

当所述包进入该供应商网络时，依据所述包对应的所述服务虚拟局域网辨识码，将包括该第一部分位与该第二部分位的服务虚拟局域网标签附加至所述包上；以及

当所述包于该供应商网络中传递时，读取该第一部分位与该第二部分位，以组合得到所述包的所述服务虚拟局域网辨识码。

7.根据权利要求6所述的扩充虚拟局域网空间的方法，其特征在于，该扩充虚拟局域网空间的方法更包括当所述包离开该供应商网络时，自所述包移除所述服务虚拟局域网标签。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的扩充虚拟局域网空间的方法，其特征在于，所述包的服务虚拟局域网辨识码的长度为(12+N)个位，因此该供应商网络的服务虚拟局域网空间为2^(12+N)，其中该服务虚拟局域网空间表示该供应商网络可分派予用户端设备的服务虚拟局域网辨识码的数目。

9.根据权利要求6或7所述的扩充虚拟局域网空间的方法，其特征在于，所述服务虚拟局域网标签的附加步骤是通过将所述服务虚拟局域网标签插入于所述包的来源地址区与型态-长度区之间而达成。

10.根据权利要求6或7所述的扩充虚拟局域网空间的方法，其特征在于，所述服务虚拟局域网标签的附加步骤是通过将所述服务虚拟局域网标签插入于所述包的来源地址区与用户端虚拟局域网标签之间而达成。