BCM53284跨vlan组播复制研究报告

1、bcm53284跨vlan组播复制研究报告一. bcm53284跨vlan组播复制原理1.1概述在robo系列的前儿代交换芯片上，均没有针对跨vlan组播复制的机制，所以并不能完全 实现该功能。其缺陷就表现在跨vlan的组播包在从用户侧接口发出去时只能是一份.而不能 做到复制多份，且每份还带上不同用户vlan信息。而在bcm53284芯片上，就真正有了实 现跨vlan组播复制的硬件机制。所以可以很好的实现该功能，能在一个用户侧端口上复制 出多份带不同用户vlan id信息的组播数据包。而这个关键的硬件机制就是两张表：multicast group virtual port id mapping

2、 table 和 virtual port vid mapping table. 这两张表都用到了一 个新的概念:vport(虚拟端口).通过它可以将组播包和它对应的用户vlan连接起来。1.2 multicast group virtual port id mapping table组播组到vport映射表有7424(29 * 256)条表项.平均分配给芯片上的29个接口。每个 接口分配256条表项。查表时以(port id, mgid)为索引。其屮mgid为组播组在组播表中的 表项索引，mgid的取值范围是0,255.该表反映了从某个出接口出去的来自某个组播组的 包与vport的对应关系。

3、通过这张映射表，芯片可以为每一个发出去的组播包分配若干个 vport,上限是16个.每分配一个vport,芯片就会复制一份相应的组播包。组播组索引mgid是由sdk來分配的。原则上要求rfl组播包的目的组播mac和igmp snoop proxy vlan这二元组来确定一个组播组索引。组播组到vport映射表的表项结构如下所示： bit 15: mgvpid_15. when it is 1, this indicates packet replication on vport 15.bit 1: mgvpid_1. when it is 1, this indicates packet re

4、plication on vport 1.bit 0: mgvpid_0. when it is 1, this indicates packet replication on vport 0.fieldngvpid_0mgvpidjmgvpidjmgvpidjmgvpidhgvpi0.5mgvpid_5hgvpidjmgvpidjmgvpi09mgvpid.fohgvpi dllmgvpi d12dbhgffldjimgvpid.15bits11114511ij1)11121jn15indicate packet replication on vport x; 1 mean enable a

5、nd 0 mean disablemulticast group virtual port id mapping table查表流程示例：当芯片收到一个来自组播代理vlan的组播数据包，通过查找mac表，确定了它的组播组 索引mgid为100,就到组播表项100处查找组播成员接口位图，假设有两个成员接口 eth 3 口，5 口对应的位图置1 了，那么芯片会分别向这两个接口转发该组播包。当向3 口转发时, 就会根据 port id=2(芯片中的 port id 以 0 为起点),mgid=100 来查找 multicast group virtual port id mapping表。也就是查找

6、索引id为2*256+100=612的表项。而从eth 5 口转发的组 播包就会查找索引id=4*256+100=1124的表项。假设组播组到vport映射表的表项612中bit 5和bitlo为1,就表示芯片会为这个组播 包分配两个vport,分别为vport5和vportlo.然后芯片会根据vport5和vportlo查下面要提 到的virtual port vid mapping表,从而确定对应的用户vlan id,组播包发出去时就会带上对 应的用户vlan ido1.3 virtual port vid mapping tablevport到vlan id映射表有29条表项,每个接口分

7、配一条表项。查表时以port id为索引。 表项结构如下所示： bits 191:180: vid15. vid (vlan id) of vport (virtual port) 15bits 23:12: vid1. vid of vport 1bits 11:0: vido. vid of vport 0virtual port vid mapping table通过vport到vlan id映射表，就可以确定vport和vid的对应关系。查表流程示例：接上而示例，组播包要从eth 3 口发出去，且已确定为其分配了 vport5和vportlo,这时 就会查找virtual port v

8、id mapping表，找到索引为2 (对应eth 3 口)的表项。在该项中读取 vport 5 对应的 vlan id(bits 71:60)和 vport 10 对应的 vlan id(bits 131:120)。假设 vport5 的 vlanid值为50,vportlo的vlanid值为100,那么芯片将该组播包从eth 3 口发出去时就会是2 份，一份带上vlan 50的vlan tag, 份带上vlan 100的vlan tag.这样就实现了从用户侧接口 出去的组播包能被复制多份，每份带上一个用户vlan信息的功能。1.4实现步骤：在了解上述查表机制后，就可以在bcm53284上实

9、现跨vlan组播复制功能了。步骤如下:1. 首先在协议层通过igmpsnoop任务，将组播信息写入到芯片的mac表和组播表： 在协议屮根据proxy vlan z组播mac这两个参数，利用算法分配一个空闲的组播组索引 mcast indexo将mcast index, proxy vlan及组播mac写入到arl表中.然后在组播表mcast index表项处设置该组播组的成员接口。2. 设置 multicast group virtual port id mapping 表根据用户侧接口号和组播组索引确定要设置的表项，根据在该用户接口需要复制的用户 vlan份数，在表项中使能相应的数量的vpo

10、rt.3. 设置 virtual port vid mapping 表根据用户侧接口号确定要设置的表项，根据上面的vport,在表项屮相关的字段写入vport 对应的vlan id值。这样，当芯片收到一个來自proxy vlan的组播数据包后，通过查找mac表和组播表，可 以确定组播组索引和成员接口,然后根据它们查multicast group virtual port id mapping表 以确定芯片为该组播包分配了哪些vport,最后再查virtual port vid mapping表，确定这些 vport对应的vlan id。最后芯片会用这些vlan id会替代proxy vlan

11、id,复制相应份数的组播 包，从成员端口发送出去。二.问题背景及修改思路问题1：由 bcm53284 的 multicast group virtual port id mapping 表结构可以看出,一个用户端口最 多只能支持256条组播索引，而且索引号必须是0,255o而芯片的组播表条目是4k。也就是 说，在这4k条组播组中，只有前256条可以实现跨vlan组播复制。如果芯片收到的某个组 播数据包其对应的组播索引大于255,芯片就不会去查multicast group virtual port id mapping表，也就不会在转发出去时将proxy vlan替换成用户vlan 了。解决方

12、案：因为芯片硬件限制，只能支持256个组播组条目做跨vlan组播复制，所以只能从sdk软 件上做调整，将需要做跨vlan复制的组播组记录到glgmpsnooprepgroup链表屮。当sdk 需要将该组播组信息写入到组播表时，就会给这个组播组分趾一个位于0,255之间的组播 表索引。如果该区i'可已经满了，就在组播表中找一个普通表项(其对应的组播组没有记录在 glgmpsnooprepgroup中)，将其移到0,255之外，这样就可以空出一个索引给这个组播组了。 为此，设计了网管命令：multicast replication group (a.b.c.d)由该命令指定的组播ip对应的

13、组播组就具有高优先级，会保证分配给它的组播组索引位于 0,255之间。然后在以下函数中做了判断处理：int bcm robo mcast addr addfint unit, bcm mcast addr t *mcaddr)if (lsrepgroup(mcaddr->mac) = ok) && (mcindex >= 256)/*找一个普通的索引，移出0,255区间，为入参组播表项腾出空间。*/for (i = 0; i < 256; i+)if (lsrepgroup(bcm53284mcasttablei.mac) != ok)n ormalmcl n

14、dex = i;drv_fp_verb("nr bcm_robo_mcast_addr_add: normalmcindex %d", n ormalmcindex);break;严移动normalmcindex表项到后血去*/ 讦(normalmcindex < 256) for (loop = 256; loop < bcm53284_mcast_table_size; loop卄) 讦(!l2mc_usedsset(unit, loop)n ewnormalmcl ndex = loop;drv fp verb(hbcm robo mcast addr a

15、dd: newnormalmcindex %dn"/ newnormalmclndex); break;/*将该普通组播表项写入到新的位置newnormalmcindexo*/bcmf_error_return(drv_services(u nit)->mcast_to_marl) (unit, (uint32 *)&marl_entry, (uint32 *)&newmcaddr);bcmf_error_return(drv_services(unit)>mcast_bmp_set) (unit, (uint32 *)&marl_entry, t

16、_pbm,drv_mcast_index_add);/*删除旧位置normalmcindex处的组播表项，以实现该普通组播 表项的后移bcmf_error_return(bcm _l2_addr_delete(unit/ bcm53284mcasttablenormalmclndex.mac, bcm53284mcasttablenormalmcl ndex. vid);厂旧的组播表项统计计数减1*/l2mc_used_clr(unit, normalmcindex);mein dex = n ormalmcl ndex;elsedrv_fp_verb("nr no availabl

17、e rep multi group space !")；问题2：由bcm53284的virtual port vid mapping表结构可以看出，一个端口只支持16个用户vlan. 按照协议的默认流程，端口先收到某个用户vlan的igmp report包，就会自动把这个用户 vlan写入到virtual port vid mapping表.这样，先来的用户vlan就可以做复制,后来的用户 vlan因为表项已满的原因，而无法复制组播包。而如果这个后来的用户vlan是比较重要的 vlan,需要做组播复制，那就无法满足要求了。解决方案：需要一种机制，可以让用户来控制让哪些用户vlan参与

18、跨vlan组播复制。这需要定义一 个链表glgmpsnoopuservlanlist,用来保存重要的用户vlan.然后在sdk准备填写virtual port vid mapping表时,做一个判断，只有记录在glgmpsnoopuservlanlist中的用户vlan才可以 写入到表项中。而没有记录的用户vlan不让写入表项中，也即不让其做跨vlan组播复制。为此，设计了网管命令：multicast user-vlan vlanlist用户通过该命令來配置需要参与跨vlan组播复制的重要的用户vlan.然后在以下函数中做了判断处理：status usp_sdk_switch_add_l2mcast_member(void *var)/*只有cli上配置的用户vlan才可以写入到virtual port vid mapping表中。*