CN100336342C - 智能光网络系统及其用户组管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种智能光网络系统及其用户管理方法，通过管理平面进行用户组的初始配置工作，也可以从客户端进行动态的用户注册，申请建立连接，断开连接，修改连接，注销用户等工作，控制平面的作用在于响应客户端和管理平面发来的请求，进行链路的动态建立过程。通过管理平面的业务管理模块实施光虚拟专用网的用户组管理，可以避免通过路由协议扩散用户成员PIT表的不可靠性和不及时性，以及用户组管理的安全性问题，大大增加虚拟专用网建立和管理的效率，通过全局组成员地址表的使用，可以快速的生成客户网可见的拓扑视图，保证了OVPN组管理的可靠性，更便于向多运营商网络进行扩展。

Description

智能光网络系统及其用户组管理方法

技术领域

本发明涉及智能光网络系统，以及光虚拟专用网通过管理平面进行用户组管理的方法，尤其涉及智能光网络领域中快速可靠实现OVPN(光虚拟专用网)建立的途径。

背景技术

基于自动交换光网络的传输网络体系结构为新业务的提供创造了条件，促进了由传输网络向业务网络的演进。各种新业务提供模式不断涌现，随着自动交换光网络技术发展和研究的深入，这些新业务模式的实现已经成为了自动交换光网络研究的关键技术，运营商广泛要求支持OVPN和BOD等新业务的提供，因此，开发基于智能节点设备实现对OVPN和BOD等新型业务模式的支持和实现逐渐成为研究的关键。

由于智能光网络在传统的管理平面和传送平面之间，增加了一层控制平面。这使得网络管理和业务配置的复杂性大大降低，运营商转而可以集中精力开展新的业务。OVPN对于服务提供商(运营商)的好处有：能在大量的客户基础上优化带宽利用率以减少操作和费用，能提供快速的点击指配OVPN的能力，能支持对网络资源的划分，能在不增加新的硬件设备的情况下为运营商打开了新的市场和提供增值服务的机会。

对终端用户来说，OVPN能够在用户之间快速的指配合适的带宽进行连接，能提供多种保护和恢复机制，能通过SLA(服务等级协约)和网络提供的报告进行性能监视，能实现安全的客户网络计费，在大幅降低成本的情况下安全的对网络进行运行、管理、维护和供应等。

OVPN服务提供了一个安全的可管理的环境，使得用户能够在可以信任的范围内充分利用交换智能光网络的灵活性。OVPN中的边缘设备可直接通过WEB方式创建和删除他们之间的连接，同时网络可以在同一组的用户之间提供自动发现机制和较为灵活的计费方式。

OVPN利用一些控制和管理技术，将光网络中的某一部分资源为一些跨国、跨地域的公司和企业专用。它是光网络中的一种新的服务方式，或者说是一种新的增值业务。

OVPN体系框架主要包括以下几个部分：用户边缘设备(CE)：位于客户站点，直接面向用户并与运营商边缘设备相连的VPN设备；运营商边缘设备(PE)：位于运营商网络边缘，一端面向运营商网络，另一端通过网络接入与一个或多个CE相连的VPN设备；P设备：负责把运营商网络中的PE设备连接起来，但P设备不直接与CE相连，和OVPN等业务无关。

上述框架内，UNI接口是构建OVPN的关键部分，具有用户组管理，连接管理，安全准入，地址转换，本地资源管理等功能。

下面是基于自动发现的DDRP协议扩展的OVPN链路建立机制。在一个给定的OVPN网络中，每个端口都有唯一的标识，称为客户端口标识符(CPI)。同样，在一个给定的服务商网络中，PE光网元的每一个端口都有一个标识符在该网络中唯一，这个标识符称为服务商端口标识符(PPI)。PE光网元为每一个至少拥有一个端口的OVPN维护了一个端口信息表(PIT)，PIT表是一个由<CPI，PPI>元组组成的列表，包含了OVPN所有端口的信息。

在一个OVPN组内部，客户设备不需要和组内的其他所有CE成员以及目标端口都建立一个光连接，何时建立连接以及什么样的带宽和SLA约定是由用户自己控制的。对一个连接客户设备和服务商设备的端口来说，不光要有CPI和PPI信息，还可以保留相关的其它信息如该端口的通道特性，带宽，未使用的端口容量等。不光如此，CPI可以是一个或者多个端口的绑定，或者是端口中一个或多个时隙的组合，但就目前的设备来说，最小颗粒度还是要求在VC-4以上。

上面是基于自动发现的DDRP协议扩展的OVPN网络建立机制，这套机制的问题在于必须在多个用户端口之间通过路由协议扩散PIT，其协议基础可以是基于光网络扩展的OSPF-TE协议，或者BGP-4协议，在节点规模比较大的情况下，通过路由协议进行PIT表的扩散将非常困难，无法保证快速发现组内其他成员，当网络规模增大，网络层次增加的时候带来进一步的复杂性，还因为可能使用不同路由协议进行扩展对互连互通造成的风险问题；当个别节点的失效无法及时被组内其他成员发现，不能及时得到最新的PIT表；不能有效的对用户组进行管理，在安全机制的实现以及服务级别，保护恢复机制的统一管理上存在实现上的困难；不易实现计费管理；运营商不易对目前各个OVPN组的资源使用情况进行统一的视图和管理等。

发明内容

本发明解决的技术问题之一是提出了一种智能光网络系统，能够对用户组的安全有效的管理。

本发明解决的另一个技术问题是基于智能光网络系统的用户组管理方法，实现光虚拟专用网的建立和配置管理的问题；并提高了控制平面中进行用户组管理不能解决的可靠性和集中控制问题，降低了建立时间和建立成本。

本发明所述的智能光网络系统包括：管理平面、传送平面和控制平面；管理平面中的业务管理模块负责建立光虚拟专用网和实施光虚拟专用网的用户组管理；控制平面用于响应客户端和管理平面发来的请求，进行链路的动态建立过程。

优选地，在管理平面中设置组属性表、组成员表、组地址表，所述业务管理模块维护以上三张表完成光虚拟专用网的建立和光虚拟专用网的用户组管理；

其中组属性表用于存储各虚拟专用网组的管理信息，包括以下字段：OVPN组所申请的网络总带宽，服务级别，保护级别，登陆组所需的ID(标识)和口令；

组成员表用于校验已登录虚拟专用网组的用户信息并记录组成员的权限和节点地址，包括以下字段：组员的ID和口令，权限，组成员地址，其中组成员地址为CPI-PPI对；

组地址表用于存储组成员建链过程路径、容量和服务级别信息，包括以下字段：每条连接的路径，链路容量和每节链路的SLA约束参数。

本发明提出的智能光网络系统中光虚拟专用网用户组管理方法，包括以下处理过程：

第一步，所述管理平面进行虚拟专用网组的初始配置，并将各虚拟专用网组的管理信息保存到组属性表中；或者由客户端发起动态用户注册，建立新的虚拟专用网组，并将该组的管理信息保存到组属性表中；

第二步，组成员以登陆管理平面组成员表的方式动态的加入虚拟专用网的小组；

第三步，系统为新加入的组成员申请一定的链路资源和动态建立连接，并将该连接的路径、容量和服务级别信息保存在组地址表中；

第四步，对组成员表的刷新以检查各组成员的工作状态，进行动态维护。

优选地，所述第一步中客户端发起动态用户注册，建立新的虚拟专用网组具体包括以下步骤：

当一个新的CE用户成员加入时，登陆MANAGER的业务管理模块，查询相应的组属性表有没有要申请的组ID；

如果没有则申请建立一个OVPN的用户组，然后请求策略管理的相应SLA服务级别，请求计费管理对计费策略进行协商，并开始建立组的过程，包括填写组属性，设置登陆组所需的ID和口令，开始添加组成员的过程。

优选地，所述第二步具体包括以下步骤：

通过组成员表校验新的CE用户成员后，登录相应的用户组，查看本组网络拓扑情况，然后添加组成员；

设置组成员表的权限和节点地址，CPI和直接相连的PPI信息，填写是与组内全部成员建立连接还是与指定节点建立连接。

优选地，当确定新用户成员与组内全部成员建立连接时还需要记录带宽的大小。

优选地，当确定新用户成员与指定节点建立连接时还需要确定是否指定拓扑和虚拟路径的信息。

优选地，所述第三步具体包括以下步骤：

对于每一个新加入用户和已有用户之间要求建立的连接，在指定了连接应具有的带宽，服务级别以及其他约束条件后，由入口PE开始计算路径，通过GMPLS(通用多协议标签交换)信令到目的节点启动建链过程，如果资源预留成功，则开始业务通道测试；

填写组地址表，指明每条连接的路径和链路容量，服务级别等信息；

当新加CE与组内所有指定可以建立连接的成员路径都已经建立成功，则开始进行组播路径的收敛过程，最后更新组地址表。

优选地，所述第四步具体包括：启动组成员表的刷新过程，也就是不断通过HELLO包的形式检查各用户组成员的工作状况。

通过本发明，可以通过管理平面进行用户组的初始配置工作，也可以从客户端进行动态的用户注册，申请建立连接，断开连接，修改连接，注销用户等工作，控制平面的作用在于响应客户端和管理平面发来的请求，进行链路的动态建立过程。通过管理平面的业务管理模块实施光虚拟专用网的用户组管理，可以避免通过路由协议扩散用户成员PIT表的不可靠性和不及时性，以及用户组管理的安全性问题，大大增加虚拟专用网建立和管理的效率，同时具备其他更多的优点。采用本发明，可以具备以下优点：

●用户可以直接到管理平面去注册组成员，查找和写入CPI-PPI，及时的发现组内其他成员，查询成员的所有状态，保证了用户组管理的可靠性，不会因为个别节点的失效无法更新或者不能及时得到最新的PIT表；

●在节点规模比较大的情况下，可以不需要传统的通过路由协议进行PIT表的扩散，通过到管理平面去查找，就能快速的得到本组内其他所有成员的端口CPI信息，避免了通过路由协议进行PIT扩散的不可靠性，速度慢，以及当网络规模增大，网络层次增加的时候带来的复杂性问题，降低了对不同路由协议进行扩展对互连互通造成的风险问题；

●通过全局组成员地址表的使用，可以快速的生成客户网可见的拓扑视图，运营商也可以看到各OVPN组对资源的使用情况；

●组的管理和组成员的注册和校验放在管理平面，较之存放在用户节点和运营商边缘节点，保证了OVPN组管理的可靠性；更便于向多运营商网络进行扩展；

●通过直接查找业务管理模块的SLA策略，可以方便的对网络和连接的属性进行定制和规划，便于实现保护恢复等机制；

●通过对目前的端口连接情况和当前实际发生的骨干网连接带宽等进行统计，有利于计费等实现，作为客户也可以实时了解当前的计费情况，并根据当前的资源使用情况和计费水平随时对连接进行调整，包括重新建立连接，断开连接以及修改连接属性和带宽等；

●可以方便的进行组管理权限的设定以及成员权限的设定；

●管理平面的业务管理模块可以实时地从网元中直接提取当前的运行数据，即使这些数据保存在跨运营商、跨设备商的设备中也是如此。这样，OVPN就能够提供一个完整的端到端视图，从而帮助工作人员进行故障诊断和保障服务级别。

附图说明

图1本发明智能光网络系统中通过管理平面进行配置的原理图；

图2是本发明光虚拟专用网用户组管理方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述技术方案的实施。

图1为用户通过管理平面进行配置的示意图，从图1可以看出，在系统启动后，一个OVPN系统初始化的流程可以简单描述为：

●首先在PE设备和管理平面初始化完毕后，

●启动CE设备和PE设备上的OVPN模块初始化进程，读取OVPN数据库并初始化OAM&P模块，启动安全认证，网络监控，地址翻译和访问控制模块，

●初始化对外接口模块，建立和UNI其他模块如信令协议模块，资源管理模块，路由管理模块之间的连接。

●通过UNI模块验证UNI接口之间的IPCC通道，完成UNI-C经过UNI-N到管理平面之间的通信。

●此时启动管理平面的配置进程，建立PC模式下的OVPN组建立，成员加入和验证，成员之间的连接建立并填写组地址表等流程。

●进行组用户表和组地址表的维护和用户注册，注销等工作，用户的加入可以从管理平面发起，并开始接受从CE的客户GUI发起的用户加入，注销，以及用户直接指定的连接建立，拆除和修改等工作。

●并启动告警监控，访问控制和链路动态建立，修改和删除等过程。这样，一个正常的OVPN业务进程就可以正常工作了。

图2为光虚拟专用网管理流程图，具体过程说明如下：

●当一个新的CE用户成员加入时，首先要看管理平面的业务管理模块中是否已经有相应的组存在，也就是说CE用户成员要登陆MANAGER的业务管理模块，查询相应的组属性表有没有要申请的组ID；

●如果没有则申请建立一个OVPN的用户组，然后请求策略管理的相应SLA服务级别，请求计费管理对计费策略进行协商，然后开始建立组的过程，包括填写组属性，设置登陆组所需的ID和口令，开始添加组成员的过程；

●如果组已经存在，则登陆组(业务管理请求组属性表校验组ID和口令等)，查看本组网络拓扑情况(视权限大小而定)，然后添加组成员，

●设置组成员表的权限和成员端口地址等信息，填写是与组内全部成员建立连接(以及带宽大小等)还是与指定节点建立连接(是否指定拓扑和虚拟路径，如必须经过某一节点等)。

●当要求新加入某一用户成员和已有成员之间建立连接，则由入口PE开始计算路径，通过信令启动到目的节点的建链过程，如果资源预留成功，则开始业务通道测试；

●填写组地址表，也就是类似IPA-2M-IPB-2M-IPC-2M-IPD的信息，指明了每条连接的路径和链路容量以及服务级别等信息。

●当新加用户成员与组内其他成员的路径都已经建立成功，则开始进行组播路径的收敛过程，最后更新组地址表。

Claims (9)

1、一种智能光网络系统，包括：管理平面、传送平面和控制平面，其特征在于，所述管理平面中的业务管理模块负责建立光虚拟专用网和实施光虚拟专用网的用户组管理：在管理平面中设置组属性表、组成员表、组地址表，所述业务管理模块维护以上三张表完成光虚拟专用网的建立和光虚拟专用网的用户组管理；其中组属性表用于存储各虚拟专用网组的管理信息，组成员表用于校验已登录虚拟专用网组的用户信息并记录组成员的权限和节点地址，组地址表用于存储组成员建链过程路径、容量和服务级别信息；所述控制平面用于响应客户端和管理平面发来的请求，进行链路的动态建立过程。

2、如权利要求1所述的智能光网络系统，其特征在于，其中，

所述组属性表包括以下字段：光虚拟专用网OVPN组所申请的网络总带宽，服务级别，保护级别，登陆组所需的标识ID和口令；

所述组成员表包括以下字段：组员的ID和口令，权限，组成员地址，其中组成员地址为客户端口标识符-服务商端口标识符对；

所述组地址表包括以下字段：每条连接的路径，链路容量和每节链路的服务等级协约SLA约束参数。

3、如权利要求1所述智能光网络系统中光虚拟专用网用户组管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

第一步，所述管理平面进行虚拟专用网组的初始配置，并将各虚拟专用网组的管理信息保存到组属性表中；或者由客户端发起动态用户注册，建立新的虚拟专用网组，并将该组的管理信息保存到组属性表中；

第二步，组成员以登陆管理平面组成员表的方式动态的加入虚拟专用网的小组；

第三步，系统为新加入的组成员申请一定的链路资源和动态建立连接，并将该连接的路径、容量和服务级别信息保存在组地址表中；

第四步，对组成员表的刷新以检查各组成员的工作状态，进行动态维护。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一步中客户端发起动态用户注册，建立新的虚拟专用网组具体包括以下步骤：

当一个新的用户边缘设备CE用户成员加入时，登陆管理平面的业务管理模块，查询相应的组属性表有没有要申请的组ID；

如果没有则申请建立一个OVPN的用户组，然后请求策略管理的相应SLA服务级别，请求计费管理对计费策略进行协商，并开始建立组的过程，包括填写组属性，设置登陆组所需的ID和口令，开始添加组成员的过程。

5、如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第二步具体包括以下步骤：

通过组成员表校验新的CE用户成员后，登录相应的用户组，查看本组网络拓扑情况，然后添加组成员；

设置组成员表的权限和节点地址，客户端口标识符CPI和直接相连的服务商端口标识符PPI信息，填写是与组内全部成员建立连接还是与指定节点建立连接。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，当确定新用户成员与组内全部成员建立连接时还需要记录带宽的大小。

7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，当确定新用户成员与指定节点建立连接时还需要确定是否指定拓扑和虚拟路径的信息。

8、如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第三步具体包括以下步骤：

对于每一个新加入用户和已有用户之间要求建立的连接，在指定了连接应具有的带宽，服务级别以及其他约束条件后，由入口运营商边缘设备PE开始计算路径，通过通用多协议标签交换GMPLS信令到目的节点启动建链过程，如果资源预留成功，则开始业务通道测试；

填写组地址表，指明每条连接的路径和链路容量，服务级别等信息；

当新加CE与组内所有指定可以建立连接的成员路径都已经建立成功，则开始进行组播路径的收敛过程，最后更新组地址表。

9、如权利要求3所述的方法，所述第四步具体包括：启动组成员表的刷新过程，也就是不断通过HELLO包的形式检查各用户组成员的工作状况。