CN100433713C - 基于ip的虚交换接入方法、装置和虚交换系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于IP的虚交换接入方法、装置和虚交换系统，其核心都是通过建立IP层地址信息与虚交换通道的对应关系，使DRE能够根据IP报文的IP层地址信息、上述对应关系确定该IP报文对应的虚交换通道，从而使IP报文能够根据其对应的虚交换通道进行传输。本发明为IP报文提供了一种新的虚交换接入方法，使V-Switch在承载IP业务流时，边缘DRE能够根据IP报文中不同IP地址信息通过不同的V-Switch通道即不同的“接口+Vlan”传输，丰富了虚交换边缘DRE的接入方法；从而实现了提高虚交换对IP业务的承载能力、拓展虚交换技术应用范围的目的。

Description

基于IP的虚交换接入方法、装置和虚交换系统

技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种基于IP的虚交换接入方法、装置和虚交换系统。

背景技术

随着Internet规模的不断增大，各种各样的网络服务争相涌现，先进的多媒体系统层出不穷。由于实时业务对网络传输时延、延时抖动等特性较为敏感，当网络上有突发性高的FTP或者含有图像文件的HTTP等业务时，实时业务就会受到很大影响；另一方面，多媒体业务占去了大量的带宽，这样，现有网络要保证的关键业务就难以得到可靠的传输。于是，各种QoS技术应运而生。IETF已经建议了很多服务模型和机制，以满足QoS的需求。

基于门户的多种应用和服务以及宽带多媒体业务，包括为普通住宅用户提供丰富的Video/Audio流、VOD、视频组播、多媒体交互、高带宽需求的网络游戏，为商业用户提供视频会议、远程教育、VPN、具有QoS保障的数据专线、IPHotel等，成为宽带运营的重要内容。

运营商和企事业用户对以太网技术和端对端以太网技术有较高的认知程度。以太网技术成为未来搭建三网合一、城域网的主要技术之一，以太网业务在未来市场将会有极大的发展。

针对这些商业用户，目前已提出了V-Switch(虚交换)、GRE(数据转发实体)、L2TP(第二层隧道协议)、MPLS(多协议标签交换)等多种方式的VPN/VPDN(虚拟专用网/虚拟专用拨号网络)专线方案。

IVS(Intelligent V-Switch，智能虚交换)技术主要用于组建稳定、实用、经济的运营级城域以太网，可以实现QoS保证、网络安全保护、电信级的网络维护和管理等功能，具备基于号码的用户管理、一定的移动性、业务开放管理计费的集中管理等核心业务管理能力，提供包括智能二层流量调度、LAN专线、IP流量规划等业务和服务，IVS的出现填补了目前的网络在纯二层能力上的不足，对新时期城域网的建设具有重要的作用。

V-Switch体系结构具备完善的以太网VLAN交换和调度功能，灵活的业务调度和建立、调整的手段，以及丰富的、可扩展的二层业务提供能力，完善的操作维护管理工具和信息。

V-Switch体系的逻辑层次和功能模型如附图1所示。

图1中，V-Switch体系分为三层：V-Switch业务控制层，V-Switch连接控制层，V-Switch承载能力层。

V-Switch连接控制层维护DRE中交换资源，如设备、接口、链路、VLAN等交换资源，接收V-Switch业务控制层SCR(V-Switch业务控制实体)的V-Switch建立请求，为该V-Switch连接选择业务流路径，分配带宽及VLAN资源，并将控制信息下发到业务流经过的DRE(数据转发实体)设备上。

DRE处于V-Switch承载能力层，DRE根据V-Switch连接控制层设置的VLAN交换表项，完成对以太网帧格式的业务流转发。

VLAN交换表项的内容如表1所示。

表1

	参数	参数说明
			1	接口1	业务流转发接口1，如GE 1/0/0
2	vlan id 1	业务流在接口1上以太网帧格式中携带的VLAN ID
			3	接口2	业务流转发接口2，如GE 1/0/1
4	vlan id 2	业务流在接口2上以太网帧格式中携带的VLAN ID
			5	带宽	业务流带宽限制
5.1	上行最大带宽	业务流上行(从接口1接收，从接口2发送)最大带宽

5.2	下行最大带宽	业务流下行(从接口2接收，从接口1发送)最大带宽
			6	QoS参数	业务流QoS参数要求
6.1	延迟
			6.2	延迟抖动
6.3	丢包率

DRE以VLAN交换表作为业务流转发的路由依据。DRE根据VLAN交换表对业务流数据的转发过程如附图2所示：

图2中，V-Switch域中的DRE包括：边缘DRE和中间DRE。边缘DRE为V--Switch域的边缘节点，与接入用户连接，中间DRE通过边缘DRE与接入用户连接。边缘DRE和中间DRE都仅支持“接口+Vlan”的交换，如DRE将接口1中接收到的vlan id 1的以太网帧发送到接口2的同时，将vlan id 1转换成vlan id 2；DRE将接口2中接收到的vlan id 2的以太网帧发送到接口1的同时将vlan id 2转换成vlan id 1。

通过上述转发形式，在整个网络中可以建立一条VLAN的虚通道，该虚通道可以描述为；(设备1，接口1，vlan id 1)-(设备1，接口2，vlan id 2)-(设备2，接口3，vlan id 2)-(设备2，接口1，vlan id 3)......。

由于IP协议中任何两个IP地址之间都可以建立会话连接，如NGN(下一代网络)业务中任何一个IP地址都可以同时和多个IP地址之间建立会话连接，所以，当V-Switch承载IP业务时，接入IP业务的边缘DRE从用户侧接收到的承载IP流以太网帧的“接口+Vlan”必须不同，如附图3中，如果IP1需要同时和IP2、IP3、IP4通讯，V-Switch域需要为这三个IP流建立三个V-Switch的虚通道，而且接入IP1的边缘DRE从用户侧收到的承载IP流的以太网帧的“接口+Vlan”必须不同，这样，才能够交换到不同的V-Switch虚通道上。

从上面的描述可知，当V-Switch承载IP业务时，要求处于用户侧的三层路由设备对每一个可能的目的地址建立独立的路由，走不同的出接口，这在实际组网中是不可能做到，使得V-Switch在承载IP业务时存在缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于IP的虚交换接入方法、装置和虚交换系统，通过使虚交换技术支持IP报文的交换，丰富了虚交换边缘DRE的接入方法，从而实现了提高虚交换对IP业务的承载能力、拓展虚交换技术应用范围的目的。

为达到上述目的，本发明提供的一种基于IP的虚交换接入方法，包括：

a、建立IP层地址信息与虚交换通道的对应关系；

b、入口边缘数据转发实体根据IP报文的IP层地址信息、所述对应关系确定该IP报文对应的虚交换通道；

c、所述入口边缘数据转发实体根据所述IP报文对应的虚交换通道承载该IP报文进行传输。

所述步骤a具体包括：

建立IP层目的地址信息或IP层五元组信息与接口、VLAN标识的对应关系。

所述步骤b具体包括：

入口边缘数据转发实体的以太层将其接收接入虚交换域的IP报文交给IP层；

IP层根据所述对应关系、接入虚交换域的IP报文的目的地址信息或IP层五元组信息确定该IP报文对应的接口和VLAN标识。

所述步骤c具体包括：

入口边缘数据转发实体的以太层根据IP层确定的接口、VLAN标识对该IP报文进行以太帧的封装并传输。

所述封装包括：802.1Q封装。

所述步骤c还包括：

出口边缘数据转发实体的以太层将虚交换域中传输来的、需要转发出虚交换域的IP报文传输至IP层；

所述IP层根据该IP报文的目的地址进行IP报文的传输。

本发明提供的基于IP的虚交换接入装置，设置于入口边缘数据转发实体中，包括：

存储模块：存储IP层地址信息与虚交换通道的对应关系；

确定虚交换通道模块：接收接入虚交换域的IP报文，并根据存储模块中存储的对应关系、所述IP报文中承载的IP层地址信息确定该IP报文对应的虚交换通道；

封装转发模块：根据确定虚交换通道模块确定的虚交换通道将所述IP报文封装后传输。

本发明还提供一种虚交换系统，包括：

入口边缘数据转发实体、出口边缘数据转发实体；

所述入口边缘数据转发实体：根据IP层地址信息与虚交换通道的对应关系、接入虚交换域的IP报文的IP层地址信息确定该IP报文对应的虚交换通道，并将所述IP报文封装后，传输；

出口边缘数据转发实体：将虚交换域传输来的、需要转发出虚交换域的IP报文根据其承载的IP层目的地址进行传输。

所述入口边缘数据转发实体包括：

存储模块：存储IP层地址信息与虚交换通道的对应关系；

确定虚交换通道模块：接收接入虚交换域的IP报文，并根据存储模块中存储的对应关系、所述IP报文中承载的IP层地址信息确定该IP报文对应的虚交换通道；

封装转发模块：根据所述确定的虚交换通道将所述IP报文封装后传输。

所述系统还包括：至少一个中间数据转发实体；

中间数据转发实体：根据VLAN交换表将虚交换域传输来的IP报文传输至其它中间数据转发实体或出口边缘数据转发实体。

通过上述技术方案的描述可知，本发明为IP报文提供了一种新的虚交换接入方法，通过建立IP层地址信息与虚交换通道的对应关系，使入口边缘DRE能够直接根据IP报文的地址信息确定IP报文对应的虚交换通道，使V-Switch在承载IP业务流时，可以不要求以太网帧的“接口+Vlan”必须不同，从而使通过同一接口接入的、具有不同IP地址信息的IP报文能够通过不同的“接口+Vlan”传输，丰富了虚交换接入方法；本发明的出口边缘DRE能够根据IP报文的IP层目的地址对虚交换域传输来的IP报文进行转发；从而通过本发明提供的技术方案实现了提高虚交换对IP业务的承载能力、拓展虚交换技术应用范围的目的。

附图说明

图1是V-Switch体系的逻辑层次和功能模型示意图；

图2是现有技术中实现虚交换的方法示意图；

图3是现有技术中对IP业务的虚交换接入实现方法示意图；

图4是本发明的基于IP的虚交换接入实现方法示意图一；

图5是本发明的基于IP的虚交换接入实现IP层点到多点业务的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种新的虚交换接入方法、装置和虚交换系统，其核心都是通过建立IP层地址信息与虚交换通道的对应关系，使DRE能够根据IP报文的IP层地址信息、上述对应关系确定该IP报文对应的虚交换通道，从而使IP报文能够通过其对应的虚交换通道进行传输。

下面基于本发明的核心思想对本发明提供的技术方案做进一步的描述。

本发明中的IP层地址信息可以为IP层目的地址信息，也可以为IP层五元组信息。所以，本发明中建立IP层地址信息与虚交换通道的对应关系为：建立IP层目的地址信息与接口、VLAN标识的对应关系，或建立IP层五元组信息与接口、VLAN标识的对应关系。

上述对应关系可以存储在入口边缘DRE中。

下面结合附图4对IP报文在虚交换域中的传输过程进行详细描述。

图4中，当IP业务流进入V-Switch域时，入口边缘DRE的以太层将IP报文提交至IP层处理，如果入口边缘DRE中存储的对应关系为IP层五元组信息与接口、VLAN标识的对应关系，则IP层应获取IP报文相应的地址信息，并将该地址信息与入口边缘DRE中存储的对应关系进行匹配，以确定该IP报文对应的接口、VLAN标识。如果入口边缘DRE中存储的对应关系为IP层目的地址信息与接口、VLAN标识的对应关系，则IP层应获取IP报文的目的地址，并将该目的地址与入口边缘DRE中存储的对应关系进行匹配，以确定该IP报文对应的接口、VLAN标识。

在确定了该IP报文对应的接口、VLAN标识后，入口边缘DRE的以太层对IP报文进行802.1Q的封装，并根据上述确定的接口、VLAN标识发送。

当中间DRE以太层接收到802.1Q封装的IP报文后，仍根据VLAN交换表以“接口+VLAN”的方式传输。

当出口边缘DRE以太层接收到802.1Q封装的IP报文后，出口边缘DRE以太层将IP报文提交IP层处理，IP层根据IP报文的目的地址进行普通的路由转发。

下面结合附图5对一个IP地址同时和多个IP地址之间建立会话连接的虚交换过程进行详细描述。

图5中，如果IP1需要同时和IP2、IP3、IP4通讯，V-Switch域会为三个IP业务流建立三个V-Switch通道。由于接入IP1的入口边缘DRE1从用户侧接收到的三个IP业务流的IP层地址信息不同，如IP头目的地址不同，IP头目的地址分别为IP2、IP3、IP4，所以，DRE1能够根据IP头目的地址或者IP层五元组信息等将三个IP业务流分别进行封装后，交换到不同的V-Switch通道中，即将三个IP业务流封装后，根据不同的出接口和VLAN标识分别传输至DRE2和DRE4。

DRE2在接收到DRE1传输来的两个IP业务流时，根据VLAN交换表将其中一个IP业务流传输至DRE3，将另外一个IP业务流提交至IP层处理，DRE2的IP层根据IP报文的目的地址将该IP业务流路由转发至IP2。DRE3将DRE2传输来的IP业务流提交至IP层处理，DRE3的IP层根据IP报文的目的地址将该IP业务流路由转发至IP3。

DRE4在接收到DRE1传输来的一个IP业务流时，根据VLAN交换表将其传输至DRE5。DRE5将DRE4传输来的IP业务流提交至IP层处理，DRE5的IP层根据IP报文的目的地址将该IP业务流路由转发至IP4。

从而完成一个IP地址同时和多个IP地址之间建立会话连接的虚交换过程。

从上面的描述可以看出，在利用本发明的虚交换接入方法对IP报文进行虚交换传输时，对用户侧的路由设备没有任何特殊要求，用户侧的路由设备和入口边缘DRE之间只需要一个接口连接即可。

本发明提供的虚交换系统主要包括：入口边缘数据转发实体和出口边缘数据转发实体。当然虚交换系统也可以包括中间数据转发实体，而且中间数据转发实体的数量可以为1个或多个。下面以虚交换系统包括入口边缘数据转发实体、中间数据转发实体和出口边缘数据转发实体为例进行说明。

该系统中入口边缘数据转发实体、中间数据转发实体和出口边缘数据转发实体的数量都可以为一个或多个。

入口边缘数据转发实体主要用于根据IP层地址信息与虚交换通道的对应关系、接入虚交换域的IP报文的IP层地址信息确定该IP报文对应的虚交换通道，并将该IP报文封装后，传输至中间数据转发实体或出口边缘数据转发实体。

入口边缘数据转发实体的功能主要由存储模块、确定虚交换通道模块和封装转发模块来实现。

存储模块主要用于存储IP层地址信息与虚交换通道的对应关系，如存储IP层目的地址与接口、VLAN标识的对应关系等，当然，IP层地址信息也可以为五元组信息等。

确定虚交换通道模块主要用于接收接入虚交换域的IP报文，如接收用户侧的路由设备传输来的IP报文，并根据存储模块中存储的对应关系、其接收的IP报文中承载的IP层地址信息确定该IP报文对应的虚交换通道，如根据IP报文的目的地址确定该IP报文对应的接口、VLAN标识。

封装转发模块主要用于根据确定虚交换通道模块确定的接口、VLAN标识等信息将该IP报文封装后传输至中间DRE或出口边缘DRE。

中间数据转发实体主要用于接收入口边缘DRE的封装转发模块或其它中间DRE传输来的IP报文，并根据VLAN交换表将其接收的IP报文传输至其它中间数据转发实体或出口边缘数据转发实体。

出口边缘数据转发实体主要用于将入口边缘数据转发实体或中间数据转发实体传输来的IP报文根据其承载的目的地址进行传输。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。

Claims (10)

1、一种基于IP的虚交换接入方法，其特征在于，包括：

a、建立IP层地址信息与虚交换通道的对应关系；

b、入口边缘数据转发实体根据IP报文的IP层地址信息、所述对应关系确定该IP报文对应的虚交换通道；

c、所述入口边缘数据转发实体根据所述IP报文对应的虚交换通道承载该IP报文进行传输。

2、如权利要求1所述的一种基于IP的虚交换接入方法，其特征在于，所述步骤a具体包括：

建立IP层目的地址信息或IP层五元组信息与接口、VLAN标识的对应关系。

3、如权利要求2所述的一种基于IP的虚交换接入方法，其特征在于，所述步骤b具体包括：

入口边缘数据转发实体的以太层将其接收接入虚交换域的IP报文交给IP层；

IP层根据所述对应关系、接入虚交换域的IP报文的目的地址信息或IP层五元组信息确定该IP报文对应的接口和VLAN标识。

4、如权利要求3所述的一种基于IP的虚交换接入方法，其特征在于，所述步骤c具体包括：

入口边缘数据转发实体的以太层根据IP层确定的接口、VLAN标识对该IP报文进行以太帧的封装并传输。

5、如权利要求4所述的一种基于IP的虚交换接入方法，其特征在于，所述封装包括：802.1Q封装。

6、如权利要求4所述的一种基于IP的虚交换接入方法，其特征在于，所述步骤c还包括：

出口边缘数据转发实体的以太层将虚交换域中传输来的、需要转发出虚交换域的IP报文传输至IP层；

所述IP层根据该IP报文的目的地址进行IP报文的传输。

7、一种基于IP的虚交换接入装置，设置于入口边缘数据转发实体中，其特征在于，包括：

存储模块：存储IP层地址信息与虚交换通道的对应关系；

确定虚交换通道模块：接收接入虚交换域的IP报文，并根据存储模块中存储的对应关系、所述IP报文中承载的IP层地址信息确定该IP报文对应的虚交换通道；

封装转发模块：根据确定虚交换通道模块确定的虚交换通道将所述IP报文封装后传输。

8、一种虚交换系统，其特征在于，包括：入口边缘数据转发实体、出口边缘数据转发实体；

所述入口边缘数据转发实体：根据IP层地址信息与虚交换通道的对应关系、接入虚交换域的IP报文的IP层地址信息确定该IP报文对应的虚交换通道，并将所述IP报文封装后，传输；

出口边缘数据转发实体：将虚交换域传输来的、需要转发出虚交换域的IP报文根据其承载的IP层目的地址进行传输。

9、如权利要求8所述的一种虚交换系统，其特征在于，所述入口边缘数据转发实体包括：

存储模块：存储IP层地址信息与虚交换通道的对应关系；

确定虚交换通道模块：接收接入虚交换域的IP报文，并根据存储模块中存储的对应关系、所述IP报文中承载的IP层地址信息确定该IP报文对应的虚交换通道；

封装转发模块：根据所述确定的虚交换通道将所述IP报文封装后传输。

10、如权利要求8所述的一种虚交换系统，其特征在于，所述系统还包括：至少一个中间数据转发实体；

中间数据转发实体：根据VLAN交换表将虚交换域传输来的IP报文传输至其它中间数据转发实体或出口边缘数据转发实体。

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