CN100466587C - L2vpn异种介质互连中三层协议识别方法、设备及系统 - Google Patents

L2vpn异种介质互连中三层协议识别方法、设备及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种L2VPN异种介质互连中三层协议识别方法，其包括：(a)第一提供商边缘设备在异种介质互连承载报文中添加控制字，该控制字包括三层协议类型域，该域用于表示异种介质互连承载报文的三层协议类型；(b)第一提供商边缘设备将异种介质互连承载报文发送到第二提供商边缘设备；(c)第二提供商边缘设备根据控制字中三层协议类型域的值识别异种介质互连承载报文的三层协议类型。同时，本发明还提供了与该识别方法对应的设备和系统。应用本发明，可以扩展L2VPN异种介质互连方式的应用场景，增加新的组网方式。

Description

L2VPN异种介质互连中三层协议识别方法、设备及系统
技术领域
本发明涉及通信网络，尤其涉及一种二层虚拟专用网技术。
背景技术
L2VPN(二层虚拟专用网)技术是一种点到点的专线仿真技术，用于仿真Ethernet(以太网)、POS(基于同步光纤网络/同步数字层级的点到点)、FR(帧中继)、ATM(异步传输模式)、TDM(时分复用)等传统的L1(一层，即物理层)和L2(二层，即数据链路层)专线业务。目前主要有基于MPLS(多协议标记交换)的L2VPN技术，包括CCC(虚拟交换电路)、SVC(交换虚电路)、Martini/Kompella VLL(Martini/Kompella虚拟租用线)、PWE3(端到端虚拟线仿真)技术。
根据专线仿真两端的数据链路层(即L2)技术是否相同，可以将L2VPN分为同种介质互连和异种介质互连。同种介质互连指专线仿真两端的链路层技术相同，而且封装方式也相同，比如两端同为ETHER(以太)链路层，且都用的DIX(一种以太网的封装模式，由美国施乐(Xerox)公司+数字装备公司(Digital)+英特尔(Intel)公司提交的DIX Ethernet V2为基础)封装；异种介质互连指专线仿真两端的链路层技术不相同或封装方式不相同，比如一端为ETHERDIX封装，一端为PPP(点到点)封装。
参考图1，图示了现有技术中的L2VPN网络架构。如图所示，L2VPN包括由P(提供商路由器)300连接的第一端设备100和第二端设备200。每一端设备都包括PE(提供商边缘设备)和CE(客户边缘设备)，例如，所述第一端设备100包括CE1 101和PE1 102；第二端设备200包括PE2 202和CE2 201。分组数据传送时，一种可能的传送方向是:CE1 101——>PE1 102——>PE2 202——>CE2 201；另一种可能的传送方向是:CE2 201——>PE2 202——>PE1 102——>CE1 101。如果第一端设备100和第二端设备200的L2技术不同，例如第一端设备100用的是ETHER DIX封装，而第二端设备200用的是PPP封装，就称该L2VPN为异种介质互连。
CE为客户边缘设备，例如路由器或二层交换机。CE位于客户端，用于提供到网络提供商的接入。
PE为提供商边缘设备，例如路由器，用于维护与节点相关的转发表、与其它PE路由器交换VPN路由信息、使用MPLS网络中的标记交换路径(LSP)转发VPN业务。在MPLS网络中可以是标记边缘路由器(LER)。
P是提供商路由器，使用已建立的LSP(标记交换路由器)对VPN数据进行透明转发，不维护与VPN有关的路由信息。在MPLS网络中P可以是LSP。
参考图2，图示了基于图1中的L2VPN的分组数据传输过程。如图所示，分组数据传输的方向是:CE1 101——>PE1 102——>PE2 202——>CE2 201。图中，T和T’表示承载的L2头和标签，V表示VPN的VC标签，L2表示CE1 101和PE1 102之间的二层头，L2’表示CE2 201和PE2 202之间的二层头，L3PDU表示VPN三层数据。
在专线上承载的分组数据，不包括用户报文的二层封装。如图2所示，PE1102需要剥离CE1 101报文的L2头，而PE2 202需要恢复CE2 201的L2头，这两个L2头是不相同的。PE2 202在构造二层信息时，需要知道承载报文的三层(L3)协议类型是什么，来填写二层头中的协议号。
现有技术中PE2 202主要通过识别内部报文头中的协议类型，来判断是IPV4(第4版网络层协议)报文还是IPV6(第6版网络层协议)报文。这种方法只允许异种介质互连L2VPN承载TCP/IP(传输层协议/网络层协议)的IP报文，不允许承载MPLS或其它协议的报文。具体实现是假设承载报文是TCP/IP协议的IP报文，通过解析IP报文头的IP版本号，如果IP版本号等于4，则是IPV4报文，如果是6，则是IPV6报文。
这种技术方法存在应用上的局限性，无法支持MPLS报文和其它协议(如IPX等)；同时也增加了实现的难度，因为这样需要在PE设备上解析L2VPN数据。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种L2VPN异种介质互连中三层协议识别技术，可用来支持L2VPN异种介质互连中承载多种协议报文。
为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种二层虚拟专用网异种介质互连中三层协议识别方法，其包括:(a)第一提供商边缘设备在异种介质互连承载报文中添加控制字，该控制字包括三层协议类型域，该域用于表示所述异种介质互连承载报文的三层协议类型；(b)所述第一提供商边缘设备将所述异种介质互连承载报文发送到第二提供商边缘设备；(c)所述第二提供商边缘设备根据所述控制字中三层协议类型域的值识别所述异种介质互连承载报文的三层协议类型。
其中，所述二层虚拟专用网为基于多协议标记交换的二层虚拟专用网。
优选地，所述异种介质的第一端介质为ETHER链路层，第二端介质为PPP链路层。
本发明另一方面提供了一种二层虚拟专用网异种介质互连中提供商边缘设备，包括:封装装置，用于在异种介质互连承载报文中添加控制字，该控制字包括三层协议类型域，该域用于表示所述异种介质互连承载报文的三层协议类型；发送装置，用于发送所述异种介质互连承载报文。
优选地，所述异种介质的第一端介质为ETHER链路层，第二端介质为PPP链路层。
本发明又一方面提供了一种二层虚拟专用网异种介质互连中提供商边缘设备，包括:识别装置，用于根据接收到的异种介质互连承载报文中的控制字中三层协议类型域的值识别所述异种介质互连承载报文的三层协议类型。
优选地，所述异种介质的第一端介质为ETHER链路层，第二端介质为PPP链路层。
本发明又一方面提供了一种二层虚拟专用网异种介质互连中三层协议识别系统，其包括:可相互通信的位于第一提供商边缘设备中的第一设备和位于第二提供商边缘设备中的第二设备，所述第一设备包括:封装装置，用于在异种介质互连承载报文中添加控制字，该控制字包括三层协议类型域，该域用于表示所述异种介质互连承载报文的三层协议类型；发送装置，用于发送所述异种介质互连承载报文。所述第二设备包括:识别装置，用于根据所述控制字中三层协议类型域的值识别所述异种介质互连承载报文的三层协议类型。
其中，所述二层虚拟专用网为基于多协议标记交换的二层虚拟专用网。
优选地，所述异种介质的第一端介质为ETHER链路层，第二端介质为PPP链路层。
实施本发明，具有如下有益效果:
本发明通过第一提供商边缘设备在异种介质互连承载报文(即分组数据)中添加控制字，该控制字包括三层协议类型域，该域用于表示所述异种介质互连承载报文的三层协议类型，而第二提供商边缘设备根据所述控制字中三层协议类型域的值识别所述异种介质互连承载报文的三层协议类型，从而实现支持异种介质互连的L2VPN的广泛应用，扩展了异种介质互连方式的应用场景，增加了新的组网方式。
附图说明
图1为现有技术中的L2VPN网络架构图；
图2为现有技术中基于图1中的L2VPN的分组数据传输过程图；
图3为本发明提供的一种二层虚拟专用网异种介质互连中三层协议识别系统的一个优选实施例的结构图；
图4为包括图3中的识别系统的L2VPN的分组数据传输过程的实施例图；
图5为控制字的一个实施例的结构图。
具体实施方式
本发明提供了一种二层虚拟专用网异种介质互连中三层协议识别系统及在该系统上实施的识别方法。值得说明的是，本发明所基于的系统环境与图1所示的现有技术的系统环境基本相同，不同之处在于PE设备。
本发明的一个优选实施例为基于MPLS的L2VPN，为异种介质互连，一端为ETHER DIX封装，另一端为PPP封装。
参考图3，图示了本发明提供的一种二层虚拟专用网异种介质互连中三层协议识别系统的结构。如图所示，所述系统包括第一设备(图未标注)和第二设备(图未标注)。所述第一设备可以部署在PE设备中，例如PE1 302中，所述第二设备也可以部署在PE设备中，例如PE2 402中。所述第一设备和第二设备可以通过软件、硬件或固件的形式实施。
如图3所示，所述第一设备包括封装装置310，用于在异种介质互连承载报文中添加控制字。所述控制字是报文封装中增加的4字节信息，用于表示报文类型、长度或序列号等信息。在MPLS L2VPN的定义中，所述控制字在不同的介质类型中定义有所不同。本发明的优选实施例采用包类型介质中定义的控制字。
参考图5，图示了所述控制字的结构。如图所示，将控制字的第4数据位至第7数据位之间的4位数据设定为三层协议类型域(即图5中的L3type)，该域用于表示所述异种介质互连承载报文的三层协议类型。具体地，所述L3type域的数值含义对应表如下:
 
数值 含义
0 x 0 表示无L3type定义，用于与原来的控制字兼容
0 x 1 表示TCP/IP协议的IPV4单播
0 x 2 表示TCP/IP协议的IPV4组播
0 x 3 表示TCP/IP协议的IPV6单播
0 x 4 表示TCP/IP协议的IPV6组播
0 x 5 表示TCP/IP协议的MPLS单播
0 x 6 表示TCP/IP协议的MPLS组播
0 x 7～0xf 保留，以后扩展使用
当然，这些数值和含义并不是固定不变的，例如也可以用0X3表示IPV4组播，而用0X2表示IPV6单播。
参考图3，所述第一设备还包括发送装置311，用于发送所述异种介质互连承载报文，该报文已包括了上述的控制字。
参考图3，所述第二设备包括识别装置410，用于根据所述控制字中三层协议类型域(即L3type)的值识别所述异种介质互连承载报文的三层协议类型，从而为后续的恢复L2头做准备。
参考图4，图示了包括图3中的识别系统的L2VPN的分组数据传输过程。该过程也是本发明提供的一种二层虚拟专用网异种介质互连中三层协议识别方法的运行过程。如图所示，CE1 101和PE1 302之间为ETHER链路DIX封装，CE2 201和PE2 402之间为PPP链路。PE1 302和PE2 402之间建立L2VPN异种介质互连，并且使能控制字和L3type。
对于使用L3type能力，前提是必须使能控制字(即CW)。对于无信令的L2VPN，如CCC和SVC，采用手工配置的方式来实现控制字L3type的通告；对于有信令的L2VPN，可以采用手工配置的方式，也可以采用信令协议来自动协商这个能力。对于采用信令自动协商，需要扩展信令协议，增加一个TLV(TypeLength Value，类型长度值)类型。该TLV只有使能控制字时有效。Type编码需要申请:例如申请Length为2，表示Value为2Bytes；Value为1表示使能；为0表示不使能；无这个TLV，表示缺省为不使能L3type。协商两端都配置使能控制字和L3type时，协商的结果才是使能L3type。对于需要透传非TCP/IP协议的IP报文时，必须使能L3type。
参考图4，以IPV4单播报文为例，在所述CE1 101处所述异种介质互连承载报文封装为:L2+L3PDU，其中，L2的结构为:DMAC(6bytes)+SMAC(6bytes)+type(2byte，value:0X0021)。在所述PE1 302处所述异种介质互连承载报文封装为:T+V+CW+L3PDU，即剥离了所述L2(二层头)，添加了T和V，此外还添加了控制字CW。所述T、V、和L3PDU在前文中已说明，在此不再赘述。所述CW包括L3type域，该域填写为0X1，该数值表示所述异种介质互连承载报文的三层协议类型为IPV4单播报文。所述PE1 302将所述报文传送到PE2 402处，所述PE2 402处所述异种介质互连承载报文封装为:L2’+L3PDU，其中，L2’的结构为:AC(2bytes，value:0Xff03)+type(2bytes，value:0X0021)。由此可见，这一步恢复了二层头，而恢复二层头时PE2 402根据所述CW中L3type域的值识别出三层协议类型为IPV4单播报文。
由此可见，通过添加控制字这种方式，由于控制字为4bit，故能够扩展为16种异种介质互连方式，克服了现有技术中通过识别报文头中协议类型而识别异种介质互连方式所具有的异种介质互连方式少的局限性。采用本发明，就可以支持MPLS报文和其它协议(如IPX等)了。同时，本发明不需要在PE设备上解析L2VPN数据，因此，实现的难度小。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1、一种二层虚拟专用网异种介质互连中三层协议识别方法，其包括:
(a)第一提供商边缘设备在异种介质互连承载报文中添加控制字，该控制字包括三层协议类型域，该域用于表示所述异种介质互连承载报文的三层协议类型；
(b)所述第一提供商边缘设备将所述异种介质互连承载报文发送到第二提供商边缘设备；
(c)所述第二提供商边缘设备根据所述控制字中三层协议类型域的值识别所述异种介质互连承载报文的三层协议类型。
2、如权利要求1所述的二层虚拟专用网异种介质互连中三层协议识别方法，其特征在于，所述二层虚拟专用网为基于多协议标记交换的二层虚拟专用网。
3、如权利要求1或权利要求2所述的二层虚拟专用网异种介质互连中三层协议识别方法，其特征在于，所述异种介质的第一端介质为ETHER链路层，第二端介质为PPP链路层。
4、一种二层虚拟专用网异种介质互连中提供商边缘设备，包括:
封装装置，用于在异种介质互连承载报文中添加控制字，该控制字包括三层协议类型域，该域用于表示所述异种介质互连承载报文的三层协议类型；
发送装置，用于发送所述异种介质互连承载报文。
5、如权利要求4所述的二层虚拟专用网异种介质互连中提供商边缘设备，其特征在于，所述异种介质的第一端介质为ETHER链路层，第二端介质为PPP链路层。
6、一种二层虚拟专用网异种介质互连中提供商边缘设备，包括:
识别装置，用于根据接收到的异种介质互连承载报文中的控制字中三层协议类型域的值识别所述异种介质互连承载报文的三层协议类型。
7、如权利要求6所述的二层虚拟专用网异种介质互连中提供商边缘设备，其特征在于，所述异种介质的第一端介质为ETHER链路层，第二端介质为PPP链路层。
8、一种二层虚拟专用网异种介质互连中三层协议识别系统，其包括:
可相互通信的位于第一提供商边缘设备中的第一设备和位于第二提供商边缘设备中的第二设备，所述第一设备包括:
封装装置，用于在异种介质互连承载报文中添加控制字，该控制字包括三层协议类型域，该域用于表示所述异种介质互连承载报文的三层协议类型；
发送装置，用于发送所述异种介质互连承载报文；
所述第二设备包括:
识别装置，用于根据所述控制字中三层协议类型域的值识别所述异种介质互连承载报文的三层协议类型。
9、如权利要求8所述的二层虚拟专用网异种介质互连中三层协议识别系统，其特征在于，所述二层虚拟专用网为基于多协议标记交换的二层虚拟专用网。
10、如权利要求8或权利要求9所述的二层虚拟专用网异种介质互连中三层协议识别系统，其特征在于，所述异种介质的第一端介质为ETHER链路层，第二端介质为PPP链路层。
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