CN100571186C

CN100571186C - 实现动态evc多粒度电路交换网络的方法

Info

Publication number: CN100571186C
Application number: CNB2006101160249A
Authority: CN
Inventors: 孙卫强; 赵明志; 关阳; 金耀辉; 郭薇; 胡卫生
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2026-09-14
Also published as: CN1946050A

Abstract

本发明涉及一种通信技术领域的实现动态EVC多粒度电路交换网络的方法。具体步骤如下：用户请求模块向连接管理模块建立以太虚拟连接的申请；连接管理模块创建连接表项；连接管理模块向信令实体模块发出连接建立请求并提供相关信息；信令实体模块试图建立连接：连接管理模块向用户反馈虚拟连接已建立的信息；用户向对应的VLAN发送数据；用户请求模块向连接管理模块提出拆除以太虚拟连接的申请；连接管理模块收回已分配的VLAN ID；信令实体模块拆除点到点的连接；连接管理模块向客户端反馈虚拟连接已拆除的信息。本发明成本较低。通过多粒度的以太虚拟连接技术，一方面实现了网络的高可达性和多粒度性，另一方面用户可以更加灵活、自主地配置网络资源。

Description

实现动态EVC多粒度电路交换网络的方法

技术领域

本发明涉及一种通信技术领域的方法，具体是一种实现动态EVC多粒度电路交换网络的方法。

背景技术

以太网技术已经成为局域网中的主导网络技术，而且随着千兆和万兆以太网的出现，以太网已经开始向城域、广域网推进。另一方面，用户对网络的传输性能、速率、可靠性的要求也越来越高，这使得光网络成为传输网络基础设施的首要选择，并且越来越多地出现在广域网、甚至城域网中。将这两者结合的MSTP(多业务传送平台)技术，可以实现包括以太网在内多种业务的点到点连接。也就是说，用户以太网从MSTP设备的以太网接口接入网络，并通过核心的光网络，连接到另一端的以太网。这样的网络中，一条连接两个以太网的通路，被称为以太网虚拟连接(Ethernet Virtual Connection)，即EVC。通过EVC的方式，处于不同地理位置的两个局域网可以使用光网络中建立的连接进行通信。与传统的基于IP的虚拟专用网相比，EVC的以太网连接具有高传输带宽、高可靠性和高数据安全性等特点。

检索已有的文献发现(Metro Ethernet WAN Services and Architectures，Cisco whitepaper，http://www.cisco.com/)，目前MSTP设备支持点到点和多点到多点的EVC，也就是说，一个以太网端口可以通过MSTP设备，同时连接到一个或者多个不同的站点。但是目前这种连接关系都是静态的，也就是说：1)一个接口所能连接的目的站点数量是固定的，这不利于有效利用接口上的网络带宽，并且随着网络规模的扩大，固定数量的静态连接无法实现任意可达性；2)每个连接所占用的带宽是固定的，这可能导致某些连接上的带宽被浪费，而另一些连接上的传输需求因为带宽小而得不到满足。因此迫切需要一种更加灵活的机制来解决这些问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种实现动态EVC多粒度电路交换网络的方法，使其在以太网中实现动态可配置的多可达性的电路交换，网络资源配置达到最优，并提高数据的传输效率使得网络的利用率达到最高。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括具体步骤如下：

①、位于用户侧设备的用户请求模块向位于网络侧设备的连接管理模块提出建立点到点或者点到多点以太虚拟连接(EVC)的申请，申请中应包括连接的源、目的节点地址以及虚拟连接粒度信息；

所述的用户请求模块，是指：向网络发出连接建立/删除请求，同时管理用户端口上的资源信息的控制平面的实体。

所述的连接管理模块，是指：用于管理已存在，或者正在被建立/拆除的以太虚拟连接的控制平面实体。

②、位于网络侧设备的连接管理模块按照用户连接请求中的地址信息从VLAN(即Virtual Local Area Network，又称虚拟局域网)池中分配VLAN ID，建立VLAN ID和连接的对应关系，创建连接表项。

所述的VLAN池，是指：管理未分配的VLAN和相关的连接信息的控制平面实体。

③、连接管理模块向信令实体模块发出连接建立请求并提供相关信息。

所述的信令实体模块，是指：用于完成虚拟连接的建立和拆除。

④、信令实体模块试图建立连接：

如果连接建立成功，则向连接管理模块发送建立成功的回复；

如果连接建立失败，经过随机时间的等待后，回到步骤3并重新开始；重试一定次数以后仍旧不成功，则放弃连接建立过程，连接建立宣告失败。

⑤、连接管理模块向用户反馈虚拟连接已建立的信息，其中包括所请求的目的地址和VLAN ID。

⑥、用户通过发送控制模块，向对应的VLAN发送数据。

所述的发送控制模块，是指：按照用户请求模块返回的信息，将数据发向正确的VLAN的数据平面的实体。

⑦、数据传输结束，用户请求模块向连接管理模块提出拆除以太虚拟连接(EVC)的申请。

⑧、连接管理模块通知信令实体模块启动连接拆除过程，并收回已分配的VLAN ID。

⑨、信令实体模块拆除点到点的连接。

⑩、连接管理模块向客户端反馈虚拟连接已拆除的信息。

本发明中的网络连接过程可以类比TCP/IP网络中的TCP连接，其连接生存期从用户发出虚拟连接申请并成功建立虚拟连接到用户发出虚拟连接拆除申请并虚拟连接被拆除，所涉及的功能模块有：用户请求模块、连接管理模块、信令实体模块、VLAN池、业务汇聚和映射模块。其中：业务汇聚和映射模块，是按照VLANID将以太帧放入不同的连接中的数据平面实体；用户请求模块用于用户提出虚拟连接的建立和拆除的请求；连接管理模块用于管理已存在，或者正在被建立/拆除的以太虚拟连接；信令实体模块完成虚拟连接的建立和拆除。本发明不涉及任何第三方工具，完全由用户侧设备发起，动态地建立与拆除虚拟连接，因此实现简单，效率高。由于采用了以太虚拟连接技术，单个客户端上实现一个UNI接口同时与多个UNI接口连接，整个网络中实现了多点到多点的互连，提高了网络的可达性，因此能够更加充分的利用网络资源，增加网络服务的多样性。与此同时，虚拟连接的带宽有多种粒度并且由用户侧设备直接控制，使得网络资源的分配具有很高的灵活性。

本发明提出了一种基于动态EVC的多粒度、高可达性电路交换网络的结构，这种结构具有以下优点：1)可以为以太网提供高速的点到多点专用连接；2)可以按照用户需求，灵活地为EVC分配带宽，从而提高网络服务质量和资源利用率；3)可以按照用户需求，动态建立和删除网络中的连接，提高网络的利用效率，并且有效增加网络的可达性。

附图说明

图1为本发明中以台网虚拟连接示意图

图2为本发明中动态以太网虚拟连接的建立和删除过程示意图

具体实施方式

本实施例是通过用户侧设备，向网络发起多粒度虚拟连接建立和删除请求，从而实现动态高可达性的虚拟连接交换网络，支持以太网虚拟连接的网络结构如图1所示。用户设备通过以太网链路连接到网络设备。位于用户侧设备的用户请求模块通过EVC请求机制在该以太网链路上动态建立或者删除以太网虚拟连接。

具体实施如图2所示：

1)用户请求模块向连接管理模块提出建立虚拟连接请求，该请求中包括虚拟连接的源地址，目的地址，以及该连接所要求的网络带宽(即粒度)；由于目前并没有国际或者国家标准支持这个接口，因此实现时需要定义私有的基于TCP/IP的接口协议；

2)连接管理模块接收到用户请求模块的建立连接请求，查询VLAN池。如果有可用的空闲VLAN，则预留该VLAN ID，建立连接表项，并按照用户所请求的粒度确定业务映射的方法，然后向信令实体模块提供连接的源、目的地址和连接粒度信息，请求建立连接；

3)信令实体模块根据所提供的信息启动连接的建立过程；

4)如果连接建立成功，信令实体模块向连接管理模块返回成功的响应，其中包括连接的源和目的地址。连接管理模块收到建立成功的响应后，向用户返回虚拟连接建立成功响应，该响应中包括虚拟连接对应的源、目的地址和对应的VLAN ID。如果连接建立失败，则经过随机时间以后回到步骤3)并重新尝试；尝试若干次以后若还不能建立，则放弃建立过程；

5)位于用户侧设备的发送控制模块在本地创建对应的目的地址和VLAN对应表项，并按照目的地址为即将被发出的以太帧设置合适的VLAN ID，再将其发往以太网接口；

6)用户数据传输完毕，由位于用户侧设备的用户请求模块向位于网络侧设备的连接管理模块发出拆除虚拟连接拆除的请求。连接管理模块根据用户提出的拆除连接的请求，通知信令模块拆除光网络中的连接，并删除连接表中的对应表项，回收与该连接对应的VLAN ID。

本实施例中的用户请求模块可以根据当前的请求状况进行排队，一次排列出用户建立连接和拆除连接的请求，并向连接管理模块提出请求。在请求完成时，收到连接管理模块发出的请求完成的响应。该请求必须明确需要建立连接的源地址和目的地址，和连接所需要的粒度。

本实施例中的连接管理模块实现方法如下：向信令实体模块提供连接建立和拆除的调用接口，连接调用接口提供连接需要的源和目的地址，和连接的粒度。模块在接收到用户请求模块的请求后，为这个连接请求或多个连接请求建立一个连接表项，同时向信令实体模块发出指令，请求发出连接的信令消息。当收到信令实体模块发出的建立成功回复以后，对连接表项进行修改。若收到信令实体模块的建立失败回复，则删除对应的连接表项或者重新尝试建立连接。在连接表项中可以包括有多个目的地址以及这些连接的粒度，以实现网络中一个UNI与多个UNI的连接以及连接的多粒度性。

本实施例中的用户请求模块有两种实现方法。第一种方法是基于光互联论坛OIF提出的UNI1.0实现UNI-C，通过适当的扩展，独立于网络设备(包括UNI-N等控制平面设备和数据平面设备)，单独作为用户信令设备。这种方法的特点是可以实现光网络设备和用户信令设备的分离，用户信令设备的开发过程和网络侧设备的开发过程相对独立，依赖性小，用户信令设备适合于由第三方开发。第二种方法是基于私有的控制协议与连接管理模块接口，并在网络侧设备上通过私有的方式(例如通过MIB库设置)通知NNI接口实现光路的建立过程。这种方法中，需要重新定义私有控制协议。这种方法的特点是实现私有接口的连接管理模块和基于标准的信令协议紧密耦合，实现效率非常高，建立连接的延时小，但是因为涉及到信令协议和接口的具体实现，不太适合由第三方开发。

本实例中VLAN池的实现过程如下：信令实体模块按照连接管理模块提供的源地址和目的地址、连接的粒度等信息，在VLAN池中选择符合要求的VLAN ID提供给用户，并建立VLAN ID和连接的关系，完成虚拟连接的建立。

本发明在步骤1-4时实现了以太网虚拟连接的动态建立，步骤6实现了以太虚拟连接的动态拆除。由于虚拟连接技术的使用，实现了单个物理端口与多个物理端口的数据连接，网络中实现了多点与多点之间的互连，因此本发明呈现了多可达特性的。用户可以根据不同需求建立不同粒度的虚拟连接，使得用户对网络资源的调度更加灵活，优化了网络资源的配置并实现了网络的多粒度性。

Claims

1、一种实现动态EVC多粒度电路交换网络的方法，其特征在于，包括具体步骤如下：

①、位于用户侧设备的用户请求模块向位于网络侧设备的连接管理模块提出建立点到点或者点到多点以太虚拟连接的申请，申请中包括连接的源、目的节点地址以及虚拟连接带宽信息；

②、位于网络侧设备的连接管理模块按照用户连接请求中的地址信息从VLAN池中分配VLANID，建立VLAN ID和连接的对应关系，创建连接表项；

③、连接管理模块向信令实体模块发出连接建立请求并提供相关信息；

④、信令实体模块试图建立连接：

⑤、连接管理模块向用户反馈虚拟连接已建立的信息；

⑥、用户通过发送控制模块，向对应的VLAN发送数据；

⑦、数据传输结束，用户请求模块向连接管理模块提出拆除以太虚拟连接的申请；

⑧、连接管理模块通知信令实体模块启动连接拆除过程，并收回已分配的VLAN ID；

⑨、信令实体模块拆除点到点的连接；

⑩、连接管理模块向客户端反馈虚拟连接已拆除的信息。

2、根据权利要求1所述的实现动态EVC多粒度电路交换网络的方法，其特征是，步骤①中所述的用户请求模块，是指：向网络发出连接建立/删除请求，同时管理用户端口上的资源信息的控制平面的实体。

3、根据权利要求1所述的实现动态EVC多粒度电路交换网络的方法，其特征是，步骤①中所述的连接管理模块，是指：用于管理已存在，或者正在被建立/拆除的以太虚拟连接的控制平面实体。

4、根据权利要求1所述的实现动态EVC多粒度电路交换网络的方法，其特征是，步骤②中所述的VLAN池，是指：管理未分配的VLAN和相关的连接信息的控制平面实体。

步骤③中所述的信令实体模块，是指：用于完成虚拟连接的建立和拆除。

5、根据权利要求1所述的实现动态EVC多粒度电路交换网络的方法，其特征是，步骤④所述的连接，如果连接建立成功，则向连接管理模块发送建立成功的回复；如果连接建立失败，经过随机时间的等待后，回到步骤3并重新开始；重试后仍旧不成功，则放弃连接建立过程，连接建立宣告失败。

6、根据权利要求1所述的实现动态EVC多粒度电路交换网络的方法，其特征是，步骤⑤中所述的信息，包括所请求的目的地址和VLAN ID。

7、根据权利要求1所述的实现动态EVC多粒度电路交换网络的方法，其特征是，步骤⑥中所述的发送控制模块，是指：按照用户请求模块返回的信息，将数据发向正确的VLAN的数据平面的实体。