CN101114882B

CN101114882B - Gpon中数据业务的处理方法

Info

Publication number: CN101114882B
Application number: CN 200610099127
Authority: CN
Inventors: 黄文杰; 李明生; 马焕南
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2026-07-27
Also published as: CN101114882A

Abstract

本发明公开了一种GPON中数据业务的处理方法。将OLT作为逻辑上的二层交换单元，将PortID作为二层交换单位的逻辑端口。在上行中，根据基于PortID的转换规则，通过数据包中的PortID获取传输相关信息，并在非透传业务的情况下，执行地址学习，并记录MAC地址与PortID的对应关系。在下行中，根据基于PortID的转换规则，通过数据包中的传输相关信息获取PortID，并在非透传业务的情况下，通过上行学习到的地址查找到相应的PortID，执行数据包分发。本发明将以太网业务交换放在PortID这样的逻辑端口上，从而实现GPON中的以太网业务的地址学习和包转发，为数据业务提供精细化服务。

Description

GPON中数据业务的处理方法

技术领域

本发明涉及无源光网络中以太网业务的处理方法，尤其涉及一种GPON中数据业务的处理方法。

背景技术

GPON(Gigabit Passive Optical Network，吉比特无源光网络)正如其它PON(Passive Optical Network，无源光网络)一样，也是光接入网中的一种技术。GPON由OLT(Optical Line Termination，光线路终端)、ODN(Optical Distribution Network，光分配网络)和ONU(Optical Network Unit，光网络单元)三部分构成，形成在OLT和ONU之间通过无源光分配网络ODN连接的一种网络架构。从OLT到ONU的业务包采用广播发送，ONU有选择地获取属于自己的业务包而丢弃其余不相关的数据包；ONU在分配给自己的时隙上突发上传的业务给OLT。

GPON系统实际上是一种一对多的结构，在OLT侧能够表征各ONU的业务实际上是通过PortID(端口标识)来指定的。目前最常用的应用模式是GPON中的以太网业务直接根据VLANID(VLAN标识)与PortID来进行一一对应，实现以太网业务在GPON中的传输。这样做的缺点是无法对终端用户进行精细化的管理(例如以太网业务的灵活分类、MAC地址的确定、带宽的分配和调度等)。

传统的以太网业务交换主要是基于交换设备的端口进行MAC地址转发和学习的，可以基于端口、VLANID、MAC地址等对业务进行灵活处理。

需要一种在GPON中对以太网业务进行灵活分类，实现对以太网业务的精细化管理的策略。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种GPON中数据业务的处理方法，用于直接对GPON的数据业务进行灵活的分类转发和地址学习，为GPON中的数据业务提供精细化服务。

为了实现上述目的，本发明提供了一种GPON中数据业务的处理方法。将GPON中OLT作为逻辑上的二层交换单元，将GPON中的PortID作为二层交换单元的逻辑端口。在上行数据传输中，根据基于PortID的转换规则，通过上行数据包中的PortID获取数据包的传输相关信息，并在非透传业务的情况下，执行地址学习，并记录MAC地址与PortID的对应关系。在下行数据传输中，根据基于PortID的转换规则，通过下行数据包中的传输相关信息获取PortID，并在非透传业务的情况下，通过上行学习到的地址查找到相应的PortID，执行数据包分发。

处理方法还可以包括对数据包进行预处理，用于使数据包头的格式保持一致和有效。

对上行数据包的预处理可以包括对数据包的正确性检查，用于对数据包中的PortID进行检查，如果PortID无效则直接丢弃。对上行数据包的预处理还可以包括对VLAN标签的处理，用于在数据包没有VLAN标签的情况下，添加一个给PortID配置的缺省VLAN标签。

对下行数据包的预处理可以包括对数据包的正确性检查，用于对数据包中的传输相关信息进行检查。对下行数据包的预处理还可以包括对VLAN标签的处理，用于在数据包没有或缺少VLAN标签的情况下，根据预先设置的缺省VLAN标签补齐VLAN标签。

基于PortID的转换规则可以为基于PortID的转换表中的映射关系。转换表中包括指示是否为透传业务的传输相关信息。

在上行数据传输中，根据基于PortID的转换规则，通过上行数据包中的PortID获取数据包的传输相关信息的步骤可以包括根据包头信息查找转换表，得到数据包的传输相关信息。传输相关信息可以包括SVLAN、CVLAN、和/或优先级。如果是透传业务，则不执行地址学习。

在下行数据传输中，根据基于PortID的转换规则，通过下行数据包中的传输相关信息获取PortID的步骤可以包括根据包头信息查找转换表，得到PortID。传输相关信息包括VLAN标签和/或优先级。如果是透传业务，则不执行数据包转发。

地址学习可以包括以下步骤：根据源MAC地址+VLAN标签查询单播地址表，如果未查询到条目，则在单播地址表中添加新条目，新条目的内容包括MAC地址、VLAN标签、和PortID，如果查询到条目，则判断PortID是否改变，如果改变，则进行替换并更新条目，以保持最新的PortID信息。

数据包分发可以包括以下步骤：如果数据包是单播数据包，则查询单播地址表，根据单播目的MAC地址+VLAN标签获取PortID，如果查找不到条目，则按照洪泛数据包进行处理；如果数据包是组播数据包，则查询组播地址表，根据组播目的MAC地址+VLAN标签获取PortID，如果查找不到条目，则按照洪泛数据包进行处理；如果数据包是广播数据包或洪泛数据包，则查找基于VLAN标签的广播域表，获取一组需要广播或洪泛的PortID。

处理方法还可以包括对数据包进行分类，用于查找基于PortID的业务流分类匹配模板和分类规则，获得数据包的业务流标识。根据业务流标识查找流属性表，按照其中的要求进行相应业务调度处理，然后输出数据包。

优选地，上行数据传输中的基于PortID的转换规则与下行数据传输中的基于PortID的转换规则互相对应。

通过上述技术方案，本发明将以太网中对数据包的灵活处理应用到通过GPON中传输通道PortID的数据包上，将GPON中的传输通道PortID看作逻辑上的交换端口，把以太网业务交换放在PortID这样的逻辑端口上，从而实现GPON中的以太网业务的地址学习和包转发。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的GPON中数据业务的处理方法的示意图；

图2是根据本发明实施例的上行业务处理流程图；以及

图3是根据本发明实施例的下行业务处理流程图。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本发明。

图1示出根据本发明的GPON中数据业务的处理方法。

将GPON中OLT作为逻辑上的二层交换单元，将GPON中的PortID作为二层交换单位的逻辑端口。在上行数据传输中，根据基于PortID的转换规则，通过上行数据包中的PortID获取数据包的传输相关信息，并在非透传业务的情况下，执行地址学习，并记录MAC地址与PortID的对应关系。在下行数据传输中，根据基于PortID的转换规则，通过下行数据包中的传输相关信息获取PortID，并在非透传业务的情况下，通过上行学习到的地址查找到相应的PortID，执行数据包分发。

本发明涉及一种在GPON中以太网业务基于PortID进行地址学习和包转发的方法。

本发明将以太网中对数据包的灵活处理应用到通过GPON中传输通道PortID的数据包上，将GPON中的传输通道PortID看作逻辑上的交换端口，把以太网业务交换放在PortID这样的逻辑端口上，直接对GPON的数据业务进行灵活的分类转发和地址学习，为GPON中的数据业务提供精细化服务。

把GPON OLT看作是一个逻辑上的二层交换单元，将GPON中的PortID看作是该二层交换单元的逻辑端口。上行通过针对不同PortID的转化规则(例如SVLAN+CVLAN/VLAN+PortID映射表)对上行数据包进行处理，然后进行MAC+VLAN+PortID的地址学习并转发出GPON OLT；下行数据包查找MAC+VLAN+PortID的地址学习表把下行业务流分成指向逻辑端口PortID的不同流，然后对这些业务流进行整形、入队和调度等，然后进入GPON OLT的传输通道PortID。

GPON中的以太网业务的地址学习和包转发涉及上行方向处理和下行方向处理。

上行方向处理方法：

1、对上行以太网业务进行数据包的预处理，使得数据包头的格式保持一致和有效。

2、根据包头信息查找基于PortID的上行包头转换表，得到包头的转换参数。这张表可以根据需要灵活定义的，可能按照数据包的VLAN标签、802.1p优先级或者其它内容索引信息，业务流的包头的转换参数包括SVLAN、CVLAN、优先级、是否透传业务等。是否透传业务是标示关联到PortID的业务的属性标志，是规则表中必须有的。该标示决定是否进行地址学习。其他相关信息并不局限SVLAN\CVLAN\优先级这几种，实际上只要是以太网帧的头64或128字节的包头中的任一个有意义的字域都可以用来作为关键信息。

3、如果是透传业务，直接到步骤4。否则为需要进行地址学习的业务，根据源MAC地址+VLAN标签进行地址学习。地址学习规则如下：则根据源MAC地址+VLAN标签查询单播地址表。如果未查询到，则在单播地址表中添加新的条目，关键内容有MAC地址+VLAN标签+PortID；如果已经存在，则判断PortID是否改变，以保持最新的PortID信息。

4、对数据包进行分类。查找基于PortID的业务流分类匹配模板和分类规则，获得数据包的业务流标识。

5、根据流标识查找流属性表，根据其中的要求进行相应处理，例如丢弃、送往CPU、更改数据包头内容、重定向输出端口、ACL(Access Control List，访问控制列表)等等；另外还包括对业务流与调度队列的对应关系，并定义流的整形参数。

下行方向处理方法：

1、对下行以太网业务进行数据包的预处理，使得数据包头的格式保持一致和有效。

2、根据包头信息查找基于PortID的转换表，得到业务流的内部处理属性。这张表可以根据需要灵活定义的，可能按照数据包的SVLAN、CVLAN、优先级或者其它内容索引信息，例如VLAN标签、优先级、是否透传业务等。同样，是否透传业务是标示业务的属性标志，是规则表中必须有的。该标示决定分发数据包时PortID是直接从转换表中获取，还是从地址学习表中查询。

3、如果业务流为透传业务可以直接获得下行PortID，进入步骤4处理；否则根据地址进行转发。在根据地址进行转发的规则如下：a.如果是单播包，查询单播地址表：根据单播目的MAC地址+VLAN标签获取PortID；如果查找不到，则按照洪泛包进行处理；b.如果是组播包，查询组播地址表：根据组播目的MAC地址+VLAN标签获取PortID；如果查找不到，则按照洪泛包进行处理；c.广播包或洪泛包，则查找基于VLAN标签广播域表，获取一组需要广播或洪泛的PortID。

5、根据流标识查找流属性表，根据其中的要求进行相应处理，例如丢弃、送往CPU、更改数据包头内容、重定向输出端口、ACL等等；另外还包括对业务流与调度队列的对应关系，并定义流的整形参数。

值得注意的是，对非透传业务(即，交换业务)，学习地址的目的是记录地址与PortID的对应关系，以用于下行时根据地址获得PortID。

具体实现如下：在GPON设备上有一个CNI口和一个PON口，PON口到CNI口为上行方向，CNI到PON方向为下行方向。

上行方向处理方法：

1、对上行以太网业务进行数据包的预处理，包括对数据包的正确性检查、VLAN标签的处理，使得数据包头的格式保持一致。从PON口进来的上行的数据包应该带有一个PortID，需要对该PortID进行检查，如果PortID无效直接丢弃。从PON口进来的上行的数据包有一个VLAN标签或者没有VLAN标签，如果没有VLAN标签，需要添加一个给对应PortID配置的缺省VLAN标签。

2、对数据包进行查找一张基于PortID的转换规则表，这张表可以根据实际需要灵活定义的，可能按照数据包的VLAN标签、802.1p优先级或者其它内容来进行转化；通过这种转换可以确定输出数据包时的关键属性，例如SVLAN、CVLAN、优先级、是否透传业务等。

3、如果是需要进行地址学习的业务，则根据源MAC地址+VLAN标签查询单播地址表。如果未查询到，则在单播地址表中添加新的条目，关键内容有MAC地址+VLAN标签+PortID；如果已经存在，则判断PortID是否改变，以保持最新的PortID信息。学习地址的目的就是为下行时根据目的MAC地址+VLAN标签获得正确的PortID进行业务传送。

4、然后对数据包进行分类、入队和调度。同样的，有基于PortID的业务流分类匹配模板和分类规则，根据这些映射表可以获得数据包的流标识。

5、每个业务流都定义了流的行为，例如丢弃、送往CPU、更改数据包头内容、重定向输出端口、ACL等等；另外还包括对业务流与调度队列的对应关系，并定义流的整形参数。于是上行数据包就得到业务调度处理并最终输出。

下行方向处理方法：

1、对下行以太网业务进行数据包的预处理，包括对数据包的正确性检查、SVLAN和CVLAN的处理，使得数据包头的格式保持一致。从CNI口进来的下行报有可能不含VLAN标签，也有可能包含一个或者两个VLAN标签，要根据预先设置缺省S_VLAN和C_VLAN补齐两个VLAN标签。

2、对数据包进行查找一张数据包头的转换规则表，同样的可以按照数据包的SVLAN、CVLAN、优先级或者其它内容来进行转化(一般地，为了保持上下行的一致性，下行和上行的转换规则是互为对应的)。通过这种转换可以确定输出数据包时的关键属性，例如VLAN标签、优先级、是否透传业务(如果为透传业务可以直接获得下行PortID)等。

3、下行业务如果是单播包，查询单播地址表：根据单播目的MAC地址+VLAN标签获取PortID；如果查找不到，则按照洪泛包进行处理。

4、下行业务如果是组播包，查询组播地址表：根据组播目的MAC地址+VLAN标签获取PortID；如果查找不到，则按照洪泛包进行处理。

5、下行业务如果是广播包或洪泛包，则查找基于VLAN标签广播域表，获取一组需要广播或洪泛的PortID。

6、然后对数据包进行分类、入队和调度。在通常的应用中，下行和上行的业务流处理基本上是保持一致的。同样的，有基于PortID的业务流分类匹配模板和分类规则，根据这些映射表可以获得数据包的流标识。

7、每个业务流都定义了流的行为特性，例如丢弃、送往CPU、更改数据包头内容、重定向输出端口、ACL等等；另外还包括对业务流与调度队列的对应关系，并定义流的整形参数。于是下行数据包就得到业务调度处理并最终输出。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种GPON中数据业务的处理方法，其特征在于：

将GPON中光线路终端作为逻辑上的二层交换单元，将GPON中的PortID作为所述二层交换单元的逻辑端口；

在上行数据传输中，根据基于PortID的转换规则，通过上行数据包中的PortID获取所述数据包的传输相关信息，并在非透传业务的情况下，执行地址学习，并记录MAC地址与PortID的对应关系；

在下行数据传输中，根据基于PortID的转换规则，通过下行数据包中的传输相关信息获取PortID，并在非透传业务的情况下，通过上行学习到的地址查找到相应的PortID，执行数据包分发。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，还包括对数据包进行预处理，用于使数据包头的格式保持一致和有效。

3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，对所述上行数据包的预处理包括对所述上行数据包的正确性检查，用于对所述上行数据包中的PortID进行检查，如果所述PortID无效则直接丢弃；对所述下行数据包的预处理包括对所述下行数据包的正确性检查，用于对所述下行数据包中的传输相关信息进行检查。

4.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，对所述上行数据包的预处理包括对VLAN标签的处理，用于在所述数据包没有VLAN标签的情况下，添加一个给所述PortID配置的缺省VLAN标签；对所述下行数据包的预处理包括对VLAN标签的处理，用于在所述数据包没有或缺少VLAN标签的情况下，根据预先设置的缺省VLAN标签补齐VLAN标签。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述基于PortID的转换规则为基于PortID的转换表中的映射关系，所述转换表中包括指示是否为透传业务的传输相关信息。

6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，在上行数据传输中，根据基于PortID的转换规则，通过上行数据包中的PortID获取所述数据包的传输相关信息的步骤包括根据包头信息查找所述转换表，得到所述数据包的所述传输相关信息；在下行数据传输中，根据基于PortID的转换规则，通过下行数据包中的传输相关信息获取PortID的步骤包括根据包头信息查找所述转换表，得到所述PortID。

7.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，如果在上行数据传输中是透传业务，则不执行所述地址学习；如果在下行数据传输中是透传业务，则不执行所述数据包转发。

8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述地址学习包括以下步骤：

根据源MAC地址+VLAN标签查询单播地址表，

如果未查询到条目，则在所述单播地址表中添加新条目，所述新条目的内容包括MAC地址、VLAN标签、和PortID，

如果查询到条目，则判断PortID是否改变，如果改变，则进行替换并更新所述条目，以保持最新的PortID信息。

9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述数据包分发包括以下步骤：

如果所述数据包是单播数据包，则查询单播地址表，根据单播目的MAC地址+VLAN标签获取PortID，如果查找不到条目，则按照洪泛数据包进行处理；

如果所述数据包是组播数据包，则查询组播地址表，根据组播目的MAC地址+VLAN标签获取PortID，如果查找不到条目，则按照洪泛数据包进行处理；

如果所述数据包是广播数据包或洪泛数据包，则查找基于VLAN标签的广播域表，获取一组需要广播或洪泛的PortID。

10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，还包括对数据包进行分类，用于查找基于PortID的业务流分类匹配模板和分类规则，获得数据包的业务流标识；以及根据所述业务流标识查找流属性表，按照其中的要求进行相应业务调度处理，然后输出所述数据包。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述上行数据传输中的基于PortID的转换规则与所述下行数据传输中的基于PortID的转换规则互相对应。