CN101212390A - 一种数据传输方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数据传输方法和装置，该方法主要包括：A1.当数据帧到达传输网络的入口边缘节点时，根据该数据帧的转发路径对所述子帧进行分类；B1.将具有同一个转发路径的多个数据帧作为子帧组装成复帧，并在所述复帧的头部标识所述子帧在复帧中的偏移量；C1.将所述复帧作为净荷，增加所述传输网络的封装后发送出去。利用本发明，可以减少转发设备处理数据帧的工作量，加快了数据帧的处理和转发速度，同时降低开销，提高网络的传输效率。

Description

一种数据传输方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种数据传输方法及装置。

背景技术

随着通信网络的线路速度的提高和数据流量的增加，网络中设备的负担也相应的加大。同时，虽然整体上数据流量会越来越大，但数据包颗粒会越来越小，这进一步加重了交换设备的负担。另一方面，采用传统的数据传输方式传送颗粒度很小的数据不仅增加了数据传输的开销比率，降低了网络带宽的利用效率，同时也增加了设备的处理次数，加重了设备的负担。例如：目前Internet网络中，在对非IP业务帧传送过程中，传统的办法是将每个非IP业务数据帧单独封装在一个IP数据包，组成一个小IP包进行传送。对于80字节的以太网数据帧来说，当通过封装在一个IPv6包中进行传输时，由于开销字节较多，其传输的实际效率仅为46.7％。因此，将颗粒度很小单个数据帧封装后传输的方式不仅增加了中间传输设备的数据包处转发的工作量，而且增加了设备的成本和功耗。

为了减少通信网络的中间设备的数据处理量以及提高传输带宽利用率，现有技术中公开了一种EtherIP隧道技术，其主要思想是：将一个或几个完整的以太网帧封装到一个IP包中，通过IP隧道方式进行传输。由此可以看出，当将多个完整的以太网子帧封装到一个IP包中，组成一个大的IP包进行传输时，虽然减少了中间设备的数据处理量，同时整体上减少了传输使用的的开销字节，增加了网络上传输效率。但是对于隧道出口边缘节点来说，在对封装的IP数据包进行解析过程中，必须根据每个以太网子帧的前导符和帧开始标志来对每个子帧进行逐个定帧，才能将以太网帧从IP包中提取出来，这种处理方式严重的影响了数据处理的速度和效率，造成业务的延时。

现有技术中还提供了第二种技术方案，其具体方法是：对于每个待传输的数据帧，通过长度指示封装或GFP格式封装的方式将其封装成一个子帧；再将具有同样转发路径的多个子帧组合成一个复帧；然后将复帧作为净荷映射到网络传送层；最后增加网络传送层的封装进行传送。

由上述对现有技术二的描述可以看出，采用此方式时，在传输网络的入口边缘节点上，必须对每个子帧进行GFP或长度指示封装；而在出口边缘节点上需要去除网络传送层的封装后，进一步对复帧中每个子帧进行定帧和解封装，增加了处理的复杂性，必然导致业务的转发延迟。另一方面，由于必须对每个子帧进行长度封装或GFP封装，将会增加开销，影响了网络的传送的效率和带宽利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种数据传输方法和装置，能够有效地减少数据传输时占用的开销，同时提高网络传送效率和带宽利用率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种数据传输方法，包括：

A1、当数据帧到达传输网络的入口边缘节点时，根据该数据帧的转发路径对所述子帧进行分类；

B1、将具有同一个转发路径的多个数据帧作为子帧组装成复帧，并在所述复帧的头部标识所述子帧在复帧中的偏移量；

C1、将所述复帧作为净荷，增加所述传输网络的封装后发送出去。

相应地，本发明还公开了一种数据传输方法，包括：

A3、当复帧到达传输网络的出口边缘节点时，解除传输网络的封装，得到所述复帧；

B3、根据所述复帧头部标识的子帧偏移量确定所述各个子帧在复帧中的起始位置，并提取所述多个子帧；

C3、根据所述子帧的转发路径将所述子帧转发给客户网络。

对应于本发明公开的数据传输方法，本发明还一种数据传输装置，该装置包括：

分类单元，用于根据转发路径对从客户网络接收到的数据帧进行分类；

复帧组装单元，用于接收所述分类单元发送的数据帧，将同一转发路径的多个数据帧组装成复帧，并在复帧的头部标识子帧在所述复帧中的偏移量；

封装单元；用于对所述复帧增加传输网络的封装后发送出去；

解封装单元，用于将从传输网络接收到的数据帧解除传输网络的封装，得到复帧；

复帧解析单元，用于根据所述复帧的头部标识子帧的信息来定位子帧并解析出多个子帧；

转发单元，用于根据所述多个子帧的转发路径将子帧发送给客户网络。

通过以上技术方案可以看出，本发明实施例中通过在复帧头部标识子帧的偏移量等信息，并将子帧作为复帧的净荷填充在复帧的净荷区域中，再增加传输网络层的封装后发送，可以实现传输网络的中间节点无需对复帧作任何处理直接转发，在传输网络的出口边缘节点根据复帧头部标识的子帧的偏移量等信息可以对子帧快速定位并解析出子帧，不仅减少转发设备处理数据帧的工作量，加快了数据帧的处理和转发速度，同时降低了开销，提高了网络的传输效率。

附图说明

图1是适用于本发明的数据传输方法的一种网络结构示意图；

图2是采用本发明实施例公开的一种数据处理方法得到的IPv6复帧的帧格式示意图；

图3是采用本发明实施例公开的一种数据处理方法得到的GFP复帧的帧格式示意图；以及

图4是本发明实施例公开的一种数据传输装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和本发明的实施例作进一步详细描述。

请参照图1，图1为适用本发明方法实施例的一种网络结构示意图。图1中，多个客户网络通过传输网络的边缘节点接入到传输网络。传输网络可以是以太网或者多协议标签交换网。当一个客户网络的数据帧需发送给另一客户网络时，通过边缘节点接入传输网络进行传送。需要说明的是，图1仅是本发明的一个实施例的网络结构示意图，适用于本发明技术方案的网络形态并不限于此。

当从客户网络上发送来多个数据帧到达传输网络的入口边缘节点时，将具有同一转发路径的多个数据帧作为子帧封装到一个复帧的净荷区域中，并在该复帧中标识已封装子帧的相关信息；当所述复帧到达传输网络的出口边缘节点时，根据复帧携带的子帧的相关信息每个子帧进行定帧和转发。

实施例1

本实施例公开的数据传输方法包括如下步骤：

S101、在子帧从网络入口边缘节点进入网络时，首先根据该子帧的转发路径对该子帧进行分类；

其中，所述子帧包括以太网帧、或MPLS(Multi-protocol LabelSwitching多协议标签交换)帧等不同类型中的一种或者几种的组合。因此，转发路径可以根据以太网报文中的目的MAC地址和/或VLAN标签、MPLS报文中的标签来进行查找。该方法也可适用于其他数据报文的子帧，对应地可以用其他数据报文中的特征信息来进行查找，比如PW(伪线)标签等。这里不进行一一列举。

S102、将具有同一转发路径的子帧填充在IPv6帧的净荷区域，并在该复帧的扩展包头中标识所述子帧的相关信息形成复帧；

本步骤中的封装过程具体包括：将具有同一转发路径的多个子帧填充到IPv6数据包的净荷区域，并用IPv6数据包的扩展包头标识填充到净荷区域的子帧的相关信息，例如：每个子帧在IPv6数据包中的偏移量、子帧的个数及类型等。

封装后的IPv6数据包的帧格式如图2所示，其中，扩展包头位于IPv6数据包头的后面，用于标识填充到净荷区域的子帧的相关信息。对于IPv6报文来说，该扩展包头是可选项。相关标准对IPv6数据包的扩展包头的类型有明确的定义，在此不再详述。在本实施例中，该扩展包头属于目的地选项扩展包头，主要用来指明最终目的地所处理的选项，即：传输网络的出口边缘节点能够根据扩展包头中指示的各子帧在IPv6复帧中偏移量，来对封装在IPv6复帧中的子帧进行快速定位及解封装处理。在本实施例中，当净荷区域填充的子帧类型一致时，可以对该扩展包头定义以下参数：

1、next header：下一个头，用来指示出封装在IPv6包中子帧的类型，例如：可以用next header指示出IPv6包中所封装的子帧是由多个以太网帧；

2、Length：长度，用于指示IPv6数据包的扩展包头的长度；

3、No.1-No.n：用于表示各子帧的序列号；

4、Offset：偏移量，用于指示各子帧的偏移量，即：各子帧在IPv6帧中具体的起始位置；

当净荷区域填充的子帧类型不同时，还可以增加type参数，用于指示各子帧的类型。

所述复帧的长度根据延时的约束条件和复帧输出的额定带宽以及网络传送层的最大包长的字节数来确定。通常这个复帧最小长度是整个网络规划好的，而不是对每个业务计算一次。

S103、对所述IPv6复帧增加的封装后，通过传输网络传送出去。

本实施例中，所述网络传送层包括以太网和MPLS网络等。另外，为了在网络中识别复帧，可以在复帧上添加复帧标识字段，当复帧作为净荷映射到网络传送层的时候，复帧标识字段指示该网络传送层报文中携带的是复帧；当然，如果整个网络中约定都是复帧报文，则不需要添加复帧标识字段来指示复帧。

在传送过程中，转发路径上的中间节点不对IPv6数据包的扩展包头进行任何处理，只根据网络传送层的转发信息进行透明传输。所述网络中间节点除了在网络传送层进行复帧转发外，还可以利用网络层的信息进行流量限制、优先级调度等处理。

S104、传输网络的出口边缘节点接收到复帧后，将该复帧解封装后提取出原子帧。

具体过程包括：解除网络传送层的封装、识别复帧、从复帧中解出子帧，发送给目的客户网络。

在从复帧中提取子帧的过程中，可以根据IPv6复帧扩展头中各个子帧的偏移量来实现对子帧快速定位。当各个子帧的类型不一致时，还可以进一步通过type参数确定子帧类型。

下面将详细描述实施例2，在实施例2的数据传输方法中与实施例1相同的步骤不再赘述，重点描述不同部分。

实施例2

与实施例1相比，本实施例中其处理步骤不同之处在于：将具有同一个转发路径的子帧填充到到GFP(General Framing Procedure，通用成帧规程)帧的净荷区域，形成GFP复帧，然后再将该GFP复帧作为净荷映射到网络传送层发送。

请参看图3，图3为本发明实施例2中封装了子帧的GFP复帧的帧格式示意图。如图3所示，GFP复帧包括GFP核心头和GFP净荷区。其中，GFP的核心头共4字节，包括16位净荷长度指示域和16位核心头错误检测域；GFP净荷区有两部分：净荷头和净荷信息域，另外还有一个可选域净荷FCS。GFP净荷头有两个必选区域：类型域和域，另外还有一个可选的变长、长度可变的扩展头域。类型域指示是否有扩展头及其结构、是否有可选的净荷FCS域等。实施例2中利用这个扩展头域部分来指示出填充在GFP帧净荷区域的中各子帧的相关信息，例如：每个子帧在IPv6数据包中的偏移量、子帧的个数及类型等。在实施例2中，当净荷区域填充的子帧类型一致时，可以对该扩展包头定义以下参数：

1、Count：数量，用于指示封装在GFP帧中的子帧的个数；

2、Length：长度，用于指示GFP帧的扩展包头的长度；

3、No.1-No.n：序列号，用于表示各子帧的序列号；

4、Offset：用于指示各子帧的偏移量，即：各子帧在GFP帧中具体的起始位置；

当净荷区域填充的子帧类型不同时，还可以增加type参数，用于指示各子帧的类型。

相应地，网络出边缘节点接收到复帧并解网络传送层的封装后，根据GFP复帧的净荷头的扩展头域中信息实现快速定帧并还原出多个子帧，发送到客户网络。

基于与上述数据传输方法的同一构思，本发明还公开了一种数据传输装置。需要说明的是，由于方法实施例和装置实施例属于同一发明构思，因此有很多相同或相应的技术特征，对于这些相同或相应的技术特征，只简而言之，不再赘述。

请参阅图4，图4为本发明实施例公开的一种数据传输装置的结构示意图。本实施例提供的装置包括：分类单元、复帧组装单元、封装单元、解封装单元、复帧解析单元、转发单元。

具体来说，该网络通信装置可以位于传输网络的边缘节点上，当接收到客户网络的数据帧时，分类单元根据转发路径对从客户网络接收到的数据帧进行分类后发送给复帧组装单元；复帧组装单元将同一转发路径的多个数据帧作为子帧填充到复帧的净荷区域，并在复帧的扩展头中标识子帧的相关信息，然后发送给封装单元；封装单元对所述复帧增加传输网络的封装后发送出去。

相应地，当接收到发送给客户网络的复帧时，解封装单元首先解除传输网络的封装得到复帧，并将复帧发送给复帧解析单元，复帧解析单元根据复帧的头部标识子帧的相关信息来定位子帧，并解析出多个子帧后发给转发单元；转发单元根据各个子帧的转发路径将子帧发送给客户网络。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：

A1、当数据帧到达传输网络的入口边缘节点时，根据该数据帧的转发路径对所述子帧进行分类；

B1、将具有同一个转发路径的多个数据帧作为子帧组装成复帧，并在所述复帧的头部标识所述子帧在复帧中的偏移量；

C1、将所述复帧作为净荷，增加所述传输网络的封装后发送出去。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B1具体包括：

将所述多个子帧填充在IPv6数据帧的净荷区域，并在所述IPv6数据帧的扩展包头中标识所述多个子帧的个数和每个子帧的偏移量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：当所述多个子帧的类型不相同时，在所述IPv6数据帧的扩展包头中标识每个子帧的类型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B1具体包括：

将所述多个子帧填充在GFP数据帧的净荷区域，并在所述GFP数据帧净荷头的扩展头域中标识所述多个子帧的个数和每个子帧的偏移量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述多个子帧的类型不相同时，在GFP数据帧净荷头的扩展头域中标识每个子帧的类型。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据多协议标签交换MPLS报文中的标签、或以太网报文中的目的媒质接入控制MAC地址或/和虚拟局域网VLAN标签、查找所述转发路径。

7.根据权利要求1、2或4所述的方法，其特征在于，所述步骤C1进一步包括：对所述复帧添加复帧标识字段，在网络中标识所述复帧。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

A2、当所述复帧到达所述传输网络的出口边缘节点时，解除所述传输网络的封装，得到所述复帧；

B2、根据所述复帧头部标识的子帧偏移量确定各个子帧在复帧中的起始位置，并提取所述多个子帧；

C2、根据所述子帧的转发路径将所述子帧转发给客户网络。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输网络包括以太网或者多协议标签交换网。

10.一种数据传输方法，其特征在于，包括：

A3、当复帧到达传输网络的出口边缘节点时，解除传输网络的封装，得到所述复帧；

B3、根据所述复帧头部标识的子帧偏移量确定所述各个子帧在复帧中的起始位置，并提取所述多个子帧；

C3、根据所述子帧的转发路径将所述子帧转发给客户网络。

11.一种数据传输装置，其特征在于，包括：

分类单元，用于根据转发路径对从客户网络接收到的数据帧进行分类；

复帧组装单元，用于接收所述分类单元发送的数据帧，将同一转发路径的多个数据帧组装成复帧，并在复帧的头部标识子帧在所述复帧中的偏移量；

封装单元；用于对所述复帧增加传输网络的封装后发送出去；

解封装单元，用于将从传输网络接收到的数据帧解除传输网络的封装，得到复帧；

复帧解析单元，用于根据所述复帧的头部标识子帧的信息来定位子帧并解析出多个子帧；

转发单元，用于根据所述多个子帧的转发路径将子帧发送给客户网络。

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