CN101243647A - 用来在以太无源光网络中l3-感知交换的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施例提供一种在以太无源光网络(EPON)中执行层3(L3)感知交换的系统，该EPON包括中心节点和至少一个远程节点。在操作期间，系统维护一组映射信息，该映射信息指示在远程节点的逻辑链路标识符、用于耦合到远程节点上的用户的媒体访问控制(MAC)地址、及用于用户的IP地址之间的对应关系。在接收到包含IP地址的分组时，系统基于映射信息和包含在分组中的IP地址，选择性地把适当逻辑链路标识符附加到分组上，由此只允许一个适当远程节点接收分组。

Description

用来在以太无源光网络中L3-感知交换的方法和设备
技术领域
本发明涉及在通信网络中的分组交换。更具体地说，本发明涉及用来在以太无源光网络中交换分组的一种方法和一种设备。
背景技术
为了同步增加的互联网业务量，光纤和光传输设备被广泛部署以大幅度增加骨干网络的容量。但是，这种骨干网络容量的增加并没有相应的接入网络的容量增加与其匹配。因此，即使在宽带接入解决方案中，例如数字用户线(DSL)和有线调制解调器(CM)，由当前接入网络所提供的有限的带宽在将高带宽提供给最终用户时会产生一个严重的瓶颈。
在当前开发的不同技术中，以太无源光网络(EPON)是下一代接入网络的最佳候选技术之一。EPON组合了普遍存在的以太网技术和成本不高的无源光学。它们提供了以太网的简单性和可扩展性，并具有无源光学的有成本效率和高容量。因为光纤的高带宽，EPON能够同时承载宽带话音、数据和视频业务量。这样的集成服务很难由DSL或CM技术提供。此外，EPON更适合于互联网协议(IP)业务量，因为以太帧可以封装具有不同大小的本地IP分组。相比较，ATM无源光网络(APON)使用固定大小的ATM信元，因此需要分组分割和重组装。
EPON一般用于网络的“第一英里”，这一英里提供了服务提供者的中心局与商业或住宅区用户之间的连通性。逻辑上说，第一英里网络通常是逻辑点到多点网络，其中中心局为多个用户提供服务。在典型的树拓扑EPON中，一根光纤耦合中心局到无源光耦合器，后者将下行的光信号分开并分发给用户(订户)。耦合器也组合来自用户的上行信号(见图1)。
EPON中的传输一般在一个光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)之间进行(见图2)。OLT一般位于中心局，将光接入网络耦合到外部网络(例如承载网络)。ONU可以位于路边或者终端用户位置，以及可以提供宽带话音、数据和视频服务。ONU一般耦合到一到N(1×N)无源光耦合器，而该无源光耦合器通过单根光链路耦合到OLT(注意，多个光耦合器可级联)。这种配置可以很大程度上减少光纤数量和硬件数量。
将在EPON内的通信划分成下行业务量(从OLT到ONU)和上行业务量(从ONU到OLT)。在上行方向上，ONU共享信道容量和资源，原因是仅有一条把无源光耦合器耦合到OLT上的链路。在下行方向上，因为1×N无源光耦合器的广播性质，分组由OLT广播到所有ONU，并且随后由它们的目的地ONU抽取。根据IEEE 802.3ah标准，每个网络装置赋予逻辑链路ID(LLID)。下行分组首先在OLT处处理，其中分组接收其目的地的LLID，并且然后传送到ONU。尽管分组广播到所有ONU，但只有具有一个与分组的LLID相匹配的LLID的ONU允许接收该分组。因此，OLT通过把适当LLID附加到分组而交换分组。注意，在其中希望广播或组播的某些情况下，OLT把对应广播/组播LLID附加到下行分组，从而允许多个ONU接收该分组。
在设计安全和有成本效益的EPON时的一个问题是减少不希望的广播分组。不希望的广播分组在EPON中存在，因为用来执行IP层功能(也叫做层3或L3功能)的某些分组被定义为在IP层中的广播分组(如地址解析协议(ARP)分组或动态主机配置协议(DHCP)分组)。在常规EPON中，OLT一般被认为是层2(L2)装置，并且期望对于L3功能是透明的。所以，L3广播分组典型地由OLT广播到在EPON内的所有ONU。这产生安全性担心，因为不同的ONU可能包含不同的用户，并且恶意用户可通过例如欺骗属于另一个用户的IP地址破坏在IP层中的安全性。
所以，所需要的是用来减小在EPON中的这些安全性风险的一种方法和设备。
发明内容
本发明的一个实施例提供一种在以太无源光网络(EPON)中进行层3(L3)感知交换的系统，该以太无源光网络包括中心节点和至少一个远程节点。在操作期间，系统维护一组映射信息，该映射信息指示在远程节点的逻辑链路标识符、用于耦合到远程节点上的用户的媒体访问控制(MAC)地址、及用于用户的IP地址之间的对应关系。在接收到包含IP地址的分组时，系统基于映射信息和包含在分组中的IP地址，选择性地把适当逻辑链路标识符附加到分组上，由此只允许一个适当远程节点接收分组。
在这个实施例的变形中，选择性地把适当逻辑链路标识符附加到分组上包括如果映射信息指示在分组中包含的IP地址与远程节点的逻辑链路标识符相对应，则把远程节点的逻辑链路标识符附加到分组上。另外，如果映射信息指示在分组中包含的IP地址与任何远程节点的逻辑链路标识符之间没有对应关系，则系统丢弃分组。
在这个实施例的变形中，分组是地址解析协议(ARP)请求分组。在这个变形中，选择性地把适当逻辑链路标识符附加到分组上包括如果映射信息指示在ARP请求分组中包含的目标IP地址与远程节点的逻辑链路标识符相对应，则把远程节点的逻辑链路标识符附加到ARP请求分组上。
在这个实施例的变形中，分组是ARP请求分组，并且系统用与在ARP请求分组中包含的目标IP地址相对应的用户MAC地址来响应ARP请求，由此避免把ARP请求分组转发到任何远程节点。
在这个实施例的变形中，系统允许IP地址的配置静态地映射到远程节点的逻辑链路标识符、用户的MAC地址、或两者。
在这个实施例的变形中，系统通过观察在用户与动态主机配置协议(DHCP)服务器之间的一个或多个DHCP消息，建立在远程节点的逻辑链路标识符、耦合到远程节点上的用户的IP地址、及用于用户的MAC地址之间的对应关系。
在另外的变形中，系统把DHCP响应消息只转发到DHCP请求用户耦合到的远程节点，由此避免把DHCP消息广播到在EPON中的多个远程节点，并且减少与IP欺骗相关的安全性风险。
在另外的变形中，在与用户或远程节点相关的IP地址的数量已经达到上限之后，系统通过丢弃来自该用户或远程节点的DHCP请求而限制与该用户或远程节点相关的IP地址的数量。
在这个实施例的变形中，系统把中心节点的和远程节点的逻辑链路标识符添加到DHCP请求消息上，由此允许DHCP服务器确定从其发送DHCP请求消息的EPON。
本发明的另一个实施例提供一种在EPON中进行L3感知交换的系统，该EPON包括中心节点和至少一个远程节点。在操作期间，系统在远程节点处维护与耦合到该远程节点上的一个或多个用户相关的IP地址列表。如果分组的源IP地址与同用户相对应的IP地址相匹配，则系统转发来自用户的分组。另外，如果分组的源IP地址不与同用户相对应的IP地址相匹配，则系统丢弃来自该用户的分组。
附图说明
图1示出了一种无源光网络，其中中心局和多个用户通过光纤和无源分路器耦合。
图2示出了在正常操作模式中的EPON。
图3示出了按照本发明一个实施例通过OLT的L3-感知交换。
图4示出了按照本发明一个实施例的指示在IP地址、LLID、及用户MAC地址之间的对应关系的映射表。
图5示出了按照本发明实施例的在用户的IP地址、其MAC地址、及对应ONU LLID之间的映射的静态配置和动态学习。
图6示出了按照本发明实施例的响应ARP请求的OLT的处理。
图7示出了按照本发明实施例的把ARP请求转发到目标ONU的OLT的处理。
具体实施方式
以下描述的给出是为了让本领域的技术人员能够进行和使用本发明，它在特定应用及其需求环境下给出。对所公开的实施例的各种修改对本领域技术人员而言将是明显的，并且这里定义的总原理可以应用于其他实施例和应用，而不偏离本发明的精神和范围。因此，本发明并不意在受限于给出的实施例，而是与和这里公开的原理和特征相一致的最大范围相符合。
在本详细描述中给出的数据结构和代码一般存储在计算机可读存储介质上，上述介质可以是可以存储供计算机系统使用的代码和/或数据的任何装置或介质。这包括，但不局限于，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、半导体存储器、磁和光存储设备(例如盘驱动器、磁带、CD(光盘)和DVD(数字多用盘或数字视频盘))、以及包含在传输介质中的计算机指令信号(包括存在在其上调制信号的载波或不存在载波的情况)。
无源光网络拓扑
图1给出了一个无源光网络，其中中心局和多个用户通过光纤和无源光分路器形成树拓扑(现有技术)。如图1中所示，多个用户通过光纤和无源光分路器102耦合到中心局101。无源光分路器102可以安置在终端用户位置的附近，从而最小化初始光纤铺设成本。中心局101耦合到外部网络，例如由互联网服务提供者(ISP)所运营的城域网络。
EPON中的正常工作模式
图2示出了正常工作模式下的EPON。ONU典型地可包含一个或多个联网装置，如个人计算机、电话、视频设备、网络服务器等等。注意，ONU可通过使用逻辑链路标识符(LLID)识别其本身，如在IEEE 802.3标准中定义的那样。为了允许ONU在任意时间加入EPON，EPON一般具有两种工作模式：正常工作模式和发现(初始化)模式。正常工作模式允许常规上行数据传输，其中分配传输机会给所有初始化后的ONU。
如图2所示，在下行方向上，OLT 201广播下行数据给ONU1(211)、ONU 2(212)和ONU 3(213)。尽管所有的ONU接收到下行数据的相同拷贝，每个ONU选择性地只将发往它自己的数据转发给它的相应用户，它们分别是用户1(221)、用户2(222)和用户3(223)。
在上行方向上，OLT 201首先根据ONU的服务等级约定，调度和分配传输窗口给每个ONU。当不在其传输时隙中时，ONU一般缓存从其用户接收的数据。当为其调度的传输时隙来临时，ONU在分配的传输窗口内传输缓存的用户数据。
因为每个ONU根据OLT的调度轮流传输上行数据，所以上行链路的容量可以得到有效利用。但是，为了让调度能够正常地工作，OLT需要发现和初始化新近加入的ONU。在发现期间，OLT可以收集对传输调度重要的信息，例如ONU的往返传播时延，其媒体访问控制(MAC)地址，其服务等级约定等等。
在EPON中的L3感知交换
在常规EPON中，OLT通过把单播或广播LLID附加到每个分组而交换下行分组。如果OLT知道与用户相耦合的ONU的LLID，则OLT可基于用户的MAC地址把适当单播LLID附加到分组上而交换发往该用户的下行分组。如果下行分组的目的地MAC地址对于OLT是未知的，则OLT典型地通过把广播LLID附加到分组上而把分组转发到所有ONU。
广播分组在L3应用中，如在ARP和DHCP中是普通的。一般地，常规OLT盲目地把这样的IP分组广播到所有ONU。这是因为OLT典型地认为是L2装置，并且期望对于L3应用是透明的。尽管这种配置实施简单，但对于IP攻击不是非常安全。例如，来自外部网络的ARP请求可广播到所有ONU，尽管它旨在去往耦合到单个ONU上的单个用户。当ARP请求广播到所有ONU时，不良用户可能看到属于另一个用户的ARP请求中包含的目标IP地址。这个不良用户随后可通过响应这个ARP请求消息而欺骗这个IP地址。
类似可靠性风险存在于DHCP应用中。按常规，DHCP服务器用包含赋予给请求用户的IP地址的广播分组响应用户的DHCP请求。如果OLT盲目地广播这种DHCP响应，则驻留在相同EPON中的不良用户可截获赋予的IP地址。
因为上述安全性风险，希望避免某些IP分组的不必要广播。一种可能方案类似于在IETF RFC 2516中所描述的DSL网络中使用的以太网上点对点(PPPoE)方案。这种方案典型地要求认证每个用户的远程接入服务器。尽管PPPoE在低速DSL网络中良好地执行，但它不适于诸如EPON之类的高速接入网络。这是因为EPON的容量远高于DSL网络的容量，并且EPON可以容纳相当大数量的用户。因此，远程接入服务器不可能以有成本效益和可扩展方式处置来自用户的所有请求。
另一种方案是向每个用户提供单独的虚拟局域网(VLAN)。这种方案适于少数高端商业用户。然而，对于大量居民用户，它不是一种有成本效益和可扩展的方案。大量VLAN的提供不可避免地加重核心网络设备，如边缘路由器、网关、及视频服务器的负担。这是因为，对于处理VLAN业务量的一件核心网络设备，常常要求维护所有VLAN的状态信息。因此，大量VLAN可损害其性能。
一种减轻L3安全性风险的较希望方案是在EPON内进行L3-感知交换。本发明的一个实施例采纳这样的方案，以监视在EPON内的下行和上行IP业务量和使用在IP分组中包含的信息来帮助其交换决定。借助于这种方案，对于正常操作不要求额外服务器(如在PPPoE中使用的远程接入服务器)，并且在核心网络设备上没有额外负担。
图3示出了按照本发明一个实施例的通过OLT的L3-感知交换。当下行IP分组301到达OLT 300时，OLT 300读取在分组301中包含的IP地址信息，并且把适当LLID赋予分组301。查找引擎310进行关键查找处理，以确定什么LLID附加到分组301上。
因而，查找引擎310基于映射表作出交换决定，该映射表指示在IP地址、ONU的LLID、及用户的MAC地址之间的对应关系。以这种方式，如果分组301是常规广播IP分组(例如，ARP请求分组或DHCP确认分组)，则OLT 300可使用单播LLID把分组301转发到包含正确目的地用户的唯一ONU。
当查找引擎310把LLID赋予分组301时，查找引擎310也可以根据分组301的服务质量(QoS)等级，确定分组301将存储在哪个先入先服务(FIFO)队列中。如图3中所示，多个FIFO队列在下行分组被传输之前存储下行分组。调度器330规则地从每个FIFO队列抽出分组，并且传输下行到ONU的分组。通过调节其服务每个FIFO队列的频率，调度器330可根据服务等级约定(SLA)实施不同的QoS等级。当分组301广播到所有ONU时，只有具有与由分组301携带的LLID相匹配的LLID的ONU允许接收分组301。因而，通过用适当LLID标识分组和把分组存储在适当FIFO队列中，查找引擎310完成交换功能，同时满足分组的QoS要求。
图4示出了按照本发明一个实施例的指示在IP地址、LLID、及用户MAC地址之间的对应关系的映射表。在这个例子中，映射表400包括三列：包含赋予用户的IP地址的列402、包含用户的MAC地址的列403、及包含与用户相对应的ONU的LLID的列404。
当例如ARP请求分组到达OLT处时，OLT读取目标IP地址并且针对该IP地址搜索表400。如果找到IP地址，则OLT随后把在对应行中的LLID附加到分组上。这个LLID与目标用户耦合到的ONU相对应。因此，OLT可利用其单播LLID把ARP请求分组转发到单个ONU。
映射关系的静态配置和动态学习
图5示出了按照本发明实施例的在用户的IP地址、其MAC地址、及对应ONU LLID之间的映射的静态配置和动态学习。为了正确地进行L3-感知交换，OLT理想地维护一个映射表，该映射表准确地指示在用户的MAC地址、其对应ONU的LLID、及赋予它的IP地址之间的对应关系。OLT可通过静态配置或动态学习建立这个映射表。
如图5中所示，当使用静态配置时，网络管理主机512耦合到OLT 506上。主机512把IP地址赋予用户，并且在映射表508中建立用户的IP地址、其MAC地址、及其ONU的LLID之间的映射关系。由网络管理主机512赋予的IP地址典型地是静态的。具有与在映射表508中的静态IP地址相匹配的IP目的地地址的下行分组被赋予适当LLID，并且随后仅被一个ONU接收和转发到适当用户。相反，可以丢弃具有不与在映射表508中的任何IP地址相匹配的IP目的地地址的分组。
一旦建立映射表508，其中包含的信息也可帮助上行分组的过滤。在本发明的一个实施例中，丢弃具有不与在映射表508中的任何IP地址相匹配的IP源地址的上行分组。另外，系统可以通过限制与在映射表508中的用户或ONU相对应的IP地址条目的数量、或通过限制上行DHCP请求的数量，而限制每个用户或ONU可具有的IP地址的数量。注意，上行分组过滤可以发生在OLT处或在ONU处。如果上行过滤发生在ONU处，则ONU理想地维护一个类似映射表，该映射表指示在IP地址与用户的MAC地址之间的对应关系。
除用户IP地址的静态配置之外，OLT 506也可通过侦听来自和去往用户的DHCP分组而动态地学习用户的IP地址。如图5中所示，当用户(在这个例子中用户PC 504)加入EPON时，它首先发送出DHCP发现(DISC)消息(步骤1)，此后ONU 502把这条消息转发到OLT 506。在接收到DHCP发现消息时，OLT 506学习用户的MAC地址，使它与ONU 502的LLID相关联，及把一条条目添加到映射表508。OLT 506然后把DHCP发现消息进一步上行转发到DHCP服务器510(步骤2)。
在接收到DHCP发现消息时，DHCP服务器510用DHCP提供消息来响应(步骤3)。OLT 506随后把ONU 502的LLID附加到DHCP提供消息上，并且把它转到ONU 502。ONU 502然后把消息转发到用户PC 504(步骤4)。在接收到DHCP提供消息之后，用户PC 504发送DHCP请求(RRQ)消息(步骤5)。接下来，OLT 506把DHCP请求消息转发到DHCP服务器510(步骤6)。
在接收到DHCP请求消息时，DHCP服务器510发送DHCP确认(ACK)消息(步骤7)，在该DHCP确认消息中它把IP地址赋予用户PC 504。OLT 506随后读取DHCP确认消息，并且学习用户PC 504的赋予IP地址。因而，OLT 506把这个IP地址输入到在映射表508中的对应条目中。OLT 506随后把ONU 502的LLID附加到DHCP确认消息上，并且把它转到ONU 502上，该ONU 502把消息转发到用户PC 504(步骤8)。
在本发明的一个实施例中，OLT 506可修改上行DHCP分组，以包括请求ONU的和OLT的逻辑链路标识符。以这种方式，DHCP服务器可确定在发出的IP地址与它们的对应OLT和ONU之间的映射关系。
ARP代理和定向ARP操作
在EPON中L3-感知交换的一个优点是，它允许OLT进行更可靠的ARP操作。在本发明的一个实施例中，OLT可起ARP代理的作用，并且基于它为用户维护的映射信息回答目标在于该用户的ARP请求。通过这样做，OLT可避免把ARP请求广播到所有ONU，并且减小IP欺骗的风险。
图6示出了按照本发明实施例的响应ARP请求的OLT的处理。如图6中所示，网络客户机610把ARP请求消息发送到OLT 606(步骤1)，其中ARP请求消息包含用户PC 604的目标IP地址。在接收到ARP请求时，OLT 606搜索映射表608并且找到与在ARP请求中的目标IP地址相匹配的IP地址条目(步骤2)。OLT 606随后用目标用户的MAC地址发送ARP响应到网络用户机610(步骤3)。注意，在交换处理期间，把用户PC 604和其ONU与ARP通信隔绝。事实上，OLT 606起用于用户PC 604的ARP代理的作用。
有时网络操作者可能更喜欢用户而不是OLT响应ARP请求。在这种情况下，OLT可进行定向ARP操作。图7示出了按照本发明实施例的把ARP请求转发到目标ONU的OLT的处理。在这个例子中，网络客户机710首先把ARP请求发送到OLT 706(步骤1)。在接收到ARP请求时，OLT 706搜索映射表708并且找到与在ARP请求中的目标IP地址相匹配的IP地址条目(步骤2)。OLT 706随后检索与该IP地址相对应的ONU LLID，把该LLID附加到ARP请求消息上，及把它发送到目标ONU 702(步骤3)。接下来，ONU 702把ARP请求转发到拥有目标IP地址的用户PC 704(步骤4)。用户PC 704随后用包含其MAC地址的ARP响应回答(步骤5)。ONU 702然后把ARP响应上行转发到OLT 706，该OLT 706把ARP响应中转到网络客户机710(步骤6)。
注意，系统可在定向ARP操作中实施若干项安全性措施。例如，OLT 706如果在映射表708中没有找到匹配IP地址，则丢弃ARP请求消息。另外，如果在上行ARP响应中的用户MAC地址不与包含在映射表708中的MAC地址相匹配，则OLT 706也可以丢弃ARP响应以防止IP欺骗。
本发明的实施例的以上描述仅为了说明和描述目的而给出。它们不旨在是穷尽的或把本发明限于公开的形式。因而，多种修改和变更对于本领域的技术人员将是显然的。另外，以上公开不旨在限制本发明。本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (20)

1. 一种在以太无源光网络(EPON)中执行层3(L3)感知交换的方法，该以太无源光网络包括中心节点和至少一个远程节点，该方法包括：
维护一组映射信息，该映射信息指示在远程节点的逻辑链路标识符、用于耦合到远程节点上的用户的媒体访问控制(MAC)地址、及用于用户的IP地址之间的对应关系；
接收包含IP地址的分组；及
基于映射信息和包含在分组中的IP地址，选择性地把适当逻辑链路标识符附加到分组上，由此只允许一个适当远程节点接收分组。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中选择性地把适当逻辑链路标识符附加到分组上包括：
如果映射信息指示在分组中包含的IP地址与远程节点的逻辑链路标识符相对应，则把该远程节点的逻辑链路标识符附加到分组上；和
如果映射信息指示在分组中包含的IP地址与任何远程节点的逻辑链路标识符之间没有对应关系，则丢弃分组。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中分组是地址解析协议(ARP)请求分组；并且
其中选择性地把适当逻辑链路标识符附加到分组上包括：如果映射信息指示在ARP请求分组中包含的目标IP地址与远程节点的逻辑链路标识符相对应，则把该远程节点的逻辑链路标识符附加到ARP请求分组上。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中分组是ARP请求分组；并且其中该方法还包括：用与在ARP请求分组中包含的目标IP地址相对应的用户MAC地址来响应ARP请求，由此避免把ARP请求分组转发到任何远程节点。
5. 根据权利要求1所述的方法，还包括允许IP地址的配置静态地映射到远程节点的逻辑链路标识符、用户的MAC地址、或两者。
6. 根据权利要求1所述的方法，还包括通过观察在用户与动态主机配置协议(DHCP)服务器之间的一个或多个DHCP消息，建立在远程节点的逻辑链路标识符、耦合到远程节点上的用户的IP地址、及用于用户的MAC地址之间的对应关系。
7. 根据权利要求6所述的方法，还包括：把DHCP响应消息只转发到DHCP请求用户耦合到其上的远程节点，由此避免把DHCP消息广播到在EPON中的多个远程节点，并且减少与IP欺骗相关的安全性风险。
8. 根据权利要求6所述的方法，还包括：在与用户或远程节点相关的IP地址的数量已经达到上限之后，通过丢弃来自该用户或远程节点的DHCP请求而限制与该用户或远程节点相关的IP地址的数量。
9. 根据权利要求1所述的方法，还包括：把中心节点的和远程节点的逻辑链路标识符添加到DHCP请求消息上，由此允许DHCP服务器确定从其发送DHCP请求消息的EPON。
10. 一种用来在EPON中执行L3感知交换的方法，该EPON包括中心节点和至少一个远程节点，该方法包括：
在远程节点处维护与耦合到该远程节点上的一个或多个用户相关的IP地址列表；
如果分组的源IP地址与同用户相对应的IP地址相匹配，则转发来自该用户的分组；和
如果分组的源IP地址不与同用户相对应的IP地址相匹配，则丢弃来自该用户的分组。
11. 一种在EPON中执行L3感知交换的设备，该EPON包括中心节点和至少一个远程节点，该设备包括：
映射表，配置成维护一组映射信息，该映射信息指示在远程节点的逻辑链路标识符、用于耦合到远程节点上的用户的MAC地址、及用于用户的IP地址之间的对应关系；
接收机构，配置成接收包含IP地址的分组；及
交换机构，配置成基于映射信息和包含在分组中的IP地址，选择性地把适当逻辑链路标识符附加到分组上，由此只允许一个适当远程节点接收分组。
12. 根据权利要求11所述的设备，其中在选择性地把适当逻辑链路标识符附加到分组上时，交换机构配置成：
如果映射信息指示在分组中包含的IP地址与远程节点的逻辑链路标识符相对应，则把远程节点的逻辑链路标识符附加到分组上；和
如果映射信息指示在分组中包含的IP地址与任何远程节点的逻辑链路标识符之间没有对应关系，则丢弃分组。
13. 根据权利要求11所述的设备，
其中分组是地址解析协议(ARP)请求分组；并且
其中在选择性地把适当逻辑链路标识符附加到分组上时，交换机构配置成如果映射信息指示在ARP请求分组中包含的目标IP地址与远程节点的逻辑链路标识符相对应，则把远程节点的逻辑链路标识符附加到ARP请求分组上。
14. 根据权利要求11所述的设备，其中分组是ARP请求分组；并且其中该设备还包括响应机构，该响应机构配置成用与在ARP请求分组中包含的目标IP地址相对应的用户MAC地址来响应ARP请求，由此避免把ARP请求分组转发到任何远程节点。
15. 根据权利要求11所述的设备，其中映射表允许IP地址的配置静态地映射到远程节点的逻辑链路标识符、用户的MAC地址、或两者。
16. 根据权利要求11所述的设备，还包括观察机构，该观察机构配置成通过观察在用户与DHCP服务器之间的一个或多个DHCP消息，建立在远程节点的逻辑链路标识符、耦合到远程节点上的用户的IP地址、及用于用户的MAC地址之间的对应关系。
17. 根据权利要求16所述的设备，其中交换机构配置成把DHCP响应消息只转发到DHCP请求用户耦合到其上的远程节点，由此避免把DHCP消息广播到在EPON中的多个远程节点，并且减少与IP欺骗相关的安全性风险。
18. 根据权利要求16所述的设备，还包括限制机构，该限制机构配置成在与用户或远程节点相关的IP地址的数量已经达到上限之后，通过丢弃来自该用户或远程节点的DHCP请求而限制与该用户或远程节点相关的IP地址的数量。
19. 根据权利要求11所述的设备，还包括修改机构，该修改机构配置成把中心节点的和远程节点的逻辑链路标识符添加到DHCP请求消息上，由此允许DHCP服务器确定从其发送DHCP请求消息的EPON。
20. 一种用来在EPON中执行L3感知交换的设备，该EPON包括中心节点和至少一个远程节点，该设备包括：
映射表，配置成在远程节点处维护与耦合到该远程节点上的一个或多个用户相关的IP地址列表；
转发机构，配置成如果分组的源IP地址与同用户相对应的IP地址相匹配，则转发来自该用户的分组；和
丢弃机构，配置成如果分组的源IP地址不与同用户相对应的IP地址相匹配，则丢弃来自该用户的分组。
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