CN101304387B - 一种实现二层隧道协议隧道转换的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现二层隧道协议隧道转换的方法，该方法通过建立隧道发起端LAC-隧道转换集群TSA隧道及会话，建立TSA-隧道终结端LNS隧道及会话，下发包括转发信息的LAC-TSA-LNS方向的转发表和LNS-TSA-LAC方向的转发表，使在转发LAC或远端LNS发向TSA的L2TP报文时，均只查找一次转发表即可取得转发信息。采用本发明所述的方法，能够减少静态隧道转换所占用TSA的资源，进而提高报文转发速率。

Description

一种实现二层隧道协议隧道转换的方法
技术领域
本发明涉及网络通信报文转发技术，更具体的说，是一种实现二层隧道协议隧道转换(LTS，L2TP Tunnel Switching)的方法。
背景技术
随着网络的高速发展，各种网络业务也不断涌现，其中，虚拟私人网(VPN)技术逐渐成为各个企业关注的焦点。
二层隧道协议(L2TP，Layer 2Tunneling Protocol)是VPN业务的一种实现方式，L2TP主要由隧道发起端(LAC)和隧道终结端(LNS)两部分实现，根据协议可在LAC和LNS间建立二层隧道，通过用户数据报协议(UDP，UserDatagram Protocol)方式在隧道封装并转发点到点协议(PPP，Point-to-PointProtocol)报文，PPP报文到LNS后解封装并终结PPP。
而随着L2TP业务的不断增长，业务的要求也越来越复杂，需要实现L2TP隧道的延长或者中继，甚至汇聚，即LTS。隧道转换集群(TSA，Tunnel SwitchingAggregator)是实现LTS的设备，其上同时具有LNS和LAC的功能，既可以接受L2TP隧道的接入请求，又能发起对应该L2TP隧道的连接请求，从而实现隧道中继、延长或者汇聚。
目前静态LTS的实现方法，在转发过程中，需查询两张表才能获取包括远端LNS的隧道标识(Tunnel ID)、会话标识(Session ID)、IP地址或LAC的Tunnel ID、Session ID、IP地址的转发信息，转发报文，具体为：通过查询一张表确定需要运行LTS服务后，解析L2TP报文的PPP字段，并根据解析所得的信息，查询另一张L2TP转发表，获取转发信息，这样，两次查询转发表，以及解析L2TP报文的PPP字段，占用较多TSA资源，影响了设备性能，进而减缓了报文转发的速率。
且目前静态LTS的实现方法，在TSA上对应于每一个用户运行两个PPP状态机，这些PPP状态机占用大量系统资源，也影响了报文转发的速率。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现二层隧道协议隧道转换的方法，减少静态隧道转换所占用TSA的资源，进而提高报文转发速率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种实现二层隧道协议隧道转换的方法，建立隧道发起端LAC-隧道转换集群TSA隧道及会话，建立TSA-隧道终结端LNS隧道及会话，生成LAC-TSA-LNS方向的转发表和LNS-TSA-LAC方向的转发表；该方法包括以下步骤：
TSA接收到LAC发向本地的二层隧道协议L2TP报文，分析该L2TP报文的L2TP字段，得到报文的隧道信息，
根据所得到的隧道信息查找LAC-TSA-LNS方向的转发表，记录所找出的转发表中的转发信息，该转发表中的转发信息包括远端LNS的IP地址，
剥离所接收到的L2TP报文的L2TP报头，利用所记录的转发信息，构建新的L2TP字段、用户数据报协议UDP字段和IP字段并封装报文，根据所述远端LNS的IP地址查找TSA-LNS隧道，转发所述报文至所述远端LNS；或者，
TSA接收到远端LNS发向本地的L2TP报文，分析该L2TP报文的L2TP字段，得到报文的隧道信息，
根据所得到的隧道信息查找LNS-TSA-LAC方向的转发表，记录所查找到的转发表中的转发信息，该转发表中的转发信息包括LAC的IP地址，
剥离所接收到的L2TP报文的L2TP报头，利用所记录的转发信息，构建新的L2TP字段、UDP字段和IP字段并封装报文，根据所述LAC的IP地址查找LAC-TSA隧道，转发所述报文至所述LAC。
进一步地，所述根据所得到的隧道信息查找LAC-TSA-LNS方向的转发表后进一步包括：根据所查找到的转发表的校验位，确定该转发表有效。
进一步地，所述根据所得到的隧道信息查找LNS-TSA-LAC方向的转发表后进一步包括：根据所查找到的转发表的校验位，确定该转发表有效。
进一步地，所述根据所得到的隧道信息查找LAC-TSA-LNS方向的转发表具体包括：找出索引与所得到的报文的隧道信息相同的LAC-TSA-LNS方向的转发表。
进一步地，根据所得到的隧道信息查找LNS-TSA-LAC方向的转发表具体包括：找出索引与所得到的报文的隧道信息相同的LNS-TSA-LAC方向的转发表。
进一步地，所述建立LAC-TSA隧道及会话，建立TSA-LNS隧道及会话具体包括步骤：
LAC向TSA发起隧道建立请求；TSA接受请求并与LAC建立LAC-TSA隧道及会话；
TSA向远端LNS发起隧道建立请求；远端LNS接受请求并与TSA建立TSA-LNS隧道和会话。
进一步地，该方法进一步包括：所述TSA上分别对应于所述LAC和远端LNS的点到点协议PPP状态机处于关闭状态。
本发明所提供的一种实现二层隧道协议隧道转换的方法，具有以下的优点和特点：
1、在转发LAC或远端LNS发向TSA的L2TP报文时，均只查找一次转发表即可取得转发信息，减少了静态LTS过程中，查找转发表所占用TSA的资源，进而提高了报文转发速率。
2、所述TSA上对应于所述LAC和远端LNS的PPP状态机在静态LTS过程中处于关闭状态，节省了大量系统资源，加快了报文转发的速率。
附图说明
图1为本发明实现二层隧道协议隧道转换的方法的实现流程图。
具体实施方式
本发明实现二层隧道协议隧道转换的方法的实现流程如图1所示，包括以下步骤：
步骤101：建立LAC-TSA隧道及会话，建立TSA-LNS隧道及会话，下发一张LAC-TSA-LNS方向的转发表和一张LNS-TSA-LAC方向的转发表；所述转发表在LAC-TSA隧道及会话、TSA-LNS隧道及会话均建立后下发，包括转发信息；
具体包括以下步骤：
LAC向TSA发起隧道建立请求；TSA接受请求并与LAC建立LAC-TSA隧道及会话，所述TSA通过TSA-LNS模块接受请求并与LAC建立LAC-TSA隧道及会话，
TSA向远端LNS发起隧道建立请求；远端LNS接受请求并与TSA建立TSA-LNS隧道和会话，所述TSA通过TSA-LAC模块向远端LNS发起隧道建立请求，
生成LAC-TSA-LNS方向的转发表和LNS-TSA-LAC方向的转发表，所述转发表中包括转发信息；
LAC-TSA-LNS方向的转发表中的转发信息包括LAC-TSA隧道及会话的Tunnel ID、Session ID，TSA-LNS隧道及会话的Tunnel ID、Session ID，以及远端LNS的IP地址；LNS-TSA-LAC方向的转发表中的转发信息包括TSA-LNS隧道及会话的Tunnel ID、Session ID，LAC-TSA隧道及会话的Tunnel ID、SessionID，以及LAC的IP地址。
其中，所述LAC-TSA-LNS方向的转发表中的所述远端LNS的IP地址作为目的地址，根据该远端LNS的IP地址将所述LAC发送至TSA的L2TP报文通过TSA-LNS隧道转发至该远端LNS；所述LNS-TSA-LAC方向的转发表中的所述LAC的IP地址作为目的地址，根据该LAC的IP地址将所述远端LNS发送至TSA的L2TP报文通过LAC-TSA隧道转发至该LAC；
所述LAC-TSA-LNS方向的转发表中的所述LAC-TSA隧道及会话的TunnelID、Session ID为该转发表的索引；所述LNS-TSA-LAC方向的转发表中的TSA-LNS隧道及会话的Tunnel ID、Session ID为该转发表的索引。
步骤102a：TSA接收到LAC通过LAC-TSA隧道发向本地的L2TP报文。
步骤103a：TSA分析所接收到L2TP报文的L2TP字段，得到报文的隧道信息，即Tunnel ID和Session ID。
步骤104a：TSA找出索引与所得到的报文的Tunnel ID和Session ID相同的LAC-TSA-LNS方向的转发表。
步骤105a：TSA根据所查找到的转发表的校验位，判断该转发表是否有效，如果转发表的校验位标志转发表有效，执行步骤106a1；如果转发表的校验位标志转发表无效，则执行步骤106a2；所述转发表的校验位标志转发表有效/无效，LAC-TSA隧道及会话和TSA-LNS隧道及会话均正常时，转发表有效，LAC或远端LNS任一方断开与TSA的链接，则转发表无效。
步骤106a1：TSA记录所查找到的转发表中的转发信息，该转发表中的转发信息包括LAC-TSA隧道及会话的Tunnel ID、Session ID，TSA-LNS隧道及会话的Tunnel ID、Session ID，以及远端LNS的IP地址。
步骤106a2：TSA丢弃所接收到的L2TP报文，结束本流程。
步骤107a：TSA剥离所接收到的L2TP报文的L2TP报头，利用所记录的转发信息中的TSA-LNS隧道及会话的Tunnel ID、Session ID构建新的L2TP字段、UDP端口号构建新的UDP字段、远端LNS的IP构建新的IP字段并封装L2TP报文；所述UDP端口号为UDP协议默认的端口号或设置的UDP端口号，如果为协议默认的端口号，在转发表的转发信息中不包括UDP端口号空置，如果为设置的UDP端口号，转发表的转发信息中包括所设置的UDP端口号。
步骤108a：TSA根据所述远端LNS的IP地址查找TSA-LNS隧道，并通过所查找到的TSA-LNS隧道转发所封装的L2TP报文至该远端LNS，结束本流程。
步骤102b：TSA接收到远端LNS通过TSA-LNS隧道发向本地的L2TP报文。
步骤103b：TSA分析所接收到的L2TP报文的L2TP字段，得到报文的隧道信息，即Tunnel ID和Session ID。
步骤104b：TSA找出索引与所得到的报文的Tunnel ID和Session ID相同的LNS-TSA-LAC方向的转发表。
步骤105b：TSA根据所查找到的转发表的校验位，判断该转发表是否有效，如果转发表的校验位标志转发表有效，执行步骤106b1；如果转发表的校验位标志转发表无效时，执行步骤106b2；所述转发表的校验位标志转发表有效/转发表无效，LAC-TSA隧道及会话和TSA-LNS隧道及会话均正常时，转发表有效，LAC或远端LNS任一方断开与TSA的链接，则转发表无效。
步骤106b1：TSA记录所查找到的转发表中的转发信息，该转发表中的转发信息包括TSA-LNS隧道及会话的Tunnel ID、Session ID，LAC-TSA隧道及会话的Tunnel ID、Session ID，以及LAC的IP地址。
步骤106b2：TSA丢弃所接收到的L2TP报文，结束本流程。
步骤107b：TSA剥离所接收到的L2TP报文的L2TP报头，利用所记录的转发信息中的LAC-TSA隧道及会话的Tunnel ID、Session ID构建新的L2TP字段、UDP端口号构建新的UDP字段、LAC的IP构建新的IP字段并封装报文；所述UDP端口号为UDP协议默认的端口号或设置的UDP端口号，如果为协议默认的端口号，在转发表的转发信息中不包括UDP端口号空置，如果为设置的UDP端口号，转发表的转发信息中包括所设置的UDP端口号。
步骤108b：TSA根据所述LAC的IP地址查找LAC-TSA隧道，并通过所查找到的LAC-TSA隧道转发所封装的L2TP报文至该LAC，结束本流程。
在执行步骤101、步骤102a～步骤108a和步骤102b～步骤108b的过程中，所述TSA上对应于所述LAC和远端LNS的PPP状态机处于关闭状态，节省了大量系统资源，加快了报文转发的速率。
接收并转发LAC发向本地的二层隧道协议L2TP报文时，执行步骤102a～步骤108a；接收并转发远端LNS发发向本地的二层隧道协议L2TP报文时，执行步骤102b～步骤108b；步骤102a～步骤108a或步骤102b～步骤108b均经过一次查找转发表即取得了转发信息，减少了静态LTS过程中，查找转发表所占用TSA的资源，进而提高了报文转发速率。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种实现二层隧道协议隧道转换的方法，其特征在于，建立隧道发起端LAC-隧道转换集群TSA隧道及会话，建立TSA-隧道终结端LNS隧道及会话，生成LAC-TSA-LNS方向的转发表和LNS-TSA-LAC方向的转发表；该方法包括以下步骤：
TSA接收到LAC发向本地的二层隧道协议L2TP报文，分析该L2TP报文的L2TP字段，得到报文的隧道信息，
根据所得到的隧道信息查找LAC-TSA-LNS方向的转发表，记录所找出的转发表中的转发信息，该转发表中的转发信息包括远端LNS的IP地址，
剥离所接收到的L2TP报文的L2TP报头，利用所记录的转发信息，构建新的L2TP字段、用户数据报协议UDP字段和IP字段并封装报文，根据所述远端LNS的IP地址查找TSA-LNS隧道，转发所述报文至所述远端LNS；或者，
TSA接收到远端LNS发向本地的L2TP报文，分析该L2TP报文的L2TP字段，得到报文的隧道信息，
根据所得到的隧道信息查找LNS-TSA-LAC方向的转发表，记录所查找到的转发表中的转发信息，该转发表中的转发信息包括LAC的IP地址，
剥离所接收到的L2TP报文的L2TP报头，利用所记录的转发信息，构建新的L2TP字段、UDP字段和IP字段并封装报文，根据所述LAC的IP地址查找LAC-TSA隧道，转发所述报文至所述LAC。
2.根据权利要求1所述的实现二层隧道协议隧道转换的方法，其特征在于，所述根据所得到的隧道信息查找LAC-TSA-LNS方向的转发表后进一步包括：根据所查找到的转发表的校验位，确定该转发表有效。
3.根据权利要求1所述的实现二层隧道协议隧道转换的方法，其特征在于，所述根据所得到的隧道信息查找LNS-TSA-LAC方向的转发表后进一步包括：根据所查找到的转发表的校验位，确定该转发表有效。
4.根据权利要求1、2或3所述的实现二层隧道协议隧道转换的方法，其特征在于，所述根据所得到的隧道信息查找LAC-TSA-LNS方向的转发表具体包括：找出索引与所得到的报文的隧道信息相同的LAC-TSA-LNS方向的转发表。
5.根据权利要求1、2或3所述的实现二层隧道协议隧道转换的方法，其特征在于，根据所得到的隧道信息查找LNS-TSA-LAC方向的转发表具体包括：找出索引与所得到的报文的隧道信息相同的LNS-TSA-LAC方向的转发表。
6.根据权利要求1、2或3所述实现二层隧道协议隧道转换的方法，其特征在于，所述建立LAC-TSA隧道及会话，建立TSA-LNS隧道及会话具体包括步骤：
LAC向TSA发起隧道建立请求；TSA接受请求并与LAC建立LAC-TSA隧道及会话；
TSA向远端LNS发起隧道建立请求；远端LNS接受请求并与TSA建立TSA-LNS隧道和会话。
7.根据权利要求1、2或3所述实现二层隧道协议隧道转换的方法，其特征在于，该方法进一步包括：所述TSA上分别对应于所述LAC和远端LNS的点到点协议PPP状态机处于关闭状态。
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