CN101325531A - 一种虚拟局域网转发方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种虚拟局域网转发方法和系统，其方法包括以下步骤：S1.将业务信息和至少一个用户侧端口相关联生成第一关系表；S2.从网络侧端口接收数据帧，利用该数据帧中的业务信息在所述第一关系表中查找相应的所述用户侧端口，并将该数据帧从该用户侧端口输出。本发明虚拟局域网转发方法和系统由于采用了第一关系表记录业务信息和至少一个用户侧端口相关联关系，实现了网络侧单个虚拟局域网向用户侧多个不同的虚拟局域网进行一对多的转换；而且，本发明没有广播洪泛的问题，实现起来更简洁，提高了处理效率，简化了配置，节省了网络侧的虚拟局域网资源，更有利于网络规划。

Description

一种虚拟局域网转发方法和系统
技术领域
本发明涉及一种移动通讯中二层以太网交换领域，尤其涉及的是，一种虚拟局域网转发方法和系统。
背景技术
随着接入网对业务带宽需求的迅猛增长和数据通信技术的发展以及成本的降低，数据通信包括非对称数字用户线路(Asymmetrical DigitalSubscriber Line，ADSL)/甚高速数字用户环路(Very High Bit Rate DigitalSubscriber Line，VDSL)、以太网交换机、以太网无源光网络(PASSIVEOPTICAL NETWORK BASED ON ETHERNET，EPON)/千兆无源光网络(Gigabit-capable Passive Optical Network，GPON)技术以其对业务透明、寿命长、带宽承载能力大、能适应不断增长的带宽与新业务发展需求的特点，而成为接入层网络建设的重要方式。
在接入网业务接入网络中存在如下的一种业务模型：某个二层接入设备，可以是二层以太网交换机，也可以是EPON/GPON/DSLAM(DigitalSubscriber Line Access Multiplexer，数字用户线路接入复用器)接入设备，其网络侧的Vlan(Virtual LocalAreaNetwork，虚拟局域网)用来代表用户，每个用户一个Vlan；用户侧的Vlan用来代表该用户的某个业务，一个用户有若干个业务。
在业务转发过程中需要在上下行对业务帧的虚拟局域网(Vlan)进行多对一的转换。该二层接入设备存在多个用户侧端口，每个用户侧端口都划分若干个虚拟局域网(Vlan)，若干个用户侧端口划分为一个用户，该用户下的每个虚拟局域网标识(Virtual Local Area Network identification，VlanID)都不相同，分别代表不同的业务；每一个业务都会配置一个服务质量等级(Class of service，COS)值，每个业务的服务质量等级值(COS)不相同；但是，不同用户的虚拟局域网标识(Vlan ID)可以相同，不同用户的同一类业务的服务质量等级值(COS)可以相同；如果该用户侧端口划分为若干个虚拟局域网(Vlan)，则进入该用户侧端口的以太帧必须是带IEEE802.1Q协议标签(tag)的。网络侧端口允许为多个，以1个为例，每个网络侧端口属于若干个Vlan，每个Vlan代表一个用户，进入该网络侧端口的以太帧必须是带IEEE802.1Q协议标签的，其中COS值表示不同的业务。
该二层接入设备从用户侧向网络侧进行虚拟局域网(Vlan)转换是：用户侧的分别代表某个用户的多个不同业务的虚拟局域网(Vlan)，向网络侧的代表该业务的单个虚拟局域网(Vlan)进行多对一的虚拟局域网(Vlan)转换，因此，在反向一对多转换的时候，无法将一个虚拟局域网(Vlan)转换成多个虚拟局域网(Vlan)，只能采用广播洪泛的方式，这降低了处理效率，复杂了配置，浪费了网络侧的虚拟局域网(Vlan)资源，不利于网络规划。
因此，现有技术还存在缺陷，有待于改进和发展。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种虚拟局域网转发方法和系统，采用该虚拟局域网转发方法和系统能够实现网络侧单个虚拟局域网(Vlan)向用户侧多个不同的虚拟局域网(Vlan)进行一对多的转换。
为解决上述技术问题，本发明采用以下方案：
一种虚拟局域网转发方法，包括以下步骤：S1、将业务信息和至少一个用户侧端口相关联生成第一关系表；S2、从网络侧端口接收数据帧，利用该数据帧中的业务信息在所述第一关系表中查找相应的所述用户侧端口，并将该数据帧从该用户侧端口输出。
所述的方法，其中，所述业务信息包括：所述数据帧的虚拟局域网标识和服务质量等级值。
所述的方法，其中，所述步骤S2包括：S21、提取该数据帧中的虚拟局域网标识以及服务质量等级值，以该数据帧的虚拟局域网标识作为网络侧的虚拟局域网标识，利用该网络侧的虚拟局域网标识和所述服务质量等级值，在所述第一关系表中查找用户侧虚拟局域网标识以及用户侧端口；S22、将所述数据帧的虚拟局域网标识替换为查找到的用户侧的虚拟局域网标识，并将所述数据帧从查到的用户侧端口输出。
所述的方法，其中，所述步骤S1还包括：生成第二关系表，将网络侧的虚拟局域网标识、网络侧端口与至少一个用户侧端口相关联；所述步骤S2还包括：从用户侧端口接收数据帧，以该数据帧中的虚拟局域网标识作为用户侧的虚拟局域网标识，利用该用户侧的虚拟局域网标识和所述用户侧端口的端口号，在第二关系表中查找相应的网络侧端口和网络侧的虚拟局域网标识；并将所述数据帧从该网络侧端口输出。
本发明还提供一种虚拟局域网转发系统，包括用于连接用户的网络侧端口，用于连接业务的用户侧端口，其中，还包括第一关系表，用于关联业务信息和至少一个用户侧端口；网络侧端口处理模块，用于按照从网络侧端口接收的数据帧中的业务信息，在所述第一关系表中查找相应的所述用户侧端口，并将所述数据帧从该用户侧端口输出。
所述的系统，其中，所述业务信息包括：所述数据帧的虚拟局域网标识和服务质量等级值；网络侧端口处理模块包括：提取单元、查找单元、转换单元；提取单元用于提取该数据帧中的虚拟局域网标识和服务质量等级值；查找单元以该数据帧的虚拟局域网标识作为网络侧的虚拟局域网标识，利用该网络侧的虚拟局域网标识和所述服务质量等级值，在所述第一关系表中查找用户侧虚拟局域网标识以及用户侧端口；转换单元用于将所述数据帧的虚拟局域网标识替换为查找到的用户侧的虚拟局域网标识，并将所述数据帧从查到的用户侧端口输出。
所述的系统，其中，还包括第二关系表，用于将网络侧的虚拟局域网标识、网络侧端口与至少一个用户侧端口相关联；用户侧端口处理模块，用于将接收的数据帧中的虚拟局域网标识作为用户侧的虚拟局域网标识，利用该用户侧的虚拟局域网标识和接收数据帧的用户侧端口的端口号，在第二关系表中查找相应的网络侧端口和网络侧的虚拟局域网标识，并将所述数据帧从该网络侧端口输出。
所述的系统，其中，还包括与所述第一关系表连接的第一配置模块，该第一配置模块用于向所述第一关系表写入相关配置信息。
所述的系统，其中，还包括与所述第二关系表连接的第二配置模块，该第二配置模块用于向所述第二关系表写入相关配置信息。
与现有技术相比，本发明所提供的一种虚拟局域网转发方法和系统，由于采用了第一关系表记录业务信息和至少一个用户侧端口相关联关系，实现了网络侧单个虚拟局域网(Vlan)向用户侧多个不同的虚拟局域网(Vlan)进行一对多的转换；而且，本发明没有广播洪泛的问题，实现起来更简洁，提高了处理效率，简化了配置，节省了网络侧的虚拟局域网(Vlan)资源，更有利于网络规划。
附图说明
图1是本发明一种组网模式的业务示意图；
图2是本发明的系统的结构框图；
图3是本发明的用户侧接口处理流程图；
图4是本发明的网络侧接口处理流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步详细的描述。
本发明涉及一种有效的针对二层以太网交换设备实现虚拟局域网(Vlan)转发的方法，该方法的下行以网络侧虚拟局域网标识(Vlan ID)和服务质量等级值(COS)为依据进行虚拟局域网(Vlan)一对多的转换，将业务帧中带的网络侧的虚拟局域网(Vlan)转换成相应用户侧的某个虚拟局域网(Vlan)。该方法的上行以用户侧虚拟局域网标识(Vlan ID)和用户侧端口为依据进行虚拟局域网(Vlan)多对一的转换，将业务帧中带的用户侧的虚拟局域网(Vlan)转换成网络侧的虚拟局域网(Vlan)。
以图1所示的组网模式为例，二层以太网交换设备的用户侧端口：第一接口、第二接口和第三接口接有两个用户，即用户甲和用户乙；其中用户甲有两个业务：第一业务，vlan为a，cos为1，用户侧端口的第一接口；第二业务，vlan为b，cos为2，用户侧端口的第二接口；用户甲的业务需要在网络侧将Vlan转换为Vlan x，代表用户甲。用户乙存在三个业务，vlan分别为c，d，e；cos分别为2，5，7；用户侧端口的第三接口，乙的业务在网络侧需要将Vlan转换为Vlan y，代表用户乙。
本发明方法中的下行以网络侧虚拟局域网标识(Vlan ID)和服务质量等级值(COS)为依据进行虚拟局域网(Vlan)一对多的转换，步骤如下：
100、将业务信息和至少一个用户侧端口相关联生成第一关系表；业务信息包括：所述数据帧的虚拟局域网标识(Vlan ID)和服务质量等级值(COS)；用户侧端口包括：用户侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)和用户侧端口号。第一关系表参见表1，首行为表头，表中具体内容根据具体设定而定，未在表1中示出。
表1第一关系表
 网络侧Vlan ID   COS  用户侧Vlan ID   用户侧端口号
200、从网络侧端口接收数据帧，利用该数据帧中的业务信息在所述第一关系表中查找相应的所述用户侧端口，并将该数据帧从该用户侧端口输出。本步骤包括以下分步骤，如图3所示；
210、从网络侧端口接收数据帧；该数据帧是以太帧；
220、提取该数据帧中的虚拟局域网标识(Vlan ID)以及服务质量等级值(COS)；
230、以该数据帧中的虚拟局域网标识(Vlan ID)作为网络侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)，利用该网络侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)和所述服务质量等级值(COS)，在所述第一关系表(即Vlan一对多转换表)中查找用户侧虚拟局域网标识(Vlan ID)以及用户侧的端口号；
240、将所述数据帧的虚拟局域网标识(Vlan ID)替换为查找到的用户侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)；
250、将所述数据帧从查到的用户侧端口输出。
本发明方法中的上行以用户侧虚拟局域网标识(Vlan ID)和用户侧端口为依据进行虚拟局域网(Vlan)多对一的转换，将业务帧中带的用户侧的虚拟局域网(Vlan)转换成网络侧的虚拟局域网(Vlan)。通过以下步骤实现：
300、生成第二关系表，将网络侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)、网络侧端口与至少一个用户侧端口相关联；关联关系见表2，首行为表头，表中具体内容根据具体设定而定，未在表2中示出。
表2第二关系表
 用户侧Vlan ID   用户侧端口号  网络侧Vlan ID   网络侧端口号
400、从用户侧端口接收数据帧，以该数据帧中的虚拟局域网标识(VlanID)作为用户侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)，利用该用户侧的虚拟局域网标识和该用户侧端口的端口号，在第二关系表中查找相应的网络侧端口和网络侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)；并将所述数据帧从该网络侧端口输出。
本步骤可细分为以下步骤，见图4；
410、从用户侧端口接收数据帧，该数据帧可以是以太帧；
420、提取该数据帧中的虚拟局域网标识(Vlan ID)；
430、以该数据帧中的虚拟局域网标识(Vlan ID)作为用户侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)，利用该用户侧的虚拟局域网标识和该用户侧端口的端口号，在第二关系表(即Vlan多对一转换表)中查找相应的网络侧端口和网络侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)；
440、将所述数据帧的虚拟局域网标识(Vlan ID)替换为查找到的网络侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)；
450、将所述数据帧从查到的网络侧端口输出。
本发明的方法是一种有效的针对二层以太网交换设备实现虚拟局域网(Vlan)一对多和多对一转换的方法，该方法上行以用户侧虚拟局域网标识(Vlan ID)和用户侧端口为依据进行虚拟局域网(Vlan)多对一的转换，下行以网络侧虚拟局域网标识(Vlan ID)和服务质量等级值(COS)为依据进行虚拟局域网(Vlan)一对多的转换，本发明针对的二层以太网交换设备包括二层以太网交换机、DSLAM、EPON、GPON等所有以位于网络模型第二层的MAC地址作为转发依据的交换设备。
本发明还提供一种虚拟局域网转发系统，如图2所示，包括用于连接用户的网络侧端口，用于连接业务的用户侧端口，每个用户侧端口都划分一个或若干个虚拟局域网(Vlan)，分别代表不同的业务，同一个用户侧端口下的不同业务的COS值不能相同，如果该用户侧端口划分为若干个虚拟局域网(Vlan)，则进入该用户侧端口的以太帧必须是带IEEE802.1Qtag的。网络侧端口允许有多个，每个网络侧端口属于若干个虚拟局域网(Vlan)，每一个虚拟局域网(Vlan)代表一个用户，进入该网络侧端口的以太帧必须是带IEEE802.1Qtag的，其中服务质量等级值(COS)表示不同的业务。
本发明的系统还包括第一关系表、网络侧端口处理模块、第二关系表、用户侧端口处理模块，第一配置模块、第二配置模块；
第一关系表用于关联业务信息和至少一个用户侧端口；即保存网络侧虚拟局域网标识(Vlan ID)与一对多转换后的用户侧虚拟局域网标识(VlanID)和输出端口之间的关联关系，以网络侧虚拟局域网标识(Vlan ID)和服务质量等级值(COS)为索引。
网络侧端口处理模块与第一关系表、网络侧端口、用户侧端口连接，用于按照从网络侧端口接收的数据帧中的业务信息，在所述第一关系表中查找相应的所述用户侧端口，并将所述数据帧从该用户侧端口输出。所述业务信息包括：所述数据帧的虚拟局域网标识(Vlan ID)和服务质量等级值(COS)；网络侧端口处理模块包括：提取单元、查找单元、转换单元；
提取单元用于提取该数据帧中的虚拟局域网标识(Vlan ID)以及服务质量等级值(COS)；
查找单元以该数据帧的虚拟局域网标识(Vlan ID)作为网络侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)，利用该网络侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)和所述服务质量等级值(COS)，在所述第一关系表中查找用户侧虚拟局域网标识(Vlan ID)以及用户侧端口；
转换单元用于将所述数据帧的虚拟局域网标识(Vlan ID)替换为查找到的用户侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)，并将所述数据帧从查到的用户侧端口输出。
第二关系表用于将网络侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)、网络侧端口与至少一个用户侧端口相关联；即用于保存用户侧虚拟局域网标识(Vlan ID)与多对一转换后的网络侧虚拟局域网标识(Vlan ID)和输出端口之间的关联关系。
用户侧端口处理模块与第二关系表、网络侧端口、用户侧端口连接，用于将接收的数据帧中的虚拟局域网标识(Vlan ID)作为用户侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)，利用该用户侧的虚拟局域网标识和接收数据帧的用户侧端口的端口号，在第二关系表中查找相应的网络侧端口和网络侧的虚拟局域网标识(Vlan ID)，并将所述数据帧从该网络侧端口输出。
第一配置模块与所述第一关系表连接，该第一配置模块用于向所述第一关系表写入相关配置信息。
第二配置模块与所述第二关系表连接，该第二配置模块用于向所述第二关系表写入相关配置信息。
应当理解的是，以上所提供的具体实施方式只是对本发明的说明，而不应当理解为对本发明的限制，对本领域的普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应为本发明所揭示的原理和特征，均属本发明的保护范围。

Claims (9)

1、一种虚拟局域网转发方法，包括以下步骤：
S1、将业务信息和至少一个用户侧端口相关联生成第一关系表；
S2、从网络侧端口接收数据帧，利用该数据帧中的业务信息在所述第一关系表中查找相应的所述用户侧端口，并将该数据帧从该用户侧端口输出。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务信息包括：所述数据帧的虚拟局域网标识和服务质量等级值。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21、提取该数据帧中的虚拟局域网标识以及服务质量等级值，以该数据帧的虚拟局域网标识作为网络侧的虚拟局域网标识，利用该网络侧的虚拟局域网标识和所述服务质量等级值，在所述第一关系表中查找用户侧虚拟局域网标识以及用户侧端口；
S22、将所述数据帧的虚拟局域网标识替换为查找到的用户侧的虚拟局域网标识，并将所述数据帧从查到的用户侧端口输出。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤S1还包括：生成第二关系表，将网络侧的虚拟局域网标识、网络侧端口与至少一个用户侧端口相关联；
所述步骤S2还包括：从用户侧端口接收数据帧，以该数据帧中的虚拟局域网标识作为用户侧的虚拟局域网标识，利用该用户侧的虚拟局域网标识和所述用户侧端口的端口号，在第二关系表中查找相应的网络侧端口和网络侧的虚拟局域网标识；并将所述数据帧从该网络侧端口输出。
5、一种虚拟局域网转发系统，包括用于连接用户的网络侧端口，用于连接业务的用户侧端口，其特征在于，
还包括第一关系表，用于关联业务信息和至少一个用户侧端口；
网络侧端口处理模块，用于按照从网络侧端口接收的数据帧中的业务信息，在所述第一关系表中查找相应的所述用户侧端口，并将所述数据帧从该用户侧端口输出。
6、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述业务信息包括：所述数据帧的虚拟局域网标识和服务质量等级值；网络侧端口处理模块包括：提取单元、查找单元、转换单元；
提取单元用于提取该数据帧中的虚拟局域网标识和服务质量等级值；
查找单元以该数据帧的虚拟局域网标识作为网络侧的虚拟局域网标识，利用该网络侧的虚拟局域网标识和所述服务质量等级值，在所述第一关系表中查找用户侧虚拟局域网标识以及用户侧端口；
转换单元用于将所述数据帧的虚拟局域网标识替换为查找到的用户侧的虚拟局域网标识，并将所述数据帧从查到的用户侧端口输出。
7、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括第二关系表，用于将网络侧的虚拟局域网标识、网络侧端口与至少一个用户侧端口相关联；
用户侧端口处理模块，用于将接收的数据帧中的虚拟局域网标识作为用户侧的虚拟局域网标识，利用该用户侧的虚拟局域网标识和接收数据帧的用户侧端口的端口号，在第二关系表中查找相应的网络侧端口和网络侧的虚拟局域网标识，并将所述数据帧从该网络侧端口输出。
8、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括与所述第一关系表连接的第一配置模块，该第一配置模块用于向所述第一关系表写入相关配置信息。
9、根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括与所述第二关系表连接的第二配置模块，该第二配置模块用于向所述第二关系表写入相关配置信息。
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