CN101499958B

CN101499958B - 高速物理接口实现子接口的方法、系统和路由设备

Info

Publication number: CN101499958B
Application number: CN2008100067896A
Authority: CN
Inventors: 黎辉
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2028-02-01
Also published as: CN101499958A

Abstract

本发明公开了一种高速物理接口实现子接口的方法、系统和路由设备，属于通信领域。所述方法包括：进行三层报文转发时，根据所述报文的目的IP地址在路由表中查找对应的出接口；当所述出接口为子接口时，将所述报文封装为带有子连接标识信息的点到点协议报文，向接收端发送所述点到点协议报文。所述系统包括：第一路由器和第二路由器。所述设备包括查找模块、封装模块和发送模块。本发明将待发送报文封装为带有子连接标识信息的PPP报文，使接收端能够根据子连接标识信息识别不同的子连接，从而实现子接口功能，满足当前多接口的用户需求，节省了物理接口的数目，降低了设备的成本。

Description

高速物理接口实现子接口的方法、系统和路由设备

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种高速物理接口实现子接口的方法、系统和路由设备。

背景技术

在数据通信产品中，传送数据提供的高速物理接口一般为以太网接口和POS(Packet OverSynchronous Optical NETwork，同步光纤网传送包)接口，以太网接口包括FE(Fast Ethemet，快速以太网)、GE(Gigabit Ethemet，吉比特以太网)、10GE-WAN(Wide Area Network，广域网)、10GE-LAN(Local Area Network，局域网)等接口；POS接口包括155MPOS、622MPOS、2.5GPOS、10GPOS等接口。在许多应用场景下，设备与设备之间连接的物理接口是有限的，例如一台CE(Custom Edge Router，用户网络边缘路由器)和一台PE(Provider Edge Router，骨干网边缘路由器)之间可能就只有一个GE接口或者2.5GPOS接口，但业务实际需要通过不同的物理接口对设备进行虚拟划分，例如VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)或者VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网)等应用；或者为了减少路由器环路的产生，水平分割机制不允许路由器把从一个接口进来的更新信息再从该接口发送出去，这也需要路由器具备多个物理接口；这样就和有限的物理接口之间形成了矛盾。

针对上述情况，现有技术通常采用在物理接口中实现子接口的概念，即，在一个物理接口上定义多个子接口，子接口和主接口共同对应一个物理接口。子接口只是逻辑上的接口，在逻辑上与主接口的地位是平等，在子接口上可以配置IP地址。

现有技术提供了一种对以太网接口创建子接口的方法，该方法在各个子接口下封装不同的VLANID，然后为子接口配置IP地址，在进行三层IP报文转发时，同一个物理接口就可以支持配置多个网段IP地址，对于各个网段的报文转发，二层封装时会填上各个子接口对应的VLANID，同时，在对接设备上做相同的配置，接收端接收到二层封装后的报文，基于VLANID可以判断出该VLANID属于哪个子接口，从而实现基于子接口的VPN等功能，实现对有限的物理接口进行了扩展，在需要多个接口的情况下节省了物理接口的数目。

以太网接口中传输的报文通常采用典型的以太网帧格式，以太网帧格式如下：

其中，目的地址和源地址字段都为6字节；类型/长度字段为2字节；数据报字段为载荷字段，长度为46到1500字节；FCS(Frame Check Sequence，帧校验序列)为校验和字段，长度为4字节；

数据字段的最小长度必须为46字节，以保证帧长至少为64字节，这意味着传输l字节的信息也必须使用46字节的数据字段，如果填入该字段的信息少于46字节，该字段的其余部分也必须进行填充。数据字段的最大长度为1500字节，这样再加上地址字段这些开销，造成转发短包时的效率很低，大部分带宽都被开销和填充字节占用了，没有对物理带宽充分利用。以太网接口对于物理层信号质量的监视功能比较弱，目前传输设备大量采用的是SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列)/SONET(Synchronous Optical NETwork，同步光纤网)接口，提供丰富的物理信号监视功能，所以和传输设备对接时一般都采用POS接口而不是以太网接口。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有POS接口中广泛使用的是PPP(Point-to-PointProtocol，点到点协议)，而PPP协议地址域和控制域固定为0xFF和0x03，无法通过地址域来区分不同的子接口，如果要支持子接口功能，则需要在POS接口中通过支持FR(FrameRelay，帧中继)协议来实现，通过FR帧格式中的DLCI(Data Link Connection Identifier，数据链路连接标识符)域来标识不同的子接口，即在子接口下配置PVC(Permanent VirtualConnection，永久虚连接)，基于不同的PVC实现多个的子接口。然而，FR协议相对PPP协议来说比较复杂，并且协商过程比较慢，一般用于64kbit/s至2Mbit/s的链路，在高速接口中一般都不支持，这导致不同厂家设备进行对接时比较困难，而且不易扩充；不提供安全验证，网络安全性较差；同时，FR协议有一定局限性，物理层必须为同步电路。

发明内容

为了实现PPP协议下的子接口功能，本发明实施例提供了一种高速物理接口实现子接口的方法、系统和路由设备。所述技术方案如下：

一种高速物理接口实现子接口的方法，所述方法包括：

进行三层报文转发时，根据所述报文的目的IP地址在路由表中查找对应的出接口；

当所述出接口为子接口时，将所述报文封装为带有子连接协议域和子连接标识域的点到点协议报文，所述子连接协议域中的值为所述点到点协议中协议域中的未使用值，所述子连接标识域的值为所述子接口的子连接标识；向接收端发送所述点到点协议报文。

另外，本发明实施例还提供了一种高速物理接口实现子接口的系统，所述系统包括：

第一路由器，用于进行三层报文转发时，根据所述报文的目的IP地址在路由表中查找对应的出接口；当所述出接口为子接口时，将所述报文封装为带有子连接协议域和子连接标识域的点到点协议报文，所述子连接协议域中的值为所述点到点协议中协议域中的未使用值，所述子连接标识域的值为所述子接口的子连接标识，发送所述点到点协议报文；

第二路由器，用于接收所述第一路由器发送的点到点协议报文，进行解封装，得到所述子连接标识信息，根据所述子连接标识信息对应的逻辑域或用户属性对所述点到点协议报文进行处理。

进一步地，本发明实施例还提供了一种路由设备，所述路由设备包括：

查找模块，用于进行三层报文转发时，根据所述报文的目的IP地址在路由表中查找对应的出接口；

封装模块，用于当所述查找模块查到的出接口为子接口时，将所述报文封装为带有子连接协议域和子连接标识域的点到点协议报文，所述子连接协议域中的值为所述点到点协议中协议域中的未使用值，所述子连接标识域的值为所述子接口的子连接标识；

发送模块，用于向对端发送所述封装模块封装后的点到点协议报文。

本发明实施例在转发三层报文时，通过在PPP报文中封装子连接标识信息，使接收端能够根据子连接标识信息识别不同的子连接，从而实现高速物理接口下的子接口功能，满足当前多接口的用户需求，节省了物理接口的数目，降低了设备的成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的原PPP协议中的报文帧格式示意图；

图2是本发明实施例提供的扩展后的PPP协议中的报文帧格式示意图；

图3是本发明实施例1提供的高速物理接口实现子接口的方法流程图；

图4是本发明实施例1提供的POS接口实现子接口的方法的应用场景示意图；

图5是本发明实施例2提供的高速物理接口实现子接口的系统结构图；

图6是本发明实施例3提供的路由设备结构图。

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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例通过进行三层报文转发时，根据该报文的目的IP地址在路由表中查找对应的出接口；当出接口为子接口时，将该报文封装为带有子连接标识信息的点到点协议报文；向接收端发送封装后点到点协议报文，使接收端能够根据子连接标识信息识别不同的子连接，从而实现高速物理接口下的子接口功能。

参见图1提供的原PPP协议中的报文帧格式，其中，地址域(Address)和控制域(Control)是固定的，分别为0xFF和0x03，无法利用这两个域进行扩展；实现子接口的功能，而协议域中有大量的未被使用值，所以本发明实施例采用对PPP协议的帧格式中的协议域进行扩展，使用其未使用值标识不同的子接口。例如：未使用值如下：

Value(in hex) Protocol Name

8001 to 801f unused(未使用值)

807d unused(未使用值)

80cf unused(未使用值)

80ff unused(未使用值)

参见图2，为本发明实施例提供的扩展后的PPP协议中的报文帧格式，本发明实施例以对PPP协议的帧格式中的协议(Protocol)域进行扩展为例进行说明，在PPP协议中的报文帧格式中增加子连接协议(sublink Protocol)域和子连接标识(sublink ID)域，通过这2个域识别不同的子连接，扩展后的报文帧通过使用协议域的某个未使用值，例如0x801F或其他值为子连接协议域的值，在0x801F随后的字段为子连接标识(sublink ID)，其余字段与原PPP协议中的报文帧格式中的字段含义相同，通过该sublinkID来区别不同的虚连接，在各个虚连接内进行PPP协商，协商过程和现有技术中的协商过程相同。

图2中所给出的扩展后的PPP协议中的报文帧格式只是携带子连接标识信息的一种方式，实际应用时，也可以通过其它扩展方式实现携带子连接标识信息的目的。

实施例1

参见图3，本实施例提供了一种高速物理接口实现子接口的方法，该高速物理接口可以是POS接口，也可以是以太网接口，或者ATM接口，本实施例以POS接口为例进行说明，该方法包括：

步骤101：用户对PPP通道创建子接口，并保存子接口信息；

其中，PPP通道指两台路由器之间通过一个POS接口对接，并且POS接口支持PPP协议；创建子接口时，用户在不同的子接口下分别配置子连接标识，并分别为子接口配置不同的IP地址，将子连接标识和IP地址与子接口的对应关系作为子接口信息进行保存，保存时可以保存在一个子接口信息表中，或者，以其它形式保存。

步骤102：POS接口开始工作后，启动主接口进行PPP协商；

其中，主接口为POS接口对应的逻辑接口，PPP协商与现有技术中的PPP协商相同，即LCP(Link Control Protocol，链路控制协议)和NCP(Network Control Protocol，网络控制协议)协商；其中，LCP用于建立、配置和测试数据链路，通信双方也可以协议一些选项；NCP用于通信双方协商网络层协议，即使用网络层的哪些选项；PPP协商成功后，表明主接口协议层将处于可用(up)状态，如果没有协商成功，需要再次协商。

步骤103：确定子连接协议域的值；

子连接协议域的值可以通过用户命令直接配置，也可以采用默认配置值的方式确定，或者通过PPP协商过程中的LCP/NCP协商来确定；本实施例采用默认配置值的方式确定，例如，以0x801F作为子连接协议域的值。

步骤104：通过带有子连接协议域和子连接标识域的报文进行子通道的协商；其中，子连接协议域中的值为0x801F，子连接标识域的值为子接口的子连接标识；

子通道指通信双方的子接口所对应的链路，通过子通道的协商确定通信双方子接口的对应关系，如果要求高可靠性，该协商过程可以和主接口完全一致，即进行子通道的LCP和NCP协商，协商成功后，各个子接口处于协议层可用(up)状态，如果没有协商成功，需要再次协商。

步骤105：路由器在进行三层报文转发时，根据报文的目的IP地址在路由表中查找出接口，当出接口为子接口时，根据子接口对应的子连接标识进行二层封装，封装为带有子连接协议域和子连接标识域的PPP报文，并发送该PPP报文；其中，子连接协议域中的值为0x801F，子连接标识域的值可以通过查子接口信息表得到；

查询出接口信息时，在路由表中根据报文的目的IP地址查找匹配表项，找到匹配表项后，取出该表项中出接口；路由表中的出接口可以是主接口，也可以是子接口，因为主接口为物理接口，子接口为某一物理接口对应的逻辑接口，所以主接口表示的格式和子接口表示的格式不同，例如：主接口为：P3/0/0，该主接口对应的子接口可以表示为：P3/0/0.1或P3/0/0.2等；

如果目的IP地址对应的出接口为主接口，则按照现有技术中的方式进行二层封装，即封装的PPP报文不需要携带子连接协议域和子连接标识域，然后进行转发，这里不再详述。

步骤106：接收端路由器收到PPP报文后，进行解封装得到子连接标识，根据子连接标识所属的逻辑域或用户属性对PPP报文进行处理；

接收端路由器收到PPP报文后，根据PPP报文对应的子连接标识所属的逻辑域(范围)或用户属性决定如何处理该报文，例如：对PPP报文在逻辑域内进行广播，或者将其转发给指定的路由器或用户等，具体处理过程为现有技术，这里不再详述。

其中，上述方法中的步骤101至步骤104为预先配置与协商阶段，对于确定的两个子接口间的通信只需要进行一次，同时，上述步骤的先后顺序并没有严格的限制，例如：步骤101和步骤102的顺序也可以进行交换，或者步骤104中的子通道协商过程可以省略，直接根据主接口的状态决定子接口的状态，当主接口协议层可用(up)状态后，子接口的协议层也将处于可用状态。

参见图4，下面简单地根据实际应用场景介绍上述方法：

1)路由器A和路由器B通过一个支持PPP协议的POS接口连接，其中，路由器A的POS接口为P3/0/0接口，路由器B的POS接口为P2/0/0接口；

2)P3/0/0接口和P2/0/0接口开始工作后，启动PPP协商，即LCP和NCP协商；

协商成功以后，表明P3/0/0接口和P2/0/0接口协议层已经处于可用状态；

3)在两路由器的P3/0/0接口和P2/0/0接口创建支持PPP协议的子接口，为了实现基于子接口区分不同的VPN功能，还需要对不同的子接口配置不同的网段的IP地址和子连接标识，将这些子接口信息存放在各自的子接口信息表中；

创建子接口后，P3/0/0接口配置有子接口P3/0/0.1和P3/0/0.2，P2/0/0接口配置有子接口P2/0/0.1和P2/0/0.2，并且，子接口P3/0/0.1和子接口P2/0/0.1组成的子通道的子连接标识SublinkID＝100，子接口P3/0/0.2和子接口P2/0/0.2组成的子通道的子连接标识Sublink ID＝101；

4)确定子连接协议(Sublink Protocol)域的值：可以通过用户命令直接配置，也可以采用默认配置值0x801F；

5)通过带子连接协议域和子连接标识域的报文进行子接口的协商，如果要求高可靠性，子接口的协商过程可以和主接口完全一致，即进行子接口的LCP和NCP协商，协商成功以后各个子接口处于协议层可用(up)状态；如果没有协商成功，需要再次协商；

6)路由器A在进行三层报文转发时，在路由表中查询出接口信息，当出接口为子接口时，根据该子接口下配置的子连接标识进行二层封装，封装为带有子连接协议域和子连接标识域的PPP报文；

7)路由器B收到路由器A转发的PPP报文后，进行解封装，根据子连接标识所属的逻辑域对报文进行处理。

本实施例提供的方法通过对PPP报文进行扩展，从而支持PPP协议下有多个逻辑连接，即可以建立虚链路，从而在高速物理接口上支持多个子接口，在每个子接口上实现PPP协议，节省了物理接口的数目，降低了设备的成本；

同时，本实施例提供的方法不需要对硬件模块进行更新，只需升级软件版本就可以在现有设备上平滑过渡到支持多个子接口的特性，在需要多个接口的应用场景中发挥重要作用；

本实施例提供的方法比现有技术中通过FR的DLCI来支持子接口的方式实现简单，并且，本实施例提供的方法不改变现有的PPP协议的功能，网络安全性高，协商速度快，在数据通信设备中有较强的使用价值。

实施例2

参见图5，本实施例提供了一种高速物理接口实现子接口的系统，包括：

第一路由器，用于进行三层报文转发时，根据该报文的目的IP地址在路由表中查找对应的出接口；当出接口为子接口时，将该报文封装为带有子连接标识信息的点到点协议报文，发送该点到点协议报文；

其中，封装为带有子连接标识信息的点到点协议报文有多种方式，例如：可以通过扩展PPP协议的报文帧格式实现，也可以通过其它方式实现，这里不再详述。

第二路由器，用于接收第一路由器发送的点到点协议报文，进行解封装，得到子连接标识信息，根据该子连接标识信息对应的逻辑域或用户属性对该点到点协议报文进行处理。

该系统中的第一路由器和第二路由器通过高速物理接口对接，并且该高速物理接口支持PPP协议，同时，两个路由器上预先都创建有子接口，子接口的创建与配置过程同实施例1中一样，这里不再详述。第一路由器可以通过扩展的PPP协议的报文帧格式，在PPP协议报文中添加子连接协议域和子连接标识域，进而将子连接标识信息通知给接收设备，即第二路由器。

本实施例提供的系统在高速物理接口上实现了子接口的功能，可以对应子接口划分逻辑域，根据PPP报文所属的逻辑域对PPP报文进行处理；节省了物理接口的数目，降低了设备的成本。同时，通信双方的高速物理接口还支持现有的PPP协议的功能，因此，网络安全性高，协商速度快，在数据通信设备中有较强的使用价值。

实施例3

参见图6，本实施例提供了一种路由设备，包括：

查找模块201，用于进行三层报文转发时，根据报文的目的IP地址在路由表中查找对应的出接口；

封装模块202，用于当查找模块201查到的出接口为子接口时，将该报文封装为带有子连接标识信息的点到点协议报文；

发送模块203，用于向对端发送封装模块202封装后的点到点协议报文。

封装模块202具有用于将待发送报文封装为带有子连接协议域和子连接标识域的点到点协议报文，其中，子连接协议域中的值为预先确定的值，子连接标识域的值为所述子接口的子连接标识。

进一步地，该路由设备还包括：

子接口创建模块，用于预先为物理接口配置支持点到点协议的子接口，并为子接口配置IP地址和子连接标识，保存子接口与IP地址和子连接标识的对应关系。

当路由设备作为接收设备时，该路由设备还包括：

解封装模块，接收上游设备发送的点到点协议报文，进行解封装，得到子连接标识信息；

报文处理模块，用于根据解封装模块得到的子连接标识信息对应的逻辑域或用户属性对点到点协议报文进行处理。

本实施例提供的设备与对端设备是通过高速物理接口相连的，并且，该高速物理接口支持PPP协议，通过预先创建的子接口可以在进行三层报文转发时，重新进行二层封装，封装为带有子连接标识信息的PPP报文，使接收设备能够根据PPP报文中的子连接标识信息对应的逻辑域或用户属性对PPP报文进行处理。其中，子接口的创建与配置过程同实施例1中一样，这里不再详述。

本实施例提供的设备能够在高速物理接口上实现子接口的功能，节省了物理接口的数目，降低了设备的成本。同时，该设备的高速物理接口还支持现有的PPP协议的功能，因此，网络安全性高，协商速度快，在数据通信设备中有较强的使用价值。

以上实施例提供的技术方案中的全部或部分内容可以通过软件编程实现，其软件程序存储在可读取的存储介质中，存储介质例如：计算机中的硬盘、光盘或软盘。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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

1.一种高速物理接口实现子接口的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的高速物理接口实现子接口的方法，其特征在于，所述根据所述报文的目的IP地址在路由表中查找对应的出接口的步骤之前还包括：

预先为物理接口配置支持点到点协议的子接口，并为所述子接口配置IP地址和子连接标识，保存所述子接口与所述IP地址和子连接标识的对应关系。

3.如权利要求1所述的高速物理接口实现子接口的方法，其特征在于，所述子连接协议域中的值为用户通过命令配置的，或采用默认配置值的方式确定的，或通过链路控制协议协商的，或通过网络控制协议协商的。

4.如权利要求1所述的高速物理接口实现子接口的方法，其特征在于，所述子连接协议域和所述子连接标识域添加在所述点到点协议报文的控制域与协议域之间。

5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的高速物理接口实现子接口的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收端收到所述点到点协议报文后，对所述点到点协议报文进行解封装，得到所述子连接标识信息；

根据所述子连接标识信息对应的逻辑域或用户属性对所述点到点协议报文进行处理。

6.一种高速物理接口实现子接口的系统，其特征在于，所述系统包括：

7.一种路由设备，其特征在于，所述路由设备包括：

8.如权利要求7所述的路由设备，其特征在于，所述路由设备还包括：

子接口创建模块，用于预先为物理接口配置支持点到点协议的子接口，并为所述子接口配置IP地址和子连接标识，保存所述子接口与所述IP地址和子连接标识的对应关系。

9.如权利要求7所述的路由设备，其特征在于，所述路由设备作为接收设备时，还包括：

解封装模块，接收上游设备发送的点到点协议报文，进行解封装，得到所述子连接标识信息；

报文处理模块，用于根据所述解封装模块得到的子连接标识信息对应的逻辑域或用户属性对所述点到点协议报文进行处理。