CN101599885A - 为每个用户每个业务部署独立虚拟局域网的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种为每个用户的每个业务部署独立VLAN的方法、系统以及一种VLAN管理设备。所述方法包括，用户接入设备X向网络中的VLAN管理设备请求分配VLAN，VLAN管理设备根据所述VLAN管理设备的VLAN池内未使用的VLAN ID，给用户接入设备X开通的每个业务分配一个VLAN ID，为不同用户接入设备中不同业务分配的VLAN ID不同；用户接入设备X根据VLAN管理设备分配的VLAN ID将业务端口加入相应VLAN中。使用本发明无需在网络中的汇聚接入设备上配置VLAN映射功能，从而避免了配置VLAN映射功能带来的种种弊端。

Description

为每个用户每个业务部署独立虚拟局域网的方法和系统

技术领域

本发明涉及虚拟局域网(VLAN，Virtual Area Network)技术，具体涉及为每个用户的每个业务部署独立虚拟局域网的方法和系统以及一种VLAN管理装置。

背景技术

随着网络技术的发展，基于IP的视频(IPTV，Internet ProtocolTelevision)技术以及基于IP的语音(VoIP，Voice over Internet Protocol)技术已经得到广泛地应用。每个用户可以同时使用IPTV、VoIP、宽带上网等多业务，在这种提供多业务的网络环境下，为了精细化地管理每个用户的各种业务，通常的做法是对每个用户的每个业务部署独立的VLAN，通过对每个VLAN数据的控制可以实现对各用户各业务的精细化管理。对每个用户的每个业务流部署一个独立VLAN的技术称为每用户每业务一个VLAN(PUPSPV，Per User Per Service Per VLAN)技术。

图1为现有技术中，为每个用户的每个业务部署独立VLAN的过程示意图。该图示出的组网环境是家庭用户上网的环境。如图1所示，图中的Aa、Ab、Ba和Bb为业务终端，“A”和“B”表示用户A和用户B，“a”和“b”表示业务a和业务b，Aa表示用户A的业务a。图中的X是用户接入设备，例如家庭网关，用户接入设备X设置在局域网的用户接入层，一个用户接入设备X可以为多个业务终端服务，但用户接入设备X的每个业务端口只能连接一个业务终端，靠端口区分业务流承载的业务；Y是汇聚接入设备，设置在局域网的汇聚接入层，一个汇聚接入设备Y可以为多个X服务，但汇聚接入设备Y的每个端口只能连接一个X，靠端口区分业务流所属用户；Z是核心接入设备，设置在局域网的核心接入层，是连接局域网和诸如城域网的三层可达公共网络的边缘设备，一个核心接入设备Z可以通过交换机连接多个Y。图中的W是城域网侧的业务汇聚设备，例如业务路由器(SR，Service Router)和宽带远程接入服务器(BRAS，Broadband RemoteAccess Server)。

通常情况下，各用户接入设备X的出厂配置是相同的，该出厂配置包括为用户接入设备X的各业务端口配置的保留VLAN。无论用户接入设备X与用户A或与用户B连接，来自业务端口a的业务流a都被打上VLAN标识(ID)为VLAN a的标签，来自业务端口b的业务流b都被打上VLAN ID为VLAN b的标签(图1中的双箭头实线表示业务流a，双箭头虚线表示业务流b)。可见，用户接入设备X仅能区分业务，不能区分用户，来自不同用户的相同业务流将在相同VLAN中传输。因此，需要汇聚接入设备Y进一步区分业务流所属的用户，并为不同用户不同业务分配不同的VLAN ID。

为此，需要在汇聚接入设备Y上配置基于端口的VLAN映射(Mapping)功能。汇聚接入设备Y根据端口识别业务流所属用户，利用其VLAN Mapping功能为不同用户的不同业务分配不同VLAN ID。在如图1所示的组网结构中，用户A所在楼道的汇聚接入设备Y从业务流入端口确定业务流属于用户A，然后将所接收业务流的VLAN a替换为VLAN Aa，将所接收业务流的VLAN b替换为VLAN Ab；同理，用户B所在楼道的汇聚接入设备Y从业务流入端口确定业务流属于用户B，然后将所接收业务流的VLAN a替换为VLAN Ba，将所接收业务流的VLAN b替换为VLAN Bb。这样在城域网上传输的每个用户的每个业务都被打上了特定的VLAN标签，可以根据不同的VLAN标签对不同用户的不同业务进行细化管理。

在图1示出的组网中，承载相同业务的业务流在相同管道中传输，因此在业务流进入城域网之前，核心接入设备Z可以通过二层标签技术(Q-in-Q)为每种业务打上不同的外层标签。例如为业务a(VLAN Aa和VLAN Ba)打上的外层VLAN标签中的VLAN ID为VLAN a’，为业务b(VLAN Ab和VLAN Bb)打上的外层VLAN标签中的VLAN ID为VLAN b’。网络中的VLAN ID分配是预先规划的，核心接入设备Z可以根据来自汇聚接入设备Y的业务流所携带VLAN范围，判断为该业务流打上何种外层标签。

表1示出了业务流从用户接入设备X到核心接入设备Z的转发路径上，VLAN ID的变化过程。当业务流从核心接入设备Z到用户接入设备X时，也可以按照表1中的映射关系进行反向还原。

表1

通过对现有PUPSPV实现方案的分析可以得知，该PUPSPV实现方案具有如下缺陷：

1、需要在汇聚接入设备Y中实现基于端口的VLAN Mapping功能。但是实现基于端口的VLAN Mapping功能需要汇聚接入设备Y中硬件转发芯片的支持，通常支持这种功能的芯片较少，且成本很高。如果需要在局域网中实现现有的PUPSPV方案，已经部署的汇聚接入设备Y都需要更换，总体成本很高，推广较为困难。

2、VLAN Mapping是基于端口的，要求汇聚接入设备Y的每个端口只能接一台用户接入设备X，这样才能根据业务流的入端口确定业务流来自哪个用户，从而实施相应的VLAN映射。这种每个端口只能接一台用户接入设备X的方式大大降低了端口利用率，而且对于施工带来了很多限制。

3、所有VLAN Mapping配置必须预先配置到每台汇聚接入设备Y上。现有的配置方式多为人为配置，人为配置极易引入人为出错，不利于用户业务的有效管理。而且，所有针对用户的VLAN映射关系需要事先分配好且录入运营商后台管理系统，用户注册、注销、维护等工作量相当庞大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种为每个用户的每个业务部署独立虚拟局域网的方法，无需在汇聚接入设备上配置VLAN映射功能，从而避免了因在汇聚接入设备上配置VLAN映射功能带来的种种弊端。

该方法包括：

用户接入设备X在上电初始化时，向网络中的虚拟局域网VLAN管理设备发送分配VLAN的请求，该分配VLAN的请求携带用户接入设备X的唯一标识；

所述VLAN管理设备判断用户接入设备X开通的各业务是否已绑定VLAN；

对于用户接入设备X中未绑定VLAN的已开通业务S1，从所述VLAN管理设备的VLAN池内未使用的VLAN标识中为已开通业务S1分配VLAN标识；为不同用户接入设备的不同业务分配的VLAN标识不同；将用户接入设备X的唯一标识、已开通业务S1和为已开通业务S1分配的VLAN标识绑定，将为用户接入设备X的已开通业务S1分配的VLAN标识返回给用户接入设备X；

对于用户接入设备X中已绑定VLAN的已开通业务S2，根据绑定关系，将为用户接入设备X的已开通业务S2分配的VLAN标识返回给用户接入设备X；

用户接入设备X根据VLAN管理设备为各已开通业务分配的VLAN标识，将已开通业务的业务端口加入相应VLAN。

该方法进一步包括：在新用户注册时，VLAN管理设备保存管理员登记的用户注册信息，该用户注册信息包括注册用户使用的用户接入设备的唯一标识，以及用户接入设备开通的业务；

所述VLAN管理设备判断用户接入设备X开通的各业务是否已绑定VLAN为：依据登记的用户注册信息，确定用户接入设备X开通的所有业务，判断所确定各业务是否已绑定VLAN。

该方法进一步包括：在注销用户接入设备X时，VLAN管理设备注销用户接入设备X，并通知用户接入设备X已注销；所述用户接入设备X将自身还原到默认配置；

所述VLAN管理设备判断用户接入设备X开通的各业务是否已绑定VLAN时，方法进一步包括：当VLAN管理设备判定用户接入设备X已注销时，不分配VLAN，通知用户接入设备X已注销。

该方法进一步包括：在注销用户接入设备X上的业务时，VLAN管理设备注销接入用户接入设备X的待注销业务与VLAN标识之间的绑定关系，并将被注销的业务信息通知给用户接入设备X；所述用户接入设备X将被注销业务的业务端口还原到默认配置。

该方法进一步包括：在将用户接入设备X更换为用户接入设备X’时，VLAN管理设备在绑定关系中将用户接入设备X的唯一标识替换为用户接入设备X’的唯一标识。

所述VLAN管理设备设置在公共网络中；所述设置VLAN池包括：为每个小区配置VLAN池，不同小区的VLAN池互不重叠；

为用户接入设备X的已开通业务S1分配VLAN标识包括：从为用户接入设备X所在小区配置的VLAN池中，为已开通业务S1分配未使用的VLAN标识。

该方法进一步包括：在VLAN管理设备中，配置各业务对应的VLAN标识范围；

为用户接入设备X的已开通业务S1分配VLAN标识包括：为用户接入设备X的已开通业务S1分配未使用的、且在已开通业务S1对应的VLAN标识范围内的VLAN标识。

其中，用户接入设备的唯一标识是用户接入设备的介质访问控制MAC地址，或是额外设置的能够独立标识各用户接入设备的特征，或是额外设置的能够独立标识各用户接入设备的使用用户的特征。

本发明还提供了一种VLAN管理设备，应用于为每个用户的每个业务部署独立虚拟局域网的系统，无需在系统中的汇聚接入设备上配置VLAN映射功能，从而避免了因在汇聚接入设备上配置VLAN映射功能带来的种种弊端。

该VLAN管理设备包括绑定检查模块、分配模块、信息记录模块和VLAN池存储模块；

所述VLAN池存储模块，用于存储预设的VLAN池；

所述信息记录模块，用于存储用户接入设备的唯一标识、已开通业务以及为已开通业务分配的VLAN标识之间的绑定关系；

所述绑定检查模块，用于接收来自用户接入设备X的分配VLAN的请求，该分配VLAN的请求携带用户接入设备X的唯一标识，根据所述信息记录模块存储的绑定关系，判断用户接入设备X开通的各业务是否已绑定VLAN；将绑定关系判断结果发送给所述分配模块；

所述分配模块，用于依据所接收的绑定关系判断结果，对于用户接入设备X中未绑定VLAN的已开通业务S1，从所述VLAN池内未使用的VLAN标识中为已开通业务S1分配VLAN标识，为不同用户接入设备的不同业务分配的VLAN标识不同，将用户接入设备X的唯一标识、已开通业务S1和为已开通业务S1分配的VLAN标识绑定，将绑定关系保存到所述信息记录模块中，将为用户接入设备X的已开通业务S1分配的VLAN标识返回给用户接入设备X；对于用户接入设备X中已绑定VLAN的已开通业务S2，根据绑定关系，将为已开通业务S2分配的VLAN标识返回给用户接入设备X。

该VLAN管理设备进一步包括注册模块，用于在接收到来管理员登记的用户注册信息时，将用户注册信息保存到所述信息记录模块；所述用户注册信息包括用户使用的用户接入设备的唯一标识，以及用户接入设备开通的业务；

所述信息记录模块进一步用于保存所述用户注册信息；

所述分配模块在判断用户接入设备X开通的各业务是否已绑定VLAN时，依据所述信息记录模块保存的用户注册信息，确定用户接入设备X开通的所有业务，判断所确定的各业务是否已绑定VLAN。

较佳地，该VLAN管理设备进一步包括设备注销处理模块，用于在接收到来自外部的注销用户接入设备X的指令时，在所述信息记录模块中注销用户接入设备X，并通知用户接入设备X已注销；

所述绑定检查模块进一步用于，在判定请求分配VLAN的用户接入设备X已注销时，向所述分配模块发送已注销通知；

所述分配模块接收到所述已注销通知时，不分配VLAN，通知用户接入设备X已注销。

较佳地，该VLAN管理设备进一步包括业务注销处理模块，用于在接收到来自外部的注销用户接入设备X上业务的指令时，所述信息记录模块中注销接入用户接入设备X的待注销业务与VLAN标识之间的绑定关系，并将被注销的业务信息通知给用户接入设备X。

较佳地，该VLAN管理设备进一步包括设备更改处理模块，用于在接收到来自外部的将用户接入设备X更换为用户接入设备X’的指令时，在所述信息记录模块中将用户接入设备X的唯一标识替换为用户接入设备X’的唯一标识。

较佳地，该VLAN管理设备设置在公共网络中，所述VLAN池存储模块存储的VLAN池包括为每个小区配置VLAN池，不同小区的VLAN池互不重叠；

所述分配模块为用户接入设备X的已开通业务S1分配VLAN标识时，从为用户接入设备X所在小区配置的VLAN池中，为已开通业务S1分配未使用的VLAN标识。

较佳地，所述VLAN池存储模块进一步存储为各业务配置的VLAN标识范围；

所述分配模块为用户接入设备X的已开通业务S1分配VLAN标识时，为用户接入设备X的已开通业务S1分配未使用的、且在已开通业务S1对应的VLAN标识范围内的VLAN标识。

本发明还提供了一种为每个用户的每个业务部署独立虚拟局域网的系统，无需在系统中的汇聚接入设备上配置VLAN映射功能，从而避免了因在汇聚接入设备上配置VLAN映射功能带来的种种弊端。

该系统包括用户接入设备，以及前述任意一种VLAN管理设备；

所述用户接入设备，用于在上电初始化时，向所述VLAN管理设备发送分配VLAN的请求，该分配VLAN的请求携带本用户接入设备的唯一标识；根据VLAN管理设备为本用户接入设备的已开通业务分配的VLAN标识，将已开通业务的业务端口加入相应VLAN。

其中，所述用户接入设备的唯一标识是本用户接入设备的介质访问控制MAC地址，或是额外设置的能够独立标识本用户接入设备的特征，或是额外设置的能够独立标识本用户接入设备的使用用户的特征。

可见，本发明的技术方案通过设置VLAN管理设备实现VLAN标识的动态分配和集中管理。由于VLAN管理设备为每个用户的每个业务分配不同的VLAN标识，因此无需在组网中的汇聚接入设备上设置VLAN Mapping功能。由于无需支持复杂的VLAN Mapping功能的设备，因此对汇聚接入设备没有特殊要求，从而成本降低，推广也更为容易。

其次，由于无需在汇聚接入设备上配置VLAN Mapping功能，汇聚接入设备也就不必遵循一个端口连接一个用户接入设备的特殊要求，汇聚接入设备的每个端口都可以通过交换设备连接多个用户接入设备，从而提高了汇聚接入设备的端口利用率，降低施工难度。

同时，由于VLAN管理设备采用动态分配VLAN标识的方式，因此每个用户每个业务的VLAN标识无须预先配置，只需在用户请求分配时为每个用户每个业务自动分配一个VLAN标识，并与用户业务绑定，整个实现过程无需人为参与，不会引入人为错误，有利于用户业务的有效管理。

附图说明

图1为现有技术为每个用户的每个业务部署独立VLAN的过程示意图。

图2为本发明中为每个用户的每个业务部署独立VLAN的过程示意图。

图3为本发明实施例中用户A注册以及注册后用户接入设备X_A首次登陆的流程图。

图4为本发明实施例中用户接入设备X_A首次登陆之后，再次登陆的流程图。

图5为本发明实施例中注销用户A以及注销后用户接入设备X_A登陆的流程图。

图6为本发明实施例中注销用户A的业务以及注销后用户接入设备X_A登陆的流程图。

图7为本发明实施例中更换用户A的用户接入设备X_A以及更换后新用户接入设备X_A’登陆的流程图。

图8为本发明实施例中VLAN管理设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种为每个用户的每个业务部署独立VLAN的方案，其基本思想为：用户接入设备X在上电初始化时，向网络中的VLAN管理设备发送分配VLAN的请求，该分配VLAN的请求携带用户接入设备X的唯一标识；VLAN管理设备判断用户接入设备X是否已绑定VLAN；

对于用户接入设备X中未绑定VLAN的已开通业务S1，从VLAN管理设备的VLAN池内未使用的VLAN标识(ID)中为已开通业务S1分配VLANID；为不同用户接入设备的不同业务分配的VLAN ID不同；将用户接入设备X的唯一标识、已开通业务S1和为已开通业务S1分配的VLAN ID绑定，将为用户接入设备X的已开通业务S1分配的VLAN ID返回给用户接入设备X；

对于用户接入设备X中已绑定VLAN的已开通业务S2，根据绑定关系，将为用户接入设备X的已开通业务S2分配的VLAN ID返回给用户接入设备X。

然后，用户接入设备X根据VLAN管理设备为各已开通业务分配的VLAN ID，将已开通业务的业务端口加入相应VLAN。

当用户接入设备X后续收到业务流时，根据接收该业务流的业务端口加入的VLAN，为业务流打上相应VLAN ID并转发。这样，各用户的各业务流就可以在各自的VLAN内通信了，从而实现了PUPSPV。

可见，本发明的技术方案通过设置VLAN管理设备实现VLAN ID的动态分配和集中管理。由于VLAN管理设备为每个用户的每个业务分配不同的VLAN ID，因此汇聚接入设备就无需支持复杂的VLAN Mapping功能，对汇聚接入设备没有特殊要求，从而降低成本，推广也更为容易。

同时，由于无需在汇聚接入设备上配置VLAN Mapping功能，汇聚接入设备也就不必遵循一个端口连接一个用户接入设备的特殊要求，汇聚接入设备的每个端口都可以通过交换设备连接多个用户接入设备，从而提高了汇聚接入设备的端口利用率，降低施工难度。

而且，由于VLAN管理设备根据VLAN池为用户业务动态分配VLANID，因此每个用户每个业务的VLAN ID无须预先配置，只需在用户请求分配时为每个用户每个业务自动分配，并与用户业务绑定。整个过程无需人为参与，不会引入人为错误，有利于用户业务的有效管理。

图2为本发明实施例中将VLAN管理设备设置在诸如城域网的公共网络的组网示意图。如图2所示，图中的X表示用户接入设备，包括X_A和X_B，X_A为用户A使用的用户接入设备，X_B为用户B使用的用户接入设备。Y为汇聚接入设备，Z为核心接入设备，U为VLAN管理设备，V为管理员操作设备(下面简称管理员V)。用户接入设备X经由汇聚接入设备Y和核心接入设备Z访问城域网。

本实施例中，VLAN管理设备U设置在城域网中，在这种情况下，用户接入设备X经由汇聚接入设备Y和核心接入设备Z访问VLAN管理设备U。VLAN管理设备U可以设置在城域网中专门负责管理VLAN的单独设备中，也可以作为一个功能模块设置在城域网的已有设备中。一个VLAN管理设备U可以为多个小区服务，从而简化了设备设置，而且能够实现集中管理。

基于图2示出的组网结构，下面对新用户注册流程、用户接入设备登陆流程、注销用户流程、注销业务流程、更改用户接入设备流程进行详细描述。

图3为本发明实施例中用户A注册以及注册后用户接入设备X_A首次登录的流程图。如图3所示，该流程包括：

步骤300：首先，在VLAN管理设备U中配置VLAN池。

在本实施例中VLAN管理设备U为多个小区服务，为了避免各小区VLAN冲突，在配置VLAN池时，为每个小区配置VLAN池，不同小区的VLAN池互不重叠。

在实际中，如果将VLAN管理设备U设置在局域网中，即设置在小区中，则一个VLAN管理设备U单独为一个小区服务，VLAN管理设备U中只需配置VLAN管理设备U所在小区的VLAN池。当VLAN管理设备U设置在局域网中汇聚接入设备Y和核心接入设备Z之间时，用户接入设备X经由汇聚接入设备Y访问VLAN管理设备U，且一个VLAN管理设备U可以为多个楼道服务。

此外，在本实施例中，核心接入设备Z还采用Q-in-Q技术为业务流增加外层VLAN标签，在这种情况下，还需要在VLAN管理设备U中，配置各业务对应的VLAN ID范围，使得VLAN管理设备U在分配VLAN ID时，能够为相同业务分配同一范围的VLAN ID。同时，业务与VLAN ID范围的对应关系也相应配置到核心接入设备Z中，以便核心接入设备Z能够根据业务流携带的VLAN ID为相同业务流分配相同的外层标签。

步骤301：新用户A注册时，VLAN管理设备U接收并保存管理员V登记的用户注册信息，该用户注册信息包括注册用户A使用的用户接入设备X_A的唯一标识ID_A，以及用户接入设备X_A开通的业务信息，假设本实施例中用户接入设备X_A开通业务a和业务b。该业务信息包括业务端口号，还可以包括业务名称。

用户接入设备的唯一标识可以是用户接入设备的介质访问控制(MAC)地址，或者是额外设置的能够独立标识各用户接入设备的特征，或是额外设置的能够独立标识各用户接入设备的使用用户的特征。

较佳地，还可以将用户接入设备X_A所在小区信息录入VLAN管理设备U，以便VLAN管理设备U根据小区信息选择VLAN池。假设用户接入设备X_A所在小区为小区z。

步骤302：VLAN管理设备U向管理员V返回登记成功消息。至此用户A的业务a和业务b已经开通，但还没有绑定VLAN。

步骤303：当用户接入设备X_A上电初始化时，用户接入设备X_A向核心接入设备Z发送分配VLAN的请求，请求为用户接入设备X_A分配VLAN ID。该分配VLAN的请求携带用户接入设备X_A的唯一标识：ID_A。

步骤304：核心接入设备Z向VLAN管理设备U发送分配VLAN的请求，请求为小区z的用户接入设备X_A分配VLAN ID。核心接入设备Z发送的分配VLAN的请求中携带有用户接入设备X_A的唯一标识ID_A。较佳地，还可以进一步携带小区信息，以便VLAN管理设备U根据小区信息选择VLAN池。前述在用户注册时登记小区信息的操作，以及本步骤在分配VLAN的请求携带小区信息的操作可以任选其一，也可两者兼施。

步骤305：VLAN管理设备U判断用户接入设备X_A开通的各业务是否已绑定VLAN。具体来说，依据登记的用户注册信息，确定用户接入设备X开通的所有业务，即业务a和业务b，判断用户接入设备X_A的业务a和业务b是否已绑定VLAN。本流程中用户接入设备X_A业务a和业务b均未绑定VLAN ID，则执行步骤306。

步骤306：从为用户接入设备X_A所在小区z配置的VLAN池中，为用户接入设备X_A开通的业务a和业务b分别分配VLAN ID，然后将ID_A、已开通业务和为已开通业务分配的VLAN ID三者绑定。

本实施例中，在分配VLAN ID时需要注意几个条件，一是分配未使用的VLAN ID，二是分配为小区z配置的VLAN池中的VLAN ID，三是分配业务对应的VLAN ID范围内的VLAN ID。

此外，为每个用户每个业务分配的VLAN ID可以是一个，也可以是多个，即为每个用户每个业务的业务流打上一个或者多个VLAN标签，VLAN标签中包含所分配的VLAN ID信息，一个VLAN标签携带一个VLAN ID。

参见图2，当用户接入设备X_A请求分配时，VLAN管理设备U首先确定用户接入设备X_A所属小区，获取小区对应的VLAN池，根据业务a对应的VLAN ID范围，从对应的VLAN池中为用户A的业务a分配一个未使用VLAN ID：VLAN Aa，将ID_A、业务a的业务端口和VLAN Aa绑定；根据业务b对应的VLAN ID范围，从所述对应的VLAN池中为用户A的业务b分配一个未使用VLAN ID：VLAN Ab，将ID_A、业务b的业务端口号和VLAN Ab绑定。

步骤307和308：将为用户接入设备X_A的已开通业务a和已开通业务b分配的VLAN ID，通过核心接入设备Z发送给用户接入设备X_A。

参见图2，以用户接入设备X_A的业务a为例，发送给用户接入设备X_A的消息中包括ID_A、业务a的业务端口号和VLAN Aa；或者包括业务a的业务端口号和VLAN Aa。

步骤309：用户接入设备X_A根据所接收的VLAN绑定关系，将业务a的业务端口加入VLAN Aa，将业务b的业务端口加入VLAN Ab。

步骤310和312：用户接入设备X_A经由核心接入设备Z向VLAN管理设备U返回表示用户接入设备X_A设置VLAN成功的成功消息。VLAN管理设备U接收到成功消息后，确认绑定成功。

如果核心接入设备Z在一段预定时间之后，仍未接到返回的成功消息，则重发分配的VLAN ID，直到重发次数达到预定值，或者VLAN管理设备U在一段预定时间之后，仍未接到返回的成功消息，重发分配的VLAN ID，当重发次数达到预定值，则取消为用户接入设备X_A的业务绑定的VLANID。

为用户接入设备X_A的业务成功分配VLAN ID之后，用户接入设备X_A从业务端口接收业务流，根据接收业务流的业务端口加入的VLAN，为业务流打上相应VLAN ID并转发。

至此，新用户注册以及注册后的首次登录的流程结束。

首次为用户接入设备X_A分配VLAN ID之后，用户接入设备X_A再次上电登录时，可以直接从VLAN管理设备U获取为用户接入设备X_A的业务a和业务b分配的VLAN ID。

图4为本发明实施例中用户接入设备X_A首次登陆之后，再次上电登录的流程图。具体流程如图4所示，该流程包括：

步骤401和步骤402与图3中的步骤303和304相同。

步骤403：VLAN管理设备U判断用户接入设备X_A开通的各业务是否已绑定VLAN。具体来说，依据登记的用户注册信息，确定用户接入设备X开通的所有业务，即业务a和业务b，判断用户接入设备X_A的业务a和业务b是否已绑定VLAN。本流程中，由于用户接入设备X_A在首次登陆时已经成功绑定了VLAN，因此本步骤确定用户接入设备X_A业务a和业务b均已绑定VLAN ID，执行步骤404和405。

步骤404和405：将为用户接入设备X_A的业务a分配的VLAN Aa和为业务b分配的VLAN Ab通过核心接入设备Z发送给用户接入设备X_A。

步骤406：用户接入设备X_A将业务a的业务端口加入VLAN Aa，将业务b的业务端口加入VLAN Ab。

步骤407和408：用户接入设备X_A经由核心接入设备Z向VLAN管理设备U返回表示用户接入设备X_A设置VLAN成功的成功消息。如果核心接入设备Z或VLAN管理设备U在一段预定时间之后，仍未接到返回的成功消息，则执行重发操作，直到重发次数达到预定值。

至此，本流程结束。

在注销用户A时，或者说注销用户A使用的用户接入设备X_A时，VLAN管理设备U注销用户接入设备X_A，并通知用户接入设备X_A已注销，此时用户接入设备X_A将自身还原到默认配置。

图5为本发明实施例中注销用户A以及注销后用户接入设备X_A登陆的流程图。具体流程如图5所示，该流程包括：

步骤501：管理员V注销用户A时，在VLAN管理设备U中注销用户接入设备X_A。

用户接入设备注销操作可以通过直接删除用户接入设备X_A及其对应的业务信息和VLAN信息实现，也可以解除用户接入设备X_A的所有业务与VLAN ID的绑定关系，将用户接入设备X_A标注为注销状态。

步骤502和步骤503：经由核心接入设备Z通知用户接入设备X_A被注销。

步骤504：用户接入设备X_A将开通的所有业务端口，即业务a端口和业务b端口加入保留VLAN，从而还原到默认配置，同时用户接入设备X_A进入休眠状态，从而强行中断用户的所有业务。

保留VLAN ID是用户接入设备出厂时为每个业务端口预设的VLANID。不同用户接入设备的出厂设置相同。

步骤505和506：用户A注销后，当用户接入设备X_A再次上电初始化时，用户接入设备X_A通过核心接入设备Z向VLAN管理设备U发送分配VLAN的请求。

步骤507：VLAN管理设备U确定用户接入设备X_A已被注销，执行步骤508和509。

步骤508和509：VLAN管理设备U通过核心接入设备Z通知用户接入设备X_A用户A已被注销，分配VLAN失败。此后，用户接入设备X_A进入休眠状态。

至此，本流程结束。

在注销用户A使用的用户接入设备X_A上的业务时，VLAN管理设备注销用户接入设备X_A的待注销业务与VLAN ID之间的绑定关系，并将被注销的业务信息通知给用户接入设备X_A。此时，用户接入设备X_A将被注销业务的业务端口还原到默认配置。

图6为本发明实施例中注销用户A的业务a以及注销后用户接入设备X_A登陆的流程图。如图6所示，该流程包括：

步骤601：在用户接入设备X_A正常运行过程中，管理员V注销用户A的业务a，则VLAN管理设备U注销用户接入设备X_A的业务a与其VLANID之间的绑定关系。

业务注销的操作可以通过删除待注销业务a及其VLAN信息实现，也可以通过将待注销业务a标记为已注销等方式实现。

步骤602和602：经由核心接入设备Z通知用户接入设备X_A，业务a已注销。

步骤604：用户接入设备X_A将业务a的业务端口加入保留VLAN，用户接入设备X_A继续正常运行。

步骤605和606：当用户接入设备X_A再次上电初始化时，用户接入设备X_A通过核心接入设备Z向VLAN管理设备U发送分配VLAN的请求。

步骤607：VLAN管理设备U判断用户接入设备X_A开通的各业务是否已绑定VLAN。本流程中确定用户接入设备X_A开通的业务为业务b且业务b绑定VLAN Ab。执行步骤608和609。

步骤608和609：VLAN管理设备U通过核心接入设备Z将为用户接入设备X_A的业务b分配的VLAN Ab发送给用户接入设备X_A。

步骤610：用户接入设备X_A根据所接收的绑定关系，将已开通业务加入分配的VLAN，将已注销业务加入保留VLAN。具体来说，本实施例将业务a的业务端口加入保留VLAN，将业务b的业务端口加入VLAN Ab。此后，用户接入设备X_A正常运行。

至此，本流程结束。

在将用户接入设备X_A更换为用户接入设备X_A’时，VLAN管理设备根U在绑定关系中，将用户接入设备X_A的唯一标识ID_A替换为用户接入设备X_A’的唯一标识ID_A’。

图7为本发明实施例中更换用户接入设备以及更换后新用户接入设备登陆的流程图。如图7所示，具体流程包括以下步骤：

步骤701：当用户A的用户接入设备X_A更换为X_A’时，管理员V将VLAN管理设备U中记录的用户接入设备X_A的唯一标识ID_A替换为用户接入设备X_A’的唯一标识ID_A’。

步骤702：VLAN管理设备U向管理员V返回修改成功消息。

步骤703和704：更换用户接入设备之后，当用户接入设备X_A’上电初始化时，用户接入设备X_A’经由核心接入设备Z向VLAN管理设备U发送分配VLAN的请求，该请求携带ID_A’。

步骤705：VLAN管理设备U进行绑定查找。由于更换用户接入设备仅仅将X_A替换为X_A’，X_A的绑定关系适用于X_A’，因此能够查找到用户接入设备X_A’的业务a和b绑定的VLAN，此时执行步骤706和707。

步骤706和707：将为用户接入设备X_A’的业务a分配的VLAN Aa和为业务b分配的VLAN Ab，通过核心接入设备Z发送给用户接入设备X_A’。

步骤708：用户接入设备X_A’将业务a的业务端口加入VLAN Aa，将业务b的业务端口加入VLAN Ab。

步骤709和710：用户接入设备X_A’经由核心接入设备Z向VLAN管理设备U返回表示用户接入设备X_A’设置VLAN成功的成功消息。如果核心接入设备Z或VLAN管理设备U在一段预定时间之后，仍未接到返回的成功消息，则执行重发操作，直到重发次数达到预定值。

至此，本流程结束。

当为已注册用户A开通新业务时，VLAN管理设备在该已注册用户A的用户注册信息中增加开通的新业务信息即可。例如为用户接入设备X_A新开通业务c，则用户接入设备X_A再次上电初始化并向VLAN管理设备U请求分配VLAN时，VLAN管理设备U查找到3个已开通业务，业务a、b和c。业务a和业务b已经绑定VLAN，业务c未绑定，则VLAN管理设备U为业务c分配VLAN ID并进行绑定，将业务a、b和c的VLAN ID返回给用户接入设备X_A。

当为已注册用户A将业务a更换为业务c时，只需要注销业务a并开通业务c即可。

表2示出了采用本发明实施例的方案，业务流从用户接入设备X到核心接入设备Z的转发路径上VLAN ID的变化过程。当业务流从核心接入设备Z到用户接入设备X时，也可以按照表2中的映射关系进行反向还原。

表2

如表2所示，汇聚接入设备Y无需进行VLAN映射操作，那么汇聚接入设备Y也就不必遵循一个端口连接一个用户接入设备X的特殊要求，汇聚接入设备Y的每个端口都可以通过交换设备连接多个用户接入设备X用户接入设备，从而提高了汇聚接入设备的端口利用率。

在实际中，VLAN管理设备U在分配VLAN ID时，还可以为用户接入设备X_A的已开通业务a和b分配除VLAN ID以外的其他与用户业务相关的配置信息，然后将分配的与用户业务相关的配置信息加入绑定关系，并发给用户接入设备。

其中，除VLAN ID以外的其他与用户业务相关的配置信息可以是与用户和/或业务相关的配置信息，例如服务质量(Qos)信息和带宽限速信息等。这些与用户业务相关的配置信息可以仅根据用户或业务进行分配，也可以根据用户和业务进行分配。根据用户分配时，可以根据用户的等级进行分配，用户的等级在用户注册时登记到VLAN管理设备U中。在实际中，VLAN管理设备U除分配VLAN ID外还需要分配哪些配置信息可以预先设定。

在现有技术中，上述其他与用户业务相关的配置信息需要预先配置在各用户接入设备上，而采用本发明可以实现配置信息的集中分配和管理。

为了实现上述方法，本发明提供了一种VLAN管理设备。图8为本发明实施例中VLAN管理设备的结构示意图。如图8所示，该VLAN管理设备包括绑定检查模块81、分配模块82、信息记录模块83和VLAN池存储模块84。

其中，VLAN池存储模块84用于存储预设的VLAN池。当该VLAN管理设备设置在公共网络中时，该VLAN池存储模块84存储的VLAN池包括为每个小区配置VLAN池，不同小区的VLAN池互不重叠。当该VLAN管理设备所在系统中的核心接入设备Z采用Q-in-Q技术为业务流添加外层标签，则VLAN池存储模块84进一步存储为各业务配置的VLAN ID范围。

信息记录模块83，用于存储用户接入设备的唯一标识、已开通业务以及已开通业务分配的VLAN ID三者之间的绑定关系。该信息记录模块83还可以保存管理员登记的用户注册信息，该用户注册信息包括用户使用的用户接入设备的唯一标识，以及用户接入设备开通的业务。

绑定检查模块81，用于接收来自用户接入设备X的分配VLAN的请求，根据信息记录模块83存储的绑定关系，判断用户接入设备X开通的各业务是否已绑定VLAN；将绑定关系判断结果发送给分配模块82。

分配模块82，用于依据所接收的绑定关系判断结果，对于用户接入设备X中未绑定VLAN的已开通业务S1，从VLAN池存储模块84保存的VLAN池内未使用的VLAN ID中，为已开通业务S1分配VLAN ID；为不同用户接入设备的不同业务分配的VLAN ID不同；将用户接入设备X的唯一标识、已开通业务S1和为已开通业务S1分配的VLAN ID绑定，将绑定关系保存到信息记录模块83中，将为用户接入设备X的已开通业务S1分配的VLAN ID返回给用户接入设备X。对于用户接入设备X中已绑定VLAN的已开通业务S2，根据绑定关系，将为已开通业务S2分配的VLAN ID返回给用户接入设备X。

当分配模块82判断用户接入设备X开通的各业务是否已绑定VLAN时，依据信息记录模块83保存的用户注册信息，确定用户接入设备X开通所有业务，判断所确定的各业务是否已绑定VLAN。

在分配VLAN ID时，分配模块82从为用户接入设备X所在小区配置的VLAN池中，为用户接入设备X中已开通但未绑定VLAN的业务S2分配VLAN ID，且所分配的VLAN ID是未使用的；而且在核心接入设备Z采用Q-in-Q技术的环境下，需要将为业务S2分配的VLAN ID限制在预先规划的该业务S2对应的VLAN ID范围内。

该VLAN管理设备进一步包括注册模块87，用于在接收到来管理员登记的用户注册信息时，将用户注册信息保存到信息记录模块83。注册模块87在接收到来自外部的为已注册用户开通新业务的指令时，在信息记录模块83保存的已注册用户的用户注册信息中增加开通的新业务信息。

该VLAN管理设备进一步包括设备注销处理模块85，用于在接收到来自外部的注销用户接入设备X的指令时，在信息记录模块83中注销用户接入设备X，并通知用户接入设备X已注销，以便用户接入设备X将所有业务端口还原为默认配置。

在这种情况下，当用户接入设备X再次登陆时，绑定检查模块81判定请求分配VLAN的用户接入设备X已注销，向分配模块82发送用户接入设备X已注销通知。分配模块82接到已撤销通知时，不为用户接入设备X分配VLAN，通知用户接入设备X已注销。

该VLAN管理设备进一步包括业务注销处理模块86，用于在接收到来自外部的要求注销用户接入设备X上的业务时，在信息记录模块83中注销接入用户接入设备X的待注销业务与VLAN ID之间的绑定关系，并将被注销的业务信息通知给用户接入设备X。

在这种情况下，当用户接入设备X再次登陆时，只会得到已开通业务的VLAN，不会得到被注销业务的VLAN，此时，将被注销业务的业务端口加入保留VLAN。

该VLAN管理设备还包括设备更改处理模块88，用于在接收到来自外部的要求将用户接入设备X更换为用户接入设备X’的指令时，将信息记录模块83中用户接入设备X的唯一标识替换为用户接入设备X’的唯一标识。

在这种情况下，当用户接入设备X’登陆时，获得业务a和业务b的VLANID，将业务a端口和业务b端口分别加入分配的VLAN中。

在实际中，VLAN管理设备还可以为用户接入设备分配除VLAN以外的与用户业务相关的配置信息。在这种情况下，上述分配模块82在分配VLAN ID时，进一步为用户接入设备X的已开通业务S1分配除VLAN ID以外的其他与用户业务相关的配置信息，并加入用户接入设备X的唯一标识、已开通业务S1和为已开通业务S1分配的VLAN ID之间的绑定关系中，并发给用户接入设备X。其中，根据用户分配时，可以根据用户的等级进行分配，用户的等级在用户注册时登记到信息记录模块83保存的用户注册信息中。

如上所述的VLAN管理设备可以应用于为用户接入设备分配VLAN ID以实现PUPSPV的系统中，该系统至少包括用户接入设备和如上所述任意一种VLAN管理设备。例如图2示出的系统，其包括业务终端、用户接入设备、汇聚接入设备、核心接入设备等等。其中各设备的功能已经在前文中有详细描述，这里不赘述。在该系统中，所述用户接入设备在上电初始化时，向VLAN管理设备发送分配VLAN的请求，该分配VLAN的请求携带本用户接入设备的唯一标识；根据VLAN管理设备为本用户接入设备的已开通业务分配的VLAN ID，将已开通业务的业务端口加入相应VLAN。

用户接入设备的唯一标识是本用户接入设备的介质访问控制MAC地址，或是额外设置的能够独立标识本用户接入设备的特征，或是额外设置的能够独立标识本用户接入设备的使用用户的特征。

综上所述，以上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。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 (17)

1、一种为每个用户的每个业务部署独立虚拟局域网的方法，其特征在于，该方法包括：

用户接入设备X在上电初始化时，向网络中的虚拟局域网VLAN管理设备发送分配VLAN的请求，该分配VLAN的请求携带用户接入设备X的唯一标识；

所述VLAN管理设备判断用户接入设备X开通的各业务是否已绑定VLAN；

对于用户接入设备X中未绑定VLAN的已开通业务S1，从所述VLAN管理设备的VLAN池内未使用的VLAN标识中为已开通业务S1分配VLAN标识；为不同用户接入设备的不同业务分配的VLAN标识不同；将用户接入设备X的唯一标识、已开通业务S1和为已开通业务S1分配的VLAN标识绑定，将为用户接入设备X的已开通业务S1分配的VLAN标识返回给用户接入设备X；

对于用户接入设备X中已绑定VLAN的已开通业务S2，根据绑定关系，将为用户接入设备X的已开通业务S2分配的VLAN标识返回给用户接入设备X；

用户接入设备X根据VLAN管理设备为各已开通业务分配的VLAN标识，将已开通业务的业务端口加入相应VLAN。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：在新用户注册时，VLAN管理设备保存管理员登记的用户注册信息，该用户注册信息包括注册用户使用的用户接入设备的唯一标识，以及用户接入设备开通的业务；

所述VLAN管理设备判断用户接入设备X开通的各业务是否已绑定VLAN为：依据登记的用户注册信息，确定用户接入设备X开通的所有业务，判断所确定各业务是否已绑定VLAN。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：在注销用户接入设备X时，VLAN管理设备注销用户接入设备X，并通知用户接入设备X已注销；所述用户接入设备X将自身还原到默认配置；

所述VLAN管理设备判断用户接入设备X开通的各业务是否已绑定VLAN时，方法进一步包括：当VLAN管理设备判定用户接入设备X已注销时，不分配VLAN，通知用户接入设备X已注销。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：在注销用户接入设备X上的业务时，VLAN管理设备注销接入用户接入设备X的待注销业务与VLAN标识之间的绑定关系，并将被注销的业务信息通知给用户接入设备X；所述用户接入设备X将被注销业务的业务端口还原到默认配置。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：在将用户接入设备X更换为用户接入设备X’时，VLAN管理设备在绑定关系中将用户接入设备X的唯一标识替换为用户接入设备X’的唯一标识。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述VLAN管理设备设置在公共网络中；所述设置VLAN池包括：为每个小区配置VLAN池，不同小区的VLAN池互不重叠；

为用户接入设备X的已开通业务S1分配VLAN标识包括：从为用户接入设备X所在小区配置的VLAN池中，为已开通业务S1分配未使用的VLAN标识。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：在VLAN管理设备中，配置各业务对应的VLAN标识范围；

为用户接入设备X的已开通业务S1分配VLAN标识包括：为用户接入设备X的已开通业务S1分配未使用的、且在已开通业务S1对应的VLAN标识范围内的VLAN标识。

8、如权利要求1至7任意一项所述的方法，其特征在于，用户接入设备的唯一标识是用户接入设备的介质访问控制MAC地址，或是额外设置的能够独立标识各用户接入设备的特征，或是额外设置的能够独立标识各用户接入设备的使用用户的特征。

9、一种VLAN管理设备，其特征在于，该VLAN管理设备包括绑定检查模块、分配模块、信息记录模块和VLAN池存储模块；

所述VLAN池存储模块，用于存储预设的VLAN池；

所述信息记录模块，用于存储用户接入设备的唯一标识、已开通业务以及为已开通业务分配的VLAN标识之间的绑定关系；

所述绑定检查模块，用于接收来自用户接入设备X的分配VLAN的请求，该分配VLAN的请求携带用户接入设备X的唯一标识，根据所述信息记录模块存储的绑定关系，判断用户接入设备X开通的各业务是否已绑定VLAN；将绑定关系判断结果发送给所述分配模块；

所述分配模块，用于依据所接收的绑定关系判断结果，对于用户接入设备X中未绑定VLAN的已开通业务S1，从所述VLAN池内未使用的VLAN标识中为已开通业务S1分配VLAN标识，为不同用户接入设备的不同业务分配的VLAN标识不同，将用户接入设备X的唯一标识、已开通业务S1和为已开通业务S1分配的VLAN标识绑定，将绑定关系保存到所述信息记录模块中，将为用户接入设备X的已开通业务S1分配的VLAN标识返回给用户接入设备X；对于用户接入设备X中已绑定VLAN的已开通业务S2，根据绑定关系，将为已开通业务S2分配的VLAN标识返回给用户接入设备X。

10、如权利要求9所述的VLAN管理设备，其特征在于，该VLAN管理设备进一步包括注册模块，用于在接收到来管理员登记的用户注册信息时，将用户注册信息保存到所述信息记录模块；所述用户注册信息包括用户使用的用户接入设备的唯一标识，以及用户接入设备开通的业务；

所述信息记录模块进一步用于保存所述用户注册信息；

所述分配模块在判断用户接入设备X开通的各业务是否已绑定VLAN时，依据所述信息记录模块保存的用户注册信息，确定用户接入设备X开通的所有业务，判断所确定的各业务是否已绑定VLAN。

11、如权利要求9所述的VLAN管理设备，其特征在于，该VLAN管理设备进一步包括设备注销处理模块，用于在接收到来自外部的注销用户接入设备X的指令时，在所述信息记录模块中注销用户接入设备X，并通知用户接入设备X已注销；

所述绑定检查模块进一步用于，在判定请求分配VLAN的用户接入设备X已注销时，向所述分配模块发送已注销通知；

所述分配模块接收到所述已注销通知时，不分配VLAN，通知用户接入设备X已注销。

12、如权利要求9所述的VLAN管理设备，其特征在于，该VLAN管理设备进一步包括业务注销处理模块，用于在接收到来自外部的注销用户接入设备X上业务的指令时，所述信息记录模块中注销接入用户接入设备X的待注销业务与VLAN标识之间的绑定关系，并将被注销的业务信息通知给用户接入设备X。

13、如权利要求9所述的VLAN管理设备，其特征在于，该VLAN管理设备进一步包括设备更改处理模块，用于在接收到来自外部的将用户接入设备X更换为用户接入设备X’的指令时，在所述信息记录模块中将用户接入设备X的唯一标识替换为用户接入设备X’的唯一标识。

14、如权利要求9所述的VLAN管理设备，其特征在于，该VLAN管理设备设置在公共网络中，所述VLAN池存储模块存储的VLAN池包括为每个小区配置VLAN池，不同小区的VLAN池互不重叠；

所述分配模块为用户接入设备X的已开通业务S1分配VLAN标识时，从为用户接入设备X所在小区配置的VLAN池中，为已开通业务S1分配未使用的VLAN标识。

15、如权利要求9所述的VLAN管理设备，其特征在于，所述VLAN池存储模块进一步存储为各业务配置的VLAN标识范围；

所述分配模块为用户接入设备X的已开通业务S1分配VLAN标识时，为用户接入设备X的已开通业务S1分配未使用的、且在已开通业务S1对应的VLAN标识范围内的VLAN标识。

16、一种为每个用户的每个业务部署独立虚拟局域网的系统，其特征在于，该系统包括用户接入设备，以及如权利要求9至15任意一项所述的VLAN管理设备；

所述用户接入设备，用于在上电初始化时，向所述VLAN管理设备发送分配VLAN的请求，该分配VLAN的请求携带本用户接入设备的唯一标识；根据VLAN管理设备为本用户接入设备的已开通业务分配的VLAN标识，将已开通业务的业务端口加入相应VLAN。

17、如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述用户接入设备的唯一标识是本用户接入设备的介质访问控制MAC地址，或是额外设置的能够独立标识本用户接入设备的特征，或是额外设置的能够独立标识本用户接入设备的使用用户的特征。

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