CN101616056B - 突破PPPoE技术限制的分流方法、分流网关及其网络结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种突破PPPoE技术限制的分流方法，包括：网关对接收到的数据报文判断其是否带有PPPoE特征包头，有则去掉特征包头重组数据包交上层软件处理，无则直接交上层软件处理；本发明还公开了基于上述方法的分流网关，它包括：处理器、存储器、RAM、PCI总线的以太网接口；本发明还公开了基于分流网关的网络结构，能在PPPoE服务器以下的两层网络中的任意分流需求点插入分流网关；本发明的有益技术效果是：在802.1Q网络下，通过一个网段分配Ip地址，经PPPoE拨号后，能自由控制数据报文在网络中的流向，实现网络的自主控制、自主发展，设备资金投入小、便于管理。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据传输的分流、管理技术，尤其涉及一种突破PPPoE技术限制的分流方法、分流网关及其网络结构。
背景技术
由于广电行业、大型企业在互联网技术储备上的不足、资金短缺，导致建网初期在与网通、电信等ISP提供商合作时，ISP提供所有的核心设备，从而网络的出口、用户的计费、数据的传输方式被ISP牢牢的控制。
ISP提供商通过PPPoE技术或802.1Q技术来控制用户的计费方式和数据的传输方式。当广电行业、大型企业在网络发展壮大后，高额的利润分成导致增值业务的开展将受到阻碍。
本发明就是一种突破上述技术限制，为广电行业、大型企业发展“自留地”用户，开展增值业务的网络解决方案的关键技术设备。
发明内容
一种突破PPPoE技术限制的分流方法，包括：网关对接收到的数据报文判断其是否带有PPPoE特征包头并作相应处理，有则去掉特征包头重组数据包交上层软件处理，无则直接交上层软件处理。
所述的上层处理软件将取得的报文IP与分流规则列表的中IP对比，决定数据报文的分流链路。
所述的分流规则列表为管理员预设的IP地址列表，该表可自行设置，达到自由控制数据报文的流向的目的。
网关对接收到的数据报文分为上行数据和下行数据并进行分别处理：
1)用户上行数据报文：对数据报文进行拆包，储存Vlan信息和PPPoE信息，判断数据报文是否带有PPPoE服务器附有的特征包头；
如果数据报文有PPPoE服务器附有的特征包头，将用户Mac地址、访问目的Mac地址信息、tag号记录在缓冲表中，然后去掉特征包头，仅保留IP包头，发往上层处理软件处理；
如果数据报文没有带PPPoE服务器附有的特征包头，直接将报文交由上层处理软件处理，处理后的数据报文根据不同的目的IP地址重新封包，再转发到相应的端口；
2)用户下行数据报文：根据数据报文有/无PPPoE服务器附有的特征包头区别数据来源：
从PPPoE服务器发来的数据报文不做任何处理，直接对应原来的源地址方向传送；
从分流端口后服务器发来的数据报文，数据报文没有带PPPoE服务器附有的特征包头，依据1)中所述的缓冲表中所记录的信息，还原相关的特征包头，并传送给用户。
一种突破PPPoE技术限制的分流网关，它包括：处理器、存储器、RAM、多个PCI总线的以太网接口，PCI总线的以太网接口、存储器、RAM都与处理器通信连接，其中，相应的PCI总线的以太网接口还与客户端计算机1、上层服务器通信连接；在RAM中记录有缓冲表、分流规则列表。
PCI总线的以太网接口把收到的数据报文送入处理器，处理器对数据报文进行相应处理后，通过PCI总线的以太网接口发往对应IP地址；处理器访问RAM查询缓冲表、分流规则列表；存储器记录由处理器分离出来的须记录的信息。
一种基于突破PPPoE技术限制的分流网关的网络结构，包括：客户端计算机、分流网关、PPPoE服务器、带802.1Q的二层交换机、二层交换机、DHCP服务器、分流端口后服务器、路由器，在PPPoE服务器以下的二层网络结构中可在任意分流需求点插入分流网关，客户端计算机与分流网关间通过带802.1Q的二层交换机通信连接，分流网关与分流端口后服务器间通过二层交换机通信连接，分流网关还分别与路由器、DHCP服务器通信连接，客户端计算机可选择通过PPPoE服务器上网或访问分流端口后服务器，或者通过分流端口上网；DHCP服务器可通过分流网关的分流端口，向分流网关以下的用户分配第二IP地址，形成可以独立于PPPoE计费认证服务器控制以外的、在同一网络平台下的、由DHCP服务器所分配地址形成的用户群。
本发明的有益技术效果是：使用户能在802.1Q网络下，通过一个网段分配Ip地址，用户数据包在802.1Q网络下，通过PPPoE拨号后，仍然能自由控制数据报文在网络中的流向，打破上级运营商的技术限制，实现网络的自主控制、自主发展，设备资金投入小、便于管理。
附图说明
图1，二级运营商常规拓扑图；
图2，采用本发明组网的一种网络拓扑图；
图3，本发明的硬件系统结构框图；
图4，本发明的管理软件分流模块程序框图；
附图中：客户端计算机1、带802.1Q的二层交换机2、分流网关3、PPPoE服务器4、DHCP服务器5、二层交换机6、分流端口后服务器7、路由器8；
具体实施方式
参见附图1，如图所示，运营商采用802.1Q技术或者采用DsLam技术组建局域网，用户通过PPPoE拨号认证上网，这种组网方式的优点在于：组网简单，成本低，主要设备由上级运营商提供，起步较快，运营成本低，技术方案和骨干网络维护由上级运营商提供技术支持；但在运营后期，网络费用分成较高，丧失网络运营自主权，及增值业务发展滞后等缺点就显露出来了。
参见附图2，采用本发明的一种组网方式，拓扑图由八部分组成：客户端计算机1、带802.1Q的二层交换机2、分流网关3、PPPoE服务器4、DHCP服务器5、二层交换机6、互联网服务器(Vod服务器、Web服务器，也即分流端口后服务器7)、路由器8，在PPPoE服务器以下的二层网络结构中可在任意分流需求点插入分流网关3，客户端计算机1与分流网关3间通过带802.1Q的二层交换机2通信连接，分流网关3与分流端口后服务器7间通过二层交换机6通信连接，分流网关3还分别与路由器8、DHCP服务器5通信连接；分流端口后服务器7、PPPoE服务器4、DHCP服务器5也是分流网关3的上层服务器。
图中有四台客户端计算机1，其IP地址是由DHCP服务器5分配的，网段为：172.31.16.0/24分流端口后服务器7：172.31.16.200/24172.31.16.201/24；
假设客户端计算机1需要连接到分流端口后服务器7，从技术上来讲，要防问分流端口后服务器7，必须通过分流网关3，但分流网关3接着PPPoE拨号用户和带802.1Q的2层交换机，故须经过下述的分流处理后，客户端计算机1才可访问目标服务器：
从图中我们可以看出客户端计算机1访问分流端口后服务器7所通行的链路不是PPPoE拨号时的链路，“上网用户”一般可分为两类，一类为通过PPPoE拨号上网的用户、另一类为通过Dhcp动态地址上网的用户；从数据流向来区分又可分为上行数据和下行数据。
分流网关3启动后，自动载入设备管理员设定的各个PCI总线的以太网接口的定义、载入预设的IP地址列表(即分流规则列表)到内核中，完成设备的初始化，开始处理用户数据报文；
用户上行数据报文处理流程：当用户数据报文到达分流网关3上对应的PCI总线的以太网接口时，首先判断该数据报文是否带有802.1Q包头、是否为IP包、ARP包(即判断是否带特征包头)，如果是，将用户的Mac地址、访问目的Mac地址、tag号(标记号)记录在缓冲表中，然后去掉802.1Q包头，重组数据包，发往上层处理软件处理；如果数据报文没有带802.1Q包头，且数据报文不是PPPoE报文，直接将报文交由上层处理软件处理；
用户下行数据报文处理流程：从PPPoE服务器4发来的数据报文不做任何处理，直接对应原来的源地址方向传送；从分流端口后服务器7发来的数据报文，数据报文没有带PPPoE服务器4附有的特征包头，依据1)中所述的缓冲表中所记录的信息，还原相关的特征包头，并传送给用户。
所述的上层处理软件将取得的报文IP地址与分流规则列表中的IP地址对比，决定数据报文的分流链路；
实现上述处理过程的管理软件程序框图如附图4所示，其运行过程如下：
首先判断数据报文(即数据包)是否来自用户端接口：1、对来自用户端接口的数据包，删除PPPoE包头、802.1Q包头(即特征包头)，仅保留IP包头；再判断数据包是否为PPPoE数据包：1)是，取得其源、目的IP地址并保存，将PPPoE数据包的目的IP地址与路由列表进行比对；2)否，直接将数据包的的目的IP地址与路由列表进行比对；比对结果：路由列表中记录的IP地址中存在与被比对的数据包目的IP地址相同的，获取PPP ID号，获取数据包长度、数据、协议，将PPP ID号写入内存表，重新封包，指向netif_rx；路由列表中记录的IP地址中不存在与被比对的数据包目的IP地址相同的，直接指向netif_rx。
2、对来自非用户端接口的数据包，在原数据包上添加PPPoE包头、802.1Q包头，将数据包源地址与路由列表中记录的IP地址比对：1)路由列表中不存在被比对数据包源地址，直接指向netif_rx；2)路由列表中存在被比对数据包源地址：判断数据包目的地址是否为用户的终端地址：(1)是，为报文添加PPPoE包头，重新指定地址，指向netif_rx；(2)否，直接指向netif_rx。
参见附图3，本发明的分流网关3包括：处理器、存储器、RAM、多个PCI总线的以太网接口，PCI总线的以太网接口、存储器、RAM都与处理器通信连接，其中，相应的PCI总线的以太网接口还与客户端计算机1、上层服务器通信连接；在RAM中记录有缓冲表、分流规则列表。
PCI总线的以太网接口把收到的数据报文送入处理器，处理器对数据报文进行相应处理后，通过PCI总线的以太网接口发往对应IP地址；处理器访问RAM查询缓冲表、分流规则列表；存储器记录由处理器分离出来的须记录的信息。
Claims (5)
1.一种突破PPPoE技术限制的分流方法，其特征在于：网关对接收到的数据报文判断其是否带有PPPoE特征包头并作相应处理，有则去掉特征包头重组数据包交上层软件处理，无则直接交上层软件处理；
网关对接收到的数据报文分为上行数据和下行数据并进行分别处理：
1)用户上行数据报文：对数据报文进行拆包，判断数据报文是否带有PPPoE服务器(4)附有的特征包头；对于带有特征包头的数据报文，储存Vlan信息和PPPoE信息；
如果数据报文有PPPoE服务器(4)附有的特征包头，将用户Mac地址、访问目的Mac地址信息、tag号记录在缓冲表中，然后去掉特征包头，仅保留IP包头，发往上层处理软件处理;
如果数据报文没有带PPPoE服务器(4)附有的特征包头，直接将报文交由上层处理软件处理，处理后的数据报文根据不同的目的IP地址重新封包，再转发到相应的端口；
2)用户下行数据报文：根据数据报文有/无PPPoE服务器(4)附有的特征包头区别数据来源：
从PPPoE服务器(4)发来的数据报文不做任何处理，直接对应原来的源地址方向传送；
从分流端口后服务器(7)发来的数据报文，数据报文没有带PPPoE服务器(4)附有的特征包头，依据1)中所述的缓冲表中所记录的信息，还原相关的特征包头，并传送给用户。
2.根据权利要求1所述的一种突破PPPoE技术限制的分流方法，其特征在于：所述的上层处理软件将取得的报文IP与分流规则列表中的IP对比，决定数据报文的分流链路。
3.根据权利要求2所述的一种突破PPPoE技术限制的分流方法，其特征在于：所述的分流规则列表为管理员预设的IP地址列表，该表可自行设置，达到自由控制数据报文的流向的目的。
4.一种实施如权利要求1所述的突破PPPoE技术限制的分流方法的分流网关，其特征在于：它包括：处理器、存储器、RAM、多个PCI总线的以太网接口，PCI总线的以太网接口、存储器、RAM都与处理器通信连接，其中，相应的PCI总线的以太网接口还与客户端计算机1、上层服务器通信连接；在RAM中记录有缓冲表、分流规则列表。
5.根据权利要求4所述的实施如权利要求1所述的突破PPPoE技术限制的分流方法的分流网关，其特征在于：PCI总线的以太网接口把收到的数据报文送入处理器，处理器对数据报文进行相应处理后，通过PCI总线的以太网接口发往对应IP地址；处理器访问RAM查询缓冲表、分流规则列表；存储器记录由处理器分离出来的须记录的信息。
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