CN101714937A - 一种端到端伪线仿真接入的装置和方法 - Google Patents

一种端到端伪线仿真接入的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种端到端伪线仿真接入的装置。本发明还同时公开了一种端到端伪线仿真接入的方法，包括：本地PE接收到本地用户所发的非以太网数据后进行内层PWE3帧格式的封装；再对封装后的数据进行外层L2VPN帧格式的封装，之后将封装后的数据发送到对端PE；本地PE接收到对端PE所发的数据后，先后执行外层L2VPN帧格式的解封装和内层PWE3帧格式的解封装操作，之后将经两次解封装所得的非以太网数据发送给本地用户。本发明可在节约PE标签空间的情况下实现对非以太网进行端到端伪线仿真接入，可避免多次交换PW标签。

Description

一种端到端伪线仿真接入的装置和方法
技术领域
本发明涉及通信领域中的端到端伪线仿真(Pseudo Wire Emulation Ed ge-to-Edge，PWE3)技术，尤其涉及一种端到端伪线仿真接入的装置和方法。
背景技术
PWE3技术是一种在分组交换网(PSN)上模拟各种点到点业务的机制，被模拟的业务可为时分复用(TDM)专线网、异步传输模式(ATM)网、帧中继(FR)网或以太网等多种网络。PWE3技术利用PSN上的隧道机制模拟业务的必要属性，所述隧道称为伪线(Pseudo Wire，PW)。运营商利用PWE3技术可将所有的传送业务转移到一个融合的网络中，这里，所述融合的网络可为IP网或多协议标签交换(MPLS)网等，从用户的角度来看，可认为PWE3技术模拟的是一种专用的链路或电路。
图1为互联网工程任务组(IETF)提出的PWE3技术在PSN上的业务参考模型结构示意图，如图1所示，所述PE1和PE2为运营商边缘设备，CE1与CE2为用户边缘设备，PE1与PE2之间建有一条或多条PW，即PWE3通道，CE和PE之间为接入链路(AC)，AC可为以太网，也可为ATM网络等非以太网，CE1和CE2分别通过AC接入到PE1和PE2后，通过PW实现CE1和CE2双方的通信，PW承载在PSN隧道上，PSN隧道决定数据转发路径。一条PSN隧道可以承载多条PW。CE1和CE2双方进行通信时，CE1的用户数据传输到PE1后先进行PW标签封装，再封装一层隧道标签和介质访问控制(MAC)地址后形成数据报文，数据报文经PW建立的路径传输到PE2，PE2对接收到的数据报文执行解封装操作，并取出PW标签以确定出口电路，将解封出的用户数据发送到CE2。图1所示的模型为PWE3技术在实际应用中的参考模型，该模型可实现对以太网、或非以太网进行端到端伪线仿真接入，模型的基本原理在实际应用过程中普遍适用，具体的业务需求不同，该模型的具体应用方式也有所不同。
目前，对非以太网进行端到端伪线仿真接入的方法为通过多段PW交换实现PWE3业务，即：本地用户的数据发送到本地PE前对数据进行PW封装，所述PW封装中的PW标签为本地PE所分配的，其中，所述PW仅为本地用户与本地PE间的PW；本地PE收到数据后需用对端PE所分配的PW标签来替换之前数据中的PW标签，所述PW为本地PE与对端PE间的PW，用于本地PE将数据发送到对端PE；对端PE收到数据后还需再替换PW标签，用以将数据发送到对端用户。这里，本地PE或对端PE需给不同的用户分配不同的PW标签，如果本地PE或对端PE对应多个用户，那么多个用户的PW标签会耗费PE大量的标签空间。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种端到端伪线仿真接入的装置和方法，可在节约PE标签空间的情况下实现对非以太网进行端到端伪线仿真接入，可避免多次交换PW标签。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种端到端伪线仿真接入的装置，该装置包括：仿真处理模块和数据处理模块；其中，
所述仿真处理模块，用于接收到本地用户所发的非以太网数据后进行内层端到端伪线仿真PWE3帧格式的封装，并将封装后的数据发送到数据处理模块；还用于对数据处理模块所发的经外层二层虚拟专用网L2VPN帧格式解封装的数据执行内层PWE3帧格式的解封装操作，并将解封装后的非以太网数据发送给本地用户；
所述数据处理模块，用于对仿真处理模块所发的经内层PWE3帧格式封装的数据执行外层L2VPN帧格式的封装，并将封装后的数据发送到对端运营商边缘设备PE；还用于接收到对端PE所发的数据后，执行外层L2VPN帧格式的解封装操作，并将解封装的数据发送到仿真处理模块。
其中，所述数据处理模块进一步包括二层虚拟以太网接口L2VE模块，用于数据处理模块和仿真处理模块之间的通信，数据处理模块通过L2VE模块将数据发送到仿真处理模块，通过L2VE模块接收仿真处理模块所发的数据。
其中，所述仿真处理模块进一步包括端到端伪线仿真虚拟以太网接口PWE3VE模块，用于仿真处理模块和数据处理模块之间的通信，仿真处理模块通过PWE3VE模块将数据发送到数据处理模块，通过PWE3VE模块接收数据处理模块所发的数据。
其中，所述仿真处理模块包括一个或多个PWE3VE模块；相应的，所述数据处理模块包括一个或多个L2VE模块，PWE3VE模块和L2VE模块为一一对应关系。
本发明还提供了一种端到端伪线仿真接入的方法，该方法包括：
本地PE接收到本地用户所发的非以太网数据后进行内层PWE3帧格式的封装；再对封装后的数据进行外层L2VPN帧格式的封装，之后将封装后的数据发送到对端PE；
本地PE接收到对端PE所发的数据后，先后执行外层L2VPN帧格式的解封装和内层PWE3帧格式的解封装操作，之后将经两次解封装所得的非以太网数据发送给本地用户。
其中，所述本地PE接收到本地用户所发的非以太网数据后进行内层PWE3帧格式的封装，具体为：
仿真处理模块接收到本地用户所发的非以太网数据后，对收到的非以太网数据进行伪线PW封装和PWE3隧道封装，再进行虚拟局域网VLAN封装，并封装目的介质访问控制MAC地址和源MAC地址，并将封装后的数据先后经过PWE3VE模块传输到数据处理模块，数据处理模块通过L2VE模块接收数据。
其中，所述目的MAC地址为对端用户边缘设备CE的MAC地址；所述源MAC地址为本地用户边缘设备CE的MAC地址。
其中，所述对封装后的数据进行外层L2VPN帧格式的封装，具体为：
数据处理模块收到仿真处理模块所发的封装数据后，进行PW封装和L2VPN隧道封装，再进行VLAN封装，并封装目的MAC地址和源MAC地址。
其中，所述目的MAC地址为对端PE的MAC地址；所述源MAC地址为本地PE的MAC地址。
本发明提供的端到端伪线仿真接入的装置和方法，本地PE接收到本地用户所发的非以太网数据后进行内层PWE3帧格式的封装；再对封装后的数据进行外层L2VPN帧格式的封装，之后将封装后的数据发送到对端PE；本地PE接收到对端PE所发的数据后，先后执行外层L2VPN帧格式的解封装和内层PWE3帧格式的解封装操作，之后将经两次解封装所得的非以太网数据发送给本地用户。本发明中本地用户和对端用户已在L2VPN提供的透明通道中建立了双方的PWE3连接关系，对于多组不同的用户均通过相同的L2VPN隧道在两端的PE之间传输数据，因此外层L2VPN帧格式封装中的PW均为相同的值，避免了现有技术中多次交换PW标签的情况，进而也可节省PE大量的标签空间。
附图说明
图1为PWE3技术在PSN上的业务参考模型结构示意图；
图2为本发明端到端伪线仿真接入的装置结构示意图；
图3为本发明端到端伪线仿真接入的方法中上行数据转发的流程示意图；
图4为本发明上行数据封装前后的数据结构示意图；
图5为本发明端到端伪线仿真接入的方法中下行数据转发的流程示意图；
图6为本发明下行数据解封装前后的数据结构示意图。
具体实施方式
本发明所要阐述的装置为图1中所示的运营商边缘设备PE，现有PE中的主要功能模块为业务转发线卡，业务转发线卡一般包括：接口板、数据处理模块和交换芯片，其中，所述数据处理模块可为网络处理器等；本发明利用二层虚拟专用网(L2VPN)技术承载PWE3业务，即在PSN网络两端的PE之间配置L2VPN业务，所述L2VPN可为虚拟专用局域网(VPLS)，内层PWE3业务承载在外层L2VPN业务之上。
这里，所述L2VPN技术已成熟应用在对以太网进行端到端伪线仿真接入实现过程中，本发明以L2VPN技术为基础实现对非以太网进行端到端伪线仿真接入的方法，即实现在PSN网络两端的用户之间传输非以太网数据。
本发明的基本思想是：本地PE接收到本地用户所发的非以太网数据后进行内层PWE3帧格式的封装；再对封装后的数据进行外层L2VPN帧格式的封装，之后将封装后的数据发送到对端PE；
本地PE接收到对端PE所发的数据后，先后执行外层L2VPN帧格式的解封装和内层PWE3帧格式的解封装操作，之后将经两次解封装所得的非以太网数据发送给本地用户。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图2为本发明端到端伪线仿真接入的装置结构示意图，如图2所示，该装置包括：仿真处理模块和数据处理模块；其中，
所述仿真处理模块，用于接收到本地用户所发的非以太网数据后进行内层PWE3帧格式的封装，并将封装后的数据发送到数据处理模块；还用于对数据处理模块所发的经外层L2VPN帧格式解封装的数据执行内层PWE3帧格式的解封装操作，并将解封装后的非以太网数据发送给本地用户；
所述数据处理模块，用于对仿真处理模块所发的经内层PWE3帧格式封装的数据执行外层L2VPN帧格式的封装，并将封装后的数据发送到对端PE；还用于接收到对端PE所发的数据后，执行外层L2VPN帧格式的解封装操作，并将解封装的数据发送到仿真处理模块。
所述数据处理模块进一步包括二层虚拟以太网接口(L2VE)模块，用于数据处理模块和仿真处理模块之间的通信，数据处理模块通过L2VE模块将数据发送到仿真处理模块，通过L2VE模块接收仿真处理模块所发的数据；
所述仿真处理模块进一步包括端到端伪线仿真虚拟以太网接口(PWE3VE)模块，用于仿真处理模块和数据处理模块之间的通信，仿真处理模块通过PWE3VE模块将数据发送到数据处理模块，通过PWE3VE模块接收数据处理模块所发的数据。
图3为本发明端到端伪线仿真接入的方法中上行数据转发的流程示意图，如图3所示，该流程具体实现步骤如下：
步骤301：将本地用户所发的非以太网数据进行内层PWE3帧格式的封装；
具体为：本地用户所发的非以太网数据首先进入仿真处理模块，仿真处理模块首先对收到的非以太网数据进行PW封装和PWE3隧道封装，再进行虚拟局域网(VLAN)封装，并封装目的MAC地址和源MAC地址，并将封装后的数据先后经过PWE3VE模块传输到数据处理模块，数据处理模块通过L2VE模块接收数据。
其中，所述PW为本地用户与对端用户间的PW；所述PWE3隧道为承载本地用户与对端用户间PWE3业务的内层隧道，所谓内层隧道是相对外层L2VPN隧道而言的；所述VLAN封装为：封装PWE3VE模块对应的VLAN ID；所述目的MAC地址为承载PWE3业务的内层隧道的下一跳对应的MAC地址，即对端用户边缘设备CE的MAC地址；所述源MAC地址为本地用户边缘设备CE的MAC地址。
本步骤中所述数据封装前后的数据结构示意图如图4中(a)和(b)所示，(a)为仿真处理模块接收到的封装前的非以太网数据，如图4所示将非以太网数据表示为信元，(b)为封装后的数据格式，PW Label1和Tunnel Label1分别为PW封装和PWE3隧道封装的标签，SA1和DA1分别表示源MAC地址和目的MAC地址，VLAN1为PWE3 VE模块对应的VLAN ID。
这里，仿真处理模块可包括多个PWE3VE模块，用于建立多条内层隧道，因此不同的VLAN对应不同的PWE3 VE；相应的，所述数据处理模块可包括多个L2VE模块，PWE3 VE模块和L2VE模块是一一对应的关系，在本发明所述端到端伪线仿真接入过程实施之前，已由当地PE的管理员配置好PWE3 VE模块和L2VE模块的对应关系并存储于本地PE中。
步骤302：对封装后的数据进行外层L2VPN帧格式的封装；
具体为：数据处理模块收到仿真处理模块所发的封装数据后，首先进行PW封装和L2VPN隧道封装，再进行VLAN封装，并封装目的MAC地址和源MAC地址。
其中，所述PW为本地PE与对端PE间的PW；所述L2VPN隧道为承载本地用户与对端用户间PWE3业务的双方PE间的L2VPN隧道；所述VLAN封装为：封装本地PE接口板上出端口的VLAN；所述源MAC地址为本地PE的MAC地址，所述目的MAC地址为外层L2VPN业务隧道的下一跳对应的MAC地址，即对端PE的MAC地址。
本步骤中所述数据封装前后的数据结构示意图如图4中(b)和(c)所示，(b)为仿真处理模块所发的封装后的数据，(c)为数据处理模块封装后的数据，如图4所示，PW Label2和Tunnel Label2分别为PW封装和L2VPN隧道封装的标签，VLAN2为本地PE接口板上出端口的VLAN，SA2和DA2分别表示源MAC地址和目的MAC地址。
步骤303：将封装后的数据发送到对端PE；
具体为：数据处理模块将封装后的数据经PE接口板上的端口发送出去，并通过L2VPN隧道发送到对端PE。
从上述步骤可见，本发明中本地用户和对端用户已在L2VPN提供的透明通道中建立了双方的PWE3连接关系，对于多组不同的用户均通过相同的L2VPN隧道在两端的PE之间传输数据，因此外层L2VPN帧格式封装中的PW均为相同的值，避免了现有技术中多次交换PW标签的情况，进而也可节省PE大量的标签空间。
图5为本发明端到端伪线仿真接入的方法中下行数据转发的流程示意图，如图5所示，该流程具体实现步骤如下：
步骤501：将对端PE所发的数据进行外层L2VPN帧格式的解封装；
具体为：本地PE中的数据处理模块收到对端PE经L2VPN隧道发来的数据后，剥掉外层PW标签、L2VPN隧道标签、VLAN2、SA2和DA2等信息，并根据VLAN1确定对应的PWE3 VE模块，将解封装后的数据经L2VE模块和PWE3 VE模块发送到本地PE中的仿真处理模块。这里，是通过PWE3 VE模块将数据发送到仿真处理模块中。
本步骤中所述数据解封装前后的数据结构示意图如图6中(a)和(b)所示。
步骤502：对进行外层L2VPN帧格式解封装的数据执行内层PWE3帧格式的解封装操作；
具体为：仿真处理模块剥掉内层PW标签、PWE3隧道标签、VLAN1、SA1和DA1等信息后最终得到非以太网数据。
本步骤中所述数据解封装前后的数据结构示意图如图6中(b)和(c)所示。
步骤503：将经两次解封装所得的非以太网数据发送给本地用户；
具体为：仿真处理模块根据内层PW标签得到PE接口板上的端口，将解封后得到的非以太网数据从出接口发出，传输给本地用户。
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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种端到端伪线仿真接入的装置，其特征在于，该装置包括：仿真处理模块和数据处理模块；其中，
所述仿真处理模块，用于接收到本地用户所发的非以太网数据后进行内层端到端伪线仿真PWE3帧格式的封装，并将封装后的数据发送到数据处理模块；还用于对数据处理模块所发的经外层二层虚拟专用网L2VPN帧格式解封装的数据执行内层PWE3帧格式的解封装操作，并将解封装后的非以太网数据发送给本地用户；
所述数据处理模块，用于对仿真处理模块所发的经内层PWE3帧格式封装的数据执行外层L2VPN帧格式的封装，并将封装后的数据发送到对端运营商边缘设备PE；还用于接收到对端PE所发的数据后，执行外层L2VPN帧格式的解封装操作，并将解封装的数据发送到仿真处理模块。
2.根据权利要求1所述的端到端伪线仿真接入的装置，其特征在于，所述数据处理模块进一步包括二层虚拟以太网接口L2VE模块，用于数据处理模块和仿真处理模块之间的通信，数据处理模块通过L2VE模块将数据发送到仿真处理模块，通过L2VE模块接收仿真处理模块所发的数据。
3.根据权利要求1或2所述的端到端伪线仿真接入的装置，其特征在于，所述仿真处理模块进一步包括端到端伪线仿真虚拟以太网接口PWE3 VE模块，用于仿真处理模块和数据处理模块之间的通信，仿真处理模块通过PWE3 VE模块将数据发送到数据处理模块，通过PWE3 VE模块接收数据处理模块所发的数据。
4.根据权利要求3所述的端到端伪线仿真接入的装置，其特征在于，所述仿真处理模块包括一个或多个PWE3 VE模块；相应的，所述数据处理模块包括一个或多个L2VE模块，PWE3 VE模块和L2VE模块为一一对应关系。
5.一种端到端伪线仿真接入的方法，其特征在于，该方法包括：
本地PE接收到本地用户所发的非以太网数据后进行内层PWE3帧格式的封装；再对封装后的数据进行外层L2VPN帧格式的封装，之后将封装后的数据发送到对端PE；
本地PE接收到对端PE所发的数据后，先后执行外层L2VPN帧格式的解封装和内层PWE3帧格式的解封装操作，之后将经两次解封装所得的非以太网数据发送给本地用户。
6.根据权利要求5所述的端到端伪线仿真接入的方法，其特征在于，所述本地PE接收到本地用户所发的非以太网数据后进行内层PWE3帧格式的封装，具体为：
仿真处理模块接收到本地用户所发的非以太网数据后，对收到的非以太网数据进行伪线PW封装和PWE3隧道封装，再进行虚拟局域网VLAN封装，并封装目的介质访问控制MAC地址和源MAC地址，并将封装后的数据先后经过PWE3 VE模块传输到数据处理模块，数据处理模块通过L2VE模块接收数据。
7.根据权利要求6所述的端到端伪线仿真接入的方法，其特征在于，所述目的MAC地址为对端用户边缘设备CE的MAC地址；所述源MAC地址为本地用户边缘设备CE的MAC地址。
8.根据权利要求5或6所述的端到端伪线仿真接入的方法，其特征在于，所述对封装后的数据进行外层L2VPN帧格式的封装，具体为：
数据处理模块收到仿真处理模块所发的封装数据后，进行PW封装和L2VPN隧道封装，再进行VLAN封装，并封装目的MAC地址和源MAC地址。
9.根据权利要求8所述的端到端伪线仿真接入的方法，其特征在于，所述目的MAC地址为对端PE的MAC地址；所述源MAC地址为本地PE的MAC地址。
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