CN101848134A - 一种多业务接入节点及其数据报文转发方法 - Google Patents

一种多业务接入节点及其数据报文转发方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多业务接入节点数据报文转发方法,应用于多业务接入节点,该多业务接入节点包括主控模块和业务模块,主控模块中进一步包括主处理模块、协议处理模块和核心交换模块,其中,核心交换模块从上联接口接收到业务数据报文后,将业务数据报文和该核心交换模块中配置的快速过滤处理器FFP条目进行匹配,将该业务数据报文转发到对应的业务模块。本发明还提供了一种多业务接入节点。本发明实现了多业务接入节点数据报文的转发。

Description

一种多业务接入节点及其数据报文转发方法
技术领域
本发明涉及通信领域,具体涉及一种MSAN(Multi-Service Access Node,多业务接入节点)及其数据报文转发方法。
背景技术
MSAN是继IPDSLAM(IP DSL Access Multiplexer,以太网数字用户线访问复用器)后发展起来的一种新兴的接入设备。MSAN可同时提供语音、带宽和窄带业务的接入,宽带xDSL(x Digital Subscriber Line,x数字用户线路)等业务接入功能。在MSAN设备中,窄带和宽带业务都统一放在同一机框内接入,既降低网络建设成本,又方便网络的统一维护,MSAN的明显优势,使之成为下一代电信网络中的主要接入方式。
MSAN不仅具有IPDSLAM强大的宽带接入能力,而且具有多业务接入的能力,如提供POTS(Plain old telephone service,普通老式电话服务)/ISDN(Integrated Services Digital Network,综合业务数字网)接入,低速TDM(Time Division Multiplex,时分复用)数据接入,以及FR(Frame Relay,帧中继)/ATM(Asynchronous Transfer Mode,异步传输模式)接入等。MSAN脱胎于IPDSLAM,因此先天具有强大的宽带接入和业务能力,如支持各种传统的和最新的宽带接入技术ADSL(Asymmetric DSL,非对称数字用户环路)/ADSL2+/SHDSL(Single-pair high-speed DSL,单线对高比特率数字用户线)/VDSL(Very-High speed DSL,甚高速数字用户环路)/VDSL2;支持组播和Triple-Play(三重播放);支持大容量汇聚;支持更精细的QoS(Qualityof Service,服务质量)服务等;MSAN还可以提供VoIP(Voice over IP,网络电话)的能力,将POTS/ISDN业务适配到IP网络,并可以与核心业务网络配合带来更丰富的业务体验。MSAN也可以提供低速TDM业务接入能力,通过PWE3(Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge,边缘到边缘伪线仿真)等技术手段将TDM业务适配到IP网络,实现DDN(Digital Data Network,数字数据网)网络与IP网络的融合;MSAN也可以提供FR/ATM业务接入能力,通过PWE3等技术手段将FR/ATM业务适配到IP网络,实现FR/ATM网络与IP网络的融合。
总之,MSAN可以实现宽带接入网络、窄带话音接入网络、DDN接入网络和FR/ATM接入网络的完美融合,有利于运营商提供融合性的业务,大幅度降低设备投资和运维成本,降低设备投资。
一个MSAN设备融合了DSLAM、V5接入设备(DLC,数字环路载波)、VoIP接入网关(AMG,接入媒体网关)、ATM/FR接入设备和DDN接入设备的功能,减少了网络上接入设备的种类和数量。
MSAN通用的构架如图1所示,包括主控模块和业务模块,通常主控模块负责IP核心交换、协议处理以及系统的管理,IP核心交换由独立芯片实现,业务模块分别以线卡的形式在系统中出现,每一块线卡是一个独立的业务模块,如VOIP模块,PWE3模块,ATM模块等等,核心交换模块(或者称为IP核心交换模块)通过一个以太网接口与业务模块进行数据交换处理。业务模块分别负责管理特定的业务,如VOIP模块主要提供VoIP和传真转发功能,实现基本呼叫业务及其它增值业务;其他模块根据业务特殊要求进行设计,这样构成一个完整的MSAN处理系统。
业务模块与主控模块之间的处理数据可以分为两部分,一部分是业务控制数据,另一部分是业务数据。业务控制数据具体负责业务控制,主要包括业务相关的协议处理报文,如VOIP业务的H.248协议处理,PWE3的LADP协议处理;而业务数据则是业务净负荷,如VoIP的语音报文。如何组织MSAN这些数据处理是MSAN上的一个重要问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多业务接入节点及其数据报文转发方法,以实现多种不同业务接入数据的转发。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种多业务接入节点数据报文转发方法,应用于多业务接入节点,该多业务接入节点包括主控模块和业务模块,主控模块中进一步包括主处理模块、协议处理模块和核心交换模块,其中,核心交换模块从上联接口接收到业务数据报文后,将业务数据报文和该核心交换模块中配置的快速过滤处理器FFP条目进行匹配,将该业务数据报文转发到对应的业务模块。
进一步地,上述方法还可具有以下特点,所述配置FFP条目是指,将报文关键字段和业务模块进行关联;所述将业务数据报文和FFP条目进行匹配是指,所述核心交换模块收到业务数据报文后,提取业务数据报文关键字段,和FFP条目进行匹配。
进一步地,上述方法还可具有以下特点,所述报文关键字段包括如下信息之一或其组合:业务模块的地址、协议类型和端口号。
进一步地,上述方法还可具有以下特点,所述方法还包括,所述核心交换模块收到业务控制数据报文后,将其转发给主处理模块,由主处理模块转发到相应的协议处理模块处理。
本发明还提出一种多业务接入节点数据报文转发方法,应用于多业务接入节点,该多业务接入节点包括主控模块和业务模块,主控模块中进一步包括主处理模块、核心交换模块和协议处理模块,其中,核心交换模块从业务模块收到业务数据报文后,匹配三层转发表,如果存在和该业务数据报文匹配的三层转发条目,所述核心交换模块直接将所述业务数据报文通过三层交换发送到上联接口,否则,将所述业务数据报文转发到主处理模块。
进一步地,上述方法还可具有以下特点,所述主处理模块收到所述业务数据报文后,将所述业务数据报文转发到协议处理模块处理,协议处理模块查询该业务数据报文的目的媒体接入控制地址,根据查询结果将所述业务数据报文经核心交换模块发送到上联接口。
进一步地,上述方法还可具有以下特点,协议处理模块将该业务数据报文对应的三层转发写入所述核心交换模块中。
进一步地,上述方法还可具有以下特点,预留一虚拟局域网作为所述主控模块和业务模块通讯使用,在核心交换模块上,将预留虚拟局域网设置为到所述多业务接入节点主处理模块的三层转发条目,业务模块发送业务数据报文给核心交换模块时,将业务数据报文的目的MAC地址填写为MSAN的MAC地址,业务数据报文的虚拟局域网标识填写为所述预留虚拟局域网。
本发明还提出一种多业务接入节点,该多业务接入节点包括主控模块和业务模块,主控模块中进一步包括主处理模块、协议处理模块和核心交换模块,其中:
所述核心交换模块,用于从上联接口接收到业务数据报文后,将业务数据报文和FFP条目进行匹配,将该业务数据报文转发到对应的业务模块;
所述业务模块,用于接收所述业务数据报文进行处理。
本发明还提出一种多业务接入节点,该多业务接入节点包括主控模块和业务模块,主控模块中进一步包括主处理模块、协议处理模块和核心交换模块,其中:
所述业务模块,用于发送业务数据报文给核心交换模块;
所述核心交换模块,用于从业务模块接收到业务数据报文后,匹配三层转发表,如果存在和该业务数据报文匹配的三层转发条目,所述核心交换模块直接将所述业务数据报文通过三层交换发送到上联接口,否则,将所述业务数据报文转发到主处理模块;
所述主处理模块,用于收到所述业务数据报文后,将所述业务数据报文转发到协议处理模块处理;
协议处理模块,用于从主处理模块收到业务数据报文后,查询该业务数据报文的目的媒体接入控制地址,根据查询结果将所述业务数据报文经核心交换模块发送到上联接口,还用于将该业务数据报文对应的三层转发写入所述核心交换模块中。
进一步地,上述多业务接入节点还可具有以下特点,所述核心交换模块,还用于将系统预留的一虚拟局域网设置为到所述多业务接入节点主处理模块的三层转发条目;
所述业务模块,发送业务数据报文给核心交换模块时,将业务数据报文的目的MAC地址填写为MSAN的MAC地址,业务数据报文的虚拟局域网标识填写为所述预留虚拟局域网。
本发明所述方法,通过设置FFP和匹配三层转发表,实现了对MSAN的多种数据报文的转发。
附图说明
图1是MSAN系统架构图;
图2是本发明上行业务数据报文处理流程图;
图3是本发明VoIP业务控制模型示意图。
具体实施方式
如图1所示,MSAN包括主控模块和业务模块,主控模块进一步包括主处理模块、协议处理模块和核心交换模块。主处理模块通常由CPU实现。业务数据由业务模块处理,业务控制数据由主控模块处理,其中主控模块的协议处理模块处理各种业务控制协议。
本发明的中心思想是,业务数据通过核心交换模块在业务模块和上联接口之间发送和接收,业务控制数据则通过核心交换模块直接在上联接口和主处理模块之间交换。在核心交换模块上数据转发有两种方式,一是通过FFP(Fast Filter Processor,快速过滤处理器)将数据重定向到指定端口;另一种方式则是根据二三层交换进行,即根据配置的或学习的MAC/IP地址进行数据交换。其中FFP重定向优先于交换。
本发明提供一种MASN数据报文转发方法,包括:
在系统vlan(virtual local area network,虚拟局域网)资源中,预留一个vlan给业务模块和主控模块进行通讯使用,该内部预留vlan在命令接口上向用户屏蔽,不给外部用户使用,在主控模块的核心交换模块上,将预留vlan设置为到MSAN的主处理模块的三层转发条目。业务模块发送业务数据报文给核心交换模块时,将业务数据报文的目的MAC地址填写为MSAN的MAC地址,业务数据报文的虚拟局域网标识填写为所述预留虚拟局域网。
上行的业务数据报文根据三层转发条目,通过三层交换交换到外网。对于没有对应三层转发条目的业务数据报文,需要学习下一跳的ARP后才能将三层转发条目写入核心交换模块。对于没有学到ARP而需要转发出去的业务数据报文,都需要交给主控模块来进行软件转发处理。该预留VLAN提供给这些需要软件转发的业务数据报文使用。
在核心交换模块进行下行FFP条目配置,将报文的关键字段和业务模块进行关联,核心交换模块从上联接口收到业务数据报文时,获取业务数据报文关键字段,与FFP条目进行匹配,将业务数据报文转发到对应的业务模块,关键字段可以为业务模块的IP地址、协议和端口号中一种或其组合。
1)在下行方向:
对于业务数据,核心交换模块从上联接口接收到业务数据报文后,将业务数据报文和该核心交换模块中配置的快速过滤处理器FFP条目进行匹配,将该业务数据报文转发到对应的业务模块。
业务数据拥有自己特定的TCP/UDP端口号,在核心交换模块中,根据业务数据报文的目的IP地址以及目的TCP/UDP端口号设置多条FFP条目,这样业务数据报文被核心交换模块通过FFP定向到对应的业务模块端口;即业务数据报文通过上联接口进入核心交换模块后,首先被FFP过滤所匹配,报文被直接送到匹配到的业务模块。
B)对于业务控制数据,业务控制数据通过在主控模块上配置接口,直接交换到主处理模块。即业务控制数据通过核心交换模块交换给主处理模块,主处理模块将该报文交给协议处理模块进行协议相关处理。
2)在上行方向:
A)核心交换模块从业务模块收到业务数据报文后,匹配三层转发表,如果存在和该业务数据报文匹配的三层转发条目,所述核心交换模块直接将业务数据报文通过三层交换发送到上联接口,否则,将业务数据报文转发到主处理模块。主处理模块收到业务数据报文后,将业务数据报文转发到协议处理模块处理,协议处理模块查询该业务数据报文的目的媒体接入控制地址,根据查询结果将所述业务数据报文经核心交换模块发送到上联接口。协议处理模块将该业务数据报文对应的三层转发写入核心交换模块中。
即对于业务数据,其发送分成两种情况,分别采用不同的方式进行发送。上行业务数据包的目的MAC(媒体接入控制)地址为主控模块的MAC地址,对于第一个要发送的业务数据包,该报文被核心交换模块发送到主处理模块,主处理模块将该报文交给协议处理模块处理,在IP协议的软转发过程中,由于是第一个报文,查不到对应的目的IP的MAC,会发起一个ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议)请求,收到ARP应答后将该报文的目的MAC改为下一跳的MAC,将报文发送到上联接口,并且将该业务数据报文对应的三层转发条目写入核心交换模块中,和该报文目的IP相同的后续的报文则根据该三层转发条目,直接通过核心交换模块转发,不再需要主处理模块和协议处理模块的介入。
B)对于业务控制数据,由核心交换模块转发给主控模块的主处理模块,主处理模块将其转发给协议处理模块处理后,经核心交换模块发送到上联接口。
其中,上行方向业务数据发送流程如图2所示,包括:
步骤210,业务模块发送报文至核心交换模块;
业务模块有报文需要通过上联接口发送到外网的,则将报文的目的MAC地址填写为MSAN的MAC地址,将报文的目的IP地址填写目的地IP地址,vlanID为业务模块和主控模块之间的业务vlanID。
步骤220,核心交换模块从业务模块的端口收到报文后,首先匹配三层转发表,如果匹配到对应的三层转发条目,转步骤230;假如没有匹配到三层转发条目,转步骤240;
步骤230,报文通过目的IP交换到外网,即报文通过三层交换,直接送到上联接口,结束。
步骤240,核心交换模块将报文送到主处理模块处理;主处理模块收到该报文后,进行vlanID过滤和分流,假如是内部vlanID报文,则转到步骤250;假如是其他vlanID报文,则抛弃;
内部vlanID是指本发明预留vlan。
步骤250,主处理模块将报文送到TCP/IP协议栈进行IP选路和转发处理;
TCP/IP协议栈是协议处理模块的一个子模块。
步骤260,在TCP/IP协议栈中,查询出接口对应的ARP(AddressResolution Protocol,地址解析协议)条目为空,向业务vlan发起一个出接口的ARP查询报文;
步骤270,在收到ARP应答后,TCP/IP协议栈在核心交换模块中写入一条三层转发条目;
该三层转发条目包含如下信息:目的IP地址,子网掩码,下一跳mac以及出接口。
步骤280,替换报文的目的MAC为出接口MAC,源MAC填写为MSANMAC,将报文通过TCP/IP协议栈经核心交换模块发送出去,完成一次软件三层转发。
由于出接口三层转发信息已经写入核心交换模块,后续和该业务数据报文出接口相同的报文,由核心交换模块直接进行三层交换到上联接口。
下面以主控模块和VOIP模块之间数据转发为例,详细说明本发明。
在VoIP业务数据过程中,先创建VoIP所需的业务vlanA,并将上联接口加入到该vlanA中,在vlanA中创建一个三层VlanA接口,在该接口下配置IP地址IPA,配置IPA为媒体业务数据流的IP,配置媒体业务数据流的UDP端口PORTA,主处理模块根据该媒体业务数据流的IP地址IPA和UDP端口PORTA,在核心交换模块中创建一条FFP。核心交换模块收到业务数据流后,如果该业务数据流的目的地址为IPA,目的端口号为PORTA,则该业务数据流被重定向到VoIP业务模块的内联接口2上,保证了下行业务数据的正常转发。
对于业务控制数据,在主处理模块中,创建业务vlanB的三层接口,并且在该接口上配置接口地址IPB,将该IPB指定为VoIP协议报文H.248报文的本地地址,配置该vlanB的目的是允许在该vlan下目的MAC为MSANMAC的报文交换到主控模块的主处理模块。这样下行业务控制数据通过vlanB交换到主控模块的主处理模块。
上行业务控制数据(如VoIP协议数据)也从业务vlanB交换到上联接口。
上行业务数据的第一个数据包从业务模块送到主控模块,进行一跳的ARP条目学习,将出接口的三层转发写入三层转发表,并且通过IP软交换发送该数据包。后续上行业务数据通过三层转发条目从VoIP内联接口2交换到上联接口。
其他业务的处理与VoIP的处理类似,所不同的是FFP的匹配字段根据不同业务的需要不一样。

Claims (11)

1.一种多业务接入节点数据报文转发方法,应用于多业务接入节点,该多业务接入节点包括主控模块和业务模块,主控模块中进一步包括主处理模块、协议处理模块和核心交换模块,其特征在于,核心交换模块从上联接口接收到业务数据报文后,将业务数据报文和该核心交换模块中配置的快速过滤处理器FFP条目进行匹配,将该业务数据报文转发到对应的业务模块。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述配置FFP条目是指,将报文关键字段和业务模块进行关联;所述将业务数据报文和FFP条目进行匹配是指,所述核心交换模块收到业务数据报文后,提取业务数据报文关键字段,和FFP条目进行匹配。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述报文关键字段包括如下信息之一或其组合:业务模块的地址、协议类型和端口号。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括,所述核心交换模块收到业务控制数据报文后,将其转发给主处理模块,由主处理模块转发到相应的协议处理模块处理。
5.一种多业务接入节点数据报文转发方法,应用于多业务接入节点,该多业务接入节点包括主控模块和业务模块,主控模块中进一步包括主处理模块、核心交换模块和协议处理模块,其特征在于,核心交换模块从业务模块收到业务数据报文后,匹配三层转发表,如果存在和该业务数据报文匹配的三层转发条目,所述核心交换模块直接将所述业务数据报文通过三层交换发送到上联接口,否则,将所述业务数据报文转发到主处理模块。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述主处理模块收到所述业务数据报文后,将所述业务数据报文转发到协议处理模块处理,协议处理模块查询该业务数据报文的目的媒体接入控制地址,根据查询结果将所述业务数据报文经核心交换模块发送到上联接口。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,协议处理模块将该业务数据报文对应的三层转发写入所述核心交换模块中。
8.如权利要求5或6所述的方法,其特征在于,预留一虚拟局域网作为所述主控模块和业务模块通讯使用,在核心交换模块上,将预留虚拟局域网设置为到所述多业务接入节点主处理模块的三层转发条目,业务模块发送业务数据报文给核心交换模块时,将业务数据报文的目的MAC地址填写为多业务接入节点的MAC地址,业务数据报文的虚拟局域网标识填写为所述预留虚拟局域网。
9.一种多业务接入节点,该多业务接入节点包括主控模块和业务模块,主控模块中进一步包括主处理模块、协议处理模块和核心交换模块,其特征在于,
所述核心交换模块,用于从上联接口接收到业务数据报文后,将业务数据报文和FFP条目进行匹配,将该业务数据报文转发到对应的业务模块;
所述业务模块,用于接收所述业务数据报文进行处理。
10.一种多业务接入节点,该多业务接入节点包括主控模块和业务模块,主控模块中进一步包括主处理模块、协议处理模块和核心交换模块,其特征在于,
所述业务模块,用于发送业务数据报文给核心交换模块;
所述核心交换模块,用于从业务模块接收到业务数据报文后,匹配三层转发表,如果存在和该业务数据报文匹配的三层转发条目,所述核心交换模块直接将所述业务数据报文通过三层交换发送到上联接口,否则,将所述业务数据报文转发到主处理模块;
所述主处理模块,用于收到所述业务数据报文后,将所述业务数据报文转发到协议处理模块处理;
协议处理模块,用于从主处理模块收到业务数据报文后,查询该业务数据报文的目的媒体接入控制地址,根据查询结果将所述业务数据报文经核心交换模块发送到上联接口,还用于将该业务数据报文对应的三层转发写入所述核心交换模块中。
11.如权利要求10所述的多业务接入节点,其特征在于,
所述核心交换模块,还用于将系统预留的一虚拟局域网设置为到所述多业务接入节点主处理模块的三层转发条目;
所述业务模块,发送业务数据报文给核心交换模块时,将业务数据报文的目的MAC地址填写为多业务接入节点的MAC地址,业务数据报文的虚拟局域网标识填写为所述预留虚拟局域网。
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