CN101926132B - 基于ip互通虚拟租用线路的电路仿真的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于IP互通VLL的电路仿真的方法及相关系统，所述方法包括以下步骤中的一个或多个：用一个或多个逻辑接口配置电路仿真端口；在一个或多个逻辑接口中的每一个逻辑接口上配置一个或多个信道；用目的地IP地址配置一个或多个信道；用目的地UDP端口号配置一个或多个信道；对一个或多个信道中的每一个信道指定Ipipe VLL；确定将要在所指定的Ipipe上传送的TDM业务；将TDM业务分组化；用封装来封装TDM业务；将TDM业务的一个或多个分组插入IP互通VLL；通过Ipipe发送一个或多个分组；从TDM业务的一个或多个分组除去封装；以及将一个或多个分组转发到IP目的地。
Description
技术领域
本发明一般涉及网络中的电路仿真。
背景技术
虚拟租用线路(VLL)是一种在网际协议(IP)和多协议标签交换(MPLS)网络(IP/MPLS)上提供基于以太网的点对点通信的方式。该技术有时也称为虚拟专用线路业务(VPWS)或基于MPLS的以太网(EoMPLS)。VLL通常使用伪线封装以在IP/MPLS骨干上通过MPLS隧道传输以太网业务。
在计算机联网和通信中，MPLS是属于分组交换网络家族的数据携带机制。MPLS在OSI模型层工作，该OSI模型层通常被认为位于层2或数据链路层与层3或网络层的传统定义之间。因此，MPLS也可称为“层2.5”协议。
MPLS被设计成向基于电路的客户机和提供数据报服务模型的分组交换客户机两者提供统一的数据携带业务。MPLS可用于携带许多不同种类的业务，包括IP分组以及原生的ATM、SONET和以太网帧。
基于IP的电路仿真(CEoIP)提供IP网络上与协议无关的传输。与租用线路类似，CEoIP使得专有或遗留应用能够相对目的地透明地携带。
当一个端点是以太网而另一个端点是非以太网技术时，上述技术的典型实施不能够提供在MPLS网络上基于IP/UDP的电路仿真(CEM)。因此，需要当一个端点是以太网而另一个端点是非以太网技术时在MPLS网络上基于IP/UDP的CEM。
本发明的上述目的和优点例示了可通过各种示意性实施例实现的目的和优点，而并不是可实现的可能的优点的穷举或限制。因此，各种示意性实施例的这些和其它目的和优点根据在此的描述是显而易见的或可以从实施各种示意性实施例而获知，它们均体现在此或可根据对本领域技术人员是显而易见的任何变形修改。相应地，本发明存在于在此在各种示意性实施例中示出并描述的新颖的方法、装置、组合和改进中。
发明内容
根据当前对基于IP互通VLL的电路仿真的需要，提供了各种示意性实施例的概述。在以下概述中进行了某些简化和省略，其旨在突出和介绍各种示意性实施例的某些方面，而并非限制其范围。足以使本领域普通技术人员可利用本发明概念的优选示意性实施例的详细描述将在稍后的部分中给出。
电路仿真业务(CES)通过将时分复用(TDM)电路(诸如语音电路)移至分组交换网络上的CES而使运营商能够实现成本节约。因此，CES是电信市场中快速发展的领域。
各种示意性实施例采用三种不同标准之一来解决上述和以下的问题。一种方法用于使应用能够在传送在TDM电路上的IP/UDP业务封装上实现。该方法通常用于无线应用或另一种需要TDM格式与IP格式之间的某种互通的应用。
在此所述的三种不同的封装标准包括一种基于MPLS的、另一种基于以太网的以及第三种使用IP/UDP的。相信第三种选项对于无法使用MPLS的应用是优选的。
该第三种方法的典型部署包括基于IP的CES、层3路由的网络。然而，这种实施例不具有可通过诸如MPLS的其它方法获得的可靠性或服务质量(QoS)。
可靠性和QoS能力在某些应用中是重要的，例如用以确保业务的要求可被满足。这种应用的例子包括对于传输中的延迟敏感的语音业务。当通信运营商期望最大化其通信网络的容量利用时，该担心变得尤其重要。
通过采用IP互通VLL，网络的具有MPLS的部分能够利用QoS要求。因此，在此描述的主题通过使用网络的能够支持IP/MPLS的部分中的IP/MPLS而使应用能够利用QoS。因此，各种示意性实施例将IP/UDP封装在IP互通VLL中，并以受保证的QoS通过网络将其发送到网络的相对端。
各种示意性实施例针对帧中继、ATM和PPP实现。这种实施例将IP从能够响应以太网ARP请求的一侧路由到不能响应以太网ARP请求的另一侧。各种示意性实施例添加了电路仿真。
在实现时，在系统的电路仿真一侧不包括IP地址。这是因为电路仿真将IP流转换成纯TDM流，以致对于该流无需IP地址。
各种示意性实施例包括在诸如CEM信道的信道上终止的E1/TI。然而，这种实施例通常不会响应ARP请求。因此，各种示意性实施例克服了上述的一个或多个问题。
例如，各种示意性实施例将CEM业务与IP/UDP报头一起封装在IP互通VLL(Ipipe)中。Ipipe使得诸如ATM或帧中继的非以太网技术能够在使用层3路由的PDU时以及在非以太网技术无法发送ARP响应时在远端连接到以太网。因此，在各种示意性实施例中，管道的一端是CEM信道业务接入点(SAP)，管道的另一端是以太网SAP。
基于上述内容，各种示意性实施例使MPLS的优点能够对CEM服务实现。同样，各种示意性实施例使QoS能够对CEM服务实现。这些优点在纯IP/UDP系统中不可得。
附图说明
为了更好地理解各种示意性实施例，参照所附的附图，其中：
图1是示例性的IP互通VLL的系统的实施例的示意图；
图2是示例性的基于IP互通VLL的电路仿真的系统的实施例的示意图；
图3是示例性的基于IP互通VLL的电路仿真的方法的流程图。
具体实施方式
现在参照附图，其中相同的数字表示相同的组件或步骤，披露了各种示意性实施例的广泛方面。
图1是示例性的IP互通VLL的系统100的实施例的示意图。系统100包括IP/MPLS网络云110、CE1、CE2、CE3、CE4、PE1和PE2。CE1用IP地址64.47.30.1/32表示。CE2用IP地址64.47.30.2/32表示。CE3用IP地址64.47.31.1/32表示。CE4用IP地址64.47.31.2/32表示。
CE1通过通信线路130连接到PE1。在所示的系统100中，通信线路130表示为FR SAP 1/1/1:100。CE 2通过通信线路160连接到PE 2。在系统100中，通信线路160被描述为以太网/VLAN SAP 1/1/1:1000。CE3通过被描述为ATM SAP 2/1/1:0/100的通信线路140连接到PE1。CE4通过被描述为以太网/VLAN SAP 3/1/1:1001的通信线路150连接到PE1。PE 1经由通信线路120通过IP/MPLS网络云110连接到PE2。在各种示意性实施例中，通信线路120是IP伪线(PW)。这在此也被称为Ipipe。
示例性系统100的Ipipe提供附着到点对点接入电路的主机之间的IP连通性。这种点对点接入电路的实例包括具有路由的PDU IPv4封装和附着到以太网接口的主机的帧中继(FR)、ATM和PPP。在各种示意性实施例中，两个主机似乎在同一个IP接口上。在各种示意性实施例中，该特性能够实现不同链路层技术之间的业务互通。因此，系统100的一部分使用IP/MPLS，系统100的另一部分是纯IP并且不具有任何QoS保证。
为了能够在图1中的CE1和CE2之间转发IP分组，在各种示意性实施例中PE2被手工配置有CE1和CE 2IP地址两者。在各种示意性实施例中，PE2维护每一个IP互通VLL的ARP缓存上下文。同样，在各种示意性实施例中，PE2对于其通过以太网SAP接收的ARP请求，始终跟踪IP到MAC地址的关联。
在各种示意性实施例中，为了转发目的地为CE2的单播帧，PE2知道CE2的MAC地址。在各种示意性实施例中，当PE2的ARP缓存中 没有条目时，PE2通过以太网SAP 160发送用于CE2的MAC地址的ARP请求消息。因此，目的地为CE1的单播帧通过以太网SAP 160从CE2转发到PE2。
在各种示意性实施例中，PE2在接受目的地为CE1的从CE2转发到PE2的单播帧之前，验证所接收的以太网帧的MAC目的地地址。如果所接收的以太网帧的MAC目的地地址被验证，则其匹配以太网SAP的MAC目的地地址。在各种示意性实施例中，PE2然后除去以太网报头，并将IP分组直接封装到PW中而无需控制字。在没有控制字的PW经由IP伪线120通过IP/MPLS云110从PE2发送到PE1之后，PE1除去PW封装，并使用适当的用于路由的PDU封装的标准通过FR SAP 130转发IP分组。
图2是示例性的基于IP互通VLL的电路仿真的系统200的实施例的示意图。描述该过程的各方面从CE2开始，TDM数据流被接收并转换成具有UDP报头的IP分组。转换后的具有UDP报头的IP分组然后通过通信链路260发送到PE2。然后，通常，PE2执行互通以实际通过Ipipe 220发送转换后的具有UDP报头的IP分组。该传输接着通过MPLS骨干发送IP分组。随后，在PE1处，具有UDP报头的IP分组从IP/MPLS分组转换回TDM流。因此，包含在分组中的信息的传输在IP/MPLS 210之外继续。
示例性系统200在许多方面对应于示例性系统100。示例性系统200与示例性系统100之间的显著区别是示例性系统200增加了电路仿真。
IP PW 220和IP/MPLS云210分别对应于IP PW 120和IP/MPLS云110。同样，CE2在示例性系统100与示例性系统200之间重复。IP PW Ipipe220在CEM端口240上在PE1处终止。CEM端口240具有例如CEM SAP4/1/1.1.1.1。
在相对端，Ipipe 220在以太网端口250上在PE2处终止。在各种示意性实施例中，以太网端口250是POS端口。以太网端口250具有例如以太网/VLAN SAP 1/1/1:1000。
通信路径230连接CE5和PE1。在各种示意性实施例中，通信路径 230在两个方向上都携带TDM业务。因此，在各种示意性实施例中，通信路径230不携带IP业务。如在示例性系统200中所示的，通信路径230被标记为CEM SAP 4/1/1.1.1.1。
在各种示意性实施例中，CEM端口240被配置有一个或多个逻辑接口。在各种示意性实施例中，CEM端口240所配置的多个逻辑接口中的每一个逻辑接口都具有唯一的IP地址(A.B.C.D)。在各种示意性实施例中，一个或多个信道被配置在每一个接口上，并且对于每一个信道具有唯一的UDP端口号。在各种示意性实施例中，一个或多个信道还配置有远端CE2目的地IP地址和目的地UDP端口号。类似地，在各种示意性实施例中，对于每一个信道，指定了Ipipe VLL。对于在系统200中示出的示例性信道，VLL在PE2上终止。
在各种示意性实施例中，PE2经由通信信道路径260通过静态路由的IP网络连接到CE2。在各种示意性实施例中，CE2是能够处理电路仿真业务的路由的IP封装的简单电路仿真设备。在各种示意性实施例中，端口250面向CE2并以特殊模式配置，该模式允许端口250根据所接收的分组的UDP端口号确定将要在IP PW 220上传送的业务。
在各种示意性实施例中，当在IP互通VLL 220中封装的TDM业务从PE2到达PE1处时，该业务被分组化，并用配置所指定的IP报头进行封装，并被转换成TDM流。例如，在各种示意性实施例中，当TDM业务到达时，用CE2目的地IP地址、目的地UDP端口号、PE1源IP地址和与信道对应的UDP端口进行封装。
在各种示意性实施例中，然后，分组被插入IP互通VLL中，并经由IP PW 220通过MPLS网络云210发送。当分组到达PE 2时，MPLS封装被除去，分组经由通信路径260从端口250向CE 2转发。在端口250是以太网端口的实施例中，生成ARP请求，其指定CE 2作为目的地并指定CEM端口240的IP地址作为源。
在各种示意性实施例中，当TDM业务到达CE 2时，该业务类似地被分组化，并用IP报头封装，其中目的地IP地址和UDP端口对应于CEM 端口240。而且，在端口250是以太网的实施例中，ARP请求将或者从PE2(如果端口250与PE2直接连接)或者沿通信路径260从中间路由器接收。
在各种示意性实施例中，PE2响应来自CE2的对与PE1相关联的IP地址的ARP请求。在各种示意性实施例中，当分组到达PE2时，执行特殊查找，IP地址和UDP端口号的组合告诉PE2将分组放置于哪个IP互通VLL上。在各种示意性实施例中，然后，PE2增加MPLS封装，并经由IP PW 220通过IP/MPLS云210向PE1转发分组。
因此，PE2是IP/UDP被转换到IP PW 220中以进行IP/MPLS互通的位置。根据上述描述，在各种示意性实施例中，所有端口250都用于在此描述的应用。
根据以上所述，FR SAP通信路径130被CEM SAP 240代替。此外，在各种示意性实施例中，每个CEM电路与IP地址240上各自的UDP端口相关联。例如，这包括CE5的IP地址。
一般地，如在此所描述的，Ipipe携带用于每一个CEM电路的仅仅一个IP地址和UDP端口的CEM业务。因此，PE2必须配置有每一个携带CEM业务的Ipipe的IP地址和UDP端口。
图3是示例性的基于IP互通VLL的电路仿真的方法300的流程图。该方法300从步骤305开始并继续到步骤310。
在步骤310，CEM端口240配置有一个或多个逻辑接口。如上所述，在各种示意性实施例中，每一个逻辑接口都具有唯一的IP地址。
在步骤310之后，方法300继续到步骤315。在步骤315，在每个接口上配置一个或多个信道。在各种示意性实施例中，这包括用特定接口的唯一UDP端口号配置每个信道。
在步骤315之后，方法300继续到步骤320。在步骤320，一个或多个信道还配置有远端目的地IP地址。在步骤320之后，方法300继续到步骤325。在步骤325，一个或多个信道还配置有目的地UDP端口号。
在步骤325之后，方法330继续到步骤320。在步骤330，对于一个或 多个信道中的每一个信道指定Ipipe VLL。
在步骤330之后，方法330继续到步骤335。在步骤335，确定将要在Ipipe上传送的业务。在各种示意性实施例中，该确定根据所接收的分组的IP地址和UDP端口号进行。
在步骤335之后，方法330继续到步骤340。在步骤340，将TDM业务分组化。在各种示意性实施例中，TDM业务在其到达示例性信道(诸如以上讨论的PE1)时被分组化。
在步骤340之后，方法330继续到步骤345。在步骤345，TDM业务被封装。在各种示意性实施例中，步骤345也在TDM业务到达诸如PE1的示例性信道时执行。
在各种示意性实施例中，TDM业务在步骤340进行分组化，并在步骤345中用配置所指定的IP报头和UDP报头进行封装。这在上面进行了详细的说明。
在步骤345之后，方法330继续到步骤350。在步骤350，每一个分组被插入IP互通VLL。
在步骤350之后，方法330继续到步骤355。在步骤355，每个分组经由Ipipe 220通过MPLS网络云210发送。
在步骤355之后，方法330继续到步骤360。在步骤360，MPLS封装从分组除去。如上所述，在各种示意性实施例中，步骤360在分组到达PE2时发生。
同样如上所述，在步骤365，在端口250是以太网端口的实施例中，生成ARP请求。因此，步骤365可以从某些实施例中省略应是显而易见的。
在步骤370，分组例如经由通信路径260从端口250向CE2转发，如上所述。在步骤370之后，方法300继续到步骤375，在此，方法300停止。
根据上述内容，相对以前已知的解决方案，各种示意性实施例实现了成本节约和改进的QoS。在各种示意性实施例中，通过互通以太网和非以太网CE的能力可实现成本节约，而无需额外的设备或升级。同样，在各 种示意性实施例中，通过TE能力和通过使用IP/MPLS伪线以在运营商核心网络上携带CEM业务而获得QoS好处。
尽管具体参考各种示例性实施例的某些示例性方面详细描述了各种示意性实施例，但是应当理解，本发明能够具有其它不同的实施例，并且其细节能够在各种明显的方面进行修改。正如对本领域的普通技术人员显而易见的，可实现变形和修改，而保持在本发明的精神和范围内。因此，上述公开、说明和附图只是用于例示的目的，而并非以任何方式限制本发明，本发明仅由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种基于IP互通VLL的电路仿真以使具有非以太网技术的电路仿真端口能够连接到以太网端口的方法，包括：
用一个或多个逻辑接口配置所述电路仿真端口；
在所述一个或多个逻辑接口中的每一个逻辑接口上配置一个或多个信道；
用目的地IP地址配置所述一个或多个信道；
用目的地UDP端口号配置所述一个或多个信道；
对所述一个或多个信道中的每一个信道指定IP互通VLL；
确定将要在IP互通VLL上传送的TDM业务；
将所述TDM业务分组化；
封装所述TDM业务；
将所述TDM业务的一个或多个分组插入所述IP互通VLL；
通过所述IP互通VLL发送所述一个或多个分组；
从所述TDM业务的所述一个或多个分组除去封装；
生成ARP请求，其中所述ARP请求指定电路仿真设备作为目的地并指定所述电路仿真端口的IP地址作为源；以及
将所述一个或多个分组从所述以太网端口转发到所述目的地。
2.如权利要求1所述的基于IP互通VLL的电路仿真的方法，其中，所述一个或多个逻辑接口中的每一个逻辑接口具有唯一的IP地址。
3.如权利要求1所述的基于IP互通VLL的电路仿真的方法，其中，封装所述TDM业务包括用IP报头封装所述TDM业务。
4.如权利要求3所述的基于IP互通VLL的电路仿真的方法，其中，封装所述TDM业务还包括：
用所述目的地IP地址、所述目的地UDP端口号、源IP地址以及与所述一个或多个信道对应的UDP端口号封装所述TDM业务。
5.如权利要求1所述的基于IP互通VLL的电路仿真的方法，还包括：
执行特殊查找，其中，IP地址和UDP端口号的组合导致在其中插入所述一个或多个分组的IP互通VLL的确定。
6.如权利要求1所述的基于IP互通VLL的电路仿真的方法，其中，所述TDM业务用MPLS封装。
7.如权利要求1所述的基于IP互通VLL的电路仿真的方法，其中，IP互通VLL携带用于仅仅一个IP地址和该仅仅一个IP地址的仅仅一个UDP端口的电路仿真业务，所述方法还包括：
跟踪与给定IP地址的每个IP互通VLL相关联的UDP端口。
8.如权利要求7所述的基于IP互通VLL的电路仿真的方法，其中，跟踪通过ARP缓存执行。
9.一种基于IP互通VLL的电路仿真以使具有非以太网技术的电路仿真端口能够连接到以太网端口的系统，包括：
源，用于生成一个或多个分组以传输；
第一通信路径，用于传输来自所述源的所述一个或多个分组；
电路仿真端口，其具有用于从所述源接收所述一个或多个分组的一个或多个逻辑接口，所述一个或多个逻辑接口中的每一个逻辑接口具有一个或多个信道，所述一个或多个信道中的每一个信道用目的地IP地址和UDP端口号配置；
IP/MPLS网络云，其具有用于从所述源接收包括所述一个或多个分组的分组化且封装的业务并转发所述分组化且封装的业务的IP伪线；以及
以太网端口，用于接收所述分组化且封装的业务，以及用于从所述一个或多个分组除去所述封装并将所述一个或多个分组转发到目的地，其中ARP请求被生成以指定电路仿真设备作为目的地并指定所述电路仿真端口的IP地址作为源。
10.如权利要求9所述的基于IP互通VLL的电路仿真的系统，还包括：
第二通信路径，用于将所述一个或多个分组转发到所述目的地，所述目的地接收所述一个或多个分组。
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