CN102025549A - 固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法和系统，该方法包括：接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据；根据所述PDP会话对应的IP地址，将所述业务数据发送给专用网接入路由器，以使所述专用网接入路由器将所述业务数据发送给企业网。由于本发明中的GGSN通过直连链路将备份的业务数据直接发送给专用网接入路由器，使得备份传输的业务数据在私网中传输而无需经过公网，由此可以增加虚拟专用网络中备份传输的业务数据信息的保密性，并且由于无需经过公网传输数据，从而可以提高传输速率。

Description

固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法和系统

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法和系统。

背景技术

目前，国际固网数据业务是一种面向跨国企业提供的国际专线以及多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，简称为：MPLS)虚拟专用网络(Virtual Private Network，简称为：VPN)组网服务，国内通常以同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，简称为：SDH)、数字数据网(Digital Data Network，简称为：DDN)和以太专线等方式作为客户端接入方式。在进行实际网络部署时，客户从成本考虑，租用接入电路一般不会同时租用两条物理隔离的本地电路，而一旦接入电路出现故障，该接入点就无法正常通信。因此，现有技术中出现了采用无线数据接入等方式作为正常专线电路资源未到位时的临时替代电路，或者采用无线数据接入等方式作为主用专线电路的备份电路。

图1为现有的基于无线方式的路由备份方案中无线网络部分的组网示意图。如图1所示，无线网络作为固定主用网的备份；正常状态下企业分支机构可以通过固定主用网与企业总部进行通信，当该固定主用网发生故障时，企业分支机构可以通过无线网络传输业务数据。如图1所示，通过无线网络传输业务数据的过程可以为：业务数据经网关通用分组无线业务(General Packet Radio Service，简称：GPRS)支持节点(Gateway GPRSSupport Node，简称：GGSN)、核心交换机、防火墙及GGSN的Gi出口路由器传输到公网(Internet)后，然后经互联网协议安全(IP Security，简称：IPSec)网关、接入路由器传输到企业网，最后经企业网接入路由器传输到企业内网，从而实现了业务数据的备份传输。其中，位于防火墙之内的网络设备属于私网，位于防火墙之外的网络设备属于公网。

然而，在现有的路由备份方案中，备份传输的业务数据要途经位于公网的IPSec网关。由此，使得业务数据的备份传输过程容易受到攻击，从而造成业务数据信息泄露；并且由于公网路由收敛耗时较多，导致网络切换时延较长(大约为几十秒钟)，降低传输速率。

发明内容

本发明提供一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法和系统，用以增加虚拟专用网络中备份传输的业务数据信息的保密性，提高传输速率。

本发明提供一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法，该方法包括：

接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据；

根据所述PDP会话对应的IP地址，将所述业务数据发送给专用网接入路由器，以使所述专用网接入路由器将所述业务数据发送给企业网。

本发明提供一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输系统，该系统包括：GGSN；所述GGSN包括：

第一数据接收模块，用于接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据；

数据发送模块，用于根据所述PDP会话对应的IP地址，将所述业务数据发送给专用网接入路由器，以使所述专用网接入路由器将所述业务数据发送给企业网。

本发明的固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法和系统，GGSN接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话发送的业务数据，然后通过直连链路将所述业务数据发送给专用网接入路由器，以使将专用网接入路由器将该业务数据发送给企业网。由于本发明中的GGSN通过直连链路将备份的业务数据直接发送给专用网接入路由器，使得备份传输的业务数据在私网中传输而无需经过公网，由此可以增加虚拟专用网络中备份传输的业务数据信息的保密性，并且由于无需经过公网传输数据，从而可以提高传输速率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的基于无线方式的路由备份方案中无线网络部分的组网示意图；

图2为本发明固网MPLS VPN备份传输方法实施例一的流程图；

图3为本发明固网MPLS VPN备份传输方法实施例二的流程图；

图4为本发明方法实施例二中的组网示意图；

图5为本发明方法实施例二中GGSN与专用网接入路由器直连部署的示意图；

图6为本发明固网MPLS VPN备份传输系统实施例一的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为本发明固网MPLS VPN备份传输方法实施例一的流程图，如图2所示，该方法包括：

步骤201、接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP(PackageData Protocol，分组数据协议)会话传输的业务数据。

本发明各实施例可以应用于3G网络中。本发明实施例的执行主体为GGSN。

在固网正常时，MPLS VPN的业务数据通过固网传输。在固网发生故障时，用户侧接入路由器将待传输的业务数据发送给无线网络中的核心网分组域设备。其中，所述的核心网分组域设备例如可以包括GGSN和核心交换机等。

其中，在用户侧接入路由器向核心网分组域设备发送业务数据之前，要先激活PDP上下文，以建立用户侧接入路由器与核心网分组域设备中的GGSN之间的PDP会话。在PDP会话建立后，GGSN可以接收到用户侧接入路由器通过PDP会话传输的业务数据。

步骤202、根据PDP会话对应的IP地址，将业务数据发送给专用网接入路由器，以使专用网接入路由器将业务数据发送给企业网。

GGSN根据该PDP会话，可以获取到该PDP会话对应的一个或多个网段IP地址；然后GGSN根据获取到的IP地址，通过直连链路将业务数据发送给专用网接入路由器；然后专用网接入路由器将该业务数据发送给企业网，从而实现了业务数据的备份传输。

其中，为了保证GGSN可以获取到该PDP会话对应的IP地址，本实施例中的GGSN需要具有路由分析功能。

本发明实施例，在固网发生故障后，GGSN接收用户侧接入路由器发送的业务数据，并通过直连链路将该业务数据传输给专用网接入路由器，以使专用网接入路由器将该业务数据传输至企业网。由于本发明实施例中备份传输的业务数据无需经过公网，由此可以增加虚拟专用网络中备份传输的业务数据信息的保密性，并且由于避免了公网路由收敛，从而可以提高传输速率。

图3为本发明固网MPLS VPN备份传输方法实施例二的流程图，图4为本发明方法实施例二中的组网示意图，图5为本发明方法实施例二中GGSN与专用网接入路由器直连部署的示意图；如图3-图5所示，该方法包括：

步骤301、GGSN接收用户侧接入路由器在固网发生故障时经由SGSN根据用户侧接入路由器对应的APN发送的PDP会话请求，以建立PDP会话。

如图4所示，用户侧接入路由器与固网和无线备用网连接；核心网分组域设备可以包括：GPRS服务支持节点(Servicing GPRS Support Node，以下简称为：SGSN)、归属位置寄存器(Home Location Register，以下简称为：HLR)、GGSN和核心交换机；其中核心交换机在图4中未示出。

在进行通信之前，固网给支持固定和移动方式的用户侧接入路由器分配一个固定接入IP地址，无线网络为用户侧接入路由器内置的全球用户身份模块(Universal Subscriber Identity Module，简称为：USIM)卡分配一个专用接入点名称(Access Point Name，以下简称为：APN)，该APN可以用于路由解析。

在通信过程中，用户侧接入路由器接收VPN用户主机发送的业务数据，其中，该VPN用户主机例如可以为企业分支机构中的用户主机；在固网通信正常时，用户侧接入路由器将该业务数据通过固网发送给VPN，其中固网为主用网络；在固网发生故障时，用户侧接入路由器向核心网分组域设备查询该用户侧接入路由器对应的APN，具体可以为：用户侧接入路由器向SGSN发送查询请求，SGSN从HLR中查询该用户侧接入路由器对应的APN，然后将查询到的APN告知用户侧接入路由器，并将接入路由器发送的PDP会话请求转发给该接入路由器的APN对应的用户侧接入路由器GGSN。

步骤302、GGSN根据PDP激活请求中的APN，为用户侧接入路由器分配IP地址。

GGSN根据PDP激活请求中的APN，为用户侧接入路由器分配私网IP地址；若PDP激活请求中的APN对应的用户类型为虚拟专用网用户类型，则为用户侧接入路由器分配用于接入企业网的IP地址。

具体的，GGSN可以建立至少两个地址池，例如地址池A和地址池B，其中地址池A中的IP地址用于接入企业网，地址池B中的IP地址用于接入公网；当GGSN接收到PDP激活请求后，判断该PDP激活请求中的APN对应的用户类型；若该APN对应的用户类型为虚拟专用网用户类型，则为该用户侧接入路由器分配地址池A中的IP地址；若该APN对应的用户类型为普通用户类型，则为该用户侧接入路由器分配地址池B中的IP地址。

此外，GGSN在PDP激活时可以获取用户侧接入路由器下挂的局域网的网段信息，然后将该局域网的IP地址宣告给专用网接入路由器。

步骤303、GGSN将IP地址发送给用户侧接入路由器，以使用户侧接入路由器根据IP地址发送业务数据。

GGSN为用户侧接入路由器分配IP地址后，将分配的该IP地址通过PDP激活接受消息发送给用户侧接入路由器；并且GGSN将用户侧接入路由器下挂网络的IP地址宣告给专用网接入路由器。

步骤304、GGSN接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据。

用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话将业务数据传输给GGSN。

具体地用户侧接入路由器可以通过无线方式将业务数据发送给基站(NodeB)，然后由基站以有线方式将接收到的业务数据传输给无线网络控制器(Radio Network Controller，简称：RNC)，进而由RNC将业务数据传输给GGSN。

步骤305、GGSN根据PDP会话对应的IP地址，将业务数据通过直连链路发送给专用网接入路由器，以使专用网接入路由器将业务数据发送给企业网。

步骤306、专用网接入路由器接收到GGSN通过直连链路传输的业务数据后，将该业务数据发送给企业网，该企业网可以为业务总部。

其中，系统中可以包括多个专用网接入路由器，例如PE1、PE2和PE3等。GGSN可以分别与多个PE相连接。

本发明实施例，在固网发生故障后，GGSN接收用户侧接入路由器发送的业务数据，并通过直连链路将该业务数据传输给专用网接入路由器，专用网接入路由器将该业务数据传输至企业网。由于本发明实施例中备份传输的业务数据无需经过公网，由此可以增加VPN中备份传输的业务数据信息的保密性，并且由于避免了公网路由收敛，从而可以提高传输速率。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图6为本发明固网MPLS VPN备份传输系统实施例一的示意图，如图6所示，该系统包括：GGSN 61。

GGSN 61包括：第一数据接收模块611和数据发送模块613。

第一数据接收模块611接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据。数据发送模块613根据PDP会话对应的IP地址，将业务数据发送给专用网接入路由器，以使专用网接入路由器将业务数据发送给企业网。

进一步的，GGSN 61还可以包括：请求接收模块615、地址分配模块617和地址发送模块619。

请求接收模块615接收用户侧接入路由器在固网发生故障时经由SGSN根据用户侧接入路由器对应的APN发送的PDP会话请求，以建立PDP会话。地址分配模块617根据PDP激活请求中的APN，为用户侧接入路由器分配IP地址。地址发送模块619用于将IP地址发送给用户侧接入路由器，以使用户侧接入路由器根据IP地址发送业务数据。

其中，地址分配模块617可以进一步包括：判断单元和分配单元(图中未示出)。

判断单元根据PDP激活请求中的APN判断APN对应的用户类型。分配单元用于若判断单元判断用户类型为虚拟专用网用户类型，则为用户侧接入路由器分配用于接入企业网的IP地址。

进一步的，本发明实施例提供的传输系统还可以包括：用户侧接入路由器63和专用网接入路由器65。

其中，用户侧接入路由器63在固网发生故障时经由SGSN根据用户侧接入路由器对应的APN向GGSN发送PDP会话请求，并在接收到GGSN分配的IP地址后，根据IP地址将业务数据发送给GGSN。

专用网接入路由器65接收GGSN发送的业务数据，并将业务数据发送给企业网。其中，专用网接入路由器可以为一个或多个。每个专用网接入路由器均与GGSN直连部署。

下面参见图4和图5，具体说明图6所示实施例提供的系统的部署模式和工作流程：

如图4和图5所示，GGSN与PE的直连链路位于防火墙内，GGSN可以通过直连链路接入多个PE，即每个PE都可以与GGSN相连，其中PE的个数可以根据实际情况配置；采用多个PE，可以使PE的工作负荷相当，同时又是一种有效的共享保护方法，在任何一个PE发生故障时，其所承担的客户都可以通过其他PE连接到企业网。核心网分组域设备中的GGSN或核心交换机与PE可以直连部署；若GGSN有足够的端口，则GGSN可以与PE直连部署，若GGSN没有足够的端口，则核心交换机可以与PE直连部署。

该系统的工作流程可以为：在固网正常工作时，用户侧接入路由器的3G分组域(packet switch domain，简称为：PS域)PDP不激活，用户侧接入路由器沿固网宣告至PE1，并由PE1在VPN PE之间传递，从而使得VPN用户主机能够通过专线访问企业网；当固网故障时，PE1中路由失效，首先进行路由收敛，同时用户侧接入路由器通过无线网络激活PDP上下文，路由通过用户侧接入路由器沿无线路由宣告至GGSN，然后由GGSN通过直连链路将该路由宣告至PE2，并由PE2在VPN PE之间传递，待路由收敛之后，用户主机能通过3G PS域访问企业网。其中，本发明各实施例中的直连链路的实现采用用户侧接入路由器之后的地址路由(Routing behindMS，非L2TP方式)技术。

从固网到无线网络的倒换过程中倒换时间主要取决于路由在大客户专网中的收敛时间，大约为几秒钟。

其中，上述的用户接入流程可以为：

a1、用户侧接入路由器在检测到固网宕机后，发起附着流程，在SGSN上注册MM上下文信息，并向HLR查询该用户侧接入路由器对应的APN；

a2、用户侧接入路由器使用查询到的APN进行PDP激活，GGSN通过PDP激活时获取用户侧接入路由器之后的网段信息，进而获取相关的路由信息，并且用户侧接入路由器将该用户侧接入路由器下挂的局域网的IP地址通过GGSN宣告给专用网接入路由器(PE)；GGSN为用户侧接入路由器分配私网IP地址，核心网通过PDP激活接受消息将该私网IP地址携带给用户侧接入路由器；

a3、用户侧接入路由器附着激活流程完成，在用户侧接入路由器与企业网关(即企业侧的用户接入路由器)之间分组会话通道成功建立。

在上述分组会话通道建立后，用户的业务数据报文转发流程可以为：

b1、对于传输上行业务数据的上行IP报文：用户侧接入路由器在LAN口接收上行IP报文，并将该上行IP报文通过PDP会话经由无线网络和SGSN传递至GGSN，GGSN根据PDP会话获取到对应的IP地址，将该上行IP报文通过直连链路发送给专用网接入路由器；该用户侧接入路由器所激活的PDP上可能会出现源IP地址不是PDP的地址的情况，GGSN要支持反电子欺骗(anti-spoofing)等功能以实现不影响这些上行数据报文的正常转发。

b2、对于下行的应答报文，同样会出现目标地址非PDP主机地址的情况，这种情况下GGSN需要根据网段路由将这些非PDP主机地址的下行报文关联到相应的PDP上，并将这个下行报文经过这个PDP的封装传达给用户侧接入路由器，再由用户侧接入路由器将数据分发到具体的设备上。

本发明实施例提供的固网MPLS VPN备份传输系统的工作原理和工作流程还可以参见前述各方法实施例中的描述。

除了具有前述方法实施例具有的优点以外，本发明实施例的系统部署方式利用3G数据接入方式实现了对固网MPLS VPN业务的备份，实现了对业务的固定、移动双路由保护，为固定、移动网络提供了一种融合的业务。该部署方式充分考虑业务对现网升级改造的影响，改动小，费用低，实施快，一旦完成改造，不仅可满足国际运营商的落地需求，还可以为集团客户实现差异化服务，可增强联通数据业务的可靠性、经济型和竞争性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法，其特征在于，包括：

接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据；

根据所述PDP会话对应的IP地址，将所述业务数据发送给专用网接入路由器，以使所述专用网接入路由器将所述业务数据发送给企业网。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据之前，所述方法还包括：

接收所述用户侧接入路由器在固网发生故障时经由SGSN根据所述用户侧接入路由器对应的APN发送的PDP会话请求，以建立PDP会话；

根据所述PDP激活请求中的APN，为所述用户侧接入路由器分配IP地址；

将所述IP地址发送给所述用户侧接入路由器，以使所述用户侧接入路由器根据所述IP地址发送所述业务数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述为所述用户侧接入路由器分配IP地址包括：

若所述PDP激活请求中的APN对应的用户类型为虚拟专用网用户类型，则为所述用户侧接入路由器分配用于接入所述企业网的IP地址。

4.一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输系统，其特征在于，包括：GGSN；所述GGSN包括：

第一数据接收模块，用于接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据；

数据发送模块，用于根据所述PDP会话对应的IP地址，将所述业务数据发送给专用网接入路由器，以使所述专用网接入路由器将所述业务数据发送给企业网。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述GGSN还包括：

请求接收模块，用于接收所述用户侧接入路由器在固网发生故障时经由SGSN根据所述用户侧接入路由器对应的APN发送的PDP会话请求，以建立PDP会话；

地址分配模块，用于根据所述PDP激活请求中的APN，为所述用户侧接入路由器分配IP地址；

地址发送模块，用于将所述IP地址发送给所述用户侧接入路由器，以使所述用户侧接入路由器根据所述IP地址发送所述业务数据。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述地址分配模块包括：

判断单元，用于根据所述PDP激活请求中的APN判断所述APN对应的用户类型；

分配单元，用于若所述判断单元判断所述用户类型为虚拟专用网用户类型，则为所述用户侧接入路由器分配用于接入所述企业网的IP地址。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：用户侧接入路由器；

所述用户侧接入路由器用于在固网发生故障时经由SGSN根据所述用户侧接入路由器对应的APN向所述GGSN发送PDP会话请求，并在接收到所述GGSN分配的IP地址后，根据所述IP地址将所述业务数据发送给所述GGSN。

8.根据权利要求4-7任一所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：专用网接入路由器；所述专用网接入路由器用于接收所述GGSN发送的所述业务数据，并将所述业务数据发送给企业网。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述专用网接入路由器为一个或多个。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述专用网接入路由器与所述GGSN直连部署。

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