CN102325087A - 实现Vlan QinQ的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现VLAN QinQ的方法及系统。该方法包括以下步骤:交换芯片接收数据报文,查询VLAN ID转换表,并根据VLAN ID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换,并将转换后的数据报文发送至pon芯片;pon芯片接收所述转换后的数据报文后,检测其dscp值,并查询VLAN Tag规则表,添加相应的VLAN Tag。本发明通过查询VLAN ID转换表将数据报文的内层VLAN ID进行转换,再通过pon芯片查询VLAN Tag规则表为转换后的数据报文添加不同的VLAN Tag,实现了交换芯片不支持内层VLAN ID的数据报文添加不同的外层VLAN Tag的功能,使得VLAN QinQ的实现更加灵活。
Description
技术领域
本发明涉及网络设备管理技术领域,尤其涉及一种实现VLAN(Virtual Local Area Network,虚拟局域网)QinQ的方法及系统。
背景技术
目前,IEEE802.1Q中定义的虚拟局域网标签VLAN Tag域中只有12个比特位用于表示虚拟局域网标识VLAN ID,所以设备最多可以支持4094个VLAN。在实际应用中,尤其是在城域网中,需要大量的VLAN来隔离用户,而4094个VLAN远远不能满足需求。
基于设备端口的QinQ特性是一种简单、灵活的二层VPN(Virtual Private Network,虚拟专用网络)技术,它通过在运营商网络边缘设备上为用户的私网报文封装外层VLAN Tag,使报文携带两层VLAN Tag穿越运营商的骨干网络(公网)。QinQ报文在公网传输时带有双层VLAN Tag,内层VLAN Tag为用户私网VLAN Tag,外层VLAN Tag为运营商分配给用户的VLAN Tag,报文结构如图1所示。
参照图2,VLAN Tag包含四个字段,分别是TPID(Tag Protocol Identifier,标签协议标识符)、Priority、CFI(Canonical Format Indicator,标准格式指示位)和VLAN ID。其中,
TPID:用来标识本数据帧是带有VLAN Tag的数据。该字段长度为16bit,缺省取值为协议规定的0x8100。
Priority:用来表示802.1P的优先级。该字段长度为3bit。
CFI:用来标识MAC地址是否以标准格式进行封装。该字段长度为1bit,取值为0表示MAC地址以标准格式进行封装,为1表示以非标准格式封装,缺省取值为0。
VLAN ID:用来标识该报文所属VLAN的编号。该字段长度为12bit,取值范围为0~4095。由于0和4095通常不使用,所以VLAN ID的取值范围一般 为1~4094。
在公网中,设备只根据外层VLAN Tag对报文进行转发,并将报文的源MAC地址表项学习到外层VLAN Tag所在VLAN的MAC地址表中,而用户的私网VLAN Tag在传输过程中将被当作报文中的数据部分来进行传输。QinQ特性使得运营商可以用一个VLAN为含有多个VLAN的用户网络服务。QinQ特性使网络最多可以提供4094*4094个VLAN,满足城域网对VLAN数量的需求。
但是一般的QinQ中,交换芯片只支持基于外层VLAN Tag或者外层VLAN Tag和用户端口的组合等简单的配置策略,即根据所接收报文的外层VLAN Tag或者外层VLAN Tag与用户端口的组合作为标识对该报文进行添封装、去封装或者变换封装等操作。因此,该封装方法比较死板,无法根据不同内层VLAN ID的报文,添加不同的外层VLAN Tag。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种实现VLAN QinQ的方法,旨在使得VLAN QinQ的实现更加灵活。
本发明提供了一种实现VLAN QinQ的方法,包括以下步骤:
交换芯片接收数据报文,查询VLAN ID转换表,并根据VLAN ID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换,并将转换后的数据报文发送至pon芯片;
pon芯片接收所述转换后的数据报文后,检测其dscp值,并查询VLAN Tag规则表,添加相应的VLAN Tag。
优选地,所述交换芯片接收数据报文之前还包括:
判断VLAN转换模式是否为TR101或者N∶1模式,是则发送数据报文至交换芯片;否则设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式,再将数据报发送至交换芯片。
优选地,所述VLAN ID转换表包括TR101模式下的VLAN ID转换表及N∶1模式下的VLAN ID转换表。
优选地,所述查询VLAN ID转换表的步骤具体为:
根据当前VLAN转换模式查询相应的VLAN ID转换表。
本发明还提供了一种实现VLAN QinQ的系统,包括:
交换芯片,用于接收到数据报文后,查询VLAN ID转换表,并根据VLAN ID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换;
Pon芯片,用于接收到所述交换芯片转换后的数据报文后,检测其dscp值,并查询VLAN Tag规则表,添加相应的VLAN Tag。
优选地,上述系统还包括:
判断模块,用于接收数据报文后,判断VLAN转换模式是否为TR101或者N∶1模式,是则发送数据报文至交换芯片;
设置模块,用于当判断VLAN转换模式既不是TR101模式,也不是N∶1模式时,设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式。
优选地,所述VLAN ID转换表包括TR101模式下的VLAN ID转换表及N∶1模式下的VLAN ID转换表。
优选地,所述查询VLAN ID转换表的步骤具体为:
根据当前VLAN转换模式查询相应的VLAN ID转换表。
本发明通过查询VLAN ID转换表将数据报文的内层VLAN ID进行转换,再通过pon芯片查询VLAN Tag规则表为转换后的数据报文添加不同的VLAN Tag,实现了交换芯片不支持内层VLAN ID的数据报文添加不同的外层VLAN Tag的功能,使得VLAN QinQ的实现更加灵活。
附图说明
图1是本发明相关的QinQ报文的的结构示意图;
图2是本发明相关的VLAN报文的结构示意图;
图3是本发明实现VLAN QinQ的方法一实施例的流程示意图;
图4是本发明实现VLAN QinQ的方法另一实施例的流程示意图;
图5是本发明实现VLAN QinQ的系统一实施例的结构示意图;
图6是本发明实现VLAN QinQ的方法另一实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步 说明。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图3是本发明实现VLAN QinQ的方法一实施例的流程示意图。本实施例实现VLAN QinQ的方法包括以下步骤:
步骤S101、交换芯片接收数据报文,查询虚拟局域网标识VLAN ID转换表,并根据VLAN ID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换,并将转换后的数据报文发送至以太无源光网络pon芯片;
交换芯片的端口FE1至FE8分别用于数据报文的接收。当交换芯片接收到数据报文后,查询VLAN ID转换表,并根据VLAN ID转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换。该VLAN ID转换表为预先设置VLAN ID的转换规则并存储在交换芯片上的转换表,包括TR101模式下的VLAN ID转换表(以下称为第一转换表)及N∶1模式下的VLAN ID转换表(以下称为第二转换表)。例如,在TR101模式下,VLAN ID的转换规则如表1所示:
表1
Old VLAN ID | New VLAN ID |
101 | 1001 |
102 | 1002 |
交换芯片由端口FE1接收内层VLAN ID分别为101及102的上行的数据报文后,根据上述转换规则,则将接收到的数据报文转换为VLAN ID分别为1001及1002的数据报文。交换芯片由端口FE1接收内层VLAN ID为1001及1002的下行的数据报文后,根据上述转换规则,则将接收到的数据报文转换为VLAN ID分别为101及102的数据报文。
由于TR101模式与N∶1模式下VLAN ID转换规则不同,则步骤S101中查询VLAN转换表时,根据当前网络系统的转换模式查询相应的VLAN ID转换表。例如,当前转换模式为TR101模式下,则查询第一转换表,并根据第一转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换;当前转换模式为N∶1模式下,则查询第二转换表,并根据第二转换表中的转换规则对数 据报文的VLAN ID进行转换。
步骤S102、pon芯片接收所述转换后的数据报文后,检测其优先级字段dscp值,并查询虚拟局域网标签VLAN Tag规则表,添加相应的VLAN Tag。
由于交换芯片不支持为不同的内层VLAN ID的数据报文添加不同的外层VLAN Tag的功能,所以需要将转换了内层VLAN ID的数据报文将传输至pon芯片,而由pon芯片实现其外层VLAN Tag的添加。该pon芯片利用IP报文头的一个优先级字段dscp,在pon芯片上预先设置VLAN Tag规则表,该VLAN Tag规则表如表2所示:
表2
Dscp值 | 外层VLAN Tag |
0-7 | 2001 |
8-15 | 2006 |
16-23 | 2008 |
24-31 | 2005 |
32-39 | 2003 |
40-47 | 2004 |
48-55 | 2009 |
56-63 | 2002 |
pon芯片根据具体的dscp的数值添加的外层VLAN Tag,VLAN1-VLAN8并不限定上述值,其具体数值可以根据具体应用情况来定。pon芯片接收经交换芯片转换后的数据报文后,例如VLAN ID分别为1001及1002的数据报文,检测其dscp值分别为1和63,则根据pon芯片上VLANTag规则表,为VLAN ID为1001和1002的数据报文分别添加VLAN Tag为2001和2002的封装。同理,当pon芯片接收VLAN Tag分别为2001和2002的下行数据报文时,检测其dscp值,并根据VLAN Tag规则表,为该下行数据报文进行封装的去除,再将去除了封装的下行数据报文传输至交换芯片。
本实施例实现VLAN QinQ的方法通过查询VLAN ID转换表将数据报文的内层VLAN ID进行转换,再通过pon芯片查询VLAN Tag规则表为转换后的数据报文添加不同的VLAN Tag,实现了交换芯片不支持内层VLAN ID的数据报文添加不同的外层VLAN Tag的功能,使得VLAN QinQ的实现更 加灵活。
由于本发明实现VLAN QinQ的系统中的VLAN转换模式必须在TR101或者N∶1的模式,故本发明又提出了另一实施例的实现VLAN QinQ的方法。参照图4,图4是本发明实现VLAN QinQ的方法另一实施例的结构示意图。与上述实施例不同的是,本实施例实现VLAN QinQ的方法在步骤S101之前还包括:
步骤S103、判断VLAN转换模式是否为TR101或者N∶1模式,是则执行步骤S105;否则执行步骤S104;
步骤S104、设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式;
步骤S105、发送数据报文至交换芯片。
交换芯片10在接收到由交换芯片10的FE口传输的数据报文后,判断网络系统VLAN的转换模式。因为只有在TR101或者N∶1这两种模式下,才能在交换芯片10上建立VLAN转换规则表。在TR101模式下,VLAN的转换为1对1的转换形式,例如101转1001,102转1002等等。在N∶1下模式下,VLAN转换为多对1的转换形式,例如101转1000,102转1000。而且,在这里需要说明的是,在N∶1模式下,上行报文可以根据在交换芯片上建立的VLAN ID转换表实现VLAN ID的转换,而下行报文则需要通过在交换芯片上建立下行报文转换规则表实现VLAN ID的转换。该下行报文转换规则表是通过在往用户侧发送数据流之前发送N条dhcp discovery或者pppoe discovery报文而建立的。在这里需要说明的是,VLAN转换模式的设置可以为随机设置为TR101或者N∶1模式,也可以根据当前网络系统的具体情况而设置。
本实施例通过先判断网络系统的VLAN转换模式,如果不是TR101或者N∶1的模式,则设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式,从而保证了该VLAN QinQ的正常实现。
图5是本发明实现VLAN QinQ的系统一实施例的结构示意图。参照图5,本实施例实现VLAN QinQ的系统包括:
交换芯片10,用于接收到数据报文后,查询VLAN ID转换表,并根据 VLAN ID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换;
Pon芯片20,用于接收到所述交换芯片10转换后的数据报文后,检测其dscp值,并查询VLAN Tag规则表,添加相应的VLAN Tag。
交换芯片10的端口FE1至FE8分别用于数据报文的接收。当交换芯片10接收到数据报文后,查询VLAN ID转换规则表,并根据VLAN ID转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换。该VLAN ID转换表为预先设置VLANID的转换规则并存储在交换芯片10上,包括TR101模式下的VLAN ID转换表(以下称为第一转换表)及N∶1模式下的VLAN ID转换表(以下称为第二转换表)。例如,在TR101模式下,VLAN的转换规则如表1所示:
表1
Old VLAN ID | New VLAN ID |
101 | 1001 |
102 | 1002 |
交换芯片10由端口FE1接收内层VLAN ID分别为101及102的上行的数据报文后,根据上述转换规则,则将接收到的数据报文转换为VLAN ID分别为1001及1002的数据报文。交换芯片10由端口FE1接收内层VLAN ID为1001及1002的下行的数据报文后,根据上述转换规则,则将接收到的数据报文转换为VLAN ID分别为101及102的数据报文。
由于TR101模式与N∶1模式下VLAN ID转换规则不同,则交换芯片中查询VLAN转换表时,根据当前网络系统的转换模式查询相应的VLAN ID转换表。例如,当前转换模式为TR101模式下,则查询第一转换表,并根据第一转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换;当前转换模式为N∶1模式下,则查询第二转换表,并根据第二转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换。
由于交换芯片10不支持为不同的内层VLAN ID的数据报文添加不同的外层VLAN Tag的功能,所以需要将转换了内层VLAN ID的数据报文将传输至pon芯片20,而由pon芯片20实现其外层VLAN Tag的添加。该pon芯片20利用IP报文头的一个优先级字段dscp,在pon芯片20上预先设置VLAN Tag规则表,该VLAN Tag规则表如表2所示:
表2
Dscp值 | 外层VLAN Tag |
0-7 | 2001 |
8-15 | 2006 |
16-23 | 2008 |
24-31 | 2005 |
32-39 | 2003 |
40-47 | 2004 |
48-55 | 2009 |
56-63 | 2002 |
pon芯片根据具体的dscp的数值添加的外层VLAN Tag,VLAN1-VLAN8并不限定上述值,其具体数值可以根据具体应用情况来定。pon芯片20接收经交换芯片10转换后的数据报文后,例如VLAN ID分别为1001及1002的数据报文,检测其dscp值分别为1和63,则根据pon芯片20上VLAN Tag规则表,为VLAN ID为1001和1002的数据报文分别添加VLAN Tag为2001和2002的封装。
本实施例实现VLAN QinQ的系统通过查询VLAN ID转换表将数据报文的内层VLAN ID进行转换,再通过pon芯片20查询VLAN Tag规则表为转换后的数据报文添加不同的VLAN Tag,实现了交换芯片10不支持内层VLAN ID的数据报文添加不同的外层VLAN Tag的功能,使得VLAN QinQ的实现更加灵活。
由于本发明实现VLAN QinQ的系统中的VLAN转换模式必须在TR101或者N∶1的模式,故本发明又提出了另一实施例的实现VLAN QinQ的系统。参照图6,图6是本发明实现VLAN QinQ的系统另一实施例的结构示意图。与上述实施例不同的是,本实施例实现VLAN QinQ的系统还包括:
判断模块30,用于接收数据报文后,判断VLAN转换模式是否为TR101或者N∶1模式,是则发送数据报文至交换芯片10;
设置模块40,用于当判断VLAN转换模式既不是TR101模式,也不是N∶1模式时,设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式。
交换芯片10在接收到由交换芯片10的FE口传输的数据报文后,判断网络系统VLAN的转换模式。因为只有在TR101或者N∶1这两种模式下,才能在交换芯片10上建立VLAN转换规则表。在TR101模式下,VLAN的转换为1对1的转换形式,例如101转1001,102转1002等等。在N∶1下模式下,VLAN转换为多对1的转换形式,例如101转1000,102转1000。而且,在这里需要说明的是,在N∶1模式下,上行报文可以根据在交换芯片上建立的VLAN ID转换表实现VLAN ID的转换,而下行报文则需要通过在交换芯片上建立下行报文转换规则表实现VLAN ID的转换。该下行报文转换规则表是通过在往用户侧发送数据流之前发送N条dhcp discovery或者pppoe discovery报文而建立的。在这里需要说明的是,VLAN转换模式的设置可以为随机设置为TR101或者N∶1模式,也可以根据当前网络系统的具体情况而设置。
本实施例通过先判断网络系统的VLAN转换模式,如果不是TR101或者N∶1的模式,则设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式,从而保证了该VLAN QinQ的正常实现。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制其专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种实现VLAN QinQ的方法,其特征在于,包括以下步骤:
交换芯片接收数据报文,查询虚拟局域网标识VLAN ID转换表,并根据VLAN ID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换,并将转换后的数据报文发送至以太无源光网络pon芯片;
pon芯片接收所述转换后的数据报文后,检测其优先级字段dscp值,并查询虚拟局域网标签VLAN Tag规则表,添加相应的VLAN Tag。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述交换芯片接收数据报文之前还包括:
判断VLAN转换模式是否为TR101或者N∶1模式,是则发送数据报文至交换芯片;否则设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式,再将数据报发送至交换芯片。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述VLAN ID转换表包括TR101模式下的VLAN ID转换表及N∶1模式下的VLAN ID转换表。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述查询VLAN ID转换表的步骤具体为:
根据当前VLAN转换模式查询相应的VLAN ID转换表。
5.一种实现VLAN QinQ的系统,其特征在于,包括:
交换芯片,用于接收到数据报文后,查询VLAN ID转换表,并根据VLANID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换;
Pon芯片,用于接收到所述交换芯片转换后的数据报文后,检测其dscp值,并查询VLAN Tag规则表,添加相应的VLAN Tag。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,还包括:
判断模块,用于接收数据报文后,判断VLAN转换模式是否为TR101或者N∶1模式,是则发送数据报文至交换芯片;
设置模块,用于当判断VLAN转换模式既不是TR101模式,也不是N∶1模式时,设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式。
7.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述VLAN ID转换表包括TR101模式下的VLAN ID转换表及N∶1模式下的VLAN ID转换表。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述查询VLAN ID转换表的步骤具体为:
根据当前VLAN转换模式查询相应的VLAN ID转换表。
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