CN102355402B - 一种基于vpn路由建立lsp的方法、系统和路由器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建立LSP的方法、系统和基站。该方法包括：第一运营商边缘路由器PE接收来自第一演进型节点基站eNodeB的通知消息，该通知消息包括第二eNodeB的IP地址，所述第一eNodeB和第二eNodeB属于相邻基站；第一PE根据所述第二eNodeB的IP地址查找预先建立的路由表；第一PE获得目的IP地址为第二eNodeB的I P地址且下一跳为第二PE的表项作为匹配的路由表项；第一PE通过标签分发协议，建立与第二PE的标签交换路径LSP连接。由此，分别与相邻基站存在直接IP层连接关系的PE间建立LSP网络连接。

Description

一种基于VPN路由建立LSP的方法、系统和路由器

技术领域

本发明涉及通信网络，具体地说涉及基于VPN路由建立LSP的方法、系统和路由器。

背景技术

无线网络从3G(Third Generation，第三代移动通讯技术)技术演进到LTE(Long Term Evolution，即长期演进)技术，网络带宽得到了极大的提高。LTE技术相比3G技术在网络架构上也进行了简化，主要体现在将3G基于ATM/TDM(Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式)(TimeDivision Multiplexing，时分复用)的汇聚型网络演变为LTE基于IP(Internet Protocol，网络之间互连的协议)的扁平化网络。

图1是一种现有3G网络的示意图。在3G网络中，所有NodeB(节点基站)的业务都通过ATM/TDM网络汇聚到RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)。

图2是一种现有LTE网络的示意图。在LTE网络中，eNodeB(演进型节点基站)的业务除了汇聚到S-GW/MME(Mobility Management Entity，移动管理实体))(S1业务)，同时还存在eNodeB到eNodeB之间的业务(X2业务)。在LTE技术中，X2业务主要用于终端在相邻基站间进行切换时传递切换期间的数据，这也意味着只有相邻基站间存在X2需求、非相邻基站间没有X2业务互通的需求。

为实现eNodeB的S1、X2业务的承载，现有的一种通用方法是通过L3VPN(Layer 3 Virtual Private Network，三层虚拟专用网)技术进行承载，如图3所示。通过L 3VPN(三层虚拟专用网)网络实现eNodeB与eNodeB间、eNodeB与S-GW/MME间的互连。PE(Provider Edge，运营商边缘)/POP(Point of Provision，业务提供点)节点为L3VPN网络与eNodeB、S-GW/MME相连的边缘节点。其中PE节点与eNodeB相连、POP节点与S-GW/MME相连。通过L3VPN技术构建PE间的full mesh(全网状)连接。通过该现有技术，eNodeB可以实现与任意S-GW/MME及eNodeB的互通。该技术方案基于业界已有的L3VPN技术，部署简单。然而，发明人在研究过程中发现，该技术存在下列两个问题。

第一，网络安全性问题。如上所述，X2业务只需要用于相邻eNodeB间。因此，当前许多运营商从安全性角度考虑都不希望非相邻eNodeB之间能够互通，以防止非法eNodeB接入导致的网络攻击问题。因为采用Fullmesh连接，所有eNodeB之间都是可以互通的，上述现有技术因而无法满足安全性方面的需求。

第二，网络扩展性问题。现有的L3VPN技术基于full mesh连接，所有PE之间都需要建立网络连接，因此网络中需要建立N*(N-1)(N为L3VPN网络中边缘节点的数量)条网络连接。当网络规模很大时，网络连接的数量过多会导致网络设备无法支持、以及运维困难等扩展性问题。

发明内容

本发明的目的是提供解决如上所述的网络安全性和扩展性问题的方案。

本发明在第一方面提供一种建立LSP的方法。所述方法包括：第一运营商边缘路由器PE接收来自第一演进型节点基站eNodeB的通知消息，该通知消息包括第二eNodeB的IP地址，所述第一eNodeB和第二eNodeB属于相邻基站；所述第一PE根据所述第二eNodeB的IP地址查找预先建立的路由表，获得目的IP地址为第二eNodeB的IP地址且下一跳为第二PE的表项作为匹配的路由表项；所述第一PE通过标签分发协议，建立与所述第二PE的标签交换路径LSP。

本发明在第二方面提供一种运营商边缘路由器PE。所述PE包括：存储器，用于存储路由表；通知消息接收模块，用于接收来自第一eNodeB的通知消息，其中该消息包括第二NodeB的IP地址，所述第一eNodeB和第二eNodeB属于相邻基站；查找模块，用于根据所述第二eNodeB的IP地址查找路由表，获得目的IP地址为第二eNodeB的IP地址且下一跳为另一PE的表项作为匹配的路由表项；连接建立模块，用于通过标签分发协议，建立与另一PE的LSP。

本发明在第三方面提供一种网络系统。该系统包括如第二方面所述的PE和所述的另一PE。

通过本发明上述实施例，当一个PE连接的基站与另一个PE连接的基站为相邻基站时，在这两个PE之间建立LSP连接，否则，不在PE间建立LSP连接。只在相邻基站相连的PE间建立LSP连接，避免了非相邻基站之间的互通，能够满足安全性需求，并且能够减少网络连接的数量，提高网络的可扩展性。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，其中：

图1是一种现有3G网络的示意图；

图2是一种现有LTE网络的示意图；

图3是通过L3VPN技术进行承载的一种现有方法；

图4是根据本发明的一个实施例的网络架构示意图；

图5示意了eNodeB1利用ANR协议发现eNodeB2的过程；

图6(a)和(b)是VPN IPv4路由表的示例；

图7示意了本发明一个实施例下的运营商边缘路由器的结构图。

具体实施方式

图4是根据本发明的一个实施例的网络架构示意图。

如图4所示，通过L3VPN(三层虚拟专用网)网络，eNodeB经PE与S-GW(Serving-Gateway，服务网关)/MME(移动管理实体)互连。具体地说，PE1、PE2和PE3分别为L3VPN网络中与eNodeB1、eNodeB2和eNodeB3分别直接链路相连的边缘节点。eNodeB1与PE1间链路的IP子网地址分别配置为例如20.1.1.0/24。同理，eNodeB2与PE2间链路的IP子网地址分别配置为例如20.1.2.0/24；eNodeB 3与PE3间链路的IP子网地址分别配置为例如20.1.3.0/24。POP节点为L3VPN网络与S-GW/MME通过链路直接相连的边缘节点。

需要注意，组网的初始阶段，PE1、PE2、PE3只与POP建立LSP(LabelSwitch Path，标签交换路径)连接，各PE间尚未建立LSP连接。

根据本实施例，将在与存在相邻关系的基站有直接链路连接关系的PE间根据需要动态建立LSP连接。下文将对此展开说明。

首先，每个PE上分别运行MP-BGP协议(Multi Protocol BorderGateway Protocol，多协议边界网关协议)，便于PE之间扩散或者发送路由。所谓扩散，是指PE路由器通过MP-BGP会话或使用路由反射将路由信息分发给各个PE路由器。在MP-BGP会话的情况下，PE间建一条BGP会话直接扩散路由；在路由反射的情况下，PE只需要和POP建立BGP会话。MP-BGP协议将各PE的链路配置的子网IP地址以VPN IPv4的路由形式扩散给其它PE节点。

以PE1和PE2为例，将通过MP-BGP路由协议建立分别如图6(a)和(b)所示的VPN IPv4路由表，每个路由表中包括若干表项，每个路由表项包括了{目的IP地址，下一跳}。以PE2到PE1的路由通告过程为例，PE2将其与eNodeB相连链路的子网IP地址20.1.2.0/24封装到MP-BGP路由通告消息，该路由通告消息中包括目的IP地址为20.1.2.0/24、下一跳为PE2。PE1接收到该MP-BGP路由通告消息后，根据其中的目的IP地址与下一跳信息建立路由转发表项{20.1.2.0/24，PE2}。如图6(a)所示，在PE1的路由表中记录了三个路由表项：{20.1.1.0/24，PE1}；{20.1.2.0/24，PE2}；{20.1.3.0/24，PE3}。如图6(b)所示，在PE2的路由表中记录了三个路由表项：{20.1.1.0/24，PE1}；{20.1.2.0/24，PE2}；{20.1.3.0/24，PE3}。

eNodeB1通过ANR(Automatic Neighbour Relation，自动邻居关系)协议发现其相邻eNodeB2，并将相邻eNodeB2的IP地址信息20.1.2.2/24以通知消息发送给PE1。通知消息的方式根据协议的不同有多种。

接着，PE1根据该IP地址查找PE1中的VPN IPv4路由表并匹配到目的IP地址为eNodeB2的IP地址且下一跳为PE2的表项，即{20.1.2.0/24，PE2}表项，从而PE1可知eNodeB 2与PE2通过链路直接相连。PE1确定需要与PE2建立一条LSP，并触发LDP(LabelDistribution Protocol，标签分发协议)协议建立该LSP。当然，也可以通过其它的标签分发协议来建立LSP，比如RSVP-TE协议。

在上述例子中，所述{20.1.2.0/24，PE2}路由表项中目的IP地址为eNodeB2的IP地址。进一步，该目的IP地址可以是eNodeB2的主机IP地址或者eNodeB2所连链路的子网IP地址。

前文叙述了PE1基于来自eNodeB1的相邻基站eNodeB2的IP地址确定需要与PE2建立LSP的过程。同理，沿相反方向，PE2通过类似的步骤也能够确定需要与PE1建立一条LSP，并触发LDP协议建立该LSP。

LTE技术中可以采取多种方法确定两个基站是否相邻(即两个基站间有X2业务需求)。第一种方法是通过网络管理规划，即在网络规范阶段，网络管理员根据规划静态的判断两个基站是否相邻。此种方法的优点是简单。第二种方法是基站通过协议自动发现其相邻基站，该方法能够准确的判断相邻基站信息，降低网络管理的复杂性。3GPP定义了ANR(AutomaticNeighbour Relation)协议实现相邻基站自动发现。

图5示意了eNodeB1利用ANR协议发现eNodeB2的过程。

如图5所示，在步骤S1，eNodeB1通过与一个用户设备UE交互，发现与eNodeB2为相邻节点。具体地说，UE检测到所有可通过无线信号连接的eNodeB设备、即图中的eNodeB 1和eNodeB 2。UE从eNodeB 2获取到相应的eNodeB ID(eNodeB identifier，eNodeB标识)，然后UE将该eNodeB ID以通知消息发送给eNodeB 1。

在步骤S2，eNodeB1通过MME获取到eNodeB2的IP地址为20.1.2.2/24。

在步骤S3，eNodeB1将自己的IP地址(20.1.1.2/24)及相邻eNodeB2的IP地址通知消息给PE1。

通过以上三个步骤，PE1知道它下接的eNodeB1与IP地址为20.1.2.2/24的eNodeB2相邻。

图7示意了本发明一个实施例下的运营商边缘路由器的结构图，该运营商边缘路由器用于实现上述方法实施例中PE1的功能。如图7所示，运营商边缘路由器700为虚拟专用网与eNodeB1通过链路相连的边缘节点，包括一个存储器708，存储路由表，该路由表包括目的IP地址为eNodeB2的IP地址且下一跳为PE2的表项。PE2为虚拟专用网与eNodeB2通过链路相连的边缘节点。运营商边缘路由器700还包括通知消息接收模块702，接收来自eNodeB1的通知消息，其中该消息包括eNodeB2的IP地址，其中eNodeB1和eNodeB2属于相邻基站；查找模块704，根据该消息中eNodeB2的IP地址查找路由表，获得目的IP地址为eNodeB2的IP地址且下一跳为PE2的表项作为匹配的路由表项；连接建立模块706，通过标签分发协议，建立与PE2的LSP连接。

通过以上过程，PE1与PE2之间建立LSP网络连接；而PE1与PE3之间因为没有相邻基站，从而不会建立LSP网络连接。因此满足了安全性的需求，同时有提高了网络的扩展性。

虽然前文结合L3VPN网络对本发明做了详细描述，但是本发明不限于此，还可以适用于其它网络，比如L2VPN网络或类似虚拟专用网络。此外，PE上运行的路由协议也不仅限于MP-BGP协议，还可以采用其它的类似路由协议。PE和eNodeB1可以采取物理链路直接连接，也可以通过二层网络相连。

显而易见，在此描述的本发明可以有许多变化，这种变化不能认为偏离本发明的精神和范围。因此，所有对本领域技术人员显而易见的改变，都包括在本权利要求书的涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种建立LSP的方法，所述方法包括：

第一运营商边缘路由器PE接收来自第一演进型节点基站eNodeB的通知消息，该通知消息包括第二eNodeB的IP地址，所述第一eNodeB和第二eNodeB属于相邻基站；

第一PE根据所述第二eNodeB的IP地址查找预先建立的路由表，获得目的IP地址为第二eNodeB的IP地址且下一跳为第二PE的表项作为匹配的路由表项；

第一PE通过标签分发协议，建立与所述第二PE的标签交换路径LSP；

其中所述方法包括第一eNodeB发现第一eNodeB和第二eNodeB属于相邻基站的步骤；

其中第一eNodeB发现第一eNodeB和第二eNodeB属于相邻基站的步骤包括：

第一eNodeB通过与用户设备UE交互，发现与第二eNodeB为相邻节点；

第一eNodeB通过移动管理实体MME获取到第二eNodeB的IP地址。

2.如权利要求1所述的方法，所述匹配的路由表项中的目的IP地址是第二eNodeB的主机IP地址或者第二eNodeB所连链路的子网IP地址。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括第二PE将其与第二eNodeB的IP地址封装到路由通告消息，该路由通告消息的目的IP地址为所述第二eNodeB的IP地址、下一跳为第二PE；第一PE接收到该路由通告消息后，根据其中的目的IP地址与下一跳信息建立路由转发表项，由此建立所述路由表。

4.一种运营商边缘路由器PE，所述PE包括：

存储器，用于存储路由表；

通知消息接收模块，用于接收来自第一eNodeB的通知消息，其中该消息包括第二eNodeB的IP地址，所述第一eNodeB和第二eNodeB属于相邻基站；

查找模块，用于根据所述第二eNodeB的IP地址查找路由表，获得目的IP地址为第二eNodeB的IP地址且下一跳为另一PE的表项作为匹配的路由表项；

连接建立模块，用于通过标签分发协议，建立与另一PE的LSP；

其中第一eNodeB通过ANR协议发现第一eNodeB和第二eNodeB属于相邻基站；

其中第一eNodeB通过与UE交互，发现第一eNodeB和第二eNodeB属于相邻基站；

其中第一eNodeB通过移动管理实体MME获取到第二eNodeB的IP地址。

5.一种网络系统,包括如权利要求4所述的PE和所述另一PE。

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