CN102377634B

CN102377634B - 一种接入网设备的入网方法及系统

Info

Publication number: CN102377634B
Application number: CN201010248237.3A
Authority: CN
Inventors: 陆宏成; 杨春晖
Original assignee: BEIJING QIANTANG SHILIAN NETWORK TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING QIANTANG SHILIAN NETWORK TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2030-08-06
Also published as: US9154404B2; US20130201990A1; WO2012016531A1; CN102377634A

Abstract

本发明公开了一种接入网设备的入网方法，包括：接入交换机上电，在其内部的下行协议包地址表中设置所有下行协议包导向CPU模块；所述接入交换机接收节点服务器发送的下行协议包，将所述下行协议包导向该接入交换机的CPU模块，所述CPU模块生成上行协议包，并发送给节点服务器；所述下行协议包中包括一个待分配的接入网地址；节点服务器向该接入交换机发送入网命令，所述入网命令中包括该接入交换机的接入网地址，所述接入网地址即为该待分配接入网地址；所述接入交换机更新其内部的下行协议包地址表为，仅目的地址为自己接入网地址的协议包导向CPU模块。本发明可以保证数据包传输的稳定传输速率，避免延时，从而保证网络传输品质。

Description

一种接入网设备的入网方法及系统

技术领域

本发明涉及新型网络的技术领域，特别是涉及一种接入网设备的入网方法、一种接入网设备的入网系统、一种节点服务器及一种接入交换机。

背景技术

新型网络(包括互联网)使得不同的个人和机构之间能够交换信息和其他信息资源。网络通常包括通路、传输、信令以及网络管理等技术。这些技术已广泛地见诸于各类文献。对此作了概括介绍的有：StevenShepherd所著的《Telecommunications Convergence》(McGraw-Hill，2000)，Annabel Z.Dodd所著的《The Essential Guide.toTelecommunications》第三版(Prentice Hall PRT，2001)，或Ray Horak所著的《Communications Systems and Networks》第二版(M&T Books，2000)。这些技术以往取得的进展已经充分地增进了信息传输的速度和质量，并降低了其费用。

连接终端到一个广域传输网络的通路技术(如终端装置和网络边缘的局域环路)已经从14.4、28.8和56K的调制解调器发展到包括ISDN、T1、线缆调制解调器、DSL、以太网和无线连接在内的技术。

现今用在广域网中的传输技术包括：同步光纤网(SONET)、密集波分复用(DWDM)、帧中继、异步传输模式(ATM)和弹性分组环(RPR)。

在所有不同的信令技术中(如在网络中用来建立、维持和终结通信的协议和方法)，互联网协议(IP)的应用最为广泛。事实上，几乎所有的通信和网络专家认为集声音(如电话)、视频和数据网于一体的一个基于IP协议的网络(如互联网)将是不可避免的。就像一位作者所阐述的那样：“有一件事是清楚的，那就是以IP为基础的整合各类网络于一体的列车已经驶离了车站，有些乘客对此次旅行极具热情，而另一些则很不情愿地被拖拽而行，并哭、叫、踢打着列举IP的种种缺陷。但是不管它有着何种缺陷，IP已被采纳为一种行业标准，除了它以外没有任何其他的技术具有如此大的潜力和发展的空间。”(摘自1998年8月10日《Network World》上的“IP Convergence：Building the Future”，作者Susan Breidenbach)。

随着Internet的业务爆炸式增长，其应用范围已扩展到社会的各个领域和各个行业。从电信业来看，传统的电信业务已越来越多地采用IP传输，即所谓的Everything Over IP。现有的电信网的框架将从电路交换及其组网技术，逐步转向以分组交换特别是IP为基础的新框架，电信网承载的业务将从以电话为主，转向以数据业务为主。

TCP/IP网络协议

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网间网协议)是目前世界上应用最为广泛的协议，它的流行与Internet的迅猛发展密切相关-TCP/IP最初是为互联网的原型ARPANET所设计的，目的是提供一整套方便实用、能应用于多种网络上的协议，事实证明TCP/IP做到了这一点，它使网络互联变得容易起来，并且使越来越多的网络加入其中，成为Internet的事实标准。

*应用层-应用层是所有用户所面向的应用程序的统称。TCP/IP协议族在这一层面有着很多协议来支持不同的应用，许多大家所熟悉的基于Internet的应用的实现就离不开这些协议。如我们进行万维网(WWW)访问用到了HTTP协议、文件传输用FTP协议、电子邮件发送用SMTP、域名的解析用DNS协议、远程登录用Telnet协议等等，都是属于TCP/IP应用层的；就用户而言，看到的是由一个个软件所构筑的大多为图形化的操作界面，而实际后台运行的便是上述协议。

*传输层-这一层的的功能主要是提供应用程序间的通信，TCP/IP协议族在这一层的协议有TCP和UDP。

*网络层-是TCP/IP协议族中非常关键的一层，主要定义了IP地址格式，从而能够使得不同应用类型的数据在Internet上通畅地传输，IP协议就是一个网络层协议。

*网络接口层-这是TCP/IP软件的最低层，负责接收IP数据包并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。

IP是怎样实现网络互连的？各个厂家生产的网络系统和设备，如以太网、分组交换网等，它们相互之间不能互通，不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元(技术上称之为“帧”)的格式不同。IP协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件，它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据包”格式，这种转换是因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现互通，即具有“开放性”的特点。

那么，“数据包”是什么？它又有什么特点呢？数据包也是分组交换的一种形式，就是把所传送的数据分段打成“包”，再传送出去。但是，它属于“无连接型”，是把打成的每个“包”(分组)都作为一个“独立的报文”传送出去，所以叫做“数据包”。这样，在开始通信之前就不需要先连接好一条电路，各个数据包不一定都通过同一条路径传输，所以叫做“无连接型”。这一特点非常重要，在文本信息传输的情况下，它大大提高了网络的坚固性和安全性。

每个数据包都有报头和报文这两个部分，报头中有目的地址等必要内容，使每个数据包不经过同样的路径都能准确地到达目的地。在目的地重新组合还原成原来发送的数据。这就要IP具有分组打包和集合组装的功能。

在实际传送过程中，数据包还要能根据所经过网络规定的分组大小来改变数据包的长度，IP数据包的最大长度可达65535个字节。

服务品质保证(QoS)是IP互联网的一个主要问题。尽管长期以来无数个研究报告试图解决这一难题，如果我们将QoS主要里程碑按时间排列，不难看出互联网QoS是不断降低要求，并不断失败的无奈历史。从“Inte Serv”(1990)到“DiffServ”(1997)，再到“Lightload”(2001)，各种看似有效的QoS局部改善方案加起来，距离全网范围品质保证的目标还是像水中的月亮。QoS看起来很近，其实遥不可达。

早在IP互联网初期阶段，视讯应用已经成为网络服务的目标，如MBone。由于缺乏有效的品质保证，长期无法开展有商业价值的视频通讯服务，削弱了IP互联网的盈利能力。因此，解决网络传输品质难题，具有很大的商业价值。网络传输品质具体表现为丢包和误码。电脑文件对于传输中的错误不敏感，就算传输过程中大部分数据包都丢掉了，只要有TCP的重发机制，电脑还是会认为网络是可用的。但是，若丢包和误码率高于千分之一，对同步视讯将会造成视音品质下降。经验数据告诉我们，高品质视频通讯甚至要求丢包和误码少于十万分之一。当前网络环境的测试数据显示，绝大部分丢包发生在路由器内部，在光纤传输中产生的误码几乎可以忽略不计。

*为什么“Inte Serv”不成功？

“Inte Serv”建立在独立流资源预留的基础上，采用ResourceReservation SetupProtocol(RSVP)。在一个大规模网络环境中，如果能在两个视讯终端之间预留一部分带宽资源，为该视讯业务专用。听起来很好，但实际上行不通。

首先，这个方案要求全网设备改造，等于重新建网，实际操作几乎不可能。

其次，就算实现了全网改造，比如能够在每一台交换机内，为2Mbps的视讯业务保留2Mbps带宽，能否解决品质保证呢？答案是否定的。

所谓RSVP的2Mbps带宽只能对宏观而言，如果1秒钟的数据集中在前半秒发送，就会造成问题，形成周期性的突发流量。由于，IP互联网的核心理念是尽力而为，在每一个网络节点，交换机总是试图以最快速度转发数据。当一个视讯流通过多级交换机后必然导致流量分布不均匀。多个不均匀的非同步流合在一起，在一段时间内将产生更大的不均匀，也就是说，网络流量一定有周期性的阻塞。随着视讯用户数增加，周期性的阻塞没有上限，当超过交换机内部储存量，直接导致丢包后果。

*为什么“Diff Serv”不成功？

在“Inte Serv”问世7年后，一种新方法“Diff Serv”开始流行。“DiffServ”试图提供一种优于尽力而为的网络服务。这一方法不需要复杂的全网资源预留，实施很简单。只要在每个数据包中打上“优先级”标记，网络交换机首先处理带有“优先级”的视讯数据。其基本原理好比银行为VIP客户发放金卡，能够有效减少高端客户的排队时间。这个方法听起来也很好，但实际上还是行不通。

我们不能忽视一个简单的事实，单一视讯业务流量远远大于传统非视讯业务(百倍以上)。

只要有少量视讯用户，网络上看到的几乎都是视讯数据包。如果大部分数据包都有金卡，也就谈不上VIP了。另外由于IP互联入网并不是强制性的，尽管QoS为用户制定了一套独善其身的道德标准，但要求别人都自觉执行根本不现实。

因此，“Diff Serv”除了在少数企业专网中有用，难以在大规模公网中有效推广。

*为什么“Light load”不成功？

自从IP互联网逐步普及以来，人们不间断地寻找解决网络品质保证的良方。网络技术专家们经过10多年搜肠刮肚，两大QoS方案均不理想。在对于解决QoS失去信心的大环境下，一些不愿留名的人提出了不是办法的办法，即“Light load”。其基本设想是所谓的轻载网络，认为只要给足带宽，光纤入户，就不担心网络拥塞。

轻载网络的设想可行吗？答案还是否定的。

当前的网络技术专家们似乎没有意识到一个基本原理，网络丢包现象的根源是流量不均匀性造成的。从宏观上看，在一个时间段发送略快一点，必然导致另一时间段的拥挤，只要网络流量不均匀，网络可能达到的峰值流量就没有上限，在短时间内可以占满任意大的带宽。

其实，只要有2Mbps带宽就可以传输相当不错的视讯节目，若有8Mbps带宽，就可以传输HDTV品质的视讯内容。然而，如果我们在普通网站上随意点看一段文字或一幅照片，现今的网站服务器多数使用千兆网口，其瞬间流量是HDTV的数十倍。如果有许多个类似网站，刚巧碰撞在一起，在某个短时间产生的突发流量会超过全网用户使用HDTV所需，能够占满任意宽的网络。统计分析显示，这种碰撞是很频繁的。

IP互联网试图采用储存器来吸收瞬间流量，其后果是增加了传输时延。由于储存能力有限，而突发流量没有上限。因此，采用储存方法只能改善本设备丢包的机会，在本节点吸收的突发流量将对下一个节点造成更大的压力。视讯流量源源不断，交换机储存方式加剧了突发流向薄弱节点汇聚，网络丢包不可避免。

当前的网络建设者们，采用轻载加上“Diff Serv”技术，可以应付窄带的VoIP语音业务。这是因为语音在网络总流量中不占主要部分，一旦发生拥挤，牺牲电脑文件，对语音优先。但是，对于高带宽的视频通讯而言，局部扩容只能收到暂时改善的效果。如果其他地方也扩容，网络流量的不均匀性跟着水涨船高，导致原先已扩容部分的效果下降。如果全网都平均扩容的话，传输品质又将恢复到原先没有扩容前的样子。也就是说，整体扩容是无效的。

当前的设备厂商推荐每户数十，乃至上百兆的超宽带接入网，就算每家都有了光纤到户，还是难以向消费者展示品质保证的视频通讯服务。再复杂的QoS手段充其量只能“改善”IP互联网的传输品质，而无法“保证”网络传输品质。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种接入网设备的入网方法，用以保证数据包传输的稳定传输速率，避免延时，从而保证网络传输品质。

本发明实施例还提供了一种接入网设备的入网系统、一种节点服务器及一种接入交换机，用以保证上述方法在实际中的实现及应用。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种接入网设备的入网方法，包括以下步骤：

接入交换机上电，在其内部的下行协议包地址表中设置所有下行协议包导向CPU模块；

所述接入交换机接收节点服务器发送的下行协议包，依据所述下行协议包地址表的设置，将所述下行协议包导向该接入交换机的CPU模块，所述CPU模块生成上行协议包，并发送给节点服务器；所述下行协议包中包括一个待分配的接入网地址；

节点服务器向该接入交换机发送入网命令，所述入网命令中包括该接入交换机的接入网地址，所述接入网地址即为该接入交换机所接收下行协议包中的待分配接入网地址；

所述接入交换机更新其内部的下行协议包地址表为，仅目的地址为自己接入网地址的协议包导向CPU模块。

经过上述步骤，所述接入交换机就入网了。在本发明实施例中，所入的“网”是指新型网。这种新型网是一种集中控制的网络结构，该网络可以是树型网、星型网、环状网等等类型，但在此基础上网络中需要有集中控制节点来控制整个网络。

新型网分为接入网和城域网两部分。接入网部分的设备主要可以分为3类：节点服务器，接入交换机，终端(包括各种机顶盒、编码板、存储器等)。其中，节点服务器是接入网中起集中控制功能的节点，可控制接入交换机和终端。节点服务器可直接与接入交换机相连，也可以直接与终端相连。类似的，城域网部分的设备也可以分为3类：城域服务器，节点交换机，节点服务器。其中，节点服务器即为接入网部分的节点服务器，即节点服务器既属于接入网部分，又属于城域网部分。城域服务器是城域网中起集中控制功能的节点，可控制节点交换机和节点服务器。城域服务器可直接连接节点交换机，也可直接连接节点服务器。由此可见，整个新型网络是一种分层集中控制的网络结构，而节点服务器和城域服务器下控制的网络可以是树型、星型、环状等各种结构。

在具体实现中，往往接入交换机下还连接有其它下级接入网设备，在这种情况下，节点服务器会向已入网的接入交换机发送端口分配包，即作为本发明的一种优选实施例，当已入网的接入交换机接收到节点服务器发送的端口分配包时，所述的方法还包括以下步骤：

已入网的接入交换机将目的地址为自己接入网地址的端口分配包导向CPU模块；

依据包中的端口分配信息，在其内部的下行协议包地址表中，设置各个端口下行协议包所导向的下行端口。

进一步而言，当已入网的接入交换机接收到节点服务器发送的端口下行协议包时，所述的方法还包括以下步骤：

所述接入交换机依据其内部下行协议包地址表的设置，将所述端口下行协议包导向对应的下行端口；所述端口下行协议包中包括一个待分配的接入网地址；

若节点服务器接收到连接在所述接入交换机下行端口的某个下级接入网设备发送的端口上行协议包，则向该下级接入网设备发送入网命令，所述入网命令中包括该下级接入网设备的接入网地址，所述接入网地址即为该下级接入网设备所接收的端口下行协议包中待分配的接入网地址。

在本实施例中，所述下级接入网设备可以包括接入交换机或终端。

当所述下级接入网设备为接入交换机时，所述接入交换机会依据入网命令更新其内部的下行协议包地址表为，设置目的地址为自己接入网地址的协议包导向CPU模块，并且还会向节点服务器发送入网命令应答。

当所述下级接入网设备为终端时，所述终端会向节点服务器发送入网命令应答。

当节点服务器收到接入交换机发送的入网命令应答后，就知道这台接入交换机已经入网了，以后将定时向该接入交换机发送状态下行协议包，即作为本发明的一种优选实施例，当已入网的接入交换机接收到节点服务器定时发送的状态下行协议包时，所述的方法还包括以下步骤：

已入网的接入交换机依据其内部下行协议包地址表的设置，将目的地址为自己接入网地址的状态下行协议包导向CPU模块；

所述CPU模块生成状态上行协议包，并发送给节点服务器。

对于连接在某个接入交换机下的下级接入网设备，节点服务器也会定时向所述下级接入网设备发送状态下行协议包，即作为本发明的一种优选实施例，当已入网的接入交换机接收到节点服务器定时发送的状态下行协议包时，所述的方法还包括以下步骤：

已入网的接入交换机依据其内部下行协议包地址表的设置，将目的地址为下级接入网设备的接入网地址的状态下行协议包导向对应的端口；所述状态下行协议包经由所述端口被传送至对应的下级接入网设备；

所述下级接入网设备针对所接收到的状态下行协议包生成状态上行协议包，并发送给节点服务器。

在具体实现中，所述接入交换机内部还可以设置上行协议包地址表，在这种情况下，所述的方法还包括以下步骤：

接入交换机上电时，在其内部的上行协议包地址表中设置所有上行协议包导向的上行端口。

作为又一种实现方式，所述接入交换机内部还可以设置数据包地址表，在这种情况下，所述的方法还包括以下步骤：

接入交换机上电时，在其内部的数据包地址表中设置所有数据包的导向关闭。

本发明实施例还可以包括节点服务器入网的过程，当节点服务器上电后，将导入下级接入网设备的注册信息至CPU，获得城域网地址，并配置自己的接入网地址。

作为本发明的一种优选实施例，所述节点服务器入网的过程可以包括以下步骤：

所述节点服务器入城域网，所述城域网是具有集中控制功能的网络，包括城域服务器、节点交换机和节点服务器，其中所述节点交换机连接在城域服务器和节点服务器之间；所述节点服务器入城域网的步骤包括：

城域网设备接入城域网，由城域网中具有集中控制功能的城域服务器为入网的设备分配协议标签和城域网地址；

其中，所述城域网设备包括节点交换机和节点服务器，所述协议标签用于描述城域网设备与城域服务器之间的连接；当同一个城域网设备与城域服务器之间有多个连接时，城域服务器为每个连接分配不同的协议标签；

针对每个跨越城域网的服务申请，城域服务器分配对应服务的数据标签，所述数据标签用于描述服务所涉及的节点服务器之间的连接。

优选的是，所述标签分为入标签和出标签，入标签指数据包进入城域服务器或节点交换机的标签，出标签指该数据包离开城域服务器或节点交换机的标签；

同一个数据包的入标签和出标签为不同的标签，或者为相同标签。

更具体而言，城域网设备接入城域网，由城域服务器分配协议标签和城域网地址的步骤包括以下子步骤：

城域服务器向其所有下行端口发送城域查询标签包，每个城域查询标签包中包含一个城域服务器分配的待用协议标签；

节点服务器上电后，收到城域服务器发送的城域查询标签包，然后向城域服务器返回城域应答标签包，所述城域应答标签包中包含城域网设备的序列号和收到城域查询标签包的端口号；

城域服务器收到城域应答标签包后，根据包中的序列号验证城域网设备是否注册，如果已注册，则向城域网设备收到城域查询标签包的端口发送入网命令，所述入网命令中包含城域服务器为城域网设备分配的城域网地址和所述待用协议标签；

城域网设备的相应端口收到入网命令后，返回入网命令应答，城域网设备接入城域网。

作为本发明的另一种优选实施例，所述节点服务器入网可以IP节点的方式入城域网，即所述城域网为IP网络结构。其具体实现延用现在IP入网的方式即可，本发明在此就不赘述了。

为实现更好地集中控制管理，本发明实施例还可以包括以下步骤：

节点服务器在其内部的下行协议包地址表中设置各下行协议包分别导向的下行端口；

所述节点服务器依据所述下行协议包地址表的设置，通过相应的下行端口发送下行协议包。

更为优选的是，本发明实施例还可以包括以下步骤：

节点服务器生成包括有端口分配信息的端口分配包；

节点服务器依据其内部下行协议包地址表的设置，通过相应的下行端口发送端口分配包。

为更好地分配及管理下级接入网设备的地址，所述节点服务器内部还设置有地址信息表，所述地址信息表中记录有地址占用信息、设备标识信息和设备资源信息。对于所述地址信息表的操作可以包括如下情形：

情形一、节点服务器上电时，初始化所述地址信息表，所述初始化操作包括：

在地址信息表的空白表项中写入节点服务器的接入网地址，并将地址占用信息标记为该地址已用；

写入设备标识信息为当前节点服务器；

写入设备资源信息为当前节点服务器的端口信息。

情形二、依据节点服务器在其内部的下行协议包地址表中对各下行协议包所导向的下行端口的设置，更新所述地址信息表，所述更新操作包括：

在地址信息表的空白表项中分别写入各个下行协议包中的待分配接入网地址，并将地址占用信息标记为该地址待用。

情形三、依据对端口下行协议包所导向的其他接入设备的下行端口的设置，更新所述地址信息表，所述更新操作包括：

在地址信息表的空白表项中分别写入各个端口下行协议包中的待分配接入网地址，并将地址占用信息标记为该地址待用。

情形四、当节点服务器接收到接入交换机发送的入网命令应答时，更新所述地址信息表，所述更新操作包括：

将所述接入交换机的接入网地址对应表项中的地址占用信息标记为该地址已用；

更新所述设备标识信息为当前接入交换机；

更新所述设备资源信息为当前接入交换机的端口信息，以及，其端口所连接的接入网设备的接入网地址信息。

情形五、当节点服务器接收到终端发送的入网命令应答时，更新所述地址信息表，所述更新操作包括：

将所述终端的接入网地址对应表项中的地址占用信息标记为该地址已用；

更新所述设备标识信息为当前终端；

更新所述设备资源信息为当前终端的端口信息，以及，其端口所连接的接入网设备的接入网地址信息。

情形六、若节点服务器在预设时间内未收到所述接入交换机发送的状态上行协议包，则会停止向所述接入交换机发送状态下行协议包，并更新所述地址信息表；所述更新操作包括：

将所述接入交换机的接入网地址对应表项中的地址占用信息标记为该地址未用；

清除所述设备标识信息和设备资源信息。

情形七、若节点服务器在预设时间内未收到所述下级接入网设备发送的状态上行协议包，则停止向所述下级接入网设备发送状态下行协议包，并更新所述地址信息表；所述更新操作包括：

将所述下级接入网设备的接入网地址对应表项中的地址占用信息标记为该地址未用；

清除所述设备标识信息和设备资源信息。

为便于控制和管理下级接入网设备和数据传送的通信路径，所述节点服务器的地址信息表中还可以包括当前接入网设备端口的上下行流量信息。

更为优选的是，所述节点服务器内部还可以设置有上行协议包地址表，所述的方法还包括以下步骤：

节点服务器上电时，在其内部的上行协议包地址表中设置，所有上行协议包导向CPU模块。

更为优选的是，所述节点服务器内部还可以设置有数据包地址表，所述的方法还包括以下步骤：

节点服务器上电时，在其内部的数据包地址表中设置所有数据包的导向关闭。

对于请求接入的下级接入网设备，节点服务器通常都会先判断其是否合法，并在合法时才对其发送入网命令，即在本发明的一种优选实施例中，所述的方法还包括以下步骤：

节点服务器的CPU模块依据入网命令应答包，判断是否存在所述接入交换机的注册信息，若是，则判定该接入交换机合法；否则，判断该接入交换机不合法；

若合法，则发送入网命令。

或者，

节点服务器的CPU模块依据入网命令应答包，判断是否存在所述接入网设备的注册信息，若是，则判定该接入网设备合法；否则，判断该接入网设备不合法；

若合法，则发送入网命令。

一般而言，所述注册信息可以包括设备类型和设备标识。

本发明实施例还包括一种节点服务器，包括以下模块：

下行协议包发送模块，用于向接入交换机发送下行协议包，所述下行协议包中包括一个待分配的接入网地址；

上行协议包接收模块，用于接收接入交换机针对所述下行协议包回复的上行协议包；

第一入网命令发送模块，用于依据所接收的上行协议包，向相应的接入交换机发送入网命令，所述入网命令中包括分配给该接入交换机的接入网地址，所述接入网地址为该接入交换机所接收下行协议包中的待分配接入网地址。

为控制和管理连接在接入交换机下的下级接入网设备，作为本发明的一种优选实施例，所述节点服务器还可以包括以下模块：

端口分配包发送模块，用于向已入网的接入交换机发送端口分配包，所述端口分配包中包括端口分配信息，所述端口分配信息为各个端口下行协议包导向所述接入交换机各个下行端口的信息。

更为优选的是，所述的节点服务器还可以包括以下模块：

端口下行协议包发送模块，用于向已入网的接入交换机发送端口下行协议包；所述端口下行协议包中包括一个待分配的接入网地址；

端口上行协议包接收模块，用于接收连接在所述接入交换机下行端口的某个下级接入网设备发送的端口上行协议包；

第二入网命令发送模块，用于向该下级接入网设备发送入网命令，所述入网命令中包括该下级接入网设备的接入网地址，所述接入网地址即为该下级接入网设备所接收的端口下行协议包中待分配的接入网地址。

在本实施例中，所述节点服务器还可以包括：

入网应答接收模块，用于接收所述下级接入网设备发送的入网命令应答。

在本发明实施例中，所述下级接入网设备可以包括接入交换机或终端。

为检测直接连接在所述节点服务器下的接入交换机的运行情况，所述节点服务器还包括以下模块：

状态下行协议包发送模块，用于定时向已入网的接入交换机发送状态下行协议包；

状态上行协议包第一接收模块，用于接收所述接入交换机针对所述状态下行协议包回复的状态上行协议包。

为检测连接在所述接入交换机下的下级接入网设备的运行情况，所述节点服务器还包括以下模块：

状态上行协议包第二接收模块，用于接收下级接入网设备针对所述状态下行协议包回复的状态上行协议包。

在具体实现中，所述的节点服务器还包括以下模块：

初始化模块，用于在上电后，导入下级接入网设备的注册信息至CPU，获得城域网地址，并配置自己的接入网地址。

为接入城域网，所述节点服务器还可以包括以下模块：

协议标签和地址获取模块，用于接入城域网后，从城域服务器获得分配的协议标签和城域网地址，所述协议标签用于描述节点服务器与城域服务器之间的连接；当同一个节点服务器与上级连接设备有多个连接时，获得对应每个连接的不同协议标签，所述上级连接设备包括节点交换机和城域服务器；所述城域网是具有集中控制功能的网络，包括城域服务器、节点交换机和节点服务器，其中所述节点交换机连接在城域服务器和节点服务器之间；

数据标签获取模块，用于针对每个跨越城域网的服务申请，从城域服务器获得分配的对应当次服务的数据标签，所述数据标签用于描述服务所涉及的节点服务器之间的连接；

标签添加模块，用于将节点服务器发给城域网的协议包或数据包添加相应的协议标签或数据标签；

标签删除模块，用于将从城域网接收的协议包或数据包去掉相应的协议标签或数据标签。

同一个数据包的入标签和出标签为不同的标签，或者为相同标签；

所述标签包括协议标签和数据标签。

更为优选的是，所述的节点服务器还可以包括：

地址-标签映射表，用于针对每个跨越城域网的服务，记录跨越城域网的两个终端的接入网地址与出标签的绑定关系；其中，接入网地址为每个节点服务器为其下连接的入网设备分配的地址；

则所述标签添加模块依据地址-标签映射表，查找节点服务器发给城域网的协议包或数据包对应的出标签，并添加查找到的出标签发送。

在这种情况下，所述的节点服务器还可以包括：

协议包标签表，用于节点服务器上电时，设置所有的城域协议包导向到CPU模块，所述城域协议包包括城域服务器发送的城域查询标签包和城域服务申请包。

和/或，所述节点服务器还可以包括以下模块：

应答包标签表，用于将城域应答标签包分别导向到相应上行端口；

应答包标签表初始化模块，用于节点服务器上电时，设置所有城域应答标签包的导向关闭；

应答包标签表配置模块，用于收到城域服务器发送的城域查询标签包后，修改自身的应答包标签表，将所述协议标签对应的城域应答标签包导向到接收该城域查询标签包的上行端口。

作为另一种接入城域网的实现方式，所述节点服务器可以包括以下模块：

IP入网模块，用于以IP节点的方式入城域网，所述城域网为IP网络结构。

优选的是，所述节点服务器还可以包括

0号表初始化配置模块，用于在上电时，初始化其内部的下行协议包地址表为各下行协议包的导向关闭。

为实现更好地集中控制管理，所述节点服务器还可以包括：

0号表第一设置模块，用于在其内部的下行协议包地址表中设置各下行协议包分别导向的下行端口；

所述下行协议包发送模块依据所述下行协议包地址表的设置，通过相应的下行端口发送下行协议包。

更为优选的，所述节点服务器还可以包括：

端口分配包生成模块，用于生成包括有所述端口分配信息的端口分配包；

所述端口分配包发送模块依据其内部下行协议包地址表的设置，通过相应的下行端口发送所述端口分配包。

为更好地分配及管理下级接入网设备的地址，所述节点服务器内部还设置有地址信息表，所述地址信息表中记录有地址占用信息、设备标识信息和设备资源信息。

根据对所述地址信息表的操作的不同情形，所述节点服务器还可以包括以下模块：

情形一、所述节点服务器还包括：

地址信息表初始化模块，用于在上电时，初始化地址信息表，所述初始化包括：

写入设备标识信息为当前节点服务器；

写入设备资源信息为当前节点服务器的端口信息。

情形二、节点服务器还包括：

地址信息表第一更新模块，用于依据节点服务器在其内部的下行协议包地址表中对各下行协议包所导向的下行端口的设置，更新所述地址信息表，所述更新包括：

情形三、节点服务器还包括：

地址信息表第二更新模块，用于依据对端口下行协议包所导向的其他接入设备的下行端口的设置，更新所述地址信息表，所述更新包括：

情形四、节点服务器还包括：

地址信息表第三更新模块，用于在接收到接入交换机发送的入网命令应答时，更新所述地址信息表，所述更新包括：

更新所述设备标识信息为当前接入交换机；

情形五、节点服务器还包括：

地址信息表第四更新模块，用于在接收到下级接入网设备发送的入网命令应答时，更新所述地址信息表，所述更新包括：

将所述下级接入网设备的接入网地址对应表项中的地址占用信息标记为该地址已用；

更新所述设备标识信息为当前下级接入网设备；

更新所述设备资源信息为当前下级接入网设备的端口信息，以及，其端口所连接的接入网设备的接入网地址信息。

情形六、节点服务器还包括：

状态下行协议包第一停发模块，用于在预设时间内未收到所述接入交换机发送的状态上行协议包时，停止向所述接入交换机发送状态下行协议包；

地址信息表第四更新模块，用于在停止向所述接入交换机发送状态下行协议包时，更新所述地址信息表；所述更新包括：

清除所述设备标识信息和设备资源信息。

情形七、节点服务器还包括：

状态下行协议包第二停发模块，用于在预设时间内未收到所述下级接入网设备发送的状态上行协议包，则停止向所述下级接入网设备发送状态下行协议包；

地址信息表第五更新模块，用于在停止向所述下级接入网设备发送状态下行协议包时，更新所述地址信息表；所述更新包括：

清除所述设备标识信息和设备资源信息。

为便于控制和管理下级接入网设备和数据传送的通信路径，所述地址信息表中还包括当前接入网设备端口的上下行流量信息。

更为优选的是，所述节点服务器内部还设置有上行协议包地址表，所述节点服务器还包括：

1号表初始化配置模块，用于在上电时，在其内部的上行协议包地址表中设置，所有上行协议包导向CPU模块。

更为优选的是，所述节点服务器内部还设置有数据包地址表，所述节点服务器还包括：

数据包地址表配置模块，用于上电时，在其内部的数据包地址表中设置所有数据包的导向关闭。

对于请求接入的下级接入网设备，节点服务器通常都会先判断其是否合法，并在合法时才对其发送入网命令，即在本发明的一种优选实施例中，所述节点服务器还包括：

第一验证模块，用于判断是否存在所述接入交换机的注册信息，若是，则判定该接入交换机合法；否则，判断该接入交换机不合法；

若合法，则触发第一入网命令发送模块。

或者，

第二验证模块，用于判断是否存在所述接入网设备的注册信息，若是，则判定该接入网设备合法；否则，判断该接入网设备不合法；

若合法，则触发第二入网命令发送模块。

本发明实施例还公开了一种接入交换机，包括以下模块：

0号表初始化配置模块，用于在上电时，在其内部的下行协议包地址表中设置所有下行协议包导向CPU模块；

下行协议包接收模块，用于接收节点服务器发送的下行协议包，并依据所述下行协议包地址表的设置，将所述下行协议包导向该接入交换机的CPU模块，所述下行协议包中包括一个待分配的接入网地址；

上行协议包回复模块，用于由所述CPU模块生成上行协议包，并发送给节点服务器；

第一入网命令接收模块，用于接收节点服务器发送的入网命令，所述入网命令中包括该接入交换机的接入网地址，所述接入网地址即为该接入交换机所接收下行协议包中的待分配接入网地址；

0号表第一设置模块，用于更新其内部的下行协议包地址表为，仅目的地址为自己接入网地址的协议包导向CPU模块。

在入网后，所述接入交换机还包括以下模块：

端口分配包接收模块，用于在入网后，接收节点服务器发送的端口分配包；所述端口分配包中包括端口分配信息，所述端口分配信息为各个端口下行协议包导向接入交换机各个下行端口的信息；

第一导向模块，用于将目的地址为自己接入网地址的端口分配包导向CPU模块；

0号表第二设置模块，用于依据所述端口分配信息，在其内部的下行协议包地址表中，设置各个端口下行协议包所导向的下行端口。

更为优选的，所述接入交换机还包括以下模块：

端口下行协议包接收模块，用于在入网后，接收到节点服务器发送的端口下行协议包；所述端口下行协议包中包括一个待分配的接入网地址；

第二导向模块，用于依据其内部下行协议包地址表的设置，将所述端口下行协议包导向对应的下行端口。

更为优选的，所述接入交换机还包括入网命令应答模块，用于向节点服务器发送入网命令应答。

在接收节点服务器定时发送的状态下行协议包时，所述接入交换机还包括：

状态下行协议包接收模块，用于在入网后，接收节点服务器定时发送的状态下行协议包；

第三导向模块，用于依据其内部下行协议包地址表的设置，将目的地址为自己接入网地址的状态下行协议包导向CPU模块；

状态上行协议包回复模块，用于由所述CPU模块生成状态上行协议包，并发送给节点服务器。

优选的，所述接入交换机还包括：

第四导向模块，用于依据其内部下行协议包地址表的设置，将目的地址为下级接入网设备的接入网地址的状态下行协议包导向对应的端口；所述状态下行协议包经由所述端口被传送至对应的下级接入网设备。

优选的，所述接入交换机内部还设置有上行协议包地址表，所述的接入交换机还包括：

1号表初始化配置模块，用于在上电时，在其内部的上行协议包地址表中设置所有上行协议包导向的上行端口。

优选的，所述接入交换机内部还设置有数据包地址表，所述的接入交换机还包括：

数据包地址表配置模块，用于在上电时，在其内部的数据包地址表中设置所有数据包的导向关闭。

本发明实施例还公开了一种接入网设备的入网系统，所述接入网设备包括节点服务器及连接在其下级的接入交换机，所述节点服务器包括向接入交换机发送下行协议包的下行协议包发送模块，以及，依据接入交换机回复的上行协议包发送入网命令的第一入网命令发送模块；

所述接入交换机包括：

下行协议包接收模块，用于依据所述下行协议包地址表的设置，将接收到的下行协议包导向该接入交换机的CPU模块，所述下行协议包中包括一个待分配的接入网地址；

在具体实现中，往往接入交换机下还连接有其它下级接入网设备，在这种情况下，节点服务器会向已入网的接入交换机发送端口分配包，即作为本发明的一种优选实施例，所述节点服务器还包括用于向已入网的接入交换机发送端口分配包的端口分配包发送模块，所述端口分配包中包括端口分配信息，所述端口分配信息为各个端口下行协议包导向所述接入交换机各个下行端口的信息；

在这种情况下，所述接入交换机还包括：

进一步而言，所述节点服务器还包括用于向已入网的接入交换机发送端口下行协议包的端口下行协议包发送模块，所述端口下行协议包中包括一个待分配的接入网地址；

在这种情况下，所述接入交换机还包括：

在具体实现中，所述接入网设备还包括连接在已入网接入交换机下行端口的下级接入网设备，在这种情况下，所述节点服务器还包括用于向所述下级接入网设备发送入网命令的第二入网命令发送模块；

所述下级接入网设备包括：

端口上行协议包回复模块，用于针对接收到的端口下行协议包生成端口上行协议包，并发送给节点服务器；

第二入网命令接收模块，用于接收节点服务器发送的入网命令，所述入网命令中包括该下级接入交换机的接入网地址，所述接入网地址即为该下级接入交换机所接收端口下行协议包中的待分配接入网地址。

在本实施例中，所述下级接入网设备包括接入交换机或终端。

当所述下级接入网设备为接入交换机时，所述接入交换机还包括：

0号表第三设置模块，用于依据所述入网命令更新其内部的下行协议包地址表为，设置目的地址为自己接入网地址的协议包导向CPU模块。

当节点服务器收到接入交换机发送的入网命令应答后，就知道这台接入交换机已经入网了，以后将定时向该接入交换机发送状态下行协议包，即作为本发明的一种优选实施例，所述节点服务器还包括用于定时向已入网的接入交换机发送状态下行协议包的状态下行协议包发送模块；

在这种情况下，所述的接入交换机还包括：

对于连接在某个接入交换机下的下级接入网设备，节点服务器也会定时向所述下级接入网设备发送状态下行协议包，即作为本发明的一种优选实施例，所述接入交换机还包括：

当所述下级接入网设备为下级接入交换机时；所述下级接入交换机还包括：

状态上行协议包回复模块，用于针对所接收到的状态下行协议包生成状态上行协议包，并发送给节点服务器。

当所述下级接入网设备为终端时；所述终端还包括：

优选的，所述接入交换机内部还设置有上行协议包地址表，所述接入交换机还包括：

优选的，所述接入交换机内部还设置有数据包地址表，所述接入交换机还包括：

优选的，在节点服务器入网时，所述节点服务器还包括：

作为本发明的一种优选实施例，所述节点服务器还包括用于接入城域网的以下模块：

优选的，所述标签分为入标签和出标签，入标签指数据包进入城域服务器或节点交换机的标签，出标签指该数据包离开城域服务器或节点交换机的标签；

所述标签包括协议标签和数据标签。

优选的，所述节点服务器还包括：

作为本发明的另一种优选实施例，所述节点服务器还包括用于接入城域网的IP入网模块，用于以IP节点的方式入城域网，所述城域网为IP网络结构。

优选的，所述节点服务器还包括：

情形一、所述节点服务器还包括：

写入设备标识信息为当前节点服务器；

写入设备资源信息为当前节点服务器的端口信息。

情形二、所述节点服务器还包括：

情形三、所述节点服务器还包括：

情形四、所述节点服务器还包括：

更新所述设备标识信息为当前接入交换机；

情形五、所述节点服务器还包括：

更新所述设备标识信息为当前下级接入网设备；

情形六、所述节点服务器还包括：

清除所述设备标识信息和设备资源信息。

情形七、所述节点服务器还包括：

清除所述设备标识信息和设备资源信息。

优选的，所述节点服务器的地址信息表中还包括当前接入网设备端口的上下行流量信息。

优选的，所述节点服务器内部还设置有上行协议包地址表，所述节点服务器还包括：

优选的，所述节点服务器内部还设置有数据包地址表，所述节点服务器还包括：

优选的，所述节点服务器还包括：

若合法，则触发第一入网命令发送模块。

优选的，所述节点服务器还包括：

若合法，则触发第二入网命令发送模块。

需要说明的是，从实际硬件的角度划分，本发明的节点服务器主要包括网络接口模块、交换引擎模块、CPU模块、磁盘阵列模块；本发明的接入交换机主要包括网络接口模块(下行网络接口模块、上行网络接口模块)、交换引擎模块和CPU模块；由于上述硬件模块针对不同的处理情况，所执行的功能并不相同，比如，交换引擎模块对于不同的包(协议包、数据包等)，所查的地址表就不一样，获得的包的导向信息就不一样；或如，CPU模块在收到包的情况下，可能是配地址表，也可能是解析包并生成一个应答包。因而，为使本领域技术人员更好地理解本发明，在本发明实施例中，主要从功能角度描述了本发明的节点服务器、接入交换机及接入网设备的入网系统所涉及的模块，然而实质上，这些功能模块与实际硬件模块是对应的。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

多媒体服务所必须的基本条件和传统的数据性服务所必须的基本条件(如网页文本、图像、电子邮件、FTP和DNS服务)有着显著差别。特别是多媒体服务对于端对端延时和延时变化特别敏感，但是却能容忍偶然的数据丢失，这些在服务需求上的截然不同表明了原先已设计成用来传输数据的新型网络架构是不适合被用来提供多媒体服务的。

本发明以主控的方式，通过向各个通信端口发送查询包，对各个网络设备的地址进行分配，并且在分配的过程中在主控服务器端建立了清晰的网络拓扑。这样，在具体数据包的传输过程中，就可以直接由主控服务器分配相应的通信链路即可(因为其明晰整个网络的设备拓扑)，不需要各个网络设备之间再进行路由协商(现有IP协议的方案)，这样可以保证稳定的传输速率，避免延时。

其次，在一次业务数据的传输中，各个该业务的各个数据包通过相同的通信链路进行传输，而不像现有IP协议的方案，每个数据包依靠自行协商解决路由问题，在数据包发出之前并不知道其会经过哪条路径，即同一业务的两个数据包可能通过不同的路径传输至目标终端。这样，本发明与之相比，可以保证稳定的传输速率，避免延时。

附图说明

图1是本发明的一种节点服务器的硬件结构示意图；

图2是本发明的一种接入交换机的硬件结构示意图；

图3是本发明的一种接入交换机入网过程的示意图：

图4是本发明的一种节点服务器与接入交换机的连接示意图；

图5是本发明的一种终端入网过程的示意图：

图6是本发明的一种节点服务器、接入交换机、终端的连接示意图；

图7是本发明的一种节点交换机入网过程的示意图：

图8是本发明的一种城域服务器、节点交换机、节点服务器的连接示意图；

图9是本发明的一种城域服务器、节点交换机、节点服务器、终端的连接示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一、以下简单介绍本发明的核心构思：

本专利发明人认为，本发明实现全网品质保证的充分条件有以下几点：

第一，IP互联网核心理论中关于“尽力而为”(Best Efforts)的机制必然导致网络流量不均匀和频繁的丢包。实际上，TCP协议正是利用网络丢包状态来调节发送流量。

第二，IP互联网核心理论中关于“储存转发”(Store&Forward)的机制在吸收本地突发流量的同时，将造成下一个节点网络流量更大的不均匀。

第三，IP互联网核心理论中关于“检错重发”(Error Detection&Retransmission)的机制在同步视频通讯中，将造成不可容忍的延时，因此没有实用价值。

第四，连续性的网络流量不均匀或突发流量必然导致周期性交换机(路由器)丢包。

由此可见，由于电脑文件突发流量本质是离散性，没有后继，上述IP互联网核心理论曾经使互联网高效率传输文件。但是，面对连续性同步流媒体传输中的品质保证，昔日的功臣却成了破坏网络传输品质的元凶。我们已经从前面论述中得出结论，任何资源预留、优先级别和轻载方案都不能从根本上解决同步流媒体的品质保证。

既然前述方法无一可行，那么，解决网络传输品质保证的出路在哪里？

本专利发明人认为，当前各种QoS方法，都建立在一种错误的假设上。根据这种假设，QoS的解决方法是为视讯流量提供优先处理的特权。但事实是，由于不同媒体形式所需的网络流量极度不匀，只要有少数人使用视讯服务，网络上的视讯流量将占据绝对主体。

如果换一角度看，专门为大部分网络流量提供好的品质，等效于专门为少部分非视讯流量提供差的品质。既然，大部分网络流量必须要求品质保证，那么，剩下少数不要求品质保证的业务流量也都给于品质保证何尝不可。假设1000位旅客订飞机票时都要求头等舱，只有少数几位可以接受经济舱，那么，航空公司的自然措施是取消经济舱。因为，为了满足极少数差异化的经济舱，航空公司所花的代价远大于给这些旅客提供免费升舱。实际上，网络传输品质完全不保证，或者完全有保证都很简单，难就难在部分保证和部分不保证，尤其还不知道这“部分”两字的界线划在哪里。因此，只要为全部网络业务都提供品质保证，QoS问题就不存在了。

IP互联网初期好比是乡间小路，在民风淳朴的小镇不需要交通警察。但是到了繁华的大都市，有些热闹路段的红绿灯和交通警察都控制不了混乱局面，出行赴约难以确定时间，就像今天的IP互联网。

本发明好比是高速公路，不需要警察和红绿灯，水泥隔开的车道和立交桥确保汽车在规定的道路行驶。根据加州交通局的经验，避免高速公路堵车的办法是关闭入口匝道。

加州高速公路的设计思路有三个特点：

●在公路入口匝道设置开关，控制宏观车流量。

●保持车速稳定，提高道路通车率。

●采用水泥结构的道路分隔和立交桥，而不是警察和红绿灯来规范车辆行驶。

本发明实施例遵循电话网的原理，采取类似上述高速公路的三项措施：

●每条通路都计算和实测流量，一旦流量接近饱和，采取绕道或拒绝新用户加入。

●严格均流发送，本发明实施例TV能够在90％重载流量下，达到百万分之一的丢包率。

●上行数据匹配和流量控制，从结构上确保用户严格遵守交通规则，因为品质保证措施不可能指望用户自觉执行。

电脑文件与流媒体是两种截然不同的媒体形式，处理方式相互排斥。本发明的网络理论和实践揭示了两项成果：

●本发明实施例百倍于IP互联网的性价比优势

●发展高品质对称电视不干扰现有IP互联网业务的实施方法

尤其在大流量的骨干网络，电脑文件和流媒体通过不同波长合用一根光纤。如果一定要统一到单一网络，如接入网，那么应该是将电脑文件统一到视讯流媒体网络。本发明实施例提供了完整的透明承载IP互联网的解决方案。

将流媒体与文件分开处理只是第一步，如何保证独立的流媒体网络品质？

前面说过，PSTN电话网络采用严格的同步机制，当流量百分之百用满之前，不会出现网络阻塞现象。从理论上讲，多个均匀流合并以后，还是均匀流。实践进一步证明，在均匀流的前提下，网络流量可以接近于极限值，而不发生丢包现象。由于占据未来网络流量中九成以上的视讯媒体流，本身具备均匀流特征。因此，以视讯业务为主要目标的本发明互联网品质保证的途径自然是消除信源流量不均匀，尤其在意从根本上防止重载条件下网络交换机的丢包现象。

本发明实施例是用改良以太网建立面向连接的电路，全网统一采用定长度数据包。只要改变发包时间间隔，就可以得到任意带宽的媒体流。为了保证网络均流特征，本发明互联网要求终端设计必须具备均流能力。但是，在实际网络环境中，显然不可能寄希望于用户自觉遵守均流规定。因此，本发明实施例节点服务器向网络交换机发放通行证，只允许用户数据包在很细的时间精度下均匀通过。对于符合规定要求设计的用户终端，通行证是完全透明的。

在上述前提下，网络实践得出令人满意的结果，本发明的交换机能够在90％带宽利用率的条件下，获得优于百万分之一的重载丢包率。

综上所述，品质保证是下一代网络不可回避的问题，流媒体网络是不同于传统电脑文件的另外一个物种。因此，修改IP互联网去适应视讯业务是没有前途的，创立新的网络是唯一的出路。

二、以下对本发明提出的一种新型网进行介绍：

新型网是一种集中控制的网络结构，该网络可以是树型网、星型网、环状网等等类型，但在此基础上网络中需要有集中控制节点来控制整个网络。

新型网分为接入网和城域网两部分。接入网部分的设备主要可以分为3类：节点服务器，接入交换机，终端(包括各种机顶盒、编码板、存储器等)。其中，节点服务器是接入网中起集中控制功能的节点，可控制接入交换机和终端。节点服务器可直接与接入交换机相连，也可以直接与终端相连。类似的，城域网部分的设备也可以分为3类：城域服务器，节点交换机，节点服务器。其中，节点服务器即为接入网部分的节点服务器，即节点服务器既属于接入网部分，又属于城域网部分。城城服务器是城域网中起集中控制功能的节点，可控制节点交换机和节点服务器。城域服务器可直接连接节点交换机，也可直接连接节点服务器。由此可见，整个新型网络是一种分层集中控制的网络结构，而节点服务器和城域服务器下控制的网络可以是树型、星型、环状等各种结构。

1、新型网设备分类

1.1本发明的新型网系统中的设备主要可以分为3类：服务器，交换机(包括以太网网关)，终端(包括各种机顶盒，编码板，存储器等)。新型网整体上可以分为城域网(或者国家网、全球网等)和接入网。

1.2其中接入网部分的设备主要可以分为3类：节点服务器，接入交换机(包括以太网网关)，终端(包括各种机顶盒，编码板，存储器等)。

各接入网设备的具体硬件结构为：

节点服务器：

如图1所示，主要包括网络接口模块101、交换引擎模块102、CPU模块103、磁盘阵列模块；

其中，网络接口模块101，CPU模块103、磁盘阵列模块104进来的包均进入交换引擎模块102；交换引擎模块102对进来的包进行查地址表105的操作，从而获得包的导向信息；并根据包的导向信息把该包存入对应的包缓存器106的队列；如果包缓存器106的队列接近满，则丢弃；交换引擎模块102轮询所有包缓存器队列，如果满足以下条件进行转发：1)该端口发送缓存未满；2)该队列包计数器大于零。磁盘阵列模块104主要实现对硬盘的控制，包括对硬盘的初始化、读写等操作；CPU模块103主要负责与接入交换机、终端(图中未示出)之间的协议处理，对地址表105(包括下行协议包地址表、上行协议包地址表、数据包地址表)的配置，以及，对磁盘阵列模块104的配置。

接入交换机：

如图2所示，主要包括网络接口模块(下行网络接口模块201、上行网络接口模块202)、交换引擎模块203和CPU模块204；

其中，下行网络接口模块201进来的包(上行数据)进入包检测模块205；包检测模块205检测包的目地地址(DA)、源地址(SA)、数据包类型及包长度是否符合要求，如果符合，则分配相应的流标识符(stream-id)，并进入交换引擎模块203，否则丢弃；上行网络接口模块202进来的包(下行数据)进入交换引擎模块203；CPU模块204进来的数据包进入交换引擎模块203；交换引擎模块203对进来的包进行查地址表206的操作，从而获得包的导向信息；如果进入交换引擎模块203的包是下行网络接口往上行网络接口去的，则结合流标识符(stream-id)把该包存入对应的包缓存器207的队列；如果该包缓存器207的队列接近满，则丢弃；如果进入交换引擎模块203的包不是下行网络接口往上行网络接口去的，则根据包的导向信息，把该数据包存入对应的包缓存器207的队列；如果该包缓存器207的队列接近满，则丢弃。

交换引擎模块203轮询所有包缓存器队列，在本发明实施例中分两种情形：

如果该队列是下行网络接口往上行网络接口去的，则满足以下条件进行转发：1)该端口发送缓存未满；2)该队列包计数器大于零；3)获得码率控制模块产生的令牌；

如果该队列不是下行网络接口往上行网络接口去的，则满足以下条件进行转发：1)该端口发送缓存未满；2)该队列包计数器大于零。

码率控制模块208是由CPU模块204来配置的，在可编程的间隔内对所有下行网络接口往上行网络接口去的包缓存器队列产生令牌，用以控制上行转发的码率。

CPU模块204主要负责与节点服务器之间的协议处理，对地址表206的配置，以及，对码率控制模块208的配置。

终端：

主要包括网络接口模块、业务处理模块和CPU模块；例如，机顶盒主要包括网络接口模块、视音频编解码引擎模块、CPU模块；编码板主要包括网络接口模块、视音频编码引擎模块、CPU模块；存储器主要包括网络接口模块、CPU模块和磁盘阵列模块。

1.3城域网部分的设备主要可以分为2类：节点服务器，节点交换机，城域服务器。其中，节点交换机主要包括网络接口模块、交换引擎模块和CPU模块；城域服务器主要包括网络接口模块、交换引擎模块和CPU模块构成。

2、新型网数据包定义

2.1接入网数据包定义

接入网的数据包主要包括以下几部分：目的地址(DA)、源地址(SA)、保留字节、payload(PDU)、CRC。

如下表所示，接入网的数据包主要包括以下几部分：

DA

SA

Reserved

Payload

CRC

其中：

目的地址(DA)由8个字节(byte)组成，第一个字节表示数据包的类型(例如各种协议包、组播数据包、单播数据包等)，最多有256种可能，第二字节到第六字节为城域网地址，第七、第八字节为接入网地址；

源地址(SA)也是由8个字节(byte)组成，定义与目的地址(DA)相同；

保留字节由2个字节组成；

payload部分根据不同的数据报的类型有不同的长度，如果是各种协议包的话是64个字节，如果是单组播数据包话是32+1024＝1056个字节，当然并不仅仅限于以上2种；

CRC有4个字节组成，其计算方法遵循标准的以太网CRC算法。

2.2城域网数据包定义

城域网的拓扑是图型，两个设备之间可能有2种、甚至2种以上的连接，即节点交换机和节点服务器、节点交换机和节点交换机、节点交换机和节点服务器之间都可能超过2种连接。但是，城域网设备的城域网地址却是唯一的，为了精确描述城域网设备之间的连接关系，在本发明实施例中引入参数：标签，来唯一描述一个城域网设备。

本说明书中标签的定义和MPLS(Multi-Protocol Label Switch，多协议标签交换)的标签的定义类似，假设设备A和设备B之间有两个连接，那么数据包从设备A到设备B就有2个标签，数据包从设备B到设备A也有2个标签。标签分入标签、出标签，假设数据包进入设备A的标签(入标签)是0x0000，这个数据包离开设备A时的标签(出标签)可能就变成了0x0001。城域网的入网流程是集中控制下的入网过程，也就意味着城域网的地址分配、标签分配都是由城域服务器主导的，节点交换机、节点服务器都是被动的执行而已，这一点与MPLS的标签分配是不同的，MPLS的标签分配是交换机、服务器互相协商的结果。

如下表所示，城域网的数据包主要包括以下几部分：

DA

SA

Reserved

标签

Payload

CRC

即目的地址(DA)、源地址(SA)、保留字节(Reserved)、标签、payload(PDU)、CRC。其中，标签的格式可以参考如下定义：标签是32bit，其中高16bit保留，只用低16bit，它的位置是在数据包的保留字节和payload之间。

3、新型网的实现

以下讨论节点服务器与接入交换机、节点服务器与终端的入网流程。为了简化设计，定义在接入网中的数据包类型为4种，分别是：

下行协议包(由节点服务器发往接入交换机、终端的协议包)；

上行协议包(由接入交换机、终端回应给节点服务器的协议包)；

单播数据包；

组播数据包；

接入网的地址总共是16bit，所以总共可以接入的接入交换机、终端数为65536，假设下行协议包的数据报类型为“10000000”(二进制)，也就是0x80(十六进制)，上行协议包的数据报类型为“00001000”(二进制)，也就是0x08(十六进制)，单播数据包的数据报类型为“00010000”(二进制)，也就是0x10(十六进制)，组播数据包的数据报类型为“01111000”(二进制)，也就是0x78(十六进制)，通过合并同类项，可以把8bit长的地址表映射为2bit长的地址表，例如：

“10000000”＝＞“00”，下行协议包的地址表，在本发明实施例中定义为0号表；

“00001000”＝＞“01”，上行协议包的地址表，在本发明实施例中定义为1号表；

“00010000”＝＞“10”，单播数据包的地址表，在本发明实施例中定义为2号表；

“01111000”＝＞”11”，组播数据包的地址表，在本发明实施例中定义为3号表；

结合16bit的接入网地址，在实际中只需4张64K＝4x65536，也就是256K的地址表，地址表的输出就表示数据包导向的端口。例如，其中的一种接入交换机BX-008，它具有1个上行的百兆网口，8个下行百兆网口，1个CPU模块接口。如果8个下行百兆网口依次定义为0号端口到7号端口，CPU模块接口定义为8号端口，1个上行的百兆网口定义为9号端口，则总共需要256Kx10bit的地址表，例如地址表的输出为“0000000001”表示数据包导向的0号端口，“1100000000”表示数据包导向的8号、9号端口，以此类推。

假设9号端口进来一个数据包它的目的地址(DA)是0x80560x15000x00000x55aa，那么它的数据包类型为0x80，接入网地址为0x55aa，根据查表规则这时查0号表，即地址为“000101010110101010”，此地址对应的地址表的输出为“0100000000”，表示数据包导向8号端口。

3.1接入网设备的入网流程

3.1.1接入交换机的入网过程：

首先每台允许入网的接入交换机都必须在节点服务器里注册，没有注册的接入交换机无法入网。如图3所示，所述接入交换机入网的过程涉及以下步骤：

S1、节点服务器向每个端口发送查询包，接入交换机收到查询包后发送应答包，应答包中包含当前接入交换机的注册信息；

S2、节点服务器收到接入交换机发出的应答包后，就知道哪个端口下接了一台接入交换机，然后在节点服务器内部的注册信息表里找到该接入交换机信息，向该接入交换机发送入网命令(告知接入网地址)，该接入交换机收到入网命令后就入网了，同时向节点服务器发送入网命令应答；

S3、节点服务器收到接入交换机发出的入网命令应答就知道该接入交换机已经入网了，以后定时向这个端口发送状态查询包，检查这台接入交换机是否正常工作，同时还要向该接入交换机的下行端口发送端口查询包，检查是否有其他接入网设备接在该接入交换机下面。如果当前接入交换机正常工作，收到设备状态查询指令后会发送状态查询应答给节点服务器。当节点服务器一段时间之内没有收到状态查询应答，就认为该接入交换机已经被移出网络，不再发送状态查询包，而继续向本端口发送查询包。

3.1.2节点服务器与接入交换机在入网过程中的交互示例：

为了简单起见，假设节点服务器并未和节点交换机相连，忽略城域网的入网过程，为了方便讨论，假设此节点服务器有8个下行百兆网口依次定义为0号端口到7号端口，1个CPU模块接口定义为8号端口，1个磁盘阵列模块接口定义为9号端口，1个上行千兆光口定义为10号端口，此节点服务器型号为MSS-400。如图4所示，MSS-400的0号端口接了1台BX-008-0，BX-008-0的1号端口接了1台BX-008-1。

S1、MSS-400服务器上电后初始化硬件，获得默认城域网地址(假设为0x000x00000x0000)，从硬盘导入配置文件到CPU内存(例如交换机的注册信息、终端的注册信息等等)，MSS-400服务器配置自己的接入网地址为0x0000；

S2、MSS-400服务器初始化0、1、2、3号表：

●配置0号表为“00000000000“，即所有查询包传送关闭；

●配置1号表为“00100000000”，即所有的应答包导向CPU；

●配置2号、3号表为“00000000000“，即所有单组播数据包传送关闭；

S3、MSS-400服务器知道自己有8个下行端口，所以它配置8个0号表的表项分别为：

●“000000000000000001“＝＞“00000000001”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0001的查询包导向0号端口；

●“000000000000000010“＝＞“00000000010”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0002的查询包导向1号端口；

●“000000000000000011“＝＞“00000000100”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0003的查询包导向2号端口；

●“000000000000000100“＝＞“00000001000”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0004的查询包导向3号端口；

●“000000000000000101“＝＞“00000010000”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0005的查询包导向4号端口；

●“000000000000000110“＝＞“00000100000”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0006的查询包导向5号端口；

●“000000000000000111“＝＞“00001000000”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0007的查询包导向6号端口；

●“000000000000001000“＝＞“00010000000”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0008的查询包导向7号端口；

S4、MSS-400服务器发目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0001、0x80000x00000x00000x0002、0x80000x00000x00000x0003、0x80000x00000x00000x0004、0x80000x00000x00000x0005、0x80000x00000x00000x0006、0x80000x00000x00000x0007、0x80000x00000x00000x0008的查询包(SA都为0x00000x00000x00000x0000)，根据0号表的配置，所述查询包会依次导向0到7号端口；

S5、BX-008-0、BX-008-1交换机上电后初始化硬件，

●配置0号表”00xxxx xxxx xxxx xxxx”为“0100000000”，即所有查询包导向CPU；

●配置1号表”01xxxx xxxx xxxx xxxx”为“1000000000”，即所有的应答包导向上行的百兆网口；

S6、BX-008-0交换机收到查询包后，根据其0号表的配置，该查询包被接收至其CPU模块，由CPU解析该查询包后生成应答包(应答包中包含本交换机的注册信息)，并发送给MSS-400服务器，该应答包的DA是0x08000x00000x00000x0000，SA是0x00000x00000x00000x0001；

S7、MSS-400服务器收到BX-008-0交换机发出的应答包后，对比应答包的源地址(SA)及设备类型就知道它的0号端口下接了一台接入交换机，然后在节点服务器内部的注册信息表里找到这台接入交换机的信息，向这台接入交换机发送入网命令(告知其接入网地址为0x0001)；

S8、BX-008-0交换机收到入网命令后，知道自己的接入网地址是0x0001就入网了，于是配置其0号表”000000000000000001”为“0100000000”，并0号表其余表项配置为”0000000000“，即只有本交换机的下行协议包导入CPU，同时向MSS-400服务器发送入网命令应答(入网命令应答包)；

S9、MSS-400服务器收到BX-008-0交换机发出的入网命令应答就知道BX-008-0交换机已经入网了，以后每秒钟向这个端口发送设备状态查询指令，检查BX-008-0交换机是否正常工作，同时还要向BX-008-0交换机的下行端口发送端口下行协议包，检查是否有其它接入网设备接在本接入交换机下面，在这种情况下，MSS-400服务器会在其0号表中做如下配置：

●“000000000000001001“＝＞“00000000001”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0009的端口下行协议包导向0号端口；

●“000000000000001010“＝＞“00000000001”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x000a的端口下行协议包导向0号端口；

●“000000000000001011“＝＞“00000000001”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x000b的端口下行协议包导向0号端口；

●“000000000000001100“＝＞“00000000001”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x000c的端口下行协议包导向0号端口；

●“000000000000001101“＝＞“00000000001”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x000d的端口下行协议包导向0号端口；

●“000000000000001110“＝＞“00000000001”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x000e的端口下行协议包导向0号端口；

●“000000000000001111“＝＞“00000000001”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x000f的端口下行协议包导向0号端口；

●“000000000000010000“＝＞“00000000001”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0010的端口下行协议包导向0号端口；

MSS-400服务器会通过包括端口分配信息的端口分配包，通知BX-008-0交换机在其0号表中做如下配置：

●“000000000000001001“＝＞“0000000001”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0009的端口下行协议包导向0号端口；

●“000000000000001010“＝＞“0000000010”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x000a的端口下行协议包导向1号端口；

●“000000000000001011“＝＞“0000000100”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x000b的端口下行协议包导向2号端口；

●“000000000000001100“＝＞“0000001000”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x000c的端口下行协议包导向3号端口；

●“000000000000001101“＝＞“0000010000”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x000d的端口下行协议包导向4号端口；

●“000000000000001110“＝＞“0000100000”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x000e的端口下行协议包导向5号端口；

●“000000000000001111“＝＞“0001000000”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x000f的端口下行协议包导向6号端口；

●“000000000000010000“＝＞“0010000000”，即目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0010的端口下行协议包导向7号端口；

S10、MSS-400服务器发目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0009、0x80000x00000x00000x000a、0x80000x00000x00000x000b、0x80000x00000x00000x000c、0x80000x00000x00000x000d、0x80000x00000x00000x000e、0x80000x00000x00000x000f、0x80000x00000x00000x0010的端口下行协议包(SA都为0x00000x00000x00000x0000)，根据MSS-400服务器中0号表的配置，端口下行协议包会依次导向MSS-400服务器0号端口，根据BX-008-0交换机中0号表的配置，端口下行协议包会依次导向BX-008-0交换机0到7号端口；

S11、BX-008-1交换机从BX-008-0交换机的1号端口收到端口下行协议包(即目的地址是0x80000x00000x00000x000a的端口下行协议包)后发送端口上行协议包(该端口上行协议包中包含本交换机的注册信息)，包的DA是0x08000x00000x00000x0000，SA是0x00000x00000x00000x000a；

S12、MSS-400服务器收到BX-008-1交换机发出的端口上行协议包后，对比上行协议包的源地址(SA)及设备类型就知道BX-008-0的1号端口下接了一台接入交换机，然后在服务器内部的注册信息表里找到这台接交换机信息，并向该接入交换机发送入网命令(告知其接入网地址为0x000a)；

S13、BX-008-1交换机收到入网命令后，知道自己的接入网地址是0x000a就入网了，配置其0号表”000000000000001010”为“0100000000”，0号表其余表项配置为”0000000000“，即只有本交换机的下行协议包导入CPU，同时向服务器发送入网命令应答；

S14、MSS-400服务器收到交换机发出的入网命令应答就知道BX-008-1交换机已经入网了，以后每秒钟向这个端口发送设备状态查询指令，检查BX-008-1交换机是否正常工作，同时还要向BX-008-1交换机的下行端口发送端口下行协议包，检查是否有其他接入网设备接在本接入交换机下面。如果当前接入交换机正常工作，收到设备状态查询指令后会发送状态查询应答给服务器。当服务器6秒之内没有收到状态查询应答，就认为这台接入交换机已经被移出网络，不再发送设备状态查询指令，继续向本端口发送查询包。

3.1.3终端的入网过程：

首先每台允许入网的终端都必须在节点服务器中注册，没有注册的终端无法入网。如图5所示，所述终端入网的过程涉及以下步骤：

S 1、节点服务器向每个端口发送查询包，终端收到查询包后发送应答包，该应答包中包含终端的注册信息；

S2、节点服务器收到终端发出的应答包后就知道哪个端口下接了哪种终端(机顶盒，编码板还是存储器)，然后在节点服务器内部的注册信息表里找到该终端的信息，向该终端发送入网命令(告诉终端的接入网地址)，终端收到入网命令后就入网了，同时向节点服务器发送入网命令应答；

S3、节点服务器收到终端发出的入网命令应答就知道本终端已经入网了，以后定时向这个端口发送状态查询包，检查终端是否正常工作。如果终端正常工作，收到状态查询包后会发送状态查询应答给节点服务器。当节点服务器一段时间之内没有收到状态查询应答，就认为本终端已经被移出网络，不再发送状态查询包，继续向本端口发送查询包。

3.1.4节点服务器与接入交换机、终端在入网过程中的交互示例：

接入网的地址可以设置为16bit，所有接入网设备都有唯一的接入网地址(包括机顶盒、接入交换机、存储器，甚至节点服务器本身)。为方便管理所有接入网设备的接入网地址，在节点服务器的CPU模块中可以维护一张地址信息表，该表的大小为2的16次方，也即64K，每个表的表项由如下构成：

1)地址占用描述符：“00”表示此地址未用，“01”表示此地址待用(节点服务器用此地址发出了端口下行协议包，但未收到入网上行协议包)，“10”表示此地址已用(节点服务器收到入网上行协议包后设置)；

2)设备描述符：例如，“000000”表示节点服务器，“000001”表示其中一种接入交换机BX-008，“000010”表示其中一种存储器，“000011”表示其中一种终端；

3)设备资源描述信息：例如，该设备是接入交换机的话，它的网络端口连接的设备的接入网地址，它的各个网络端口的上下行流量计数；如果该设备是存储器的话，它的网络端口连接的设备的接入网地址，它的读写通道的计数以及网络端口的上下行流量计数；等等，所有这些信息是为了服务流程提供决策依据，而且每次的服务流程中都会修改这些信息。

如图6所示，假设一台节点服务器MSS-400，它的0号端口接了一台接入交换机BX-008-0，它的1号端口接了一台接入交换机BX-008-1，BX-008-0的0号端口接了一台机顶盒STB-0，BX 008-1的1号端口接了一台机顶盒STB-1。

S1、MSS-400服务器上电后初始化硬件，获得默认城域网地址(假设为0x000x00000x0000)，从硬盘导入配置文件到CPU内存(例如交换机的注册信息、终端的注册信息等等)，MSS-400服务器初始化地址信息表，全部清零(表示所有地址未用)，MSS-400服务器配置自己的接入网地址为0x0000，也即地址信息表的第0x0000项被配置成如下：

●地址占用描述符：“10”表示此地址已用；

●设备描述符：“000000”表示节点服务器；

●设备资源描述信息：此节点服务器有8个下行百兆网口依次定义为0号端口到7号端口，1个CPU模块接口定义为8号端口，1个磁盘阵列接口定义为9号端口，1个上行千兆光口定义为10号端口，此节点服务器型号为MSS-400，它的网络端口连接的设备的接入网地址未分配，它的各个网络端口的上下行流量计数为0；

地址信息表下一个可用地址为0x0001；

S2、MSS-400服务器初始化0、1、2、3号表：

●配置0号表为“00000000000“，即所有下行协议包传送关闭；

●配置1号表为“00100000000”，即所有上行协议包导向CPU；

S3、MSS-400服务器知道自己有8个下行端口，下一个可用地址为0x0001，所以它配置8个0号表的表项分别为：

S4、MSS-400服务器发目的地址(DA)是0x80000x00000x0000

0x0001、0x80000x00000x00000x0002、0x80000x00000x00000x0003、0x80000x00000x00000x0004、0x80000x00000x00000x0005、0x80000x00000x00000x0006、0x80000x00000x00000x0007、0x80000x00000x00000x0008的查询包(SA都为0x00000x00000x00000x0000)，根据其0号表的配置，所述查询包会依次导向0到7号端口；此时，地址信息表的第0x0001至0x0008项被配置成：

●地址占用描述符：“01”表示此地址待用；

●设备描述符：不做修改；

●设备资源描述信息：不做修改；

地址信息表的下一个可用地址为0x0009；

S5、BX-008-0、BX-008-1交换机上电后初始化硬件，

●配置其0号表”00xxxx xxxx xxxx xxxx”为“0100000000”，即所有下行协议包包导向CPU；

●配置其1号表”01xxxx xxxx xxxx xxxx”为“1000000000”，即所有的上行协议包导向上行的百兆网口；

●配置其2号、3号表为“0000000000“，即所有单组播数据包传送关闭；

S6、BX-008-0交换机收到查询包后，根据其0号表的配置，该查询包被接收至其CPU模块，由CPU模块解析该查询包并生成应答包(该应答中包含本接入交换机的注册信息)发送给MSS-400服务器，包的DA是0x08000x00000x00000x0000，SA是0x00000x00000x00000x0001；

S7、MSS-400服务器收到BX-008-0交换机发出的应答包后，对比应答包的源地址(SA)、及设备类型就知道其0号端口下接了一台接入交换机，然后在节点服务器内部的注册信息表里找到这台接入交换机的信息，向该接入交换机发送入网命令(告知其接入网地址为0x0001)；

S8、BX-008-0交换机收到入网命令后，知道自己的接入网地址是0x0001就入网了，于是配置其0号表”000000000000000001”为“0100000000”，0号表其余表项配置为”0000000000“，即只有本交换机的下行协议包导入CPU，同时向服务器发送入网命令应答；

S9、MSS-400服务器收到BX-008-0交换机发出的入网命令应答就知道BX-008-0交换机已经入网了，于是将服务器内部的地址信息表的第0x0001项被配置成：

●地址占用描述符：“10”表示此地址已用；

●设备描述符：“000001”表示其中一种接入交换机BX-008；

●设备资源描述信息：此接入交换机有8个下行百兆网口依次定义为0号端口到7号端口，1个CPU模块接口定义为8号端口，1个上行百兆网口定义为9号端口，此接入交换机型号为BX-008，它的上行网络端口连接的设备的接入网地址是0x0000(即MSS-400)，下行网络端口连接的设备的接入网地址未分配，它的各个网络端口的上下行流量计数为0；

以后每秒钟向这个端口发送设备状态查询指令，检查BX-008-0交换机是否正常工作，同时还要向BX-008-0交换机的下行端口发送端口下行协议包，检查是否有其他接入网设备接在本接入交换机下面。在这种情况下，MSS-400服务器会在其0号表中做如下配置：

S10、MSS-400服务器发目的地址(DA)是0x80000x00000x00000x0009、0x80000x00000x00000x000a、0x80000x00000x00000x000b、0x80000x00000x00000x000c、0x80000x00000x00000x000d、0x80000x00000x00000x000e、0x80000x00000x00000x000f、0x80000x00000x00000x0010的端口下行协议包(SA都为0x00000x00000x00000x0000)，根据MSS-400服务器中0号表的配置，所述端口下行协议包会依次导向MSS-400服务器0号端口，根据BX-008-0交换机中0号表配置，端口下行协议包会依次导向BX-008-0交换机0到7号端口；并且，MSS-400服务器中的地址信息表的第0x0009至0x0010项被配置成：

●地址占用描述符：“01”表示此地址待用；

●设备描述符：不做修改；

●设备资源描述信息：不做修改；

下一个可用地址为0x0011；

S11、STB-0从BX-008-0交换机的0号端口收到端口下行协议包(即目的地址是0x80000x00000x00000x0009的端口下行协议包)收到端口下行协议包后发送端口上行协议包(包含本终端的注册信息)，包的DA是0x08000x00000x00000x0000，SA是0x00000x00000x00000x0009(交换机的0号端口)；

S12、MSS-400服务器收到STB-0交换机发出的端口上行协议包后，对比上行协议包的源地址(SA)及设备类型就知道BX-008-0的0号端口下接了一台终端，然后在服务器内部的注册信息表里找到终端信息，向终端发送入网命令(告诉终端的接入网地址为0x0009)；

S13、STB-0收到入网命令后，知道自己的接入网地址是0x0009就入网了，同时向服务器发送入网命令应答；

S14、MSS-400服务器收到STB-0发出的入网命令应答就知道STB-0交换机已经入网了，于是将地址信息表的第0x0009项配置成：

●地址占用描述符：“10”表示此地址已用；

●设备描述符：“000011”表示其中一种终端；

●设备资源描述信息：此终端有视音频编解码引擎，1个百兆网口，此终端型号为STB，它的网络端口连接的设备的接入网地址是0x0001(即BX-008-0)，它的网络端口的上下行流量计数为0；

地址信息表的第0x0001项被配置成：

●地址占用描述符：不做修改；

●设备描述符：不做修改；

●设备资源描述信息：此接入交换机有8个下行百兆网口依次定义为0号端口到7号端口，1个CPU模块接口定义为8号端口，1个上行百兆网口定义为9号端口，此接入交换机型号为BX-008，它的上行网络端口连接的设备的接入网地址是0x0000(即MSS-400)，下行网络端口0连接的设备的接入网地址是0x0009，其余未分配，它的各个网络端口的上下行流量计数为0；

以后MSS-400服务器每秒钟向这个端口发送设备状态查询指令，检查STB-0是否正常工作，当服务器6秒之内没有收到状态查询应答，就认为STB-0已经被移出网络，不再发送设备状态查询指令，继续向本端口发送查询包。

参照上述第S6-S14步骤，BX-008-1也会入网，获得其接入网地址为0x0002；STB-1也会入网，获得其接入网地址为0x0012。

3.1.5接入网设备入网过程中的数据格式定义：

PDU是用户终端和服务器的信息交互方式，两者使用原始套接字(RawSocket)传递PDU，其数据格式如下：

目的地址	源地址	保留字节	PDU
				4W	4W	2BYTE	32W或528W

系统消息(PDU)定义

一.端口查询

1、端口查询指令，由服务器发出，32W短信令：

字段号	长度	代码	说明
				0	1W	8A01	服务器端口查询指令
1-4	4W		网络地址
				5-7	3W		系统时钟
8-9	2W		网关的IP地址(本字段只对终端有效)
				10-12	3W		网关的MAC地址(本字段只对终端有效)
13-31	19W	0000	填充

2、端口查询应答指令，32W短信令：

机顶盒收到8A01发给服务器的应答

交换机收到8A01发给服务器的应答

字段号	长度	代码	说明
				0	1W	8A02	交换机端口查询应答指令
1	1W		设备类型
				2-4	3W		设备标识(每个交换机都不同)
5-8	4W		网络地址(从8A01获取)
				9	1W		干线额定流量(交换机固有)
10	1W		支线额定流量(交换机固有)
				11-13	3W		版本信息(交换机固有)
14-31	18W	0000	填充0

编码板收到8A01发给服务器的应答

字段号

长度

代码

说明

0	1W	8A06	编码板端口查询应答指令
				1	1W	设备类型(0x5131)
2-4	3W		设备标识(每个都不同)
				5-8	4W	网络地址(从8A01获取)
9-31	23W	0000	填充

设备标识：暂时可以取值0x51310201000X(X＝0-f)

3、入网指令，由服务器发出，32W短信令：

4、入网确认指令，32W短信令：

5、状态查询指令，由服务器发出，32W短信令：

给交换机的状态查询指令

给机顶盒的状态查询指令

6、状态查询应答指令，32W短信令：

交换机的状态查询应答

字段号	长度	代码	说明
				0	1W	8A22	交换机状态查询应答指令
1	1W		设备类型
				2-4	3W		设备标识
5-6	2W		填充
				7	1W		设备号码
8	1W		填充
				9	1W		交换机工作状态
10	1W		温度
				11	1W		干线上行实测流量
12	1W		干线下行实测流量
				13-31	19W		填充

机顶盒的状态查询应答

编码板的状态查询应答

字段号	长度	代码	说明
				0	1W	8A26	编码板状态查询指令应答
1	1W		设备类型
				2-4	3W		设备标识
5-7	3W		设备号码
				8	1W		填充
9	1W		编码板工作状态
				10	1W		编码板温度
11-31	21W		填充

3.2节点服务器的入网过程：

3.2.1城域网实现

为了简化设计，定义在城域网中的数据包的类型为4种，分别是：

●城域查询标签包(由城域服务器发往节点交换机、节点服务器的带标签的协议包)；

●城域应答标签包(由节点交换机、节点服务器回应给城域服务器的带标签的协议包)；

●单播标签数据包(由节点服务器在单组播数据包上添加标签构成)；

●组播标签数据包(由节点服务器在单组播数据包上添加标签构成)；

城域网的地址总共是40bit，本文把它分成3层，分别是8bit、16bit、16bit，并依次定义为国家网、广域网、城域网。同一城域网、同一接入网的终端之间的数据传送由这接入网的节点服器控制。

假设终端STB_0位于接入网A，终端STB_1位于接入网B，接入网A、接入网B属于同一城域网C。实现过程如下：

S1、STB_0发出请求和STB_1进行可视电话；

S2、接入网A的节点服务器根据STB_1的号码查到不属于接入网A，然后它向城域网C的城域服务器发出查询；

S3、城域网C的城域服务器根据STB_1的号码查到它属于接入网B，于是它向接入网B的节点服务器发出查询；

S4、接入网B的节点服务器根据STB_1的号码查到STB_1在接入网B，接入网B的节点服务器发送呼叫菜单给STB_1；

S5、STB_1可以选择接受或者拒接，应答发送给接入网B的节点服务器，这里假设选择接受；

S6、接入网B的节点服务器向城域网C的城域服务器发出应答；

S7、城域网C的城域服务器向接入网A的节点服务器发出应答；

S8、接入网A的节点服务器向STB_0发出应答。

从上述描述可以得知，对于本发明实施例而言，终端只和本接入网的节点服务器交互，节点服务器和本城域网的城域服务器交互，以此类推，城域服务器和本广域网的广域服务器交互。

假设城域查询包的数据报类型为“10010000”(二进制)，也就是0x90(十六进制)，城域应答包的数据报类型为“00001001”(二进制)，也就是0x09(十六进制)，单播标签数据包的数据报类型为“00010000”(二进制)，也就是0x10(十六进制)，组播标签数据包的数据报类型为“01111000”(二进制)，也就是0x78(十六进制)，需要4张查找表，例如

●城域查询标签包的标签查找表，定义为4号表，大小为64K；

●城域应答标签包的标签查找表，定义为5号表，大小为64K；

●单播标签数据包的标签查找表，定义为6号表，大小为64K；

●组播标签数据包的标签查找表，定义为7号表，大小为64K；

城域查询标签包、城域应答标签包、单播标签数据包、组播标签数据包的标签查找表的输出除了表示数据包导向的端口外，另外还有16bit的出标签。例如，其中的一种节点交换机MX-4，它有4个千兆光口，1个CPU模块接口。如果4个千兆光口依次定义为0号端口到3号端口，CPU模块接口定义为4号端口，则总共需要64kx21bit(5bit+16bit)城域查询标签包地址查找表，64kx21bit(5bit+16bit)城域应答标签包地址查找表，64Kx21bit(5bit+16bit)单播标签数据包，64Kx21bit(5bit+16bit)组播标签数据包。例如，入标签为0x0001的城域查询标签包查找表的输出为“100000000000000000000”，表示包导向4号端口(CPU端口)，出标签为0x0000；入标签为0x0001的组播标签数据包查找表的输出为“000110000001100000000”，表示数据包导向0号、1号端口，出标签为0x0300，以此类推。

一种单组播标签数据包实例如下：

假设0号端口进来一个数据包它的头部数据是0x10560x15000x00000x55aa 0x00560x150000010xaa550x00000x00000x00001，其中DA是0x10560x15000x00000x55aa，SA是0x00560x150000010xaa55保留字节是0x0000，标签是0x0001，那么它的数据包类型为0x10，根据查表规则这时查6号表，即地址为“0000000000000001”，此地址对应的查找表的输出为“011001000000000000001”，表示数据包导向的2号、3号端口，更换标签为0x8001，所以当数据包从2号、3号端口输出时，它的头部数据是0x10560x15000x00000x55aa 0x00560x150000010xaa550x00000x00000x8001。

下面通过实施例详细说明城域网中的通信，具体包括城域服务器与节点交换机、城域服务器与节点服务器的入网流程和服务流程。

3.2.2城域网的入网流程

3.2.2.1城域服务器与节点交换机、节点服务器的入网流程

首先每台允许入网的交换机都必须在服务器里注册，交换机的注册信息有交换机的设备类型、设备标识，没有注册的交换机无法入网。如图7所示，所述节点交换机入网的过程涉及以下步骤：

S1、城域服务器向每个端口发送查询包，节点交换机收到查询包后发送应答包(应答中包含交换机的设备类型、设备标识，这是每台交换机的固有信息)；

S2、城域服务器收到节点交换机发出的应答后就知道本端口下接了一台节点交换机，然后在城域服务器内部的注册信息表里找到该节点交换机信息，并向该节点交换机发送入网命令(告诉交换机的城域网地址和标签)，该节点交换机收到入网命令后就入网了，同时向所述城域服务器发送入网命令应答；

S3、城域服务器收到交换机发出的入网命令应答后，就知道该节点交换机已经入网了，以后每秒钟向这个端口发送状态查询包，检查该节点交换机是否正常工作，同时还要向该节点交换机的其它端口发送端口查询包，检查是否有其他设备接在该节点交换机下面。如果该节点交换机正常工作，收到状态查询包后会发送状态查询应答给所述城域服务器。当城域服务器一定时间内(如6秒之内)没有收到状态查询应答，就认为该节点交换机已经被移出网络，不再发送状态查询包，继续向本端口发送查询包。

对于连接在节点交换机下的节点服务器入网流程，与前述过程相似，在此不再详述。

3.2.2.2城域服务器与节点交换机、节点服务器的入网交互示例：

所有城域网网中的设备都由设备信息表来描述，2个byte的设备类型加6个byte的设备标识就可以唯一的标示一个设备，一般根据不同的设备类型有不同的设备信息表来描述，例如有节点交换机信息表、节点服务器信息表。设备信息表的表项由如下构成：

1)设备标识：6个byte，设备注册的时候，写入城域服务器的硬盘或flash，城域服务器上电后导入CPU的内存；

2)设备状态：2个byte，0x0000表示此设备未入网，0x0001表示此设备待入网(城域服务器发出了入网命令包，但未收到入网命令应答)，0x0002表示此设备已入网(城域服务器收到入网应答包后设置)；

3)设备地址：2个byte，该设备分配的城域网地址。

城域网的地址是16bit，所有城域网的设备都有唯一的城域网地址(包括城域服务器、节点交换机、节点服务器)，在城域服务器的CPU模块维护着一张2的16次方的表，也即64K的表，称为城域地址信息表，每个表的表项由如下构成：

1)地址占用描述符：2个byte，0x0000表示此地址未用，0x0001表示此地址待用(城域服务器用此地址发出了入网命令包，但未收到入网命令应答)，0x0002表示此地址已用(城域服务器收到入网应答包后设置)；

2)设备类型：2个byte，例如0x0000表示城域服务器MS-1000，0x0001表示其中一种节点交换机MX-4，0x0002表示其中一种节点服务器MSS-400；

3)设备资源描述信息：若干byte，例如该设备是节点交换机，则包括它的网络端口连接的设备的城域网地址，它的各个网络端口的上下行流量计数；如果该设备是节点服务器，则包括它的网络端口连接的设备的接入网地址，它的网络端口的上下行流量计数，等等；所有这些信息是为了服务流程提供决策依据，而且每次的服务流程中都会修改这些信息。

同样，城域查询标签描述的是城域服务器到节点交换机或节点服务器的连接，而城域应答标签描述的是节点交换机或节点服务器到城域服务器到的连接。为了简化设计，假设两者是一一对应的，例如城域服务器到一节点交换机的城域查询标签是0x0008，则该节点交换机到城域服务器的城域应答标签也是0x0008，并且出标签等于入标签。这样在城域服务器的CPU模块维护另一张2的16次方的表，也即64K的表，称为城域协议标签信息表，每个表的表项由如下构成：

1)标签占用描述符：2个byte，0x0000表示此标签未用，0x0001表示此标签待用(城域服务器用此标签发出了端口查询包，但未收到入网应答包)，0x0002表示此标签已用(城域服务器收到入网应答包后设置)；

2)标签描述符：2个byte，该标签对应的设备的城域网地址；

3)标签路由描述信息：4个byte，用来描述该城域查询标签包的上一跳交换机的城域网地址及端口号，前2个byte表示上一跳交换机的城域网地址，后2个byte表示上一跳交换机的端口号。

如图8所示，举例说明，假设此城域服务器有4个千兆光口，1个CPU模块接口。如果4个千兆光口依次定义为0号端口到3号端口，CPU模块接口定义为4号端口，此城域服务器型号为MS-1000，MS-1000的0号端口、1号端口分别接了1台MX-4-0的2号端口、3号端口，MX-4-0的0号端口接了1台MSS-400-0，1号端口接了1台MSS-400-1。

入网交互过程如下：

S1、MS-1000服务器上电后初始化硬件，从硬盘导入配置文件到CPU内存(例如节点交换机的注册信息、节点服务器的注册信息等等)，MS-1000服务器初始化城域地址信息表、城域协议标签信息表，全部清零(表示所有地址、标签未用)，MS-1000服务器配置自己的城域网地址为0x0000，也即城域地址信息表的第0x0000项被配置成如下：

●地址占用描述符：0x0002表示此地址已用；

●设备描述符：0x0000表示城域服务器；

●设备资源描述信息：此城域服务器有4个千兆光口依次定义为0号端口到3号端口，CPU模块接口定义为4号端口，此节点服务器型号为MS-1000，它的网络端口连接的设备的城域网地址未分配，它的各个网络端口的上下行流量计数为0；

下一个可用地址为0x0001，下一个城域协议标签为0x0000；

S2、MS-1000服务器初始化4、5、6、7号表

●配置4号表为“000000000000000000000”到“000001111111111111111”，即所有城域查询标签包传送关闭；

●配置5号表为“100000000000000000000”到“100001111111111111111”，即所有的城域应答标签包导向CPU；

●配置6号、7号表为“000000000000000000000”，即所有单组播数据包传送关闭；

S3、MS-1000服务器配置知道自己有4个千兆光口，下一个城域协议标签为0x0000，所以它配置4个4号表的表项分别为

●“1000000000000000000”＝＞“000010000000000000000”，即城域协议标签0x0000的查询包导向0号端口；

●“1000000000000000001”＝＞“000100000000000000001”，即城域协议标签0x0001的查询包导向1号端口；

●“1000000000000000010”＝＞“001000000000000000010”，即城域协议标签0x0002的查询包导向2号端口；

●“1000000000000000011”＝＞“010000000000000000011”，即城域协议标签0x0003的查询包导向3号端口；

下一个城域协议标签为0x0004；

S4、MS-1000服务器发头部信息为0x90000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0000、0x90000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0001、0x90000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0002、0x90000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0003的端口查询包，由于包根据标签交换，所以即使DA相同也无所谓。根据4号表配置端口查询包会依次导向0到3号端口；

标签信息表的第0x0000项被配置成如下：

●标签占用描述符：0x0001表示此标签待用；

●标签描述符：不做修改；

●标签路由描述信息：0x0000(上一跳交换机的城域网地址即MS-1000的城域网地址)，0x0000(MS-1000的0号端口)。

标签信息表的第0x0001项被配置成如下：

●标签占用描述符：0x0001表示此标签待用；

●标签描述符：不做修改；

●标签路由描述信息：0x0000(上一跳交换机的城域网地址即MS-1000的城域网地址)，0x0001(MS-1000的1号端口)。

标签信息表的第0x0002项被配置成如下：

●标签占用描述符：0x0001表示此标签待用；

●标签描述符：不做修改；

●标签路由描述信息：0x0000(上一跳交换机的城域网地址即MS-1000的城域网地址)，0x0002(MS-1000的2号端口)。

标签信息表的第0x0003项被配置成如下：

●标签占用描述符：0x0001表示此标签待用；

●标签描述符：不做修改；

●标签路由描述信息：0x0000(上一跳交换机的城域网地址即MS-1000的城域网地址)，0x0003(MS-1000的3号端口)。

下一个可用标签为0x0004；

S5、MX-4-0交换机上电后初始化硬件，

●配置4号表为“100000000000000000000”到“100001111111111111111”，即所有城域查询标签包导向CPU；

●配置5号表为“000000000000000000000”到“000001111111111111111”，即所有的城域应答标签包传送关闭；

S6、根据拓扑图MX-4-0交换机2号端口收到城域协议标签0x0000的查询包，则

●配置5号表“1010000000000000000”＝＞“001000000000000000000”，即城域协议标签0x0000的应答包导向2号端口；

根据拓扑图MX-4-0交换机3号端口收到城域协议标签0x0001的查询包，则

●配置5号表“1010000000000000001”＝＞“010000000000000000000”，即城域协议标签0x0001的应答包导向3号端口；

发送2个应答包(应答中包含本交换机的设备类型、设备标识以及收到该查询包的端口号)，一个包的头部为0x09000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0000，同时在包中标明收到该查询包的端口号为2号；

另一个包的头部0x09000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0001，同时在包中标明收到该查询包的端口号为3号；

S7、MS-1000服务器0号端口收到城域协议标签0x0000的查询应答包后，

1)根据应答包中的设备类型知道是节点交换机，把应答包中的设备标识与节点交换机的设备信息表中的设备标识项逐一比对，直到完全相同表明此设备已注册，检查设备状态项为0x0000，知道此设备未入网；

2)根据应答包中的城域协议标签0x0000查城域协议标签信息表的第0x0000项，知道上一跳交换机是MS-1000服务器(地址为0x0000)、端口号是0号；

3)根据应答包PDU中第5字段号(标明收到查询包的交换机端口号)MS-1000服务器知道0号端口下接了一台交换机的2号端口。

发送入网命令(告诉交换机的城域网地址为0x0001)，包的头部为0x90000x00000x00010x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0000；

地址信息表的第0x0001被配置成如下：

●地址占用描述符：0x0001表示此地址待用(城域服务器用此地址发出了入网命令包，但未收到入网命令应答)；

●设备描述符：不做修改；

●设备资源描述信息：不做修改；

对应的设备信息表的表项被配置成如下：

●设备标识：不做修改；

●设备状态：0x0001表示此设备待入网(城域服务器发出了入网命令包，但未收到入网命令应答)；

●设备地址：0x0001；

S8、MS-1000服务器1号端口收到城域协议标签0x0001的查询应答包后，

1)根据应答包中的设备类型知道是节点交换机，把应答包中的设备标识与节点交换机的设备信息表中的设备标识项逐一比对，直到完全相同表明此设备已注册，检查设备状态项为0x0001，知道此设备待入网；

2)根据应答包中的城域协议标签0x0001查城域协议标签信息表的第0x0001项，知道上一跳交换机是MS-1000服务器(地址为0x0000)、端口号是1号；

3)根据应答包PDU中第5字段号(标明收到查询包的交换机端口号)MS-1000服务器知道1号端口下接了一台交换机的3号端口。

发送入网命令(告诉交换机的城域网地址为0x0001)，包的头部为0x90000x00000x00010x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0001；

地址信息表的第0x0001被配置成如下：

●设备描述符：不做修改；

●设备资源描述信息：不做修改；

对应的设备信息表的表项被配置成如下：

●设备标识：不做修改；

●设备地址：0x0001；

S9、MX-4-0交换机2号端口收到城域协议标签0x0000的入网命令包(包的头部为0x90000x00000x00010x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0000)后，比对其中的设备类型、设备标识，知道自己的城域网地址是0x0001就入网了，同时向服务器发送入网命令应答，包的头部分别为0x09000x00000x00000x00000x00000x00000x00010x00000x00000x00000x0000；

S10、MX-4-0交换机3号端口收到城域协议标签0x0001的入网命令包(包的头部为0x90000x00000x00010x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0001)后，比对其中的设备类型、设备标识，知道自己的城域网地址是0x0001就入网了，同时向服务器发送入网命令应答，包的头部分别为0x09000x00000x00000x00000x00000x00000x00010x00000x00000x00000x0001；

S11、MS-1000服务器0号端口收到城域协议标签0x0000的入网命令应答包后，

1)根据入网命令应答包中的城域协议标签0x0000，检查标签信息表的第0x0000项的标签路由描述信息知道该交换机的知道上一跳交换机是MS-1000服务器(地址为0x0000)、端口号是0号。

2)根据入网命令应答包PDU中第9字段号(标明收到查询包的交换机端口号)MS-1000服务器知道0号端口下接了一台交换机的2号端口；

3)根据入网命令应答包中的城域地址0x0001，知道该交换机的城域地址是0x0001。

综合1)、2)、3)，可知MX-4-0交换机已经入网了。

地址信息表的第0x0001被配置成如下：

●地址占用描述符：0x0002表示此地址已用；

●设备描述符：0x0001表示其中一种节点交换机MX-4-0；

●设备资源描述信息：4个千兆光口依次定义为0号端口到3号端口，CPU模块接口定义为4号端口；它的2号端口接了一台城域地址0x0000的MS-1000的0号端口，其它的网络端口连接的设备的城域网地址未知，它的各个网络端口的上下行流量计数为0

标签信息表的第0x0000项被配置成如下：

●标签占用描述符：0x0002表示此标签已用；

●标签描述符：0x0000；

对应的设备信息表的表项被配置成如下：

●设备标识：不做修改；

●设备状态：0x0002表示此设备已入网(城域服务器发出了入网命令包，并收到入网命令应答)；

●设备地址：0x0001。

城域地址信息表的第0x0000项被配置成如下：

●地址占用描述符：不做修改；

●设备描述符：不做修改；

●设备资源描述信息：此城域服务器有4个千兆光口依次定义为0号端口到3号端口，CPU模块接口定义为4号端口，此节点服务器型号为MS-1000，它的0号端口接了一台城域地址0x0001的MX-4-0的2号端口，其它的网络端口连接的设备的城域网地址未分配，它的各个网络端口的上下行流量计数为0；

以后会定时(如每秒)向端口0发设备状态查询指令，如果MS-1000服务器在一定时间内(如6秒)没有收到状态查询应答，就不再发送设备状态查询指令，继续向端口0发送查询包。

S12、MS-1000服务器1号端口收到城域协议标签0x0001的入网命令应答包后，

1)根据入网命令应答包中的城域协议标签0x0001，检查标签信息表的第0x0001项的标签路由描述信息知道该交换机的知道上一跳交换机是MS-1000服务器(地址为0x0000)、端口号是1号；

2)根据入网命令应答包PDU中第9字段号(标明收到查询包的交换机端口号)MS-1000服务器知道1号端口下接了一台交换机的3号端口。

综合1)、2)、3)，可知MX-4-0交换机已经入网了。

地址信息表的第0x0001被配置成如下：

●地址占用描述符：0x0002表示此地址已用；

●设备描述符：0x0001表示其中一种节点交换机MX-4-0；

●设备资源描述信息：4个千兆光口依次定义为0号端口到3号端口，CPU模块接口定义为4号端口；它的2号端口接了一台城域地址0x0000的MS-1000的0号端口，它的3号端口接了一台城域地址0x0000的MS-1000的1号端口，其它的网络端口连接的设备的城域网地址未知，它的各个网络端口的上下行流量计数为0。

标签信息表的第0x0001项被配置成如下：

●标签占用描述符：0x0002表示此标签已用；

●标签描述符：0x0001；

●标签路由描述信息：0x0000(上一跳交换机的城域网地址即MS-1000的城域网地址)，0x0001(MS-1000的0号端口)。

对应的设备信息表的表项被配置成如下：

●设备标识：不做修改；

●设备地址：0x0001。

城域地址信息表的第0x0000项被配置成如下：

●地址占用描述符：不做修改；

●设备描述符：不做修改；

●设备资源描述信息：此城域服务器有4个千兆光口依次定义为0号端口到3号端口，CPU模块接口定义为4号端口，此节点服务器型号为MS-1000，它的0号端口接了一台城域地址0x0001的MX-4-0的2号端口，1号端口接了一台城域地址0x0001的MX-4-0的3号端口，其它的网络端口连接的设备的城域网地址未分配，它的各个网络端口的上下行流量计数为0；

以后会定时(如每秒)向端口1发设备状态查询指令，如果MS-1000服务器在一定时间内(如6秒)没有收到状态查询应答，就不再发送设备状态查询指令，继续向端口1发送查询包。

S13、MS-1000服务器知道它的0号端口接了城域地址0x0001的MX-4-0的2号端口，1号端口接了MX-4-0的3号端口，MX-4-0的0号、1号端口未知，下一个城域协议标签为0x0004。所以它配置4个4号表的表项分别为

●“1000000000000000100”＝＞“000010000000000000100”，即城域协议标签0x0004的查询包导向0号端口；

●“1000000000000000101”＝＞“000010000000000000101”，即城域协议标签0x0005的查询包导向0号端口；

●“1000000000000000110”＝＞“000100000000000000110”，即城域协议标签0x0006的查询包导向1号端口；

●“1000000000000000111”＝＞“000100000000000000111”，即城域协议标签0x0007的查询包导向1号端口；

下一个城域协议标签为0x0008。

MS-1000通过使用标签0x0000或0x0001发包通知MX-4-0，配置MX-4-04号表的表项：

●“1000000000000000100”＝＞“000010000000000000100”，，即城域协议标签0x0004查询包导向0号端口；

●“1000000000000000101”＝＞“000100000000000000101”，，即城域协议标签0x0005查询包导向1号端口；

●“1000000000000000110”＝＞“000010000000000000110”，，即城域协议标签0x0006查询包导向0号端口；

●“1000000000000000111”＝＞“000100000000000000111”，，即城域协议标签0x0007查询包导向1号端口；

配置MX-4-05号表的表项：

●“1010000000000000100”＝＞“001000000000000000100”，，即城域协议标签0x0004应答包导向2号端口；

●“1010000000000000101”＝＞“001000000000000000101”，，即城域协议标签0x0005应答包导向2号端口；

●“1010000000000000110”＝＞“010000000000000000110”，，即城域协议标签0x0006应答包导向3号端口；

●“1010000000000000111”＝＞“010000000000000000111”，，即城域协议标签0x0007应答包导向3号端口；

S14、MS-1000服务器发头部信息为0x90000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0004、0x90000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0005、0x90000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0006、0x90000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0007的端口查询包，由于包根据标签交换，所以即使DA相同也无所谓。根据0号表配置，标签0x0004、0x0005查询包会依次导向0号端口，标签0x0006、0x0007查询包会依次导向1号端口；

标签信息表的第0x0004项被配置成如下：

●标签占用描述符：0x0001表示此标签待用；

●标签描述符：不做修改；

●标签路由描述信息：0x0001(上一跳交换机的城域网地址即MX-4-0的城域网地址)，0x0000(MX-4-0的0号端口)。

标签信息表的第0x0005项被配置成如下：

●标签占用描述符：0x0001表示此标签待用；

●标签描述符：不做修改；

●标签路由描述信息：0x0001(上一跳交换机的城域网地址即MX-4-0的城域网地址)，0x0001(MX-4-0的1号端口)。

标签信息表的第0x0006项被配置成如下：

●标签占用描述符：0x0001表示此标签待用；

●标签描述符：不做修改；

标签信息表的第0x0007项被配置成如下：

●标签占用描述符：0x0001表示此标签待用；

●标签描述符：不做修改；

●标签路由描述信息：0x0001(上一跳交换机的城域网地址即MX-4-0的城域网地址)，0x0001(MS-1000的1号端口)。

下一个可用标签为0x0008；

S15、MSS-400-0、MSS-400-1交换机上电后初始化硬件，由于节点服务器是标签的发起端或终结端，因此无需替换标签；

●配置4号表为“00100000000“，即所有城域查询标签包导向CPU；

●配置5号表为“10000000000”，即所有的城域应答标签包导向10号端口(即上行千兆光口)；

●配置6号、7号表为“00000000000“，即所有单组播数据包传送关闭；

S16、根据拓扑图MSS-400-0交换机10号端口收到城域协议标签0x0004、0x0006的查询包，则：

发送2个应答包(应答中包含本交换机的设备类型、设备标识以及收到该查询包的端口号)，一个包的头部为0x09000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0004，同时在包中标明收到该查询包的端口号为10号；

另一个包的头部0x09000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0006，同时在包中标明收到该查询包的端口号为10号；

S17、根据拓扑图MSS-400-1交换机10号端口收到城域协议标签0x0005、0x0007的查询包，则：

发送2个应答包(应答中包含本交换机的设备类型、设备标识以及收到该查询包的端口号)，一个包的头部为0x09000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0005，同时在包中标明收到该查询包的端口号为10号；

另一个包的头部0x09000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x00000x0007，同时在包中标明收到该查询包的端口号为10号；

S18、同样重复S7、S8、S9、S10、S11、S12，这2台MSS-400也入网了。

3.2.3城域网的服务流程

如图9所示，假设此城域服务器有4个千兆光口，1个CPU模块接口。如果4个千兆光口依次定义为0号端口到3号端口，CPU模块接口定义为4号端口，此城域服务器型号为MS-1000，MS-1000的0号端口、1号端口分别接了1台MX-4-0的2号端口、3号端口，MX-4-0的0号端口接了1台MSS-400-0，1号端口接了1台MSS-400-1。

终端STB_0接在MSS-400-0的0号端口，终端STB_1接在MSS-400-1的1号端口，它们入网后的地址是STB_0(0x00000x00000x0002x0009)、STB_1(0x00000x00000x00030x0012)，MX-4-0的城域网地址是0x0001；MX-4-0和MSS-1000的城域协议标签0x0000、0x0001；MSS-400-0和MSS-1000的城域协议标签0x0005、0x0007，MSS-400-1和MSS-1000的城域协议标签0x0006、0x0008。

3.2.3.1服务建立流程：

STB_0向MSS-400-0发出申请和STB_1进行可视通信，步骤如下：

S1、STB_0发出服务申请指令包，包的DA 0x08000x00000x00020x0000、SA 0x00000x00000x00020x0009、reserved 0x0000，PDU部分见附录，服务参数是SERVICE_TYPE_TELEPHONE_REQUEST或SERVICE_TYPE_TELEPHONE_DIRECT。

S2、服务申请指令包根据1号表的配置导向MSS-400-0，MSS-400-0根据包的内容判断收到可视通信的申请；根据SA知道是STB_0，(假设可视电话的带宽是上下行6Mbit/s，STB_0和MSS-400-0的上下行带宽还剩80Mbit/s)，检查STB_0和MSS-400-0的上下行带宽发现满足服务要求，则继续跳转至S4，否则跳转至S3。

S3、MSS-400-0发送菜单给主叫STB_0，表示服务拒绝；

发向STB_0：包的DA 0x80000x00000x00020x0009、SA 0x00000x00000x00020x0000、reserved 0x0000，PDU部分见附录菜单数据格式。

S4、MSS-400-0根据被叫号码查CAM表(内容-地址映射表)知道被叫不在自己的接入网，所以MSS-400-0向城域服务器MSS-1000发出服务申请指令包，包的DA 0x09000x00000x00000x0000、SA 0x00000x00000x00020x0009、reserved 0x0000，协议标签是0x0005(PDU部分参见城域网入网流程的数据格式定义)，服务参数是SERVICE_TYPE_TELEPHONE_REQUEST或SERVICE_TYPE_TELEPHONE_DIRECT。

S5、MSS-1000收到MSS-400-0的服务申请包根据根据包的内容判断收到可视通信的申请；根据SA知道是MSS-400-0下的终端，(假设MX-4-0和MSS-400-0的上下行带宽还剩800Mbit/s)；根据被叫号码查CAM表(内容-地址映射表)知道被叫在MSS-400-1的接入网下(假设MX-4-0和MSS-400-1的上下行带宽还剩800Mbit/s)，检查MX-4-0和MSS-400-0、MSS-400-1的上下行带宽发现满足服务要求，则继续跳转至S7，否则跳转至S6。

S6、MSS-1000发送服务拒绝包给MSS-400-0。包的DA 0x90000x00000x00020x0009、SA 0x00000x00000x00000x0000、reserved0x0000，协议标签是0x0005，PDU部分忽略，MSS-400-0收到此服务拒绝包则跳转至S3。

S7、MSS-1000向MSS-400-1发出服务申请包，发出服务申请指令包，包的DA 0x90000x00000x00030x0012、SA 0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000，协议标签是0x0006，(PDU部分参见城域网入网流程的数据格式定义)，服务参数是SERVICE_TYPE_TELEPHONE_REQUEST或SERVICE_TYPE_TELEPHONE_DIRECT。

S8、MSS-400-1收到MSS-1000的服务申请包，根据根据包的内容判断收到可视通信的申请；根据被叫号码查CAM表(内容-地址映射表)知道被叫是STB_1(假设STB_1和MSS-400-1的上下行带宽还剩80Mbit/s)，检查STB_1和MSS-400-1的上下行带宽发现满足服务要求，则继续跳转至S10，否则跳转至S9。

S9、MSS-1000收到此服务拒绝包则跳转至S6。

S10、MSS-400-1分别发送菜单被叫，等待被叫应答；

发向STB_1：包的DA 0x80000x00000x00030x0012、SA 0x00000x00000x00030x0000、reserved 0x0000，PDU部分参见本说明书中的菜单数据格式部分。

S11、STB_1收到菜单，发出申请SERVICE_TYPE_PERMISSION接受通信，包的DA 0x08000x00000x00030x0000、SA 0x00000x00000x00030x0012、reserved 0x0000，(PDU部分参见城域网入网流程的数据格式定义)，服务参数是SERVICE_TYPE_PERMISSION。

S12、MSS-400-1收到STB_1的应答包，发送服务允许包给MSS-1000，包的DA 0x90000x00000x00000x0000、SA 0x00000x00000x00030x0000、reserved 0x0000，协议标签是0x0006，PDU部分忽略。

S13、MSS-1000收到服务允许包，则分配单播标签(假设MSS-400-0到MSS-400-1的入标签、出标签为0x0000，MSS-400-1到MSS-400-0的入标签、出标签为0x0001)；

●MSS-1000向MX-4-0发标签分配包，包的DA 0x90000x00000x00010x0000、SA 0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000，协议标签是0x0000，PDU部分包含入标签、出标签及导向端口；

●MSS-1000向MSS-400-0发标签分配包，包的DA 0x90000x00000x00020x0000、SA 0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000，协议标签是0x0005，PDU部分包含入标签、出标签及导向端口，还包含DA、SA和标签的绑定；

●MSS-1000向MSS-400-1发标签分配包，包的DA 0x90000x00000x00030x0000、SA 0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000，协议标签是0x0006，PDU部分包含入标签、出标签及导向端口，还包含DA、SA和标签的绑定；

S14、MX-4-0收到标签分配包更新其6号表，第0x0000项为：出标签为0x0000，导向端口为1号端口；第0x0001项为：出标签为0x0001，导向端口为0号端口。

S15、MSS-400-0收到标签分配包更新其DA、SA和标签绑定的CAM表(地址-标签绑定表)，即此CAM表的第0x0000项为：DA 0x10000x00000x00030x0012 SA 0x00000x00000x00020x0009；

更新其6号表，第0x0000项为：出标签为0x0000，导向端口为10号端口；

MSS-400-0配置自己的2号表如下：

●“100000000000001001“＝＞“00000000001”，即目的地址(DA)是0x10000x00000x00020x0009的单播数据包导向0号端口；

向STB-0发编解码命令包：

包的DA 0x80000x00000x00020x0009、SA 0x00000x00000x00020x0000、reserved 0x0000，PDU部分见编解码命令。

S16、MSS-400-1收到标签分配包更新其DA、SA和标签绑定的CAM表，即此CAM表的第0x0001项为：DA 0x10000x00000x00020x0009SA 0x00000x00000x00030x0012；

更新其6号表，第0x0001项为：出标签为0x0001，导向端口为10号端口；

MSS-400-1配置自己的2号表如下：

●“100000000000010010“＝＞“00000000010”，即目的地址(DA)是0x10000x00000x00030x0012的单播数据包导向1号端口；

向STB-1发编解码命令包：

包的DA 0x80000x00000x00030x0012、SA 0x00000x00000x00030x0000、reserved 0x0000，PDU部分见编解码命令。

根据0号表，后面编解码命令包会分别导向STB-0、STB-1。STB-0、STB-1根据包的内容开始编解码，并接收、发送单播数据。

3.2.3.2服务通信流程

1)STB-0发向STB-1的包的DA是0x10000x00000x00030x0012SA是0x00000x00000x00020x0009；

2)包进入MSS-400-0，MSS-400-0的交换引擎检查DA的城域网地址发现不是本接入网的，则查DA、SA和标签绑定的CAM表，获得单播标签0x0000，再查6号表的第0x0000项获得出标签0x0000，导向端口是10号端口，在10号端口的发送端添加标签0x0000，即包的头部为0x 10000x00000x00030x00120x00000x00000x00020x00090x00000x00000x0000；

3)包进入MX-4-0，MX-4-0的交换引擎根据组合地址域查表，查的是6号表，即表的地址是“1100000000000000000”，根据MX-4-0的6号表的配置单播标签为0x0000的单播标签数据包导向1号端口，出标签为0x0000，，即包的头部为0x10000x00000x00030x00120x00000x00000x00020x00090x00000x00000x0000；

4)包进入MSS-400-1的10号端口的接收模块则去掉标签进入交换引擎，MSS-400-1的交换引擎根据组合地址域查表，查的是2号表，即表的地址是“100000000000010010”，根据MSS-400-1的2号表的配置，知道该表项的输出是“0000000010”表示打开下行1号端口，所以包进入了STB-1；

5)同样STB-1发向STB-0的包的DA是0x10000x00000x00020x0009SA是0x00000x00000x00030x0012；

6)包进入MSS-400-1，MSS-400-1的交换引擎检查DA的城域网地址发现不是本接入网的，则查DA、SA和标签绑定的CAM表，获得单播标签0x0001，再查6号表的第0x0001项获得出标签0x0001，导向端口是10号端口，在10号端口的发送端添加标签0x0001，即包的头部为0x10000x00000x00020x00090x00000x00000x00030x00120x00000x00000x0001；

7)包进入MX-4-0，MX-4-0的交换引擎根据组合地址域查表，查的是6号表，即表的地址是“1100000000000000001”，根据MX-4-0的6号表的配置单播标签为0x0001的单播标签数据包导向0号端口，出标签为0x0001，，即包的头部为0x10000x00000x00020x00090x00000x00000x00030x00120x00000x00000x0001；

8)包进入MSS-400-0的10号端口的接收模块则去掉标签进入交换引擎，MSS-400-0的交换引擎根据组合地址域查表，查的是2号表，即表的地址是“100000000000001001”，根据MSS-400-0的2号表的配置，知道该表项的输出是“0000000001”表示打开下行0号端口，所以包进入了STB-0。

3.2.4城域网入网流程中的数据格式定义：

PDU是用户终端和服务器的信息交互方式，两者使用原始套接字(Raw Socket)传递PDU，其数据格式如下：

系统消息(PDU)定义：

端口查询指令，由服务器发出，32W短信令：

字段号	长度	代码	说明
				0	1W	9A01	城域服务器端口查询指令
1-4	4W		服务器自己的网络地址
				5	1W		服务器类型(例如是城域服务器MX-4)
6-8	3W		系统时钟
				9-31	23W	0000	填充0

端口查询应答指令，32W短信令：

节点交换机、节点服务器收到9A01发给服务器的应答

字段号	长度	代码	说明
				0	1W	9A02	交换机端口查询应答指令
1	1W		设备类型
				2-4	3W		设备标识(每个交换机都不同)
5	1W		标明收到查询包的交换机端口号
				6-8	3W	0000	版本信息(交换机固有)
9-31	23W	0000	填充0

设备标识：暂时可以取值0x51310201000X(X＝0-f)

入网指令，由服务器发出，32W短信令：

字段号	长度	代码	说明
				0	1W	9A11	城域服务器入网指令
1	1W		设备类型
				2-4	3W		设备标识
5-8	4W		网络地址
				9-31	23W	0000	填充0

入网确认指令，32W短信令：

字段号	长度	代码	说明
				0	1W	9A12	入网确认指令
1	1W		设备类型
				2-4	3W		设备标识
5-8	4W		网络地址

9	1W		标明收到入网命令包的交换机端口号
				10-31	22W	0000	填充0

状态查询指令，由服务器发出，32W短信令：

字段号	长度	代码	说明
				0	1W	8A21	交换机状态查询指令
1	1W		设备类型
				2-4	3W		设备标识
5-8	4W		网络地址
				9-11	3W		实时时钟(由服务器维护)
12-31	20W	0000	填充0

状态查询应答指令，32W短信令：

字段号	长度	代码	说明
				0	1W	8A22	交换机状态查询应答指令
1	1W		设备类型
				2-4	3W		设备标识
5-8	4W		网络地址
				9	1W		标明收到状态查询包的交换机端口号
10	1W		温度
				11	1W		交换机工作状态
12-31	20W	0000	填充0

当然，上述节点服务器接入城域网的方式仅仅是本发明的一种优选实施例，在具体实现中，所述节点服务器采用任一种现有技术入网均是可行的，例如，所述节点服务器可以IP节点的方式入城域网，即所述城域网为IP网络结构，本领域技术人员结合实际情况任意采用均可，本发明对此无需加以限制。

当然，节点服务器也可以独立控制一个局域网，则此时的节点服务器就不需要入网了，其下的接入交换机和终端接入该节点服务器主控的局域网即可。

三、以下通过与IP互联网对比，更进一步描述本发明实施例的优点：

1、网络地址结构上根治仿冒

IP互联网的地址由用户设备告诉网络；本发明的新型网地址由网络告诉用户设备。

为了防范他人入侵，PC和互联网设置了繁琐的口令、密码障碍。就算是实名地址，仍无法避免密码被破译或用户稍不留神而造成的安全信息泄漏。连接到IP互联网上的PC终端，首先必须自报家门，告诉网络自己的IP地址。然而，谁能保证这个IP地址是真是假。这就是IP互联网第一个无法克服的安全漏洞。

本发明的新型网终端的地址是通过入网协议学来的，用户终端只能用这个学来的地址进入本发明的新型网，因此，无需认证确保不会错。。本发明的新型网创立了有序化结构“带色彩”的地址体系(D/SCAF)。本发明的新型网地址不仅具备唯一性，同时具备可定位和可定性功能，如同个人身份证号码一样，隐含了该用户端口的地理位置、设备性质、服务权限等其他特征。本发明的新型网交换机根据这些特征规定了分组包的行为规则，实现不同性质的数据分流。

2、每次服务发放独立通行证，阻断黑客攻击和病毒扩散的途径；

IP互联网可以自由进出，用户自备防火墙；本发明的新型网每次服务必须申请通行证。而节点服务器能够对每次服务都发放独立通行证的前提就是节点服务器知悉每个服务终端的地址，知悉每个服务的数据包所需经过的路径拓扑。

由于通讯协议在用户终端执行，可能被篡改。由于路由信息在网上广播，可能被窃听。网络中的地址欺骗、匿名攻击、邮件炸弹、泪滴、隐蔽监听、端口扫描、内部入侵、涂改信息等形形色色固有的缺陷，为黑客提供了施展空间。垃圾邮件等互联网污染难以防范。

由于IP互联网用户可以设定任意IP地址来冒充别人，可以向网上任何设备发出探针窥探别人的信息，也可以向网络发送任意干扰数据包(泼脏水)。为此，许多聪明人发明了各种防火墙，试图保持独善其身。但是，安装防火墙是自愿的，防火墙的效果是暂时的和相对的，IP互联网本身永远不会干净。这是IP互联网第二项收不了场的安全败笔。

本发明的新型网用户入网后，网络交换机仅允许用户向节点服务器发出有限的服务请求(因为各个接入网设备的地址都是节点服务器分配的)，对其他数据包一律关门。如果节点服务器批准用户申请，即向用户所在的交换机发出网络通行证，用户终端发出的每个数据包若不符合网络交换机端的审核条件一律丢弃，彻底杜绝黑客攻击。每次服务结束后，自动撤销通行证。通行证机制由交换机执行，不在用户可控制的范围内：

审核用户数据包的源地址：防止用户发送任何假冒或匿名数据包(入网后自动设定)

审核目标地址：用户只能发送数据包到服务器指定的对象(服务申请时确定)

审核数据流量：用户发送数据流量必须符合服务器规定(服务申请时确定)

审核版权标识：防止用户转发从网上下载的有版权内容(内容供应商设定)

本发明的新型网不需要防火墙、杀毒、加密、内外网隔离等消极手段，本发明的新型网从结构上彻底阻断了黑客攻击和病毒扩散的途径，是本质上可以高枕无忧的安全网络。

3、网络设备与用户数据完全隔离，切断病毒和木马的生命线；

IP互联网设备可随意拆解用户数据包；本发明的新型网设备与用户数据完全隔离。即在数据传输中，新型网设备(例如，交换机、网关等)对用户数据包并不进行拆解，而是直接依据数据包的地址，查找映射表，将其从相应端口转发即可。即本发明的交换机并不存在自己计算和选择路由的功能。

冯·诺依曼创造的电脑将程序指令和操作数据放在同一个地方，也就是说一段程序可以修改机器中的其他程序和数据。沿用至今的这一电脑模式，给特洛伊木马，蠕虫，病毒，后门等留下了可乘之机。随着病毒的高速积累，防毒软件和补丁永远慢一拍，处于被动状态。

互联网TCP/IP协议的技术核心是尽力而为、储存转发、检错重发。为了实现互联网的使命，网络服务器和路由器必须具备解析用户数据包的能力，这就为黑客病毒留了活路，网络安全从此成了比谁聪明的角力，永无安宁。这是IP互联网第三项遗传性缺陷。

本发明的新型网上所有的服务器和交换机设备中的CPU都不可能接触到任意一个用户数据包。也就是说，整个本发明的新型网只是为业务提供方和接收方的终端设备之间，建立一条完全隔离和流量行为规范的透明管道。用户终端不管收发什么数据，一概与网络无关。从结构上切断了病毒和木马的生命线。因此，本发明的新型网杜绝网络上的无关人员窃取用户数据的可能，同理，那些想当黑客或制毒的人根本就没有可供攻击的对象。

4、用户之间的自由连接完全隔离，确保有效管理：

IP互联网是自由市场，无中间人；本发明的新型网是百货公司，有中间人。对于网络来说，消费者与内容供应商都属于网络用户范畴，只是大小不同而已。IP互联网是个无管理的自由市场，任意用户之间可以直接通讯(P2P)。也就是说，要不要管理是用户说了算，要不要收费是单方大用户(供应商)说了算，要不要遵守法规也是单方大用户(吸血鬼网站)说了算。运营商至多收个入场费，要想执行法律、道德、安全和商业规矩只能是天方夜谭，现在和将来都不可能。这是IP互联网第四项架构上的残疾。

本发明的新型网创造了服务节点概念，形成有管理的百货公司商业模式。用户之间，或者消费者与供货商之间，绝对不可能有任何自由接触，一切联系都必须取得节点服务器(中间人)的批准。这是实现网络业务有效管理的必要条件。要想成为新型网的用户，必须先与网络运营商谈判自己的角色，从普通消费者、网上商店、学校医院、政府部门、直到电视台，都属于运营商的客户，就好像上述部门都是电话公司的客户一样。尽管看起来每个角色无非都是收发视讯内容，但如何收发必须严格遵守各自商定的行为法则。有了不可逾越的规范，各类用户之间的关系才能在真正意义上分成C2C、B2C、B2B等，或者统称为有管理的用户与用户间通讯(MP2P)。

节点服务器(中间人)之所以能够服务，其前提就是节点服务器能够知悉每个服务终端的地址，知悉每个服务的数据包所需经过的路径拓扑。

5、商业规则植入通讯协议，确保盈利模式；

IP互联网奉行先通讯，后管理模式；本发明的新型网奉行先管理，后通讯模式。

网上散布非法媒体内容，只有造成恶劣影响以后，才能在局部范围内查封，而不能防范于未然。法律与道德不能防范有组织有计划的“职业攻击”。而且法律只能对已造成危害的人实施处罚。IP互联网将管理定义成一种额外附加的服务，建立在应用层。因此，管理自然成为一种可有可无的摆设。这是IP互联网第五项难移的本性。

本发明的新型网用户终端只能在节点服务器许可范围内的指定业务中，选择申请其中之一。服务建立过程中的协议信令，由节点服务器执行(不经用户之手)。用户终端只是被动地回答服务器的提问，接受或拒绝服务，不能参与到协议过程中。一旦用户接受服务器提供的服务，只能按照通行证规定的方式发送数据包，任何偏离通行证规定的数据包一律在底层交换机中丢弃。本发明的新型网协议的基本思路是实现以服务内容为核心的商业模式，而不只是完成简单的数据交流。在这一模式下，安全是新型网的固有属性，而不是附加在网络上的额外服务项目。当然，业务权限审核、资源确认和计费手续等，均可轻易包含管理合同之中。

由于本发明关于一种接入网设备的入网系统、一种节点服务器及一种接入交换机的装置实施例基本相应于前述方法实施例，具体可以参见前述方法实施例中的相关说明，在此就不赘述了。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的一种接入网设备的入网方法、一种接入网设备的入网系统、一种节点服务器及一种接入交换机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种接入网设备的入网方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当已入网的接入交换机接收到节点服务器发送的端口分配包时，所述的方法还包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当已入网的接入交换机接收到节点服务器发送的端口下行协议包时，所述的方法还包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述下级接入网设备包括接入交换机或终端。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述下级接入网设备为接入交换机时，所述的方法还包括：

所述下级接入网设备依据入网命令更新其内部的下行协议包地址表为，设置目的地址为自己接入网地址的协议包导向CPU模块。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当已入网的接入交换机接收到节点服务器定时发送的状态下行协议包时，所述的方法还包括：

所述CPU模块生成状态上行协议包，并发送给节点服务器。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，当已入网的接入交换机接收到节点服务器定时发送的状态下行协议包时，还包括：

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入交换机内部还设置有上行协议包地址表，所述的方法还包括：

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入交换机内部还设置有数据包地址表，所述的方法还包括：

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

节点服务器上电，导入下级接入网设备的注册信息至CPU，获得城域网地址，并配置自己的接入网地址。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述标签分为入标签和出标签，入标签指数据包进入城域服务器或节点交换机的标签，出标签指该数据包离开城域服务器或节点交换机的标签；

所述标签包括协议标签和数据标签。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，城域网设备接入城域网，由城域服务器分配协议标签和城域网地址的步骤包括：

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，节点服务器以IP节点的方式入城域网，所述城域网为IP网络结构。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

16.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

节点服务器生成包括有端口分配信息的端口分配包；

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点服务器内部还设置有地址信息表，所述地址信息表中记录有地址占用信息、设备标识信息和设备资源信息。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：

节点服务器上电时，初始化所述地址信息表，所述初始化操作包括：

写入设备标识信息为当前节点服务器；

写入设备资源信息为当前节点服务器的端口信息。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括：

依据节点服务器在其内部的下行协议包地址表中对各下行协议包所导向的下行端口的设置，更新所述地址信息表，所述更新操作包括：

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括：

依据对端口下行协议包所导向的其他接入设备的下行端口的设置，更新所述地址信息表，所述更新操作包括：

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：

当节点服务器接收到接入交换机发送的入网命令应答时，更新所述地址信息表，所述更新操作包括：

更新所述设备标识信息为当前接入交换机；

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括：

当节点服务器接收到终端发送的入网命令应答时，更新所述地址信息表，所述更新操作包括：

更新所述设备标识信息为当前终端；

23.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

若节点服务器在预设时间内未收到所述接入交换机发送的状态上行协议包，则停止向所述接入交换机发送状态下行协议包，并更新所述地址信息表；所述更新操作包括：

清除设备标识信息和设备资源信息。

24.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

若节点服务器在预设时间内未收到所述下级接入网设备发送的状态上行协议包，则停止向所述下级接入网设备发送状态下行协议包，并更新所述地址信息表；所述更新操作包括：

清除设备标识信息和设备资源信息。

25.如权利要求17中所述的方法，其特征在于，所述地址信息表中还包括当前接入网设备端口的上下行流量信息。

26.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点服务器内部还设置有上行协议包地址表，所述的方法还包括：

27.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点服务器内部还设置有数据包地址表，所述的方法还包括：

28.如权利要求26所述的方法，其特征在于，还包括：

若合法，则发送入网命令。

29.如权利要求26所述的方法，其特征在于，还包括：

若合法，则发送入网命令。

30.一种节点服务器，其特征在于，所述节点服务器与连接在其下级的接入交换机进行交互，所述接入交换机包括0号表初始化配置模块，下行协议包接收模块，上行协议包回复模块，第一入网命令接收模块，以及，0号表第一设置模块；其中，所述0号表初始化配置模块用于在上电时，在所述接入交换机内部的下行协议包地址表中设置所有下行协议包导向CPU模块；所述下行协议包接收模块用于依据所述下行协议包地址表的设置，将接收到的下行协议包导向该接入交换机的CPU模块，所述下行协议包中包括一个待分配的接入网地址；所述上行协议包回复模块用于由所述CPU模块生成上行协议包，并发送给节点服务器；所述第一入网命令接收模块用于接收节点服务器发送的入网命令，所述入网命令中包括该接入交换机的接入网地址，所述接入网地址为该接入交换机所接收下行协议包中的待分配接入网地址；所述0号表第一设置模块用于在接收到入网命令后，更新所述接入交换机内部的下行协议包地址表为，仅目的地址为自己接入网地址的协议包导向CPU模块；

所述节点服务器包括：

第一入网命令发送模块，用于依据所接收的上行协议包，向相应的接入交换机发送入网命令。

31.如权利要求30所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

32.如权利要求31所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

33.如权利要求32所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

34.如权利要求33所述的节点服务器，其特征在于，所述下级接入网设备包括接入交换机或终端。

35.如权利要求30所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

36.如权利要求35所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

37.如权利要求30所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

初始化模块，用于在上电后，导入下级接入网设备的注册信息至CPU，获得城域网地址，并配置所述节点服务器的接入网地址。

38.如权利要求30所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

39.如权利要求38所述的节点服务器，其特征在于，所述标签分为入标签和出标签，入标签指数据包进入城域服务器或节点交换机的标签，出标签指该数据包离开城域服务器或节点交换机的标签；

所述标签包括协议标签和数据标签。

40.如权利要求39所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

41.如权利要求40所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

42.如权利要求40所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

43.如权利要求30所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

44.如权利要求37所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

0号表初始化配置模块，用于在上电时，初始化所述节点服务器内部的下行协议包地址表为各下行协议包的导向关闭。

45.如权利要求30所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

0号表第一设置模块，用于在所述节点服务器内部的下行协议包地址表中设置各下行协议包分别导向的下行端口；

46.如权利要求31所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

所述端口分配包发送模块依据所述节点服务器内部下行协议包地址表的设置，通过相应的下行端口发送所述端口分配包。

47.如权利要求30所述的节点服务器，其特征在于，所述节点服务器内部还设置有地址信息表，所述地址信息表中记录有地址占用信息、设备标识信息和设备资源信息。

48.如权利要求47所述的节点服务器，其特征在于，所述节点服务器还包括：

写入设备标识信息为当前节点服务器；

写入设备资源信息为当前节点服务器的端口信息。

49.如权利要求48所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

地址信息表第一更新模块，用于依据节点服务器在所述节点服务器内部的下行协议包地址表中对各下行协议包所导向的下行端口的设置，更新所述地址信息表，所述更新包括：

50.如权利要求49所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

51.如权利要求50所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

更新所述设备标识信息为当前接入交换机；

52.如权利要求51所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

更新所述设备标识信息为当前下级接入网设备；

53.如权利要求35所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

清除设备标识信息和设备资源信息。

54.如权利要求36所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

清除设备标识信息和设备资源信息。

55.如权利要求47所述的节点服务器，所述地址信息表中还包括当前接入网设备端口的上下行流量信息。

56.如权利要求30所述的节点服务器，其特征在于，所述节点服务器内部还设置有上行协议包地址表，所述节点服务器还包括：

1号表初始化配置模块，用于在上电时，在所述节点服务器内部的上行协议包地址表中设置，所有上行协议包导向CPU模块。

57.如权利要求30所述的节点服务器，其特征在于，所述节点服务器内部还设置有数据包地址表，所述节点服务器还包括：

数据包地址表配置模块，用于上电时，在所述节点服务器内部的数据包地址表中设置所有数据包的导向关闭。

58.如权利要求30所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

若合法，则触发第一入网命令发送模块。

59.如权利要求31所述的节点服务器，其特征在于，还包括：

若合法，则触发第二入网命令发送模块。

60.一种接入交换机，其特征在于，包括：

0号表初始化配置模块，用于在上电时，在所述接入交换机内部的下行协议包地址表中设置所有下行协议包导向CPU模块；

0号表第一设置模块，用于更新所述接入交换机内部的下行协议包地址表为，仅目的地址为所述接入交换机接入网地址的协议包导向CPU模块。

61.如权利要求60所述的接入交换机，其特征在于，还包括：

第一导向模块，用于将目的地址为所述接入交换机接入网地址的端口分配包导向CPU模块；

0号表第二设置模块，用于依据所述端口分配信息，在所述接入交换机内部的下行协议包地址表中，设置各个端口下行协议包所导向的下行端口。

62.如权利要求61所述的接入交换机，其特征在于，还包括：

第二导向模块，用于依据所述接入交换机内部下行协议包地址表的设置，将所述端口下行协议包导向对应的下行端口。

63.如权利要求61或62所述的接入交换机，其特征在于，还包括：

入网命令应答模块，用于向节点服务器发送入网命令应答。

64.如权利要求60所述的接入交换机，其特征在于，还包括：

第三导向模块，用于依据所述接入交换机内部下行协议包地址表的设置，将目的地址为所述接入交换机接入网地址的状态下行协议包导向CPU模块；

65.如权利要求64所述的接入交换机，其特征在于，还包括：

第四导向模块，用于依据所述接入交换机内部下行协议包地址表的设置，将目的地址为下级接入网设备的接入网地址的状态下行协议包导向对应的端口；所述状态下行协议包经由所述端口被传送至对应的下级接入网设备。

66.如权利要求65所述的接入交换机，其特征在于，所述接入交换机内部还设置有上行协议包地址表，所述的接入交换机还包括：

1号表初始化配置模块，用于在上电时，在所述接入交换机内部的上行协议包地址表中设置所有上行协议包导向的上行端口。

67.如权利要求60所述的接入交换机，其特征在于，所述接入交换机内部还设置有数据包地址表，所述的接入交换机还包括：

数据包地址表配置模块，用于在上电时，在所述接入交换机内部的数据包地址表中设置所有数据包的导向关闭。

68.一种接入网设备的入网系统，其特征在于，所述接入网设备包括节点服务器及连接在其下级的接入交换机，所述节点服务器包括向接入交换机发送下行协议包的下行协议包发送模块，以及，依据接入交换机回复的上行协议包发送入网命令的第一入网命令发送模块；

所述接入交换机包括：

69.如权利要求68所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括用于向已入网的接入交换机发送端口分配包的端口分配包发送模块，所述端口分配包中包括端口分配信息，所述端口分配信息为各个端口下行协议包导向所述接入交换机各个下行端口的信息；

所述接入交换机还包括：

70.如权利要求69所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括用于向已入网的接入交换机发送端口下行协议包的端口下行协议包发送模块，所述端口下行协议包中包括一个待分配的接入网地址；

所述接入交换机还包括：

71.如权利要求70所述的系统，其特征在于，所述接入网设备还包括连接在已入网接入交换机下行端口的下级接入网设备，所述节点服务器还包括用于向所述下级接入网设备发送入网命令的第二入网命令发送模块；

所述下级接入网设备包括：

72.如权利要求71所述的系统，其特征在于，所述下级接入网设备包括接入交换机或终端。

73.如权利要求72所述的系统，其特征在于，当所述下级接入网设备为接入交换机时，所述接入交换机还包括：

0号表第三设置模块，用于依据所述入网命令更新所述接入交换机内部的下行协议包地址表为，设置目的地址为所述接入交换机接入网地址的协议包导向CPU模块。

74.如权利要求68所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括用于定时向已入网的接入交换机发送状态下行协议包的状态下行协议包发送模块；

所述的接入交换机还包括：

75.如权利要求74所述的系统，其特征在于，所述接入交换机还包括：

76.如权利要求75所述的系统，其特征在于，所述下级接入网设备为下级接入交换机；所述下级接入交换机还包括：

77.如权利要求75所述的系统，其特征在于，所述下级接入网设备为终端；所述终端还包括：

78.如权利要求68所述的系统，其特征在于，所述接入交换机内部还设置有上行协议包地址表，所述接入交换机还包括：

79.如权利要求68所述的系统，其特征在于，所述接入交换机内部还设置有数据包地址表，所述接入交换机还包括：

80.如权利要求68所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

81.如权利要求68所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

82.如权利要求81所述的系统，其特征在于，所述标签分为入标签和出标签，入标签指数据包进入城域服务器或节点交换机的标签，出标签指该数据包离开城域服务器或节点交换机的标签；

所述标签包括协议标签和数据标签。

83.如权利要求82所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

84.如权利要求81所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

85.如权利要求81所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

86.如权利要求68所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

87.如权利要求68所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

88.如权利要求68所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

89.如权利要求69所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

90.如权利要求68所述的系统，其特征在于，所述节点服务器内部还设置有地址信息表，所述地址信息表中记录有地址占用信息、设备标识信息和设备资源信息。

91.如权利要求90所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

写入设备标识信息为当前节点服务器；

写入设备资源信息为当前节点服务器的端口信息。

92.如权利要求91所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

93.如权利要求92所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

94.如权利要求93所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

更新所述设备标识信息为当前接入交换机；

95.如权利要求94所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

更新所述设备标识信息为当前下级接入网设备；

96.如权利要求74所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

清除设备标识信息和设备资源信息。

97.如权利要求75所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

清除设备标识信息和设备资源信息。

98.如权利要求90所述的系统，其特征在于，所述节点服务器的地址信息表中还包括当前接入网设备端口的上下行流量信息。

99.如权利要求68所述的系统，其特征在于，所述节点服务器内部还设置有上行协议包地址表，所述节点服务器还包括：

100.如权利要求68所述的系统，其特征在于，所述节点服务器内部还设置有数据包地址表，所述节点服务器还包括：

101.如权利要求68所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

若合法，则触发第一入网命令发送模块。

102.如权利要求69所述的系统，其特征在于，所述节点服务器还包括：

若合法，则触发第二入网命令发送模块。