CN102377636A - 一种接入网设备的服务通信方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种接入网设备的服务通信方法,所述接入网设备包括共同连接在同一接入交换机下的源终端和目标终端,所述的方法包括:节点服务器依据当次服务的请求,通知所述源终端与目标终端共同连接的接入交换机在其内部的数据包地址表中设置,当次服务的数据包所导向的该接入交换机的下行端口;源终端发送当次服务的上行数据包;所述接入交换机接收到该数据包后,依据其内部数据包地址表的设置,将所述数据包导向相应的下行端口,通过该下行端口传送至目标终端。本发明可以有效节省带宽和路由资源,保证传输通路的稳定和通畅,避免多媒体业务的延时,保证国家信息安全的需求,并节约硬件资源,从而保证网络传输品质。
Description
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服务通信方法、一种接入网设备的服务通信系统、一种节点服务器以及一种接入交换机。
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“Diff Serv”(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互联网管理不是强制性的,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
本发明所要解决的技术问题是提供一种接入网设备的服务通信方法,用以有效节省带宽和路由资源,保证传输通路的稳定和通畅,避免多媒体业务的延时,保证国家信息安全的需求,并节约硬件资源,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服务通信系统、一种节点服务器以及一种接入交换机,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服务通信方法,其中,所述接入网设备包括共同连接在同一接入交换机下的源终端和目标终端,所述的方法包括以下步骤:
节点服务器依据当次服务的请求,通知所述源终端与目标终端共同连接的接入交换机在其内部的数据包地址表中设置,当次服务的数据包所导向的该接入交换机的下行端口;
源终端发送当次服务的上行数据包;
所述接入交换机接收到该数据包后,依据其内部数据包地址表的设置,将所述数据包导向相应的下行端口,通过该下行端口传送至目标终端。
经过上述步骤,即可实现位于同一接入交换机下的多个终端之间的直接通信,在本发明实施例中,经由节点服务器通知该接入交换机在其内部的数据包地址表中设置当次服务的数据包所导向的下行端口后;源终端和目标终端的服务通信无需将数据包上传至节点服务器,再由节点服务器下发至相应的终端,而直接通过该接入交换机相应的下行端口传送数据包即可。需要说明的是,对于本实施例而言,所以连接在节点服务器下的接入交换机的通信路由方式并不限定,优选可以采用本发明基于节点服务器主控配置数据包地址表,以及,依据该数据包地址表进行数据包传输的方式;也可以采用现有的IP路由的方式,本发明对此不作限制。
在本发明实施例中,所述接入网设备是指新型网中接入网部分的设备。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。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。
在实际中,终端之间的通信可以是双向的,即除了上述源终端向目标终端发送数据包的应用情形,本发明实施例还可以包括以下步骤:
目标终端发送当次服务的上行数据包;
所述接入交换机接收到该数据包后,依据其内部数据包地址表的设置,将所述数据包导向相应的下行端口,通过该下行端口传送至源终端。
本发明实施例适用于任一种单播服务,即作为一种具体应用的示例,所述数据包可以为单播数据包,在这种情况下,所述数据包地址表为单播数据包地址表,在单播服务通信时,数据包的目的地址即为接收方地址。
作为本发明的一种优选实施例,在进行单播服务的单向通信时,所述当次服务的请求为源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括以下子步骤:
节点服务器依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为目标终端的数据包所导向的下行端口。
作为本发明的另一种优选实施例,在进行单播服务的双向通信时,所述当次服务的请求包括源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括以下子步骤:
节点服务器依据当次服务请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息,以及,连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为源终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口。
在具体的单播通信服务中,所述当次服务的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息包括服务号码;所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤包括以下子步骤:
依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中提取目标终端的接入网地址;
依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次服务的通信链路信息。
对于单播通信服务而言,所述通信链路信息可以为单向通信链路信息,如源终端向目标终端发起单播服务请求,或者,目标终端向源终端发起单播服务请求;或者,所述通信链路信息也可以为双向通信链路信息,如源终端和目标终端互相向对端发起单播服务请求。
在建立通信连接的过程中,节点服务器会通知源终端和目标终端,并依据目标终端的应答判断是否可以采用当前通信链路,即在本发明的一种优选实施例中,所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还包括以下子步骤:
节点服务器向所述源终端和目标终端发送菜单协议包;
以及,接收目标终端针对所述菜单协议包发出的应答协议包。
更具体而言,所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还可以包括以下子步骤:
依据所述节点服务器和源终端之间接入交换机中预置的下行协议包地址表的设置,所述菜单协议包被导向至源终端;
依据所述节点服务器和目标终端之间接入交换机中预置的下行协议包地址表的设置,所述菜单协议包被导向至目标终端;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为当前接入交换机的接入网地址的协议包导向CPU模块;以及,目的地址为其它接入网设备地址的协议包所导向的端口。
即节点服务器可以基于预置协议包地址表的设置向源终端和目标终端发送菜单协议包。
在具体实现中,在通知接入交换机配置数据包地址表时,节点服务器还可以分别向源终端与目标终端发送服务处理命令,以通知所述源终端与目标终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。
本发明实施例适用于任一种组播服务,即作为另一种具体应用的示例,所述数据包可以为组播数据包,在这种情况下,所述数据包地址表为组播数据包地址表,组播服务通信时数据包的目的地址为组播地址。
作为本发明的一种优选实施例,对于典型的目标终端请求组播服务的组播业务,如目标终端收看直播,所述当次服务的请求包括目标终端发起的申请组播服务通信的请求,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤可以包括以下子步骤:
节点服务器依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
优选的,对于源终端进一步发起组播服务的组播业务,如源终端发起直播,所述当次服务的请求还包括源终端提交的发起组播服务通信的请求,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤则还包括以下子步骤:
节点服务器依据当次服务请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
作为一种具体的组播通信服务实施例,所述目标终端发起的申请组播服务通信的请求中包括服务类型信息、服务内容信息和目标终端的接入网地址;其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤包括以下子步骤:
依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中,提取源终端的接入网地址;
获取所述源终端对应的组播地址,并分配给目标终端;
以及,依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
本实施例主要涉及目标终端请求组播服务时的通信链路建立过程,因而其通信链路为向目标终端发送组播数据的下行链路。
作为另一种具体的组播通信服务实施例,所述源终端提交的发起组播服务通信的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还包括以下子步骤:
依据所述请求向源终端分配组播地址;
依据服务类型信息,以及,节点服务器与所述源终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
本实施例主要涉及源终端发起组播时的通信链路建立过程,因而其通信链路为向源终端发送组播数据的下行链路。
在具体实现中,当节点服务器通知接入交换机进行数据包地址表的配置时,还可以向目标终端发送服务处理命令,由目标终端依据所述服务处理命令执行相应的操作;或者,向源终端发送服务处理命令,由源终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。
在实际中,如果所述节点服务器获取到多条当次服务的通信链路信息,则节点服务器可以按照预置规则选择其中一条通信链路信息为当次服务的通信链路信息。作为一种具体应用的示例,所述预置规则可以为节点服务器获取各条通信链路的流量信息,以及,当次服务的流量信息,确定已用流量最小的通信链路为当次服务的通信链路信息;或者,所述预置规则也可以为节点服务器获取各条通信链路的带宽信息,以及,当次服务的带宽信息,确定带宽最大的通信链路为当次服务的通信链路信息。
在具体实现中,优选的是,所述当次服务的请求记录在服务请求协议包中,依据连接在所述源终端与节点服务器之间的接入交换机中预置上行协议包地址表的设置,通过所述接入交换机的上行端口将所述服务请求协议包导向至节点服务器;
其中,所述上行协议包地址表中设置有,目的地址为节点服务器的协议包所导向的上行端口。
在本发明实施例中优选的是,所述节点服务器可以依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,通过连接相应接入交换机的下行端口,将所述端口配置协议包导向至对应的接入交换机;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为下级接入网设备地址的协议包所导向的下行端口。
为节省资源,在完成当次服务后,本发明实施例还可以包括以下步骤:
在完成当次服务后,节点服务器向所述源终端与目标终端共同连接的接入交换机发送端口释放命令;
所述接入交换机依据所述端口释放命令在其内部的数据包地址表中,将所设置的当次服务数据包导向的端口释放。
优选的是,节点服务器还会向源终端和/或目标终端发出服务处理结束命令,由所述源终端和/或目标终端依据所述服务处理结束命令结束服务处理。
为更好地对接入网地址进行集中管理和控制,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。
在完成当次服务后,节点服务器会修改预置地址信息表中的内容,所述修改包括将所述接入交换机所释放端口的地址占用信息更新为未用。
为了实现本发明的新型网与现有以太网的融合,所述接入网设备还包括,连接在所述接入交换机与源终端、目标终端之间的以太网协转网关和局域以太网,本发明实施例还可以包括以下步骤:
以太网协转网关入新型网,从节点服务器获得以太网协转网关的MAC地址和该以太网协转网关下绑定的终端MAC地址;
所述以太网协转网关接收新型网发来的数据包或协议包,在所述数据包或协议包中添加以太网协转网关的MAC地址和目标终端的MAC地址,然后发送给局域以太网;
所述以太网协转网关接收局域以太网发来的数据包或协议包,去掉所述数据包或协议包中以太网协转网关的MAC地址和源终端的MAC地址,然后发送给新型网;
其中,所述目标终端和源终端遵循新型网协议。
需要说明的是,为了实现上述新型网与现有以太网的融合,同时为了充分利用现有以太网协转网关的功能,本发明对标准的以太网网关进行了改造,使其成为一种特殊类型的接入交换机,在新型网和以太网之间起着连接转换的作用。改造后的以太网网关称为以太网协转网关。在新型网中,以太网协转网关位于接入网部分,可以与接入交换机相连,也可以直接与节点服务器相连。在以太网中,以太网协转网关与标准的以太网交换机相连,以太网交换机连接着终端。
本发明中,新型网与以太网之间的数据传输主要涉及以下4种数据类型:
1)查询包:由节点服务器发往接入交换机、以太网协转网关或终端的协议包;
2)应答包:由接入交换机、以太网协转网关或终端回应给节点服务器的协议包;
3)单播数据包;
4)组播数据包。
以太网协转网关在新型网和以太网之间主要进行上述4种类型数据的转发工作,其核心实现思路是:
以太网协转网关接入新型网,从具有集中控制功能的节点服务器获得以太网协转网关的MAC地址和该以太网协转网关下注册的终端MAC地址。当以太网协转网关接收新型网发来的数据包或协议包时,在所述数据包或协议包中添加以太网协转网关的MAC地址和目标终端的MAC地址,然后发向以太网,在以太网中采用以太网协议进行传输;当以太网协转网关接收以太网发来的数据包或协议包时,去掉所述数据包或协议包中以太网协转网关的MAC地址和源终端的MAC地址,然后发向新型网,在新型网中采用新型网协议进行传输。
其中,所述目标终端和源终端遵循新型网协议,这样,目标终端和源终端既可以通过MAC地址进入以太网,又可以通过遵循新型网协议而进入新型网,从而实现两种不同类型网络的兼容传输。
在本实施例中优选的是,新型网发来的数据包和以太网发来的数据包,包头都包含传输两端在新型网的地址,所述地址为数据包的源地址和目的地址。
所述以太网协转网关接入新型网后,本实施例还可以包括以下步骤:
获得以太网协转网关下绑定的终端MAC地址与终端在新型网的地址的映射;
则所述以太网协转网关接收新型网发来的数据包,根据数据包的目的地址与MAC地址的映射,在数据包中添加对应的目标终端的MAC地址。
在具体实现中,所述终端MAC地址和以太网协转网关的绑定关系在终端和以太网协转网关售出时预设在节点服务器中。
本发明实施例还公开了一种接入网设备的服务通信方法,其中,所述接入网设备包括共同连接在本级接入交换机下的源终端和目标终端,所述本级接入交换机与源终端和/或目标终端之间连接有下级接入交换机,所述的方法包括以下步骤:
节点服务器依据当次服务的请求,通知所述本级接入交换机在其内部的数据包地址表中设置,当次服务的数据包所导向的该接入交换机的下行端口;并通知所述下级接入交换机在其内部的数据包地址表中设置,当次服务的数据包所导向的该接入交换机的端口;
本级接入交换机和下级交换机接收到当次服务的数据包后,分别依据其数据包地址表的设置,将所述数据包分别导向相应的端口进行传输。
本实施例主要提供了一种共同连接在一个本级接入交换机下的终端之间进行直接通信的方法,但本级接入交换机与终端之间可能存在多级下级接入交换机。同样地,应用本实施例,源终端和目标终端的服务通信无需将数据包上传至节点服务器,再由节点服务器下发至相应的终端,而直接通过本级接入交换机和下级接入交换机的相应端口传送数据包即可。对于本实施例而言,所以连接在节点服务器下的接入交换机的通信路由方式优选采用本发明基于节点服务器主控配置数据包地址表,以及,依据该数据包地址表进行数据包传输的方式。
在实际中,终端之间的通信可以是双向的,即本发明实施例可以包括以下步骤:
本级接入交换机接收目标终端/源终端发送的目的地址为源终端/目标终端的上行数据包,依据本级接入交换机中数据包地址表的设置,将所述数据包分别导向相应的端口,传输给下级接入交换机;
下级交换机依据其数据包地址表的设置,将所述数据包分别导向相应的端口,通过所述端口传送至源终端/目标终端。
本发明实施例适用于任一种单播服务,即作为一种具体应用的示例,所述数据包可以为单播数据包,在这种情况下,所述数据包地址表为单播数据包地址表。
在进行单向或双向的单播通信服务时,依据源终端、目标终端与本级接入交换机连接的不同情形,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的方式也有所不同,具体而言,主要可以包括以下六种情形:
情形一:所述源终端与本级接入交换机直接连接,所述目标终端通过下级接入交换机与本级接入交换机连接;在单向单播通信的情况下,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括以下子步骤:
节点服务器接收源终端提交的与目标终端建立服务通信的请求,并依据所述请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括:所述本级接入交换机连接下级接入交换机的下行端口信息,以及,所述下级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机和下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口;
所述下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口。
情形二:所述源终端与本级接入交换机直接连接,所述目标终端通过下级接入交换机与本级接入交换机连接;在双向单播通信的情况下,,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括以下子步骤:
节点服务器接收源终端提交的与目标终端建立服务通信的请求,并依据所述请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括:所述本级接入交换机连接下级接入交换机的下行端口信息,所述下级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;以及,所述下级接入交换机连接本级接入交换机的上行端口信息,所述本级接入交换机连接源终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机和下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的下行端口;
所述下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包所导向的下行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的上行端口。
情形三:所述源终端通过下级接入交换机与本级接入交换机连接,所述目标终端与本级接入交换机直接连接;单向单播通信的情况下,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括以下子步骤:
节点服务器接收源终端提交的与目标终端建立服务通信的请求,并依据所述请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括:所述下级接入交换机连接本级接入交换机的上行端口信息,以及,所述本级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机和下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口;
所述下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的上行端口。
情形四:所述源终端通过下级接入交换机与本级接入交换机连接,所述目标终端与本级接入交换机直接连接;在双向单播通信的情况下,,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括以下子步骤:
节点服务器接收源终端提交的与目标终端建立服务通信的请求,并依据所述请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括:所述下级接入交换机连接本级接入交换机的上行端口信息,所述本级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;以及,所述本级接入交换机连接下级接入交换机的下行端口信息,所述下级接入交换机连接源终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机和下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的下行端口;
所述下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包所导向的上行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的下行端口。
情形五:所述源终端通过第一下级接入交换机与本级接入交换机连接,所述目标终端通过第二下级接入交换机与本级接入交换机连接;在单向单播通信的情况下,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括以下子步骤:
节点服务器接收源终端提交的与目标终端建立服务通信的请求,并依据所述请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括:所述第一下级接入交换机连接本级接入交换机的上行端口信息,所述本级接入交换机连接第二下级接入交换机的下行端口信息,以及,所述第二下级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机、第一下级接入交换机和第二下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的下行端口;
所述第一下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的上行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的下行端口;
所述第二下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的上行端口。
情形六:所述源终端通过第一下级接入交换机与本级接入交换机连接,所述目标终端通过第二下级接入交换机与本级接入交换机连接;在双向单播通信的情况下,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括:
节点服务器接收源终端提交的与目标终端建立服务通信的请求,并依据所述请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括:所述第一下级接入交换机连接本级接入交换机的上行端口信息,所述本级接入交换机连接第二下级接入交换机的下行端口信息,所述第二下级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;以及,所述第二下级接入交换机连接本级接入交换机的上行端口信息,所述本级接入交换机连接第一接入交换机的下行端口信息,所述第一接入交换机连接源终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机、第一下级接入交换机和第二下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口;
所述第一下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的上行端口;
所述第二下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口。
在具体的单播通信服务中,所述源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息包括服务号码;
所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤包括以下子步骤:
依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中提取目标终端的接入网地址;
依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次服务的通信链路信息。
对于单播通信服务而言,所述通信链路信息可以为单向通信链路信息,如源终端向目标终端发起单播服务请求,或者,目标终端向源终端发起单播服务请求;或者,所述通信链路信息也可以为双向通信链路信息,如源终端和目标终端互相向对端发起单播服务请求。
在建立通信连接的过程中,节点服务器会通知源终端和目标终端,并依据目标终端的应答判断是否可以采用当前通信链路,即在本发明的一种优选实施例中,所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还包括以下子步骤:
节点服务器向所述源终端和目标终端发送菜单协议包;
以及,接收目标终端针对所述菜包协议包发出的应答协议包。
更具体而言,所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还包括以下子步骤:
依据所述节点服务器和源终端之间接入交换机中预置的下行协议包地址表的设置,所述菜单协议包被导向至源终端;
依据所述节点服务器和目标终端之间接入交换机中预置的下行协议包地址表的设置,所述菜单协议包被导向至目标终端;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为当前接入交换机的接入网地址的协议包导向CPU模块;以及,目的地址为其它接入网设备地址的协议包所导向的端口。
即节点服务器可以基于预置协议包地址表的设置向源终端和目标终端发送菜单协议包。
在具体实现中,在通知接入交换机配置数据包地址表时,节点服务器还可以分别向源终端与目标终端发送服务处理命令,以通知所述源终端与目标终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。
本发明实施例适用于任一种组播服务,即作为另一种具体应用的示例,所述数据包可以为组播数据包,在这种情况下,所述数据包地址表为组播数据包地址表,组播服务通信时数据包的目的地址为组播地址。
作为本发明的一种优选实施例,对于典型的目标终端请求组播服务的组播业务,如目标终端收看直播,依据目标终端与本级接入交换机连接的不同情形,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的方式有所不同,主要包括以下两种情形:
情形一:所述目标终端直接与本级接入交换机连接,在这种情况下,所述当次服务的请求包括目标终端发起的申请组播服务通信的请求,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括以下子步骤:
节点服务器依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述本级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息向本级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
情形二:所述目标终端通过下级接入交换机与本级接入交换机连接,在这种情况下,所述当次服务的请求包括目标终端发起的申请组播服务通信的请求,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括以下子步骤:
节点服务器依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述本级接入交换机连接下级接入交换机的下行端口信息,以及,所述下级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息向所述本级接入交换机和下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向的下行端口;
所述下级接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向的下行端口。
优选的,对于源终端进一步发起组播服务的组播业务,如源终端发起直播,依据源终端与本级接入交换机连接的不同情形,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的方式有所不同,主要包括以下两种情形:
情形一:所述当次服务的请求还包括源终端提交的发起组播服务通信的请求,所述源终端与本级接入交换机直接连接,所述通信链路信息还包括,所述本级接入交换机连接源终端的下行端口信息;
所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤还包括:
节点服务器依据所述通信链路信息向本级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
情形二:所述当次服务的请求还包括源终端提交的发起组播服务通信的请求,所述源终端通过下级接入交换机与本级接入交换机连接,所述通信链路信息还包括,所述本级接入交换机连接下级接入交换机的下行端口信息,以及,所述下级接入交换机连接源终端的下行端口信息;
所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤还包括:
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机和下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口;
所述下级接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
作为一种具体的组播通信服务实施例,所述目标终端发起的申请组播服务通信的请求中包括服务类型信息、服务内容信息和目标终端的接入网地址;其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤包括:
依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中,提取源终端的接入网地址;
获取所述源终端对应的组播地址,并分配给目标终端;
以及,依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
本实施例主要涉及目标终端请求组播服务时的通信链路建立过程,因而其通信链路为向目标终端发送组播数据的下行链路。
作为另一种具体的组播通信服务实施例,所述源终端提交的发起组播服务通信的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还包括:
依据所述请求向源终端分配组播地址;
依据服务类型信息,以及,节点服务器与所述源终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
本实施例主要涉及源终端发起组播时的通信链路建立过程,因而其通信链路为向源终端发送组播数据的下行链路。
在具体实现中,当节点服务器通知接入交换机进行数据包地址表的配置时,还可以向目标终端发送服务处理命令,由目标终端依据所述服务处理命令执行相应的操作;或者,向源终端发送服务处理命令,由源终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。
在实际中,如果所述节点服务器获取到多条当次服务的通信链路信息,则节点服务器按照预置规则选择其中一条通信链路信息为当次服务的通信链路信息。作为一种具体应用的示例,所述预置规则可以为节点服务器获取各条通信链路的流量信息,以及,当次服务的流量信息,确定已用流量最小的通信链路为当次服务的通信链路信息;或者,所述预置规则也可以为节点服务器获取各条通信链路的带宽信息,以及,当次服务的带宽信息,确定带宽最大的通信链路为当次服务的通信链路信息。
在具体实现中,优选的是,所述当次服务的请求记录在服务请求协议包中,依据连接在所述源终端与节点服务器之间的接入交换机中预置上行协议包地址表的设置,通过所述接入交换机的上行端口将所述服务请求协议包导向至节点服务器;
其中,所述上行协议包地址表中设置有,目的地址为节点服务器的协议包所导向的上行端口。
在本发明实施例中优选的是,所述节点服务器依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,通过连接相应接入交换机的下行端口,将所述端口配置协议包导向至对应的接入交换机;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为下级接入网设备地址的协议包所导向的下行端口。
为节省资源,在完成当次服务后,本发明实施例还可以包括以下步骤:
在完成当次服务后,节点服务器向所述参与当次服务的接入交换机发送端口释放命令;
所述接入交换机依据所述端口释放命令在其内部的数据包地址表中,将所设置的当次服务数据包导向的端口释放。
优选的是,节点服务器还会向源终端和/或目标终端发出服务处理结束命令,由所述源终端和/或目标终端依据所述服务处理结束命令结束服务处理。
为更好地对接入网地址进行集中管理和控制,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。
在完成当次服务后,节点服务器会修改预置地址信息表中的内容,所述修改包括将所述接入交换机所释放端口的地址占用信息更新为未用。
为了实现本发明的新型网与现有以太网的融合,所述接入网设备还包括,连接在所述接入交换机与源终端、目标终端之间的以太网协转网关和局域以太网,本发明实施例还可以包括以下步骤:
以太网协转网关接入新型网,从节点服务器获得以太网协转网关的MAC地址和该以太网协转网关下绑定的终端MAC地址;
所述以太网协转网关接收新型网发来的数据包或协议包,在所述数据包或协议包中添加以太网协转网关的MAC地址和目标终端的MAC地址,然后发送给局域以太网;
所述以太网协转网关接收局域以太网发来的数据包或协议包,去掉所述数据包或协议包中以太网协转网关的MAC地址和源终端的MAC地址,然后发送给新型网;
其中,所述目标终端和源终端遵循新型网协议。
在本实施例中优选的是,新型网发来的数据包和以太网发来的数据包,包头都包含传输两端在新型网的地址,所述地址为数据包的源地址和目的地址。
所述以太网协转网关接入新型网后,还可以包括以下步骤:
获得以太网协转网关下绑定的终端MAC地址与终端在新型网的地址的映射;
则所述以太网协转网关接收新型网发来的数据包,根据数据包的目的地址与MAC地址的映射,在数据包中添加对应的目标终端的MAC地址。
在具体实现中,终端MAC地址和以太网协转网关的绑定关系在终端和以太网协转网关售出时预设在节点服务器中。
本发明实施例还公开了一种接入网设备的服务通信系统,所述接入网设备包括节点服务器,以及,共同连接在同一接入交换机下的源终端和目标终端,所述的节点服务器包括:
通知模块,用于依据当次服务的请求,通知所述源终端与目标终端共同连接的接入交换机在其内部的数据包地址表中设置,当次服务的数据包所导向的该接入交换机的下行端口;
所述接入交换机包括:
端口配置模块,用于依据节点服务器发送的端口配置通知,在其内部的数据包地址表中设置,当次服务的数据包所导向的该接入交换机的下行端口;
第一端口导向模块,用于在收到源终端发送的当次服务的上行数据包后,依据其内部数据包地址表的设置,将所述数据包导向相应的下行端口,通过该下行端口传送至目标终端。
在实际中,终端之间的通信可以是双向的,即除了上述源终端向目标终端发送数据包的应用情形,在本发明实施例中,所述接入交换机还包括:
第二端口导向模块,用于在收到目标终端发送的当次服务的上行数据包后,依据其内部数据包地址表的设置,将所述数据包导向相应的下行端口,通过该下行端口传送至源终端。
本发明实施例适用于任一种单播服务,即作为一种具体应用的示例,所述数据包可以为单播数据包,在这种情况下,所述数据包地址表为单播数据包地址表,在单播服务通信时,数据包的目的地址即为接收方地址。
作为本发明的一种优选实施例,在进行单播服务的单向通信时,所述当次服务的请求为源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求,所述节点服务器的通知模块包括:
第一通信链路获取子模块,用于依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第一端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为目标终端的数据包所导向的下行端口。
作为本发明的另一种优选实施例,在进行单播服务的双向通信时,所述当次服务的请求包括源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求,所述节点服务器的通知模块包括:
第二通信链路获取子模块,用于依据当次服务请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息,以及,连接目标终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第二端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为源终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口。
在具体的单播通信服务中,所述当次服务的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息包括服务号码;所述第一通信链路获取子模块或第二通信链路获取子模块节点服务器进一步包括:
目标终端地址提取单元,用于依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中提取目标终端的接入网地址;
链路计算单元,用于依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次服务的通信链路信息。
对于单播通信服务而言,所述通信链路信息可以为单向通信链路信息,如源终端向目标终端发起单播服务请求,或者,目标终端向源终端发起单播服务请求;或者,所述通信链路信息也可以为双向通信链路信息,如源终端和目标终端互相向对端发起单播服务请求。
在建立通信连接的过程中,节点服务器会通知源终端和目标终端,并依据目标终端的应答判断是否可以采用当前通信链路,即在本发明的一种优选实施例中,所述节点服务器还包括:
菜单协议包发送模块,用于向所述源终端和目标终端发送菜单协议包;
应答协议包接收模块,用于接收目标终端针对所述菜单协议包发出的应答协议包。
更具体而言,当所述接入交换机为连接在所述节点服务器和源终端之间的接入交换机时,所述接入交换机还包括:
第一菜单包导向模块,用于依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,将所述菜单协议包导向至源终端;
当所述接入交换机为连接在所述节点服务器和目标终端之间的接入交换机时,所述接入交换机还包括:
第二菜单包导向模块,用于依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,将所述菜单协议包导向至目标终端;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为当前接入交换机的接入网地址的协议包导向CPU模块;以及,目的地址为其它接入网设备地址的协议包所导向的端口。
即节点服务器可以基于预置协议包地址表的设置向源终端和目标终端发送菜单协议包。
在具体实现中,在通知接入交换机配置数据包地址表时,节点服务器还可以分别向源终端与目标终端发送服务处理命令,以通知所述源终端与目标终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。即在本发明的一种优选实施例中,所述节点服务器还包括:
服务处理命令发送模块,用于向源终端与目标终端分别发送服务处理命令;
所述源终端还包括,第一命令执行模块,用于依据所述服务处理命令执行相应的操作;
所述目标终端还包括,第二命令执行模块,用于依据所述服务处理命令执行相应的操作。
本发明实施例适用于任一种组播服务,即作为另一种具体应用的示例,所述数据包可以为组播数据包,在这种情况下,所述数据包地址表为组播数据包地址表,组播服务通信时数据包的目的地址为组播地址。
作为本发明的一种优选实施例,对于典型的目标终端请求组播服务的组播业务,如目标终端收看直播,所述当次服务的请求包括目标终端发起的申请组播服务通信的请求,所述节点服务器的通知模块包括:
第三通信链路获取子模块,用于依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第三端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
优选的,对于源终端进一步发起组播服务的组播业务,如源终端发起直播,所述当次服务的请求还包括源终端提交的发起组播服务通信的请求,所述节点服务器的通知模块包括:
第四通信链路获取子模块,用于依据当次服务请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第四端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
作为一种具体的组播通信服务实施例,所述目标终端发起的申请组播服务通信的请求中包括服务类型信息、服务内容信息和目标终端的接入网地址;其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述节点服务器的第三通信链路获取子模块进一步包括:
源终端地址提取单元,用于依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中,提取源终端的接入网地址;
组播地址第一分配单元,用于获取所述源终端对应的组播地址,并分配给目标终端;
第一链路计算单元,用于依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
本实施例主要涉及目标终端请求组播服务时的通信链路建立过程,因而其通信链路为向目标终端发送组播数据的下行链路。
作为另一种具体的组播通信服务实施例,所述源终端提交的发起组播服务通信的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述节点服务器的第四通信链路获取子模块进一步包括:
组播地址第二分配单元,用于依据所述请求向源终端分配组播地址;
第二链路计算单元,用于依据服务类型信息,以及,节点服务器与所述源终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
本实施例主要涉及源终端发起组播时的通信链路建立过程,因而其通信链路为向源终端发送组播数据的下行链路。
在具体实现中,优选的是,所述当次服务的请求记录在服务请求协议包中,当所述接入交换机为连接在所述源终端与节点服务器之间的接入交换机时,所述接入交换机还包括:
上行导向模块,用于依据其内部预置的上行协议包地址表的设置,通过所述接入交换机的上行端口将所述服务请求协议包导向至节点服务器;
其中,所述上行协议包地址表中设置有,目的地址为节点服务器的协议包所导向的上行端口。
在本发明实施例中优选的是,所述节点服务器还包括:
下行导向模块,用于依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,通过连接相应接入交换机的下行端口,将所述端口配置协议包导向至对应的接入交换机;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为下级接入网设备地址的协议包所导向的下行端口。
为节省资源,在完成当次服务后,所述节点服务器还包括:
端口释放通知模块,用于在完成当次服务后,向所述源终端与目标终端共同连接的接入交换机发送端口释放命令;
所述接入交换机还包括:
端口释放处理模块,用于依据所述端口释放命令在其内部的数据包地址表中,将所设置的当次服务数据包导向的端口释放。
优选的是,所述节点服务器还包括:
服务处理结束命令发送模块,用于向源终端和/或目标终端发出服务处理结束命令;
所述源终端包括第一结束处理模块,用于依据所述服务处理结束命令结束服务处理;
所述目标终端包括第二结束处理模块,用于依据所述服务处理结束命令结束服务处理。
为更好地对接入网地址进行集中管理和控制,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。
在完成当次服务后,所述节点服务器还包括:
地址信息表更新模块,用于修改预置地址信息表中的内容,所述修改包括将所述接入交换机所释放端口的地址占用信息更新为未用。
为了实现本发明的新型网与现有以太网的融合,所述接入网设备还包括,连接在所述接入交换机与源终端、目标终端之间的以太网协转网关和局域以太网,所述以太网协转网关包括:
MAC获取模块,用于接入新型网,从节点服务器获得以太网协转网关的MAC地址和该以太网协转网关下绑定的终端MAC地址;
MAC添加模块,用于接收新型网发来的数据包或协议包,在所述数据包或协议包中添加以太网协转网关的MAC地址和目标终端的MAC地址,然后发送给局域以太网;
MAC删除模块,用于接收局域以太网发来的数据包或协议包,去掉所述数据包或协议包中以太网协转网关的MAC地址和源终端的MAC地址,然后发送给新型网;
其中,所述目标终端和源终端遵循新型网协议。
在本实施例中优选的是,所述新型网发来的数据包和所述以太网发来的数据包,包头都包含传输两端在新型网的地址,所述地址为数据包的源地址和目的地址。
所述以太网协转网关接入新型网后,所述以太网协转网关还包括:
映射关系获取模块,用于在以太网协转网关接入新型网后,获得以太网协转网关下绑定的终端MAC地址与终端在新型网的地址的映射;
则所述MAC添加模块接收新型网发来的数据包,根据数据包的目的地址与MAC地址的映射,在数据包中添加对应的目标终端的MAC地址。
在具体实现中,终端MAC地址和以太网协转网关的绑定关系在终端和以太网协转网关售出时预设在节点服务器中。
本发明实施例还公开了一种节点服务器,包括:
服务请求接收模块,用于接收当次服务的请求,所述请求中包括源终端与目标终端的信息;
通知模块,用于依据当次服务的请求,通知所述源终端与目标终端共同连接的接入交换机在其内部的数据包地址表中,设置当次服务的数据包所导向的该接入交换机的下行端口。
本发明实施例适用于任一种单播服务,即作为一种具体应用的示例,所述数据包可以为单播数据包,在这种情况下,所述数据包地址表为单播数据包地址表,在单播服务通信时,数据包的目的地址即为接收方地址。
作为本发明的一种优选实施例,在进行单播服务的单向通信时,所述当次服务的请求为源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求,所述通知模块包括:
第一通信链路获取子模块,用于依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包。
作为本发明的另一种优选实施例,在进行单播服务的双向通信时,所述当次服务的请求包括源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求,所述通知模块包括:
第二通信链路获取子模块,用于依据当次服务请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息,以及,连接目标终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包。
在具体的单播通信服务中,所述当次服务的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息包括服务号码;所述第一通信链路获取子模块或第二通信链路获取子模块节点服务器进一步包括:
目标终端地址提取单元,用于依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中提取目标终端的接入网地址;
链路计算单元,用于依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次服务的通信链路信息。
对于单播通信服务而言,所述通信链路信息可以为单向通信链路信息,如源终端向目标终端发起单播服务请求,或者,目标终端向源终端发起单播服务请求;或者,所述通信链路信息也可以为双向通信链路信息,如源终端和目标终端互相向对端发起单播服务请求。
在建立通信连接的过程中,节点服务器会通知源终端和目标终端,并依据目标终端的应答判断是否可以采用当前通信链路,即在本发明的一种优选实施例中,所述节点服务器还包括:
菜单协议包发送模块,用于向所述源终端和目标终端发送菜单协议包;
应答协议包接收模块,用于接收目标终端针对所述菜单协议包发出的应答协议包。
在具体实现中,在通知接入交换机配置数据包地址表时,节点服务器还可以分别向源终端与目标终端发送服务处理命令,以通知所述源终端与目标终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。即在本发明的一种优选实施例中,所述节点服务器还包括:
服务处理命令发送模块,用于向源终端与目标终端分别发送服务处理命令,通知所述源终端与目标终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。
本发明实施例适用于任一种组播服务,即作为另一种具体应用的示例,所述数据包可以为组播数据包,在这种情况下,所述数据包地址表为组播数据包地址表,组播服务通信时数据包的目的地址为组播地址。
作为本发明的一种优选实施例,对于典型的目标终端请求组播服务的组播业务,如目标终端收看直播,所述当次服务的请求包括目标终端发起的申请组播服务通信的请求,所述通知模块包括:
第三通信链路获取子模块,用于依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包。
优选的,对于源终端进一步发起组播服务的组播业务,如源终端发起直播,所述当次服务的请求还包括源终端提交的发起组播服务通信的请求,所述通知模块包括:
第四通信链路获取子模块,用于依据当次服务请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包。
作为一种具体的组播通信服务实施例,所述目标终端发起的申请组播服务通信的请求中包括服务类型信息、服务内容信息和目标终端的接入网地址;其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述第三通信链路获取子模块进一步包括:
源终端地址提取单元,用于依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中,提取源终端的接入网地址;
组播地址第一分配单元,用于获取所述源终端对应的组播地址,并分配给目标终端;
第一链路计算单元,用于依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
本实施例主要涉及目标终端请求组播服务时的通信链路建立过程,因而其通信链路为向目标终端发送组播数据的下行链路。
作为另一种具体的组播通信服务实施例,所述源终端提交的发起组播服务通信的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述第四通信链路获取子模块进一步包括:
组播地址第二分配单元,用于依据所述请求向源终端分配组播地址;
第二链路计算单元,用于依据服务类型信息,以及,节点服务器与所述源终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
本实施例主要涉及源终端发起组播时的通信链路建立过程,因而其通信链路为向源终端发送组播数据的下行链路。
在具体实现中,优选的是,所述的节点服务器还包括:
服务处理命令第一发送模块,用于向目标终端发送服务处理命令,通知目标终端依据所述服务处理命令执行相应的操作;
和/或,
服务处理命令第二发送模块,用于向源终端发送服务处理命令,通知源终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。
优选的是,所述的节点服务器还包括:
下行导向模块,用于依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,通过连接相应接入交换机的下行端口,将所述端口配置协议包导向至对应的接入交换机;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为下级接入网设备地址的协议包所导向的下行端口。
为节省资源,在完成当次服务后,所述节点服务器还包括:
端口释放通知模块,用于在完成当次服务后,向所述源终端与目标终端共同连接的接入交换机发送端口释放命令。
优选的是,所述节点服务器还包括:
服务处理结束命令发送模块,用于向源终端和/或目标终端发出服务处理结束命令;
所述源终端包括第一结束处理模块,用于依据所述服务处理结束命令结束服务处理;
所述目标终端包括第二结束处理模块,用于依据所述服务处理结束命令结束服务处理。
为更好地对接入网地址进行集中管理和控制,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。
在完成当次服务后,所述节点服务器还包括:
地址信息表更新模块,用于修改预置地址信息表中的内容,所述修改包括将所述接入交换机所释放端口的地址占用信息更新为未用。
本发明实施例还公开了一种接入交换机,所述接入交换机下连接有源终端和目标终端,所述接入交换机包括:
交互模块,用于接收节点服务器针对当次服务请求发送的端口配置通知;
端口配置模块,用于依据所述端口配置通知在其内部的数据包地址表中,设置当次服务的数据包所导向的该接入交换机的下行端口;
第一端口导向模块,用于在收到源终端发送的当次服务的上行数据包后,依据其内部数据包地址表的设置,将所述数据包导向相应的下行端口,通过该下行端口传送至目标终端。
在实际中,终端之间的通信可以是双向的,即除了上述源终端向目标终端发送数据包的应用情形,在本发明实施例中,所述接入交换机还包括:
第二端口导向模块,用于在收到目标终端发送的当次服务的上行数据包后,依据其内部数据包地址表的设置,将所述数据包导向相应的下行端口,通过该下行端口传送至源终端。
本发明实施例适用于任一种单播服务,即作为一种具体应用的示例,所述数据包可以为单播数据包,在这种情况下,所述数据包地址表为单播数据包地址表,在单播服务通信时,数据包的目的地址即为接收方地址。
作为本发明的一种优选实施例,在进行单播服务的单向通信时,当次服务为源终端与目标终端进行单播服务通信,所述节点服务器发送的端口配置通知封装在端口配置协议包中,所述端口配置协议包中包括所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第一端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为目标终端的数据包所导向的下行端口。
作为本发明的另一种优选实施例,在进行单播服务的双向通信时,当次服务为源终端与目标终端进行单播服务通信,所述节点服务器发送的端口配置通知封装在端口配置协议包中,所述端口配置协议包中包括所述接入交换机连接源终端的下行端口信息,以及,连接目标终端的下行端口信息;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第二端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为源终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口。
在建立通信连接的过程中,节点服务器会通知源终端和目标终端,并依据目标终端的应答判断是否可以采用当前通信链路,即在本发明的一种优选实施例中,当所述接入交换机为连接在所述节点服务器和源终端之间的接入交换机时,所述接入交换机还包括:
第一菜单包导向模块,用于依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,将节点服务器发送的菜单协议包导向至源终端;
当所述接入交换机为连接在所述节点服务器和目标终端之间的接入交换机时,所述接入交换机还包括:
第二菜单包导向模块,用于依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,将节点服务器发送的菜单协议包导向至目标终端;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为当前接入交换机的接入网地址的协议包导向CPU模块;以及,目的地址为其它接入网设备地址的协议包所导向的端口。
本发明实施例适用于任一种组播服务,即作为另一种具体应用的示例,所述数据包可以为组播数据包,在这种情况下,所述数据包地址表为组播数据包地址表,组播服务通信时数据包的目的地址为组播地址。
作为本发明的一种优选实施例,对于典型的目标终端请求组播服务的组播业务,如目标终端收看直播,所述当次服务包括目标终端发起的组播服务通信,所述节点服务器发送的端口配置通知封装在端口配置协议包中,所述端口配置协议包中包括所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第三端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
优选的,对于源终端进一步发起组播服务的组播业务,如源终端发起直播,所述当次服务还包括源终端发起的组播服务通信;所述节点服务器发送的端口配置协议包中还包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第四端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口
作为一种具体的组播通信服务实施例,所述当次服务的请求记录在服务请求协议包中,当所述接入交换机为连接在所述源终端与节点服务器之间的接入交换机时,所述接入交换机还包括:
上行导向模块,用于依据其内部预置的上行协议包地址表的设置,通过所述接入交换机的上行端口将所述服务请求协议包导向至节点服务器;
其中,所述上行协议包地址表中设置有,目的地址为节点服务器的协议包所导向的上行端口。
在完成当次服务后,所述的接入交换机还包括:
端口释放处理模块,用于依据节点服务器发送的端口释放命令,在其内部的数据包地址表中,将所设置的当次服务数据包导向的端口释放。
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:
本发明对于共同连接在同一接入交换机下的源终端和目标终端的服务通信过程,首先由节点服务器通知该接入交换机在其内部的数据包地址表中设置当次服务的数据包所导向的下行端口;在源终端和目标终端进行服务通信时,则依据该内部的数据包地址表的设置,直接通过该接入交换机相应的下行端口传送数据包,即源终端和目标终端可以在其共同连接的接入交换机下直接进行服务通信,而无需将数据包上传至节点服务器,再由节点服务器下发至相应的终端,有效节省了带宽和路由资源。
再者,本发明通过主控服务器,在发起服务请求时(通信过程建立的协议交互过程中),针对服务请求的情况以针对各个接入交换机配表的方式,对本次服务数据的传输路径进行实现设置,在数据包的传输过程中,直接按照该传输路径进行传输即可,而无需采用现有IP协议的解决方案,由每个数据包自行协商传输路由。总之,本发明可以保证传输通路的稳定和通畅,避免多媒体业务的延时。
其次,本发明对所有数据业务都采用配表的方式,事先设定路径,这样可以满足国家信息安全的需要。例如,对于国家信息安全而言,其需要对新型网络中的某些数据进行监控,而采用本发明配表的方式,可以非常容易的将本次业务所传输的数据导向监控通道,以保证国家信息安全的需求。
此外,在本发明中,接入交换机不需要针对每个数据包进行路由的计算,也不需要维护其周围的网络设备拓扑,只要按照实现配置的数据包地址表进行导向传输即可,而该导向过程可以由硬件实现,可以大大提高交换机的导向效率,并可以大大降低交换机的运算需求,节约硬件资源。
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是本发明的一种以太网协转网关的硬件结构示意图;
图4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5是本发明的另一种节点服务器、接入交换机、终端的连接示意图;
图6是本发明实施例中以太网协转网关接入新型网的流程图;
图7是本发明实施例中终端接入新型网的流程图。
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。
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。
以太网协转网关:
如图3所示,主要包括网络接口模块(下行网络接口模块31、上行网络接口模块32)、交换引擎模块33、CPU模块34、包检测模块35、码率控制模块38、地址表36、包缓存器37和MAC添加模块39、MAC删除模块40。
其中,下行网络接口模块31进来的数据包进入包检测模块35;包检测模块35检测数据包的以太网MAC DA、以太网MAC SA、以太网length or frame type、新型网目地地址DA、新型网源地址SA、新型网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);然后,由MAC删除模块40减去MAC DA、MAC SA、length or frame type(2byte),并进入相应的接收缓存,否则丢弃;
下行网络接口模块31检测该端口的发送缓存,如果有包则根据包的新型网目地地址DA获知对应的终端的以太网MAC DA,添加终端的以太网MAC DA、以太网协转网关的MAC SA、以太网length or frametype,并发送。
以太网协转网关中其他模块的功能与接入交换机类似。
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=4x 65536,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256K x 10bit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接入网设备的服务通信流程:
3.1.1接入网设备执行单播通信服务的流程示例:
如图4所示,假设一台节点服务器MSS-400(接入网地址为0x0000),它的0号端口接了一台接入交换机BX-008-0(接入网地址为0x0001),接入交换机BX-008-0的1号端口接了一台接入交换机BX-008-1(接入网地址为0x0002),接入交换机BX-008-1的2号端口接了一台机顶盒STB-0(接入网地址为0x0009),接入交换机BX_008-1的3号端口接了一台机顶盒STB-1(接入网地址为0x0012)。机顶盒STB_0向节点服务器MSS-400发出申请和机顶盒STB_1进行可视通信,步骤如下:
S1、机顶盒STB_0发出服务请求协议包,包的DA(目的地址)为书0x08000x00000x00000x0000(即MSS-400的地址)、SA为0x00000x00000x00000x0009、在该包中,还可以包括reserved 0x0000(保留字),PDU部分如下表所示:
服务申请所涉及到的节目号码,广播频道号全放在服务参数中,例如:
#define SERVICE_TYPE_GTML_REQUEST 0x8000申请一张菜单
#define SERVICE_TYPE_VOD_REQUEST 0x8001申请点播节目
#define SERVICE_TYPE_CHANGE_MENU 0x8002申请改变背景菜单
#define SERVICE_TYPE_BROADCAST_REQUEST 0x8003申请收看广播
#define SERVICE_TYPE_CHANGE_CHANNEL 0x8004申请频道切换
#define SERVICE_TYPE_TELEPHONE_DIRECT 0x8005申请拨打可视电话
#define SERVICE_TYPE_PERMISSION 0x8006是否允许接入的应答
#define SERVICE_TYPE_RECORD_REQUEST 0x8007申请录制
#define SERVICE_TYPE_END_REQUEST 0x8008申请结束当前服务
#define SERVICE_TYPE_ORG_CAST_REQUEST 0x8009申请发起直播
#define SERVICE_TYPE_DDB_REQUEST 0x800b申请收看延时电视
#define SERVICE_TYPE_SKIP 0x800c收看点播或延时电视的过程中快进快退暂停继续
#define SERVICE_TYPE_RECORD_END 0x800e申请结束录制
#define SERVICE_TYPE_VIEW_Monitor_DIRECT 0x8024申请收看监控
#define SERVICE_TYPE_RCV_CAST_DIRECT 0x8025申请收看直播
#define SERVICE_TYPE_TELEPHONE_REQUEST 0申请拨打可视电话
#define SERVICE_TYPE_RCV_CAST_REQUEST 0xa申请收看直播
#define SERVICE_TYPE_VIEW_Monitor 0xc申请收看监控
在本例中,服务参数为SERVICE_TYPE_TELEPHONE_REQUEST或SERVICE_TYPE_TELEPHONE_DIRECT。
S2、节点服务器MSS-400根据包的内容,判断收到可视通信的申请(服务类型),根据服务号码查CAM表(内容-地址映射表)知道被叫(目标终端)是STB_1,根据其内部的地址信息表,就知道了本次服务涉及的链路拓扑,判断出链路允许,双方可以进行通信。于是分别发送菜单协议包给主叫(STB_0)和被叫(STB_1),并等待被叫应答:
其中,发向STB_0的菜单协议包:DA为0x80000x00000x00000x0009、SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000、PDU部分如下表所示:
发向STB_1的菜单协议包:DA为0x80000x00000x00000x0012、SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU部分如上表所示。
S3、根据节点服务器MSS-400中0号表的配置,以及,接入交换机BX-008-0和BX-008-1中0号表的配置,这2个菜单协议包会分别导向至机顶盒STB_0和STB_1,被叫STB_1发出申请SERVICE_TYPE_PERMISSION接STB_1受通信,并向节点服务器MSS-400发送应答协议包,该包的DA为0x08000x00000x00000x0000、SA 0x00000x00000x00000x0012、reserved 0x0000,服务参数是SERVICE_TYPE_PERMISSION,PDU部分如下表所示:
S4、根据接入交换机BX-008-1中1号表的配置,所述应答协议包导向节点服务器MSS-400,节点服务器MSS-400根据包的内容判断收到接受可视通信的申请,根据服务号码查CAM表知道被叫是STB_1,根据其内部的地址信息表,节点服务器MSS-400就知道了本次服务涉及的链路拓扑,判断出链路允许,双方可以进行通信。
在这种情况下,节点服务器MSS-400给上行链路(主叫通路)和下行链路(被叫通路)上的所有接入交换机发送端口配置协议包,当前的上行链路和下行链路仅涉及机顶盒STB_0和STB_1共同连接的接入交换机BX-008-1,要求同时开放对方地址的上行和自身地址的下行。
发向接入交换机BX-008-1的两个端口配置协议包:
1)第一个端口配置协议包:DA为0x80000x00000x00000x0002、SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU部分如下表所示:
2)第一个端口配置协议包:DA为0x80000x00000x00000x0002、SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU部分如下表所示:
发向机顶盒STB-0的包(服务处理命令,本例中为编解码命令):
包的DA为0x80000x00000x00000x0009、SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU部分如下表所示:
发向机顶盒STB-1的包(服务处理命令,本例中为编解码命令):
包的DA 0x80000x00000x00000x0012、SA 0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU部分如下表所示:
上述编解码命令的PDU中,字段号13表示编码类型:0=停止编码,0ffff=维持原状,0xfffe将解码的数据返回,不进行本地编码;字段号14表示解码类型:0=停止解码,0ffff=维持原状;字段号15-18表示编码地址(DA或组播地址):0xffff=维持原状;字段号19-22表示解码地址(DA或组播地址):0xffff=维持原状;字段号23表示:HB:编码HDA,LB:解码的HAD;0xffff=维持原状;字段号24表示响铃参数:0=关闭响铃,1=开始响铃,0xffff=维持原状;字段号25表示云台操作参数:0xffff=维持原状;字段号26表示辅助信道操作参数:0xffff=维持原状。
其中,编码类型如下表所示:
代码 | 视频压缩 | 视频制式 | 音频压缩 | 流量等级 |
0x3215 | MPEG4 | PAL | MP3 | 1.7M |
0x3217 | MPEG4 | PAL | MP3 | 3.3M |
0x3218 | MPEG4 | PAL | MP3 | 6.6M |
S5、根据节点服务器MSS-400中0号表的配置,以及,接入交换机BX-008-0、BX-008-1中0号表的配置,前面2个发给接入交换机BX-008-1的包会导向BX-008-1。
在这种情况下,接入交换机BX-008-1配置自己的2号表如下:
●“100000000000010010“=>“0000001000”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0012的单播数据包导向3号端口;
●“100000000000001001“=>“0000000100”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0009的单播数据包导向2号端口;
S6、根据节点服务器MSS-400中0号表的配置,以及,接入交换机BX-008-0、BX-008-1中0号表的配置,后面2个发向机顶盒的包会分别导向至机顶盒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。
S7、机顶盒STB-0向机顶盒STB-1发送单播数据包,该包的DA是0x10000x00000x00000x0012,SA是0x00000x00000x00000x0009;
S8、该单播数据包进入接入交换机BX-008-1,BX-008-1的交换引擎模块根据组合地址域查2号表,表的地址是“100000000000010010”,该表项的输出是“0000001000”(“100000000000010010“=>“0000001000”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0012的单播数据包导向3号端口),表示打开下行3号端口,当前单播数据包通过该3号端口进入了机顶盒STB-1;
S9、机顶盒STB-1向机顶盒STB-0发送单播数据包,该包的DA是0x10000x00000x00000x0009,SA是0x00000x00000x00000x0012;
S10、该单播数据包进入接入交换机BX-008-1,BX-008-1的交换引擎模块根据组合地址域查2号表,表的地址是“100000000000001001”,该表项的输出是“0000000100”(“100000000000001001“=>“0000000100”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0009的单播数据包导向2号端口),表示打开下行2号端口,当前单播数据包通过该2号端口进入了机顶盒STB-0。
3.1.2接入网设备执行组播服务通信的流程示例:
如图4所示,假设一台节点服务器MSS-400(接入网地址为0x0000),它的0号端口接了一台接入交换机BX-008-0(接入网地址为0x0001),接入交换机BX-008-0的1号端口接了一台接入交换机BX-008-1(接入网地址为0x0002),接入交换机BX-008-1的2号端口接了一台机顶盒STB-0(接入网地址为0x0009),STB_0的号码是0x66660x66660x6666,接入交换机BX_008-1的3号端口接了一台机顶盒STB-1(接入网地址为0x0012),STB_1的号码是0x88880x88880x8888。
机顶盒STB_0向节点服务器MSS-400申请发起直播,步骤如下:
S1、机顶盒STB_0发出发起直播的服务请求协议包,包的DA是0x08000x00000x00000x0000、SA是0x00000x00000x00000x0009、reserved 0x0000(保留字),PDU部分如下表所示:
S2、根据连接在机顶盒STB_0与节点服务器MSS-400之间的接入交换机BX-008-0、BX-008-1中1号表的配置,该服务请求协议包被导向节点服务器MSS-400,节点服务器MSS-400根据包的内容,判断收到发起直播的申请(服务类型),根据服务号码查CAM表(内容-地址映射表)知道用户(源终端)是STB_0,根据其内部的地址信息表,就知道了本次服务涉及的链路拓扑,判断出链路允许,可以进行发起直播,于是分配组播地址为0x0008。并且,节点服务器给当前通信链路上的所有接入交换机发送端口配置协议包,要求同时开放对方地址的上行和自身地址的下行。此时,通过链路拓扑判断,获知当前只需配置接入交换机BX-008-1。
在这种情况下,节点服务器MSS-400向接入交换机BX-008-1发送端口配置协议包:
包的DA为0x80000x00000x00000x0002、SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000(保留字),PDU部分如下表所示:
节点服务器MSS-400向机顶盒STB-0发包(服务处理命令,本例为编解码命令):
包的DA为0x80000x00000x00000x0009,SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU部分如下表所示:
S3、根据节点服务器MSS-400中0号表的配置,以及,接入交换机BX-008-0中0号表的配置,上述发向接入交换机BX-008-1的端口配置协议包会导向至BX-008-1。
在这种情况下,BX-008-1配置自己的3号表如下:
●“110000000000001000“=>“0000000100”,即目的地址(DA)是0x78000x00000x00000x0008的组播数据包导向2号端口;
S4、根据节点服务器MSS-400中0号表的配置,以及,接入交换机BX-008-0、BX-008-1中0号表的配置,上述发向机顶盒STB-0的包会导向至STB-0。STB-0根据包的内容开始编解码,并开始接收、发送组播数据。
S5、机顶盒STB-0发出组播数据包,该包的DA是0x78000x00000x00000x0008(组播地址);SA是0x00000x00000x00000x0009;
S6、所述组播数据包进入接入交换机BX-008-1,接入交换机BX-008-1的交换引擎模块根据组合地址域查3号表,表的地址是“110000000000001000”,该表项的输出是“0000000100”(“110000000000001000“=>“0000000100”,即目的地址(DA)是0x78000x00000x00000x0008的组播数据包导向2号端口),表示打开下行2号端口,当前组播数据包通过该2号端口进入了机顶盒STB-0。
机顶盒STB_1向节点服务器MSS-400申请收看直播,号码是0x66660x66660x6666,步骤如下:
S1、机顶盒STB_1发出收看直播的服务请求协议包,包的DA是0x08000x00000x00000x0000、SA是0x00000x00000x00000x0012、reserved 0x0000,PDU部分如下表所示:
S2、根据连接在机顶盒STB_1与节点服务器MSS-400之间的接入交换机BX-008-0、BX-008-1中1号表的配置,该服务请求协议包被导向节点服务器MSS-400,节点服务器MSS-400根据包的内容,判断收到收看直播的申请,根据服务号码查CAM表知道发起者(源终端)是STB_0,根据其内部的地址信息表,就知道了本次服务涉及的链路拓扑,判断出链路允许,可以进行收看直播,于是分配组播地址(对应分配给源终端的组播地址)是0x0008。并且,节点服务器给当前通信链路上的所有接入交换机发送端口配置协议包,要求同时开放对方地址的上行和自身地址的下行。
在这种情况下,节点服务器MSS-400向接入交换机BX-008-1发送端口配置协议包:DA为0x80000x00000x00000x0002、SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU部分如下表所示:
同时,节点服务器MSS-400向机顶盒STB-1发包(服务处理命令,本例为编解码命令):
包的DA为0x80000x00000x00000x0012、SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU部分如下表所示:
S3、根据节点服务器MSS-400中0号表的配置,发向接入交换机BX-008-1会导向至接入交换机BX-008-1。
在这种情况下,接入交换机BX-008-1配置自己的3号表如下:
●“110000000000001000“=>“0000001100”,即目的地址(DA)是0x78000x00000x00000x0008的组播数据包导向2、3号端口;
S4、根据节点服务器MSS-400中0号表的配置,以及,接入交换机BX-008-0、BX-008-1中0号表的配置,发向机顶盒STB-1的包会导向至STB-1。STB-1根据包的内容接收组播数据、解码。
S5、机顶盒STB-0发出组播数据包,该包的DA是0x78000x00000x00000x0008(组播地址);SA是0x00000x00000x00000x0009;
S6、所述组播数据包进入接入交换机BX-008-1,接入交换机BX-008-1的交换引擎模块根据组合地址域查3号表,表的地址是“110000000000001000”,该表项的输出是“0000001100”(“110000000000001000“=>“0000001100”,即目的地址(DA)是0x78000x00000x00000x0008的组播数据包导向2、3号端口);表示打开下行2、3号端口,当前组播数据包通过该2、3号端口进入了机顶盒STB-0和STB-1。
在本发明实施例中,所述0号表、1号表均是在入网过程中进行配置的。为使本领域技术人员更好地理解本发明,以下提供一种接入网设备在入网过程中配0号表、1号表的示例:
3.1.3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5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;
●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,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:
●“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:
●“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,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交换机是否正常工作,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。
3.2本发明的新型网与现有以太网的融合
为了实现上述新型网与现有以太网的融合,同时为了充分利用现有以太网协转网关的功能,本发明对标准的以太网网关进行了改造,使其成为一种特殊类型的接入交换机,在新型网和以太网之间起着连接转换的作用。改造后的以太网网关称为以太网协转网关。在新型网中,以太网协转网关位于接入网部分,可以与接入交换机相连,也可以直接与节点服务器相连。在以太网中,以太网协转网关与标准的以太网交换机(以下简称L2交换机)相连,以太网交换机连接着终端。
本发明中,新型网与以太网之间的数据传输主要涉及以下4种数据类型:
1)查询包:由节点服务器发往接入交换机、以太网协转网关或终端的协议包;
2)应答包:由接入交换机、以太网协转网关或终端回应给节点服务器的协议包;
3)单播数据包;
4)组播数据包。
以太网协转网关在新型网和以太网之间主要进行上述4种类型数据的转发工作,其核心实现思路是:
以太网协转网关接入新型网,从具有集中控制功能的节点服务器获得以太网协转网关的MAC地址和该以太网协转网关下注册的终端MAC地址。当以太网协转网关接收新型网发来的数据包或协议包时,在所述数据包或协议包中添加以太网协转网关的MAC地址和目标终端的MAC地址,然后发向以太网,在以太网中采用以太网协议进行传输;当以太网协转网关接收以太网发来的数据包或协议包时,去掉所述数据包或协议包中以太网协转网关的MAC地址和源终端的MAC地址,然后发向新型网,在新型网中采用新型网协议进行传输。
其中,所述目标终端和源终端遵循新型网协议,这样,目标终端和源终端既可以通过MAC地址进入以太网,又可以通过遵循新型网协议而进入新型网,从而实现两种不同类型网络的兼容传输。
在新型网中,定义了遵循新型网协议的数据结构(2.1接入网数据包的定义)。上述4种数据类型(数据包或协议包)都遵循这种数据结构。
目标终端和源终端遵循新型网协议,就需要遵循新型网的上述数据结构。因此,新型网发向目标终端的数据包或协议包,以及以太网中源终端发向新型网的数据包或协议包,包头都包含传输两端在新型网的地址,所述地址为数据包或协议包的源地址(SA)和目的地址(DA)。即:新型网发向目标终端的数据包或协议包,具有新型网的地址,包头的DA和SA均为新型网地址,如下表所示:
DA | SA | Reserved | Payload | CRC |
当经过以太网协转网关时,在包头加入以太网协转网关MAC(即MAC SA)和目标终端MAC(即MAC DA),然后进入以太网按照以太网协议传输到目标终端;以太网中源终端发向新型网的数据包或协议包,同时具有新型网的地址和以太网的MAC地址,即包头不仅包括新型网的DA和SA,还包括以太网协转网关MAC(即MAC DA)和源终端MAC(即MAC SA),如下表所示:
当经过以太网协转网关时,在包头去掉以太网协转网关MAC和源终端MAC,然后进入新型网按照新型网协议传输。
在上述新型网与以太网的兼容过程中,接在L2交换机下的终端还与以太网协转网关建立了绑定关系,所述绑定是指以太网协转网关的MAC地址与终端的MAC地址是一对多的映射,即一台以太网协转网关下可以注册多台终端。这种终端MAC地址与以太网协转网关MAC地址的映射绑定,是在终端和以太网协转网关售出时预设在新型网的节点服务器中,由节点服务器通知给以太网协转网关,如果需移机则必须到运营商处重新注册。这样,就可以灵活为准备售出的以太网协转网关和其下绑定的终端分配以太网MAC地址,达到充分利用MAC地址资源的效果。当然,以太网协转网关的MAC地址可以固化在每个以太网协转网关中,终端的MAC地址也可以固化在每个终端中,这种情况下不能灵活分配MAC地址。
此外,由上可知,所述以太网协转网关和终端都具有新型网的地址和以太网的MAC地址。而且,所述新型网地址和以太网的MAC地址还具有一一映射的关系。这种映射关系也可以由新型网的节点服务器维护,并通知给以太网协转网关。这样,以太网协转网关当接收到新型网发来的数据包或协议包时,就可以根据这种映射,查找与包中的新型网目的地址(DA)相对应的目标终端MAC地址,并添加到包中。
以上内容综述了新型网如何兼容以太网,下面将通过具体举例,通过新型网节点服务器与以太网协转网关、节点服务器与终端的网管流程和服务流程,详细说明整个兼容过程。
3.2.1节点服务器与以太网协转网关的入网流程:
参照图6,是本发明实施例中以太网协转网关接入新型网的流程图。
首先,每台允许入网的以太网协转网关都在节点服务器里注册,以太网协转网关的注册信息有以太网协转网关的序列号(包括设备类型和设备标识信息)、下行端口数、掩码区间等固有信息,没有注册的以太网协转网关无法入网。
步骤601,新型网中具有集中控制功能的节点服务器下发查询包;
节点服务器向每个端口发送查询包。
步骤602,以太网协转网关上电初始化后,收到查询包,返回包含以太网协转网关序列号的应答包;
假设以太网协转网关收到某个端口(如端口0)下发的查询包。
步骤603,节点服务器在注册信息表中查找与所述序列号对应的以太网协转网关信息,所述以太网协转网关信息包括以太网协转网关MAC地址和该以太网协转网关下绑定的终端MAC地址;
节点服务器收到以太网协转网关发出的应答包后就知道端口0下接了一台以太网协转网关,然后查找内部的注册信息表。
步骤604,节点服务器向所述以太网协转网关发送入网命令,所述入网命令中包含以太网协转网关在新型网的地址和以太网协转网关的MAC地址;
即节点服务器将分配给以太网协转网关的新型网地址和预先注册的以太网MAC地址,通过入网命令通知以太网协转网关。
步骤605,所述以太网协转网关收到入网命令后返回应答,以太网协转网关接入新型网;
以太网协转网关收到入网命令后,就知道了自己接入新型网的地址以及在以太网的MAC地址。
步骤606,节点服务器定时向入网的以太网协转网关下发设备状态查询指令,检查该以太网协转网关是否正常工作;
节点服务器收到入网命令应答,就知道该以太网协转网关已经入网,以后会定时(如每秒)向端口0发设备状态查询指令。如果节点服务器在一定时间内(如6秒)没有收到状态查询应答,就认为该以太网协转网关已经被移出网络,不再发送设备状态查询指令,继续向端口0发送查询包。
步骤607,节点服务器将所述以太网协转网关下绑定的终端MAC地址,以及终端MAC地址与待分配给终端的新型网地址的映射,都通知该以太网协转网关。
节点服务器根据注册信息表知道该以太网协转网关下还绑定有终端,因此会将以太网协转网关下绑定的终端MAC地址,以及终端MAC地址与待分配的新型网地址的映射,发送给该以太网协转网关。
通过以上入网流程,以太网协转网关知道了自己的新型网地址、以太网MAC地址、其下绑定的终端MAC地址以及终端MAC地址与待分配给终端的新型网地址的映射。
基于以上流程,优选的,新型网的数据传输具体可以采用查地址表的方式实现。新型网中的每个节点,包括节点服务器、接入交换机和以太网协转网关,都维护着自己的地址表,每当接收到数据后,都根据地址表进行数据的传输导向。由于新型网与以太网之间的数据传输主要涉及查询包、应答包、单播数据包和组播数据包的传输,因此地址表也分为:
1)协议包地址表:以下简称为0号表,用于传输导向查询包或服务申请协议包;
2)应答包地址查找表:以下简称为1号表,用于传输导向应答包;
3)单播数据包地址表:以下简称为2号表,用于传输导向单播数据包;
4)组播数据包地址表:以下简称为3号表,用于传输导向组播数据包。
结合上述以太网协转网关的入网流程,以太网协转网关在步骤302的上电初始化过程中,会初始化配置0号表、1号表、2号表和3号表。然后,以太网协转网关在步骤305收到入网命令后,会配置0号表:将发给本机的查询包或服务申请协议包导向本机的CPU模块端口。此后,以太网协转网关发送应答入网后,节点服务器还会向以太网协转网关发送配置指令,配置以太网协转网关中的0号表:将发向该以太网协转网关下绑定的终端的查询包或服务申请协议包分别导向到以太网协转网关的相应端口。
3.2.2节点服务器与终端的入网流程:
以太网协转网关接入新型网后,与其绑定的终端也接入新型网。
参照图7,是本发明实施例中终端接入新型网的流程图。
同样,每台允许入网的终端都在节点服务器里注册,并注册到所绑定的以太网协转网关下,终端的注册信息有终端序列号(包括设备类型和设备标识信息)和固有信息,没有注册的终端无法入网。
步骤701,新型网中具有集中控制功能的节点服务器下发查询包;
当以太网协转网关入网后,节点服务器就会向该以太网协转网关的下行端口发送查询包,检查是否有终端设备接在该以太网协转网关下。
步骤702,以太网协转网关收到查询包,根据协议包地址表,将查询包导向到相应端口,然后在所述查询包中添加以太网协转网关的MAC地址和目标终端的MAC地址,并转发;
所述查询包的目的地址(DA)即为节点服务器待分配给终端的新型网地址,因此以太网协转网关收到查询包后,根据新型网地址与以太网MAC地址的映射,可以查找到相对应的终端MAC地址,然后添加到包中发送。查询包进入以太网后按照以太网协议进行传输,最终传给目标终端。
步骤703,终端上电初始化后,收到查询包,返回包含终端序列号的应答包;
步骤704,以太网协转网关去掉所述应答包中的以太网协转网关MAC地址和终端MAC地址,然后转发给节点服务器;
所述应答包包含以太网协转网关MAC地址、终端MAC地址、新型网的目的地址(DA)和源地址(SA),以太网协转网关去掉以太网协转网关MAC地址、终端MAC地址后,查1号表进行导向,应答包进入新型网,按照新型网协议进行传输。
步骤705,节点服务器在注册信息表中找到与所述终端序列号对应的终端信息,发送入网命令,所述入网命令中包含终端在新型网的地址;
节点服务器收到终端发出的应答包后就知道以太网协转网关下接了一台终端设备,然后查找内部的注册信息表。
步骤706,以太网协转网关收到所述入网命令,添加以太网协转网关的MAC地址和目标终端的MAC地址后进行转发;
步骤707,终端收到入网命令后返回应答,以太网协转网关去掉所述应答中的以太网协转网关MAC地址和终端MAC地址后转发给节点服务器,终端接入新型网;
终端收到入网命令,就知道了自己接入新型网的地址。
步骤708,节点服务器定时向入网的终端下发设备状态查询指令,检查该终端是否正常工作。
节点服务器收到入网命令应答,就知道以太网协转网关下绑定的终端已经入网,以后会定时(如每秒)向该终端发设备状态查询指令。如果节点服务器在一定时间内(如6秒)没有收到状态查询应答,就认为该终端已经被移出网络,不再发送设备状态查询指令,继续向本端口发送查询包。
在上述流程中,以太网内部的数据传输遵循以太网协议。以太网协议中,L2交换机之所以能够直接对目的节点发送数据包,而不是像集线器一样以广播方式对所有节点发送数据包,最关键的技术就是交换机可以识别连在网络上的节点的网卡MAC地址,并把它们放到一个叫做MAC地址表的地方。这个MAC地址表存放于交换机的缓存中,并记住这些地址,这样一来当需要向目的地址发送数据时,交换机就可在MAC地址表中查找这个MAC地址的节点位置,然后直接向这个位置的节点发送。所谓MAC地址数量是指交换机的MAC地址表中可以最多存储的MAC地址数量,存储的MAC地址数量越多,那么数据转发的速度和效率也就就越高。在交换机的每个端口,都需要足够的缓存来记忆这些MAC地址,所以Buffer(缓存)容量的大小就决定了相应交换机所能记忆的MAC地址数多少。通常交换机只要能够记忆1024个MAC地址基本上就可以了。在局端上,可以记忆1024个MAC地址。在终端中,由于FLASH的问题和实际的需要,我们支持16个MAC地址。
以太网协议中,同一个子网中主机之间互相传送信息需要用到MAC地址,而我们第一次发送信息的时候只有IP地址而没有MAC地址,这时候就发送一个包,其IP地址为目标机IP地址,MAC地址为ff-ff-ff-ff-ff-ff,这种MAC地址表示广播,也就是该子网中所有机子都能收到,当其他主机收到后,如果发现IP地址不是自己的,就丢弃该数据包,如果是自己IP就往源机发送一个数据包,包含了自己的MAC地址,原机收到这个数据包之后就知道了目标机的MAC地址,这就是MAC地址自学习了。
交换机中MAC地址自学习是指在交换机中有一个MAC地址与交换机每个接口(比如一般家用的交换机有四个接口)的对应表,每当有数据包经过交换机转发的时候,如果它的表中没有这个MAC地址的对应关系就会往所有端口转发数据包,当目标机从某个端口返回信息的时候它就知道了这个MAC地址对应的哪个端口,于是会把这个对应关系加入表中,这个就是交换机的MAC地址自学习。
应用本发明在新型网中进行数据传输的过程中,在终端发出的协议包或数据包中,都会包括以太网协转网关的MAC地址和终端的MAC地址,当以太网协转网关收到所述协议包后,会去掉该包中的以太网协转网关的MAC地址和终端的MAC地址;在节点服务器发送的协议包或数据包中并没有太网协转网关的MAC地址和终端的MAC地址,但该包在经过相应的以太网协转网关,以太网协转网关依据其内部记录的自己的新型网地址与以太网MAC地址的映射关系,以及,其下绑定终端的新型网地址与MAC地址的映射关系,对该协议包或数据包添加以太网协转网关的MAC地址和终端的MAC地址。
在入网后,节点服务器与以太网协转网关、终端就可以进行通信服务了(包括单播通信服务与组播通信服务),为使本领域技术人员更好地理解本发明,以下提供一种节点服务器与以太网协转网关、终端进行单播通信服务的示例。
3.2.3通信服务的通信连接流程示例:
如图5所示,假设一台节点服务器MSS-400(接入网地址为0x0000),它的0号端口接了一台以太网协转网关BX-008-0(接入网地址为0x0001),它的1号端口接了一台以太网协转网关BX-008-1(接入网地址为0x0002),BX-008-0的0号端口接了一台机顶盒STB-0(接入网地址为0x0009),BX_008-1的1号端口接了一台机顶盒STB-1(接入网地址为0x0012)。机顶盒STB_0向节点服务器MSS-400发出申请和机顶盒STB_1进行可视通信的单播通信服务,步骤如下:
S1、机顶盒STB_0发出服务请求协议包,包的DA(目的地址)为0x08000x00000x00000x0000(即MSS-400的地址)、SA(源地址)为0x00000x00000x00000x0009;在该包中,还包括以太网协转网关BX-008-0的MAC地址(MAC DA)和机顶盒STB_0的MAC地址(MACSA);此外,还可以包括reserved 0x0000(保留字),PDU部分如下表所示:
服务申请所涉及到的节目号码,广播频道号全放在服务参数中,例如:
#define SERVICE_TYPE_GTML_REQUEST 0x8000申请一张菜单
#define SERVICE_TYPE_VOD_REQUEST 0x8001申请点播节目
#define SERVICE_TYPE_CHANGE_MENU 0x8002申请改变背景菜单
#define SERVICE_TYPE_BROADCAST_REQUEST 0x8003申请收看广播
#define SERVICE_TYPE_CHANGE_CHANNEL 0x8004申请频道切换
#define SERVICE_TYPE_TELEPHONE_DIRECT 0x8005申请拨打可视电话
#define SERVICE_TYPE_PERMISSION 0x8006是否允许接入的应答
#define SERVICE_TYPE_RECORD_REQUEST 0x8007申请录制
#define SERVICE_TYPE_END_REQUEST 0x8008申请结束当前服务
#define SERVICE_TYPE_ORG_CAST_REQUEST 0x8009申请发起直播
#define SERVICE_TYPE_DDB_REQUEST 0x800b申请收看延时电视
#define SERVICE_TYPE_SKIP 0x800c收看点播或延时电视的过程中快进快退暂停继续
#define SERVICE_TYPE_RECORD_END 0x800e申请结束录制
#define SERVICE_TYPE_VIEW_Monitor_DIRECT 0x8024申请收看监控
#define SERVICE_TYPE_RCV_CAST_DIRECT 0x8025申请收看直播
#define SERVICE_TYPE_TELEPHONE_REQUEST 0申请拨打可视电话
#define SERVICE_TYPE_RCV_CAST_REQUEST 0xa申请收看直播
#define SERVICE_TYPE_VIEW_Monitor 0xc申请收看监控
在本例中,服务参数为SERVICE_TYPE_TELEPHONE_REQUEST或SERVICE_TYPE_TELEPHONE_DIRECT。
S2、连接在机顶盒STB_0与节点服务器MSS-400之间的以太网协转网关BX-008-0收到所述服务请求协议包,首先去掉该包中的以太网协转网关BX-008-0的MAC地址(MAC DA)和机顶盒STB_0的MAC地址(MAC SA)。
然后,根据1号表的配置,该服务请求协议包被导向至节点服务器MSS-400,节点服务器MSS-400根据包的内容,判断收到可视通信的申请(服务类型),根据服务号码查CAM表(内容-地址映射表)知道被叫(目标终端)是STB_1,根据其内部的地址信息表,就知道了本次服务涉及的链路拓扑,判断出链路允许,双方可以进行通信。于是分别发送菜单协议包给主叫(STB_0)和被叫(STB_1),并等待被叫应答:
其中,发向STB_0的菜单协议包:DA为0x80000x00000x00000x0009、SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000、PDU部分如下表所示:
发向STB_1的菜单协议包:DA为0x80000x00000x00000x0012、SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU部分如上表所示。
S3、根据节点服务器MSS-400中0号表的配置,以及,以太网协转网关BX-008-0和BX-008-1中0号表的配置,这2个菜单协议包会分别导向至机顶盒STB_0和STB_1,在此过程中BX-008-0和BX-008-1分别对这2个菜单协议包添加MAC DA和MAC SA。
被叫STB_1发出申请SERVICE_TYPE_PERMISSION接受STB_1通信,并向节点服务器MSS-400发送应答协议包,该包包括以太网协转网关BX-008-1的MAC地址(MAC DA)和机顶盒STB_1的MAC地址(MAC SA),还包括DA为0x08000x00000x00000x0000、SA0x00000x00000x00000x0012、reserved 0x0000,服务参数是SERVICE_TYPE_PERMISSION,PDU部分如下表所示:
S4、以太网协转网关BX-008-1去掉所述应答协议包中的以太网协转网关BX-008-1的MAC地址(MAC DA)和机顶盒STB_1的MAC地址(MAC SA),然后根据1号表的配置,所述应答协议包导向节点服务器MSS-400,节点服务器MSS-400根据包的内容判断收到接受可视通信的申请,根据服务号码查CAM表知道被叫是STB_1,根据其内部的地址信息表,节点服务器MSS-400就知道了本次服务涉及的链路拓扑,判断出链路允许,双方可以进行通信。
在这种情况下,节点服务器MSS-400配置自己的2号表如下:
●“100000000000010010“=>“00000000010”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0012(即机顶盒Bx-008-1)的单播数据包导向1号端口;
●“100000000000001001“=>“00000000001”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0009(即机顶盒Bx-008-0)的单播数据包导向0号端口;
并且,节点服务器MSS-400给上行链路(主叫通路)和下行链路(被叫通路)上的所有以太网协转网关发送端口配置命令。要求同时开放对方地址的上行和自身地址的下行。
发向以太网协转网关BX-008-0的两个包:
1)第一个包的DA 0x80000x00000x00000x0001、SA 0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU部分如下表所示:
2)第二个包的DA为0x80000x00000x00000x0001、SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU部分如下表所示:
发向以太网协转网关BX-008-1的两个包:
1)第一个包的DA为0x80000x00000x00000x0002、SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU如下表所示:
2)第二个包的DA为0x80000x00000x00000x0002、SA为0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU如下表所示:
发向机顶盒STB-0的包(服务处理命令,本例中为编解码命令):
包的DA 0x80000x00000x00000x0009、SA 0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU部分如下表所示:
发向STB-1的包(服务处理命令,本例中为编解码命令):
包的DA为0x80000x00000x00000x0012、SA 0x00000x00000x00000x0000、reserved 0x0000,PDU部分如下表所示:
上述编解码命令的PDU中,字段号13表示编码类型:0=停止编码,0ffff=维持原状,0xfffe将解码的数据返回,不进行本地编码;字段号14表示解码类型:0=停止解码,0ffff=维持原状;字段号15-18表示编码地址(DA或组播地址):0xffff=维持原状;字段号19-22表示解码地址(DA或组播地址):0xffff=维持原状;字段号23表示:HB:编码HDA,LB:解码的HAD;0xffff=维持原状;字段号24表示响铃参数:0=关闭响铃,1=开始响铃,0xffff=维持原状;字段号25表示云台操作参数:0xffff=维持原状;字段号26表示辅助信道操作参数:0xffff=维持原状。
其中,编码类型如下表所示:
代码 | 视频压缩 | 视频制式 | 音频压缩 | 流量等级 |
0x3215 | MPEG4 | PAL | MP3 | 1.7M |
0x3217 | MPEG4 | PAL | MP3 | 3.3M |
0x3218 | MPEG4 | PAL | MP3 | 6.6M |
S5、根据节点服务器MSS-400中0号表的配置,以及,以太网协转网关BX-008-0、BX-008-1中0号表的配置,前面4个发给以太网协转网关的包会分别导向BX-008-0、BX-008-1。
在这种情况下,以太网协转网关BX-008-0配置自己的2号表如下:
●“100000000000010010“=>“1000000000”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0012的单播数据包导向9号端口;
●“100000000000001001“=>“0000000001”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0009的单播数据包导向0号端口;
以太网协转网关BX-008-1配置自己的2号表如下:
●“100000000000010010“=>“0000000010”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0012的单播数据包导向1号端口;
●“100000000000001001“=>“1000000000”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0009的单播数据包导向9号端口;
根据节点服务器MSS-400中0号表的配置,以及,以太网协转网关BX-008-0、BX-008-1中0号表的配置,后面2个发向机顶盒的包会分别导向至机顶盒STB-0、STB-1。在此过程中,BX-008-0、BX-008-1会分别向这2个包中添加相应的MAC DA和MAC SA。收到包后,机顶盒STB-0、STB-1就可以根据包的内容开始编解码,并接收、发送单播数据。
具体而言,在配置好当次服务的通信链路后,所述机顶盒STB-0、STB-1基于所述通信链路收发单播数据的过程为:
1)机顶盒STB-0向机顶盒STB-1发送单播数据包,该包包括以太网协转网关BX-008-0的MAC地址(MAC DA)和机顶盒STB_0的MAC地址(MAC SA),该包的DA是0x10000x00000x00000x0012;SA是0x00000x00000x00000x0009;
2)该单播数据包进入以太网协转网关BX-008-0,,首先去掉所述MAC DA和MAC SA,然后以太网协转网关BX-008-0的交换引擎模块根据组合地址域查2号表,表的地址是“100000000000010010”,该表项的输出是“1000000000”(“100000000000010010“=>“1000000000”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0012的单播数据包导向9号端口),表示打开上行9号端口,当前单播数据包通过该9号端口进入了节点服务器MSS-400;
3)节点服务器MSS-400收到所述单播数据包后,其交换引擎根据组合地址域查2号表,表的地址是“100000000000010010”,该表项的输出是“00000000010”(“100000000000010010“=>“00000000010”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0012的单播数据包导向1号端口),表示打开下行1号端口,当前单播数据包通过该1号端口进入了以太网协转网关BX-008-1;
4)以太网协转网关BX-008-1收到所述单播数据包后,其交换引擎模块根据组合地址域查2号表,表的地址是“100000000000010010”,该表项的输出是“0000000010”(“100000000000010010“=>“0000000010”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0012的单播数据包导向1号端口),表示打开下行1号端口,当前单播数据包通过该1号端口进入了机顶盒STB-1;在此过程中,BX-008-1在该包中添加以太网协转网关BX-008-1的MAC地址(MAC SA)和机顶盒STB-1的MAC地址(MAC DA);
5)机顶盒STB-1向机顶盒STB-0发送单播数据包,该包的DA是0x10000x00000x00000x0009;SA是0x00000x00000x00000x0012;该包还包括以太网协转网关BX-008-1的MAC地址(MAC DA)和机顶盒STB_1的MAC地址(MAC SA);
6)该单播数据包进入以太网协转网关BX-008-1,先去掉所述MACDA和MAC SA,然后以太网协转网关BX-008-1的交换引擎模块根据组合地址域查2号表,表的地址是“100000000000001001”,该表项的输出是“1000000000”(“100000000000001001“=>“1000000000”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0009的单播数据包导向9号端口),表示打开上行9号端口,当前单播数据包通过该9号端口进入了节点服务器MSS-400;
7)节点服务器MSS-400收到所述单播数据包后,其交换引擎根据组合地址域查2号表,表的地址是“100000000000001001”,该表项的输出是“00000000001”(“100000000000001001“=>“00000000001”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0009的单播数据包导向0号端口),表示打开下行0号端口,当前单播数据包通过该0号端口进入了以太网协转网关BX-008-0;
8)以太网协转网关BX-008-0收到所述单播数据包后,其交换引擎模块根据组合地址域查2号表,表的地址是“100000000000001001”,该表项的输出是“0000000001”(“100000000000001001“=>“0000000001”,即目的地址(DA)是0x10000x00000x00000x0009的单播数据包导向0号端口),表示打开下行0号端口,当前单播数据包通过该0号端口进入了机顶盒STB-0。在此过程中,BX-008-0在包中添加了以太网协转网关BX-008-0的MAC地址(MAC SA)和机顶盒STB-0的MAC地址(MAC DA)。
当然,上述服务通信过程仅仅用作示例。在实际中,应用本发明实施例执行任一种单播服务通信或组播服务通信均是可行的。
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网管协议学来的,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。详细描述参见网管协议。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。而本发明针对当次服务(同一交换机下的两个终端之间的通讯)的特点,在通信路径上进行设置,即该次服务的数据包可以直接由所述的同一交换机进行直接转发即可,而无需上报至节点服务器。即本发明即可以针对每次服务进行独立通行的控制,同时还兼顾了效率,当通信双方的终端位于同一交换机下时,则无需进行节点服务器,大大提高了效率。
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,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MPTV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)。
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MPTV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服务通信系统、一种节点服务器以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服务通信方法、一种接入网设备的服务通信系统、一种节点服务器以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 (118)
1.一种接入网设备的服务通信方法,其特征在于,所述接入网设备包括共同连接在同一接入交换机下的源终端和目标终端,所述的方法包括:
节点服务器依据当次服务的请求,通知所述源终端与目标终端共同连接的接入交换机在其内部的数据包地址表中设置,当次服务的数据包所导向的该接入交换机的下行端口;
源终端发送当次服务的上行数据包;
所述接入交换机接收到该数据包后,依据其内部数据包地址表的设置,将所述数据包导向相应的下行端口,通过该下行端口传送至目标终端。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
目标终端发送当次服务的上行数据包;
所述接入交换机接收到该数据包后,依据其内部数据包地址表的设置,将所述数据包导向相应的下行端口,通过该下行端口传送至源终端。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述数据包为单播数据包,所述数据包地址表为单播数据包地址表,单播服务通信时数据包的目的地址为接收方地址。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述当次服务的请求为源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括:
节点服务器依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为目标终端的数据包所导向的下行端口。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述当次服务的请求包括源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括:
节点服务器依据当次服务请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息,以及,连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为源终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口。
6.如权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述当次服务的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息包括服务号码;所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤包括:
依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中提取目标终端的接入网地址;
依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次服务的通信链路信息。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述通信链路信息为单向通信链路信息,或为双向通信链路信息。
8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还包括:
节点服务器向所述源终端和目标终端发送菜单协议包;
以及,接收目标终端针对所述菜单协议包发出的应答协议包。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还包括:
依据所述节点服务器和源终端之间接入交换机中预置的下行协议包地址表的设置,所述菜单协议包被导向至源终端;
依据所述节点服务器和目标终端之间接入交换机中预置的下行协议包地址表的设置,所述菜单协议包被导向至目标终端;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为当前接入交换机的接入网地址的协议包导向CPU模块;以及,目的地址为其它接入网设备地址的协议包所导向的端口。
10.如权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:
节点服务器向源终端与目标终端分别发送服务处理命令,所述源终端与目标终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。
11.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述数据包为组播数据包,所述数据包地址表为组播数据包地址表,组播服务通信时数据包的目的地址为组播地址。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述当次服务的请求包括目标终端发起的申请组播服务通信的请求,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括:
节点服务器依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述当次服务的请求还包括源终端提交的发起组播服务通信的请求,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括:
节点服务器依据当次服务请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
14.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述目标终端发起的申请组播服务通信的请求中包括服务类型信息、服务内容信息和目标终端的接入网地址;其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤包括:
依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中,提取源终端的接入网地址;
获取所述源终端对应的组播地址,并分配给目标终端;
以及,依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
15.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述源终端提交的发起组播服务通信的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还包括:
依据所述请求向源终端分配组播地址;
依据服务类型信息,以及,节点服务器与所述源终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
16.如权利要求11所述的方法,其特征在于,还包括:
节点服务器向目标终端发送服务处理命令,目标终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。
17.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
节点服务器向源终端发送服务处理命令,源终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。
18.如权利要求4、5、12或13所述的方法,其特征在于,所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还包括:
若获得多条当次服务的通信链路信息,则节点服务器按照预置规则选择其中一条通信链路信息为当次服务的通信链路信息。
19.如权利要求18所述的方法,其特征在于,
所述预置规则为节点服务器获取各条通信链路的流量信息,以及,当次服务的流量信息,确定已用流量最小的通信链路为当次服务的通信链路信息;
或者,所述预置规则为节点服务器获取各条通信链路的带宽信息,以及,当次服务的带宽信息,确定带宽最大的通信链路为当次服务的通信链路信息。
20.如权利要求3或11所述的方法,其特征在于,所述当次服务的请求记录在服务请求协议包中,依据连接在所述源终端与节点服务器之间的接入交换机中预置上行协议包地址表的设置,通过所述接入交换机的上行端口将所述服务请求协议包导向至节点服务器;
其中,所述上行协议包地址表中设置有,目的地址为节点服务器的协议包所导向的上行端口。
21.如权利要求3或11所述的方法,其特征在于,所述节点服务器依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,通过连接相应接入交换机的下行端口,将所述端口配置协议包导向至对应的接入交换机;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为下级接入网设备地址的协议包所导向的下行端口。
22.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
在完成当次服务后,节点服务器向所述源终端与目标终端共同连接的接入交换机发送端口释放命令;
所述接入交换机依据所述端口释放命令在其内部的数据包地址表中,将所设置的当次服务数据包导向的端口释放。
23.如权利要求22所述的方法,其特征在于,还包括:
节点服务器向源终端和/或目标终端发出服务处理结束命令,所述源终端和/或目标终端依据所述服务处理结束命令结束服务处理。
24.如权利要求22或23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。
25.如权利要求24所述的方法,其特征在于,还包括:
节点服务器修改预置地址信息表中的内容,所述修改包括将所述接入交换机所释放端口的地址占用信息更新为未用。
26.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:所述接入网设备还包括,连接在所述接入交换机与源终端、目标终端之间的以太网协转网关和局域以太网,所述的方法还包括:
以太网协转网关入新型网,从节点服务器获得以太网协转网关的MAC地址和该以太网协转网关下绑定的终端MAC地址;
所述以太网协转网关接收新型网发来的数据包或协议包,在所述数据包或协议包中添加以太网协转网关的MAC地址和目标终端的MAC地址,然后发送给局域以太网;
所述以太网协转网关接收局域以太网发来的数据包或协议包,去掉所述数据包或协议包中以太网协转网关的MAC地址和源终端的MAC地址,然后发送给新型网;
其中,所述目标终端和源终端遵循新型网协议。
27.根据权利要求26所述的方法,其特征在于:新型网发来的数据包和以太网发来的数据包,包头都包含传输两端在新型网的地址,所述地址为数据包的源地址和目的地址。
28.根据权利要求27所述的方法,其特征在于,所述以太网协转网关接入新型网后,还包括:
获得以太网协转网关下绑定的终端MAC地址与终端在新型网的地址的映射;
则所述以太网协转网关接收新型网发来的数据包,根据数据包的目的地址与MAC地址的映射,在数据包中添加对应的目标终端的MAC地址。
29.根据权利要求28所述的方法,其特征在于:
终端MAC地址和以太网协转网关的绑定关系在终端和以太网协转网关售出时预设在节点服务器中。
30.一种接入网设备的服务通信方法,其特征在于,所述接入网设备包括共同连接在本级接入交换机下的源终端和目标终端,所述本级接入交换机与源终端和/或目标终端之间连接有下级接入交换机,所述的方法包括:
节点服务器依据当次服务的请求,通知所述本级接入交换机在其内部的数据包地址表中设置,当次服务的数据包所导向的该接入交换机的下行端口;并通知所述下级接入交换机在其内部的数据包地址表中设置,当次服务的数据包所导向的该接入交换机的端口;
本级接入交换机和下级交换机接收到当次服务的数据包后,分别依据其数据包地址表的设置,将所述数据包分别导向相应的端口进行传输。
31.如权利要求30所述的方法,其特征在于,
本级接入交换机接收目标终端/源终端发送的目的地址为源终端/目标终端的上行数据包,依据本级接入交换机中数据包地址表的设置,将所述数据包分别导向相应的端口,传输给下级接入交换机;
下级交换机依据其数据包地址表的设置,将所述数据包分别导向相应的端口,通过所述端口传送至源终端/目标终端。
32.如权利要求30或31所述的方法,其特征在于,所述数据包为单播数据包,所述数据包地址表为单播数据包地址表。
33.如权利要求32所述的方法,其特征在于,所述源终端与本级接入交换机直接连接,所述目标终端通过下级接入交换机与本级接入交换机连接;所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括:
节点服务器接收源终端提交的与目标终端建立服务通信的请求,并依据所述请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括:所述本级接入交换机连接下级接入交换机的下行端口信息,以及,所述下级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机和下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口;
所述下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口。
34.如权利要求32所述的方法,其特征在于,所述源终端与本级接入交换机直接连接,所述目标终端通过下级接入交换机与本级接入交换机连接;所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括:
节点服务器接收源终端提交的与目标终端建立服务通信的请求,并依据所述请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括:所述本级接入交换机连接下级接入交换机的下行端口信息,所述下级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;以及,所述下级接入交换机连接本级接入交换机的上行端口信息,所述本级接入交换机连接源终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机和下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的下行端口;
所述下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包所导向的下行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的上行端口。
35.如权利要求32所述的方法,其特征在于,所述源终端通过下级接入交换机与本级接入交换机连接,所述目标终端与本级接入交换机直接连接;所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括:
节点服务器接收源终端提交的与目标终端建立服务通信的请求,并依据所述请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括:所述下级接入交换机连接本级接入交换机的上行端口信息,以及,所述本级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机和下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口;
所述下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的上行端口。
36.如权利要求32所述的方法,其特征在于,所述源终端通过下级接入交换机与本级接入交换机连接,所述目标终端与本级接入交换机直接连接;所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括:
节点服务器接收源终端提交的与目标终端建立服务通信的请求,并依据所述请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括:所述下级接入交换机连接本级接入交换机的上行端口信息,所述本级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;以及,所述本级接入交换机连接下级接入交换机的下行端口信息,所述下级接入交换机连接源终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机和下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的下行端口;
所述下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包所导向的上行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的下行端口。
37.如权利要求32所述的方法,其特征在于,所述源终端通过第一下级接入交换机与本级接入交换机连接,所述目标终端通过第二下级接入交换机与本级接入交换机连接;所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括:
节点服务器接收源终端提交的与目标终端建立服务通信的请求,并依据所述请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括:所述第一下级接入交换机连接本级接入交换机的上行端口信息,所述本级接入交换机连接第二下级接入交换机的下行端口信息,以及,所述第二下级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机、第一下级接入交换机和第二下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的下行端口;
所述第一下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的上行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的下行端口;
所述第二下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为源终端的数据包导向的上行端口。
38.如权利要求32所述的方法,其特征在于,所述源终端通过第一下级接入交换机与本级接入交换机连接,所述目标终端通过第二下级接入交换机与本级接入交换机连接;所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括:
节点服务器接收源终端提交的与目标终端建立服务通信的请求,并依据所述请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括:所述第一下级接入交换机连接本级接入交换机的上行端口信息,所述本级接入交换机连接第二下级接入交换机的下行端口信息,所述第二下级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;以及,所述第二下级接入交换机连接本级接入交换机的上行端口信息,所述本级接入交换机连接第一接入交换机的下行端口信息,所述第一接入交换机连接源终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机、第一下级接入交换机和第二下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口;
所述第一下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的上行端口;
所述第二下级接入交换机依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口。
39.如权利要求30所述的方法,其特征在于,所述源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息包括服务号码;
所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤包括:
依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中提取目标终端的接入网地址;
依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次服务的通信链路信息。
40.如权利要求39所述的方法,其特征在于,所述通信链路信息为单向通信链路信息,或为双向通信链路信息。
41.如权利要求38所述的方法,其特征在于,所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还包括:
节点服务器向所述源终端和目标终端发送菜单协议包;
以及,接收目标终端针对所述菜包协议包发出的应答协议包。
42.如权利要求41所述的方法,其特征在于,所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还包括:
依据所述节点服务器和源终端之间接入交换机中预置的下行协议包地址表的设置,所述菜单协议包被导向至源终端;
依据所述节点服务器和目标终端之间接入交换机中预置的下行协议包地址表的设置,所述菜单协议包被导向至目标终端;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为当前接入交换机的接入网地址的协议包导向CPU模块;以及,目的地址为其它接入网设备地址的协议包所导向的端口。
43.如权利要求30或31所述的方法,其特征在于,所述数据包为组播数据包,所述数据包地址表为组播数据包地址表,组播服务通信时数据包的目的地址为组播地址。
44.如权利要求40所述的方法,其特征在于,所述目标终端直接与本级接入交换机连接,所述当次服务的请求包括目标终端发起的申请组播服务通信的请求,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括:
节点服务器依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述本级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息向本级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
45.如权利要求40所述的方法,其特征在于,所述目标终端通过下级接入交换机与本级接入交换机连接,所述当次服务的请求包括目标终端发起的申请组播服务通信的请求,所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤包括:
节点服务器依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述本级接入交换机连接下级接入交换机的下行端口信息,以及,所述下级接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
节点服务器依据所述通信链路信息向所述本级接入交换机和下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向的下行端口;
所述下级接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向的下行端口。
46.如权利要求44或45所述的方法,其特征在于,所述当次服务的请求还包括源终端提交的发起组播服务通信的请求,所述源终端与本级接入交换机直接连接,所述通信链路信息还包括,所述本级接入交换机连接源终端的下行端口信息;
所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤还包括:
节点服务器依据所述通信链路信息向本级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
47.如权利要求44或45所述的方法,其特征在于,所述当次服务的请求还包括源终端提交的发起组播服务通信的请求,所述源终端通过下级接入交换机与本级接入交换机连接,所述通信链路信息还包括,所述本级接入交换机连接下级接入交换机的下行端口信息,以及,所述下级接入交换机连接源终端的下行端口信息;
所述节点服务器通知接入交换机设置数据包地址表的步骤还包括:
节点服务器依据所述通信链路信息分别向所述本级接入交换机和下级接入交换机发送端口配置协议包;
所述本级接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口;
所述下级接入交换机依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
48.如权利要求44或45所述的方法,其特征在于,所述目标终端发起的申请组播服务通信的请求中包括服务类型信息、服务内容信息和目标终端的接入网地址;其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤包括:
依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中,提取源终端的接入网地址;
获取所述源终端对应的组播地址,并分配给目标终端;
以及,依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
49.如权利要求46所述的方法,其特征在于,所述源终端提交的发起组播服务通信的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还包括:
依据所述请求向源终端分配组播地址;
依据服务类型信息,以及,节点服务器与所述源终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
50.如权利要求43所述的方法,其特征在于,还包括:
节点服务器向目标终端发送服务处理命令,目标终端依据所述服务处理命令执行相应的操作;
或者,节点服务器向源终端发送服务处理命令,源终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。
51.如权利要求33、34、44或45所述的方法,其特征在于,所述节点服务器获取当次服务的通信链路信息的步骤还包括:
若获得多条当次服务的通信链路信息,则节点服务器按照预置规则选择其中一条通信链路信息为当次服务的通信链路信息。
52.如权利要求51所述的方法,其特征在于,所述预置规则为节点服务器获取各条通信链路的流量信息,以及,当次服务的流量信息,确定已用流量最小的通信链路为当次服务的通信链路信息;
或者,所述预置规则为节点服务器获取各条通信链路的带宽信息,以及,当次服务的带宽信息,确定带宽最大的通信链路为当次服务的通信链路信息。
53.如权利要求30所述的方法,其特征在于,,所述当次服务的请求记录在服务请求协议包中,依据连接在所述源终端与节点服务器之间的接入交换机中预置上行协议包地址表的设置,通过所述接入交换机的上行端口将所述服务请求协议包导向至节点服务器;
其中,所述上行协议包地址表中设置有,目的地址为节点服务器的协议包所导向的上行端口。
54.如权利要求32或43所述的方法,其特征在于,所述节点服务器依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,通过连接相应接入交换机的下行端口,将所述端口配置协议包导向至对应的接入交换机;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为下级接入网设备地址的协议包所导向的下行端口。
55.如权利要求30所述的方法,其特征在于,还包括:
在完成当次服务后,节点服务器向所述参与当次服务的接入交换机发送端口释放命令;
所述接入交换机依据所述端口释放命令在其内部的数据包地址表中,将所设置的当次服务数据包导向的端口释放。
56.如权利要求55所述的方法,其特征在于,还包括:
节点服务器向源终端和/或目标终端发出服务处理结束命令,所述源终端和/或目标终端依据所述服务处理结束命令结束服务处理。
57.如权利要求54或55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。
58.如权利要求57所述的方法,其特征在于,还包括:
节点服务器修改预置地址信息表中的内容,所述修改包括将所述接入交换机所释放端口的地址占用信息更新为未用。
59.如权利要求30所述的方法,其特征在于,所述接入网设备还包括,连接在所述接入交换机与源终端、目标终端之间的以太网协转网关和局域以太网,所述的方法还包括:
以太网协转网关接入新型网,从节点服务器获得以太网协转网关的MAC地址和该以太网协转网关下绑定的终端MAC地址;
所述以太网协转网关接收新型网发来的数据包或协议包,在所述数据包或协议包中添加以太网协转网关的MAC地址和目标终端的MAC地址,然后发送给局域以太网;
所述以太网协转网关接收局域以太网发来的数据包或协议包,去掉所述数据包或协议包中以太网协转网关的MAC地址和源终端的MAC地址,然后发送给新型网;
其中,所述目标终端和源终端遵循新型网协议。
60.根据权利要求59所述的方法,其特征在于:新型网发来的数据包和以太网发来的数据包,包头都包含传输两端在新型网的地址,所述地址为数据包的源地址和目的地址。
61.根据权利要求60所述的方法,其特征在于,所述以太网协转网关接入新型网后,还包括:
获得以太网协转网关下绑定的终端MAC地址与终端在新型网的地址的映射;
则所述以太网协转网关接收新型网发来的数据包,根据数据包的目的地址与MAC地址的映射,在数据包中添加对应的目标终端的MAC地址。
62.根据权利要求61所述的方法,其特征在于:
终端MAC地址和以太网协转网关的绑定关系在终端和以太网协转网关售出时预设在节点服务器中。
63.一种接入网设备的服务通信系统,其特征在于,所述接入网设备包括节点服务器,以及,共同连接在同一接入交换机下的源终端和目标终端,所述的节点服务器包括:
通知模块,用于依据当次服务的请求,通知所述源终端与目标终端共同连接的接入交换机在其内部的数据包地址表中设置,当次服务的数据包所导向的该接入交换机的下行端口;
所述接入交换机包括:
端口配置模块,用于依据节点服务器发送的端口配置通知,在其内部的数据包地址表中设置,当次服务的数据包所导向的该接入交换机的下行端口;
第一端口导向模块,用于在收到源终端发送的当次服务的上行数据包后,依据其内部数据包地址表的设置,将所述数据包导向相应的下行端口,通过该下行端口传送至目标终端。
64.如权利要求63所述的系统,其特征在于,所述接入交换机还包括:
第二端口导向模块,用于在收到目标终端发送的当次服务的上行数据包后,依据其内部数据包地址表的设置,将所述数据包导向相应的下行端口,通过该下行端口传送至源终端。
65.如权利要求63或64所述的系统,其特征在于,所述数据包为单播数据包,所述数据包地址表为单播数据包地址表,单播服务通信时数据包的目的地址为接收方地址。
66.如权利要求65所述的系统,其特征在于,所述当次服务的请求为源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求,所述节点服务器的通知模块包括:
第一通信链路获取子模块,用于依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第一端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为目标终端的数据包所导向的下行端口。
67.如权利要求65所述的系统,其特征在于,所述当次服务的请求包括源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求,所述节点服务器的通知模块包括:
第二通信链路获取子模块,用于依据当次服务请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息,以及,连接目标终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第二端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为源终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口。
68.如权利要求66或67所述的系统,其特征在于,所述当次服务的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息包括服务号码;所述第一通信链路获取子模块或第二通信链路获取子模块节点服务器进一步包括:
目标终端地址提取单元,用于依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中提取目标终端的接入网地址;
链路计算单元,用于依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次服务的通信链路信息。
69.如权利要求68所述的系统,其特征在于,所述通信链路信息为单向通信链路信息,或为双向通信链路信息。
70.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:
菜单协议包发送模块,用于向所述源终端和目标终端发送菜单协议包;
应答协议包接收模块,用于接收目标终端针对所述菜单协议包发出的应答协议包。
71.如权利要求70所述的系统,其特征在于,当所述接入交换机为连接在所述节点服务器和源终端之间的接入交换机时,所述接入交换机还包括:
第一菜单包导向模块,用于依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,将所述菜单协议包导向至源终端;
当所述接入交换机为连接在所述节点服务器和目标终端之间的接入交换机时,所述接入交换机还包括:
第二菜单包导向模块,用于依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,将所述菜单协议包导向至目标终端;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为当前接入交换机的接入网地址的协议包导向CPU模块;以及,目的地址为其它接入网设备地址的协议包所导向的端口。
72.如权利要求65所述的系统,其特征在于,所述节点服务器还包括:
服务处理命令发送模块,用于向源终端与目标终端分别发送服务处理命令;
所述源终端还包括,第一命令执行模块,用于依据所述服务处理命令执行相应的操作;
所述目标终端还包括,第二命令执行模块,用于依据所述服务处理命令执行相应的操作。
73.如权利要求63或64所述的系统,其特征在于,所述数据包为组播数据包,所述数据包地址表为组播数据包地址表,组播服务通信时数据包的目的地址为组播地址。
74.如权利要求73所述的系统,其特征在于,所述当次服务的请求包括目标终端发起的申请组播服务通信的请求,所述节点服务器的通知模块包括:
第三通信链路获取子模块,用于依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第三端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
75.如权利要求74所述的系统,其特征在于,所述当次服务的请求还包括源终端提交的发起组播服务通信的请求,所述节点服务器的通知模块包括:
第四通信链路获取子模块,用于依据当次服务请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第四端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
76.如权利要求74所述的系统,其特征在于,所述目标终端发起的申请组播服务通信的请求中包括服务类型信息、服务内容信息和目标终端的接入网地址;其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述节点服务器的第三通信链路获取子模块进一步包括:
源终端地址提取单元,用于依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中,提取源终端的接入网地址;
组播地址第一分配单元,用于获取所述源终端对应的组播地址,并分配给目标终端;
第一链路计算单元,用于依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
77.如权利要求75所述的系统,其特征在于,所述源终端提交的发起组播服务通信的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述节点服务器的第四通信链路获取子模块进一步包括:
组播地址第二分配单元,用于依据所述请求向源终端分配组播地址;
第二链路计算单元,用于依据服务类型信息,以及,节点服务器与所述源终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
78.如权利要求65或73所述的系统,其特征在于,所述当次服务的请求记录在服务请求协议包中,当所述接入交换机为连接在所述源终端与节点服务器之间的接入交换机时,所述接入交换机还包括:
上行导向模块,用于依据其内部预置的上行协议包地址表的设置,通过所述接入交换机的上行端口将所述服务请求协议包导向至节点服务器;
其中,所述上行协议包地址表中设置有,目的地址为节点服务器的协议包所导向的上行端口。
79.如权利要求65或73所述的系统,其特征在于,所述节点服务器还包括:
下行导向模块,用于依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,通过连接相应接入交换机的下行端口,将所述端口配置协议包导向至对应的接入交换机;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为下级接入网设备地址的协议包所导向的下行端口。
80.如权利要求63所述的系统,其特征在于,所述节点服务器还包括:
端口释放通知模块,用于在完成当次服务后,向所述源终端与目标终端共同连接的接入交换机发送端口释放命令;
所述接入交换机还包括:
端口释放处理模块,用于依据所述端口释放命令在其内部的数据包地址表中,将所设置的当次服务数据包导向的端口释放。
81.如权利要求80所述的系统,其特征在于,所述节点服务器还包括:
服务处理结束命令发送模块,用于向源终端和/或目标终端发出服务处理结束命令;
所述源终端包括第一结束处理模块,用于依据所述服务处理结束命令结束服务处理;
所述目标终端包括第二结束处理模块,用于依据所述服务处理结束命令结束服务处理。
82.如权利要求80或81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。
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:
地址信息表更新模块,用于修改预置地址信息表中的内容,所述修改包括将所述接入交换机所释放端口的地址占用信息更新为未用。
84.如权利要求63所述的系统,其特征在于,所述接入网设备还包括,连接在所述接入交换机与源终端、目标终端之间的以太网协转网关和局域以太网,所述以太网协转网关包括:
MAC获取模块,用于接入新型网,从节点服务器获得以太网协转网关的MAC地址和该以太网协转网关下绑定的终端MAC地址;
MAC添加模块,用于接收新型网发来的数据包或协议包,在所述数据包或协议包中添加以太网协转网关的MAC地址和目标终端的MAC地址,然后发送给局域以太网;
MAC删除模块,用于接收局域以太网发来的数据包或协议包,去掉所述数据包或协议包中以太网协转网关的MAC地址和源终端的MAC地址,然后发送给新型网;
其中,所述目标终端和源终端遵循新型网协议。
85.根据权利要求84所述的系统,其特征在于,所述新型网发来的数据包和所述以太网发来的数据包,包头都包含传输两端在新型网的地址,所述地址为数据包的源地址和目的地址。
86.根据权利要求85所述的系统,其特征在于,所述以太网协转网关还包括:
映射关系获取模块,用于在以太网协转网关接入新型网后,获得以太网协转网关下绑定的终端MAC地址与终端在新型网的地址的映射;
则所述MAC添加模块接收新型网发来的数据包,根据数据包的目的地址与MAC地址的映射,在数据包中添加对应的目标终端的MAC地址。
87.根据权利要求86所述的系统,其特征在于,终端MAC地址和以太网协转网关的绑定关系在终端和以太网协转网关售出时预设在节点服务器中。
88.一种节点服务器,其特征在于,包括:
服务请求接收模块,用于接收当次服务的请求,所述请求中包括源终端与目标终端的信息;
通知模块,用于依据当次服务的请求,通知所述源终端与目标终端共同连接的接入交换机在其内部的数据包地址表中,设置当次服务的数据包所导向的该接入交换机的下行端口。
89.如权利要求88所述的节点服务器,其特征在于,所述数据包为单播数据包,所述数据包地址表为单播数据包地址表,单播服务通信时数据包的目的地址为接收方地址。
90.如权利要求89所述的节点服务器,其特征在于,所述当次服务的请求为源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求,所述通知模块包括:
第一通信链路获取子模块,用于依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包。
91.如权利要求89所述的节点服务器,其特征在于,所述当次服务的请求包括源终端提交的与目标终端建立单播服务通信的请求,所述通知模块包括:
第二通信链路获取子模块,用于依据当次服务请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息,以及,连接目标终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包。
92.如权利要求90或91所述的节点服务器,其特征在于,所述当次服务的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息包括服务号码;所述第一通信链路获取子模块或第二通信链路获取子模块节点服务器进一步包括:
目标终端地址提取单元,用于依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中提取目标终端的接入网地址;
链路计算单元,用于依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次服务的通信链路信息。
93.如权利要求92所述的节点服务器,其特征在于,所述通信链路信息为单向通信链路信息,或为双向通信链路信息。
94.如权利要求92所述的节点服务器,其特征在于,还包括:
菜单协议包发送模块,用于向所述源终端和目标终端发送菜单协议包;
应答协议包接收模块,用于接收目标终端针对所述菜单协议包发出的应答协议包。
95.如权利要求89所述的节点服务器,其特征在于,还包括:
服务处理命令发送模块,用于向源终端与目标终端分别发送服务处理命令,通知所述源终端与目标终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。
96.如权利要求88或89所述的节点服务器,其特征在于,所述数据包为组播数据包,所述数据包地址表为组播数据包地址表,组播服务通信时数据包的目的地址为组播地址。
97.如权利要求96所述的节点服务器,其特征在于,所述当次服务的请求包括目标终端发起的申请组播服务通信的请求,所述通知模块包括:
第三通信链路获取子模块,用于依据当次服务的请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包。
98.如权利要求97所述的节点服务器,其特征在于,所述当次服务的请求还包括源终端提交的发起组播服务通信的请求,所述通知模块包括:
第四通信链路获取子模块,用于依据当次服务请求获取当次服务的通信链路信息,所述通信链路信息包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息;
端口配置协议包发送子模块,用于依据所述通信链路信息向该接入交换机发送端口配置协议包。
99.如权利要求97所述的节点服务器,其特征在于,所述目标终端发起的申请组播服务通信的请求中包括服务类型信息、服务内容信息和目标终端的接入网地址;其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述第三通信链路获取子模块进一步包括:
源终端地址提取单元,用于依据所述服务号码在预置的内容-地址映射表中,提取源终端的接入网地址;
组播地址第一分配单元,用于获取所述源终端对应的组播地址,并分配给目标终端;
第一链路计算单元,用于依据所述服务类型信息、源终端和目标终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
100.如权利要求98所述的节点服务器,其特征在于,所述源终端提交的发起组播服务通信的请求中包括服务类型信息,服务内容信息,以及,源终端的接入网地址,其中,所述服务内容信息中包括服务号码;
所述第四通信链路获取子模块进一步包括:
组播地址第二分配单元,用于依据所述请求向源终端分配组播地址;
第二链路计算单元,用于依据服务类型信息,以及,节点服务器与所述源终端的接入网地址,获取当次组播服务下行的通信链路信息。
101.如权利要求97所述的节点服务器,其特征在于,还包括:
服务处理命令第一发送模块,用于向目标终端发送服务处理命令,通知目标终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。
102.如权利要求97所述的节点服务器,其特征在于,还包括:
服务处理命令第二发送模块,用于向源终端发送服务处理命令,通知源终端依据所述服务处理命令执行相应的操作。
103.如权利要求90或98所述的节点服务器,其特征在于,还包括:
下行导向模块,用于依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,通过连接相应接入交换机的下行端口,将所述端口配置协议包导向至对应的接入交换机;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为下级接入网设备地址的协议包所导向的下行端口。
104.如权利要求88所述的节点服务器,其特征在于,还包括:
端口释放通知模块,用于在完成当次服务后,向所述源终端与目标终端共同连接的接入交换机发送端口释放命令。
105.如权利要求104所述的节点服务器,其特征在于,还包括:
服务处理结束命令发送模块,用于向源终端和/或目标终端发出服务处理结束命令;
所述源终端包括第一结束处理模块,用于依据所述服务处理结束命令结束服务处理;
所述目标终端包括第二结束处理模块,用于依据所述服务处理结束命令结束服务处理。
106.如权利要求104或105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。
107.如权利要求106所述的节点服务器,其特征在于,还包括:
地址信息表更新模块,用于修改预置地址信息表中的内容,所述修改包括将所述接入交换机所释放端口的地址占用信息更新为未用。
108.一种接入交换机,其特征在于,所述接入交换机下连接有源终端和目标终端,所述接入交换机包括:
交互模块,用于接收节点服务器针对当次服务请求发送的端口配置通知;
端口配置模块,用于依据所述端口配置通知在其内部的数据包地址表中,设置当次服务的数据包所导向的该接入交换机的下行端口;
第一端口导向模块,用于在收到源终端发送的当次服务的上行数据包后,依据其内部数据包地址表的设置,将所述数据包导向相应的下行端口,通过该下行端口传送至目标终端。
109.如权利要求108所述的接入交换机,其特征在于,还包括:
第二端口导向模块,用于在收到目标终端发送的当次服务的上行数据包后,依据其内部数据包地址表的设置,将所述数据包导向相应的下行端口,通过该下行端口传送至源终端。
110.如权利要求108或109所述的接入交换机,其特征在于,所述数据包为单播数据包,所述数据包地址表为单播数据包地址表,单播服务通信时数据包的目的地址为接收方地址。
111.如权利要求110所述的接入交换机,其特征在于,当次服务为源终端与目标终端进行单播服务通信,所述节点服务器发送的端口配置通知封装在端口配置协议包中,所述端口配置协议包中包括所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第一端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为目标终端的数据包所导向的下行端口。
112.如权利要求110所述的接入交换机,其特征在于,当次服务为源终端与目标终端进行单播服务通信,所述节点服务器发送的端口配置通知封装在端口配置协议包中,所述端口配置协议包中包括所述接入交换机连接源终端的下行端口信息,以及,连接目标终端的下行端口信息;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第二端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为源终端的数据包导向的下行端口,以及,目的地址为目标终端的数据包导向的下行端口。
113.如权利要求111或112所述的接入交换机,其特征在于,当所述接入交换机为连接在所述节点服务器和源终端之间的接入交换机时,所述接入交换机还包括:
第一菜单包导向模块,用于依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,将节点服务器发送的菜单协议包导向至源终端;
当所述接入交换机为连接在所述节点服务器和目标终端之间的接入交换机时,所述接入交换机还包括:
第二菜单包导向模块,用于依据其内部预置的下行协议包地址表的设置,将节点服务器发送的菜单协议包导向至目标终端;
其中,所述下行协议包地址表中设置有,目的地址为当前接入交换机的接入网地址的协议包导向CPU模块;以及,目的地址为其它接入网设备地址的协议包所导向的端口。
114.如权利要求108或109所述的接入交换机,其特征在于,所述数据包为组播数据包,所述数据包地址表为组播数据包地址表,组播服务通信时数据包的目的地址为组播地址。
115.如权利要求114所述的接入交换机,其特征在于,当次服务包括目标终端发起的组播服务通信,所述节点服务器发送的端口配置通知封装在端口配置协议包中,所述端口配置协议包中包括所述接入交换机连接目标终端的下行端口信息;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第三端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包,在其内部的数据包地址表中,设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口。
116.如权利要求115所述的接入交换机,其特征在于,当次服务还包括源终端发起的组播服务通信;所述节点服务器发送的端口配置协议包中还包括,所述接入交换机连接源终端的下行端口信息;
所述接入交换机的端口配置模块包括:
第四端口配置子模块,用于依据所述端口配置协议包在其内部的数据包地址表中设置目的地址为组播地址的数据包导向所述下行端口
117.如权利要求110或114所述的接入交换机,其特征在于,所述当次服务的请求记录在服务请求协议包中,当所述接入交换机为连接在所述源终端与节点服务器之间的接入交换机时,所述接入交换机还包括:
上行导向模块,用于依据其内部预置的上行协议包地址表的设置,通过所述接入交换机的上行端口将所述服务请求协议包导向至节点服务器;
其中,所述上行协议包地址表中设置有,目的地址为节点服务器的协议包所导向的上行端口。
118.如权利要求108所述的接入交换机,其特征在于,还包括:
端口释放处理模块,用于依据节点服务器发送的端口释放命令,在其内部的数据包地址表中,将所设置的当次服务数据包导向的端口释放。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Yang Chunhui Inventor after: Lu Hongcheng Inventor before: Lu Hongcheng Inventor before: Yang Chunhui |
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COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: LU HONGCHENG YANG CHUNHUI TO: YANG CHUNHUI LU HONGCHENG |
|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |