CN102739539A - Onu和eoc进行拓扑关联的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了ONU和EOC进行拓扑关联的方法，其包括：S1）EOC进程建立同轴电缆以太网设备的拓扑结构表；S2）光网络单元上的ONU进程与EOC进程通过回送地址进行网络通信；S3）光网络单元ONU进程根据EOC进程发送过来的拓扑结构表，用CBATMAC与自身的用户网络接口MAC地址列表逐个进行比对；S4）根据上述比对结果，建立光网络单元与同轴电缆以太网设备之间的拓扑结构表。该方法使得EOC、EPON网络之间进行关联，能从EPON网管系统中得到ONU-CBAT-CNU之间的拓扑结构。

Description

ONU和EOC进行拓扑关联的方法

  

技术领域

本发明涉及通信领域，包括以太网交换机、EPON（以太网无源光网络）系统、GPON（吉比特无源光网络）系统、EOC（同轴电缆以太网）系统，特别涉及通信设备综合业务光节点（包括ONU和同轴线路终端CLT）中ONU（光网络单元）、EOC拓扑关联的方法。 

背景技术

传统EOC网络管理的缺陷： 

（1）EOC主控是单独一块板子或者一块芯片，主控再连1～4块CBAT（同轴电缆宽带接入网局端设备）板；组网的时候还要单独部署ONU设备；

（2）EOC主控连接ONU，一般要求ONU多网口或单网口多VLAN（虚拟局域网）管理；

（3）EOC主控连接ONU的网口是事先设计规划好的，不允许线路连接错误；

（4）EOC网络和EPON没什么关联，无法从EPON网管了解其下面部署的EOC网络。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种ONU和EOC进行拓扑关联的方法，该方法使得EOC、EPON网络之间进行关联，能从EPON网管系统中得到ONU-CBAT-CNU之间的拓扑结构。 

本发明所采用的技术方案是：ONU和EOC进行拓扑关联的方法，其特征在于包括： 

S1）EOC进程建立同轴电缆以太网设备的拓扑结构表；

S2）光网络单元上的ONU进程与EOC进程通过回送地址进行网络通信；

S3）光网络单元ONU进程根据EOC进程发送过来的拓扑结构表，与自身的用户网络接口MAC地址列表逐个进行比对；

S4）根据上述比对结果，建立光网络单元与同轴电缆以太网设备之间的拓扑结构表。

所述的方法，步骤S1具体包括： 

S11）EOC进程实时检测同轴电缆以太网设备中包含的同轴电缆宽带接入网局端设备，从而获得实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表；

S12）EOC进程实时检测每个同轴电缆宽带接入网局端设备所包含的同轴电缆网络单元，从而获得每个同轴电缆宽带接入网局端设备所连接的当前在线同轴电缆网络单元MAC地址列表。

所述的方法，步骤S11具体包括： 

a）EOC进程实时检测在线的同轴电缆宽带接入网局端设备，从而获得实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表；

b）EOC进程参照系统拓扑数据结构局端设备列表和实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表，逐个处理（注销该局端设备在系统拓扑数据结构中数据，仅保留MAC和索引）系统拓扑数据结构中已经下线（即跟上一次检测到的实时在线局端设备MAC列表相比，减少的设备）的同轴电缆宽带接入网局端设备；

c）EOC进程参照系统拓扑数据结构局端设备列表和实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表，逐个处理（填充相应该局端设备在系统拓扑数据结构中数据，并对该局端设备做相应配置）新上线（即跟上一次检测到的实时在线局端设备列表相比，增加的设备）的同轴电缆宽带接入网局端设备；

d）EOC进程为实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备列表中的每个局端设备成员创建一个同轴电缆网络单元实时更新线程。

所述的方法，步骤S12具体包括： 

a）同轴电缆网络单元实时更新线程定期查询同轴电缆宽带接入网局端设备所连接的在线同轴电缆网络单元，获得该局端设备当前在线同轴电缆网络单元MAC地址列表；

b）同轴电缆网络单元实时更新线程用获取到的当前在线同轴电缆网络单元的MAC地址列表和系统拓扑数据结构同轴电缆网络单元列表依次对比，从而获得一直在线（即跟上一次检测到的当前在线同轴电缆网络单元列表相比，没有变化的设备）的同轴电缆网络单元的MAC地址列表（获得该一直在线的MAC列表后，读取该设备某个标志位，看该设备是否私自重启，没有就什么都不做，如果有重启，则置该设备离线，等待下次拓扑轮询注销）；

c）同轴电缆网络单元实时更新线程用获取到的当前在线同轴电缆网络单元的MAC地址列表和系统拓扑数据结构同轴电缆网络单元MAC列表依次对比，逐个处理（注销该同轴电缆网络单元在系统拓扑数据结构中数据，仅保留MAC和索引）系统拓扑数据结构中已经下线（即跟上一次检测到的当前在线同轴电缆网络单元列表相比，减少的设备）的同轴电缆网络单元；

d）同轴电缆网络单元实时更新线程用获取到的当前在线同轴电缆网络单元的MAC地址列表和拓扑数据结构中在线同轴电缆网络单元MAC列表依次对比，逐个处理（填充相应该同轴电缆网络单元在系统拓扑数据结构中数据，并对该设备做相应配置）新上线（即跟上一次检测到的当前在线同轴电缆网络单元列表相比，增加的设备）的同轴电缆网络单元。

所述的方法，步骤S2中，光网络单元EOC进程通过UDP协议将实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表、当前在线同轴电缆网络单元的MAC地址列表发送给光网络单元ONU进程。 

所述的方法，其特征在于，步骤S3具体包括： 

S31）ONU进程逐个查询其用户网络接口的MAC列表；

S32）ONU进程将实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表与用户网络接口的MAC地址列表进行比较，如果有相同的MAC地址，进入下一步；

S33）ONU进程记录该用户网络接口下的实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表。

所述的方法，其特征在于，步骤S4具体包括： 

S41）ONU进程将用户网络接口下的实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表发送给EOC进程；

S42)EOC进程根据得到的MAC地址列表，将同轴电缆宽带接入网局端设备下的当前在线同轴电缆网络单元的MAC地址通过UDP协议发送到ONU进程，ONU进程将该批MAC填写到该用户网络接口对应的当前在线同轴电缆网络单元MAC地址列表之中；

S43）ONU进程将该光网络单元各用户网络接口下的实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备、当前在线同轴电缆网络单元的MAC地址列表发送给EPON网管系统。

本发明的优点：通过本发明可以明确知道CBAT、CNU（同轴电缆网络单元）网络是在ONU的哪个UNI（用户网络接口）口下；还能够实现用ONU设备CPU的GPIO（通用输入输出）电平来对CBAT进行硬复位。 

附图说明

图1是EOC网络拓扑逻辑流程图。 

图2是UDP（用户数据报协议）客户端-服务端通信模型图。 

图3是EPON、EOC网络拓扑的关联图。 

图4是光网络单元CPU上的软件系统框图。 

图5是EOC APP的系统框图。 

图6是ONU APP的系统框图。 

具体实施方式

如图3所示，本发明系统结构为：OLT上运行PC网管（EPON网管），OLT通过光分支器接至多个ONU。每个ONU包含多个UNI，UNI下接有CBAT。CBAT再通过电分路器接有多个CNU。CBAT的一路同轴线卡作为CLT。ONU和CLT集成在一个综合业务光节点设备中，如广东东研网络科技有限公司的VISTA-B05-224。VISTA-B05-224是针对FTTC（光纤到路边）+EOC组网推出的三合一终端产品，为广电用户提供EPON\EOC\HFC（混合光纤同轴电缆）的综合业务解决方案。光网络单元设备CPU上面可以运行多进程，如：ONU APP（应用程序）和EOC APP。ONU APP和EOC APP之间进行UDP网络通信，ONU和EOC进行网络拓扑关联。 

如图4所示，ONU的CPU上运行有ONU APP和EOC APP，二者之间通过本机回送地址（本地机127.0.0.1）进行UDP进程通信。如图5所示，EOC进程包括SNMP Agent（简单网络管理协议代理，用于和PC网管系统进行通信）线程，并通过该线程运行有拓扑线程（即本发明用于ONU-EOC拓扑关联的线程）、升级线程（升级EOC APP和CBAT、CNU固件）和链路检测线程（检测CBAT与CNU之间的同轴电缆链路质量）。其中，刚开始系统数据结构为空的，后续拓扑线程同步更新系统数据结构局端设备列表和同轴电缆网络单元列表。 

如图6所示，ONU APP从高层到底层依次包括OAM（操作、管理、维护）/CLI（命令行）/Web网管、数据管理与服务层（Data Management & Service Layer，包括Mac地址转发表FDB、多播Multicast、服务质量QoS、虚拟局域网VLAN、端口Port、快速生成树协议RSTP、报警Alarm、系统System、进程间通信IPC、主机Host、中断Interrupt功能，并接有数据库Database）、硬件适配层(Hardware Adaptation Layer)、设备适配层(Device Adaptation Layer)、驱动层（包括光连接驱动Opconn Driver和交换驱动Switch Driver）、虚拟操作系统层(VOS Layer)。ONU APP之下依次运行有操作系统层（包括操作系统OS和板级支持包BSP）、硬件层(Hardware Platform)。本发明具体实施时，ONU APP的FDB表中存储有用户网络接口的MAC地址列表，并通过IPC与EOC APP进行进程通信。 

本发明通过如下改造： 

（1）ONU设备选用可外扩其它应用进程的，且带交换芯片多网口；

（2）光网络单元设备CPU上面运行有EOC主控APP、ONU APP。ONU APP和EOC APP之间通过UDP进行通信；

（3）由ONU APP和EOC APP之间通信可以明确知道CBAT、CNU（同轴电缆网络单元）网络是在ONU的哪个UNI（用户网络接口）口下；

采用上述硬件连接，还能够实现用ONU设备CPU的GPIO（通用输入输出）电平来对CBAT进行硬复位。

本发明在实施过程中由下面4个环节组成： 

（1）EOC网络拓扑

（2）ONU APP和EOC APP网络通信

（3）ONU查询端口MAC（媒体访问控制）表

（4）EPON、EOC网络拓扑关联

（一）EOC网络拓扑：

EOC系统实时更新线程周期性（周期大约为5s）地检测系统中有几个CBAT，并为每个CBAT动态创建一个子线程，负责该CBAT中CNU的实时更新，包括拓扑更新、获取设备数据和TRAP实时上报。

（1）CBAT更新 

a)系统实时更新线程检测系统中有几个CBAT，从而获得实时在线CBAT列表，其主要检查过程如下：

系统根据网卡的IP地址，建立连接实体，完成网卡绑定，然后发送广播目的MAC地址为ff:ff:ff:ff:ff:ff的特定以太网类型广播帧（如HomePNA方案0x886C；HomePlug A/V方案0x88E1）。CBAT收到该广播帧后，返回一个单播报文，系统通过这个响应报文，就可以获得CBAT的MAC信息。

b)系统参照实时在线CBAT列表和系统拓扑数据结构中CBAT列表，逐个处理系统拓扑数据结构中已经下线的CBAT成员； 

c)系统参照实时在线CBAT列表和系统拓扑数据结构中CBAT列表，逐个处理新上线CBAT列表中的CBAT成员；

d)为实时在线CBAT列表中的每个成员创建一个线程，即CNU实时更新线程，CNU实时更新线程运行完毕后将其销毁。

（2）CNU更新 

a)查询CBAT的CNU列表，其检测过程如下：

根据CBAT MAC地址，然后建立连接实体，完成网卡绑定，然后调用相应函数（query_rt_online_cnus_of_eoc_master()）获得CBAT下的CNU参数信息，从而得到当前在线的CNU MAC地址列表。

b)用获取到的当前在线CNU MAC地址列表和系统拓扑数据结构中在线CNU列表依次对比，从而获得实时在线CNU列表； 

c)用获取到的当前在线CNU MAC地址列表和数据结构中在线CNU列表依次对比，逐个处理系统拓扑数据结构中已经下线的CNU；

d)用获取到的当前在线CNU MAC地址列表和数据结构中在线CNU列表依次对比，逐个处理新上线的CNU；

（二）ONU APP和EOC APP网络通信

如图2所示，UDP是一种简单的传输层协议，在RFC768中有详细描述。UDP协议是一种非连接的、不可靠的数据报文协议，完全不同于提供面向连接的、可靠的字节流的TCP（传输控制协议）协议。虽然UDP有很多不足，但是还是有很多网络程序使用它，例如DNS（域名解析服务）、NFS（网络文件系统）、SNMP（简单网络管理协议）等。

我们的ONU APP和EOC APP之间就是利用UDP建立的网络socket通信。 

通常，UDP Client（客户端）程序不和Server（服务器端）程序建立连接，而是直接使用发送数据函数sendto()来发送数据。同样，UDP Server程序不需要允许Client程序的连接，而是直接使用接收数据函数recvfrom()来等待直到接收到Client程序发送来的数据。 

EOC管理APP作Client端，ONU APP作为Server端。 

（三）ONU查询端口MAC表 

EOC APP把CBAT的MAC通过UDP通信发送到ONU APP，ONU APP收到MAC后逐个查询UNI端口的MAC TABLE，然后用CBAT MAC和ONU UNI端口MAC TABLE里的MAC逐个比较，如果有相同的MAC，则ONU记录该UNI端口下CBAT MAC且把该UNI网口号再发送回EOC APP。

这样EOC APP就知道EOC网络CBAT分别是在该ONU的哪个UNI端口下。 

同样，ONU APP也知道哪个UNI端口下有具体MAC的CBAT。 

（四）EPON、EOC网络拓扑关联 

EOC APP把CBAT的MAC以及该CBAT下面CNU的数目以及CNU MAC和UNI端口号通过UDP通信发送到ONU APP，ONU APP收到该数据后把该CBAT下的所有在线CNU的MAC填写到该UNI端口下的CNU MAC列表数据结构之中。

EPON网管系统再通过发查询命令，让每个ONU把该ONU UNI端口下的CBAT MAC以及所有CNU的MAC发回给EPON网管系统。这样我们就清楚地在EPON网管系统上面看到EPON、EOC网络拓扑的关联。 

EOC进程发给ONU进程的拓扑结构表： 

#define MAX_EOC_MASTER_NUM            (4)

#define MAX_EOC_CNU_NUM_PER_MASTER    (128)

eoc_mac_t            eoc_mac_conf[MAX_EOC_MASTER_NUM];

typedef struct _eoc_mac_conf_ {

   mac_address_t     cbat_mac;

INT32             cnu_num;

   mac_address_t     cnu_mac[MAX_EOC_CNU_NUM_PER_MASTER];

   } eoc_mac_t;

系统拓扑数据结构CBAT和CNU，CBAT和CNU数据结构都有包含MAC：

#define MAX_EOC_MASTER_NUM             (4)

#define MAX_EOC_CNU_NUM_PER_MASTER     (128)

eoc_subnet_conf_t        eoc_net_conf[MAX_EOC_MASTER_NUM];

typedef struct eoc_subnet_conf {

    master_conf_t        master;

    cnu_conf_t           cnu[MAX_EOC_CNU_NUM_PER_MASTER];

} eoc_subnet_conf_t。

Claims (7)

1.ONU和EOC进行拓扑关联的方法，其特征在于包括：

S1）EOC进程建立同轴电缆以太网设备的拓扑结构表；

S2）光网络单元上的ONU进程与EOC进程通过回送地址进行网络通信；

S3）光网络单元ONU进程根据EOC进程发送过来的拓扑结构表，用CBAT MAC与自身的用户网络接口MAC地址列表逐个进行比对；

S4）根据上述比对结果，建立光网络单元与同轴电缆以太网设备之间的拓扑结构表。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

S11）EOC进程实时检测同轴电缆以太网设备中包含的同轴电缆宽带接入网局端设备，从而获得实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表；

S12）EOC进程实时检测每个同轴电缆宽带接入网局端设备所包含的同轴电缆网络单元，从而获得每个同轴电缆宽带接入网局端设备所连接的当前在线同轴电缆网络单元MAC地址列表。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S11具体包括：

a）EOC拓扑线程实时检测在线的同轴电缆宽带接入网局端设备，从而获得实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表；

b）EOC拓扑线程参照系统拓扑数据结构局端设备列表和实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表，逐个处理系统拓扑数据结构中已经下线的同轴电缆宽带接入网局端设备；

c）EOC拓扑线程参照系统拓扑数据结构局端设备列表和实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表，逐个处理新上线的同轴电缆宽带接入网局端设备；

d）EOC拓扑线程为实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备列表中的每个在线局端设备成员创建一个同轴电缆网络单元实时更新线程。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S12具体包括：

a）同轴电缆网络单元实时更新线程定期查询同轴电缆宽带接入网局端设备所连接的在线同轴电缆网络单元，获得该局端设备当前在线同轴电缆网络单元MAC地址列表；

b）同轴电缆网络单元实时更新线程用获取到的当前在线同轴电缆网络单元的MAC地址列表和系统拓扑数据结构该同轴电缆宽带接入网局端设备下同轴电缆网络单元MAC列表依次对比，从而获得一直在线的同轴电缆网络单元的MAC地址列表；

c）同轴电缆网络单元实时更新线程用获取到的当前在线同轴电缆网络单元的MAC地址列表和系统拓扑数据结构该同轴电缆宽带接入网局端设备下同轴电缆网络单元MAC列表依次对比，逐个处理系统拓扑数据结构中已经下线的同轴电缆网络单元；

d）同轴电缆网络单元实时更新线程用获取到的当前在线同轴电缆网络单元的MAC地址列表和系统拓扑数据结构该同轴电缆宽带接入网局端设备下同轴电缆网络单元MAC列表依次对比，逐个处理新上线的同轴电缆网络单元。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S2中，光网络单元EOC进程通过UDP协议将实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表、在线CNU数目、当前在线同轴电缆网络单元的MAC地址列表发送给光网络单元ONU进程。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

S31）ONU进程逐个查询其用户网络接口的MAC列表；

S32）ONU进程将实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表与用户网络接口的MAC地址列表进行比较，如果有相同的MAC地址，进入下一步；

S33）ONU进程记录该用户网络接口下的实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备MAC地址列表。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

S41)ONU进程找到该CBAT MAC对应的端口之后，将该同轴电缆宽带接入网局端设备下的当前在线同轴电缆网络单元的MAC地址填写到该用户网络接口对应的当前在线同轴电缆网络单元MAC地址列表之中；

S42）ONU进程将该实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备所在ONU用户网络接口编号发送给EOC进程；

S43）ONU进程将该光网络单元各用户网络接口下的实时在线同轴电缆宽带接入网局端设备、当前在线同轴电缆网络单元的MAC地址列表发送给EPON网管系统。

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