CN103595600A - 一种适于eoc大规模组网的集群处理方法及光电双向网 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适于EOC大规模组网的集群处理方法及光电双向网，其每个EOC局端通过CDN与多个EOC终端相连；定义二种角色：ECMP Master和ECMP Terminal；所述ECMP Master作为主控实体对集群中的成员进行注册配置、管理、监控，ECMP Master以功能实体方式运行在EOC接入网统一网管系统中；所述ECMP Terminal通过解析封装与转发以支持集群管理接受ECMP Master对该EOC局端成员的管理。本发明能够解决接入层EOC设备的统一化管理和后续的支撑维护。

Description

一种适于EOC大规模组网的集群处理方法及光电双向网

技术领域

本发明属于电信技术领域，尤其是一种适于EOC大规模组网的集群处理方法及光电双向网。

背景技术

2010年1月13日，国务院召开常务会议，决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合，计划到2015年，电信网、广电网和互联网各自的业务将全面融合。这标志着国内探讨多年的三网融合终于由研究方案进入实质性的推进阶段，2010年6月30日国务院办公厅发出了《关于印发第一批三网融合试点地区（城市）名单的通知》，2011年12月30日，国务院办公厅又发出了《关于印发第二批三网融合试点地区（城市）名单的通知》。

在三网融合背景下进行双向网络改造成为广电网络发展的必然选择，由于广电网络公司已拥有的布署到千家万户的同轴电缆网络资源，经过多年的试验和尝试，结合当前以太网技术的发展，采用PON+EOC技术开展双向数据业务，可充分利用同轴电缆资源进行快速覆盖，无须进行线路改造，业务投放快，带宽控制灵活。

PON（Passive Optical Network）无源光纤网络

它是一种点到多点的光纤接入技术，由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）以及光分配网组成（ODN）。

所谓的“无源”是指ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器等无源器件组成，因此其管理维护的成本较低。

一般其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA（时分多址接入）方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构（典型结构为树型结构）。

EOC（Ethernet Over Coax）以太数据通过同轴电缆传输

它是以太网在同轴电缆中传输的一种技术，EOC系统中包含EOC局端和EOC终端，在EOC局端将以太网信号和有线电视信号采用频分复用技术在同一根同轴电缆里供缆传输，再在EOC终端处分离出以太网信号和有线电视信号。目前EOC按照调制信号所占频段分为低频调制和高频调制，低频调制技术有HomePNA、HomePlug BPL、HomePlugAV等，高频调制技术有MOCA，WIFI降频、HINOC等。根据目前广电网络状况，采用EPON+EOC的组网方式进行覆盖，已成为广电接入网的一种重要解决方案，EPON为EOC提供数据、视频、语音为一体的综合承载，而EOC是解决双向网改最后一公里入户的最佳解决方案。

由于在大规模覆盖以后，EOC局端和终端数量众多，维护工作量巨大，迫切要求设备提供统一的管理和维护手段，而通过EOC的集群管理方法可以通过一个IP来维护众多的EOC局端和终端，并提供拓扑发现功能、设备故障和链路故障告警、统一配置等多种灵活的网络维护手段，从而简化了EOC接入设备的管理。

在目前市场中，有近似的实现方案，为交换机集群管理方法，都是二级组网，规模较小，EOC设备的三级组网还没有现成案例，有些方案在维护管理方面采用自控方式，但是没有三级架构。

目前没有EOC方面的集群处理方法，因EOC和交换机同属于接入网设备，下面以交换机的集群处理方法的缺点予以说明。

1、在交换机集群中，某一台交换机充当集群管理方法的Master，由于该交换机本身的负荷问题导致集群内成员不能超于16台，以致覆盖范围较小，本EOC集群方法解决了以上成员不能超于16台的限制，并可对集群内的所有成员进行统一管理配置；

2、在大规模进行组网覆盖后，由于本身方法问题会导致同一区域有多个集群，不便于以后的集群维护，而且不能灵活在集群内添加或者删除成员，本EOC集群方法的所有成员可由技术人员自由分配在多个或单个集群内进行管理；

3、当需要对多个集群内的业务发生改变时，须针对每个集群进行配置，加大繁琐操作，对业务支撑的管控能力较差，本EOC集群方法可以对集群内的设备进行全程全网维护管理，包括对设备自动发现和配置自动下发、对设备的软件版本根据对比情况灵活升级、对设备状态集中监管、对设备信息统一收集等等；

4、随着新业务及应用的增加，由于交换机集群方法中QOS采用集中保证方法而不可以平衡各种服务及流量的占用，本EOC集群方法的QOS采用端到端的灵活策略可以充分保障各业务的并发运行以及平衡流量的占用；

5、目前交换机集群管理方法不支持无组播功能的设备加入集群，本EOC集群方法解决了没有组播功能的设备也可成为集群中的成员，对设备加入集群的成员要求降低，增强了集群的健壮性；

6、当对集群的IP地址进行切换时MAC地址不随之切换，导致其他成员设备与集群Master联系出现问题，会使集群陷于混乱和无序状态，本EOC集群方法解决了此问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种适于EOC大规模组网的集群处理方法及光电双向网，其能够解决接入层EOC设备的统一化管理和后续的支撑维护。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

该种适于EOC大规模组网的集群处理方法为：每个EOC局端通过CDN与多个EOC终端相连；定义二种角色：ECMP Master和ECMPTerminal；所述ECMP Master作为主控实体对集群中的成员进行注册配置、管理、监控，ECMP Master以功能实体方式运行在EOC接入网统一网管系统中；所述ECMP Terminal通过解析封装与转发以支持集群管理接受ECMP Master对该EOC局端成员的管理。

进一步的，上述集群处理方法由三个独立的协议组成，分别为：集群管理协议、集群拓扑发现协议和集群拓扑收集协议；所述集群管理协议用于实现对集群的统一管理，包括对集群成员的加入、删除、信息配置和信息查询管理，以及外部对集群的访问和集群成员对外部的访问；所述集群拓扑收集协议是在集群拓扑发现协议运行的基础上，由一台设备主动发起，用于收集相邻设备里通过运行集群拓扑发现协议而存储的设备信息，然后通过网络拓扑算法将这些收集来的信息绘制成网络的逻辑拓扑图；所述集群拓扑发现协议的设备通过拓扑发现报文能发现各自的邻居，命令设备通过集群拓扑收集协议报文收集相邻设备的邻居发现信息，绘制整个集群的拓扑图。

本发明还提出一种实现上述集群处理方法的光电双向网，包括混合器、本地HFC网络、本地光纤骨干网、数字电视前端、数据前端、数字电视信号源、数字局端机和路由交换机；模拟信号源通过模拟前端连接至混合器；数字电视信号源连接至数字电视前端，所述数字电视前端的一路连接至混合器，另一路通过接口连接至本地光纤骨干网；所述数据前端一路连接至混合器，另一路通过接口连接至本地光纤骨干网；所述数字电视前端和数据前端分别通过接口连接至数字光纤环路；所述数据前端还分别通过路由交换机和数字局端机连接至公网；所述混合器与本地HFC网络连接，所述本地HFC网络连接至用户终端。

上述本地光纤骨干网连接有有线电视系统。

上述本地HFC网络包括光节点和与光节点连接的双向分配网，所述光节点通过光纤和光收发器与混合器连接，所述双向分配网连接至用户终端。

上述用户终端包括机顶盒、电视机、CM设备和计算机。

本发明具有以下有益效果：

1.对加入集群的EOC设备无需进行任何配置即可发现设备并下发配置文件；

2.从全局集中分配方法的QOS策略向端到端的全层全网QOS策略改变；

3.通过集群的统一管理便于后期设备的维护支撑和用户业务升级；

4.本发明所使用的EGMP协议不再依靠集群拓扑发现和收集协议得到的网络拓扑图，继而发送加入请求报文，规定一个网络内所有启动了EGMP协议的设备定时向外发送广播请求报文，应用更为广泛。

5.在不知道网络拓扑的结构的时候可以通过广播请求报文来实现收集设备信息，并可添加和删除成员。

通过借签RFC2338虚拟路由冗余协议的部分内容，设计了一种新型的虚拟集群冗余协议VGRP来解决切换IP后无法切换MAC地址的棘手问题。

附图说明

图1为本发明的光电双向网连接结构示意图；

图2为EOC集群处理系统结构示意图；

图3为ECMP Terminal上线注册流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图2，为了接入层EOC设备的统一化管理和后续的支撑维护，在依据广电网络现状的基础上，本发明推出了一种适于EOC大规模组网的集群处理方法：该方法是由EOC局端和终端组成的一个集合，集群管理提供了自动收集拓扑的方法，并提供了集中、统一的维护管理通道。该体系包括一个ECMP Master和若干个ECMP Terminal；其中，每个EoC局端通过CDN可与多个EoC终端相连。ECMP集群方法管理中定义了二种角色：ECMP Master和ECMP Terminal，分别提供以下功能：ECMP Master作为主控实体用于对集群中的成员进行注册配置、管理、监控，它以功能实体方式运行在EOC接入网统一网管系统中；ECMPTerminal通过解析封装与转发以支持集群管理接受ECMP Master对该EOC局端成员的管理。

参见图3：EOC集群方法由三个相对独立的协议组成，分别是：集群管理协议(EOC Group Management Protocol，EGMP)、集群拓扑发现协议(EOC Topology Discovery Protocol，ETDP)集群拓扑收集协议(EOC Topology Collection Protocol，ETCP)。

EGMP是用于实现对集群的统一管理，包括对集群成员的加入、删除、信息配置和信息查询等管理，以及外部对集群的访问和集群成员对外部的访问。

ETCP是依赖于在集群拓扑发现协议ETDP运行的基础上，由一台设备主动发起，用于收集相邻设备里通过运行集群拓扑发现协议ETDP而存储的相关设备信息，然后通过网络拓扑算法将这些收集来的信息绘制成网络的逻辑拓扑图。

ETDP的设备通过拓扑发现报文能发现各自的邻居，命令设备通过集群拓扑收集协议报文可以收集相邻设备的邻居发现信息，绘制整个集群的拓扑图。

ECMP Terminal上线流程如图3所示，简述如下：

1、ECMP Terminal（EOC终端）发送“注册请求”ECMP消息帧，EOC局端从中提取ECMP协议报文，并添加报文头，封装成为“注册请求”ECMP IP协议报文，发送给ECMP Master；

2、ECMP Master端收到“注册请求”ECMP IP协议报文后，则按照IP地址分配规则给该设备分配管理IP地址，并将管理VLAN、管理IP地址、默认网关等信息封装到报文中，发送“注册应答”ECMP IP协议报文。

3、ECMP Master根据“注册请求”ECMP IP协议报文中的相关信息，生成EOC网络的物理拓扑信息记录表；

4、ECMP Terminal（EOC局端）收到“注册应答”消息帧后，解析出管理VLAN、管理IP地址、默认网关、SNMP相关配置参数，并据此进行EOC局端设备的管理VLAN、管理IP地址、默认网关、SNMP的配置。如果配置成功，则开始向ECMP Master发送心跳消息报文，如果未配置成功则继续向ECMP Master发送“注册请求”报文。

5、ECMP Terminal运行的设备应能支持通过ECMP协议获取IP地址（含子网掩码、默认网关）等配置与静态IP地址配置两种模式，缺省采用ECMP模式获取IP地址，并支持两种模式的切换。当从ECMP模式切换到相同管理VLAN的静态IP地址配置模式后，ECMP Terminal不再发送任何ECMP协议报文，当从相同管理VLAN的静态IP地址配置模式切换回ECMP模式后，ECMP Terminal重新发起注册流程。当从ECMP模式切换到不同管理VLAN的静态IP地址配置模式后，不对ECMP的流程产生任何影响。IP地址获取模式在设备重启后不丢失。

6、ECMP Terminal发送挑战性的加密认证EAP-Request/Identity消息帧，EOC局端从中提取ECMP协议报文，并添加报文头，封装成为“EAP-Request/Identity”ECMP IP协议报文，发送给ECMP Master。

7、ECMP Master用EAP-Response/Identity消息作为应答。并在消息中包含快速鉴权身份认证（该身份由ECMP Master下发）

参见图1，本发明还提出一种实现上述集群处理方法的光电双向网：包括混合器、本地HFC网络、本地光纤骨干网、数字电视前端、数据前端、数字电视信号源、数字局端机和路由交换机；模拟信号源通过模拟前端连接至混合器；数字电视信号源连接至数字电视前端，数字电视前端的一路连接至混合器，另一路通过接口连接至本地光纤骨干网；所述数据前端一路连接至混合器，另一路通过接口连接至本地光纤骨干网；所述数字电视前端和数据前端分别通过接口连接至数字光纤环路；所述数据前端还分别通过路由交换机和数字局端机连接至公网；所述混合器与本地HFC网络连接，所述本地HFC网络连接至用户终端。所述本地光纤骨干网连接有有线电视系统。所述本地HFC网络包括光节点和与光节点连接的双向分配网，所述光节点通过光纤和光收发器与混合器连接，所述双向分配网连接至用户终端。所述用户终端包括机顶盒、电视机、CM设备和计算机。

Claims (6)

1.一种适于EOC大规模组网的集群处理方法，其特征在于，每个EOC局端通过CDN与多个EOC终端相连；定义二种角色：ECMP Master和ECMP Terminal；所述ECMP Master作为主控实体对集群中的成员进行注册配置、管理、监控，ECMPMaster以功能实体方式运行在EOC接入网统一网管系统中；所述ECMP Terminal通过解析封装与转发以支持集群管理接受ECMP Master对该EOC局端成员的管理。

2.根据权利要求1所述的适于EOC大规模组网的集群处理方法，其特征在于，所述集群处理方法由三个独立的协议组成，分别为：集群管理协议、集群拓扑发现协议和集群拓扑收集协议；所述集群管理协议用于实现对集群的统一管理，包括对集群成员的加入、删除、信息配置和信息查询管理，以及外部对集群的访问和集群成员对外部的访问；所述集群拓扑收集协议是在集群拓扑发现协议运行的基础上，由一台设备主动发起，用于收集相邻设备里通过运行集群拓扑发现协议而存储的设备信息，然后通过网络拓扑算法将这些收集来的信息绘制成网络的逻辑拓扑图；所述集群拓扑发现协议的设备通过拓扑发现报文能发现各自的邻居，命令设备通过集群拓扑收集协议报文收集相邻设备的邻居发现信息，绘制整个集群的拓扑图。

3.一种实现权利要求1或2所述集群处理方法的光电双向网，其特征在于，包括混合器、本地HFC网络、本地光纤骨干网、数字电视前端、数据前端、数字电视信号源、数字局端机和路由交换机；模拟信号源通过模拟前端连接至混合器；数字电视信号源连接至数字电视前端，所述数字电视前端的一路连接至混合器，另一路通过接口连接至本地光纤骨干网；所述数据前端一路连接至混合器，另一路通过接口连接至本地光纤骨干网；所述数字电视前端和数据前端分别通过接口连接至数字光纤环路；所述数据前端还分别通过路由交换机和数字局端机连接至公网；所述混合器与本地HFC网络连接，所述本地HFC网络连接至用户终端。

4.根据权利要求3所述的光电双向网，其特征在于，所述本地光纤骨干网连接有有线电视系统。

5.根据权利要求3所述的光电双向网，其特征在于，所述本地HFC网络包括光节点和与光节点连接的双向分配网，所述光节点通过光纤和光收发器与混合器连接，所述双向分配网连接至用户终端。

6.根据权利要求3或5所述的光电双向网，其特征在于，所述用户终端包括机顶盒、电视机、CM设备和计算机。

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