CN103856449A - 一种用于创建多个虚拟接入节点的接入底盘节点 - Google Patents
一种用于创建多个虚拟接入节点的接入底盘节点 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种用于创建多个虚拟接入节点的接入底盘节点。依据本发明的接入底盘节点包括异构转发和处理模块组，其包括多个物理上分离的异构转发和处理模块，每个异构转发和处理模块具有用于虚拟接入节点的资源，其中至少存在两种异构转发和处理模块的资源。通过本发明可以为虚拟接入节点分配异构转发和处理模块，以使得在所分配的异构转发和处理模块的资源满足虚拟接入节点的资源要求的情况下，未使用的所分配的异构转发和处理模块的资源最小。因此通过本发明实现了资源分配的灵活性，各个虚拟接入节点之间良好的隔离性，并且提高了资源的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及接入网技术，尤其涉及一种用于创建多个虚拟接入节点的接入底盘节点。
背景技术
下一代宽带接入网，例如光纤接入网需要对于网络基础设施进行大量投资。对于单个网络运营商而言，这种成本是非常高的，尤其在那些不能够收回投资成本的区域。因此，如今由基础设施提供商建造接入网，并将其提供给不同的网络提供商。
在上述模式中，有效地共享网络成了未来接入网的必需考虑的问题。将虚拟化应用至接入网将产生潜在的收益。通过虚拟化，可以使得不同的网络运营商共享相同的物理接入设施，而不是为每个网络运营商都分别建造一个物理接入设施。
图1示出了虚拟接入网的高层架构。虚拟接入网运营商(VirtualNetwork Operator，VNO)管理并且向虚拟接入网提供商(VirtualNetwork Provider，VNP)(例如电信、联通等)请求虚拟接入网。并且，VNP还与基础设施提供商(Infrastructure Provider，InP)交互，以将各种虚拟实体嵌入至物理节点中。而InP将虚拟接入网运营商的要求转换成各种内部参数并且将这些参数传输至接入网元(接入底盘节点(Access Substrate Node)、交换底盘节点(Switch SubstrateNode)以及路由底盘节点(Route Substrate Node))，并且将资源分配至这些网元以及将这些网元连成成虚拟接入网。在此，本发明将专注于接入底盘节点中的接入节点的虚拟化。
在现有技术中，并没有涉及接入节点虚拟化的概念。当前的L2/L3方案通过允许不同的网络运营商承租和共享链路资源来为不同的网络运营商提供一定程度的共享。然而，这些方案并不允许网络运营商定制和控制其所享有的接入网的部分，因此缺乏了必要的灵活性。
而根据当前的接入节点的线路终端和网络终端(LineTermination-Network Termination，LT-NT)结构，直观的方法是以与VMware对X86平台所使用的方法类似的方式增强NT支持虚拟化的能力。通过这种方式，虚拟接入节点能够是在NT上运行的逻辑分隔上分隔的进程。虽然这种方法实现了虚拟接入节点对NT的共享，但是对交换底盘节点中的资源的利用率较低，因为即使在负载较小的情况下，NT也不会被关闭。此外，即使虚拟接入节点在逻辑上 是相互分离的，但是它们仍共享一套硬件设备。因此，一个虚拟接入节点的故障将影响所有其他的虚拟接入节点的正常运行。
发明内容
由此可见，背景技术中所提及的现有方案在资源利用率、配置灵活性以及隔离性方面较差。为了解决上述问题，本发明提出了一种用于创建多个虚拟接入节点的接入底盘节点，其能够在单个物理接入节点(即接入底盘节点)中根据不同的网络运营商的要求来为不同的虚拟接入节点合适地共享和/或分配资源，并且能够在单个接入节点(即接入底盘节点)中处理不同的虚拟接入网的业务。同时这也实现了：从网络运营商的角度，各个连接至虚拟接入节点的用户就像被连接至单独的物理接入节点一样，即使事实上这些虚拟接入节点在一个相同的物理接入底盘节点中是共存的。
根据本发明的第一方面，提出了一种用于创建多个虚拟接入节点的接入底盘节点，其包括：多个第一物理接口，其用于与多个用户设备交互数据包；多个线路终端；用户侧交换模块；异构转发和处理模块组，其包括多个物理上分离的异构转发和处理模块，每个异构转发和处理模块具有用于虚拟接入节点的资源，其中至少存在两种异构转发和处理模块的资源；网络侧交换模块；以及资源控制模块；至少一个第二物理接口，其用于与目标虚拟节点交互数据包；其中，所述资源控制模块用于根据指示信息为所述虚拟接入节点分配所述异构转发和处理模块，以使得在所分配的异构转发和处理模块的资源满足所述虚拟接入节点的资源要求的情况下，未使用的所述所分配的异构转发和处理模块的资源最小，并且用于根据所述所分配的异构转发和处理模块和所述指示信息为所述虚拟接入节点建立在所述多个第一物理接口、所述多个线路终端、所述用户侧交换模块、所述所分配的异构转发和处理模块、所述网络侧交换模块与所述第二物理接口之间的通路，以创建所述虚拟接入节点；其中，当进行上行传输时，所述多个线路终端用于处理来自所述多个第一物理接口的数据包并将经处理的数据包汇聚至所述用户侧交换模块，所述用户侧交换模块用于将所述经处理的数据包传输至所述所分配的异构转发和处理模块，所述所分配的异构转发和处理模块用于对所述经处理的数据包进行更新并将经更新的数据包传输至所述网络侧交换模块，所述网络侧交换模块将所述经更新的数据包传输至相应的第二物理接口，所述第二物理接口用于处理所述经更新的数据包并将其传输至所述目标虚拟节点；其中，当进行下行传输时，所述第二物理接口用于处理来自所述目标虚拟节点的数据包并将经处理的数据包传输至所述网络侧交换模块，所述网络侧交换模块将所述经处理的数据包传输至所述所分配的异构转发和处理模块，所述所分配的异构转发和处理模块用于对所述经处理的数据包进行更新并将经更新的数据包传输至所述用户侧交换模块，所述用户侧交换模块将所述经更新的数据包传输至相应的线路终端，所述线路终端对经更新的数据包进行处理并将其经由相应的第一物理接口传输至所述用户设备。
通过本发明，实现了如下优点：
1.灵活性，如果一个网络运营商的虚拟接入节点仅需要较少的资源，则多余的资源就能够被提供至其他的网络运营商的虚拟接入节点。此外，当某个虚拟接入节点不需要资源时，接入底盘节点可以关闭未使用的异构转发和处理模块，并且在需要使用资源时重新激活这些异构转发和处理模块。
2.隔离性，一个虚拟接入节点的故障将不影响其他的虚拟接入节点的正常运行。
3.良好的利用率，接入底盘节点中的资源分配和使用方法能够适配于网络运营商的要求，即可以针对不同的要求来进行资源分配。
与此同时，通过本发明，每个网络运营商可以在各自虚拟的接入网上提供不同的业务，由此改善了对于物理接入网基础设施的利用率。除了能够共享相同的物理基础设施(例如接入底盘节点)，依据本发明的虚拟接入节点还能够允许每个网络运营商对其所有的网络资源具有独有的控制。这也就意味着网络运营商能够定制其各自的协议、软件以及QoS模型等。这种定制能力使得能够通过创建虚拟接入网来实现快速地革新和便捷的服务，而不再需要耗费大量的成本和时间来建立单独的接入网。
本发明的各个方面将通过下文中的具体实施例的说明而更加清晰。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：
图1示出了虚拟接入网的高层架构；
图2示出了根据本发明的一个实施例的接入底盘节点结构图；
图3示出了创建多个虚拟接入节点的交互流程；
图4示出了根据本发明的一个实施例的在接入底盘节点中进行上行和/或下行传输的示意图；
图5示出了在虚拟接入网中传输的数据包的结构；以及
图6示出了在虚拟接入网中传输的数据包的虚拟层包头结构。
在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相对应的部件或特征。
具体实施方式
图2示出了根据本发明的一个实施例的接入底盘节点结构图。如图2所示，该接入底盘节点包括六个第一物理接口(PIF1、PIF2、PIF3、PIF4、PIF5、PIF6)，三个线路终端(Line Termination，LT)，用户侧交换模块(User Side Switch，USS)、异构转发和处理模块组(Forwarding and
Processing Module Pool，FPM Pool)、网络侧交换模块(Network Side Switch，NSS)、一个第二物理接口(PIF7)以及资源控制模块。
需要说明的是，上述模块和接口的数量仅是示例性的，并不是限制性地，例如接入底盘节点可以包括任意多个第一物理接口，而也可以根据需要来设置线路终端的数量。此外，虽然在图2中仅示出了一个第二物理接口(PIF7)，但是在实际中可能会有备用的第二物理接口。
具体地，异构转发和处理模块组包括多个物理上分离的异构转发和处理模块，每个异构转发和处理模块具有用于虚拟接入节点的资源，其中至少存在两种异构转发和处理模块的资源(下文将对该异构转发和处理模块组进行详述)。
资源控制模块用于为虚拟接入节点分配异构转发和处理模块，以使得在所分配的异构转发和处理模块的资源满足虚拟接入节点的资源要求的情况下，未使用的所分配的异构转发和处理模块的资源最小，并且用于为虚拟接入节点建立在多个第一物理接口、多个线路终端、用户侧交换模块、所分配的异构转发和处理模块、网络侧交换模块与第二物理接口之间的通路，以创建虚拟接入节点。
下文将通过上行传输/下行传输过程对图2中的各个模块进行详述。
图3示出了创建多个虚拟接入节点的交互流程。首先，虚拟接入网运营商向虚拟接入网提供商发出建立虚拟接入网的请求。一旦接收到该请求，虚拟接入网提供商将与基础设施提供商交互，以判断该请求是否能够被基础设施所满足。具体地，基础设施提供商将上述请求转化为特定的参数，并且与接入底盘节点，以及其他网络节点(例如交换底盘节点，路由底盘节点)协商交互，以判断请求能否被满足。在上述协商交互过程中，一旦满足请求，基础设施提供商将建立虚拟接入网，并且在VAN create request中将包括如下的指示信息，该指示信息包括：将在接入底盘节点中创建的虚拟接入节点的资源要求、虚拟接入节点的隔离度要求、目标虚拟节点标识、目标虚拟接口标识、源虚拟接口标识和虚拟接入网的标识。
在满足上述请求的情况下，接入底盘节点将为该虚拟接入网运营商建立虚拟接入节点，即为对应于该虚拟接入网运营商的虚拟接入节点分配异构转发和处理模块。
下文将对分配异构转发和处理模块的原理进行阐述。
如前文所述，异构转发和处理模块组包括多个物理上分离的异构转发和处理模块。每个异构转发和处理模块包括自有的存储器、接口和CPU。在本文中，所谓异构转发和处理模块是指在异构转发和处理模块组中，至少存在两种异构转发和处理模块的可提供的资源，这对于为虚拟接入节点分配资源而言是相当有利的。
对于分配异构转发和处理模块的原则可以基于：针对虚拟接入节点所需要的资源要求，根据该资源要求为虚拟接入节点分配异构转发和处理模块，以使得在所分配的异构转发和处理模块的资源满足虚拟接入节点的资源要求的情况下，未使用的所述所分配的异构转发和处理模块的资源最小。
例如可以通过如下算法实现上述分配原则：对于资源要求量为C的虚拟接入节点，首先判断现有的异构转发和处理模块中是否存在正好满足该资源要求量C的异构转发和处理模块的组合(在此，异构转发和处理模块的组合表示一个或多个异构转发和处理模块)。如果存在就为该虚拟接入节点分配该组合。如果不存在，则寻找如下资源量x，x为大于虚拟接入节点的资源要求量C且可以由异构转发和处理模块的组合提供的最小的资源量。然后为该虚拟接入节点分配能够提供资源量为x的异构转发和处理模块的组合。
在本发明的一个实施例中，针对虚拟接入节点的资源要求和隔离度要求进行分配异构FPM的操作是由资源控制模块进行的。
例如在图2的实施例中，该异构转发和处理模块组包括5个异构转发和处理模块：FPM1、FPM2、FPM3、FPM4以及FPM5，它们的容量分别是{1Gb/s，2Gb/s，2Gb/s，10Gb/s，5Gb/s}。在此，接入底盘节点需要创建两个虚拟接入节点，分别是VAN1和VAN2，其中标识为VAN1的虚拟接入节点的需要的资源是4Gb/s，而标识为VAN2的虚拟接入节点的需要的资源是4.5Gb/s。因此，资源控制模块为VAN1分配的异构转发和处理模块是FPM2、FPM3{2Gb/s，2Gb/s}。资源控制模块为VAN2分配的异构转发和处理模块是FPM5{5Gb/s}。图2中的FPM5中的阴影部分示出了未使用的资源为0.5Gb/s。
为了更好地突出上述分配原理以及异构FPM组的优点，在下述例子中，我们将异构FPM组与同构FPM组以及单个FPM作比较。
在这个实施例中，同构转发和处理模块组包括5个相同的同构转发和处理模块，其资源分别为{4Gb/s，4Gb/s，4Gb/s，4Gb/s，4Gb/s}，而单个转发和处理模块的资源为20Gb/s。
表1示出了在异构FPM组、同构FPM组和单个FPM情况下的针对指示信息中的虚拟接入节点的资源要求1Gb/s至10Gb/s的资源利用率。
表1
根据表1，可以清楚地得出，相较于同构FPM组和单个FPM，使用异构FPM组能够实现较高的资源利用率，由此异构FPM组能够相较于其他机制提供更好的灵活性。
进一步地，在本发明的一个实施例中，为了便于分配异构FPM，在该资源控制模块中存储有异构FPM分配表，该表例如具有如下条目：
| VAN_ID | FPM_ID | Capacity used | List of VIs on both USS and NSS sides |
表2
如表2所示，表2中将包括虚拟接入网的标识(例如是电信的虚拟接入网的标识、联通的虚拟接入网的标识)、异构FPM的标识、异构FPM的已用资源以及异构FPM至用户侧交换模块和网络侧交换模块的虚拟接口标识。在此，资源控制模块将根据异构FPM分配表来获悉当前各个异构FPM利用情况，从而有利地为虚拟接入节点分配异构转发和处理模块。
例如，对于图2中的FPM2、FPM3和FPM5而言，
在表2中将如下记录：
| VAN_ID | FPM_ID | Capacity used | List of VIs on both USS and NSS sides |
| VAN_1 | FPM 2 | 2Gb/s | PIF_10和NVI_1 |
| VAN_1 | FPM 3 | 2Gb/s | PIF_11和NVI_2 |
| VAN_1 | FPM 5 | 4.5Gb/s | PIF_14和NVI_3 |
优选地，当指示信息中的虚拟接入节点的隔离度要求低于预定阈值时，资源控制模块可以进行软隔离策略，即为虚拟接入节点所分配的异构转发和处理模块不是由该虚拟接入节点单独占用的。这意味着不同的运营商(例如电信、联通)的虚拟接入节点可以共用同一个异构FPM上的资源。在此，可以通过针对不同的运营商的虚拟接入节点在该共享的异构FPM上设立在相应的虚拟接口来实现软隔离策略。例如如果电信的虚拟接入节点和联通的虚拟接入节点共用一个异构FPM，则将该FPM的端口上将分别设立对应于电信的虚拟接入节点和联通的虚拟接入节点的虚拟接口。
而当指示信息中的虚拟接入节点的隔离度要求高于预定阈值时，则资源控制模块可以进行硬隔离策略，即为虚拟接入节点所分配的异构转发和处理模块是由该虚拟接入节点单独使用的。从而每个运营商的虚拟接入节点都将占用不同的异构FPM。在硬隔离的策略下，可以不为异构FPM设立虚拟接口。在本申请文件中，为了阐述方便，对于软隔离策略和硬隔离策略，都将设立异构FPM的虚拟接口。
综上所述，通过引入软隔离策略和硬隔离策略，可以使得本发明在资源利用率上更灵活，更有针对性。
此外，优选地，为了进行上行传输/下行传输，用户侧交换模块将根据指示信息和所分配的异构转发和处理模块为每个虚拟接入节点预建有第一上行传输列表和第一下行传输列表。
具体地，用户侧交换模块将建立的第一上行传输列表包括虚拟接入网的标识VANET_ID、虚拟接入节点标识VAN_ID、源虚拟接口标识UVI_ID以及在用户侧交换模块侧的所分配的异构转发和处理模块的虚拟接口标识VI_ID。
在此，将仍通过图2中的实施例来对第一上行传输列表的创建进行描述。如上所述，在图2的实施例中，资源控制模块根据分配原则为虚拟接入节点VAN1分配了FPM2和FPM3，为虚拟接入节点VAN2分配了FPM5。一旦为虚拟接入节点分配了相应的异构FPM，则将在用户侧交互模块的第一上行传输列表中创建相应的条目。
在该实施例中，所创建第一上行传输列表如下：
| VANet_ID | VAN_ID | UVI_ID | VI_ID |
| VANet1 | VAN1 | UVI_1 | VI on PIF_10 |
| VANet1 | VAN1 | UVI_3 | VI on PIF_11 |
| VANet2 | VAN2 | UVI_5 | VI on PIF_14 |
| VANet2 | VAN2 | UVI_6 | VI on PIF_14 |
表3第一上行传输列表
其中，用户侧交换模块将利用指示信息中的虚拟接入网的标识(例如VANET1、VANET2)以及源虚拟接口标识(例如用户设备的虚拟接口标识)来分别构建第一列和第三列中的条目。此外，用户侧交换模块还根据虚拟接入节点的VAN_ID以及所分配的相应的异构FPM虚拟接入节点标识来构建第二列和第四列，从而形成第一上行传输列表。
例如参见图2，对于将建立的虚拟接入节点VAN1而言，其所处的虚拟接入网的标识为VANet1，其所对应的源虚拟接口标识为UVI_1和UVI_3。并且由于为虚拟接入节点VAN1分配了FPM2和FPM3，因此在用户侧交换模块侧的所分配的异构转发和处理模块的虚拟接口标识VI_ID为PIF_10和PIF_11上的虚拟接口。
而对于第一下行传输列表，其包括虚拟接入网的标识VANet_ID、源虚拟接口标识UVI_ID和在用户侧交换模块侧的线路终端的物理接口标识。在该实施例中，其具有如下形式：
| VANet_ID | UVI_ID | USS_port_user_side |
| VANet1 | UVI_1 | PIF_8 |
| VANet1 | UVI_3 | PIF_9 |
| VANet2 | UVI_5 | PIF_16 |
| VANet2 | UVI_6 | PIF_16 |
表4第一下行传输列表
在此，该下行传输列表可以通过自学习的方式根据信号流的走向而得出。例如对于该表中的第一和第二行，在上行传输时候，可以确定虚拟接入网的标识为VANET1的虚拟接入网的数据包是来自UVI_1以及UVI_3的源虚拟接口标识的，并且数据包是由在用户侧交换模块侧的线路终端的物理接口标识PIF_8以及PIF_9发送而来的。因此在建立第一下行传输列表时，可以自动地进行学习，由此将容易地将第一和第二行中的源虚拟接口标识UVI_ID确定为UVI_1以及UVI_3，并且将在用户侧交换模块侧的线路终端的物理接口标识确定为PIF_8以及PIF_9。
同样地，以类似的方式，也可以得出该实施例中的其他行中的条目。
进一步地，为了进行上行传输/下行传输，在网络侧交换模块也将根据指示信息和所分配的异构转发和处理模块为每个虚拟接入节点预建有第二上行传输列表和第二下行传输列表。将仍参照图2，按照上述实施例中的情况进行描述。
网络侧交换模块所建立的第二上行传输列表包括虚拟接入网的标识VANet_ID、目标虚拟节点标识VSN_ID、目标虚拟接口标识VI_ID、第二物理接口标识。在该实施例中，将创建第二上行传输列表如下：
| VANet_ID | VSN_ID | VI_ID | NSS_port_network_side |
| VANet1 | VSN1 | VSN1_VI1 | PIF7 |
| VANet2 | VSN2 | VSN2_VI1 | PIF7 |
表5第二上行传输列表
其中，网络侧交换模块将利用指示信息中的虚拟接入网的标识(例如VANET1、VANET2)以及目标虚拟节点标识(例如VSN1、VSN2)、目标虚拟接口标识(VSN1_V11、VSN2_V11)来分别构建第一列、第二列和第三列中的条目。此外，网络侧交换模块还根据第二物理接口标识(在该实施例中，仅有一个第二物理接口)来构建第四列，从而形成第一上行传输列表。
而对于第二下行传输列表，其包括虚拟接入网的标识VANET_ID、虚拟接入节点标识VAN_ID、在网络侧交换模块侧的所分配的异构转发和处理模块的虚拟接口标识VI_ID以及在所分配的异构转发和处理模块侧的网络侧交换模块的物理接口标识。在该实施例中，其具有如下形式：
| VANet_ID | VAN_ID | VI_ID | NSS_port_user_side |
| VANet1 | VAN1 | NVI_1 | PIF_12 |
| VANet1 | VAN1 | NVI_2 | PIF_13 |
| VANet2 | VAN2 | NVI_3 | PIF_15 |
表6第二下行传输列表
该下行传输列表可以通过自学习的方式根据信号流的走向而得出。例如对于该表中的第一和第二行，在上行传输时候，可以确定虚拟接入网的标识为VANET1的虚拟接入网对应的虚拟接入点标识为VAN1，并且虚拟接入网的标识为VANET1的虚拟接入网的数据包是来自在网络侧交换模块侧的所分配的异构转发和处理模块的虚拟接口标识NVI_1和NVI_2的，并且接收该上行数据包的在所分配的异构转发和处理模块侧的网络侧交换模块的物理接口标识为PIF_12和PIF_13。因此在建立第二下行传输列表时，可以进行自动地学习，将虚拟接入网的标识为VANET1的虚拟接入网对应的虚拟接入点标识VAN_ID确定为VAN1。此外，也可以容易地将第一和第二行中的在网络侧交换模块侧的所分配的异构转发和处理模块的虚拟接口标识VI_ID确定为NVI_1和NVI_2，并且将在所分配的异构转发和处理模块侧的网络侧交换模块的物理接口标识确定为PIF_12和PIF_13。
图4示出了根据本发明的一个实施例的在接入底盘节点中进行上行和/或下行传输的示意图。其中，图4中的异构FPM分配情况、虚拟接入节点的创建情况与图2中完全一致，在此就不再详述。
图5示出了在虚拟接入网中传输的数据包的结构。图6示出了在虚拟接入网中传输的数据包的虚拟层包头结构。
具体地，如图5所示，与现有技术相比，依据本发明的数据包包括物理层包头、数据链路层包头、虚拟层包头以及负载。并且如图6所示，该虚拟层包头包括虚拟接入网的标识VANet_ID、目标虚拟节点标识DEST_V(S/R/A)N_ID、目标虚拟接口标识DEST_VI_ID、源虚拟节点标识SRC_V(S/R/A)N_ID以及源虚拟接口标识SRC_VI_ID。
其中，如前所述，VANET_ID表示虚拟接入网的标识，例如来区分不同的虚拟接入网的运营商(例如电信、联通等)。目标虚拟节点标识DEST_V(S/R/A)N_ID用于指示该虚拟接入网中的下一跳，例如对于上行情况而言，其可以为交换底盘节点中的虚拟交换节点标识，对于下行情况而言，其可以为接入底盘节点中的虚拟接入节点标识。目标虚拟接口标识DEST_VI_ID用于指示该数据包将传输至哪个虚拟接口。源虚拟节点标识SRC_V(S/R/A)N_ID用于指示该数据包的源虚拟节点，例如对于上行情况而言，其可以为交换底盘节点中的虚拟交换节点标识，对于下行情况而言，其可以为接入底盘节点中的虚拟接入节点标识。源虚拟接口标识SRC_VI_ID用于指示该数据包来源于哪个虚拟接口。
参照图4，首先，将针对上行传输情况进行描述。在此，将以来自用户设备的虚拟接口UVI_3的数据包为例进行说明。
如图4中a处所示，接入底盘节点通过第一物理接口PIF4从用户设备的UVI_3虚拟接口接收数据包。该数据包将具有如下结构：
| PHY | DLL | VANet1 | VAN1 | UVI_3 | DATA |
其中，VANet1和VAN1分别是虚拟接入网的标识VANet_ID和目标虚拟节点标识DEST_V(S/R/A)N_ID。并且由于数据包来自虚拟接口UVI_3，所以源虚拟接口标识SRC_VI_ID为UVI_3。
对于用户设备至接入底盘节点的数据包而言，目标虚拟接口标识DEST_VI_ID将为空。这是因为接入底盘节点能够自己直接确定虚拟接入节点(在此例中为VAN1)对应的目标虚拟节点标识。例如可以通过先前来自基础设施提供商的指示信息中的目标虚拟节点标识来确定。此外，源虚拟节点标识SRC_V(S/R/A)N_ID也为空，这是因为在用户设备中并不存在虚拟节点。
接着如图4中b处所示，各个线路终端用于处理来自多个第一物理接口PIF1至PIF6的数据包并将经处理的数据包汇聚至用户侧交换模块。具体地，由于每个线路终端仅具有一个输出接口，因此在上行传输过程中，线路终端将所有经处理的数据包都汇往该接口。
在对数据包处理过程中，线路终端将去除该数据包中的物理层包头。在此，线路终端还将检测链路数据层包头，以将数据链路层信息(例如MAC、VLAN ID等)与稍后下行业务的物理接口相关联。因此，在稍后进行下行传输时，线路终端将知道哪个接口用于传输相应的下行数据包。
在此，仍以来自用户设备的UVI_3虚拟接口的数据包为例，线路终端将去除该数据包中的物理层包头，并将其传输至用户侧交换模块。
然后，如图4中c处所示，用户侧交换模块用于将来自线路终端的数据包传输至所分配的异构转发和处理模块。具体地，用户侧交换模块将使用数据包中的虚拟层包头中的信息，并根据在用户侧交换模块中预先创建的第一上行传输列表来定位将该数据包传输至哪个异构FPM的虚拟接口标识VI_ID。具体地，用户侧交换模块可以使用虚拟层包头中的虚拟接入网的标识VANet_ID、目标虚拟节点标识DEST_V(S/R/A)N_ID以及源虚拟接口标识SRC_VI_ID来从第一上行传输列表中定位异构FPM的虚拟接口标识VI_ID。
因此，在该实施例中，用户侧交换模块将以VANet1、VAN1和UVI_3在第一上行传输列表(即表3)中进行查询，从而定位出VI_ID为PIF_11上的虚拟接口。因此用户侧交换模块将数据包接着传输至该虚拟接口。
然后，参见图4中的d处，数据包到达相应的异构FPM。在此，不同的虚拟接入网的运营商能够对于其各自的虚拟接入节点实施不同的方案。例如，可以基于数据链路层包头中的智能桥接等模型来实施不同的转发方式。进一步地，在此，虚拟接入节点可以使用完全新的域，只要在虚拟接入网中的下一跳能够被毫无疑问地确定。这就意味着，各个虚拟接入网的运营商可以在此在数据链路层面定制并扩展自身的业务，而不影响数据包的转发。
与此同时，异构FPM将对其所接收的数据包的虚拟层包头中的目标虚拟节点标识、目标虚拟接口标识、源虚拟节点标识以及源虚拟接口标识进行更新。
以下仍以源自UVI_3的数据包为例，对该更新过程进行阐述。下面示出了更新过的数据包的结构：
| DLL | VANet1 | VSN1 | VSN1_VI1 | VAN1 | NVI_2 | DATA |
其中，目标虚拟节点标识、目标虚拟接口标识被更新为VSN1和VSN1_VI1，而源虚拟节点标识以及源虚拟接口标识被更新为VAN1和NVI_2。在此，可以根据先前接收的指示信息中的目标虚拟节点标识、目标虚拟接口标识以及源虚拟接口标识对目标虚拟节点标识、目标虚拟接口标识以及源虚拟接口标识进行更新。而源虚拟节点标识则被更新为当前的虚拟接入节点标识，在此为VAN1。接着，异构FPM将更新后的数据包传输至网络例交换模块。
接着，如图4中e处所示，网络侧交换模块从异构FPM接收数据包，并使用数据包的虚拟层包头中的信息来定位第二物理接口(在此，虽然在图4中仅示出了一个物理接口，但是在实际中可以设置多个备用物理接口)。然后，网络侧交换模块将数据包传输至相应的第二物理接口。
具体地，网络侧交换模块根据虚拟层包头中的虚拟接入网的标识、目标虚拟节点标识、目标虚拟接口标识来在第二上行传输列表中定位第二物理接口。例如，在该实施例中，通过使用VANet1、VSN1和VSN1_VI1来第二上行传输列表(表5)中定位出了第二物理接口PIF7。然后，网络侧交换模块将数据包传输至第二物理接口PIF7。
然后，如图4中f处所示，第二物理接口用于处理所接收的数据包并且其传输至相应的目标虚拟节点。具体地，在此，第二物理接口用于将物理层包头重新封装至所接收的数据包，并将其传输至目标虚拟节点，例如交换底盘节点中的虚拟交换节点。
现在，将仍参照图4，针对下行传输情况进行描述。
如图4中f处所示，第二物理接口从上一跳的虚拟节点接收数据包，该数据包结构形式也如图5和图6中所示。
以下示出了一个数据包的具体示例：
| PHY | DLL | VANet1 | VAN1 | NVI_2 | VSN1 | VSN1_VI1 | DATA |
第二物理接口将处理来自该数据包并将经处理的数据包传输至网络侧交换模块。具体地，第二物理节点将去除来自多个第一物理接口的数据包的物理层包头，并将去除物理层包头后的数据包传输至网络侧交换模块。
如图4中e处所示，网络侧交换模块接收来自第二物理接口的去除物理层包头后的数据包，并将该数据包传输至所分配的异构FPM模块。具体地，网络侧交换模块将使用数据包中的虚拟层包头中的信息，并根据在网络侧交换模块中预先创建的第二下行传输列表来定位将该数据包传输至哪个异构FPM的虚拟接口标识VI_ID。具体地，网络侧交换模块可以使用虚拟层包头中的虚拟接入网的标识VANet_ID、目标虚拟节点标识DEST_V(S/R/A)N_ID以及源虚拟接口标识SRC_VI_ID来从第二下行传输列表中定位在所分配的异构转发和处理模块侧的网络侧交换模块的物理接口标识。
因此，在该实施例中，用户侧交换模块将以VANet1、VAN1和NVI_2在第二下行传输列表(即表6)中进行查询，从而定位出在所分配的异构转发和处理模块侧的网络侧交换模块的物理接口标识，即表6中的PIF_13。然后，网络侧交换模块将数据包通过该物理接口传输至相应的异构FPM。
如图4中d处所示，数据包到达相应的异构FPM。在此，与上行情况类似，不同的虚拟接入网的运营商能够对于其各自的虚拟接入节点实施不同的方案。例如，可以基于数据链路层包头中的智能桥接等模型来实施不同的转发方式。进一步地，在此，与上行情况类似，虚拟接入节点可以使用完全新的域，只要在虚拟接入网中的下一跳能够被毫无疑问地确定。这就意味着，各个虚拟接入网的运营商可以在此在数据链路层面定制并扩展自身的业务，而不影响数据包的转发。
与此同时，异构FPM将对其所接收的数据包的虚拟层包头中的目标虚拟节点标识、目标虚拟接口标识、源虚拟节点标识以及源虚拟接口标识进行更新。
以下示出了更新过的数据包的结构：
| DLL | VANet1 | UVI_3 | VAN1 | DATA |
其中，由于下一跳为用户设备，所以不存在虚拟节点，因此目标虚拟节点标识为空。因为UVI_3为用户设备侧的虚拟接口标识，因此将目标虚拟接口标识更新为UVI_3。而源虚拟节点标识则被更新为当前的虚拟接入节点标识，在此为VAN1。并且源虚拟接口标识被更新为空。接着，异构FPM将更新后的数据包传输至用户侧交换模块。
然后，如图4中c处所示，用户侧交换模块用于将来自相应的FPM的数据包传输至相应的线路终端接口。具体地，用户侧交换模块将使用数据包中的虚拟层包头中的信息，并根据在用户侧交换模块中预先创建的第一下行传输列表来定位将该数据包传输至哪个线路终端的物理接口。
具体地，在该实施例中，用户侧交换模块将以虚拟层包头中的虚拟接入网的标识VANet1和目标虚拟接口标识UVI_3在第一下行传输列表(即表4)中进行查询，从而定位出在用户侧交换模块例的线路终端的物理接口标识为PIF_9。因此用户侧交换模块将数据包接着传输至该物理接口。
然后，如图4中b处所示，线路终端对接收自用户侧交换模块的数据包进行处理并将其经由相应的第一物理接口传输至相应的用户设备。
具体地，线路终端将物理层包头重新封装至来自用户侧交换模块的数据包，并且将该些分散至相应的第一物理接口。例如线路终端可以通过根据数据链路层中信息(例如，目标MAC或VLAN ID等)查询出对应的第一物理接口。在该实施例中，线路终端获悉UVI_3是来自第一物理接口PIF4的，因此下行的数据包将被传输至第一物理接口PIF4。
在图4中a处，第一物理接口PIF4将数据包进一步传输至相应的用户设备。
需要说明的是，上述实施例仅是示范性的，而非对本发明的限制。任何不背离本发明精神的技术方案均应落入本发明的保护范围之内，这包括使用在不同实施例中出现的不同技术特征，装置方法可以进行组合，以取得有益效果。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求；“包括”一词不排除其他权利要求或说明书中未列出的装置或步骤。
Claims (8)
1.一种用于创建多个虚拟接入节点的接入底盘节点，其包括：
多个第一物理接口，其用于与多个用户设备交互数据包；多个线路终端；用户侧交换模块；异构转发和处理模块组，其包括多个物理上分离的异构转发和处理模块，每个异构转发和处理模块具有用于虚拟接入节点的资源，其中至少存在两种异构转发和处理模块的资源；网络侧交换模块；以及资源控制模块；至少一个第二物理接口，其用于与目标虚拟节点交互数据包；
其中，所述资源控制模块用于根据指示信息为所述虚拟接入节点分配所述异构转发和处理模块，以使得在所分配的异构转发和处理模块的资源满足所述虚拟接入节点的资源要求的情况下，未使用的所述所分配的异构转发和处理模块的资源最小，并且用于根据所述所分配的异构转发和处理模块和所述指示信息为所述虚拟接入节点建立在所述多个第一物理接口、所述多个线路终端、所述用户侧交换模块、所述所分配的异构转发和处理模块、所述网络侧交换模块与所述第二物理接口之间的通路，以创建所述虚拟接入节点；
其中，当进行上行传输时，所述多个线路终端用于处理来自所述多个第一物理接口的数据包并将经处理的数据包汇聚至所述用户侧交换模块，所述用户侧交换模块用于将所述经处理的数据包传输至所述所分配的异构转发和处理模块，所述所分配的异构转发和处理模块用于对所述经处理的数据包进行更新并将经更新的数据包传输至所述网络侧交换模块，所述网络侧交换模块将所述经更新的数据包传输至相应的第二物理接口，所述第二物理接口用于处理所述经更新的数据包并将其传输至所述目标虚拟节点；
其中，当进行下行传输时，所述第二物理接口用于处理来自所述目标虚拟节点的数据包并将经处理的数据包传输至所述网络侧交换模块，所述网络侧交换模块将所述经处理的数据包传输至所述所分配的异构转发和处理模块，所述所分配的异构转发和处理模块用于对所述经处理的数据包进行更新并将经更新的数据包传输至所述用户侧交换模块，所述用户侧交换模块将所述经更新的数据包传输至相应的线路终端，所述线路终端对经更新的数据包进行处理并将其经由相应的第一物理接口传输至所述用户设备。
2.根据权利要求1所述的接入底盘节点，其特征在于，所述指示信息接收自基础设施提供商，并且所述指示信息包括：虚拟接入节点的资源要求、虚拟接入节点的隔离度要求、目标虚拟节点标识、目标虚拟接口标识、源虚拟接口标识以及虚拟接入网的标识。
3.根据权利要求2所述的接入底盘节点，其特征在于，当所述指示信息中的所述虚拟接入节点的隔离度要求低于预定阈值时，所述资源控制模块为所述虚拟接入节点所分配的异构转发和处理模块不是由该虚拟接入节点单独占用的，当所述指示信息中的虚拟接入节点的隔离度要求高于预定阈值时，所述资源控制模块为所述虚拟接入节点所分配的异构转发和处理模块是由该虚拟接入节点单独使用的。
4.根据权利要求3所述的接入底盘节点，其特征在于，在所述资源控制模块中存储有异构转发和处理模块分配表，所述异构转发和处理模块分配表包括虚拟接入网的标识、异构转发和处理模块的标识、异构转发和处理模块的已用资源以及异构转发和处理模块至用户侧交换模块和网络侧交换模块的虚拟接口标识，其中，所述资源控制模块根据所述异构转发和处理模块分配表来为所述虚拟接入节点分配所述异构转发和处理模块。
5.根据前述权利要求中任一项所述的接入底盘节点，其特征在于，所述用户侧交换模块根据所述指示信息和所述所分配的异构转发和处理模块为每个虚拟接入节点预建有第一上行传输列表和第一下行传输列表，其中，所述第一上行传输列表包括虚拟接入网的标识、虚拟接入节点标识、源虚拟接口标识以及在所述用户侧交换模块侧的所述所分配的异构转发和处理模块的虚拟接口标识，所述第一下行传输列表包括虚拟接入网的标识、源虚拟接口标识和在所述用户侧交换模块侧的线路终端的物理接口标识；
所述网络侧交换模块根据所述指示信息和所述所分配的异构转发和处理模块为每个虚拟接入节点预建有第二上行传输列表和第二下行传输列表，其中，所述第二上行传输列表包括虚拟接入网的标识、目标虚拟节点标识、目标虚拟接口标识、第二物理接口标识，所述第二下行传输列表包括虚拟接入网的标识、虚拟接入节点标识、在所述网络侧交换模块侧的所述所分配的异构转发和处理模块的虚拟接口标识以及在所述所分配的异构转发和处理模块侧的所述网络侧交换模块的物理接口标识。
6.根据权利要求5所述的接入底盘节点，其特征在于，所述数据包包括物理层包头、数据链路层包头、虚拟层包头以及负载，其中，所述虚拟层包头包括虚拟接入网的标识、目标虚拟节点标识、目标虚拟接口标识、源虚拟节点标识以及源虚拟接口标识。
7.根据权利要求6所述的接入底盘节点，其特征在于，当进行上行传输时，所述多个线路终端用于去除来自所述多个第一物理接口的所述数据包的物理层包头并将去除物理层包头后的数据包汇聚至所述用户侧交换模块，所述用户侧交换模块根据所述第一上行传输列表将所述去除物理层包头后的数据包传输至所述所分配的异构转发和处理模块，所述所分配的异构转发和处理模块更新所述数据包中的虚拟层包头中的目标虚拟节点标识、目标虚拟接口标识、源虚拟节点标识以及源虚拟接口标识，并且将经更新的数据包传输至所述网络侧交换模块，所述网络侧交换模块用于根据所述第二上行传输列表将经更新的数据包传输至第二物理接口，所述第二物理接口用于将物理层包头封装至所述经更新的数据包，并将其传输至目标虚拟节点。
8.根据权利要求6所述的接入底盘节点，其特征在于，当进行下行传输时，所述第二物理接口用于去除来自所述目标虚拟节点的所述数据包的物理层包头并将去除物理层包头后的数据包传输至所述网络侧交换模块，所述网络侧交换模块根据所述第二下行传输列表将所述去除物理层包头后的数据包传输至所述所分配的异构转发和处理模块，所述所分配的异构转发和处理模块更新所述数据包中的虚拟层包头中的目标虚拟节点标识、目标虚拟接口标识和所述源虚拟节点标识以及所述源虚拟接口标识，并且将经更新的数据包传输至所述用户侧交换模块，所述用户侧交换模块用于将物理层包头封装至所述经更新的数据包，并且根据所述第一下行传输列表将该数据包传输至第一物理接口，所述第一物理接口用于将该数据包传输至所述用户设备。
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