CN1183726C - 基于多协议标签交换虚拟私有网络网关的组网方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于多协议标签交换虚拟私有网络网关的组网方法，该方法首先在本地互联网接入服务商(ISP)网络与上一级ISP网络或其它ISP网络之间设置一台或多台多协议标签交换虚拟私有网络(MPLS VPN)网关，然后按照网络的技术形态，将MPLS VPN网关与本地ISP网络连接，将MPLS VPN网关与上一级或其它ISP的网络连接，同时将MPLS VPN网关与用户网络的用户边缘路由器(CE)设备连接，最后在MPLS VPN网关上启用相应功能、提供MPLS VPN业务；上述方案可使ISP在不修改现有的网络结构的前提下，通过充分利用现有网络的接入能力，以较小的投资代价，快速提供MPLS VPN业务能力、提高市场竞争力，保护ISP的投资。

Description

基于多协议标签交换虚拟私有网络网关的组网方法
技术领域
本发明涉及一种网络的构建方法，具体地说涉及到采用多协议标签交换虚拟私有网络(MPLS VPN)网关的组网方法。
背景技术
VPN(Virtual Private Network，虚拟私有网络)，是企业或特定用户群体利用公共网络(如运营商的网络资源)来构建自己的私有网络、以满足自身应用需求；通过VPN，企业或特定用户群体可在其分支机构、远程用户、商业伙伴等之间建立安全、可靠的连接、低成本地传输数据。传统的VPN网络是建立在IP技术基础上的，即IP VPN。它使用IP网络设施对专用广域网仿真，是企业或特定用户群体利用公共IP网络来构建自己的私有网络；IP VPN是通过一些IP隧道机制来实现的，如L2TP(二层隧道协议)等，VPN用户的数据通过隧道来传输。然而IP VPN网络的配置、管理复杂，可扩展性差。
MPLS(Multiprotocol Label Switching，多协议标记交换)技术，是将第三层的IP技术与第二层的硬件交换技术结合在一起，使用一个定长的标记作为分组在MPLS网络中传输时所需处理的唯一标志；这种技术兼具了IP的灵活性、可扩展性与ATM(异步传输模式)等硬件交换技术的高性能、服务质量(QoS)能力、流量控制能力；采用MPLS技术，不仅能够解决当前网络存在的大量问题，如QoS、组播以及VPN支持等，而且能够实现许多崭新的功能，如流量工程、显示路由等，因此MPLS是一种理想的IP骨干网络技术。
MPLS/BGP VPN，是一种在公共网络中使用MPLS技术和边界网关协议(BGP协议)来提供IP VPN业务，其网络结构参考图1。图1中，互联网接入服务商(ISP)的网络由P设备和PE设备组成。
P(Provider Router，骨干网核心路由器)，主要负责MPLS转发。PE(Provider Edge Router，骨干网边缘路由器)，是MPLS/BGP VPN业务的实现主体，它为每一个VPN用户站点(SITE)维护一个独立的路由表，通过BGP完成VPN拓扑的发现以及VPN内部路由的学习。CE(Custom Edge Router，用户边缘路由器)，是一台普通的路由器，将VPN用户的一个SITE连接至PE，无需支持任何MPLS或VPN的信令及协议。
一个VPN用户包含多个SITE，每个SITE可以是一组网络或子网，一个VPN内部的多个SITE通过ISP的MPLS网络实现三层互联、由ISP的MPLS网络负责各SITE之间的路由及转发。
但目前各ISP在提供MPLS/BGP VPN业务时面临如下问题：如果采用MPLS/BGP VPN网络结构，就要求各ISP网络由P设备和PE设备组成，以全面支持MPLS技术并具备MPLS/BGP VPN能力，而实际上目前很多ISP现有网络的技术形态是多样的(包括路由器组网、ATM交换机组网或以太网交换机组网等多种方式)、很多原有的设备不具备MPLS能力，在这些网络中并不存在相应的P设备和PE设备完成相应的MPLS/BGP VPN功能，如果这些ISP欲提供MPLS/BGP VPN业务，需要对现有网络进行大规模升级和改造，这不但影响现有业务的提供，同时需要投入大量资金建设大量的PE设备覆盖用户网络。上述问题已经严重制约的MPLS/BGP VPN业务的开展和普及。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多协议标签交换虚拟私有网络(MPLS VPN)网关的组网方法，使用该方法可以不修改ISP现有的网络结构，以最小的投资，快速提供MPLS/BGP VPN业务。
为达到上述目的，本发明提供的基于多协议标签交换虚拟私有网络网关的组网方法，该方法包括下述步骤：
步骤1：在本地互联网接入服务商(ISP)网络与上一级ISP网络或其它ISP网络之间设置一台或多台多协议标签交换虚拟私有网络(MPLS VPN)网关；
步骤2：按照网络的技术形态，将MPLS VPN网关与本地ISP网络连接，将MPLS VPN网关与上一级或其它ISP的网络连接，同时将将MPLS VPN网关与用户网络的用户边缘路由器(CE)设备连接；
步骤3：在MPLS VPN网关上启用相应功能、提供MPLS VPN业务。
在步骤1中按照MPLS VPN的业务量设置MPLS VPN网关。
所述MPLS VPN网关与本地ISP网络连接采用IP方式、局域网(LAN)、虚拟局域网方式(VLAN)或异步传输模式的永久虚连接(ATMPVC)方式。
所述MPLS VPN网关与上一级或其它ISP的网络连接同时支持IP协议和多协议标签交换(MPLS)协议。
所述MPLS VPN网关与用户网络的CE设备连接通过物理直连的形式实现。
所述MPLS VPN网关与用户网络的CE设备连接，也可以是通过物理直连的形式将CE设备接入到ISP的原有网络，再通过ISP原有网络连接到MPLS VPN。
所述MPLS VPN网关与用户网络的CE设备连接包括物理直连和利用ISP原有网络建立二层方式及三层方式的连接。
本发明所述方法，在ISP原有网络的基础上，通过设置MPLS VPN网关构建了一个MPLS VPN的业务平面，做到了网络业务平面与数据转发平面分离，使原有网络专注于用户的接入、数据的转发，新增的网络专注于MPLS VPN业务的提供；这样，使得ISP在不修改现有的网络结构的前提下，通过充分利用现有网络的接入能力，以较小的投资代价，快速提供MPLS VPN业务能力、提高市场竞争力，保护ISP的投资。
附图说明
图1是现有的MPLS VPN网络结构图；
图2是采用本发明所述方法构建的MPLS VPN网络结构图；
图3是本发明所述方法实施例流程图。
具体实施方式
下面以本发明应用BGP协议为例，结合附图对本发明作进一步说明。
本发明所述方法的实质，以ISP现有网络为基础，以其作为网络的数据转发平面，在其上叠加了一个业务网，构成网络的业务平面，即在ISP的现有网络与其他ISP网络的交界处部署少量的MPLS VPN网关，充分利用现有网络的接入能力，将用户网络以物理直连、二层方式或三层方式等多种方式连接到MPLS VPN网关上，由MPLS VPN网关完成所有本地MPLS/BGP VPN的业务处理，提供MPLS/BGP VPN业务能力，以达到不修改现有网络的结构、保护并减低ISP的投资，快速提供MPLS/BGP VPN业务、提高市场竞争力的目的。
图3是本发明所述方法实施例流程图。按照图1，首先经步骤1在本地互联网接入服务商(ISP)网络与上一级ISP网络或其它ISP网络之间设置一台或多台多协议标签交换虚拟私有网络(MPLS VPN)网关；设置的MPLS VPN网关的数量按照MPLS VPN的业务量确定。MPLSVPN网关设置完毕后，在步骤2按照网络的技术形态，将MPLS VPN网关与本地ISP网络连接，将MPLS VPN网关与上一级或其它ISP的网络连接；具体说，MPLS VPN网关与本地ISP网络连接采用IP方式、局域网(LAN)、虚拟局域网方式(VLAN)或异步传输模式的永久虚连接(ATM PVC)方式，例如：当ISP网络为以太网组网时，可采用LAN/VLAN方式；当ISP网络为ATM组网时，可采用ATM PVC方式；当ISP网络为路由器组网时，可采用IP方式。如果要提供跨越ISP本地网络的MPLS/BGP VPN业务，则必须建立该连接，该连接要求同时具备支持IP和MPLS能力；本ISP网络的MPLS VPN网关与上一级或其它ISP的设备互联(该设备要求支持MPLS及MPLS/BGP VPN的相关信令与协议)，这个设备与现有的MPLS VPN网络的本ISP网络上行连接的上一级或其它ISP设备可以是同一个设备；当放置多个MPLS VPN网关时，上连方式可采用独立放置或依托放置。在步骤3将MPLS VPN网关与用户网络的用户边缘路由器(CE)设备连接，所述MPLS VPN网关与用户网络的CE设备连接可以通过物理直连的方式(可以是通过各类的物理链路，包括以太网、数字数据网(DDN)传输、ATM等)将CE直接接入到MPLS VPN网关中，也可以先将用户网络的CE设备就近通过物理直连的方式接入到ISP的原有网络、再利用ISP原有网络的接入能力连接到MPLS VPN中，具体包括：
二层方式(链路层连接)，例如用户CE可利用ISP原有ATM或局域网交换(LANSWITCH)网络的ATM PVC或LAN/VLAN透传等方式接入到MPLS VPN网关中。
三层方式(网络层互联)，例如用户CE可利用ISP原有IP网络的GRE(通用路由封装)、IPSEC(IP安全)、L2TP(二层传输协议)等隧道技术接入到MPLS VPN网关中。
最后执行步骤4，在MPLS VPN网关上启用相应功能、提供MPLS VPN业务。对于MPLS VPN网关来说，所有的接入方式与通过物理链路直接连接是等同的；当用户的CE通过各种方式接入到MPLS VPN网关后，启动相应功能，与PE设备的配置方式一样；当跨越多个ISP提供MPLS/BGP VPN业务时，本地ISP网络的MPLS VPN网关，与其连接其他ISP的设备的关系，就是MPLS/BGP VPN组网模型中“PE-P”的关系。
按照上述方法构建的网络结构参考图2。图2中，MPLS VPN网关可以是图2中的一台标准的PE设备，它需要具备丰富的接入特性，以多种方式接入CE；MPLS VPN网关构成网络的业务平面，负责MPLS/BGP VPN业务的实施。在图2中，
X，代表路由器设备、以太网交换机设备或ATM设备等，它无需支持任何MPLS或MPLS/BGP VPN的信令及协议；MPLS VPN网关方法对原有网络的技术形态没有要求，可以是路由器组网、ATM交换机组网或以太网交换机组网等多种方式；X构成网络的数据转发平面，负责用户的接入和数据的转发。
Y，代表CE设备与ISP网络设备(X)和MPLS VPN网关设备之间的连接，还可以是ISP网络设备(X)与MPLS VPN网关设备之间的连接；Y可以代表多种方式的连接，包括IP方式、LAN/VLAN方式或ATM PVC方式。
Z，可代表MPLS VPN网关设备之间以及MPLS VPN网关设备与上一级或其它ISP设备(要求支持MPLS及MPLS/BGP VPN的相关信令与协议)的连接，这种连接要求同时支持IP及MPLS。
图2中，CE可以以多种方式接入MPLS VPN网关设备，包括物理直连、二层方式(链路层连接)、三层方式(网络层互联)，由MPLSVPN网关完成所有本地ISP网络的MPLS/BGP VPN的业务处理、提供MPLS/BGP VPN业务能力。
考虑到要提供跨越多个ISP的MPLS/BGP VPN业务的提供，本ISP网络的MPLS VPN网关要与上一级或其它ISP的设备互联(该设备要求支持MPLS及MPLS/BGP VPN的相关信令与协议)，这个设备与原来本ISP上行连接的上一级或其它ISP设备是同一个设备；当跨越多个ISP提供MPLS/BGP VPN业务时，本地ISP网络的MPLS VPN网关，与其连接其他ISP的设备的关系，就是MPLS/BGP VPN组网模型中“PE-P”的关系。
当MPLS/BGP VPN业务量增加时，可以逐步增加放置MPLS VPN网关设备，可采用两种方式：独立放置，各MPLS VPN网关间彼此独立，下行采用Y、上行采用Z；依托放置，对新增的MPLS VPN网关，下行仍采用Y，上行采用Z连接已经存在的MPLS VPN网关设备。

Claims (7)

1、一种基于多协议标签交换虚拟私有网络网关的组网方法，该方法包括下述步骤：
步骤1：在本地互联网接入服务商网络与上一级互联网接入服务商网络或其它互联网接入服务商网络之间设置一台或多台多协议标签交换虚拟私有网络网关；
步骤2：按照网络的技术形态，将多协议标签交换虚拟私有网络网关与本地互联网接入服务商网络连接，将多协议标签交换虚拟私有网络网关与上一级或其它互联网接入服务商的网络连接，同时将多协议标签交换虚拟私有网络网关与用户网络的用户边缘路由器设备连接；
步骤3：在多协议标签交换虚拟私有网络网关上启用多协议标签交换和边界网关协议的相应功能、提供多协议标签交换虚拟私有网络业务。
2、根据权利要求1所述的基于多协议标签交换虚拟私有网络网关的组网方法，其特征在于，在步骤1中按照多协议标签交换虚拟私有网络的业务量设置多协议标签交换虚拟私有网络网关。
3、根据权利要求2所述的基于多协议标签交换虚拟私有网络网关的组网方法，其特征在于，所述多协议标签交换虚拟私有网络网关与本地互联网接入服务商网络连接采用IP方式、局域网、虚拟局域网方式或异步传输模式的永久虚连接方式。
4、根据权利要求3所述的基于多协议标签交换虚拟私有网络网关的组网方法，其特征在于，所述多协议标签交换虚拟私有网络网关与上一级或其它互联网接入服务商的网络连接同时支持IP协议和多协议标签交换协议。
5、根据权利要求4所述的基于多协议标签交换虚拟私有网络网关的组网方法，其特征在于，所述多协议标签交换虚拟私有网络网关与用户网络的用户边缘路由器设备连接通过物理直连的形式实现。
6、根据权利要求4所述的基于多协议标签交换虚拟私有网络网关的组网方法，其特征在于，所述多协议标签交换虚拟私有网络网关与用户网络的用户边缘路由器设备连接，是通过物理直连的形式将用户边缘路由器设备接入到互联网接入服务商的原有网络，再通过互联网接入服务商原有网络连接到多协议标签交换虚拟私有网络。
7、根据权利要求5或6所述的基于多协议标签交换虚拟私有网络网关的组网方法，其特征在于，所述多协议标签交换虚拟私有网络网关与用户网络的用户边缘路由器设备连接包括物理直连和利用互联网接入服务商原有网络建立链路层连接及网络层连接。
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Patentee before: Huawei Technologies Co., Ltd.

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050105

Termination date: 20110805