CN1567968A

CN1567968A - xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法

Info

Publication number: CN1567968A
Application number: CNA031425410A
Authority: CN
Inventors: 王建; 花锦
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2003-06-14
Filing date: 2003-06-14
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2023-06-14
Also published as: CN100525360C

Abstract

一种xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法，包括：xDSL终端使用PPP协议(如，ADSL终端通过PPPoE或PPPoA)跟局端设备进行通信，并协商PPP的各种配置参数；xDSL终端将获取的局端设备的配置参数通过DHCP协议传递给用户计算机；xDSL终端通过地址伪装的方式对业务流进行处理。本发明在用户计算机使用外置式以太网接口的xDSL(ADSL、VDSL等)终端的情况下，用户计算机可以实现自动配置，而且不需要在用户计算机上安装特别的拨号软件，也不会影响用户计算机的任何业务。

Description

xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法

技术领域

本发明涉及一种数字用户线(x Digital Subscriber Line，简称xDSL)终端处理业务流的方法，特别是指一种通过伪装地址的交互方式实现用户计算机的自动配置，且不影响用户计算机任何业务的方法，属于通信技术领域。

背景技术

xDSL技术，包括非对称数字用户环路(Asymmetrical Digital SubscriberLoop，简称ADSL)技术、甚高速DSL(Very HighSpeed DSL或Very High RateDSL，简称VDSL)等。它们是当前流行的高速互联网接入技术，用户使用xDSL技术接入到互联网的过程中，一般会涉及到三类设备：

a、用户计算机，例如：用户的PC机；

b、xDSL终端，xDSL终端有各种形式，比如外置式(根据接口又可以分成以太网接口、USB接口等)和内置式(插卡方式，通过插卡方式直接和相应的设备连接)；

c、局端设备，即xDSL终端所连接和通信设备；由于该设备通常放置在运营商的机房内，故统称为局端设备；局端设备并不一定是单一的设备，比如：可能为数位用户回路接入多工器(Digital Subscriber Line Access Multiplexer，简称DSLAM)、宽带接入服务器(Broadband Access Server，简称BAS)等。

除了跟用户上网业务直接相关的这三类设备外，还有网络管理设备，其通过SNMP/TELNET/FTP等协议，对网络中的设备进行管理。因特网上的网络管理主机在对局端设备或终端设备进行操作维护时，是网络管理设备；用户计算机在对xDSL终端进行操作维护时，可以看成是网络管理设备。

下面主要以ADSL为例来介绍xDSL的相关技术。

用户的计算机在使用外置式以太网接口的ADSL终端上网时，ADSL终端主要工作方式有桥接工作方式和路由器工作方式。

ADSL终端工作在桥接方式下，将用户计算机的以太网报文适配到异步传输模式(Asynchronous TransferMode，简称：ATM)报文。在这种方式下，用户计算机可能有两种工作方式：

A、ADSL终端工作在桥接方式，用户计算机在以太网上运行互联网协议(Internet Protocol，简称IP)协议，用户计算机的IP及以上层协议由局端设备进行处理，用户计算机和ADSL终端的协议栈如图1所示：

B、ADSL终端工作在桥接方式，用户计算机在以太网上运行以太网上的点对点协议(Point-to-Point Protocol over Ethernet，简称PPPoE)协议，用户计算机的PPPoE及以上层协议由局端设备进行处理，用户计算机和ADSL终端的协议栈如图2所示，桥接方式下，ADSL终端通过以太网协议跟用户计算机进行通信，通过ATM桥接方式跟局端设备进行通信。

当用户计算机大量使用外置式以太网接口的ADSL终端时，运营商为了实现用户的自动配置，一般会在其局端设备和终端之间通过PPP(通过PPPoE或PPPoA来承载)协议来完成。这些配置参数包括：IP地址、网关地址、域名服务器(Domain Name Server，简称：DNS)地址等。

如果用户计算机在以太网上运行IP协议，那么，用户需要在计算机上手工配置IP、网管、DNS等地址信息。要使用上述的技术实现自动配置，一个办法是在局端设备上实现DHCP服务器，这种方式下，需要要求局端设备实现DHCP服务器的功能，但仍然存在流量和上网时间上对用户不透明的问题，在计费上可能产生纠纷；另一个选择，也是当前运营商大量采用的方法是：在用户的计算机上安装PPPoE拨号软件(即用户计算机在以太网上运行PPPoE协议)，在很多操作系统中，PPPoE不随操作系统(例如美国微软公司的Windows 95/98操作系统)提供，需要另行购买；而由第三方开发的软件，跟现行的操作系统之间还常常可能发生兼容性的问题，因此会降低用户计算机的稳定性。

如果ADSL终端工作在路由器方式下，用户计算机的将ADSL终端看成是一个路由器。这种方式下，用户计算机和ADSL终端的协议栈如图3所示，当用户计算机大量使用外置式以太网接口的ADSL终端时，运营商为了实现用户的自动配置，一般会与终端之间通过PPP(通过PPPoE或PPPoA来承载)协议来完成。而用于配置的参数包括：IP地址、网关地址、DNS服务器地址等。

在ADSL终端工作在路由器方式时，局方分配的IP地址由ADSL终端持有，对普通的用户而言，局方不再特别为用户计算机考虑IP地址，因此，用户计算机需要使用私网地址，通过ADSL终端进行一次地址转换(NAT或NAPT)，但是，地址转换会修改IP报文中的内容，影响用户计算机使用某些业务。

在使用VDSL终端时，要解决计费上可能引起的纠纷，仍然需要使用PPPoE，仍然会遇到跟ADSL终端相同的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法，不需要在用户计算机上安装特别的拨号软件，就可以实现用户计算机上的自动配置，并且不影响用户计算机的任何业务。

本发明的目的是这样实现的：xDSL终端在跟局端设备使用PPP进行通信，获取相应配置参数，并将这些配置参数通过动态主机配置协议(DynamicHost Configuration Protocol，简称：DHCP)，传递给用户计算机，并对其进行自动配置；xDSL终端通过地址伪装的方式对用户计算机和局端设备之间的业务流进行处理。

具体而言，首先，xDSL终端使用PPP协议(下层可能使用其他协议承载，比如在ADSL的情况下，可以通过PPPoE或PPPoA)跟局端设备进行通信，并协商PPP的各种配置参数；然后，xDSL终端通过DHCP协议对用户计算机进行配置；最后，当xDSL终端对用户计算机的报文进行转发时，用户计算机向因特网发送的报文首先发送到以太网上；xDSL终端接收该报文，并将该报文中的IP包承载到PPP协议上，通过PPP协议向局端设备发送；或者，当局端设备向用户计算机IP地址发送报文时，由xDSL终端先行接收该报文，xDSL终端取出PPP报文中承载的IP报文，将IP报文承载到以太网上，并将该以太网报文的源MAC地址设置成xDSL终端自己的MAC地址，目的MAC地址设置成用户计算机的MAC地址，并将报文发送给用户计算机。

xDSL终端在通过DHCP协议配置用户计算机时，用户计算机的网关地址有两种实现方式：

方式(1)：网关地址是xDSL终端在PPP协商时获得的对端(局端)IP地址，它也同时对应于xDSL终端的以太网接口地址，这种情况下，用户发往因特网的报文会首先发往xDSL终端的以太网接口；

方式(2)：网关地址是用户计算机地址，即网关地址是用户计算机自身的IP地址；这种情况下，用户发往因特网的报文会发送到以太网上，目的MAC地址是用户计算机的MAC地址，由于以太网是一个广播型的网络，所以，用户计算机和xDSL终端都会收到该报文；当用户计算机收到报文后，发现目的IP地址不是其自身地址，会自动将该报文丢弃。当xDSL终端在以太网上看到有用户计算机发往其自身MAC地址的报文时，则将其视作发往xDSL终端以太网接口的报文进行接收，并进行转发处理。

在xDSL终端上，还可以设置存储单元，用于保存用户上网的时间和流量信息。保存的信息可以是明细上网记录、或者是总的统计信息、或者是分段统计信息(比如统计每月的上网时间和流量)、或者是暂存统计信息(可以通过手工进行复位)。通过这些信息，可以跟局端记录的信息进行核对。

本发明通过在用户计算机上运行IP协议，并通过DHCP客户端向xDSL终端申请动态配置参数实现了如下的技术效果：在用户计算机使用外置式以太网接口的ADSL终端的情况下，用户计算机可以实现自动配置，而且不需要在用户计算机上安装特别的拨号软件，也不会影响用户计算机的任何业务。

附图说明

图1为本发明以ADSL为例的现有技术之一的协议栈示意图；

图2为本发明以ADSL为例的现有技术之二的协议栈示意图；

图3为本发明以ADSL为例的现有技术之三的协议栈示意图；

图4为本发明以ADSL为例的的协议栈示意图；

图5为本发明的流程图；

图6为本发明用户计算机、xDSL(以ADSL为例)终端与局端设备通信的连接关系示意图。

具体实施方式

以下以ADSL终端为例，结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明：

ADSL终端上通过PPP(通过PPPoE或PPPoA来承载)来获取用户侧配置参数，ADSL终端通过DHCP将此配置参数传递给用户计算机，ADSL终端通过伪装，处理来自用户计算机和局端设备的各种数据流。

参见图4，本发明的用户计算机和ADSL终端之间的协议栈如下：

在用户计算机上，运行IP协议，并通过DHCP客户端向ADSL终端申请动态配置参数；在ADSL终端上，通过PPP协议(基于PPPoE或PPPoA)与局端设备通信，在PPP协议之上运行IP协议，与用户计算机通信一侧的协议栈使用DHCP服务器向用户分配IP地址，向用户计算机分配IP地址，在IP层上同时运行地址伪装功能。

因此，在局端设备看起来，用户计算机是直接使用PPP(通过PPPoE或PPPoA)协议跟局端设备相连，而在用户计算机看来，ADSL终端的地址是局端设备的地址。

参见图5，本发明一实施例的工作流程如下：

1、ADSL终端跟局端设备的连接；具体的连接方式是：ADSL终端使用PPP协议(通过PPPoE或PPPoA)跟局端设备进行通信，并协商PPP的各种参数，比如：本端(用户计算机)IP地址、DNS服务器地址、对端(局端)IP地址等等；

2、ADSL终端对用户计算机的配置参数；在跟局端设备连接之后，ADSL终端获取了相关的配置参数，ADSL终端将这些配置参数通过DHCP协议传递给用户计算机，对该用户计算机进行自动配置；而这些被传递的配置参数包括：用户端IP地址、网关地址、DNS服务器地址等等；

其中，用户计算机IP地址是xDSL终端通过PPP协议协商获得的本端IP地址；

DNS服务器地址则可以是如下的任意一个地址：xDSL终端在PPP协商时获得的DNS服务器地址(使用局端配置的DNS服务器地址)，或者是用户在xDSL上手工配置的DNS服务器的地址(即，使用用户手工配置的DNS服务器地址)；

用户计算机的网关地址可以是：(1)xDSL终端在PPP协商时获得的对端(局端)IP地址，它也同时对应于xDSL终端的以太网接口地址；或者，(2)用户计算机地址，当xDSL终端在以太网上看到有用户计算机发往其自身MAC地址的报文时，将其视作发往xDSL终端以太网接口的报文进行接收，并进行转发处理。也就是说：网关地址有两种可能，但不管哪种情况，因为以太网是一个共享型的网络，xDSL终端都能收到。

3、当用户计算机发送到以太网上的报文是业务流，而不是对ADSL终端的管理类的信令流时，ADSL终端通过地址伪装的方式对业务流进行处理，具体的处理包括如下的两方面内容：

1)ADSL终端对用户计算机发来报文的转发

用户计算机向外部的因特网发送报文时，会根据上述步骤从DHCP协议中获取的网关地址，将报文向该网关地址发送；ADSL终端在处理因特网端口时需要进行地址伪装，使得用户计算机将其因特网端口的地址看作局端地址。具体的处理过程是：

用户计算机向因特网发送报文时，会将报文发送到以太网上。在网关地址是xDSL终端通过PPP协商获得的局端IP地址的情况下，如果用户计算机不知道网关地址所对应的MAC(媒体访问控制，Media Access Control)层地址，则在发送报文之前通过地址解析协议(Address Resolution Protocol，简称：ARP)在以太网上进行询问；当用户计算机通过ARP协议在以太网上询问其网关地址所对应的MAC地址时，ADSL终端通过ARP协议答复用户计算机，将自己的MAC地址作为网关地址所对应的MAC地址，并以此进行地址伪装。

参见图6，通过上述的伪装处理，在用户计算机和ADSL通信这一侧，用户计算机通过以太网和ADSL终端通信，ADSL终端自动配置用户计算机的用户计算机IP地址，而用户计算机将ADSL终端的以太网地址看作为局端设备的IP地址，这样ADSL终端将自己伪装成了用户计算机的网关，用户计算机会将发往因特网的报文通过以太网发送到ADSL终端。ADSL终端将该报文接收后，将该报文中的IP包承载到PPP协议上，并通过PPP协议向局端设备发送。

如果用户计算机的网关地址是用户计算机的IP地址(即网关地址是其自身地址)，那么，用户计算机会将发往因特网的报文发送到以太网上，目的MAC地址是用户计算机自身的MAC地址，由于以太网是一个广播型的网络，xDSL终端可以接收到该报文，并该报文中的IP包承载到PPP协议上，通过PPP协议向局端设备发送。对用户计算机而言，同样会接受该报文，但由于目的地址不是用户计算机的地址，所以，用户计算机的网络层协议栈会自动丢弃该报文。

2)ADSL终端对局端设备发来报文的转发

参见图6，由于PPP连接是由ADSL终端与局端设备建立的，所以，局端设备看到的IP地址格局是：ADSL终端通过ADSL协议通信，局端设备将ADSL终端的IP地址当作用户计算机的IP地址，因此，局端所有发往用户计算机IP地址的报文，都会首先由ADSL终端接收，ADSL终端收到从局端设备发来报文后，取出PPP报文中承载的IP报文，再将IP报文承载到以太网上，并将该以太网报文的源MAC地址设置成该ADSL终端的MAC地址，同时，ADSL终端将其目的MAC地址设置为用户计算机的MAC地址，并将报文发送给用户计算机。

上述实施例中，ADSL终端和局端设备的连接，可以由ADSL终端根据某些条件自动发起，例如：ADSL终端上电启动后开始跟局端进行连接；或者，以太网接口启动后开始跟局端进行连接；也可以由用户计算机的DHCP协议报文来激发ADSL终端跟局端设备进行连接。在ADSL终端对用户计算机配置参数之前，如果ADSL终端收到从局端发来的报文，可以先对这些报文进行缓存，或者直接丢弃这些报文。在以太网上，一个报文的最大长度是有限制的，可以而对报文长度的限制可以通过PPP协议协商最大传输单元，或者通过对IP报文进行分片。本发明中的一个ADSL终端同时只连接一台用户计算机，不能支持一个ADSL终端下面连接多个计算机。

一般情况下，ADSL终端需要一个IP地址，用于用户计算机对其进行维护，这个地址通常是出厂配置的私网地址，用户也可以通过命令修改该地址。因此，在本发明中，当用户计算机发送给ADSL终端的为网络管理(如：操作维护等)类的信令流时，ADSL终端不按照上述的方法处理所收到的信息流。

ADSL终端与局端设备可以在用户计算机通过DHCP释放IP地址的时候解除；也可以在ADSL终端的以太网接口失效的时候解除；而用户计算机与ADSL终端之间可以通过网线直接连接，也可以通过集线器或以太网交换机进行连接。

在VDSL(或其他xDSL)的情况下，终端在跟局端连接的下层协议有所不同，但PPP协议及以上层是相同的，因此，不再详述VDSL(或其他xDSL)的情况。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1、一种xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法，其特征在于：该方法包括如下的处理步骤：

步骤1：xDSL终端跟局端设备的连接；

步骤2：xDSL终端对用户计算机进行配置；

步骤3：xDSL终端判断所接收的信息流，如果该信息流是用户访问因特网的业务流时，xDSL终端通过地址伪装的方式对业务流进行处理。

2、根据权利要求1所述的xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法，其特征在于：所述的步骤1具体为：xDSL终端使用PPP协议跟局端设备进行通信，并协商PPP的各种配置参数；所述的配置参数至少包括用户计算机IP地址和局端IP地址；还可以包括DNS服务器地址。

3、根据权利要求1所述的xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法，其特征在于：所述的步骤2具体为：xDSL终端将步骤1获取的局端设备的配置参数通过DHCP协议传递给用户计算机；其中，用户计算机IP地址是xDSL终端通过PPP协议协商获得的本端IP地址；DNS服务器地址为xDSL终端在PPP协商时获得的地址或用户在xDSL上手工配置的地址；用户计算机的网关地址是xDSL终端在PPP协商时获得的局端IP地址或用户计算机地址。

4、根据权利要求1所述的xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法，其特征在于：xDSL通过地址伪装的方式对业务流的处理为：基于地址伪装对用户计算机发来报文进行转发；或基于地址伪装对局端发往用户计算机的报文进行转发。

5、根据权利要求4所述的xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法，其特征在于：所述的基于地址伪装对用户计算机发来报文进行转发的步骤具体为：用户计算机向因特网发送的报文首先发送到通过DHCP协议获得的用户计算机的网关地址；xDSL终端接收该报文，并将该报文中的IP包承载到PPP协议上，通过PPP协议向局端设备发送。

6、根据权利要求5所述的xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法，其特征在于：用户计算机需要向外部的因特网发送报文时，如果不知道网关地址所对应的MAC层地址，则在发送报文之前通过ARP在以太网上进行询问，xDSL终端将自己的MAC地址作为网关地址，并将该地址告知用户计算机，以此进行地址伪装。

7、根据权利要求4所述的xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法，其特征在于：所述的基于地址伪装对局端发往用户计算机的报文进行转发的步骤具体为：局端所有发往用户计算机IP地址的报文，都先由xDSL终端接收，xDSL终端取出PPP报文中承载的IP报文，将IP报文承载到以太网上，并将该以太网报文的源MAC地址设置成自己的xDSL终端的MAC地址、目的MAC地址设置成用户计算机的MAC地址，并将报文发送给用户计算机。

8、根据权利要求1所述的xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法，其特征在于：xDSL终端与局端设备的连接至少通过如下的条件自动发起：xDSL终端上电或以太网接口启动；或者由用户计算机的DHCP协议报文来激发xDSL终端跟局端设备的连接。

9、根据权利要求1所述的xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法，其特征在于：在xDSL终端对用户计算机配置之前，如果xDSL终端收到从局端发来的报文，则对该报文进行缓存，或者丢弃这些报文。

10、根据权利要求1所述的xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法，其特征在于：所述的xDSL终端同时只连接一台用户计算机。

11、根据权利要求1所述的xDSL终端处理用户计算机和局端设备间业务流的方法，其特征在于：所述的xDSL终端设有网络管理设备对其进行维护的IP地址，用于网络管理设备对其发送进行管理的信令流。