CN1728714B - 一种用于IPv4网络和IPv6网络互通的方法 - Google Patents

一种用于IPv4网络和IPv6网络互通的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于IPv4网络和IPv6网络的互通方法，针对现有IPv4网络和IPv6网络的互通方法的不足加以改进，提出在网络层的IP与各种物理层之间引入一层新的数据链路层协议——数据链路规程(DLP)，利用DLP的目的地址码和源地址码来表示IP包的目的IP地址和源IP地址的转发等价类，用IP包的转发等价类作为数据链路层地址实现IP包的二层转发与交换从而实现IPv4网络和IPv6网络的在数据链路层的互通，具有IP包转发效率高、安全可靠，有流量工程能力、有50毫秒保护倒换功能，实现与分组话音网络的兼容等特点，可使现有IP网络平滑过渡到下一代统一电信级公用网。

Description

一种用于IPv4网络和IPv6网络互通的方法
技术领域
本发明涉及因特网的数据传送领域，它是一种用于因特网协议第4版本(英文缩写为IPv4)与因特网协议第6版本(英文缩写为IPv6)网络互通的方法，具体为一种如何在IPv4网络上传送IPv6以及在IPv6网络上传送IPv4的方法，本发明提出的构想主要用于各种路由器(核心或者高端交换路由器、边缘或者汇聚交换路由器、接入交换路由器)、基于分组(包)交换的各种高/中/低端以太网交换机、多业务传送平台(英文缩写为MSTP)、用户端综合接入设备以及与因特网有关的各种互联互通设备。
背景技术
目前，全世界因特网技术采用的是1980年定义的因特网协议第4版本，英文缩写为IPv4，也有简称为IP的，近年来，因特网在全世界得到飞速的发展，但随着因特网的高速发展，现有的因特网(IPv4)技术本身的问题逐步暴露出来，如缺少IP地址，IP网络缺少安全机制、转发效率低下等，为了适应市场对因特网的需要，因特网标准的制订机构——因特网工程任务组(英文缩写为IETF)在上世纪90年代中期起就在制订下一代因特网的标准，新一代因特网协议标准为因特网协议第6版本，英文简写为IPv6，IPv6对IPv4进行了不少的改进，如采用128位地址，采用扩展报头，采用了安全处理等，但是IPv6与IPv4互不兼容，导致现有的IPv4网络不能直接升级到IPv6。为了实现IPv4和IPv6的互通，业界提出了两种实现IPv4和IPv6互通的方法，一种是采用隧道技术，另外一种是采用双堆栈技术。其中第一种采用隧道技术的方法是在IPv6与IPv4网络的入口节点(隧道入口点)首先把整个IPv6数据包作为IPv4的净荷数据封装到IPv4包的净荷字段中，然后封装了IPv6数据包的IPv4包象通常的IPv4包一样在IPv4网络中传送、处理，在IPv6的网络出口节点(隧道的出口点)从IPv4包中提取IPv6数据包，这样IPv6包在IPv4网络中的传送就象通过一个隧道一样。第二种采用双堆栈技术的方法是在节点(主机或者路由器)支持IPv4和IPv6两种协议栈，处理IP包时依据IP包报头中的版本字段值确定IP包属于哪一类，如果是IPv4包就按照IPv4方式处理，如果是IPv6包就按照IPv6处理。
这两种方法虽然都可以实现IPv4和IPv6的互通，但都存在一些缺陷和不足，主要体现在：
(1)对于第一种采用隧道技术方法，由于是把整个IPv6数据包作为IPv4的净荷封装到IPv4中，这样实际相当于对上层数据进行了两次IP封装处理，首先把数据封装到IPv6，然后再封装到IPv4，这样不仅增加了处理层次，增加了开销，而且实现起来技术十分复杂。
(2)对于第二种采用双堆栈技术方法，首先必须保证网络的所有节点都支持双堆栈技术，每个网络节点都支持IPv4和IPv6的协议栈，只要网络的某个节点只支持IPv4或者只支持IPv6则不能实现IPv4和IPv6网络的互通，而世界上目前的IP网络节点设备绝大部分只支持IPv4，如果采用双堆栈技术实现IPv4和IPv6网络的互通，必须全部更换网络节点设备，这样用户原有的网络投资全部报废，实际操作起来显然是不可能的。
(3)对于第二种采用双堆栈技术的方法，要求节点设备配置两套IP协议栈，一套用于IPv4另外一套用于IPv6，这样实现起来十分复杂，众所周知，虽然IP比其他技术如ATM(异步转移模式)简单一些，但实际实现起来也十分复杂，为了使一个网络节点设备能够处理、转发IP包需要进行很多的协议处理，如除了IP协议外还有各种路由协议、用户数据报协议等，采用双堆栈技术，相当于要求节点设备同时能够处理两套协议的集合，实际实现起来将十分复杂。
(4)这两种互通方法都是仅仅解决了IPv4和IPv6网络的互通问题，即如何在IPv4网络上传送IPv6或者在IPv6网络上传送IPv4的问题，对于IP网络本身的一些固有问题如转发效率低、没有流量工程能力、缺少安全功能、没有网络保护倒换功能等的解决没有任何帮助。
(5)在多业务互通方面，这两种互通的方法都是设想用IP来承载数据、话音和视频等多种业务，但由于IP网络本身有很多的缺陷和不足，仅仅依靠IP技术本身实际证明不足以构造下一代电信级的统一公用网，这两种互通方法无助于与将来的分组话音网络、分组视频网络的互通，采用上述IPv4和IPv6互通方法的网络中，传统的话音业务与IP网业务是分开的，而现在普遍认为未来的统一公用网将采用分组交换技术，可以实现话音、IP数据和视频的传送，这些适配方法对于如何实现分组化话音业务和分组化视频(电视)业务，使分组化话音业务和分组化电视业务与IP网络的融合等方面没有任何帮助。
发明内容
本发明的目的是针对现有IPv4和IPv6网络互通方法的不足和缺陷而设计一种新型的IPv4和IPv6网络互通方法，一方面可以实现IPv4和IPv6网络的互通，另一方面又可以实现位于网络层的IP与各种物理层的适配，使各种物理网络上能够直接传送IP，同时解决现有IP网络的一些缺陷和不足，为IP网络提供一种高速、高效转发IP包的机制，为IP网络提供快速保护倒换功能，提供流量工程能力，提供网络安全功能，可以实现与未来分组话音传送网络的兼容，使现有的IP网络以及现有的话音网络平滑过渡到下一代采用分组交换技术的统一的电信级公用网，实现电信传输和交换的统一，这样极大的降低网络构建成本。
本发明的目的是通过如下措施来达到的：通过在位于网络层的IP与物理层之间引入一层新型的数据链路层协议——数据链路规程(英文缩写为DLP)，一方面利用这一新型的数据链路层协议实现IPv4网络和IPv6网络的互通，解决现有IPv4网络和IPv6网络的互通方法存在的不足和缺陷，另一方面利用这一新型数据链路层协议来实现包括因特网协议第四版(IPv4)和因特网协议第六版(IPv6)在内的因特网协议与各种物理层设施的直接适配，以及分组话音业务和分组视频业务与各种物理层设施的直接适配，从而实现因特网、电话网和电视网络的三网融合，在数据链路层统一整个通信网，使现有的包括IP网络在内的各种通信网络平滑过渡到下一代统一电信级公用网，用这一新型的数据链路层协议实现IPv4和IPv6网络的互通时把IPv4和IPv6作为对等的不同类别的上层业务处理，把IPv4和IPv6业务仅仅视为DLP承载的上层业务的一部分，利用这一新型的数据链路层协议定义的分级的、兼容现有电话号码体系的目的地址码和源地址码来表示IP(IPv4或者IPv6)包的目的IP(IPv4或者IPv6)地址和源IP(IPv4或者IPv6)地址的转发等价类，用IP(IPv4和IPv6)包的转发等价类作为二层的数据链路层地址即作为这一新型数据链路层协议帧的目的地址码和源地址码代替三层IP(IPv4或者IPv6)地址实现IP(IPv4和IPv6)包的二层转发与交换，从而实现IPv4与IPv6网络在二层(数据链路层)的互通，用这一新型数据链路层协议作为实现因特网协议第四版本(英文缩写为IPv4)以及因特网协议第六版本(英文缩写为IPv6)与各种物理层设施的融合与适配的数据链路层协议，数据链路层与网络层间的通信以及物理层与数据链路层间的通信都通过原语来实现，利用这一新型数据链路层协议提供的安全机制来保证IP(IPv4和IPv6)包在网络传送过程中的安全，用所述的新型数据链路层协议中定义的数据帧来传送来自上层的各种业务数据，定义的控制帧来实现网络的包括拓扑发现、2层保护倒换、故障管理、配置管理和性能管理等在内的网络控制管理，定义的流量管理帧来实现网络的流量工程管理。
按照本发明提供的方法，其特征在于，通过在位于网络层的IP与物理层之间引入一层新型的数据链路层协议——数据链路规程(英文缩写为DLP)，一方面利用这一新型的数据链路层协议实现IPv4网络和IPv6网络的互通，解决现有IPv4网络和IPv6网络的互通方法存在的不足和缺陷，另一方面利用这一新型数据链路层协议来实现包括因特网协议第四版(IPv4)和因特网协议第六版(IPv6)在内的因特网协议与各种物理层设施的直接适配，以及分组话音业务和分组视频业务与各种物理层设施的直接适配，从而实现因特网、电话网和电视网络的三网融合，在数据链路层统一整个通信网，使现有的包括IP网络在内的各种通信网络平滑过渡到下一代统一电信级公用网，用这一新型的数据链路层协议实现IPv4和IPv6网络的互通时把IPv4和IPv6作为对等的不同类别的上层业务处理，把IPv4和IPv6业务仅仅视为DLP承载的上层业务的一部分，用这一新型数据链路层协议作为数据链路层协议实现因特网协议第四版本(英文缩写为IPv4)以及因特网协议第六版本(英文缩写为IPv6)与各种物理层设施的融合与适配，数据链路层为网络层提供的服务采用不确认式信息传送服务模式，对发送的数据不作任何确认式操作，数据链路层为网络层提供的服务通过“数据链路-数据-请求(英文为DL_DATA.request)”、“数据链路-数据-指示(英文为DL_DATA.indication)”、“数据链路-控制-请求(英文为DL_CONTROL.request)”、“数据链路-控制-指示(英文为DL_CONTROL.indication)”等4个原语来实现，物理层为数据链路层(DLP)提供的服务通过两个原语：“物理链路-数据-请求(英文为PL_DATA.request)”、“物理链路-数据-指示(英文为PL_DATA.indication)”来实现，在发送端，当有IP包(IPv4或者IPv6)需要发送时，调用DL_DATA.request(数据链路-数据-请求)原语，该原语包括一系列参数，这些参数用来确定所述的新型数据链路层协议帧报头各字段以及净荷字段的值，在接收端，当所述的新型数据链路层协议客户实体要接收数据时，所述的新型数据链路层协议实体激活DL_DATA.indication原语，该原语指示输入帧的接收状态和输入帧各字段 的值，如果网络层需要所述的新型数据链路层协议提供网络控制功能，调用数据链路-控制原语：“数据链路-控制-请求(DL_CONTROL.request)”和“数据链路-控制-指示(DL_CONTROL.indication)”原语，这两个原语包括一系列的操作码和参数，通过这两个原语可提供网络控制功能，如网络拓扑发现、2层保护倒换、配置管理、故障管理、性能管理等，在发送端，当有数据需要从数据链路层发送到物理实体时，所述的新型数据链路层协议实体激活PL_DATA.request原语，在接收端当有数据要从物理实体发送所述的新型数据链路层协议实体时，激活PL_DATA.indication原语，各原语的语义如下：
(1)DL_DATA.request(
DestinationAddressCode，
SourceAddressCode，
DLPServiceData，
FrameLength，
ServiceType，
NetworkTopology，
Security，
FrameSequenceNumber，
SPI)
DL_DATA.request原语含有9个参数，各参数的含意分别为：DestinationAddressCode表示目的地址码，该参数依据发送IP包报头中的目的IP地址确定IP包的转发等价类，用来生成所述的新型数据链路层协议帧报头中的目的地址码字段值，SourceAddressCode表示源地址码，该参数用来依据发送IP包报头中的源IP地址确定IP包的转发等价类，用来生成所述的新型数据链路层协议帧报头中的源地址码字段值，DLPServiceData表示要发送的客户信号即整个IP包(分组)，用来生成所述的新型数据链路层协议帧中净荷字段值，FrameLength参数确定所述的新型数据链路层协议帧的总长度，ServiceType参数指示所述的新型数据链路层协议客户层信号的业务类型，它用来生成所述的新型数据链路层协议帧报头中业务类型字段值，Security参数指示是否对所述的新型数据链路层协议客户信号进行加密、认证处理，所述的新型数据链路层协议实体用它来确定所述的新型数据链路层协议帧报头中的安全字段值，FrameSequenceNumber参数指示要所述的新型数据链路层协议帧的帧序列号(FSN)，所述的新型数据链路层协议实体用它来确定所述的新型数据链路层协议帧报头中的FSN字段值，NetworkTopology参数指示网络节点的网络拓扑，所述的新型数据链路层协议实体用它来确定所述的新型数据链路层协议帧报头中拓扑字段值，SPI(SPI为安全参数索引的英文缩写)参数是一个可选项，用来确定如果对IP包进行加密、认证处理时在通信两端建立的安全关联，用来确定所述的新型数据链路层协议帧中的安全参数索引(SPI)字段值，
(2)DL_DATA.indication(
DestinationAddressCode，
SourceAddressCode，
DLPServiceData，
ServiceType，
FrameLength，
ReceptionStatus，
NetworkTopology，
Security，
FrameSequenceNumber，
SPI)
DL_DATDA.indication原语参数的语义如下：DestinationAddressCode表示目的地址码，该参数确定输入的述的新型数据链路层协议帧报头中的目的地址码字段值，SourceAddressCode表示源地址码，该参数确定输入所述的新型数据链路层协议帧报头中的源地址码字段值，DLPServiceData确定输入所述的新型数据链路层协议帧净荷字段值，ReceptionStatus指示输入帧的接收状态，如果输入帧的FCS(帧校验序列)字段 没有发生错误，ReceptionStatus的值为FCS_ERROR_FREE，否则，如果输入帧发生错误，则ReceptionStatus值为FCS_ERROR，ServiceType参数指示输入所述的新型数据链路层协议帧的业务类型字段值，FrameLength参数确定输入所述的新型数据链路层协议帧的总长度，Security参数指示输入所述的新型数据链路层协议帧是否进行了加密、认证处理，它指示输入所述的新型数据链路层协议帧的Security字段值，FrameSequenceNumber参数指示所述的输入帧的FSN，NetworkTopology参数指示输入所述的新型数据链路层协议帧中拓扑字段值，SPI参数用来指示所述输入帧的安全参数索引字段值，
(3)数据链路-控制-请求(DL_CONTROL.request)原语
数据链路-控制-请求(DL_CONTROL.request)原语的格式为DL_CONTROL.request(操作码，请求操作数列表)，其中操作码包括拓扑发现请求(英文为TOPOLOGY_DISCOVERY_REQ)、2层保护倒换请求(英文为L2PS_REQ)、配置请求(英文为CONFIGURATION_REQ)、故障查询请求(英文为FAULT_INQUIRY_REQ)、性能查询请求(英文为PERFORMANCE_INQUIRY_REQ)等，各操作码的具体操作数列表如下：拓扑发现请求(TOPOLOGY_DISCOVERY_REQ)操作码的请求操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、拓扑发现请求帧净荷数据等5个，2层保护倒换请求(L2PS_REQ)操作码的请求操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、2层保护倒换请求帧净荷数据等5个，配置请求(CONFIGURATION_REQ)操作码的请求操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、配置请求帧净荷数据等5个，故障查询请求(FAULT_INQUIRY_REQ)操作码的请求操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、故障查询请求帧净荷数据等5个，性能查询请求(PERFORMANCE_INQUIRY_REQ)操作码的请求操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、性能查询请求帧净荷数据等5个，各操作数中的目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号等参数的含义与数据链路-数据-请求原语对应的参数含义一样，
(4)数据链路-控制-指示(DL_CONTROL.indication)
数据链路-控制-指示(DL_CONTROL.indication)原语的格式为DL_CONTROL.indication(操作码，指示操作数列表)，其中操作码包括拓扑发现响应指示(英文为TOPOLOGY_DISCOVERY_RESPONSE_IND)、2层保护倒换响应指示(英文为L2PS_RESPONSE_IND)、配置响应指示(英文为CONFIGURATION_RESPONSE_IND)、故障查询响应指示(英文为FAULT_INQUIRY_RESPONSE_IND)、性能查询响应指示(英文为PERFORMANCE_INQUIRY_RESPONSE_IND)等，各操作码的具体操作数列表如下：拓扑发现响应指示(TOPOLOGY_DISCOVERY_RESPONSE_IND)操作码的指示操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、拓扑发现响应帧净荷数据等5个，2层保护倒换响应指示(L2PS_RESPONSE_IND)操作码的指示操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、2层保护倒换响应帧净荷数据等5个，配置响应指示(CONFIGURATION_RESPONSE_IND)操作码的指示操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、配置响应帧净荷数据等5个，故障查询响应指示(FAULT_INQUIRY_RESPONSE_IND)操作码的指示操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、故障查询响应帧净荷数据等5个，性能查询响应指示(PERFORMANCE_INQUIRY_RESPONSE_IND)操作码的指示操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、性能查询响应帧净荷数据等5个，各操作数中的目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号等参数的含义与数据链路-数据-指示原语对应的参数含义一样，
(5)物理链路-数据请求(PL_DATA.request)
PL_DATA.request(Userdata)，该原语只有一个参数，该参数为用户数据，英文为Userdata，
(6)物理链路-数据指示(PL_DATA.indication)
PL_DATA.indication(Userdata)，该原语只有一个参数，该参数为用户数据，英文为Userdata。
按照本发明提供的方法，其特征在于，用所述的新型数据链路层协议实现因特网协议第四版本和第六版本的互通，可以在现有的各种物理链路上直接传送IPv4或者IPv6包，物理层可以是现有通信网络中的任何一种有线或者无线物理链路，这些物理链路包括ITU-T G.702定义的全部速率范围的PDH、G.707定义的从低阶虚容器到高阶虚容器以及同步传递模式的全部速率范围的SDH，ITU-T G系列定义的全部波长速率的波分复用(英文缩写为WDM)和光传送网(英文缩写为OTN)、IEEE 802.3定义的全部速率的以太网(包括IEEE802.3的以太网、IEEE802.3u的快速以太网、IEEE802.3z的千兆以太网、IEEE802.3ae的10G以太网)、各种数字用户线(英文缩写为xDSL)、包括GSM(全球数字移动电话系统)和各种CDMA(码分多址)在内的第二、2.5以及第三代移动通信链路，IEEE 802.11定义的各种无线局域网(英文缩写为WLAN)链路(具体包括：IEEE 802.11a(5GHz)、IEEE 802.11b(2.4GHz)、IEEE 802.11g(2.4GHz))，IEEE 802.15定义的无线个人网，IEEE802.16定义的各种无线城域网链路(包括IEEE 802.16a(2-11GHz)、IEEE 802.16c(10-66GHz))。
按照本发明提供的方法，其特征在于，通过定义一个新型的数据链路层协议——数据链路规程(DLP)，一方面利用这一新型的数据链路层协议实现IPv4网络和IPv6网络的互通，解决现有IPv4网络和IPv6网络的互通方法存在的不足和缺陷，另一方面利用这一新型数据链路层协议来实现包括因特网协议第四版(IPv4)和因特网协议第六版(IPv6)在内的因特网协议与各种物理层设施的直接适配，以及分组话音业务和分组视频业务与各种物理层设施的直接适配，从而实现因特网、电话网和电视网络的三网融合，在数据链路层统一整个通信网，使现有的包括IP网络在内的各种通信网络平滑过渡到下一代统一电信级公用网，所述的新型数据链路层协议帧的帧定界是依靠该数据链路层协议帧最开始一定长度内的比特信息构成的特定相互关联关系(构成某种特定编码关系)来实现的，在所述的新型数据链路层协议帧中定义一个帧长度(英文为Frame Length，FL)字段用来以字节形式标识所述的新型数据链路层协议帧的总长度，定义一个帧长度校验(英文为Frame Length Check，FLC)字段用来对帧长度字段进行校验并进行单比特错误或者2比特错误纠错处理同时利用这两个字段比特构成的这种特定校验编码关系实现该数据链路层协议帧的帧定界，定义一个业务类型(英文为Service Type，ST)字段用来标识净荷字段封装的业务类型，从而实现多业务的封装，同时规定不同的业务类型具有不同的优先级，定义一个拓扑字段(英文为NetworksTopology，NT)来标识网络节点的拓扑类型，定义一个安全(英文为Security)字段用来标识是否对封装的净荷进行加密、认证处理，定义一个分级的目的地址码(英文为Destination Address Code，DAC)和源地址码(英文为Source Address Code，SAC)来标识封装业务数据包的二层目的地址和源地址，定义一个扩展报头(英文为Extension Header，EH)字段来标识是否对净荷进行扩展处理，定义一个填充长度字段用来以字节形式表示如果需要进行填充处理如对净荷进行认证、加密处理时填充的长度，定义一个帧序列号(英文为Frame Sequence Number，FSN)字段用来标识所述的新型数据链路层协议帧的发送序列，定义一个安全参数索引(英文为Security Parameter Index，SPI)来标识对净荷数据进行认证加密处理时通信两端建立的安全关联，定义一个净荷(英文为Payload)字段来封装来自上层的各种业务，定义一个帧校验序列(英文为Frame Check Sequence，FCS)字段来对所述的新型数据链路层协议帧进行校验，在所述的新型数据链路层协议帧中定义一类数据帧来传送来自上层的各种业务数据，定义流量管理帧来实现网络的流量工程管理，定义控制帧来实现网络的包括拓扑发现、2层保护倒换、故障管理、配置管理和性能管理等在内的网络控制管理，这三种不同类型的帧由所述的新型数据链路层协议帧中的类型字段来标识，具体如下：定义帧长度(英文缩写为FL)字段长度为16比特，定义帧长度校验字段(英文缩写为FLC)长度为15比特，使FL和FLC字段比特构成BCH(31，16)码(BCH为博斯-乔赫里-霍克文黑姆码的英文缩写)，DLP帧利用这种关系来实现DLP帧的帧定界并对FL出现的单比特或者2比特错误进行纠错处理，BCH(31，16)码的生成多项式为G(x)＝x15+x11+x10+x9+x8+x7+x5+x3+x2+x+1，初始化值为0，这里x15 对应最高有效位(英文缩写为MSB)，x0对应最低有效位(英文缩写为LSB)，DLP帧利用DLP帧前面31比特(FL字段和FLC字段)的特定编码关系来实现DLP帧的定界，DLP帧定界过程依据有限状态机来实现，有限状态机包括三个状态：搜索(英文为HUNT)态、预同步(英文为PRESYNC)态、同步(英文为SYNC)态，有限状态机工作流程图如下：(1)在搜索态，DLP处理对接收到的31比特进行逐比特搜索寻找正确格式的FL和FLC关系，在这种状态下，BCH码不具有对FL字段和FLC字段的单比特错误或者2比特错误更正功能，一旦在接收到的31比特中找到正确的候选FL和FLC匹配关系值，即可假定确定了一个正确的DLP帧，接收处理进入预同步(英文为PRESYNC)状态，(2)在PRESYNC态，DLP处理通过逐帧搜索处理来实现DLP帧定界，依据上一步逐比特搜索找到的FL和FLC正确匹配值，即可假定搜索到一个正确的DLP帧，然后依据该帧各字段关系可以确定下一帧的FL和FLC字段值，并依据他们的关系确定他们是否匹配，然后再下一帧，一旦连续确定DELTA(DELTA为一个参数，它是一个大于0的 正整数)个正确的DLP帧，DLP接收处理进入同步态，反之，如果随后一帧的FL和FLC字段值不匹配，进入搜索态，此时，BCH码不具有对FL字段和FLC字段的单比特错误或者2比特错误更正功能，从搜索态进入同步态需要连续搜索到DELTA+1个正确的DLP帧，(3)在同步态，DLP处理通过一个帧的FL和FLC字段关系可以确定下一个DLP帧的开始，然后可以实现一帧一帧的解析，在这种状态下FLC具有单比特错误或者2比特错误纠错功能，如果发生多个比特(超过2比特错误)错误，则帧定界失效，成帧处理进入搜索态，并给客户适配处理发出客户服务器信号失效(英文缩写为SSF)指示，(4)DLP空帧参与帧定界处理，并随后丢弃空帧，DLP帧定界处理的健壮性与DELTA值有关，本发明建议DELTA值为1，在FLC后定义一个长度为1比特的保留字段留作将来使用(一直设置为0)，定义业务类型字段长度为8比特，共计可识别28＝256种业务类型，其中最高有效位为0时表示封装的是低优先级的普通数据业务(如普通IP数据业务)，最高有效位为1时表示DLP净荷字段封装的业务为高优先级的实时业务(如电话、实时视频业务)，DLP业务处理的优先级从高到低的顺序依次为：控制帧＞流量管理帧＞实时业务(实时话音、视频或者其他实时业务)＞数据业务(IP v4/IP v6)，DLP网络处理队列首先处理高优先级的业务，业务类型字段的用法如表1所示，
表1业务类型字段的用法
业务类型字段的二进制值 用法
00000000～00000011 保留
00000100 IPv4数据
00000101 移动IPv4数据
00000110 IPv6数据
00000111 移动IPv6数据
00001000～00111111 保留给其他数据服务
01000000 10Mbps以太网
01000001 100Mbps以太网
01000010 10/100Mbps以太网
01000011 千兆以太网
01000100～01111111 保留
10000001 控制帧
10000010 流量管理帧
10000011 实时固定本地电话(市内电话)业务
10000100 实时固定国内长途电话业务
10000101 实时固定国际长途电话业务
10000110 实时固定本地可视电话(市内电话)业务
10000111 实时固定国内长途可视电话业务
10001000 实时固定国际长途可视电话业务
10001001 实时固定电话呼叫本地移动(市内电话)业务
10001010 实时固定电话呼叫移动国内长途电话业务
10001011 实时固定电话呼叫国际移动长途电话业务
10001100 实时固定电话呼叫本地移动可视电话业务
10001101 实时固定电话呼叫移动国内长途可视电话业务
10001110 实时固定电话呼叫国际移动长途可视电话业务
10001111 实时移动国内话音业务
10010000 实时移动国际话音业务
10010001 实时移动国内可视话音业务
10010010 实时移动国际可视话音业务
10010011  实时视频业务(广播式电视)
10010100  实时视频业务(单播式电视)
10010101  基于IPv4的实时业务
10010110  基于IPv6的实时业务
10010111  基于移动IPv4的实时业务
10011000  基于移动IPv6的实时业务
10011001  G.702 PDH电路仿真业务：异步电路1544千比特/秒
10011010  G.702 PDH电路仿真业务：异步电路2048千比特/秒
10011011  G.702 PDH电路仿真业务：异步电路6312千比特/秒
10011100  G.702 PDH电路仿真业务：异步电路8448千比特/秒
10011101  G.702 PDH电路仿真业务：异步电路34368千比特/秒
10011110  G.702 PDH电路仿真业务：异步电路44736千比特/秒
10011111  G.702 PDH电路仿真业务：同步电路1544千比特/秒
10100000  G.702 PDH电路仿真业务：同步电路2048千比特/秒
10100001  G.702 PDH电路仿真业务：同步电路6312千比特/秒
10100010  G.702 PDH电路仿真业务：同步电路8448千比特/秒
10100011  G.702 PDH电路仿真业务：同步电路34368千比特/秒
10100100  G.702 PDH电路仿真业务：同步电路44736千比特/秒
10100101  G.702 PDH电路仿真业务：139264千比特/秒
10100111  G.707 SDH电路仿真业务：C-11，1648千比特/秒
10101000  G.707 SDH电路仿真业务：C-12，2224千比特/秒
10101001  G.707 SDH电路仿真业务：C-2，6832千比特/秒
10101010  G.707 SDH电路仿真业务：C-3，48384千比特每秒
10101011  G.707 SDH电路仿真业务：C-4，149760千比特每秒
10101100  G.707 SDH电路仿真业务：VC-11，1664千比特每秒
10101101  G.707 SDH电路仿真业务：VC-12，2240千比特/秒
10101110  G.707 SDH电路仿真业务：VC-2，6848千比特/秒
10101111  G.707 SDH电路仿真业务：VC-3，48960千比特/秒
10110000  G.707 SDH电路仿真业务：VC-4，150336千比特/秒
10110001  G.707 SDH电路仿真业务：TU-11，1728千比特每秒
10110010  G.707 SDH电路仿真业务：TU-12，2304千比特每秒
10110011  G.707 SDH电路仿真业务：TU-2，6912千比特每秒
10110100  G.707 SDH电路仿真业务：TU-3，49152千比特每秒
10110101  G.707 SDH电路仿真业务：AU-3，50304千比特每秒
10110110  G.707 SDH电路仿真业务：AU-4，150912千比特每秒
10110111  G.707 SDH电路仿真业务：STM-0，51480千比特/秒
10111001  G.707 SDH电路仿真业务：STM-1/OC-3c，155520千比特/秒
10111010  G.707 SDH电路仿真业务：STM-4 OC-12c，600080千比特/秒
10111011  G.707 SDH电路仿真业务：STM-16，/OC-48c 2488320千比特/秒
10111100  DVB，MPEG-1传送比特流
10111101  DVB，MPEG-2传送比特流
10111110  DVB，MPEG-4传送比特流
10111111～11111111  保留给其他实时业务
定义拓扑字段长度为4比特，其中二进制值“0001”表示总线结构，二进制值“0010”表示星形结构，二 进制值“0011”表示树形拓扑结构，二进制值“0100”表示环形拓扑结构，二进制值“0101”表示网格(Mesh)拓扑结构，其他值保留给将来使用，对于环形拓扑和网格拓扑，本发明提供50毫秒保护倒换功能，定义安全字段长度为4比特，其中二进制值“0000”表示不对上层业务进行任何加密、认证处理，二进制值为“0001”表示对来自上层的业务数据进行加密处理，二进制值“0010”表示对来自上层的业务数据进行认证处理，二进制值“0100”表示对来自上层的业务数据进行加密和认证处理，其他值保留将来使用，定义目的地址码长度为64比特，定义源地址码字段长度为64比特，目的地址码和源地址码采用相同的分级结构，都由国家码(英文为Country Code，CC)、国内地区码(英文为National Region Code，NRC)、节点代码(英文为Node Area Code，NAC)和用户代码(英文为User Code，UC)4个字段组成，每个字段长度为16比特，其中国家码表示上层业务的第一级转发标签，国内地区码表示上层业务的第二级转发标签，节点代码表示上层业务的第三级转发标签，用户代码表示上层业务的第四级转发标签，定义扩展报头字段长度为8比特，其中二进制值为“00000000”表示没有扩展报头，其他值保留将来使用，定义填充长度字段长度为8比特，用来以字节形式标识进行填充处理时DLP净荷字段填充的长度，定义帧序列号字段长度为16比特，用来对发送的DLP帧进行序列标记，该字段值从0开始对发送的DLP帧进行序列标记，直到最大值，如果FSN达到最大值，发送处理器清除寄存器的值，并且从0开始重新计数，以保证DLP帧能够按照正确顺序转发发送、接收处理，同时FSN也提供抗重放功能，定义安全参数索引字段长度为16比特，该字段是可选的，其值是任意的，与DLP目的地址码结合使用唯一地标识该DLP帧所属的安全关联(英文为Security Association，SA)，其中SPI值为0保留给本地、特定实现使用，十进制的1～255由IANA(IANA为Internet Assigned Numbers Authority的英文缩写)保留给将来使用，其他值由通信双方依据采用的加密认证算法来确定，定义净荷字段长度为0～65535字节，用来封装来自网络层的整个IP包，定义填充数据(该字段是可选的)字段长度为0～255字节，具体值与采用的加密认证算法有关，其值由加密认证算法确定，定义一个认证数据字段(该字段是可选的)来存放认证处理时生成的认证数据，认证数据字段值与采用的认证算法有关，其值由具体的认证算法确定(生成)，定义帧校验序列(Frame Check Sequence，FCS)字段长度为32比特，用来对数据链路层协议帧(DLP帧)中部分报头字段内容以及封装的净荷进行校验，FCS校验范围包括：从DLP帧中业务类型字段的第一比特开始，一直到DLP帧的结尾，具体包括业务类型字段、拓扑字段、安全字段、目的地址码、源地址码、扩展报头、填充长度字段、帧序列号、安全参数索引(如果有)、净荷、填充数据(如果有)、认证数据(如果有)等字段比特流进行校验处理，校验算法采用IEEE 802.3 2002版定义的CRC-32：生成多项式为G(x)＝x32+x26+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x1+1，这里，x32对应最高有效位(MSB位)，而x0对应最低有效位(LSB位)，如果DLP帧发生FCS错误，丢弃发生错误的DLP帧，如果某些字段值不能识别，或者出现FCS错误，则认为是无效的数据链路层协议帧，无效帧将被丢弃，不通知发送方，也不产生任何动作，无效帧包括：
(1)接收帧发生FCS错误(FCS不匹配)的DLP帧，
(2)接收帧长度少于30字节的帧，
(3)业务类型字段不能识别的帧，
(4)报头其他字段不能识别的帧，
如果网络层没有IP包需要发送，在DLP帧间隙需要进行填充处理，即发送空帧，发送空帧的目的是为了调节两节点间的速率，空帧从一个节点发送到其相邻的最近节点，邻居节点接收到空帧后不把它转发到任何其他地方，直接把它丢弃，也不通知发送方，在帧间隙发送的填充空帧的内容包括帧长度字段、帧长度校验字段、长度为1比特的保留字段(一直设置为0)和源地址码(只包括源地址码中的节点代码和用户代码字段共计4个字节)，在发送端，把封装了IP包的DLP帧封装到物理层设施如SDH的同步净荷封装(SPE)之前必须进行扰码，在接收端对数据链路层协议帧(DLP帧)的任何处理之前首先进行解扰码，解扰码后才能对DLP帧进行下一步处理，扰码和解扰码采用自同步扰码/解扰码器，其生成多项式为G(X)＝X43+1。
按照本发明提供的方法，其特征在于，所述的新型数据链路层协议中包括一个目的地址码(英文为Destination Address Code，DAC)和源地址码(英文为Source Address Code，SAC)字段，对于IP数据业 务(IPv4/IPv6)，所述的数据链路层协议中的目的地址码和源地址码分别表示IP包的目的IP地址和源IP地址的转发等价类，用IP包的转发等价类作为二层的数据链路层地址即作为所述的新型数据链路层协议的目的地址码和源地址码代替三层IP地址实现IP包的转发与交换，具体为对于IPv4业务，所述的数据链路层协议中的目的地址码和源地址码分别表示IPv4包的目的IPv4地址和源IPv4地址的转发等价类，用IPv4包的转发等价类作为二层的数据链路层地址即作为所述的新型数据链路层协议的目的地址码和源地址码代替三层IPv4地址实现IPv4包的转发与交换，对于IPv6业务，所述的数据链路层协议中的目的地址码和源地址码分别表示IPv6包的目的IPv6地址和源IPv6地址的转发等价类，用IPv6包的转发等价类作为二层的数据链路层地址即作为所述的新型数据链路层协议的目的地址码和源地址码代替三层IPv6地址实现IPv6包的转发与交换，从而实现IPv4网络和IPv6网络在数据链路层的互通，对于分组话音业务，所述的新型数据链路层协议的目的地址码和源地址码分别表示通话双方的电话号码或者网络鉴权中心指定的表示用户身份的临时身份证(号码)，目的地址码和源地址码采用相同的分级结构，一个完整的目的地址码和源地址码都由国家码(英文为Country Code，CC)、国内地区码(英文为National Region Code，NRC)、节点代码(英文为NodeArea Code，NAC)和用户代码(英文为User Code，UC)四个部分组成，本发明定义目的地址码和源地址码字段长度为64比特(8个八位位组)，其中国家码字段长度为16比特(2个八位位组)，用来标识某一个国家或者特定地理区域的某种业务代码，CC为对应IP包的第一级转发标签，一个国家或者地理区域可以有一个或者多个业务代码，如话音业务代码、视频业务代码、IP业务代码(IPv4业务代码或者IP v6业务代码)，相关业务的具体国家码值由有关的国际标准机构如ITU指定，对于本发明提出的IP业务国家码可以就是现有电话号码系统中的国际区号也可以是另外指定的其他值，国内地区码字段长度为16比特，指示某一国家内某个地区的业务代码，NRC为IP包的第二级转发标签，具体的NRC值由该国的通信最高管理机构分配，对于IP业务，该值可以是目前电话号码系统中的国内长途区号也可以是另外指定的其他值，节点代码字段为16比特，标识某个网络节点的业务代码，该码为IP包的第三级转发标签，具体值由网络运营商或者网络服务供应商指定，用户代码字段长度为16比特，指示某个用户的业务代码，该码为IP包的第四级转发标签，具体的UC值由网络运营商或者网络服务供应商指定，在采用所述的新型数据链路层协议(DLP)实现IPv4和IPv6互通的网络的接入点或者汇聚点，按照IP协议版本的不同用所述的新型数据链路层协议帧的业务类型字段来标识不同类型的IP版本，然后无论是IPv4还是IPv6都按照IP包的目的IP地址属于哪个国家、该国的哪个地区、哪个节点和哪个用户的四级结构来确定IP包的转发等价类，并把该值作为所述的新型数据链路层协议帧的目的地址码，随后无论是IPv4包还是IPv6包在网络中的转发都由所述的新型数据链路层协议帧的目的地址码确定，用二层的目的地址码替代IP网络中的三层目的IP地址实现IP数据包的高速转发，网络转发所述的新型数据链路层协议帧时，首先查找所述的新型数据链路层协议帧中的业务类型字段，通过具体的业务类型确定业务的优先级，然后是查找所述的新型数据链路层协议帧中的目的地址码中的国家码、其次是国内地区码、再次是节点代码、最后是用户代码，一旦发现所述的新型数据链路层协议帧的某一项代码与本地节点的不同，所述的新型数据链路层协议节点不再对所述的新型数据链路层协议帧中目的地址码后面字段进行处理，直接转发到下一个节点，所述的新型数据链路层协议帧转发的原则是采用最长匹配原则，所述的根据目的地址码决定路由可以是利用IP路由协议如最短路径优先协议(英文为Open Shortest Path First，OSPF)或者边界网关协议(英文为Border Gateway Protocol，BGP)产生的动态路由表，也可以是利用所述的新型数据链路层协议提供的流量工程来显式配置路由。
按照本发明提供的方法，其特征在于，所述的新型数据链路层协议包括一套安全机制来保证上层业务在网络传送过程中的安全，具体方法是：(1)利用IP包(IPv4或者IPv6)的转发等价类代替IP(IPv4或者IPv6)地址实现IP(IPv4或者IPv6)包的转发和交换从而屏蔽真实的IP(IPv4或者IPv6)地址，(2)对上层业务进行加密和认证处理，如果需要对IP(IPv4或者IPv6)包进行加密认证处理，通过在需要通信的两端经过一系列的协商，确定采用的加密算法、认证算法、设置或者交换初始化密码等，协商加密认证算法以及交换初始化密码等操作可以采用RFC2408定义的因特网安全关联和密钥管理协议(英文缩写为ISAKMP)以及RFC2409定义的因特网密钥交换协议(英文缩写为IKE)来实现，然后在通信的两端建立两个安全关联(英文为Security Association，SA)，并且依据目的IP地址、采用的算法等确定一个安全参 数索引(英文缩写为SPI)，把该索引值添加到所述的新型数据链路层协议帧报头中的安全参数索引字段中，SPI用来标识对IP包进行加密、认证处理时的安全关联，安全参数索引与目的地址码一道唯一地标识安全关联所采用的加密认证算法，同时把有关的参数如目的地址码、采用的加密算法、认证算法、初始化密码、安全参数索引等添加到安全关联数据库内，安全关联数据库记录了与安全有关的各种数据，本发明定义SPI字段长度为32比特，其中十进制值“0”用于节点本地、特定实现使用，十进制值1～255由IANA保留给将来使用，其他值用于标识安全关联，由于加密、认证算法的不同需要进行一些数据填充处理，填充的数据位于净荷字段之后，并把填充的长度值添加到填充长度字段值中，认证处理生成的认证数据位于填充数据字段之后帧校验字段之前，利用所述的新型数据链路层协议(DLP)中的帧序列号字段值提供抗重播功能，进行加密处理时，加密的范围包括来自网络层的整个IP(IPv4或者IPv6)包、填充数据等字段内容，进行认证处理时认证的范围包括填充长度字段、帧序列号字段、安全参数索引字段、净荷数据(整个IP包)、填充数据等字段内容。
按照本发明提供的方法，其特征在于，所述的新型数据链路层协议包括一套完善的网络控制管理机制来实现IP(IPv4或者IPv6)网络的包括拓扑发现、2层保护倒换、链路状态指示、故障管理、性能管理、配置管理等在内的控制管理，所述的网络控制管理通过控制帧来实现，本发明定义当所述的新型数据链路层协议帧的业务类型字段的二进制值为“10000001”时表示数据链路层协议帧(DLP帧)净荷字段封装携带的内容为网络控制管理信息，相应的数据链路层协议帧为控制帧，控制帧实现拓扑发现、链路状态指示、故障管理、性能管理、配置管理等网络控制和管理功能，对于环形和网格拓扑，控制帧还提供一种实现50毫秒保护倒换功能的机制，控制帧采用TLV(Type-Length-Value，类型-长度-值)结构，类型字段长度为8比特，用来标识控制帧的类型，长度字段长度为8比特，用来以字节形式表示TLV结构中的值(Value)字段长度，值(Value)字段包含控制帧的有关参数等具体内容，本发明定义控制帧中TLV结构中类型字段的用法如表2所示，其中类型字段值为二进制的“00010001”时表示控制帧携带的是OSPF(OSPF为最短路径优先协议英文缩写)路由协议信息，类型字段二进制值为“00010010”表示控制帧携带的是BGP(BGP为边界网关协议的英文缩写)路由协议信息，类型字段二进制值为“00010011”表示控制帧携带的是7号信令系统(英文缩写为SS7)信息，类型字段二进制值为“00010100”表示控制帧携带的是H.323信令信息，类型字段二进制值为“00010101”表示控制帧携带的是会话初始化协议(英文缩写为SIP)信令信息，类型字段二进制值为“00010110”表示控制帧携带的是介质网关控制协议(英文缩写为MGCP)信令信息，类型字段为二进制的“11111111”时表示控制帧为厂商自定义的管理控制帧，厂商自定义的管理功能包括设备制造商为自己制造的有关设备添加的网络管理控制功能以及运营商自定义的网络管理控制功能，其管理数据内容由厂商自定义，但需采用TLV结构，所述的新型数据链路层协议控制帧的帧序列号值用来标识控制帧发送的先后顺序，实现标识所述的新型数据链路层协议控制信息发送先后序列的功能，所述的新型数据链路层协议控制帧的净荷信息字段可以包括多个控制TLV信息，为了方便本发明芯片的实现(如现在的芯片普遍采用32位，这样要求控制帧总长度为32比特的整数倍)，要求整个控制帧的长度为32比特的整数倍，如果原来所述的新型数据链路层协议控制帧长度不是32比特的整数倍，则在控制TLV后用全为0的字节进行填充处理，填充的长度用所述的新型数据链路层协议控制帧的填充长度字段以字节形式标识。
表2.控制帧中类型字段值(二进制值)的用法
类型字段的二进制值 用法
00000000 保留
00000001 拓扑发现请求帧
00000010 拓扑发现响应帧
00000011 拓扑报告帧
00000100 2层保护倒换请求帧
00000101 2层保护倒换响应帧
00000110 2层保护倒换状态报告帧
00000111 配置请求帧
00001000 配置响应帧
00001001 配置报告帧
00001010 故障查询请求帧
00001011 故障查询响应帧
00001100 故障报告帧
00001101 性能查询请求帧
00001110 性能查询响应帧
00001111 性能报告帧
00010000 WTR_Request(等待恢复请求帧)
00010001 路由协议——OSPF
00010010 路由协议——BGP
00010011 信令——7号信令系统(英文缩写为SS7)
00010100 信令——H.323
00010101 信令——会话初始化协议(SIP)
00010110 信令——介质网关控制协议(MGCP)
00010111～11111110 保留
11111111 厂商自定义的专用网络控制管理帧
按照本发明提供的方法，其特征在于，所述的新型数据链路层协议提供的网络控制管理机制包括拓扑发现机制，拓扑发现用来找出谁是网络节点(DLP节点)的邻居节点以及邻居节点的状态，对于环形和网格拓扑网络节点(DLP节点)可以用它来发现环上有多少个节点正在工作，拓扑发现功能的实现主要是依靠拓扑发现请求帧(Topology_Discovery_Request frame)、拓扑发现响应帧(Topology_Discovery_Responseframe)和拓扑报告帧(Topology_State_Report frame来实现的，在项目安装阶段或者工程运行期间，网络节点(DLP节点，如节点A)用该节点的二层地址码作为目的地址周期性地广播拓扑发现请求帧(Topology_Discovery_Request frame)到其他节点(称其中之一为节点B)，发送周期由拓扑发现定时器(Timer_Topology_Discovery，发送定时时间是可编程的，缺省为2秒)确定，接收到拓扑发现请求帧的所有节点(如节点B)通过拓扑发现响应帧给节点A作出响应，把节点B的存在及其状态反馈给节点A，节点A把接收到的其他节点的地址码以及相应的工作状态等内容添加到节点A的拓扑地址数据库中，对于环形和网格拓扑，有关节点依据环上各节点的地址码中的节点代码(NAC)字段值内容确定环上或者网格中的节点顺序，如果节点A连续3次从节点B接收到相同的操作内容，则认为节点的拓扑发现帧操作有效，把相关的拓扑状态内容写入节点的拓扑数据库，网络节点(DLP节点)用拓扑报告帧向其他节点(尤其是网络管理实体)报告该节点的状态，特别是对于总线拓扑、星形和树形这三类由于拓扑结构原因没有保护倒换功能的拓扑结构的节点报告其拓扑状态，本发明定义控制帧TLV中类型字段值为二进制值“00000001”时表示控制帧为拓扑发现请求帧，二进制值“00000010”时为拓扑发现响应帧，二进制值“00000011”时表示控制帧为拓扑报告帧，拓扑发现请求帧、拓扑发现响应帧和拓扑报告帧的值(Value字段值)都是两个参数，第一个为节点地址，长度为8个字节，第二个为节点工作状态，长度为1个字节，节点工作态如表3所示。
表3.拓扑发现帧的第二个参数
拓扑发现帧第二个参数的二进制值 状态
00000111～11111111 保留
00000110 强制倒换(Forced Switch，FS)
00000101 物理信号失效(Physical Signal Fail，PSF)
00000100 物理信号退化(Physical Signal Degrade，PSD)
00000011 人工倒换(Manual Switch，MS)
00000010 等待恢复(Wait to Restore，WTR)
00000001 正常工作(Operation normally)或者空闲(Idle)
 00000000 初始化(Initiation state)
注意：1.强制倒换和人工倒换状态只用于环形和网格拓扑
按照本发明提供的方法，其特征在于，所述的新型数据链路层协议提供的网络控制管理机制包括2层保护倒换机制，2层保护倒换指的是当网络物理链路出现故障(如光纤断裂)或者节点设备出现故障时类似SDH环采用的K1/K2协议机制的允许在50毫秒内实现自愈恢复的强大功能，本发明提供的50毫秒保护倒换功能主要用于环形或者网格拓扑等可以实现保护倒换的链路上，以二纤环为例，如果环上某个节点(DLP节点，假定为节点2)在某个方向(假定为从节点1到节点2的方向)上在20毫秒时间(其值是可编程的，本发明定义的缺省值为20毫秒)内没有接收到任何数据信息(包括数据帧、控制帧、链路管理帧或者空帧等)或者物理链路出现故障(如光纤设施断裂)或者节点出现故障(如物理信号失效或者物理信号退化)，该节点进入2层保护倒换状态，发送2层保护状态请求帧(L2PS_Request frame)给网络(环或者网格拓扑)上与其相连的节点(如节点1)，节点1接收到该2层保护状态请求帧后也进入2层保护倒换状态(英文缩写为L2PS)，并发出2层保护倒换状态报告帧(L2PS_State_Report frame)给连接网络管理实体的节点或者广播到环上处于正常态的所有节点，在L2PS态，从节点1到节点2的所有数据包被倒换到备用的路径上，如果节点2上的故障清除，节点2进入正常态，启动WTR(等待恢复)定时器(Timer_WTR，其值是可编程的，范围为0～1800秒，缺省值为10秒)，一旦WTR定时器终止，节点2沿倒换前后的路径发送WTR请求帧(WTR_Request frame)给节点1，节点1接收到该帧后从节点L2PS态返回正常态，本发明定义控制帧的类型字段值为二进制的“00000100”时表示控制帧为2层保护倒换请求帧，控制帧的类型字段值为二进制的“00000101”时表示控制帧为2层保护倒换响应帧，控制帧的类型字段值为二进制的“00000110”时表示控制帧为2层保护倒换报告帧，2层保护倒换请求帧TLV结构中值(Value，V)字段的参数有2个，第一个为该节点的地址码，长度为8字节，第二个参数为该节点的工作状态(强制倒换FS、物理信号失效PSF、物理信号退化PSD和人工倒换)，长度为1个字节，各状态的二进制值如表4所示，该字节的其他值保留作将来使用，2层保护倒换响应帧TLV结构中值字段的参数有两个，第一个为该节点的地址码，长度为8字节，第二个参数长度为1个字节，其中二进制值为“00000000”表示成功实现倒换，二进制值为“11111111”表示倒换不成功，其他二进制值保留，2层保护倒换报告帧TLV结构中值字段有三个参数，第一个参数为节点的地址码，长度为8字节，第二个参数为节点的倒换原因，长度为1个字节，各态的二进制值如表4所示，第三个参数表示节点是否处于2层保护状态，其中二进制值为“11111111”表示处于2层保护倒换状态，二进制值为“00000000”表示处于正常态，其他值保留，当控制帧TLV类型字段值为二进制的“00010000”时，表示控制帧为WTR_Request帧，WTR_Request帧只有一个参数，长度为8比特，值为二进制的“11111111”表示成功等待恢复，其他值保留。
表4.L2PS请求帧和L2PS报告帧的第2个参数类型
二进制值 状态
10000000 强制倒换(Forced Switch，FS)
00100000 物理信号失效(Physical Signal Fail，PSF)
00001000 物理信号退化(Physical Signal Degrade，PSD)
00000010 人工倒换(Manual Switch，MS)
其他 保留
按照本发明提供的方法，其特征在于，所述的新型数据链路层协议提供的网络控制管理机制包括配置管理机制，配置管理用来实现对网络节点(DLP节点)设备有关端口的配置管理，网络节点(DLP节点)设备的端口地址在项目安装阶段必须配置一个二层的地址作为该端口的源地址码(SAC)，配置管理帧包括三种：配置请求帧(Configuration_Request frame)、配置响应帧(Configuration_Response Frame)、配置报告帧(Configuration_report frame)，在项目安装阶段或者工程运行期间，网络管理实体通过网络管理接口对网络节点(DLP节点)设备的每个链路(端口)发出配置请求帧进行配置，DLP节点通过配置响应帧或者配置报告帧向网络管理实体作出响应，本发明定义控制帧TLV中类型字段值为二进制“00000111”值时表示控制帧为配置请求帧，二进制“00001000”时为配置响应帧，二进制“00001001”时表示控制帧为配置报告帧，配置请求帧包括两个参数，第一个为原节点地址(长度为8个字节)，第二个为新节点地址码(长 度为8个字节)，配置响应帧的值(Value字段值)包括三个参数：第一个为原节点地址(长度为8个字节)，第二个参数为新的节点地址码(长度为8个字节)，第三个参数长度为1个字节，其中二进制值为“00000000”表示配置成功，二进制值“11111111”表示配置不成功，其他值保留给将来使用，配置报告帧包括二个参数：第一个为节点地址(长度为8个字节)，第二个参数长度为8个字节，表示该节点的配置地址。
按照本发明提供的方法，其特征在于，所述的新型数据链路层协议提供的网络管理控制功能包括故障管理功能，故障管理功能用来实现对网络节点(DLP节点)的故障管理，故障管理功能通过故障管理帧实现，故障管理帧包括三个：故障查询请求帧(Fault_Inquiry_Request frame)、故障查询响应帧(Fault_Inquiry_Response frame)和故障报告帧(fault_Report frame)，本发明定义控制帧TLV中类型字段值为二进制值“00001010”时表示控制帧为故障查询请求帧，二进制值“00001011”时为故障查询响应帧，二进制值“00001100”时表示控制帧为故障报告帧，故障查询请求帧包括1个参数，该参数为节点地址(长度为8个字节)，故障查询响应帧的值(Value字段值)包括二个参数：第一个为节点地址(长度为8个字节)，第二个参数长度为1个字节用来表示故障类型，其中二进制值为“00000000”表示故障为物理信号失效(PSF)，二进制值“11111111”表示故障为物理信号退化(PSD)，二进制值为“00001111”表示节点正常无故障，其他值保留给将来使用，故障报告帧的值字段包括二个参数：第一个为节点地址(长度为8个字节)，第二个参数长度为1个字节用来表示故障类型，其中二进制值为“00000000”表示故障为物理信号失效(PSF)，二进制值“11111111”表示故障为物理信号退化(PSD)，其他值保留给将来使用。
按照本发明提供的方法，其特征在于，所述的新型数据链路层协议提供的网络控制管理机制包括性能管理机制，性能管理机制用来实现对网络节点(DLP节点)的性能管理，性能管理机制通过性能管理帧实现，性能管理帧包括三种帧：性能查询请求帧(Performance_Inquiry_Request frame)、性能查询响应帧(Performance_Inquiry_ Response frame)和性能报告帧(Performance_Report frame)，当控制帧类型字段值为二进制的“00001101”时，表示控制帧为性能查询请求帧，性能查询请求帧用来请求查询某个网络节点(DLP节点)的某个性能指标，控制帧类型字段值为二进制的“00001110”时，表示控制帧为性能查询响应帧，性能查询响应帧用来响应性能查询请求帧提出的某个节点的某个性能指标，控制帧类型字段值为二进制的“00001111”时，表示控制帧为性能报告帧，性能报告帧用来向网络管理实体报告某个节点的各项性能指标，性能查询请求帧的值(Value)字段包括三个参数，第一个参数为要请求查询性能的节点地址码，长度为8个字节，第二个参数为用来标识计算性能指标的时间计量单位，长度为4比特，其中二进制的“0001”表示计量单位为秒，二进制的“0010”表示计量单位为分钟，二进制的“0011”表示计量单位为小时，二进制的“0100”表示计量单位为天，其他字段值保留给将来使用，第三个参数为性能指标类型，长度为4比特，其中二进制的“0001”表示性能指标为帧校验序列错误数，二进制的“0010”表示丢包数，二进制的“0011”表示丢包率，二进制的“0100”表示包的时间延迟(时延)，其他值保留给将来使用，性能查询响应帧的值(Value)字段包括4个参数，第一个参数长度为8个字节，用来表示对性能查询请求帧作出响应的节点地址，第二个参数长度为4比特，用来标识计算性能指标的时间计量单位，第三个参数长度为4比特用来标识性能指标类型，第四个参数长度为3个字节，用来表示具体要查询的性能指标值，性能查询响应帧的值(Value)字段的第二和第三个参数(时间计量单位和性能指标类型)的用法与性能查询请求帧的值(Value)字段的第二和第三个参数的用法一样，性能报告帧的值(Value)字段包括4个参数，第一个参数长度为8个字节，用来表示向网络管理实体发出报告帧的节点地址，第二个参数长度为4比特，用来标识计算性能指标的时间计量单位，第三个参数长度为4比特用来标识性能指标类型，第四个参数长度为3个字节，用来表示具体要报告的性能指标值，性能报告帧的值(Value)字段的第二和第三个参数(时间计量单位和性能指标类型)的用法与性能查询请求帧的值(Value)字段的第二和第三个参数的用法一样。
按照本发明提供的方法，其特征在于，所述的新型数据链路层协议提供强大的流量管理机制来实现网络的流量工程，方法是首先对流经过网络的所有业务进行分类，即对来自上层的各种业务(话音、IP数据、数字电视、以太网MAC帧、TDM电路仿真信号等)进行优先级分类分为高优先级的业务和低优先级的业务，用分级的位于二层的数据链路层地址(源地址码和目的地址码)表示上层业务地址(目的地址和源地址)同时对业务按照属于哪个国家或者地理区域、某个国家或者地理区域的哪个地区、某个地区的某个节 点，某个节点的某个用户进行地域分类，用分级的二层地址表示物理链路端口二层地址从而对物理资源进行地域分类，同时分配不同的物理带宽链路用于传送不同类型的业务，把流经整个网络的各种业务按照不同的优先级类型以及地域类别映射到实际的物理链路上，通过流量管理帧实现对整个网络的流量以及物理带宽资源进行统一调度管理和监控，具体如下：首先对来自数据链路层——DLP层以上层次的所有业务进行分类，分为高优先级的业务和低优先级的业务，高优先级的业务包括网络管理控制信息(控制帧)、流量管理信息(流量管理帧)、各种实时话音业务(包括固定或者移动话音或者可视电话)、各种实时视频(数字电视)、基于IP(IPv4/IPv6)的实时业务、PDH和SDH/SONET电路仿真信号，低优先级的业务为一般的IP数据业务，具体的各种业务类型用所述的新型数据链路层协议帧中的业务类型字段值来标识，在所述的新型数据链路层协议帧中定义了一个分级的目的地址码和源地址码，目的地址码和源地址码采用相同的结构，都由国家码、国内地区码、节点代码和用户代码四部分组成，分别用来标识业务属于哪个国家或者地理区域、某个国家或者地理区域内的哪个地区，某个地区内的哪个节点，哪个节点内的哪个用户，对于IP业务，目的地址码和源地址码分别表示IP包报头中的目的IP地址和源IP地址的转发等价类，对于话音业务目的地址码和源地址码分别表示通话双方的电话号码，对于数字电视(数字视频)业务目的地址码和源地址码分别表示数字电视发送端和接收端的地址，对于以太网MAC帧、采用时分复用(TDM)技术的电路如PDH、SDH/SONET的电路仿真信号等业务目的地址码和源地址码分别表示信号发送端和接收端的地址，这样通过数据链路层地址对来自上层的各种业务(话音、数据、视频、以太网以及TDM电路仿真信号)进行了地域的分类，把各种业务按照不同的国家或者地理区域、特定国家或者地理区域内的某个地区、地区内的某个节点、某个节点的某个用户进行分类，同时对整个物理传送网络的每个节点端口(包括波分复用系统的每个光波)标识一个二层的数据链路层地址(DLP帧的源地址)，并规定不同的链路用于传送不同类型以及通往不同地区的业务，这样对整个物理传送网络的带宽资源进行分类，某些带宽用于传送重要的实时业务如话音和实时视频，某些用于传送一般的IP数据业务，某些带宽链路用于传送国际业务，某些带宽链路用于传送跨省的业务，某些带宽链路用于传送本地业务，并且如果网络出现故障允许传送IP数据的链路被高优先级的业务抢占，通过本发明定义的流量管理帧对整个网络的流量以及网络带宽资源进行监控处理，网络管理系统包括一个流量工程数据库，该数据库记录了整个网络的链路资源分布情况，流过网络的业务类型、总包数、总流量、物理链路速率、允许最大传送速率等参数，本发明定义当所述的新型数据链路层协议帧(DLP帧)报头中业务类型字段值设置为二进制值“10000010”时，表示所述的新型数据链路层协议帧封装的是流量管理信息，相应的数据链路层协议帧为流量管理帧，流量管理帧的流量管理信息采用类型-长度-值(英文为Type-Length-Value，TLV)结构，其中，类型字段长度为8比特，用来指示流量管理帧的类型，长度字段长度为8比特，用来以字节形式指示值(Value)字段的长度，值(Value)字段包含具体的流量管理帧内容，网络管理帧类型字段的用法如表5所示，其中流量管理帧TLV中类型字段值为二进制的“00000001”时表示流量管理帧净荷携带的是链路业务流量属性信息，其值(Value)字段内容包括四个参数，第一个参数为节点地址，长度为8字节，第二个参数为业务类型，用来表示经过某节点流量包(分组)所属的业务类型，长度为1字节，不同类型的业务的业务类型值由表1确定，第三个参数长度为1个字节用来标识流过某节点链路流量的计量参数类型，其中二进制值为“00000001”表示流量计量参数类型为峰值速率(单位为比特每秒)，二进制值为“00000010”表示流量计量参数类型为平均速率(单位为比特每秒)，二进制值为“00000011”表示流量计量参数类型为最大包(分组)数(单位为包每秒)，二进制值为“00000100”表示流量计量参数类型为平均包(分组)数(单位为包每秒)，二进制值为“00000101”表示流量计量参数类型为峰值突发长度(单位为字节)，二进制值为“00000110”表示流量计量参数类型为协定突发长度(单位为字节)，二进制值为“00000111”表示流量计量参数类型为超额突发长度(单位为字节)，第四个参数长度为4字节用来标识具体各种流量的值，流量管理帧TLV中类型字段值为二进制“00000100～00100111”时表示各种物理链路的资源属性，各种具体链路的类型值如表5所示，各种物理链路的资源属性值包括有四个参数，第一个参数为节点地址，长度为8字节，第二个参数为业务类型，用来表示经过某节点流量包(分组)所属的业务类型，长度为1字节，不同类型的业务的业务类型值由表1确定，第三个参数长度为1个字节用来标识流过某节点链路流量的计量参数类型，其中二进制值为“00000001”表示流量计量参数类型为峰值速率(单位为比特每秒)，二进制值为“00000010” 表示流量计量参数类型为平均速率(单位为比特每秒)，二进制值为“00000011”表示流量计量参数类型为最大包(分组)数(单位为包每秒)，二进制值为“00000100”表示流量计量参数类型为平均包(分组)数(单位为包每秒)，二进制值为“00000101”表示流量计量参数类型为峰值突发长度(单位为字节)，二进制值为“00000110”表示流量计量参数类型为协定突发长度(单位为字节)，二进制值为“00000111”表示流量计量参数类型为超额突发长度(单位为字节)，第四个参数长度为4字节用来标识具体各种流量的值，所述的新型数据链路层协议流量管理帧的帧序列号值用来标识流量管理帧发送的先后顺序，实现标识所述的新型数据链路层协议流量控制管理信息发送先后顺序的功能，所述的新型数据链路层协议流量管理帧的净荷信息字段可以包括多个流量管理TLV信息，为了方便本发明芯片的实现(如现在的芯片普遍采用32位，这样要求流量管理帧总长度为32比特的整数倍)，要求整个流量管理帧的长度为32比特的整数倍，如果原来所述的新型数据链路层协议流量管理帧长度不是32比特的整数倍，则在流量管理TLV后用全为0的字节进行填充处理，填充的长度用所述的新型数据链路层协议流量管理帧的填充长度字段以字节形式标识。
表5.流量管理帧类型字段的用法
类型字段的二进制值  用法
00000000  保留
00000001  链路业务流量属性
00000010  10Mbps以太网链路属性
00000011  100Mbps以太网链路属性
00000100  10/100Mbps以太网链路属性
00000101  千兆以太网链路属性
00000110  10Gb/s以太网链路属性
00000111  STM-0 SDH链路属性
00001000  STM-1/OC-3c SDH链路属性
00001001  STM-4/OC-12c SDH链路属性
00001010  STM-16/OC-48c SDH链路属性
00001011  STM-64/OC-192c SDH链路属性
00001100  STM-256/OC-768c SDH链路属性
00001101  64千比特/秒物理链路属性
00001110  1544千比特/秒PDH链路属性
00001111  2048千比特/秒PDH链路属性
00010000  6312千比特/秒PDH链路属性
00010001  8448千比特/秒PDH链路属性
00010010  34368千比特/秒PDH链路属性
00010011  44736千比特/秒PDH链路属性
00010100  139264千比特/秒PDH链路属性
00010101  IEEE 802.11a链路属性
00010110  IEEE 802.11b链路属性
00010111  IEEE 802.11g链路属性
00011000  IEEE 802.11h链路属性
00011001  GSM链路属性
00011010  IEEE 802.16a(2-11GHz)链路属性
00011011  IEEE 802.16c(10-66GHz)链路属性
00011100  WCDMA链路属性
00011101  TD-SCDMA链路属性
00011110  CDMA2000链路属性
00011111  DVB链路属性
00100000  MPEG-1链路属性
00100001  MPEG-2链路属性
00100010  MPEG-3链路属性
00100011  ISDN链路属性
00100100  ADSL链路属性
00100101  VDSL链路属性
00100110  其他xDSL链路属性
00100111～11111111  保留
相对于已有的IPv4与IPv6互通的方法，本发明具有以下创新：
(1)只需一次IP封装处理。对于第一种采用隧道技术的方法，由于是把IPv6数据包作为IPv4的净荷封装到IPv4中，这样实际相当于对上层数据进行了两次IP封装处理，首先把数据封装到IPv6，然后再封装到IPv4，这样不仅增加了处理层次而且增加了开销，而且实现起来技术复杂，而采用本发明提供的方法，在每台主机，只需按照通常的方式一次处理IP，如果主机采用IPv4，则按照通常的方式对IPv4处理，如果是IPv6，则按照IPv4处理，无需把IPv6封装到IPv4或者把IPv4封装到IPv6，这样大大简化了处理层次，降低了处理开销，减少了处理的复杂性。
(2)处理简单。对于第二种采用双堆栈的方法，首先必须保证网络的所有节点都支持双堆栈技术，机每个网络节点都支持IPv4和IPv6的协议栈，只要网络的某个节点只支持IPv4或者只支持IPv6则不能实现IPv4和IPv6网络的互通，而世界上目前的IP网络节点设备绝大部分只支持IPv4，如果采用双堆栈技术实现IPv4和IPv6网络的互通，必须全部更换网络节点设备，这样用户原有的网络投资全部报废，实际操作起来显然是不可能的。而采用本发明提供的方法，只需在数据链路层查找DLP帧的目的地址即可实现IP包的转发，无需在网络层对每个IP包进行处理。
(3)无需两套协议栈。对于第二种采用双堆栈技术的方法，要求节点设备配置两套IP协议，一套为IPv4一套为IPv6，这样实现起来十分复杂，众所周知，虽然IP比其他即使如ATM(异步转移模式)简单一些，但实际起来也十分复杂，为了使一个网络节点设备处理、转发IP包需要进行很多的协议处理，如除了IP协议外还有各种路由协议等，采用双堆栈技术，相当于要求节点设备同时能够处理两套协议的集合，实际实现起来会很复杂。而采用本发明提供的方法，只需在网络的接入入口处对IP包进行分类，以后的处理过程中无需对每个IP包进行处理，无需按照通常的方式对每个IP包进行逐个处理，无需对两套协议栈进行处理，这样大大降低了处理的复杂性。
(4)解决了IP网络的一些固有问题。这两种互通方法都是仅仅解决了IPv4和IPv6网络的互通问题，即如何在IPv4网络上传送IPv6或者在IPv6网络上传送IPv4的问题，对于IP网络本身的一些固有问题如转发效率低、没有流量工程能力、缺少安全功能、没有网络保护倒换功能等没有任何帮助。而采用本发明提供的方法，用转发等价类作为数据链路层地址实现IP包的二层交换，提供了一种IP包的快速转发机制，提供了强大的流量工程能力，为IP提供安全功能，提供了50毫秒保护倒换功能，提供了包括拓扑发现、故障管理、性能管理、配置管理等在内的强大的网络控制功能。
(5)实现话音、数据和视频的三网融合。在多业务互通方面，这两种互通的方法都是设想用IP来承载数据、话音和视频等多种业务，但由于IP网络本身有很多的缺陷和不足，仅仅依靠IP技术本身实际证明不足以构造下一代电信级的统一公用网，这两种互通方法无助于与将来的分组话音网络、分组视频网络的互通，上述方法的网络中，传统的话音业务与IP网业务是分开的，而现在普遍认为未来的统一公用网将采用分组交换技术，这些适配方法对于如何实现分组化话音业务和分组化视频(电视)业务，使分组化话音业务和分组化电视业务与IP网络的融合等方面没有任何帮助，而采用本发明提供的方法可以在数据链路层实现实现话音、数据和视频的三网融合，使现有的话音传送网络、电视传送网、IPv4网络和IPv6网络平滑过渡到下一代采用分组交换技术的电信级统一公用网，方法是DLP帧的目的地址码或者源地址码对于IP业务DLP帧的目的地址码或者源地址码分别表示IP包的目的IP地址和源IP地址的转发等价类，对于 话音业务，该代码就是呼叫双方的电话号码，通过把话音信号数字化、周期性的输出到DLP帧中从而实现话音业务的分组化，DLP帧的目的地址码和源地址码对于话音业务中的主被叫号码(对于主叫方，DLP帧中目的地址码对应被叫电话号码，源地址码对应主叫电话号码，对于被叫方的数据包，情况刚好反过来)，这样一方面实现了IP网络与话音网络的融合，而且这种融合不是把话音网络叠加在IP网络之上，这种融合发挥了两个网络的长处，同时抛弃了两个网络的一些缺点。
附图说明
下面结合附图和实例进一步说明本发明的特点。
图1为本发明所采用服务模型(构想示意图)
图2为本发明采用的用于传送IP包的DLP数据帧结构
图3为本发明采用的DLP控制帧结构
图4为本发明采用的DLP流量管理帧结构
图5为本发明采用的目的地址码以及源地址码结构
图6为本发明采用的DLP空帧结构
图7为本发明所采用的DLP帧的帧定界方式所采用的有限状态机图
图8为本发明用于同步传递模式传递因特网数据包的协议栈结构示意图
图9为本发明用于子类同步传递模式传递因特网数据包的协议栈结构示意图
图10为本发明采用的在准同步数字体系PDH上传递因特网数据包的协议栈示意图
图11为本发明采用的在以太网上传递因特网数据包的协议栈示意图
图12为本发明采用的在波分复用(WDM)上传递因特网数据包的协议栈示意图
图13为本发明采用的光传送网(OTN)上传递因特网数据包的协议栈示意图
图14为本发明采用的在无线局域网(WLAN)上传递因特网数据包的协议栈示意图
图15为本发明采用的在无线城域网(WMAN)上传递因特网数据包的协议栈示意图
图16为本发明组网的协议栈配置举例示意图
图17为本发明所提出的用(X43+1)多项式扰码和解扰码的示意图
图18为本发明的IP包传送网络图
图19所示为本发明的流量工程示意图
图20为本发明在本发明的实施示例
本发明定义的所有DLP帧框图中信息传输的顺序均为先从左到右，然后从上到下，每个字节中首先传送最高有效位，所有框图中最左边的比特为最高有效位(MSB)，最右边的比特为最低有效位(LSB)，所有框图中保留字段值为0。
图1所示为本发明所采用服务模型(构想示意图)，这种框架中物理层可以是现有通信网络所用的任何一种物理层技术，数据链路层为数据链路规程(英文缩写为DLP)，网络层为IP(包括因特网协议的第四版IPv4和因特网协议的第6版IPv6)，其中物理层技术包括：ITU-TG.702定义的全部速率范围的准同步数字体系(英文缩写为PDH)、ITU-TG.707定义的全部速率范围的同步数字体系(英文缩写为SDH)或者ANSI定义的全部速率范围的同步光网络(英文缩写为SONET)、全部速率范围的波分复用系统(英文缩写为WDM)、全部速率范围的光传送网络(英文缩写为OTN)、全部速率范围的以太网(如果物理链路为以太网，那么DLP在介质访问控制子层MAC之上)、各种类型的数字用户线(英文缩写为xDSL)、包括各种移动通信(包括GSM和各种CDMA网络)系统、小灵通(英文缩写为PHS)、卫星通信、无线局域网和无线城域网等在内的无线传送网络(英文缩写为WTN)，本发明没有对现有的物理层技术、网络层及其以上层的技术做任何修改。数据链路层(DLP)对网络层提供的服务通过四个原语：数据链路-数据-请求(英文为DL_DATA.request)、数据链路-数据-指示(英文为DL_DATA.indication)、数据链路-控 制-请求(英文为DL_CONTROL.request)、数据链路-控制-指示(英文为DL_CONTROL.indication)来实现，其中数据链路-数据原语为网络层提供数据传送服务而数据链路-控制原语提供网络控制服务，在发送端，如果有网络层有IP包需要发送，则调用DL_DATA.request原语，该原语包括一系列的参数，由该原语的参数确定DLP帧有关字段的值，在接收端，当有数据包(IP包)需要传送到网络层时，调用DL_DATA.indication原语，利用该原语的参数解析出DLP帧各字段值，如果网络层需要数据链路层提供控制服务，调用DL_CONTROL.request和DL_CONTROL.indication原语，数据链路层与物理层间的通信通过两个原语：物理链路-数据请求(PL_DATA.request)和物理链路-指示(PL_DATA.indication)实现。
图2所示为本发明采用的用来传送IP包的DLP数据帧结构，DLP数据帧由帧长度(FL)、帧长度校验(FLC)、R字段(1比特的保留字段)、业务类型字段、拓扑字段、安全字段、目的地址码、源地址码、扩展报头、填充长度字段、帧序列号字段、安全参数索引、净荷字段、填充数据字段、认证数据字段和帧校验序列等字段组成，其中安全参数索引、填充数据字段和认证数据字段是可选项，由采用的认证、加密算法确定。
图3为本发明采用的DLP控制帧结构，DLP控制帧由帧长度、帧长度校验、R字段(1比特保留字段，设置为0)、业务类型、拓扑字段、安全字段、目的地址码、源地址码、扩展报头、填充长度字段、帧序列号、净荷信息字段以及帧校验序列字段等字段组成，其中帧长度、帧长度校验、R字段(1比特保留字段)、业务类型、拓扑字段、安全字段、目的地址码、源地址码、帧序列号等字段长度与DLP数据帧一样，扩展报头字段值为0(二进制值为00000000)，业务类型字段值为二进制“10000001”表示DLP净荷字段封装的是控制信息，控制信息采用类型-长度-值(TLV)结构。
图4为本发明采用的DLP流量管理帧结构，DLP流量管理帧由帧长度、帧长度校验、R字段(1比特保留字段，设置为0)、业务类型、拓扑字段、安全字段、目的地址码、源地址码、扩展报头、填充长度、帧序列号、净荷信息字段以及帧校验序列字段等字段组成，其中帧长度、帧长度校验、R字段(保留字段)、业务类型、拓扑字段、安全字段、目的地址码、源地址码、帧序列号等字段长度与DLP数据帧一样，扩展报头字段值为0(二进制值为00000000)，业务类型字段值为二进制“10000010”表示DLP净荷为流量管理信息，流量管理信息采用类型-长度-值(TLV)结构。
图5为本发明采用的目的地址码和源地址码结构，目的地址码和源地址码分别用来表示IP包报头中目的IP地址和源IP地址的转发等价类，源地址码的编码结构与目的地址码相同，目的地址码(英文缩写为DAC)的长度为64比特(8个八位位组)，用来标识采用DLP的网络中DLP帧的目的转发地址，DAC字段由以下4个部分组成：国家码字段、国内地区码、节点代码、用户代码。其中：国家码字段长度为16比特(2个八位位组)，该码为IP包的第一级转发标签，本发明定义该字段值可以是现有电话号码系统中的国际长途区号也可以是另外指定的值，国内地区码字段长度为16比特，该码为IP包的第二级转发标签，对于本发明的该字段值可以是现有电话号码系统中的国内长途区号也可以是另外指定的值，节点代码字段为16比特，标识某个网络节点的业务代码，该码为IP包的第三级转发标签，具体值由网络运营商或者网络服务供应商指定，用户代码字段长度为16比特，指示某个用户的业务代码，该码为IP包的第四级转发标签，具体的用户代码值由网络运营商或者网络服务供应商指定。
图6为本发明采用的DLP空帧结构，发送空帧的目的是为了调节两节点间的速率，它从一个节点发送到其相连的最邻近节点，邻居节点接收到空帧后不把它转发到任何其他地方，直接把它丢弃，DLP空帧由帧长度字段(16比特)、帧长度校验字段(15比特)，一个长度为1比特的保留字段(R字段，设置为0)，只包括节点代码和用户代码字段长度为4个字节的源地址码组成。
图7为发明所采用的DLP帧的帧定界算法所采用的有限状态机图，本发明定义的DLP帧采用类似ITU-T 1.432.1.1建议中定义的ATM中所采用的基于报头错误校验(英文缩写为HEC)的帧定界描述方法，利用接收到的最初的31比特即FL和FLC字段比特构成BCH(31，16)码的编码关系实现DLP帧的帧定界，DLP帧定界描述算法由有限状态机图确定，有限状态机工作流程图如下：(1)在搜索态，DLP处理对接收到的31比特进行逐比特搜索寻找正确格式的FL和FLC关系，在这种状态下，BCH码不具有对FL字段和FLC字段的单比特错误或者2比特错误更正功能，一旦在接收到的31比特中找到正确的候选FL和FLC匹配关系值，即可假定确定了一个正确的DLP帧，接收处理进入预同步(英文为PRESYNC)状 态，(2)在PRESYNC态，DLP处理通过逐帧搜索处理来实现DLP帧定界，依据上一步逐比特搜索找到的FL和FLC正确匹配值，即可假定搜索到一个正确的DLP帧，然后依据该帧各字段关系可以确定下一帧的FL和FLC字段值，并依据他们的关系确定他们是否匹配，然后再下一帧，一旦连续确定DELTA(DELTA为一个参数，它是一个大于0的正整数)个正确的DLP帧，DLP接收处理进入同步态，反之，如果随后一帧的FL和FLC字段值不匹配，进入搜索态，此时，BCH码不具有对FL字段和FLC字段的单比特错误或者2比特错误更正功能。从搜索态进入同步态需要连续搜索到DELTA+1个正确的DLP帧，(3)在同步态，DLP处理通过一个帧的FL和FLC字段关系可以确定下一个DLP帧的开始，然后可以实现一帧一帧的解析，在这种状态下FLC具有单比特错误或者2比特错误纠错功能，如果发生多个比特(超过2比特错误)错误，则帧定界失效，成帧处理进入搜索态，并给客户适配处理发出客户服务器信号失效(英文缩写为SSF)指示，(4)空DLP帧参与帧定界处理，并随后丢弃空帧，DLP帧定界处理的健壮性与DELTA值有关，本发明建议DELTA值为1。
图8所示为本发明用于同步传递模式传递因特网数据包的协议栈结构示意图，其中在DLP以下，有两种放入虚容器的方法，一种是把DLP帧放入低阶虚容器，再把低阶虚容器以字节间插的方式按SDH的复用结构复用进高阶虚容器，再按照复用段，再生段和光电传输段的顺序进行传送，在接收端则按相反的顺序提取出DLP帧；另一种是把DLP帧直接映射进高阶虚容器的同步净荷包封(英文缩写SPE)，再按照复用段，再生段和光电传输段的顺序进行传送，在接收端则按相反的顺序提取出DLP帧。
图9是本发明用于子类同步传递模式传送因特网数据包的协议栈结构示意图，在这种方式中只把DLP帧放入低阶虚容器(VC11，VC12，VC2，)再把低阶虚容器以字节间插的方式按SDH的子类复用结构复用进子类复用段，经过再生段和光电传输段的顺序进行传送，在接收端则按相反的顺序提取出DLP帧。
图10所示为本发明用于准同步数字体系传递因特网数据包的协议栈结构示意图，其中图10(a)所示为用SDH光电传输段传输PDH通道的示意图，把DLP帧放入PDH通道，再把PDH通道映射进低阶虚容器或者高阶虚容器，再按照SDH复用段、再生段和光电传输段的顺序传送，在接收端则按相反的顺序提取DLP帧。图10(b)所示为用PDH光电传输段传输PDH通道的示意图，在DLP以下有两种放入PDH通道的方法，一种是把DLP帧放入PDH低阶通道，再把低阶通道以字节间插的方式按PDH的码型复用进高阶通道，再按光电传输段的顺序进行传送，在接收端则按相反的顺序提取出DLP帧，另一种是把DLP帧直接映射进高阶通道，再按照光电传输段的顺序进行传送，在接收端则按相反的顺序提取出DLP帧。
图11为本发明采用的在以太网上传送因特网数据包的协议栈示意图，在发送端，把因特网数据包封装到DLP帧中，然后把DLP帧封装到以太网MAC帧中，随后以太网MAC帧发送到IEEE802.3定义的各种速率的物理接口中，物理层包括IEEE 802.3定义的所有以太网，具体的包括IEEE 802.3以太网、IEEE802.3u快速以太网、IEEE 802.3z千兆以太网、IEEE 802.3ae定义的10G以太网，本发明没有对以太网技术作任何修改，在接收端进行相反的处理，图中MAC表示介质访问控制子层，PLS表示物理层信令子层，AUI表示附加单元接口子层，PMA表示物理介质接入子层，PMD表示物理媒体相关子层，PCS表示物理编码子层，MII表示介质无关接口子层，GMII表示千兆比特介质无关接口子层，XGMII表示10G介质无关接口子层，64B/66B表示64B/66B编码子层，8B/10B表示8B/10B编码子层，WIS表示广域网接口子层。
图12为本发明采用的在波分复用(WDM)上传送因特网数据包的协议栈示意图，因特网数据包位于数据链路层DLP之上的网络层，IP作为DLP的客户处理，数据链路层为本发明定义的数据链路规程(DLP)物理层为波分复用系统，波分复用包括采用SDH/SONET或者以太网帧结构的所有不同波长。
图13为本发明采用的光传送网(OTN)上传送因特网数据包的协议栈示意图，DLP为本发明定义的数据链路规程，它位于数据链路层，网络层为IPv4或者IPv6，物理层为光传送网，因特网数据包首先封装到DLP帧中，然后DLP帧再封装到光传送网的OPUk中，然后按照光通道数据段、光通道、光复用段、光传输段的顺序处理，在接收端进行相反的处理，图中OPUk为第k类光通道载荷单元，ODUk表示第k类光通道数据单元，OTUkV表示第k类部分标准化光通道传送单元，OTUk表示第k类完全标准化光通道传送单元，OCh表示全功能光通道，OChr表示简化功能光通道，OMSn表示光复用段，OPSn表示光物理段，OTSn表示光传输段，OTM-n.m表示光传送模块。
图14所示为本发明采用的无线局域网(英文缩写为WLAN)上传送因特网数据包的协议栈示意图，本发明定义的数据链路层协议——数据链路规程(DLP)位于IEEE 802.11定义的MAC(媒体访问控制子层)之上，物理层(PHY)包括IEEE 802.11定义的所有物理层接口，具体的包括：IEEE 802.11a(5GHz)、IEEE 802.11b(2.4GHz)、IEEE 802.11g(2.4GHz)。
图15所示为本发明采用的无线城域网(英文缩写为WMAN)上传送因特网数据包的协议栈示意图，本发明定义的数据链路层协议——数据链路规程(DLP)位于IEEE 802.16定义的MAC(媒体访问控制子层)之上，物理层(PHY)为IEEE 802.16定义的所有物理层接口IEEE 802.16a(2-11GHz)、IEEE 802.16c(10-66GHz)。
图16为本发明组网的协议栈配置举例示意图，以物理层采用SDH技术为例，分为两种情况，在图16(a)所示的情况，它表示出不支持DLP协议的局域网接入IP over SDH网的进端和出端网关的各节点的协议栈配置，其中DLP表示数据链路规程，LLC表示逻辑链路控制子层，MAC表示介质访问控制子层，SDH表示同步数字体系，LAN表示局域网，IPv4表示因特网协议第四版，IPv6表示因特网协议第六版，TCP表示传输控制协议，UDP表示用户数据报协议，IP表示因特网协议(一般称呼)，“IP over SDH”表示因特网协议与同步数字体系的融合，在网关处，同时配有SDH和MAC两类物理接口，而网络层仍然是IPv4/IPv6不变，但在随后整个网络中无需对每个IP包进行处理，而且此时对SDH链路已经分类，如虽然整个STM-64都是传送IP包，但是某个子信道已经分类，STM-64由4个STM-16组成，这4个STM-16可以分配为第一个STM-16用于传送到国内甲地区的IP包，第二个STM-16用于传送到国内乙地区，第三个STM-16用于传送到国内丙地区的IP包、第4个STM-16用于传送到国外如欧洲的业务；对于图16(b)所示的情况如果局域网支持DLP协议，在网络层(IP层)或者LLC与MAC子层间插入一层DLP协议，在局域网出口网关上即可对输出的IP包进行分类，只需在局域网与IP over SDH/SONET网络的连接网关处配置一层DLP协议，直接把DLP帧封装到SDH/SONET帧中，在随后的IP over SDH/SONET网络无需每个节点对IP包进行处理。
图17所示为本发明所提出的用(X43+1)多项式扰码和解扰码的示意图，图中D1到D43表示寄存器的第1到43位，虚框围起来的部分表示一个43比特移位寄存器，园圈部分表示一个异或逻辑电路，按照图中的逻辑关系，在发送端，把DLP帧从“扰码前的数据流输入”到“扰码后的数据流输出”即可完成扰码功能；在接收端，从“扰码数据流输入”到“解扰码后的数据流输出”即可完成解扰码功能；也可以从D1到D43移位的移位寄存器，但相应的逻辑关系也应作调整。
图18为本发明的IP包传送网络图，图中深色园点表示边缘节点，白色圆圈表示核心节点，网络边缘节点接入用户后，依据IP包报头中的目的IP地址和源IP地址按照IP地址所属的国家、哪个地区、哪个节点进行分类处理，并把分类后的转发等价类值填充到目的地址码和源地址码字段，同时把整个IP包映射到DLP帧的净荷字段中，随后，整个网络只需利用DLP帧报头中的目的地址码实现IP包(封装在DLP帧中)的转发，转发处理时，首先依序查找DLP帧目的地址码中的国家码，国内地区码，节点代码，用户代码，本发明采用最长匹配原则对DLP帧进行转发处理，一旦发现DLP帧的目的地址码某一字段值与本地节点对应字段值不同，则停止搜索，直接转发该数据包。
图19所示为本发明的流量工程示意图，图中广州到北京存在多条传送路径，在通常的情况下，广州到北京的流量是经过广州-武汉-北京的路径，如图中实线箭头线所示，但如果广州-武汉-北京线路出现拥塞，而广州-上海-北京的线路空闲，此时可以把业务流量转移到广州-上海-北京线路上，如图中的虚线箭头线所示。
具体实施方式
本发明所提出的设想主要用于用户端综合接入设备(可接入话音、数据、视频业务中的任何一种或者几种业务的接入设备)、各种路由器(包括接入交换路由器、边缘接入交换路由器或者汇聚交换路由器、核心或者高端交换路由器)、基于包交换的高/中/低端以太网交换机、多业务传送平台以及与因特网有关的任何互联互通设备，从网络拓扑结构上可以用于从接入到汇聚到核心网络。图20为本发明的实施示例，图中云状部分表示支持DLP协议的采用任传送技术的物理传送网络，图中实线表示用于传送IPv4业务的链路，虚线表示用于传送IPv6的业务的链路，物理链路可以是按照流量工程原则分配不同的物理链路传送 不同类型的IP包，如SDH中的STM-4可以包括4个STM-1链路，这样把4个STM-1链路分配来传送不同类型的业务，也可以把STM-4当作一个整体同时传送IPv4业务和IPv6业务或者其他如分组话音业务，深色园圈表示边缘节点，白色圆圈表示核心节点，网络边缘节点接入具体的用户，用户可以是具体的个人，也可以是学校、企业、政府机构等组成的一个网络，用户采用的IP技术可以是IPv4也可以是IPv6，在接入用户的网络边缘节点，无论是IPv4还是IPv6，依据IP的类型以及IP携带信号的不同类型(携带普通数据或者实时业务)设置DLP帧的类型字段值，根据IP包报头中的目的IP地址和源IP地址按照IP地址所属的国家、哪个地区、哪个节点进行分类处理，并把分类后的转发等价类值填充到目的地址码和源地址码字段，同时把整个IP包映射到DLP帧的净荷字段中，随后，整个网络只需利用DLP帧报头中的目的地址码实现IP包(封装在DLP帧中)的转发，转发处理时，首先依序查找DLP帧目的地址码中的国家码，国内地区码，节点代码，用户代码，本发明采用最长匹配原则对DLP帧进行转发处理，一旦发现DLP帧的目的地址码某一字段值与本地节点对应字段值不同，则停止搜索，直接转发该数据包，在接收端从DLP帧中解析出IP包，根据DLP帧中的业务类型字段值确定IP协议采用的版本，如果是IPv4还原为IPv4包，如果是IPv6，还原为IPv6包。

Claims (13)

1.一种用于IPv4网络和IPv6网络互通的方法，其特征在于，通过在位于网络层的IP与物理层之间引入一层名为数据链路规程的数据链路层协议，数据链路规程的英文缩写为DLP，一方面利用这一数据链路层协议实现IPv4网络和IPv6网络的互通，解决现有IPv4网络和IPv6网络的互通方法存在的不足和缺陷，另一方面利用这一数据链路层协议来实现包括因特网协议第四版即IPv4和因特网协议第六版即IPv6在内的因特网协议与各种物理层设施的直接适配，以及分组话音业务和分组视频业务与各种物理层设施的直接适配，从而实现因特网、电话网和电视网络的三网融合，在数据链路层统一整个通信网，使现有的包括IP网络在内的各种通信网络平滑过渡到下一代统一电信级公用网，用这一数据链路层协议实现IPv4和IPv6网络的互通时把IPv4和IPv6作为对等的不同类别的上层业务处理，把IPv4和IPv6业务仅仅视为DLP承载的上层业务的一部分，利用这一数据链路层协议定义的分级的、兼容现有电话号码体系的目的地址码和源地址码来表示IPv4和IPv6包的目的IP地址和源IP地址的转发等价类，用IP包的转发等价类作为二层的数据链路层地址即作为这一数据链路层协议帧的目的地址码和源地址码代替三层IPv4和IPv6地址实现IPv4和IPv6包的二层转发与交换，从而实现IPv4与IPv6网络在二层即数据链路层的互通，用这一数据链路层协议作为实现因特网协议第四版本即IPv4以及因特网协议第六版本即IPv6与各种物理层设施的融合与适配的数据链路层协议，数据链路层为网络层提供的服务通过原语“数据链路—数据—请求”、“数据链路—数据—指示”、“数据链路—控制—请求”、“数据链路—控制—指示”来实现，物理层与数据链路层间的通信通过“物理链路—数据—请求”、“物理链路—数据—指示”原语来实现，利用这一数据链路层协议提供的安全机制来保证IPv4和IPv6包在网络传送过程中的安全，用定义的数据链路层协议中定义的数据帧来传送来自上层的各种业务数据，定义的控制帧来实现网络的包括拓扑发现、2层保护倒换、故障管理、配置管理和性能管理在内的网络控制管理，定义的流量管理帧来实现网络的流量工程管理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在位于网络层的IP与物理层之间引入一层名为DLP的数据链路层协议一方面利用这一数据链路层协议实现IPv4网络和IPv6网络的互通，解决现有IPv4网络和IPv6网络的互通方法存在的不足和缺陷，另一方面利用这一数据链路层协议来实现包括因特网协议第四版即IPv4和因特网协议第六版即IPv6在内的因特网协议与各种物理层设施的直接适配，以及分组话音业务和分组视频业务与各种物理层设施的直接适配，从而实现因特网、电话网和电视网络的三网融合，在数据链路层统一整个通信网，使现有的包括IP网络在内的各种通信网络平滑过渡到下一代统一电信级公用网，用这一数据链路层协议实现IPv4和IPv6网络的互通时把IPv4和IPv6作为对等的不同类别的上层业务处理，把IPv4和IPv6业务仅仅视为DLP承载的上层业务的一部分，用这一数据链路层协议作为数据链路层协议实现因特网协议第四版本以及因特网协议第六版本与各种物理层设施的融合与适配，数据链路层为网络层提供的服务采用不确认式信息传送服务模式，对发送的数据不作任何确认式操作，数据链路层为网络层提供的服务通过“数据链路—数据—请求，英文为DL_DATA.request”、“数据链路—数据—指示，英文为DL_DATA.indication”、“数据链路—控制—请求，英文为DL_CONTROL.request”、“数据链路—控制—指示，英文为DL_CONTROL.indication”4个原语来实现，物理层为数据链路层即DLP提供的服务通过两个原语：“物理链路—数据—请求，英文为PL_DATA.request”、“物理链路—数据—指示，英文为PL_DATA.indication”来实现，在发送端，当有IPv4或者IPv6包需要发送时，调用DL_DATA.request数据链路—数据—请求原语，该原语包括一系列参数，这些参数用来确定所述的数据链路层协议帧报头各字段以及净荷字段的值，在接收端，当所述的数据链路层协议客户实体要接收数据时，所述定义的数据链路层协议实体激活DL_DATA.indication原语，该原语指示输入帧的接收状态和输入帧各字段的值，如果网络层需要所述的数据链路层协议提供网络控制功能，调用数据链路—控制原语：“数据链路—控制—请求DL_CONTROL.request”和“数据链路—控制—指示DL_CONTROL.indication”原语，这两个原语包括一系列的操作码和参数，通过这两个原语可提供包括网络拓扑发现、2层保护倒换、配置管理、故障管理、性能管理在内的网络控制功能，在发送端，当有数据需要从数据链路层发送到物理实体时，所述定义的数据链路层协议实体激活PL_DATA.request原语，在接收端当有数据要从物理实体发送到所述的数据链路层协议实体时，激活PL_DATA.indication原语，各原语的语义如下：
(1)DL_DATA.request(
            DestinationAddressCode，
            SourceAddressCode，
            DLPServiceData，
            FrameLength，
            ServiceType，
            NetworkTopology，
            Security，
            FrameSequenceNumber，
            SPI)
DL_DATA.request原语含有9个参数，各参数的含意分别为：DestinationAddressCode表示目的地址码，该参数依据发送IP包报头中的目的IP地址确定IP包的转发等价类，用来生成所述定义的数据链路层协议帧报头中的目的地址码字段值，SourceAddressCode表示源地址码，该参数用来依据发送IP包报头中的源IP地址确定IP包的转发等价类，用来生成所述定义的数据链路层协议帧报头中的源地址码字段值，DLPServiceData表示要发送的客户信号即整个IP包，用来生成所述定义的数据链路层协议帧中净荷字段值，FrameLength参数确定所述定义的数据链路层协议帧的总长度，ServiceType参数指示所述定义的数据链路层协议客户层信号的业务类型，它用来生成所述定义的数据链路层协议帧报头中业务类型字段值，Security参数指示是否对所述定义的数据链路层协议客户信号进行加密、认证处理，所述定义的数据链路层协议实体用它来确定所述定义的数据链路层协议帧报头中的安全字段值，FrameSequenceNumber参数指示要所述定义的数据链路层协议帧的帧序列号，缩写为FSN，所述定义的数据链路层协议实体用它来确定所述定义的数据链路层协议帧报头中的FSN字段值，NetworkTopology参数指示网络节点的网络拓扑，所述定义的数据链路层协议实体用它来确定所述定义的数据链路层协议帧报头中拓扑字段值，SPI参数是一个可选项，SPI为安全参数索引的英文缩写，SPI用来确定如果对IP包进行加密、认证处理时在通信两端建立的安全关联，用来确定所述定义的数据链路层协议帧中的安全参数索引即SPI字段值，
(2)DL_DATA.indication(
           DestinationAddressCode，
           SourceAddressCode，
           DLPServiceData，
           ServiceType，
           FrameLength，
           ReceptionStatus，
           NetworkTopology，
           Security，
           FrameSequenceNumber，
           SPI)
DL_DATDA.indication原语参数的语义如下：DestinationAddressCode表示目的地址码，该参数确定输入的所述定义的数据链路层协议帧报头中的目的地址码字段值，SourceAddressCode表示源地址码，该参数确定输入所述定义的数据链路层协议帧报头中的源地址码字段值，DLPServiceData确定输入所述定义的数据链路层协议帧净荷字段值，ReceptionStatus指示输入帧的接收状态，如果输入帧的FCS即帧校验序列字段没有发生错误，ReceptionStatus的值为FCS_ERROR_FREE，否则，如果输入帧发生错误，则ReceptionStatus值为FCS_ERROR，ServiceType参数指示输入所述定义的数据链路层协议帧的业务类型字段值，FrameLength参数确定输入所述定义的数据链路层协议帧的总长度，Security参数指示输入所述定义的数据链路层协议帧是否进行了加密、认证处理，它指示输入所述定义的数据链路层协议帧的Security字段值，FrameSequenceNumber参数指示所述的输入帧的FSN，NetworkTopology参数指示输入所述定义的数据链路层协议帧中拓扑字段值，SPI参数用来指示所述输入帧的安全参数索引字段值，
(3)数据链路—控制—请求DL_CONTROL.request原语数据链路—控制—请求DL_CONTROL.request原语的格式为DL_CONTROL.request(操作码，请求操作数列表)，其中操作码包括拓扑发现请求，英文为TOPOLOGY_DISCOVERY_REQ 2层保护倒换请求，英文为L2PS_REQ、配置请求，英文为CONFIGURATION_REQ、故障查询请求，英文为FAULT_INQUIRY_REQ、性能查询请求，英文为PERFORMANCE_INQUIRY_REQ，各操作码的具体操作数列表如下：拓扑发现请求TOPOLOGY_DISCOVERY_REQ操作码的请求操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、拓扑发现请求帧净荷数据，2层保护倒换请求L2PS_REQ操作码的请求操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、2层保护倒换请求帧净荷数据，配置请求CONFIGURATION_REQ操作码的请求操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、配置请求帧净荷数据，故障查询请求FAULT_INQUIRY_REQ操作码的请求操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、故障查询请求帧净荷数据5个操作，性能查询请求PERFORMANCE_INQUIRY_REQ操作码的请求操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、性能查询请求帧净荷数据，各操作数中的目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号参数的含义与数据链路—数据—请求原语对应的参数含义一样，
(4)数据链路—控制—指示DL_CONTROL.indication原语数据链路—控制—指示DL_CONTROL.indication原语的格式为DL_CONTROL.indication(操作码，指示操作数列表)，其中操作码包括拓扑发现响应指示，英文为TOPOLOGY_DISCOVERY_RESPONSE_IND、2层保护倒换响应指示，英文为L2PS_RESPONSE_IND、配置响应指示，英文为CONFIGURATION_RESPONSE_IND、故障查询响应指示，英文为FAULT_INQUIRY_RESPONSE_IND、性能查询响应指示，英文为PERFORMANCE_INQUIRY_RESPONSE_IND，各操作码的具体操作数列表如下：拓扑发现响应指示TOPOLOGY_DISCOVERY_RESPONSE_IND操作码的指示操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、拓扑发现响应帧净荷数据，2层保护倒换响应指示L2PS_RESPONSE_IND操作码的指示操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、2层保护倒换响应帧净荷数据，配置响应指示CONFIGURATION_RESPONSE_IND操作码的指示操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、配置响应帧净荷数据，故障查询响应指示FAULT_INQUIRY_RESPONSE_IND操作码的指示操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、故障查询响应帧净荷数据，性能查询响应指示PERFORMANCE_INQUIRY_RESPONSE_IND操作码的指示操作数包括目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号、性能查询响应帧净荷数据，各操作数中的目的地址码、源地址码、业务类型、帧序列号参数的含义与数据链路—数据—指示原语对应的参数含义一样，
(5)物理链路—数据请求PL_DATA.request原语PL_DATA.request(Userdata)，该原语只有一个参数，该参数为用户数据，英文为Userdata，
(6)物理链路—数据指示PL_DATA.indication原语PL_DATA.indication(Userdata)，该原语只有一个参数，该参数为用户数据，英文为Userdata。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用所述定义的数据链路层协议实现因特网协议第四版本和第六版本的互通，可以在现有的各种物理链路上直接传送IPv4或者IPv6包，物理层可以是现有通信网络中的任何一种有线或者无线物理链路，这些物理链路包括ITU-T G.702定义的全部速率范围的PDH、G.707定义的从低阶虚容器到高阶虚容器以及同步传递模式的全部速率范围的SDH，ITU-T G系列定义的全部波长速率的波分复用，英文缩写为WDM和光传送网，英文缩写为OTN、IEEE 802.3定义的包括IEEE802.3的以太网、IEEE802.3u的快速以太网、IEEE802.3z的千兆以太网、IEEE802.3ae的10G以太网在内的全部速率的以太网、各种数字用户线，英文缩写为xDSL、包括GSM即全球数字移动电话系统和各种CDMA即码分多址在内的第二、2.5以及第三代移动通信链路，IEEE 802.11定义的包括IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g在内的各种无线局域网链路，IEEE 802.15定义的无线个人网，包括IEEE 802.16a、IEEE 802.16c在内的IEEE802.16定义的各种无线城域网链路。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过定义一个名为数据链路规程的数据链路层协议，一方面利用这一数据链路层协议实现IPv4网络和IPv6网络的互通，解决现有IPv4网络和IPv6网络的互通方法存在的不足和缺陷，另一方面利用这一数据链路层协议来实现包括因特网协议第四版即IPv4和因特网协议第六版即IPv6在内的因特网协议与各种物理层设施的直接适配，以及分组话音业务和分组视频业务与各种物理层设施的直接适配，从而实现因特网、电话网和电视网络的三网融合，在数据链路层统一整个通信网，使现有的包括IP网络在内的各种通信网络平滑过渡到下一代统一电信级公用网，所述定义的数据链路层协议帧的帧定界是依靠该数据链路层协议帧最开始一定长度内的比特信息构成的特定相互关联关系也就是构成某种特定编码关系来实现的，在所述定义的数据链路层协议帧中定义一个帧长度字段，英文为Frame Length，缩写为FL，FL的字段用来以字节形式标识所述定义的数据链路层协议帧的总长度，定义一个帧长度校验字段，英文为Frame Length Check，缩写为FLC，FLC字段用来对帧长度字段进行校验并进行单比特错误或者2比特错误纠错处理同时利用这两个字段比特构成的这种特定校验编码关系实现该数据链路层协议帧的帧定界，定义一个业务类型字段，英文为Service Type，缩写为ST，ST字段用来标识净荷字段封装的业务类型，从而实现多业务的封装，同时规定不同的业务类型具有不同的优先级，定义一个拓扑字段，英文为Networks Topology，缩写为NT，NT字段用来标识网络节点的拓扑类型，定义一个安全字段，英文为Security，用来标识是否对封装的净荷进行加密、认证处理，定义一个分级的目的地址码，英文为Destination Address Code，缩写为DAC，和源地址码，英文为Source Address Code，缩写为SAC，DAC和SAC用来标识封装业务数据包的二层目的地址和源地址，定义一个扩展报头，英文为Extension Header，缩写为EH，EH字段来标识是否对净荷进行扩展处理，定义一个填充长度字段用来以字节形式表示在需要进行填充处理时填充的长度，定义一个帧序列号，英文为Frame Sequence Number，缩写为FSN，FSN字段用来标识所述定义的数据链路层协议帧的发送序列，定义一个安全参数索引，英文为Security Parameter Index，缩写为SPI，SPI用来标识对净荷数据进行认证加密处理时通信两端建立的安全关联，定义一个净荷字段，英文为Payload，Payload字段来封装来自上层的各种业务，定义一个帧校验序列字段，英文为Frame Check Sequence，缩写为FCS，FCS字段来对所述定义的数据链路层协议帧进行校验，在所述定义的数据链路层协议帧中定义一类数据帧来传送来自上层的各种业务数据，定义流量管理帧来实现网络的流量工程管理，定义控制帧来实现网络的包括拓扑发现、2层保护倒换、故障管理、配置管理和性能管理在内的网络控制管理，这三种不同类型的帧由所述定义的数据链路层协议帧中的类型字段来标识，具体如下：定义帧长度字段长度为16比特，定义帧长度校验字段长度为15比特，使FL和FLC字段比特构成BCH(31，16)码，BCH为博斯-乔赫里-霍克文黑姆码的英文缩写，DLP帧利用这种关系来实现DLP帧的帧定界并对FL出现的单比特或者2比特错误进行纠错处理，BCH(31，16)码的生成多项式为G(x)＝x15+x11+x10+x9+x8+x7+x5+x3+x2+x+1，初始化值为0，这里x15对应最高有效位，英文缩写为MSB，x0对应最低有效位，英文缩写为LSB，DLP帧利用DLP帧前面31比特即FL字段和FLC字段的特定编码关系来实现DLP帧的定界，DLP帧定界过程依据有限状态机来实现，有限状态机包括三个状态：搜索态，英文为HUNT、预同步态，英文为PRESYNC、同步态，英文缩写为为SYNC，有限状态机工作流程图如下：(1)在搜索态，DLP处理对接收到的31比特进行逐比特搜索寻找正确格式的FL和FLC关系，在这种状态下，BCH码不具有对FL字段和FLC字段的单比特错误或者2比特错误更正功能，一旦在接收到的31比特中找到正确的候选FL和FLC匹配关系值，即可假定确定了一个正确的DLP帧，接收处理进入预同步即PRESYNC状态，(2)在PRESYNC态，DLP处理通过逐帧搜索处理来实现DLP帧定界，依据上一步逐比特搜索找到的FL和FLC正确匹配值，即可假定搜索到一个正确的DLP帧，然后依据该帧各字段关系可以确定下一帧的FL和FLC字段值，并依据他们的关系确定他们是否匹配，然后再下一帧，一旦连续确定DELTA个正确的DLP帧，DELTA为一个参数，它是一个大于0的正整数，DLP接收处理进入同步态，反之，如果随后一帧的FL和FLC字段值不匹配，进入搜索态，此时，BCH码不具有对FL字段和FLC字段的单比特错误或者2比特错误更正功能，从搜索态进入同步态需要连续搜索到DELTA+1个正确的DLP帧，(3)在同步态，DLP处理通过一个帧的FL和FLC字段关系可以确定下一个DLP帧的开始，然后可以实现一帧一帧的解析，在这种状态下FLC具有单比特错误或者2比特错误纠错功能，如果发生超过2比特错误，则帧定界失效，成帧处理进入搜索态，并给客户适配处理发出客户服务器信号失效指示，英文缩写为SSF，(4)DLP空帧参与帧定界处理，并随后丢弃空帧，DLP帧定界处理的健壮性与DELTA值有关，设置DELTA值为1，在FLC后定义一个长度为1比特的保留字段留作将来使用，该字段一直设置为0，定义业务类型字段长度为8比特，共计可识别28＝256种业务类型，其中最高有效位为0时表示封装的是低优先级的普通IP数据业务，最高有效位为1时表示DLP净荷字段封装的业务为高优先级的包括电话、实时视频业务在内的实时业务，DLP业务处理的优先级从高到低的顺序依次为：控制帧＞流量管理帧＞实时业务＞IP v4/IP v6数据业务，DLP网络处理队列首先处理高优先级的业务，业务类型字段的用法如表1所示，
表1 业务类型字段的用法
  业务类型字段的二进制值   用法   00000000～00000011   保留   00000100   IP v4数据   00000101   移动IP v4数据   00000110   IP v6数据   00000111   移动IP v6数据   00001000～00111111   保留给其他数据服务   01000000   10Mbps以太网   01000001   100Mbps以太网   01000010   10/100Mbps以太网   01000011   千兆以太网   01000100～01111111   保留   10000001   控制帧   10000010   流量管理帧   10000011   实时固定本地电话业务，即市内电话   10000100   实时固定国内长途电话业务
  10000101   实时固定国际长途电话业务   10000110   实时固定本地可视电话业务，市内可视电话   10000111   实时固定国内长途可视电话业务   10001000   实时固定国际长途可视电话业务   10001001   实时固定电话呼叫本地移动业务   10001010   实时固定电话呼叫移动国内长途电话业务   10001011   实时固定电话呼叫国际移动长途电话业务   10001100   实时固定电话呼叫本地移动可视电话业务   10001101   实时固定电话呼叫移动国内长途可视电话业务   10001110   实时固定电话呼叫国际移动长途可视电话业务   10001111   实时移动国内话音业务   10010000   实时移动国际话音业务   10010001   实时移动国内可视话音业务   10010010   实时移动国际可视话音业务   10010011   实时视频业务，广播式电视业务   10010100   实时视频业务，单播式电视业务   10010101   基于IP v4的实时业务   10010110   基于IP v6的实时业务   10010111   基于移动IP v4的实时业务   10011000   基于移动IP v6的实时业务   10011001   G.702 PDH电路仿真业务：异步电路1544千比特/秒   10011010   G.702 PDH电路仿真业务：异步电路2048千比特/秒   10011011   G.702 PDH电路仿真业务：异步电路6312千比特/秒   10011100   G.702 PDH电路仿真业务：异步电路8448千比特/秒
  10011101   G.702 PDH电路仿真业务：异步电路34368千比特/秒   10011110   G.702 PDH电路仿真业务：异步电路44736千比特/秒   10011111   G.702 PDH电路仿真业务：同步电路1544千比特/秒   10100000   G.702 PDH电路仿真业务：同步电路2048千比特/秒   10100001   G.702 PDH电路仿真业务：同步电路6312千比特/秒   10100010   G.702 PDH电路仿真业务：同步电路8448千比特/秒   10100011   G.702 PDH电路仿真业务：同步电路34368千比特/秒 10100100   G.702 PDH电路仿真业务：同步电路44736千比特/秒 10100101   G.702 PDH电路仿真业务：139264千比特/秒 10100111   G.707 SDH电路仿真业务：C-11，1648千比特/秒 10101000   G.707 SDH电路仿真业务：C-12，2224千比特/秒 10101001   G.707 SDH电路仿真业务：C-2，6832千比特/秒 10101010   G.707 SDH电路仿真业务：C-3，48384千比特每秒 10101011   G.707 SDH电路仿真业务：C-4，149760千比特每秒 10101100   G.707 SDH电路仿真业务：VC-11，1664千比特每秒 10101101   G.707 SDH电路仿真业务：VC-12，2240千比特/秒 10101110   G.707 SDH电路仿真业务：VC-2，6848千比特/秒 10101111   G.707 SDH电路仿真业务：VC-3，48960千比特/秒 10110000   G.707 SDH电路仿真业务：VC-4，150336千比特/秒 10110001   G.707 SDH电路仿真业务：TU-11，1728千比特每秒 10110010   G.707 SDH电路仿真业务：TU-12，2304千比特每秒 10110011   G.707 SDH电路仿真业务：TU-2，6912千比特每秒 10110100   G.707 SDH电路仿真业务：TU-3，49152千比特每秒 10110101   G.707 SDH电路仿真业务：AU-3，50304千比特每秒
10110110   G.707 SDH电路仿真业务：AU-4，150912千比特每秒 10110111   G.707 SDH电路仿真业务：STM-0，51480千比特/秒 10111001   G.707 SDH电路仿真业务：STM-1/OC-3c，155520千比特/秒 10111010   G.707 SDH电路仿真业务：STM-4OC-12c，600080千比特/秒 10111011   G.707 SDH电路仿真业务：STM-16，/OC-48c 2488320千比特/秒 10111100   DVB，MPEG-1传送比特流 10111101   DVB，MPEG-2传送比特流 10111110   DVB，MPEG-4传送比特流 10111111～11111111   保留给其他实时业务
定义拓扑字段长度为4比特，其中二进制值“0001”表示总线结构，二进制值“0010”表示星形结构，二进制值“0011”表示树形拓扑结构，二进制值“0100”表示环形拓扑结构，二进制值“0101”表示网格拓扑结构，其他值保留给将来使用，对于环形拓扑和网格拓扑，提供50毫秒保护倒换功能，定义安全字段长度为4比特，其中二进制值“0000”表示不对上层业务进行任何加密、认证处理，二进制值为“0001”表示对来自上层的业务数据进行加密处理，二进制值“0010”表示对来自上层的业务数据进行认证处理，二进制值“0100”表示对来自上层的业务数据进行加密和认证处理，其他值保留将来使用，定义目的地址码长度为64比特，定义源地址码字段长度为64比特，目的地址码和源地址码采用相同的分级结构，都由国家码，英文为Country Code，缩写为CC、国内地区码，英文为National Region Code，缩写为NRC、节点代码，英文为Node Area Code，缩写为NAC和用户代码，英文为User Code，缩写为UC4个字段组成，每个字段长度为16比特，其中国家码表示上层业务的第一级转发标签，国内地区码表示上层业务的第二级转发标签，节点代码表示上层业务的第三级转发标签，用户代码表示上层业务的第四级转发标签，定义扩展报头字段长度为8比特，其中二进制值为“00000000”表示没有扩展报头，其他值保留将来使用，定义填充长度字段长度为8比特，用来以字节形式标识进行填充处理时DLP净荷字段填充的长度，定义帧序列号字段长度为16比特，用来对发送的DLP帧进行序列标记，该字段值从0开始对发送的DLP帧进行序列标记，直到最大值，如果FSN达到最大值，发送处理器清除寄存器的值，并且从0开始重新计数，以保证DLP帧能够按照正确顺序转发发送、接收处理，同时FSN也提供抗重放功能，定义安全参数索引字段长度为16比特，该字段是可选的，其值是任意的，与DLP目的地址码结合使用唯一地标识该DLP帧所属的安全关联，英文为Security Association，缩写为SA，其中SPI值为0保留给本地、特定实现使用，十进制的1～255由IANA保留给将来使用，IANA为Internet Assigned Numbers Authority机构的英文缩写，其他值由通信双方依据采用的加密认证算法来确定，定义净荷字段长度为0～65535字节，用来封装来自网络层的整个IP包，定义填充数据字段长度为0～255字节，填充数据字段是可选的，具体值与采用的加密认证算法有关，其值由加密认证算法确定，定义一个认证数据字段来存放认证处理时生成的认证数据，认证数据字段值与采用的认证算法有关，其值由具体的认证算法确定，定义帧校验序列，英文为Frame Check Sequence，缩写为FCS，FCS字段长度为32比特，用来对DLP帧中部分报头字段内容以及封装的净荷进行校验，FCS校验范围包括：从DLP帧中业务类型字段的第一比特开始，一直到DLP帧的结尾，具体包括业务类型字段、拓扑字段、安全字段、目的地址码、源地址码、扩展报头、填充长度字段、帧序列号、安全参数索引、净荷、填充数据、认证数据字段比特流进行校验处理，校验算法采用IEEE 802.3 2002版定义的CRC-32：生成多项式为G(x)＝x32+x26+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x1+1，这里，x32对应最高有效位即MSB位，而x0对应最低有效位即LSB位，如果DLP帧发生FCS错误，丢弃发生错误的DLP帧，如果某些字段值不能识别，或者出现FCS错误，则认为是无效的数据链路层协议帧，无效帧将被丢弃，不通知发送方，也不产生任何动作，无效帧包括：
(1)接收帧发生FCS错误，FCS不匹配的DLP帧，
(2)接收帧长度少于30字节的帧，
(3)业务类型字段不能识别的帧，
(4)报头其他字段不能识别的帧，
如果网络层没有IP包需要发送，在DLP帧间隙需要进行填充处理，即发送空帧，发送空帧的目的是为了调节两节点间的速率，空帧从一个节点发送到其相邻的最近节点，邻居节点接收到空帧后不把它转发到任何其他地方，直接把它丢弃，也不通知发送方，在帧间隙发送的填充空帧的内容包括帧长度字段、帧长度校验字段、一直设置为0的长度为1比特的保留字段和只包括源地址码中的节点代码和用户代码字段共计4个字节的源地址码，在发送端，把封装了IP包的DLP帧封装到物理层设施之前必须进行扰码，在接收端对DLP帧的任何处理之前首先进行解扰码，解扰码后才能对DLP帧进行下一步处理，扰码和解扰码采用自同步扰码/解扰码器，其生成多项式为G(X)＝X43+1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定义的数据链路层协议中包括一个目的地址码和源地址码字段，对于IP数据业务，所述的数据链路层协议中的目的地址码和源地址码分别表示IP包的目的IP地址和源IP地址的转发等价类，用IP包的转发等价类作为二层的数据链路层地址即作为所述定义的数据链路层协议的目的地址码和源地址码代替三层IP地址实现IP包的转发与交换，具体为对于IPv4业务，所述的数据链路层协议中的目的地址码和源地址码分别表示IPv4包的目的IPv4地址和源IPv4地址的转发等价类，用IPv4包的转发等价类作为二层的数据链路层地址即作为所述定义的数据链路层协议的目的地址码和源地址码代替三层IPv4地址实现IPv4包的转发与交换，对于IPv6业务，所述的数据链路层协议中的目的地址码和源地址码分别表示IPv6包的目的IPv6地址和源IPv6地址的转发等价类，用IPv6包的转发等价类作为二层的数据链路层地址即作为所述定义的数据链路层协议的目的地址码和源地址码代替三层IPv6地址实现IPv6包的转发与交换，从而实现IPv4网络和IPv6网络在数据链路层的互通，对于分组话音业务，所述定义的数据链路层协议的目的地址码和源地址码分别表示通话双方的电话号码或者网络鉴权中心指定的表示用户身份的临时身份证号码，目的地址码和源地址码采用相同的分级结构，一个完整的目的地址码和源地址码都由国家码，英文为Country Code，缩写为CC、国内地区码，英文为National Region Code，缩写为NRC、节点代码，英文为Node Area Code，缩写为NAC和用户代码，英文为User Code，缩写为UC四个部分组成，定义目的地址码和源地址码字段长度为64比特即8个八位位组，其中国家码字段长度为16比特即2个八位位组，用来标识某一个国家或者特定地理区域的某种业务代码，CC为对应IP包的第一级转发标签，一个国家或者地理区域可以有一个或者多个CC代码来表示话音业务代码、视频业务代码、IP v4业务代码、IP v6业务代码，相关业务的具体国家码值由有关的国际标准机构指定，对于IP业务国家码可以就是现有电话号码系统中的国际区号也可以是另外指定的其他值，国内地区码字段长度为16比特，指示某一国家内某个地区的业务代码，NRC为IP包的第二级转发标签，具体的NRC值由该国的通信最高管理机构分配，对于IP业务，该值可以是目前电话号码系统中的国内长途区号也可以是另外指定的其他值，节点代码字段为16比特，标识某个网络节点的业务代码，该码为IP包的第三级转发标签，具体值由网络运营商或者网络服务供应商指定，用户代码字段长度为16比特，指示某个用户的业务代码，该码为IP包的第四级转发标签，具体的UC值由网络运营商或者网络服务供应商指定，在采用所述定义的数据链路层协议实现IPv4和IPv6互通的网络的接入点或者汇聚点，按照IP协议版本的不同用所述定义的数据链路层协议帧的业务类型字段来标识不同类型的IP版本，然后无论是IPv4还是IPv6都按照IP包的目的IP地址属于哪个国家、该国的哪个地区、哪个节点和哪个用户的四级结构来确定IP包的转发等价类，并把该值作为所述定义的数据链路层协议帧的目的地址码，随后无论是IPv4包还是IPv6包在网络中的转发都由所述定义的数据链路层协议帧的目的地址码确定，用二层的目的地址码替代IP网络中的三层目的IP地址实现IP数据包的高速转发，网络转发所述定义的数据链路层协议帧时，首先查找所述定义的数据链路层协议帧中的业务类型字段，通过具体的业务类型确定业务的优先级，然后是查找所述定义的数据链路层协议帧中的目的地址码中的国家码、其次是国内地区码、再次是节点代码、最后是用户代码，一旦发现所述定义的数据链路层协议帧的某一项代码与本地节点的不同，所述定义的数据链路层协议节点不再对所述定义的数据链路层协议帧中目的地址码后面字段进行处理，直接转发到下一个节点，所述定义的数据链路层协议帧转发的原则是采用最长匹配原则，根据目的地址码决定路由可以是利用IP路由协议包括最短路径优先协议，英文为Open Shortest Path First，缩写为OSPF，边界网关协议，英文为Border Gateway Protocol，缩写为BGP产生的动态路由表，也可以是利用所述定义的数据链路层协议提供的流量工程来显式配置路由。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定义的数据链路层协议包括一套安全机制来保证上层业务在网络传送过程中的安全，具体方法是：(1)利用IP包的转发等价类代替IP地址实现IP包的转发和交换从而屏蔽真实的IP地址，(2)对上层业务进行加密和认证处理，如果需要对IP包进行加密认证处理，通过在需要通信的两端经过一系列的协商，确定采用的加密算法、认证算法、设置或者交换初始化密码，协商加密认证算法以及交换初始化密码操作可以采用RFC2408定义的因特网安全关联和密钥管理协议，英文缩写为ISAKMP，以及RFC2409定义的因特网密钥交换协议，英文缩写为IKE来实现，然后在通信的两端建立两个安全关联，英文为Security Association，缩写为SA，并且依据目的IP地址、采用的算法确定一个安全参数索引，英文缩写为SPI，把该索引值添加到所述定义的数据链路层协议帧报头中的安全参数索引字段中，SPI用来标识对IP包进行加密、认证处理时的安全关联，安全参数索引与目的地址码一道唯一地标识安全关联所采用的加密认证算法，同时把包括目的地址码、采用的加密算法、认证算法、初始化密码、安全参数索引在内的参数添加到安全关联数据库内，安全关联数据库记录了与安全有关的各种数据，定义SPI字段长度为32比特，其中十进制值“0”用于节点本地、特定实现使用，十进制值1～255由IANA保留给将来使用，其他值用于标识安全关联，由于加密、认证算法的不同需要进行一些数据填充处理，填充的数据位于净荷字段之后，并把填充的长度值添加到填充长度字段值中，认证处理生成的认证数据位于填充数据字段之后帧校验字段之前，利用所述定义的数据链路层协议中的帧序列号字段值提供抗重播功能，进行加密处理时，加密的范围包括来自网络层的整个IP包、填充数据字段，进行认证处理时认证的范围包括填充长度字段、帧序列号字段、安全参数索引字段、净荷数据、填充数据字段。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定义的数据链路层协议包括一套完善的网络控制管理机制来实现IP网络的包括拓扑发现、2层保护倒换、链路状态指示、故障管理、性能管理、配置管理在内的控制管理.所述的网络控制管理通过控制帧来实现，定义当所述定义的数据链路层协议帧的业务类型字段的二进制值为“10000001”时表示数据链路层协议帧净荷字段封装携带的内容为网络控制管理信息，相应的数据链路层协议帧为控制帧，控制帧实现包括拓扑发现、链路状态指示、故障管理、性能管理、配置管理在内的网络控制和管理功能，对于环形和网格拓扑，控制帧还提供一种实现50毫秒保护倒换功能的机制，控制帧采用TLV结构，TLV为Type-Length-Value的缩写，意思是类型—长度—值，类型字段长度为8比特，用来标识控制帧的类型，长度字段长度为8比特，用来以字节形式表示TLV结构中值即Value字段的长度，值即Value字段包含控制帧的有关参数具体内容，控制帧中TLV结构中类型字段的用法如表2所示，其中类型字段值为二进制的“00010001”时表示控制帧携带的是OSPF路由协议，OSPF为最短路径优先协议的英文缩写，类型字段二进制值为“00010010”表示控制帧携带的是BGP路由协议信息，BGP为边界网关协议的英文缩写，类型字段二进制值为“00010011”表示控制帧携带的是7号信令系统信令信息，类型字段二进制值为“00010100”表示控制帧携带的是H.323信令信息，类型字段二进制值为“00010101”表示控制帧携带的是会话初始化协议信令信息，类型字段二进制值为“00010110”表示控制帧携带的是介质网关控制协议信令信息，类型字段为二进制的“11111111”时表示控制帧为厂商自定义的管理控制帧，厂商自定义的管理功能包括设备制造商为自己制造的有关设备添加的网络管理控制功能以及运营商自定义的网络管理控制功能，其管理数据内容由厂商自定义，但需采用TLV结构，所述定义的数据链路层协议控制帧的帧序列号值用来标识控制帧发送的先后顺序，实现标识所述定义的数据链路层协议控制信息发送先后序列的功能，所述定义的数据链路层协议控制帧的净荷信息字段可以包括多个控制TLV信息，由于现在的芯片普遍采用32位，这样要求控制帧总长度为32比特的整数倍，为了便于芯片的实现，要求整个控制帧的长度为32比特的整数倍，如果原来所述定义的数据链路层协议控制帧长度不是32比特的整数倍，则在控制TLV后用全为0的字节进行填充处理，填充的长度用所述定义的数据链路层协议控制帧的填充长度字段以字节形式标识，
表2.控制帧中类型字段值的二进制值用法
  类型字段的二进制值   用法
  00000000   保留   00000001   拓扑发现请求帧   00000010   拓扑发现响应帧   00000011   拓扑报告帧   00000100   2层保护倒换请求帧   00000101   2层保护倒换响应帧   00000110   2层保护倒换状态报告帧   00000111   配置请求帧   00001000   配置响应帧   00001001   配置报告帧   00001010   故障查询请求帧   00001011   故障查询响应帧   00001100   故障报告帧   00001101   性能查询请求帧   00001110   性能查询响应帧   00001111   性能报告帧   00010000   WTR_Request等待恢复请求帧   00010001   路由协议——OSPF   00010010   路由协议——BGP   00010011   信令——7号信令系统，英文缩写为SS7   00010100   信令——H.323   00010101   信令——会话初始化协议，英文缩写为SIP   00010110   信令——介质网关控制协议，英文缩写为MGCP   00010111～11111110   保留
  11111111   厂商自定义的专用网络控制管理帧
。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述定义的数据链路层协议提供的网络控制管理机制包括拓扑发现机制，拓扑发现用来找出哪一个是网络节点的邻居节点以及邻居节点的状态，对于环形和网格拓扑网络节点可以用拓扑发现来发现环上有多少个节点正在工作，拓扑发现功能的实现依靠拓扑发现请求帧，英文为Topology_Discovery_Request_frame，拓扑发现响应帧，英文为Topology_Discovery_Responseframe，拓扑报告帧，英文为Topology_State_Report frame来实现的，在项目安装阶段或者工程运行期间，网络节点A用该节点的二层地址码作为目的地址周期性地广播拓扑发现请求帧到其它节点，称其中之一为节点B，发送周期由拓扑发现定时器Timer_Topology_Discovery确定，拓扑发现定时器发送定时时间是可编程的，缺省为2秒，接收到拓扑发现请求帧的所有节点通过拓扑发现响应帧给节点A作出响应，把节点的存在及其状态反馈给节点A，节点A把接收到的其它节点的地址码以及相应的工作状态内容添加到节点A的拓扑地址数据库中，对于环形和网格拓扑，有关节点依据环上各节点的地址码中的节点代码即NAC字段值内容确定环上或者网格中的节点顺序，节点A连续3次从节点B接收到相同的操作内容，则认为节点的拓扑发现帧操作有效，把相关的拓扑状态内容写入节点的拓扑数据库，网络节点用拓扑报告帧向包括网络管理实体在内的其它节点报告该节点的状态，对于总线拓扑、星形和树形这三类由于拓扑结构原因没有保护倒换功能的拓扑结构的节点报告其拓扑状态，控制帧TLV中类型字段值为二进制值“00000001”时表示控制帧为拓扑发现请求帧，二进制值“00000010”时为拓扑发现响应帧，二进制值“00000011”时表示控制帧为拓扑报告帧，拓扑发现请求帧、拓扑发现响应帧和拓扑报告帧的值即Value字段的值都是两个参数，第一个为节点地址，长度为8个字节，第二个为节点工作状态，长度为1个字节，节点工作状态如表3所示，
表3.拓扑发现帧的第二个参数
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述定义的数据链路层协议提供的网络控制管理机制包括2层保护倒换机制，2层保护倒换指的是当网络物理链路出现故障时允许在50毫秒内实现网络自愈恢复的功能，DLP提供的50毫秒保护倒换功能用于可以实现保护倒换的环形或者网格拓扑链路上，在二纤环上假定为节点2的某个DLP节点在某个方向，假定为从节点1到节点2，在20毫秒时间内没有接收到包括数据帧、控制帧、链路管理帧或者空帧在内的任何数据信息或者物理链路出现故障，该节点进入2层保护倒换状态，发送2层保护状态请求帧即L2PS_Request frame给网络上与其相连的节点假定为节点1，节点1接收到该2层保护状态请求帧后也进入2层保护倒换状态即L2PS态，并发出2层保护倒换状态报告帧即L2PS_State_Report frame给连接网络管理实体的节点或者广播到环上处于正常态的所有节点，所述的没有接收到任何数据信息的20毫秒时间的值是可编程的，DLP定义的缺省值为20毫秒，在L2PS态，从节点1到节点2的所有数据包被倒换到备用的路径上，一旦节点2上的故障清除，节点2进入正常态，启动WTR等待恢复定时器即Timer_WTR，Timer_WTR值是可编程的，范围为0～1800秒，缺省值为10秒，一旦WTR定时器终止，节点2沿倒换前后的路径发送WTR请求帧即WTR_Request frame给节点1，节点1接收到该帧后从L2PS态返回正常态，定义控制帧的类型字段值为二进制的“00000100”时表示控制帧为2层保护倒换请求帧，控制帧的类型字段值为二进制的“00000101”时表示控制帧为2层保护倒换响应帧，控制帧的类型字段值为二进制的“00000110”时表示控制帧为2层保护倒换报告帧，2层保护倒换请求帧TLV结构中值即Value字段的参数有2个，第一个为该节点的地址码，长度为8字节，第二个参数为该节点的工作状态，表示该节点处于强制倒换FS、物理信号失效PSF、物理信号退化PSD和人工倒换中的哪一种，长度为1个字节，各状态的二进制值如表4所示，该字节的其他值保留作将来使用，2层保护倒换响应帧TLV结构中值字段的参数有两个，第一个为该节点的地址码，长度为8字节，第二个参数长度为1个字节，其中二进制值为“00000000”表示成功实现倒换，二进制值为“11111111”表示倒换不成功，其他二进制值保留，2层保护倒换状态报告帧TLV结构中值字段有三个参数，第一个参数为节点的地址码，长度为8字节，第二个参数为节点的倒换原因，长度为1个字节，各态的二进制值如表4所示，第三个参数表示节点是否处于2层保护状态，其中二进制值为“11111111”表示处于2层保护倒换状态，二进制值为“00000000”表示处于正常态，其他值保留，当控制帧TLV类型字段值为二进制的“00010000”时，表示控制帧为WTR_Request帧，WTR_Request帧只有一个参数，长度为8比特，值为二进制的“11111111”表示成功等待恢复，其他值保留，
表4.L2PS请求帧和L2PS报告帧的第2个参数类型
  二进制值   状态   10000000   强制倒换，英文为Forced Switch，英文缩写为FS   00100000   物理信号失效，英文为Physical Signal Fail，英文缩写为PSF   00001000   物理信号退化，英文为Physical Signal Degrade，英文缩写为PSD   00000010   人工倒换，英文为Manual Switch，英文缩写为MS   其他   保留
。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述定义的数据链路层协议提供的网络控制管理机制包括配置管理机制，配置管理机制用来实现对网络节点设备有关端口的配置管理，网络节点设备的端口地址在项目安装阶段必须配置一个二层的地址作为该端口的源地址码，配置管理帧包括三种：配置请求帧，英文为Configuration_Request frame、配置响应帧，英文为Configuration_Response Frame，配置报告帧，英文为Configuration_Report frame，在项目安装阶段或者工程运行期间，网络管理实体通过网络管理接口对网络节点设备的每个链路发出配置请求帧进行配置，DLP节点通过配置响应帧或者配置报告帧向网络管理实体作出响应，DLP协议定义控制帧TLV中类型字段值为二进制“00000111”值时表示控制帧为配置请求帧，二进制“00001000”时为配置响应帧，二进制“00001001”时表示控制帧为配置报告帧，配置请求帧包括两个参数，第一个参数为原节点地址，第一个参数字段长度为8个字节，第二个参数为新节点地址码，第二个参数字段长度为8个字节，配置响应帧的值即Value字段值包括三个参数：第一个参数为原节点地址，字段长度为8个字节，第二个参数为新的节点地址码，字段长度为8个字节，第三个参数长度为1个字节，其二进制值为“00000000”表示配置成功，二进制值“11111111”表示配置不成功，其它值保留给将来使用，配置报告帧包括二个参数：第一个参数为节点地址，字段长度为8个字节，第二个参数长度为8个字节，表示该节点的配置地址。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述定义的数据链路层协议提供的网络控制管理机制包括故障管理机制，故障管理机制用来实现对网络节点的故障管理，故障管理功能通过故障管理帧来实现，故障管理帧包括三个：故障查询请求帧英文为Fault_Inquiry_Request frame、故障查询响应帧英文为Fault_Inquiry_Response frame和故障报告帧英文为Fault_Reportframe，DLP协议定义控制帧TLV中类型字段值为二进制值“00001010”时表示控制帧为故障查询请求帧，二进制值“00001011”时为故障查询响应帧，二进制值“00001100”时表示控制帧为故障报告帧，故障查询请求帧包括1个参数，该参数为节点地址，字段长度为8个字节，故障查询响应帧的值即Value字段值包括两个参数：第一个参数为节点地址，字段长度为8个字节，第二个参数长度为1个字节用来表示故障类型，其二进制值为“00000000”表示故障为物理信号失效英文缩写为PSF，二进制值“11111111”表示故障为物理信号退化英文缩写为PSD，二进制值为“00001111”表示节点正常无故障，其它值保留给将来使用，故障报告帧的值字段包括两个参数：第一个参数为节点地址，字段长度为8个字节，第二个参数长度为1个字节用来表示故障类型，其二进制值为“00000000”表示故障为物理信号失效，英文缩写为PSF，二进制值“11111111”表示故障为物理信号退化，英文缩写为PSD，其它值保留给将来使用。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述定义的数据链路层协议提供的网络控制管理机制包括性能管理机制，性能管理机制用来实现对网络节点的性能管理，性能管理功能通过性能管理帧来实现，性能管理帧包括三种帧：性能查询请求帧英文为Performance_Inquiry_Request frame、性能查询响应帧英文为Performance_Inquiry_Response frame和性能报告帧英文为Performance_Report frame，当控制帧类型字段值为二进制的“00001101”时，表示控制帧为性能查询请求帧，性能查询请求帧用来请求查询网络节点的性能指标，控制帧类型字段值为二进制的“00001110”时，表示控制帧为性能查询响应帧，性能查询响应帧用来响应性能查询请求帧提出的网络节点的性能指标，控制帧类型字段值为二进制的“00001111”时，表示控制帧为性能报告帧，性能报告帧用来向网络管理实体报告网络节点的各项性能指标，性能查询请求帧的值即Value字段包括三个参数，第一个参数为要请求查询性能的节点地址码，长度为8个字节，第二个参数为用来标识计算性能指标的时间计量单位，长度为4比特，其中二进制的“0001”表示计量单位为秒，二进制的“0010”表示计量单位为分钟，二进制的“0011”表示计量单位为小时，二进制的“0100”表示计量单位为天，其它字段值保留给将来使用，第三个参数为性能指标类型，长度为4比特，其中二进制的“0001”表示性能指标为帧校验序列错误数，二进制的“0010”表示丢包数，二进制的“0011”表示丢包率，二进制的“0100”表示包的时间延迟，即时延，其它值保留给将来使用，性能查询响应帧的值即Value字段包括4个参数，第一个参数长度为8个字节，用来表示对性能查询请求帧作出响应的节点地址，第二个参数长度为4比特，用来标识计算性能指标的时间计量单位，第三个参数长度为4比特用来标识性能指标类型，第四个参数长度为3个字节，用来表示具体要查询的性能指标值，性能查询响应帧的值即Value字段的第二和第三个参数即时间计量单位和性能指标类型的用法与性能查询请求帧的值即Value字段的第二和第三个参数的用法一样，性能报告帧的值即Value字段包括4个参数，第一个参数长度为8个字节，用来表示向网络管理实体报告其性能的节点地址，第二个参数长度为4比特，用来标识计算性能指标的时间计量单位，第三个参数长度为4比特用来标识性能指标类型，第四个参数长度为3个字节，用来表示具体要报告的性能指标值，性能报告帧的值即Value字段的第二和第三个参数即时间计量单位和性能指标类型的用法与性能查询请求帧的值即Value字段的第二和第三个参数的用法一样。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定义的数据链路层协议提供流量管理机制来实现网络的流量工程，方法是首先对流经过网络的所有业务进行分类，即对来自上层的包括话音、IP数据、数字电视、以太网MAC帧、TDM电路仿真信号在内的各种业务进行优先级分类分为高优先级的业务和低优先级的业务，用分级的位于二层的数据链路层地址表示上层业务地址，同时对业务按照属于哪一个国家或者地理区域、国家或者地理区域的哪一个地区、地区的哪一个节点、节点的哪一个用户进行地域分类，用分级的二层地址表示物理链路端口二层地址从而对物理资源进行地域分类，同时分配不同的物理带宽链路用于传送不同类型的业务，把流经整个网络的各种业务按照不同的优先级类型以及地域类别映射到实际的物理链路上，通过流量管理帧实现对整个网络的流量以及物理带宽资源进行统一调度管理和监控，具体如下：首先对来自数据链路层——DLP层以上层次的所有业务进行分类，分为高优先级的业务和低优先级的业务，高优先级的业务包括控制帧、流量管理帧、包括固定或者移动话音或者可视电话在内的各种实时话音业务、包括数字电视在内的各种实时视频、基于IP的实时业务、PDH和SDH/SONET电路仿真信号，低优先级的业务为一般的IP数据业务，具体的各种业务类型由所述定义的数据链路层协议帧中的业务类型字段值来标识，在所述定义的数据链路层协议帧中定义了一个分级的目的地址码和源地址码，目的地址码和源地址码采用相同的结构，都由国家码、国内地区码、节点代码和用户代码四部分组成，分别用来标识业务属于哪个国家或者地理区域、某个国家或者地理区域内的哪个地区，某个地区内的哪个节点，哪个节点内的哪个用户，对于IP业务，目的地址码和源地址码分别表示IP包报头中的目的IP地址和源IP地址的转发等价类，对于话音业务目的地址码和源地址码分别表示通话双方的电话号码，对于数字电视业务目的地址码和源地址码分别表示数字电视发送端和接收端的地址，对于以太网MAC帧、PDH、SDH/SONET电路仿真信号业务目的地址码和源地址码分别表示信号发送端和接收端的地址，这样通过数据链路层地址对来自上层的包括话音、数据、视频、以太网以及TDM电路仿真信号在内的各种业务进行了地域的分类，把各种业务按照不同的国家或者地理区域、特定国家或者地理区域内的某个地区、地区内的某个节点、某个节点的某个用户进行分类，同时对整个物理传送网络的每个节点端口包括波分复用系统的每个光波标识一个二层的数据链路层地址，并规定不同的链路用于传送不同类型的业务以及通往不同地区的业务，这样对整个物理传送网络的带宽资源进行了分类，某些特定带宽资源用于传送包括话音和实时视频在内的重要的实时业务，某些特定带宽用于传送一般的IP数据业务，某些特定带宽链路用于传送国际业务，某些特定带宽链路用于传送跨省的业务，某些特定带宽链路用于传送本地业务，并且如果网络出现故障允许传送IP数据的链路被高优先级的业务抢占，通过流量管理帧对整个网络的流量以及网络带宽资源进行监控处理，网络管理系统包括一个流量工程数据库，该数据库记录了整个网络的链路资源分布情况，记录了包括流过网络的业务类型、总包数、总流量、物理链路速率、允许最大传送速率在内的参数数据，当所述定义的数据链路层协议帧即DLP帧报头中业务类型字段值设置为二进制值“10000010”时，表示所述定义的数据链路层协议帧封装的是流量管理信息，相应的数据链路层协议帧为流量管理帧，流量管理帧的流量管理信息采用类型—长度—值结构，英文为Type-Length-Value，英文缩写为TLV，其中，类型字段长度为8比特，用来指示流量管理帧的类型，长度字段长度为8比特，用来以字节形式指示值即Value字段的长度，值即Value字段包含具体的流量管理帧内容，流量管理帧类型字段的用法如表5所示，其中流量管理帧TLV中类型字段值为二进制的“00000001”时表示流量管理帧净荷携带的是链路业务流量属性信息，其值即Value字段内容包括四个参数，第一个参数为节点地址，长度为8字节，第二个参数为业务类型，用来表示经过网络节点流量包所属的业务类型，长度为1字节，业务类型参数的二进制值由权利要求4中的表1确定，第三个参数长度为1个字节用来标识流过网络节点链路流量的计量参数类型，其中二进制值为“00000001”表示流量计量参数类型为峰值速率，单位为比特每秒，二进制值为“00000010”表示流量计量参数类型为平均速率，单位为比特每秒，二进制值为“00000011”表示流量计量参数类型为最大包数，单位为包每秒，二进制值为“00000100”表示流量计量参数类型为平均分组数，单位为包每秒，二进制值为“00000101”表示流量计量参数类型为峰值突发长度，单位为字节，二进制值为“00000110”表示流量计量参数类型为协定突发长度，单位为字节，二进制值为“00000111”表示流量计量参数类型为超额突发长度，单位为字节，其它值保留给将来使用，第四个参数长度为4字节用来标识具体各种流量的值，流量管理帧TLV中类型字段值为二进制“00000100～00100111”时表示各种物理链路的资源属性，各种具体链路的类型值如表5所示，各种物理链路的资源属性值包括有四个参数，第一个参数为节点地址，长度为8字节，第二个参数为业务类型，用来表示经过节点流量包所属的业务类型，长度为1字节，业务类型参数的二进制值由权利要求4中的表1确定，第三个参数长度为1个字节用来标识流过节点链路流量的计量参数类型，其中二进制值为“00000001”表示流量计量参数类型为峰值速率，单位为比特每秒，二进制值为“00000010”表示流量计量参数类型为平均速率，单位为比特每秒，二进制值为“00000011”表示流量计量参数类型为最大分组数，单位为包每秒，二进制值为“00000100”表示流量计量参数类型为平均包即分组数，单位为包每秒，二进制值为“00000101”表示流量计量参数类型为峰值突发长度，单位为字节，二进制值为“00000110”表示流量计量参数类型为协定突发长度，单位为字节，二进制值为“00000111”表示流量计量参数类型为超额突发长度，单位为字节，其它值保留给将来使用，第四个参数长度为4字节用来标识具体各种流量的值，所述定义的数据链路层协议流量管理帧的帧序列号值用来标识流量管理帧发送的先后顺序，实现标识所述定义的数据链路层协议流量控制管理信息发送先后顺序的功能，所述定义的数据链路层协议即DLP流量管理帧的净荷信息字段包括多个流量管理TLV信息，由于现在的芯片普遍采用32位，这样要求流量管理帧总长度为32比特的整数倍，为了方便芯片的实现，要求整个流量管理帧的长度为32比特的整数倍，如果原来所述定义的数据链路层协议流量管理帧长度不是32比特的整数倍，则在流量管理TLV后用全为0的字节进行填充处理，填充的长度用所述定义的数据链路层协议流量管理帧的填充长度字段以字节形式标识，
表5.流量管理帧类型字段的用法
  类型字段的二进制值   用法   00000000   保留   00000001   链路业务流量属性   00000010   10Mbps以太网链路属性   00000011   100Mbps以太网链路属性   00000100   10/100Mbps以太网链路属性   00000101   千兆以太网链路属性   00000110   10Gb/s以太网链路属性   00000111   STM-0 SDH链路属性   00001000   STM-1/OC-3c SDH链路属性   00001001   STM-4/OC-12c SDH链路属性   00001010   STM-16/OC-48c SDH链路属性   00001011   STM-64/OC-192c SDH链路属性   00001100   STM-256/OC-768c SDH链路属性   00001101   64千比特/秒物理链路属性   00001110   1544千比特/秒PDH链路属性   00001111   2048千比特/秒PDH链路属性   00010000   6312千比特/秒PDH链路属性   00010001   8448千比特/秒PDH链路属性
  00010010   34368千比特/秒PDH链路属性 00010011   44736千比特/秒PDH链路属性 00010100   139264千比特/秒PDH链路属性 00010101   IEEE 802.11a链路属性 00010110   IEEE 802.11b链路属性 00010111   IEEE 802.11g链路属性 00011000   IEEE 802.11h链路属性 00011001   GSM链路属性 00011010   IEEE 802.16a链路属性，频率为2-11GHz 00011011   IEEE 802.16c链路属性，频率为10-66GHz 00011100   WCDMA链路属性 00011101   TD-SCDMA链路属性 00011110   CDMA2000链路属性 00011111   DVB链路属性 00100000   MPEG-1链路属性 00100001   MPEG-2链路属性 00100010   MPEG-3链路属性 00100011   ISDN链路属性 00100100   ADSL链路属性 00100101   VDSL链路属性 00100110   其他xDSL链路属性 00100111～11111111   保留
。
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