CN1885760A - Ip传输系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及IP传输技术，公开了一种IP传输系统及其方法，使得IP传输带宽得到提高，且对当前IP/MPLS网络广泛适用。本发明中，通过捆绑多条低速线路获取高带宽，为了实现捆绑，在每一条低速线路上承载一条层2链路，这些层2链路经过IP网络或MPLS网络时通过L2VPN承载；低速线路侧的主机、以及与对端主机以高速线路相连的边缘路由器，在各层2链路间分配需要相互传输的IP包。
Description
技术领域
本发明涉及IP传输技术，特别涉及点对点的IP传输技术。
背景技术
网间互联协议(Internet Protocol，简称“IP”)是因特网上最重要的协议软件。因特网是由众多网络相互连接而成的，就是依靠这些协议软件才得以实现互联，实现网际之间的通信。IP是最基本的通信协议，它非常具体的规定了因特网上的计算机进行通信时应当遵守的规则。
基于传输控制协议/网际互连协议(Transmission Control Protocol/InternetProtocol，简称“TCP/IP”)的以太网技术经过多年的发展，目前已经成为占绝对支配地位的局域网技术，已经成功进入公共网络的核心网、扎根于城域网并逐步渗透到公共接入网络。与此同时，随着以太网技术的发展，人们希望IP网络不仅能够提供传统的电子邮件(e-mail)、上网等服务，还能够提供端到端的转发控制、服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)等服务。
多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，简称“MPLS”)就是近年来在IP技术基础之上，结合异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，简称“ATM”)技术发展起来的一种基于处于链路层头和网络层头之间的标签以加快转发的一种技术，它能够兼容多种网络技术和链路层技术，可以承载IP报文，目前它在虚拟专用网(Virtual Private Networking，简称“VPN”)，流量工程，QoS等领域得到了广泛应用。
其中，VPN是在公众网络上所建立的虚拟的专用网络，它具有与专用网络同样卓越的安全性、可靠性和易管理性。VPN替代了传统的拨号访问，利用因特网(Internet)公众网或者运营商网络资源作为企业专用网络的延续，节省昂贵的专线租用费用，同时VPN可以使用隧道协议、身份验证和数据加密等技术保证了通信的安全性，受到企业用户的欢迎。现有的VPN是基于网间互联协议第4版(Internet Protocol version 4，简称“IPv4”)网络的，即组成VPN的骨干网络和站点都处于IPv4网络中。作为其中的典型代表，请求评注(Request for Comments，简称“RFC”)标准2547bis定义的VPN实现方案对如何实现VPN作了具体描述。
L2VPN，或称“二层虚拟专用网”，是VPN中的一种。这种技术是为了充分利用IP/MPLS网络资源来支持数据业务而推出的，用IP/MPLS网络为诸如ATM信元、帧中继(Frame Relay，简称“FR”)帧、以太网帧之类的二层数据链路包提供传送通道，以便实现IP网和数据网的融合。业务提供商可以提供给用户的L2VPN业务有三种不同的形式，即虚拟专用线路业务(Virtual Private Wire Service，简称“VPWS”)，虚拟专用局域网子网段(Virtual Private LAN Segment，简称“VPLS”)和只支持IP的类似局域网业务(IP-only LAN-like Service，简称“IPLS”)。
非对称数字用户线(Asymmetric Digital Subscriber Line，简称“ADSL”)是利用数字技术来扩展普通铜线电话用户线带宽和吞吐能力的技术。其特点是上行(从用户到电信部门的方向)和下行(从电信部门到用户的方向)速率不对称，即上行和下行的速率不相同。ADSL是利用频分复用的技术把普通电话线分成了普通电话、上行和下行三种信道，从而避免了相互之间的串扰。各种不同的ADSL，可以有160-640kbit/s的上行信道和1.5-8Mbit/s的下行信道。ADSL适用于“视频点播”、“远程教学”、“上网”等多种宽带业务。多数宽带业务是下行传送电视图像等要求高速率的业务，而上行是用来传送控制信令等低速的信号，可以用较窄的频带。
以上简要介绍了和本发明所涉及的IP、MPLS、VPN、L2VPN以及ADSL等技术。下面进一步介绍IP通信组网方式。
如图1，在现有技术中一般的IP通信组网方式中，主机1a、1b和1c与主机2通过IP网络通信。
其中，主机2通过高速线路与边缘路由器(Edge Router，简称“ER”)2相连，但主机la、1b和1c分别通过低速线路与一个复用器(Multiplexer，简称“MUX”)1a设备相连，MUX1a主要用于实现二层协议的会聚和桥接功能，不处理IP层协议。MUX1a通过一条高速线路与ER1相连。ER1和ER2之间是IP网络或MPLS网络，其中，MPLS网络也支持IP功能。
在这种情况下，假设主机1到MUX1a之间的每条低速线路的速率是M，并且某种业务的带宽是N。当N大于M时，主机1与MUX使用一条低速线路就不能满足要求，这时需要考虑多条线路捆绑，提供物理传输带宽。
图2示出目前用于解决上述问题的常用捆绑方案。如图，本方案中增加了一个MUX1b。其中，MUX1a放置得靠近主机1，MUX1b放置得靠近ER1。并且，主机1与MUX1a之间通过高速线路连接；MUX1b与ER1之间通过高速线路相连，MUX1a与MUX1b通过多条低速线路相连。各条低速线路的总带宽大于等于业务带宽M，各条低速线路通过物理层捆绑或链路层捆绑。
上述方案的缺点在于，无法应用到目前使用非常广泛的ADSL传输方式中。具体的说，如客户有数字用户线接入复用器(Digital Subscriber LineAccess Multiplexer，简称“DSLAM”)设备，即相当于MUX1a，并提供ADSL端口的情况下，由于市场上基本上没有对应的ADSL设备完成MUX1b的功能，因此上述捆绑方案在实际推广中存在困难。在这种情况下，上述方案无法有效提高IP传输带宽。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种IP传输系统及其方法，使得IP传输带宽得到提高，且对当前IP/MPLS网络广泛适用。
为实现上述目的，本发明提供了一种IP传输系统，包含需要进行IP通信的第一和第二主机，通过支持IP传输的网络相连接的第一和第二边缘路由器，和与所述第一边缘路由器通过高速线路相连的复用器，所述第二主机和所述第二边缘路由器通过高速线路连接，所述第一主机通过至少两条低速线路与所述复用器相连；
所述第一主机和第二边缘路由器还用于共同建立用于相互连接的至少两条层2链路，并将所述第一和第二主机间交互的IP包分配在各条层2链路上传输；
在所述第一和第二边缘路由器之间，所述层2链路承载于预先设置的层2虚拟专用网；在所述第一主机和复用器之间，每一条层2链路承载于一条所述低速线路。
其中，所述层2链路数与所述第一主机和复用器之间的低速线路数相同。
此外在所述系统中，所述支持IP传输的网络可以是IP网络或多协议标签交换网络。
此外在所述系统中，各所述层2链路的带宽可以相同或不同。
此外在所述系统中，所述第一和第二主机的IP地址可以是公网地址也可以私网地址。
此外在所述系统中，所述第二边缘路由器和第二主机可以在同一个物理设备中实现。
此外在所述系统中，所述低速线路可以是非对称数字用户线。
本发明还提供了一种IP传输方法，应用于上文所述的系统，所述第一主机或第二边缘路由器需要向对端发送IP包时，根据预先设定的规则从用于相互连接的各层2链路中选择一条发送；
所述第一主机或第二边缘路由器收到来自对端的IP包时，根据预先设定的规则确定各IP包之间的顺序。
其中，所述用于IP包发送的预先设定的规则可以是在各层2链路间依预先设置的顺序逐包发送。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，本发明通过捆绑多条低速线路获取高带宽，为了实现捆绑，在每一条低速线路上承载一条层2链路，这些层2链路经过IP网络或MPLS网络时通过L2VPN承载；低速线路侧的主机、以及与对端主机以高速线路相连的边缘路由器，在各层2链路间分配需要相互传输的IP包。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即通过多条层2链路建立以及L2VPN的设置，使得多条低速线路可以捆绑成一条高速线路，从而获得较高的点对点的IP传输带宽。
因为本发明对低速接入侧的接入设备没有特别的要求，所以适用泛围较广，特别是可以应用在已被大规模使用的ADSL等接入方式。
因为对IP/MPLS网络没有特殊的要求，所以可以广泛地应用于当前IP/MPLS网络，充分的利用已用的网络资源，节约网络改造的成本，提高经济效益。
附图说明
图1是现有技术中一般的IP通信组网示意图；
图2是现有技术中以多条低速线路捆绑提供高带宽的组网示意图；
图3是根据本发明第一实施例的IP传输系统组网示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图3，首先描述本发明提出的IP传输系统的各构成部分。
在根据本发明提供的第一实施例的IP传输系统中，包含需要进行IP通信的主机1和主机2、通过支持IP传输的网络相连接的ER1和ER2，以及一个MUX。这里需要指出，支持IP传输的网络可以是IP网络或MPLS网络等，而主机1和主机2的IP地址可以是公网地址也可以私网地址。并且，ER2和主机2可以在同一个物理设备中实现(例如可以把ER2设计成主机2的一个模块，或者在主机2中通过软件实现ER2)。此外，主机1提供多个用于连接低速线路的物理端口，每一条低速线路使用一个物理端口。
下面具体说明上述组成部分之间的连接方式。
如图3所示，MUX与ER1通过高速线路相连，MUX与主机1通过3条诸如ADSL之类的低速线路相连，主机2和ER2通过高速线路连接。根据本发明的原理，在其他实施例中，主机1也可以通过两条或更多的低速线路与MUX相连。
此外，主机1和ER2还用于共同建立用于相互连接的3条层2链路，其中，层2链路数与主机1和MUX之间的低速线路数相同，并且将主机1和主机2间交互的IP包分配在各条层2链路上传输。在ER1和ER2之间，层2链路承载于预先设置的L2VPN；在主机1和MUX之间，每一条层2链路承载于一条低速线路。本领域一般技术人员能够理解，这里采用L2VPN，目的在于通过层3的网络承载2层的数据，用主机1和ER1之间本身是可以用层2直接互通的，但ER1和ER2之间是层3的IP网，因此需要通过L2VPN打通ER0和ER1之间的层2线路。
由此，本发明通过多条层2链路建立以及L2VPN的设置，使得多条低速线路可以捆绑成一条高速线路，主机1和主机2之间的IP传输带宽相对于1条低速线路的方式获得很大提升。
由此可见，本发明通过捆绑多条低速线路获取高带宽，为了实现捆绑，在每一条低速线路上承载一条层2链路，这些层2链路经过IP网络或MPLS网络时通过L2VPN承载；主机1和ER2需要在各层2链路间分配需要相互传输的IP包。
为了进一步分析本发明的效果，下面说明在上述组网方式下的IP传输方法。
首先，通过上文的描述可以知道，在本发明提出的IP传输系统中，主机1与ER2之间的每条层2链路分为2段，一段是主机1与ER1之间的层2链路，另一段是ER1与ER2之间由L2VPN承载的层2链路。主机1与ER1之间建立多条层2链路，主机1的每一个物理端口承载一条层2链路，ER1提供一个物理端口承载着与主机1相连的所有层2链路。
在这种组网方式下，当主机1或ER2需要向对端发送IP包时，根据预先设定的规则，从用于相互连接的多条层2链路中选择一条发送。例如，当有3条层2链路时，可以逐包依次通过3条层2链路发送，第1个包给1号链路，第2个包给2号链路，第3个包给第3链路，第4个包给第4链路，......，依此类推。又如，可以设计一个Hash函数，根据包的某个属性计算得到一个Hash值，以该Hash值对应的链路发送该包。
值得说明的是，在所揭示的实施例中，各层2链路的带宽是相同的，但是本领域的一般技术人员可以理解，在本发明其他实施例中，各层2链路的带宽也可以不同。此时包的分配规则要考虑到各链路带宽上的差异，各链路被分配包的概率要和各链路的带宽成正比。
需要指出的是，本发明对低速接入侧的接入设备没有特别的要求，所以适用泛围较广，特别是可以应用在已被大规模使用的ADSL等接入方式。而且，由于本发明对IP/MPLS网络没有特殊的要求，可以广泛地应用于当前IP/MPLS网络，充分的利用已用的网络资源，节约网络改造的成本，大大提高经济效益。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (9)
1.一种IP传输系统，包含需要进行IP通信的第一和第二主机，通过支持IP传输的网络相连接的第一和第二边缘路由器，和与所述第一边缘路由器通过高速线路相连的复用器，所述第二主机和所述第二边缘路由器通过高速线路连接，
其特征在于，所述第一主机通过至少两条低速线路与所述复用器相连；
所述第一主机和第二边缘路由器还用于共同建立用于相互连接的至少两条层2链路，并将所述第一和第二主机间交互的IP包分配在各条层2链路上传输；
在所述第一和第二边缘路由器之间，所述层2链路承载于预先设置的层2虚拟专用网；在所述第一主机和复用器之间，每一条层2链路承载于一条所述低速线路。
2.根据权利要求1所述的IP传输系统，其特征在于，所述层2链路数与所述第一主机和复用器之间的低速线路数相同。
3.根据权利要求1所述的IP传输系统，其特征在于，所述支持IP传输的网络可以是IP网络或多协议标签交换网络。
4.根据权利要求1所述的IP传输系统，其特征在于，各所述层2链路的带宽可以相同或不同。
5.根据权利要求1所述的IP传输系统，其特征在于，所述第一和第二主机的IP地址可以是公网地址也可以私网地址。
6.根据权利要求1所述的IP传输系统，其特征在于，所述第二边缘路由器和第二主机可以在同一个物理设备中实现。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的IP传输系统，其特征在于，所述低速线路可以是非对称数字用户线。
8.一种IP传输方法，应用于权利要求1所述的系统，
其特征在于，所述第一主机或第二边缘路由器需要向对端发送IP包时，根据预先设定的规则从用于相互连接的各层2链路中选择一条发送；
所述第一主机或第二边缘路由器收到来自对端的IP包时，根据预先设定的规则确定各IP包之间的顺序。
9.根据权利要求8所述的IP传输方法，其特征在于，所述用于IP包发送的预先设定的规则可以是在各层2链路间依预先设置的顺序逐包发送。
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