CN1925456A - 多业务堆叠式虚拟局域网实现的系统、方法及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多业务堆叠式虚拟局域网实现的系统、方法及其应用方法，适用于二三层网络设备，所述系统包括：一配置管理模块，用于提供人机界面并配置数据报文的内层VLAN标签、外层VLAN标签的VID映射关系和优先级的映射关系；一VLAN标签映射模块，用于将进入用户端口的数据报文根据内层VLAN标签进行分类，并映射到不同的外层VLAN标签的VID和优先级。本发明能够选择性地添加不同或者相同的外层VLAN标签，方便多业务VLAN的标识分离，能在同一个上行端口实现多个业务的标识分离，并提升了网络的可扩展性、可维护性；同时不增加额外的成本，对软件成本增加不大，提高SVLAN的应用服务质量并扩大了应用范围。

Description

多业务堆叠式虚拟局域网实现的系统、方法及其应用方法
技术领域
本发明涉及一种多业务SVLAN(VLAN堆叠)实现的综合解决方案，特别是涉及二三层网络设备，包括路由器和以太网交换机。
背景技术
SVLAN(Stack Virtual Local Area Network，堆叠式虚拟局域网)实现的方式是在原来VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)标签(802.1Q标签协议)的基础上，再封装一层外层VLAN标签，内层标签标识用户侧网络属性，外层标签提供给网络服务商部署。数据报文可以带有两层VLAN标签在网络上传输，外层标签类似一种隧道，内层标签是透明的，从而提供一种简单方便的透明局域网服务。
现有SVLAN，一般用户端口的PVID(Port VLAN Identifier，端口VLAN标识)作为数据报文的外层VLAN标签中的VID(VLAN Identifier，VLAN标识)来实现的。当数据报文进入用户端口，在从上行链路转发出去时，就会被插入外层标签，内层标签不能控制，外层标签在一个端口上也是唯一的。
SVLAN目前的处理机制，存在极大的应用局限性。
首先，当前的外层VLAN标签中的VID(VLAN标识)是唯一的，一般来源于用户端口的PVID，不会随内层的VLAN标签中的VID的变化而变化，这就导致网络服务商对于同一个用户端口的上行数据，不能按照不同的内层VLAN标签中的VID选择性添加不同的外层VLAN标签；同样，也不能针对不同的内层VLAN标签优先级控制外层VLAN标签优先级。无法实现VLAN业务的标识分离。
其次，部分带有内层VLAN标签的数据报文不希望在出口添加外层VLAN标签，仅以单标签的方式在网络服务商的网络传输，而目前的SVLAN实现方式对于一个上行链路，会将所有的用户端口上行的数据报文都添加外层VLAN标签，不能同时支持双标签和单标签的数据报文转发。
如图1所示，在一般SVLAN业务中，所有在用户端口收到的数据报文，不关心内层VLAN标签的属性，用户端口的PVID作为外层VLAN标签，优先级也是固定不可变化的。当需要开展多个SVLAN业务的时候，无法在同一个上行端口实现多个业务的标识分离。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种多业务SVLAN实现的系统及其方法，可以解决现有SVLAN实现方案中不能依据内层VLAN标签配置相应的外层VLAN标签，以及单标签和双标签数据报文不能在同一上行端口共存等问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种多业务SVLAN实现的系统，适用于二三层网络设备，包括：
一配置管理模块，用于提供人机界面并配置数据报文的内层VLAN标签、外层VLAN标签的VID映射关系和优先级的映射关系；
一VLAN标签映射模块，用于将进入用户端口的数据报文根据内层VLAN标签进行分类，并映射到不同的外层VLAN标签的VID和优先级。
所述的多业务SVLAN实现的系统，其中，以直接映射的方式将所述内层VLAN标签的优先级映射到所述外层VLAN标签的优先级。
所述的多业务SVLAN实现的系统，其中，将所述数据报文的服务类型和/或区分服务代码点映射到所述外层VLAN标签的优先级，或将所述外层VLAN标签的优先级映射到所述数据报文的服务类型和/或区分服务代码点。
所述的多业务SVLAN实现的系统，其中，所述二三层网络设备为路由器或以太网交换机。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种多业务SVLAN实现的方法，一种多业务SVLAN实现的方法，适用于二三层网络设备，包括：
步骤51：配置数据报文的内层VLAN标签与外层VLAN标签的VID映射关系及优先级的映射关系；
步骤52：进行所述内层VLAN标签到所述外层VLAN标签的VID映射、优先级的映射。
所述的多业务SVLAN实现的方法，其中，所述步骤52具体是：根据所述内层VLAN标签的VID映射对应的所述外层VLAN标签的VID，或根据所述内层VLAN标签的优先级映射对应外层VLAN标签的优先级，或两者同时进行所述VID映射、优先级映射。
所述的多业务SVLAN实现的方法，其中，所述步骤51中，以直接映射的方式将所述内层VLAN标签的优先级映射到所述外层VLAN标签的优先级。
所述的多业务SVLAN实现的方法，其中，所述步骤51中，将所述数据报文的服务类型和/或区分服务代码点映射到所述外层VLAN标签的优先级，或将所述外层VLAN标签的优先级映射到所述数据报文的服务类型和/或区分服务代码点。
所述的多业务SVLAN实现的方法，其中，所述二三层网络设备为路由器或以太网交换机。
所述的多业务SVLAN实现的方法，其中，所述步骤52中，若数据报文需要单标签，则不添加所述外层VLAN标签。
本发明的另一目的还在于提供了一种所述系统的应用方法，用于在单播SVLAN业务中的应用，在用户的上行端口区分数据报文的内层VLAN标签，并根据所述内层VLAN标签分配不同的外层VLAN标签和默认优先级，从而标识分离多个单播SVLAN业务。
所述的应用方法，其中，所述外层VLAN标签支持的协议类型包括标准802.1Q标签协议0x8100。
本发明的另一目的还在于提供了一种所述系统的应用方法，用于在组播SVLAN业务中的应用，组播互联网协议电视的视频流与单播SVLAN业务共用一个上行端口，复用一条链路，通过组播业务流的内层VLAN标签识别分配业务优先级，并在出口按照一指定优先级调度转发。
所述的应用方法，其中，所述外层VLAN标签支持的协议类型包括标准802.1Q标签协议0x8100。
与现有SVLAN解决方案相比，本发明能够根据不同内层VLAN标签，选择性地添加不同或者相同的外层VLAN标签，方便多业务的标识分离，提升网络的可扩展性、可维护性，有利于网络优化。同时不增加额外的成本，对软件的成本增加也不大，有效地提高SVLAN的应用服务质量。
根据多业务SVLAN实现的系统和方法，本发明提出的多业务SVLAN应用方法避免了原SVLAN在开展多业务情况下必须启用多个端口，增加多个链路的缺陷，同时也提升了网络的可扩展性、可维护性，有利于网络优化。另外，还扩展了ACL/QoS的应用范围，从而有效提高SVLAN的应用服务质量和应用范围。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是一般SVLAN业务的处理流程；
图2是本发明多业务SVLAN的模块组成图；
图3是多业务SVLAN内外层VLAN标签映射的处理流程；
图4是多业务SVLAN优先级映射的处理流程；
图5是一般SVLAN业务应用组网示例；
图6是本发明多业务SVLAN应用方案组网示例；
图7是本发明多业务SVLAN综合应用方案组网示例。
具体实施方式
本发明所要解决的技术问题是：解决现有SVLAN实现方案中不能依据内层VLAN标签配置相应的外层VLAN标签、单标签和双标签数据报文不能在同一上行端口共存的问题，提供一种切实可行的方法。
根据多业务SVLAN实现的系统和方法，本发明还提出一种应用方案，解决现有SVLAN技术在实际应用中不能依据内层VLAN标签配置相应的外层VLAN标签，单标签和双标签不能在同一上行端口共存带来的无法标识分离多业务的问题，以及现有SVLAN业务缺乏服务质量保证的问题。
本发明采用以下技术方案：
本发明所述的二三层网络设备中多业务SVLAN系统的实现包括以下模块：
配置管理模块：其提供人机界面，用于配置内外层VLAN标签的映射关系和优先级的映射关系等。
VLAN标签映射模块：用于将用户端口收到的数据报文根据内层VLAN标签进行分类，映射不同的外层VLAN标签和优先级。
本发明所述的多业务SVLAN解决方案的方法包括以下步骤：
第一步，配置内层VLAN标签和外层VLAN标签的映射关系以及优先级映射关系。
第二步，根据内层VLAN标签中的VID，映射对应的外层VLAN标签的VID，或者根据内层VLAN标签的优先级，映射对应的外层VLAN标签的优先级，或者两者同时映射。如果需要单标签的数据报文，则不添加外层VLAN标签。
本发明的应用方法采用以下技术方案：
借助目前应用广泛的基于DSLAM(Digital Subscriber Liner AccessMultiplexer，数字用户线接入复用器)的IPTV(Internet Protocol Television，互联网协议电视)视频组网模式，和单播业务混合组网。出于对IPTV业务本身和单播业务的区分，以及IPTV业务和单播业务不同用户的区分，在骨干边缘接入设备通过SVLAN节省VLAN资源，提供骨干隧道，并在同一个SVLAN端口对多个单播业务和多个组播业务标识分离。通过此案例阐述本发明的多业务SVLAN应用方法，包括以下内容：
单播SVLAN业务方案：在网络用户上行端口区分数据报文的内层VLAN标签，根据内层VLAN标签分配不同的外层VLAN标签和默认优先级，标识分离多个单播SVLAN业务。
组播SVLAN业务方案：组播IPTV视频流不另外启用单独的链路，和单播业务共用一个上行端口，复用一条链路，通过组播业务流的内层VLAN标签识别，分配业务优先级，出口按照指定优先级调度转发但是不添加外层VLAN标签。
进一步地，本发明的应用方法扩展ACL/QoS(Access Control List/Quality ofService，访问控制列表/服务质量)的应用范围，支持SVLAN业务下双VLAN标签数据报文，提供更丰富的业务应用方式。
进一步地，本发明的应用方法对外层VLAN标签协议可支持除标准802.1Q标签协议0x8100之外的其它任何协议类型。
下面结合附图对二三层网络设备中SVLAN多业务的实施作进一步的详细描述：
如图2所示为本发明多业务SVLAN的模块组成图，OAM(Operations，Administration And Maintenance操作维护管理)配置管理模块10配置内层VLAN标签的VID和外层VLAN标签的VID的映射关系以及内外层VLAN标签的优先级映射关系。VLAN标签映射模块20根据配置实现内外层VLAN标签的映射，其中包括SVLAN表管理模块203，用于提供SVLAN表的输入、输出201，以及SVLAN表的同步204和主备倒换的管理205，SVLAN驱动管理模块202整合和释放硬件资源，驱动硬件功能模块。
如图3所示为本发明的多业务SVLAN内外层VLAN标签映射的处理流程。当数据报文进入设备的SVLAN端口后，VLAN标签映射模块20根据报文的内层VLAN标签进行分类，映射添加指定的外层VLAN标签中的VID以及外层VLAN标签的优先级。比如，内层VLAN标签VID为301至500的数据报文，需要添加外层VLAN标签VID2001，外层VLAN标签优先级3等，某些特殊应用的业务可能希望出口不添加外层标签，则仅仅映射外层优先级，出口保持数据报文的原有格式，不添加外层标签。这样，在同一个端口上就可以实现最多4094个内层VLAN标签的分类和映射，方便业务标识分离。
如图4所示为本发明的多业务SVLAN优先级映射的处理流程。内外层VLAN标签的VID的映射关系和优先级的映射关系，可以同时应用，也可以单独应用。当数据报文进入设备的SVLAN端口后，可以把数据报文的内层VLAN标签的优先级直接映射到外层VLAN标签的优先级，继承原业务的优先级属性，或者改变映射关系。比如，内层VLAN标签的优先级为7，则映射到外层VLAN标签的优先级为6等；也可以根据数据报文的TOS(Type ofService，服务类型)，DSCP(Differentiated Services Code Point，区分服务代码点)来映射数据报文的外层VLAN标签的优先级；还可以把外层VLAN标签的优先级映射到数据报文的TOS、DSCP。根据优先级映射关系重新映射后，硬件芯片使用严格优先级算法或者加权调度算法等，对数据报文进行调度，从相应的出口队列发送出去，从而区分、保证不同业务的服务质量。
下面结合附图对多业务SVLAN应用方法的实施作进一步的详细描述：
如图5所示为一般SVLAN业务应用组网示例。在一般SVLAN应用中，接入端有多个单播业务和组播业务，在骨干边缘接入设备上，启用SVLAN功能，使用外层VLAN标签封装数据报文，数据报文的内层VLAN标签是透明的，在节省VLAN资源的基础上有利于网络服务商重新部署VLAN，并且可以实现透明局域网传输功能。但是在这种环境下，当出现多个SVLAN业务的时候，必须启用另外的端口来实现多业务的链接，用多个端口区分标识多个业务，缺点是配置复杂，不利于网络的扩展和维护，对网络优化和网络的性能也带来影响。
如图6所示为本发明多业务SVLAN应用方案组网示例。对于多个SVLAN业务，在同一个端口上就可以标识分离，不需要增加链路。当数据报文进入设备的SVLAN端口后，根据数据报文的内层VLAN标签进行分类，映射添加指定的外层VLAN标签的VID以及默认的外层VLAN标签的优先级。比如，内层VLAN标签VID为100至199的数据报文添加VID为2001、优先级为3的外层VLAN标签，而组播视频流仅仅映射优先级，出口不添加外层标签。这样在同一个SVLAN端口上就可以应用最多4094个内层VLAN标签的分离和映射，而且外层标签协议可以是非0x8100标准协议之外的其它协议类型，极大方便SVLAN多业务的标识分离。
如图7所示为本发明多业务SVLAN综合应用方案组网示例，其进一步丰富SVLAN应用。可以把数据报文的内层VLAN标签的优先级直接映射到外层VLAN标签的优先级，继承原业务的优先级属性，或者改变映射关系，比如，内层VLAN标签的优先级为7的数据报文映射的外层VLAN标签的优先级为6等；也可以根据数据报文的TOS、DSCP映射数据报文的外层VLAN标签的优先级；还可以把外层VLAN优先级反映射到数据报文的TOS、DSCP。ACL/QoS可支持SVLAN业务下双VLAN标签的数据报文，通过SVLAN业务的ACL和QoS，可以对数据流限速，拒绝转发、流量整形，制定不同的服务级别等等，使SVLAN业务得到更全面的应用。
与现有SVLAN解决方案相比，本发明提出的解决方案在保持目前SVLAN功能的基础上，加入了对数据报文的内层VLAN标签的识别，并根据不同内层VLAN标签，可选择性地添加不同或者相同的外层VLAN标签，方便多业务的标识分离，提升网络的可扩展性，可维护性，有利于网络优化。同时由于在现有的硬件设备基础上实现，不增加额外的成本，对软件的成本增加也不大，有效地提高SVLAN的应用服务质量。
根据多业务SVLAN实现的系统和方法，本发明提出的多业务SVLAN应用方法避免了原SVLAN在开展多业务情况下必须启用多个端口，增加多个链路的缺陷，在同一个物理端口上实现多业务的标识和分离，提升网络的可扩展性、可维护性，有利于网络优化。另外，扩展了ACL/QoS的应用范围，支持SVLAN多业务情况下双VLAN标签数据报文的ACL和QoS，对SVLAN业务提供更加丰富的业务支持，有效的提高SVLAN的应用服务质量和应用范围。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1、一种多业务SVLAN实现的系统，适用于二三层网络设备，其特征在于，包括：
一配置管理模块，用于提供人机界面并配置数据报文的内层VLAN标签、外层VLAN标签的VID映射关系和优先级的映射关系；
一VLAN标签映射模块，用于将进入用户端口的数据报文根据内层VLAN标签进行分类，并映射到不同的外层VLAN标签的VID和优先级。
2、根据权利要求1所述的多业务SVLAN实现的系统，其特征在于，以直接映射的方式将所述内层VLAN标签的优先级映射到所述外层VLAN标签的优先级。
3、根据权利要求1所述的多业务SVLAN实现的系统，其特征在于，将所述数据报文的服务类型和/或区分服务代码点映射到所述外层VLAN标签的优先级，或将所述外层VLAN标签的优先级映射到所述数据报文的服务类型和/或区分服务代码点。
4、根据权利要求1、2或3所述的多业务SVLAN实现的系统，其特征在于，所述二三层网络设备为路由器或以太网交换机。
5、一种多业务SVLAN实现的方法，适用于二三层网络设备，其特征在于，包括：
步骤51：配置数据报文的内层VLAN标签与外层VLAN标签的VID映射关系及优先级的映射关系；
步骤52：进行所述内层VLAN标签到所述外层VLAN标签的VID映射、优先级的映射。
6、根据权利要求5所述的多业务SVLAN实现的方法，其特征在于，所述步骤52具体是：根据所述内层VLAN标签的VID映射对应的所述外层VLAN标签的VID，或根据所述内层VLAN标签的优先级映射对应外层VLAN标签的优先级，或两者同时进行所述VID映射、优先级映射。
7、根据权利要求5所述的多业务SVLAN实现的方法，其特征在于，所述步骤51中，以直接映射的方式将所述内层VLAN标签的优先级映射到所述外层VLAN标签的优先级。
8、根据权利要求5所述的多业务SVLAN实现的方法，其特征在于，所述步骤51中，将所述数据报文的服务类型和/或区分服务代码点映射到所述外层VLAN标签的优先级，或将所述外层VLAN标签的优先级映射到所述数据报文的服务类型和/或区分服务代码点。
9、根据权利要求5、6、7或8所述的多业务SVLAN实现的方法，其特征在于，所述二三层网络设备为路由器或以太网交换机。
10、根据权利要求5、6或7所述的多业务SVLAN实现的方法，其特征在于，所述步骤52中，若数据报文需要单标签，则不添加所述外层VLAN标签。
11、一种权利要求1所述系统的应用方法，用于在单播SVLAN业务中的应用，其特征在于，在用户的上行端口区分数据报文的内层VLAN标签，并根据所述内层VLAN标签分配不同的外层VLAN标签和默认优先级，从而标识分离多个单播SVLAN业务。
12、根据权利要求11所述的应用方法，其特征在于，所述外层VLAN标签支持的协议类型包括标准802.1Q标签协议0x8100。
13、一种权利要求1所述系统的应用方法，用于在组播SVLAN业务中的应用，其特征在于，组播互联网协议电视的视频流与单播SVLAN业务共用一个上行端口，复用一条链路，通过组播业务流的内层VLAN标签识别分配业务优先级，并在出口按照一指定优先级调度转发。
14、根据权利要求13所述的应用方法，其特征在于，所述外层VLAN标签支持的协议类型包括标准802.1Q标签协议0x8100。
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