TWI467934B - In the passive optical fiber network using the second layer of multicast monitoring packet transfer method - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種於被動光纖網路利用第二層群播進行監測封包轉送的方法。
隨著光通訊網路技術進步，被動光纖網路(Passive Optical Network,PON)已成為下一代的接取網路(access network)主要技術，提供了超高速且穩定的網路接取服務。然而，隨著網路傳輸速度的加快，同時也延伸出許多網路管理及網路安全問題，例如，網路封包監測的困難度增加，或是現有設備已來不及追踪紀錄及分析封包。
以習知的千兆被動光纖網路90(Gigabit Passive Optical Network,GPON)為例，如第四圖所示，主要由局端91(Optical Line Terminal,OLT)、光纖網路單元93(Optical Network Unit,ONU)以及被動光分路器95(Passive Optical Splitter,POS)所組成。由於OLT與ONU之間交換的資料具金鑰加密保護，因此一般的狀況下是無法從POS中進行完整封包的截取及監測的。
美國US 7450551號專利提出了千兆被動光纖網路(Gigabit Passive Optical Network,GPON)的群播(Multicast)技術。而美國US 7639905號專利以及美國US 7904581號專利則針對PON網路群播串流的應用，提出快速切換頻道的方法。
前述之先前技術均會遭遇到監測的困難性以及來不及紀錄及分析的問題。
本發明之主要目的在於提供一種於被動光纖網路利用第二層群播進行監測封包轉送的方法，其可透過第二層群播(Layer-2 Multicast)架構來監測封包的繞送狀態，在不造成GPON額外頻寬需求的情況下，完成把正常封包繞送至目的節點的作業。
本發明之再一目的在於提供一種於被動光纖網路利用第二層群播進行監測封包轉送的方法，其可利用第二層群播技術來把監測封包繞送至特定節點，進而對封包進行監測且可供追踪紀錄以及分析。
為了達成前述目的，依據本發明所提供之一種於被動光纖網路利用第二層群播進行監測封包轉送的方法，包含有下列步驟：A)在一路由器以及一集線器之間佈署一第二層下行頭端調整器，藉此使該第二層下行頭端調整器得以調整該路由器與該集線器之間的封包；並且在一個被動光纖網路(PON)中的各個光纖網路單元均佈署一第二層上行頭端調整器，藉此使各該第二層上行頭端調整器得以調整其對應的光纖網路單元的封包；B)當有封包由一該光纖網路單元進入或由該路由器進入時，即由該第二層上行頭端調整器或該第二層下行頭端調整器對該封包進行過濾及擷取，而擷取出欲進行監測的一監測封包，其中該監測封包
具有一目的MAC位址；C)該第二層上行頭端調整器或第二層下行頭端調整器將該監測封包的目的MAC位址更改為一特定第二層群播位址；以及D)該第二層上行頭端調整器將該具有特定第二層群播位址的監測封包經過一分路器傳送至一局端(OLT,Optical Line Terminal)，再由該局端傳送至該集線器，進而傳送至該路由器以及一協定分析器；或，該第二層下行頭端調整器將該具有特定第二層群播位址的監測封包傳送至該集線器，再由該集線器傳送至該協定分析器以及該局端，進而由該局端經過該分路器傳送至對應的一該光纖網路單元。
較佳地，該第二層上行頭端調整器、該第二層上行頭端調整器、該協定分析器以及該路由器係使用網際網路群組管理協定(IGMP,Internet Group Management Protocol)而被加入該特定第二層群播位址，藉以接收該第二層上行頭端調整器或該第二層下行頭端調整器所傳送出來的監測封包。
較佳地，該光纖網路單元具有一上行入口，該第二層上行頭端調整器係配置於該上行入口。
為了詳細說明本發明之構造及特點所在，茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後，其中：如第一圖所示，本發明一較佳實施例所提供之一種於被動光纖網路利用第二層群播進行監測封包轉送的方法，
主要具有下列A)~D)步驟，以下以千兆被動光纖網路(GPON)為實施範例：
A)在一路由器11以及一集線器13之間佈署一第二層下行頭端調整器15，亦即該路由器11與該集線器13均係電性連接該第二層下行頭端調整器15，藉此使該第二層下行頭端調整器15得以調整該路由器11與該集線器13之間的封包；並且在一個千兆被動光纖網路20中的各個光纖網路單元21(ONU)均佈署一第二層上行頭端調整器25，亦即一該第二層上行頭端調整器25電性連接於一該光纖網路單元21，藉此使各該第二層上行頭端調整器25得以調整其對應的光纖網路單元21的封包。於本實施例中，各該光纖網路單元21具有一上行入口22，各該第二層上行頭端調整器25係分別配置於各該光纖網路單元21的上行入口22。
B)當有封包由一該光纖網路單元21進入或由該路由器11進入時，即由該第二層上行頭端調整器25或該第二層下行頭端調整器15對該封包進行過濾及擷取，進而擷取出欲進行監測的一監測封包，其中該監測封包具有一目的MAC位址。在進行封包的擷取時，可採用習知技術，例如，比對目的MAC位址、來源MAC位址、目的IP位址、來源IP位址、協定ID、TCP/UDP目的埠、TCP/UDP來源埠等資訊，藉以過濾及擷取出欲進行監測的監測封包。第二圖係顯示擷取下來的監測封包的架構，而為習知乙太網路標頭資訊(Ethernet V2與IEEE 802.3)，其中的Dest.
Address即為目的位址，而Source Address即為來源位址。
C)該第二層上行頭端調整器25或該第二層下行頭端調整器15將該監測封包的目的MAC位址更改為一特定第二層群播位址。
D)如第三圖所示，該第二層上行頭端調整器25將該具有特定第二層群播位址的監測封包經過一分路器23傳送一局端27(OLT,Optical Line Terminal)，再由該局端27傳送至該集線器13，進而傳送至該路由器11以及一協定分析器29；或，該第二層下行頭端調整器15將該具有特定第二層群播位址的監測封包傳送至該集線器13，再由該集線器13傳送至該協定分析器29以及該局端27，進而由該局端27經過該分路器23傳送至對應的一該光纖網路單元21。之後即可供追踪、記錄或分析。
前述的該第二層上行頭端調整器25、該第二層下行頭端調整器15、該協定分析器29以及該路由器11係使用網際網路群組管理定(IGMP,Internet Group Management Protocol)而被加入該特定第二層群播位址，藉以接收該第二層上行頭端調整器25或該第二層下行頭端調整器15所傳送出來的監測封包。
藉由上述步驟可知，本發明利用了第二層上行頭端調整器25或第二層下行頭端調整器15，可將封包擷取而取得監測封包，再藉由第二層群播的方式來把監測封包繞送至特定的節點(例如協定分析器29或路由器11)。如此一來，就可以在不造成千兆被動光纖網路20額外的頻寬需求
下，且不影響正常封包交換的前提下，使協定分析器29可以接收到欲監測的封包，且不影響該監測封包的應用軟體或服務運作，完成傳送監測封包的動作，並達到了封包監測的目的。
此外，由於本發明之第二層下行頭端調整器15係佈署於路由器11與集線器13之間，而第二層上行頭端調整器25則佈署於光纖網路單元21上，因此並未改變千兆被動光纖網路20的基本架構。藉由此種不改變架構的特性，本發明可嵌入現有的千兆被動光纖網路20設備或路由器11設備，或實現於第二層上行頭端調整器25與第二層下行頭端調整器15相整合的獨立產品。
值得一提的是，無論被動光纖網路是否支援群播能力，本發明之技術皆可適用。對於支援群播能力的被動光纖網路來說，可以增加群播訊框(Multicast Frame)的傳輸效益；對於不支援群播能力的被動光纖網路來說，被動光纖網路會以廣播的方式來傳輸群播訊框，而仍可正常運作。
上述實施例中雖以千兆被動光纖網路為例說明，但其僅為舉例說明而已，本案亦可適用於非千兆被動光纖網路之其他種被動光纖網路。
由上可知，本發明可達成的功效為：
一、可透過第二層群播技術來監測封包的繞送狀態，在不造成被動光纖網路額外頻寬需求的情況下，完成把正常封包繞送至目的節點的作業。
二、可利用第二層群播技術來把監測封包繞送至目的
節點，進而對封包進行監測且可供追踪紀錄以及分析。
11‧‧‧路由器
13‧‧‧集線器
15‧‧‧第二層下行頭端調整器
20‧‧‧千兆被動光纖網路
21‧‧‧光纖網路單元
22‧‧‧上行入口
23‧‧‧分路器
25‧‧‧第二層上行頭端調整器
27‧‧‧局端
29‧‧‧協定分析器
第一圖係本發明一較佳實施例之架構示意圖。
第二圖係本發明一較佳實施例之架構示意圖，顯示擷取下來的監測封包的架構。
第三圖係本發明一較佳實施例之動作示意圖。
第四圖係習知千兆被動光纖網路之架構示意圖。
11‧‧‧路由器
13‧‧‧集線器
15‧‧‧第二層下行頭端調整器
20‧‧‧千兆被動光纖網路
21‧‧‧光纖網路單元
22‧‧‧上行入口
23‧‧‧分路器
25‧‧‧第二層上行頭端調整器
27‧‧‧局端
29‧‧‧協定分析器
Claims (3)
- 一種於被動光纖網路利用第二層群播進行監測封包轉送的方法，包含有下列步驟：A)在一路由器以及一集線器之間佈署一第二層下行頭端調整器，藉此使該第二層下行頭端調整器得以調整該路由器與該集線器之間的封包；並且在一個被動光纖網路(PON)中的各個光纖網路單元均佈署一第二層上行頭端調整器，藉此使各該第二層上行頭端調整器得以調整其對應的光纖網路單元的封包；B)當有封包由一該光纖網路單元進入或由該路由器進入時，即由該第二層上行頭端調整器或該第二層下行頭端調整器對該封包進行過濾及擷取，而擷取出欲進行監測的一監測封包，其中該監測封包具有一目的MAC位址；C)該第二層上行頭端調整器或第二層下行頭端調整器將該監測封包的目的MAC位址更改為一特定第二層群播位址；以及D)該第二層上行頭端調整器將該具有特定第二層群播位址的監測封包經過一分路器傳送至一局端(OLT,Optical Line Terminal)，再由該局端傳送至該集線器，進而傳送至該路由器以及一協定分析器；或，該第二層下行頭端調整器將該具有特定第二層群播位址的監測封包傳送至該集線器，再由該集線器傳送至該協定分析器以及該局端，進而由該局端經過該分路器傳送至對應的一該光纖網路單元。
- 依據申請專利範圍第1項所述之於被動光纖網路利 用第二層群播進行監測封包轉送的方法，其中：該第二層上行頭端調整器、該第二層下行頭端調整器、該協定分析器以及該路由器係使用網際網路群組管理協定(IGMP,Internet Group Management Protocol)而被加入該特定第二層群播位址，藉以接收該第二層上行頭端調整器或該第二層下行頭端調整器所傳送出來的監測封包。
- 依據申請專利範圍第1項所述之於被動光纖網路利用第二層群播進行監測封包轉送的方法，其中：該光纖網路單元具有一上行入口，該第二層上行頭端調整器係配置於該上行入口。
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