WO2008031319A1 - The method and device for managing route information and retransmitting data in accessing device - Google Patents

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WO2008031319A1
WO2008031319A1 PCT/CN2007/002449 CN2007002449W WO2008031319A1 WO 2008031319 A1 WO2008031319 A1 WO 2008031319A1 CN 2007002449 W CN2007002449 W CN 2007002449W WO 2008031319 A1 WO2008031319 A1 WO 2008031319A1
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WO
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routing table
routing
table entry
response message
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PCT/CN2007/002449
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English (en)
French (fr)
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Qin Yin
Yingzhong Miu
Jianhua Zhu
Yifeng Yao
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Alcatel Lucent
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Publication date
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Priority to US12/310,660 priority patent/US8451839B2/en
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    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/02—Topology update or discovery
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2854—Wide area networks, e.g. public data networks
    • H04L12/2856—Access arrangements, e.g. Internet access
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    • H04L12/287—Remote access server, e.g. BRAS
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks

Definitions

  • the present invention relates to communication networks, and more particularly to access networks for communication networks. Background technique
  • the access device of the (DSLAM) device performs offloading, and accesses the corresponding service network through gateways corresponding to various services.
  • DSLAM digital subscriber line
  • the access device can differentiate and forward the service based on the destination IP subnet.
  • the access device is only a Layer 2 device and does not serve as the gateway of the user.
  • these access devices are transparent to the user. Moreover, they do not have a dedicated IP address for data forwarding, and the network side can only create an unnumbered IP (Unnumbered IP) interface to accommodate this requirement. This is also a requirement for saving increasingly tight IPv4 addresses.
  • Link-state-based routing protocols such as Open Shortest Path First, Open Shortest Path) First
  • distance vector-based routing protocols such as Routing Information Protocol
  • the routing protocol running on the client network increases the network complexity and the load of the Layer 2 network. Therefore, higher requirements are imposed on the Layer 2 device, and the routing protocol needs to be supported.
  • Layer 2 devices have difficulty obtaining Layer 3 routing information.
  • Statically configuring each of these access devices not only has a lot of work, but also loses the advantages of plug-play for Layer 2 devices. This problem has become a relatively acute problem.
  • the present invention proposes an access response message generated by a server when a terminal accesses a network to create a route on a Layer 2 device for performing a service area based on a destination IP subnet.
  • the access response message here refers to the dynamic host allocation protocol.
  • DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
  • DHCP is divided into two parts: one is the server side and the other is the client side. All IP network configuration data is centrally managed by the DHCP server and is responsible for handling the client's DHCP requirements; the client uses the IP environment data assigned from the server.
  • DHCP server working on the network. It listens for DHCP requests from the network and negotiates the TCP/IP settings environment with the client. It provides two IP positioning methods: Automatic allocation, in which case the DHCP client will always use this address once it has been successfully leased from the DHCP server to the IP address for the first time.
  • Dynamic allocation when DHCP is first leased from the DHCP server to the IP address, the address is not used permanently. As long as the lease expires, the client has to release the IP address for use by other workstations. Of course, the client can renew the lease more preferentially than other hosts, or lease other IP addresses.
  • the DHCPDISCOVER wait time is preset to 1 second, that is, after the client sends the first DHCPDISCOVER packet and does not get a response within 1 second, the second DHCPDISCOVER will be performed. broadcast. If there is no response, the client will have four DHCPDISCOVER broadcasts (including the first time). Except for the first time, the wait time is 9 and 13 respectively. 16 seconds. If no response is received from the DHCP server, the client will display an error message stating that DHCPDISCOVER failed. After that, based on the user's choice, the system will continue to repeat the DHCPDISCOVER process after 5 minutes.
  • the DHCP server listens to the DHCPDISCOVER broadcast sent by the client, it selects the top vacant IP from the address range that has not yet been rented, and responds to the client with a DHCPOFFER packet along with other TCP/IP settings.
  • the client Since the client does not have an IP address at the beginning, it will have its MAC address information in its DHCPDISCOVER packet, and there is an XID number to identify the packet.
  • the DHCPOFFER packet sent by the DHCP server will be passed to the request according to the data.
  • the customer of the lease According to the settings on the server side, the DHCPOFFER packet will contain a lease term information.
  • the client receives a response from multiple DHCP servers on the network, it will only pick one of the DHCPOFFERs (usually the one that arrived first) and will send a DHCPREQUEST broadcast packet to the network, telling all DHCP servers which will specify which to accept.
  • the IP address provided by a server.
  • the client will send an ARP packet to the network to check whether there are other machines on the network that use the IP address. If the IP address is already occupied, the client will send a DHCPDECLINE packet to the DHCP server and refuse to accept its DHCPOFFER. And resend the DHCPDISCOVER message.
  • the DHCP server After the DHCP server receives the DHCPREQUEST of the client, it sends a DHCP ACK response to the client to confirm the effective entry of the IP lease.
  • a method of managing routing information in an access device of a communication network first receiving an access response message sent from a server to a user terminal, and then from the access response message Extract routing related information, and create or update a routing table according to the routing related information.
  • a route management apparatus for managing routing information in an access device of a communication network.
  • the route management device includes a receiving device, a first obtaining device, and a route maintenance device.
  • the receiving device receives an access response message sent from the server to the terminal; the first obtaining device acquires the routing related information from the access response message; and the routing maintenance device creates or updates a routing table according to the routing related information.
  • a method for data forwarding in an access device of a communication network characterized in that data from user terminals belonging to different subnets are forwarded to respective subnets Gateway.
  • a forwarding apparatus for data forwarding in an access device of a communication network, characterized in that data of user terminals from different subnets are forwarded to respective corresponding sub- Network gateway.
  • the present invention has the following advantages:
  • the user-side Layer 2 network is not required to run the routing protocol.
  • FIG. 1b is a schematic diagram of an option structure in a dynamic host configuration protocol frame structure
  • FIG. 2 is a flowchart of a method for managing routing information in an access device of a communication network according to an embodiment of the present invention
  • 3a is a schematic diagram of a network topology of an access network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3b is a schematic diagram of another network topology of an access network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of a route management apparatus for managing routing information in an access device of a communication network according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a flow chart of a method for data forwarding in an access device of a communication network in accordance with an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a block diagram of a forwarding device for data forwarding in an access device of a communication network in accordance with an embodiment of the present invention. detailed description
  • Figure la is the encapsulation format of the DHCP packet.
  • the DHCP messages are encapsulated in the UDP datagram.
  • the option in DHCP is to allow the Vendor-Specific Area to provide more configuration information (such as Netmask, Gateway, DNS, etc.), which is variable in length and has multiple options.
  • the first byte of each option is the option code, the next byte is the length of the content of the following items, and finally the content of the item, the option (option) format in the DHCP message shown in Figure lb.
  • DHCP uses the 0x53 option code to set the packet type: 1 for DHCP-DISCOVER, 2 for DHCP-OFFER, 3 for DHCP-REQUEST, 4 for DHCP-DECLINE, 5 for DHCP-ACK, 6 for DHCP-NACK, 7 for DHCP -RELEASE.
  • Option 3 is used to declare the gateway corresponding to the client, which can be multiple, arranged in order of priority.
  • Option 33 is proposed earlier, which is to declare static category routing information.
  • Option 121 contains the first two, declares all static routes, contains default routes, and supports untyped inter-domain routing. These options are when the server is assigning an IP address. Configured to the client, so that the client can correctly establish the routing table. It is worth noting that for the entire network, the addresses of the user's gateway and the planned service provider do not change frequently. They are the IP addresses at both ends, which are the endpoints of the network topology and will not follow. The changes in the network topology have changed. Therefore, it can be considered that these routes are static and can be pre-configured by the administrator on the server, and the configuration amount is not large.
  • the access device mainly relies on the optionl21 in each DHCP-ACK packet to learn and maintain the uplink route.
  • FIG. 2 is a flow chart showing a method of managing routing information in an access device of a communication network in accordance with an embodiment of the present invention.
  • step S11 an access response message sent from the server to the user terminal is received.
  • routing related information is obtained from the access response message.
  • a routing table entry is created or updated based on the routing related information.
  • the access response message further includes a predetermined usage time indicating a time at which the route can be used, in step S12, the predetermined usage time is simultaneously acquired; and finally, the routing related information and the predetermined use are simultaneously combined. Time to update or create the routing table entry.
  • the step of updating or creating the routing table entry can be further divided into steps S13, S14, S15 and S16.
  • step S13 it is judged whether the routing related information has a corresponding routing table entry in the routing table.
  • Step S 15 ⁇ I ] v
  • routing related information does not have a corresponding routing table entry in the routing table, a routing table entry corresponding to the routing related information is created in step S16.
  • VLAN virtual local area network
  • ARP Address Resolution Protocol
  • FIG. 3a and 3b are diagrams showing two network topologies of an access network in accordance with an embodiment of the present invention.
  • each virtual LAN has a server that responds to user access requests.
  • three virtual LANs share a server that responds to user access requests.
  • the access device 0 can obtain the information of the virtual local area network through the virtual local area network label in the response frame of the address resolution protocol from each subnet gateway, and Each route is associated.
  • the detailed process is as follows, the access device 0 first receives a data packet from the user equipment, and assumes that the data packet is sent to the service a world web, and the access device 0 is created from the source network address and the destination network address in the data packet. The destination network address of the next hop forwarded is found in the routing table, and then an address resolution protocol request frame is sent to query the link layer address of the next hop host (edge router a in FIG. 3a and FIG. 3b).
  • the next hop host After receiving the request, the next hop host responds with an address resolution protocol response frame, and the response frame includes a virtual local area network label.
  • the access device 0 receives the address resolution protocol response frame including the virtual local area network label, the information of the virtual local area network is extracted and associated with the route.
  • the virtual local area network (LAN) label can also be obtained by accessing the virtual local area network label in the response message.
  • Information which is associated with routing related information. If multiple virtual LANs share a server that responds to user access requests, as shown in Figure 3b, the virtual LAN information associated with the routing information cannot be obtained through the virtual LAN label in the access response message.
  • the address resolution protocol message is used to obtain virtual local area network information associated with the routing related information.
  • the foregoing access request message and access response message are dynamic.
  • the host configures the protocol message, and the predetermined usage time is a lease time in the dynamic host configuration protocol response message.
  • the route management apparatus 1 includes a receiving apparatus 11, a first obtaining means 12, a second obtaining means 13, and a route maintenance means H0, wherein the route maintenance means 14 includes a first judging means 141, a second judging means 142, an updating means 143 and creation Device 144.
  • the receiving device 11 receives an access response message sent from the server to the terminal.
  • the first obtaining means 12 acquires the routing related information from the access response message, and also acquires a predetermined usage time, which is used to indicate the usage time of the route.
  • the second obtaining means 13 obtains the route from the address resolution protocol message or the access response message. Table entry and associated information for the virtual local area network.
  • the information of the virtual local area network can be obtained from the virtual local area network label in the response frame of the address resolution protocol of each subnet gateway, and is associated with each route.
  • the detailed process is as follows, the access device 0 first receives a data packet from the user equipment, and assumes that the data packet is sent to the service a world network, and the access device 0 learns from the source network address and the destination network address in the data packet.
  • the created routing table finds the destination network address of the next hop forwarded, and then sends an address resolution protocol request frame to the next hop destination host (edge router a in Figure 3a and Figure 3b) to query its link layer. address.
  • the next hop host After receiving the request, the next hop host responds with an address resolution protocol response frame, and the response frame includes a virtual local area network label.
  • the access device 0 receives the address resolution protocol response frame including the virtual local area network label, the second obtaining means 13 extracts the information of the virtual local area network from the route.
  • each virtual local area network has one (or more) servers responding to user access requests, as shown in Figure 3a, in this network configuration, the access response can also be accessed.
  • the virtual local area network label in the message acquires the information of the virtual local area network, thereby being associated with the routing related information. If multiple virtual LANs share a service that responds to user access requests, as shown in Figure 3b, the virtual LAN information associated with the routing information cannot be obtained through the virtual local area network label in the access response message.
  • the protocol message is parsed to obtain virtual local area network information associated with the routing related information.
  • the route maintenance device 14 creates or updates a routing table based on the routing related information.
  • the first determining means 141 first determines the route correlation based on the route related information obtained by the first obtaining means 12 and the predetermined use time and the virtual local area network information obtained by the second obtaining means 13. Whether the information has a corresponding routing table entry in the routing table.
  • the second determining means 142 determines whether the remaining time in the routing table entry is shorter than the predetermined usage time.
  • routing related information has a corresponding routing table entry in the routing table
  • the creating device 144 creates a routing table entry corresponding to the routing related information.
  • the access request message and the access response message are dynamic host configuration protocol messages
  • the predetermined usage time is a lease time in the dynamic host configuration protocol response message.
  • Figure 5 illustrates a flow diagram of a method for data forwarding in an access device of a communication network in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the method consists in forwarding data from user terminals belonging to different subnets to their respective subnet gateways. As shown in Figure 5, the method can be divided into four steps.
  • step S21 a packet from the user terminal is received.
  • step S22 the source network address and the destination network address are obtained from the data packet.
  • step 3 S2 the network address of the source and the destination network address of the data packet, a query from the routing table and the destination network may be a network address matches the source gateway, and the corresponding forwarding port.
  • step S24 the data packet is sent to the gateway of the corresponding subnet via the forwarding port.
  • the above network address is an IP address.
  • the access device maintains a subnet routing table for each subnet. First receiving a data packet from the user terminal; secondly, querying a corresponding subnet routing table according to the source IP address of the data packet; and then querying from the corresponding subnet routing table according to the destination IP address of the data packet Corresponding routing table entries are sent to determine the forwarding port of the data packet; finally, the data packet is sent to the gateway of the corresponding subnet via the forwarding port.
  • the access device maintains only one routing table. First receiving a data packet from the user terminal; secondly querying one or more routing table entries related to the destination address from the routing table according to the destination IP address of the data packet; and then utilizing the data source IP address of the data packet Determining, by the one or more routing table entries associated with the destination address, a routing table entry corresponding to a gateway of the subnet to which the subnet belongs, and determining a forwarding port of the data packet; and finally passing the data packet through the forwarding port A gateway sent to the corresponding subnet.
  • FIG. 6 shows a block diagram of a forwarding device 2 for data forwarding in an access device of a communication network in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the forwarding device 2 is to forward data of user terminals from different subnets to their respective subnet gateways.
  • the forwarding device 2 includes a receiving device 21, an obtaining device 22, a querying device 23, and a transmitting device 24.
  • the receiving device 21 receives a data packet from the user terminal.
  • the obtaining means 22 obtains the source network address and the destination network address from the data packet.
  • the querying device 23 queries the routing table for the network that can reach the destination network and matches the source network address according to the source network address and the destination network address of the data packet. Off, and its corresponding forwarding port;
  • the transmitting device 24 transmits the data packet to the gateway of the corresponding subnet via the forwarding port.
  • the above network address is an IP address.
  • the access device maintains a subnet routing table for each subnet.
  • the receiving device 21 receives the data packet from the user terminal.
  • the obtaining device 22 obtains the source network address and the destination network address from the data packet.
  • the querying device 23 queries the source IP address according to the data packet.
  • Corresponding subnet routing table further querying a corresponding routing table entry from the corresponding subnet routing table according to the destination IP address of the data packet, thereby determining a forwarding port of the data packet; and finally, the sending device 24
  • the data packet is sent to the gateway of the corresponding subnet via the forwarding port.
  • the access device maintains only one routing table.
  • the receiving device 21 receives the data packet from the user terminal; second, the obtaining device 22 acquires the source network address and the destination network address from the data packet; and then, the querying device 23 routes from the destination according to the data packet destination IP address. Querying one or more routing table entries related to the destination address in the table; and reusing the packet source IP address to determine the subnet to which the subnet belongs from the one or more routing table entries related to the destination address
  • the gateway corresponds to the routing table entry, and determines the forwarding port of the data packet; finally, the sending device sends the data packet to the gateway of the corresponding subnet via the forwarding port.

Description

接入设备中用于管理路由信息和数据转发的方法及装置 技术领域
本发明涉及通信网络， 尤其涉及通信网络的接入网。 背景技术
目前， 电信运营商对二层接入设备的要求越来越高， 需要二层设 备基于三层信息进行业务区分， 使得不同的业务如音频、 视频和因特 网等在诸如数字用户线路接入复用器 （DSLAM ) 的接入设备上就进 行分流， 经过各种业务对应的网关接入相应的业务网络。 具体而言， 运营商通常会事先对业务网络进行规划， 不同的业务供应商会拥有不 同的 IP地址。 这样， 接入设备可以基于目的 IP子网进行业务区分并转 发， 但是一般接入设备只是二层设备， 并不作为用户的网关， 在三层 上这些接入设备对用户透明的。 并且， 它们没有专属的 IP地址用于数 据转发， 网絡侧相应也就只能创建无编号 IP ( Unnumbered IP )接口以 适应此种需求。 这也是节约越来越紧张的 IPv4地址提出的要求。
目前已有侦听路由协议报文来创建路由表的方法， 但是通常运营 商不会在用户侧端口上使能路由协议， 基于链路状态的路由协议（诸 如开放最短路径优先协议， Open Shortest Path First )通常要求对端拥 有三层地址， 这是不能满足的； 基于距离向量的路由协议（诸如选路 信息协议， Routing Information Protocol ) ， 虽然可用， 可是对运营商 路由协议的选择提出了限制，且在用户端网络运行路由协议增加了网 络复杂性和二层网络负载， 对二层设备提出了更高的要求， 需要支持 路由协议。
一般说来， 二层设备很难获得三层的路由信息。 静态配置每个这 样的接入设备， 不仅工作量非常大， 而且丧失了二层设备即插即用 ( plug&play ) 的优点。 这个问题由此成为了比较尖锐的问题。
本发明就是提出了一种利用终端接入网络时， 服务器产生的接入 响应消息来在二层设备上创建路由， 用于基于目的 IP子网进行业务区 分并转发的方法和装置。这里的接入响应消息是指动态主机分配协议
( Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP )响应消息。 下面将对 动态主机分配协议进行简单的介绍。
动态主机分配协议：
DHCP分为两个部分：一个是服务器端 ， 而另一个是客户端。 所 有的 IP网络设定资料都由 DHCP服务器集中管理 ，并负责处理客户端 的 DHCP要求； 而客户端则会使用从服务器分配下来的 IP环境资料。
1. DHCP的分配形式
首先 ，必须至少有一台 DHCP月良务器工作在网络上面 ，它会监听 网络的 DHCP请求，并与客户端磋商 TCP/IP的设定环境。 它提供两种 IP定位方式： 自动分配，其情形是：一旦 DHCP客户端第一次成功的 从 DHCP月艮务器端租用到 IP地址之后 ，就永远使用这个地址。
动态分配， 当 DHCP第一次从 DHCP服务器端租用到 IP地址之后 ，并非永久的使用该地址，只要租约到期 ，客户端就得释放 (release) 这个 IP地址， 以给其它工作站使用。 当然，客户端可以比其它主机更 优先的延续 (renew)租约 ，或是租用其它的 IP地址。
2. DHCP的工作原理
视乎客户端是否第一次登录网络， DHCP的工作形式会有所不 同。下面参照图 1对客户机第一次登录网络时 DHCP工作的情形进行详 细说明。
第一次登录的时候：
1) 寻找 Server。 当 DHCP客户端第一次登录网路的时候，也就是 客户发现本机上没有任何 IP资料设定 ， 它会向网络发出一个 DHCPDISCOVER封包。 因为客户端还不知道自己属于哪一个网络， 所以封包的来源地址会为 0.0.0.0， 而目的地址则为 255.255.255.255 , 然后再附上 DHCPDISCOVER的信息 ，向网络进行广播。
在 Windows的预设情形下， DHCPDISCOVER的等待时间预设为 1 秒，也就是当客户端将第一个 DHCPDISCOVER封包送出去之后 ，在 1秒之内没有得到回应的话 ，就会进行第二次 DHCPDISCOVER广播。 若一直得不到回应的情况下 ，客户端一共会有四次 DHCPDISCOVER 广播 (包括第一次在内）， 除了第一次会等待 1秒之外 ，其余三次的等 待时间分别是 9、 13 , 16秒。如果都没有得到 DHCP服务器的回应 ，客 户端则会显示错误信息， 宣告 DHCPDISCOVER的失败。 之后 ，基于 使用 者的选择 ， 系 统会继续在 5分钟之后再重复一次 DHCPDISCOVER的过程。
2) 提供 IP租用地址。 当 DHCP服务器监听到客户端发出的 DHCPDISCOVER广播后 ， 它会从那些还没有租出的地址范围内 ，选 择最前面的空置 IP , 连同其它 TCP/IP设定， 回应给客户端一个 DHCPOFFER封包。
由于客户 端在开始的时候还没有 IP地址 ， 所以在其 DHCPDISCOVER封包内会带有其 MAC地址信息 ，并且有一个 XID编 号来辨别该封包， DHCP服务器回应的 DHCPOFFER封包则会根据这 些资料传递给要求租约的客户。 根据服务器端的设定， DHCPOFFER 封包会包含一个租约期限的信息。
3) 接受 IP租约。 如果客户端收到网络上多台 DHCP服务器的回应 ， 只会挑选其中一个 DHCPOFFER而已（通常是最先抵达的那个），并 且会向网络发送一个 DHCPREQUEST广播封包 ，告诉所有 DHCP服务 器它将指定接受哪一台服务器提供的 IP地址。
同时 ，客户端还会向网络发送一个 ARP封包 ， 查询网络上面有 没有其它机器使用该 IP地址；如果发现该 IP已经被占用 ，客户端则会 送出一个 DHCPDECLINE封包给 DHCP服务器 ， 拒绝接受其 DHCPOFFER，并重新发送 DHCPDISCOVER信息。
4) 租约确认。 当 DHCP服务器接收到客户端的 DHCPREQUEST之 后 ，会向客户端发出一个 DHCP ACK回应 ，以确认 IP租约的正式生效
，也就结束了一个完整的 DHCP工作过程。 发明内容
本发明的目的是提供一种在通信网络的接入设备中利用接入响 应消息来创建路由的方法， 以实现基于目的 IP 子网进行业务区分并 转发， 使不同的业务在接入设备上进行分流。
根据本发明的第一个方面， 提供了一种在通信网络的接入设备中 管理路由信息的方法， 首先接收来自服务器发送给用户终端的接入响 应消息， 然后从所述接入响应消息中提取路由相关信息， 根据所述路 由相关信息创建或更新路由表。
根据本发明的第二个方面， 提供一种在通信网络的接入设备中用 于管理路由信息的路由管理装置。 该路由管理装置包括接收装置、 第 一获取装置和路由维护装置。接收装置接收来自服务器端发送给终端 的接入响应消息； 第一获取装置从所述接入响应消息中获取所述路由 相关信息； 路由维护装置根据所述路由相关信息创建或更新路由表。
根据本发明的第三个方面， 提供了一种在通信网络的接入设备中 用于数据转发的方法， 其特征在于， 将来自属于不同子网的用户终端 的数据转发到各自对应的子网网关。
根据本发明的第四个方面， 提供了一种在通信网絡的接入设备中 用于数据转发的转发装置， 其特征在于， 将来自不同子网的用户终端 的数据， 转发到各自对应的子网网关。
与现有技术相比， 本发明具有以下优点：
1. 不影响路由协议的选择。
2. 不要求用户侧二层网络运行路由协议。
3. 减少了对边缘路由器的要求。
4. 减少了管理员的维护工作,是实现即插即用的重要条件。
5. 在实现基于三层区分业务的前提下，降低了对接入设备的要 求。 附图说明
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述， 本发 明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显。
图 la为动态主机配置协议的帧结构示意图； 图 lb为动态主机配置协议帧结构中的选项结构示意图； 图 2为根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的接入设备中 用于管理路由信息的方法流程图；
图 3a为根据本发明的一个具体实施方式接入网的一个网络拓朴 结构示意图；
图 3b为根据本发明的一个具体实施方式接入网的另一个网络拓 朴结构示意图；
图 4为根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的接入设备中 用于管理路由信息的路由管理装置框图；
图 5为根据本发明的一个具体实施方式在通信网絡的接入设备中 用于数据转发的方法的流程图；
图 6为根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的接入设备中 用于数据转发的转发装置框图。 具体实施方式
图 la是 DHCP包的封装格式， DHCP的消息都封装在 UDP数据 报里， DHCP中的选项是允许厂商定义选项 (Vendor-Specific Area), 以 提供更多的设定信息（ 如 Netmask、 Gateway, DNS, 等等）， 其长度 可变， 同时可有多个选项。 每个选项的第一个字节为选项代码， 其后 一个字节为后面项目内容的长度， 最后为项目内容， 如图 lb所示的 DHCP消息中的选项（option )格式。 DHCP利用 0x53 选项代码来设 定封包类别： 1 为 DHCP-DISCOVER, 2 为 DHCP-OFFER, 3 为 DHCP-REQUEST, 4 为 DHCP-DECLINE , 5 为 DHCP-ACK, 6 为 DHCP-NACK, 7为 DHCP-RELEASE。
DHCP标准中定义了三个静态路由相关的选项， Option 3, 33和 121。 其中 option 3用于申明 client对应的网关， 可以是多个， 按优先 级顺序排列。 Option 33 提出得较早， 是申明静态类别路由信息的。 Option 121则是包含了前两者， 申明所有的静态路由， 包含默认路由， 并且支持无类型域间路由。 这些选项是服务器在分配 IP地址的同时， 配置给客户端的， 使客户端能正确建立起路由表。 值得注意的是， 对 于整个网絡而言， 用户的网关和规划好的业务提供商的地址都是不会 经常变动的， 它们是位于两端的 IP地址， 是网絡拓朴的端点， 不会 随着网络拓朴的变化而变化。 所以可以认为， 这些路由是静态的， 可 以由管理员在服务器上预先配置， 配置量也是不大的。
对于接入设备， 它位于边缘路由器和用户中间， 也不受拓朴变化 的影响。 因此这些静态路由对于接入设备是足够的。
介于目前网络的现状， 无类型域间路由已经被广泛使用， 接入设 备主要应该依靠侦听每个 DHCP-ACK报文中的 optionl21来实现上行 路由的学习， 维护。
下面将结合图 2 -图 6对本发明作进一步详细描述。
图 2示出了根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的接入设 备中的管理路由信息的方法流程图。
首先， 在步骤 S11 中， 接收来自服务器发送给用户终端的接入响 应消息。
然后，在步骤 S12中，从所述接入响应消息中获取路由相关信息。 最后， 根据所述路由相关信息来创建或更新路由表条目。
如果所述接入响应消息中还包括指示所述路由能够使用的时间 的预定使用时间， 则在步骤 S12中， 同时获取该预定使用时间； 最后， 同时结合所述路由相关信息和所述预定使用时间来更新或创建所述 路由表条目。
其中更新或创建所述路由表条目的步骤又具体可分为步骤 S13、 S14、 S15和 S16。
首先， 在步骤 S13中， 判断判断所述路由相关信息在所述路由表 中是否存在对应的路由表条目。
如果所述路由相关信息在所述路由表中存在对应的路由表条目， 用时间短。 骤 S 15 Ί I ] v | ^ W'V？ 'J -7^' |WJ叉 刀尸 /| J2 -7M
如果所述路由相关信息在所述路由表中没有相对应的路由表条 目， 则在步驟 S16中创建同所述路由相关信息相对应的路由表条目。
当接入设备和与其相连的各个子网网关（或者也称之为边缘路由 器）之间采取虚拟局域网（ VLAN )配置的时候，从地址解析协议（ ARP ) 或者接入响应消息中获取所述路由表条目和虚拟局域网的关联信息。
图 3a和图 3b示出了根据本发明的一个具体实施方式接入网的两 个网络拓朴结构示意图。 在图 3a 中， 每个虚拟局域网都有一个响应 用户接入请求的服务器， 在图 3b 中， 三个虚拟局域网共享一个响应 用户接入请求的服务器。
通常情况下， 如图 3a和图 3b所示的网络拓朴结构图， 接入设备 0可以通过来自各个子网网关的地址解析协议的应答帧中的虛拟局域 网标签中获取虛拟局域网的信息， 和各个路由相关联。 其详细流程如 下， 接入设备 0首先接收一个来自用户设备的数据包， 假设该数据包 发送到服务 a万维网中， 接入设备 0根据数据包中的源网络地址和目 的网络地址从所创建的路由表中找到其转发的下一跳的目的网络地 址， 然后发出地址解析协议请求帧来向下一跳目的主机（在图 3a和 图 3b中即为边缘路由器 a )查询其链路层地址。 下一跳目的主机收到 该清求后回应一个地址解析协议响应帧 , 该响应帧中包含有虚拟局域 网标签。接入设备 0接收到所述包含有虚拟局域网标签的地址解析协 议响应帧时， 从中提取出该虚拟局域网的信息， 同该路由相关连。
如果每个虛拟局域网内部都有一个（或多个）响应用户接入请求 的服务器， 如图 3a所示， 在这种网络配置下， 也可以通过接入响应 消息中的虚拟局域网标签获取虚拟局域网的信息， 从而和路由相关信 息关联。 如果是多个虚拟局域网共享一个响应用户接入请求的服务 器， 如图 3b所示， 则不能通过接入响应消息中的虚拟局域网标签获 取和路由相关信息关联的虚拟局域网信息， 此时只能通过地址解析协 议消息来获取和路由相关信息关联的虚拟局域网信息。
在目前的网络实现中，上述接入请求消息和接入响应消息为动态 主机配置协议消息， 所述预定使用时间为该动态主机配置协议响应消 息中的租赁时间。
图 4示出了根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的接入设 备中用于管理路由信息的路由管理装置 1框图。 该路由管理装置 1包 括接收装置 11、 第一获取装置 12、 第二获取装置 13和路由维护装置 H o其中路由维护装置 14包括第一判断装置 141、第二判断装置 142、 更新装置 143和创建装置 144。
首先， 接收装置 11 接收来自服务器端发送给终端的接入响应消 息。
然后， 第一获取装置 12从所述接入响应消息中获取所述路由相 关信息， 同时还获取一个预定使用时间， 该预定时间用于指示所述路 由的使用时间。
如果接入设备和与其相连的各个子网网关（或者也称之为边缘路 由器）之间采取虚拟局域网配置的时候， 第二获取装置 13从地址解 析协议消息或接入响应消息中获取所述路由表条目和虚拟局域网的 关联信息。
通常情况下， 如图 3a和图 3b所示， 可以通过来自各个子网网关 的地址解析协议的应答帧中的虚拟局域网标签中获取虛拟局域网的 信息， 和各个路由相关联。 其详细过程如下， 接入设备 0首先接收一 个来自用户设备的数据包， 假设该数据包发送到服务 a万维网中， 接 入设备 0才艮据数据包中的源网络地址和目的网络地址从所创建的路由 表中找到其转发的下一跳的目的网絡地址， 然后发出地址解析协议请 求帧来向下一跳目的主机（在图 3a和图 3b中即为边缘路由器 a ) 查 询其链路层地址。 下一跳目的主机收到该请求后回应一个地址解析协 议响应帧， 该响应帧中包含有虚拟局域网标签。 接入设备 0接收到所 述包含有虚拟局域网标签的地址解析协议响应帧时，第二获取装置 13 从中提取出该虚拟局域网的信息， 同该路由相关连。
如果每个虚拟局域网内部都有一个（或多个）响应用户接入请求 的服务器， 如图 3a所示， 在这种网絡配置下， 也可以通过接入响应 消息中的虚拟局域网标签获取虚拟局域网的信息，从而和路由相关信 息关联。 如果是多个虚拟局域网共享一个响应用户接入请求的服务 如图 3b所示， 则不能通过接入响应消息中的虚拟局域网标签获 取和路由相关信息关联的虛拟局域网信息， 此时只能通过地址解析协 议消息来获取和路由相关信息关联的虚拟局域网信息。
最后， 路由维护装置 14根据所述路由相关信息创建或更新路由 表。
在路由维护装置 14的一个优选实施例中， 根据第一获取装置 12 获得的路由相关信息和预定使用时间以及第二获取装置 13获得的虚 拟局域网信息， 第一判断装置 141首先判断所述路由相关信息在所述 路由表中是否存在对应的路由表条目。
如果所述路由相关信息在所述路由表中存在对应的路由表条目 时， 第二判断装置 142判断所述路由表条目中的剩余时间是否比所述 预定使用时间短。
如果所述路由相关信息在所述路由表中存在对应的路由表条目
如果路由相关信息在所述路由表中不存在对应的路由表条目， 创 建装置 144创建同所述路由相关信息相对应的路由表条目。
在目前的网络实现中， 上述接入请求消息和接入响应消息为动态 主机配置协议消息， 所述预定使用时间为该动态主机配置协议响应消 息中的租赁时间。
图 5示出了根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的接入设 备中用于数据转发的方法的流程图。 该方法在于， 将来自属于不同子 网的用户终端的数据转发到各自对应的子网网关。 如图 5所示， 该方 法可分为四个步骤。
首先， 在步骤 S21中， 接收来自用户终端的数据包。
其次， 在步驟 S22中， 从数据包中获取源网络地址与目的网絡地 址。 然后， 在步骤 S23中， 根据所述数据包的源网络地址与目的网络 地址， 从路由表中查询出可以到达目的网络并且与源网絡地址匹配的 网关， 及其相对应的转发端口。
最后， 在步驟 S24中， 将该数据包经由所述转发端口发送给所述 相应子网的网关。
在目前的网络实现中， 上述网络地址为 IP地址。
在一个优先实施例中， 接入设备对于每个子网分别维护一个子网 路由表。 首先接收来自用户终端的数据包； 其次根据所述数据包的源 IP 地址查询出其相应的子网路由表； 然后根据所述数据包的目的 IP 地址从所述相应的子网路由表中查询出相应的路由表条目，从而确定 所述数据包的转发端口； 最后将数据包经由所述转发端口发送给所述 相应子网的网关。
在另外一个优选实施例中， 接入设备仅维护一个路由表。 首先接 收来自用户终端的数据包； 其次根据所述数据包目的 IP地址从所述 路由表中查询出与所述目的地址相关的一个或多个路由表条目； 然后 利用所述数据包源 IP地址来由所述与目的地址相关的一个或多个路 由表条目中确定与其所属子网的网关相对应的路由表条目， 并确定所 述数据包的转发端口； 最后将数据包经由所述转发端口发送给所述相 应子网的网关。
图 6示出了根据本发明的一个具体实施方式在通信网络的接入设 备中用于数据转发的转发装置 2框图。该转发装置 2在于将来自不同 子网的用户终端的数据， 转发到各自对应的子网网关。
该转发装置 2包括接收装置 21、 获取装置 22、 查询装置 23和发 送装置 24。
首先， 接收装置 21接收来自用户终端的数据包。
其次， 获取装置 22 从所述数据包中获取源网絡地址与目的网络 地址。
然后， 查询装置 23 根据所述数据包的源网络地址与目的网絡地 址， 从路由表中查询出可以到达目的网络并且与源网络地址匹配的网 关， 及其相对应的转发端口；
最后， 发送装置 24 将该数据包经由所述转发端口发送给所述相 应子网的网关。
在目前的网络实现中， 上述网络地址为 IP地址。
在一个优选实施例中， 接入设备对于每个子网分别维护一个子网 路由表。 首先， 接收装置 21接收来自用户终端的数据包； 其次， 获 取装置 22从所述数据包中获取源网络地址和目的网络地址； 然后， 查询装置 23 根据所述数据包的源 IP地址查询出其相应的子网路由 表； 再根据所述数据包的目的 IP地址从所述相应的子网路由表中查 询出相应的路由表条目， 从而确定所述数据包的转发端口； 最后， 发 送装置 24将数据包经由所述转发端口发送给所述相应子网的网关。
在另外一个优选实施例中， 接入设备仅维护一个路由表。 首先， 接收装置 21接收来自用户终端的数据包； 其次， 获取装置 22从所述 数据包中获取源网络地址和目的网络地址； 然后， 查询装置 23根据 所述数据包目的 IP地址从所述路由表中查询出与所述目的地址相关 的一个或多个路由表条目； 再利用所迷数据包源 IP 地址来由所述与 目的地址相关的一个或多个路由表条目 中确定与其所属子网的网关 相对应的路由表条目， 并确定所述数据包的转发端口； 最后， 发送装 置将数据包经由所述转发端口发送给所述相应子网的网关。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。 需要理解的是， 本发明 并不局限于上述特定实施方式， 本领域技术人员可以在所附权利要求 的范围内做出各种变形或修改。

Claims

权 利 要 求
1. 一种在通信网络的接入设备中用于管理路由信息的方法，其特 征在于， 包括以下步骤：
a. 接收来自服务器发送给用户终端的接入响应消息；
b. 从所述接入响应消息中获取路由相关信息；
c 根据所述路由相关信息创建或更新路由表条目。
2. 根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述步骤 b还包括： - 从所述接入响应消息中获取一个预定使用时间， 该预定使用时 间用于指示所述路由的使用时间；
其中， 所述步骤 c还包括：
- 根据所述预定使用时间来更新所述路由表条目。
3. 居权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述预 定时间来更新所述路由表条目的信息的步骤还包括：
- 判断所述路由相关信息在所述路由表中是否存在对应的路由表 条目；
- 如果所述路由相关信息在所述路由表中存在对应的路由表条 述路由表条目的剩余时间更新为所述预定使用时间；
- 如果所述路由相关信息在所述路由表中没有相对应的路由表 条目， 则创建同所述路由相关信息相对应的路由表条目。
4. 根据权利要求 1-3中任一项所述的方法， 其特征在于， 还包括 以下步骤：
- 从地址解析协议消息或接入响应消息中获取所述路由表条目和 虚拟局域网的关联信息；
其中， 所述接入设备和与其相连接的各个边缘路由器之间采取所 述虛拟局域网配置。
5. 根据权利要求 1 - 4中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述 接入响应消息是指动态主机配置协议（DHCP ) 响应消息， 所述预定 使用时间为该动态主机配置协议响应消息中的租赁时间。
6. 一种在通信网络的接入设备中用于管理路由信息的路由管理 装置， 其特征在于， 包括：
- 接收装置，用于接收来自服务器端发送给终端的接入响应消息； - 第一获取装置，从所述接入响应消息中获取所述路由相关信息； - 路由维护装置，用于根据所述路由相关信息创建或更新路由表。
7. 根据权利要求 6所述的装置， 其特征在于， 所述获取装置还用 于从所述接入响应消息中获取一个预定使用时间， 该预定时间用于指 示所述路由的使用时间；
其中， 所述路由维护装置还根据所述预定使用时间来更新所述路 由表条目。
8. 根据权利要求 6或 7所述的装置， 其特征在于， 所述路由维 护装置包括：
- 第一判断装置， 用于判断所述路由相关信息在所述路由表中是 否存在对应的路由表条目；
- 第二判断装置， 用于判断当所述路由相关信息在所述路由表中 存在对应的路由表条目时， 所述路由表条目中的剩余时间是否比所述 预定使用时间短；
- 更新装置， 用于当所述路由相关信息在所述路由表中存在对应 的路由表条目并且所述路由表条目中的剩余时间比所述预定使用时 间短时， 将所述路由表条目的剩余时间更新为所述预定使用时间；
- 创建装置， 用于当路由相关信息在所述路由表中不存在对应的 路由表条目时， 创建同所述路由相关信息相对应的路由表条目。
9. 根据权利要求 6 - 8中任一项所述的装置， 其特征在于， 还包 括：
第二获取装置， 用于从地址解析协议消息或接入响应消息中获取 所述路由表条目和虚拟局域网的关联信息；
其中， 所述接入设备和与其相连接的各个边缘路由器之间采取所 述虚拟局域网配置。
10. 根据权利要求 6-9中任一项所述的装置， 其特征在于， 所述 接入响应消息是指动态主机配置协议 （DHCP ) 响应消息， 所述预定 使用时间为该动态主机配置协议响应消息中的租赁时间。
1 1. 一种在通信网络的接入设备中用于数据转发的方法， 其特征 在于， 将来自属于不同子网的用户终端的数据转发到各自对应的子网 网关。
12. 根据权利要求 11所述的方法， 其特征在于， 包括以下步驟： i. 接收来自用户终端的数据包；
ii. 由所述数据包中获取源网络地址与目的网络地址；
iii. 根据所述数据包的源网络地址与目的网络地址， 从路由表中 查询出可以到达目的网络并且与源网络地址匹配的网关，及其相对应 的转发端口；
iv. 将该数据包经由所述转发端口发送给所述相应子网的网关。
13. —种在通信网络的接入设备中用于数据转发的转发装置， 其 特征在于， 将来自不同子网的用户终端的数据， 转发到各自对应的子 网网关。
14. 根据杈利要求 13所述的装置， 其特征在于， 包括：
接收装置， 用于接收来自用户终端的数据包；
获取装置， 用于由所述数据包中获取源网络地址与目的网络地 址；
查询装置， 用于根据所述数据包的源网络地址与目的网络地址， 从路由表中查询出可以到达目的网络并且与源网络地址匹配的网关， 及其相对应的转发端口；
发送装置， 用于将该数据包经由所述转发端口发送给所述相应子 网的网关。
15. 一种通信网络中的接入设备， 其特征在于， 包含权利要求 6 - 10中任一项所述的路由管理装置或 /和权利要求 13或 14所述的转 发装置。
16. 根据权利要求 15 中所述的设备， 其特征在于， 该接入设备 为数字用户线路接入复用器 (DSLAM)。
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