WO2012092817A1 - 一种报文传输方法及系统 - Google Patents

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WO2012092817A1
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packet
user
interface board
user equipment
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刘杨
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中兴通讯股份有限公司
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Definitions

  • the present invention relates to the field of network technologies, and in particular, to a message transmission method and system. Background technique
  • the QinQ technology is a visual representation of a tunneling protocol based on a two-layer 802.1Q encapsulation.
  • the core idea is to encapsulate the virtual local area network (VLAN) tag of a user network into a carrier network or service provider.
  • VLAN virtual local area network
  • the port used for user access on the backbone network is called the user port.
  • the user port After receiving the user packet, that is, the ordinary format packet, the user port is in the original message.
  • a new VLAN tag is encapsulated, that is, the VLAN tag of the backbone network. This process adds the QinQ encapsulation process.
  • the backbone network transmits the encapsulated packet; the other user port of the backbone network deletes the VLAN tag of the added backbone network and restores it to an ordinary packet before sending the packet to the destination user network. That is to go to the QinQ packaging process.
  • the embodiment of the invention provides a message transmission method and system, which are implemented based on three layers.
  • the VLAN tag encapsulates the packet transmission, which saves VLAN ID resources and improves the utilization of VLAN ID resources.
  • the routing device of the user end adds a first virtual local area network (VLAN) VLAN ID for identifying the service type to each packet sent by the user equipment, and then sends the information to the user access device.
  • VLAN virtual local area network
  • the user access device adds a second VLAN ID for identifying the user to each received message, and then sends the message to the user equipment interface board.
  • the user equipment interface board adds a third VLAN ID for identifying the user access device to each received message, and then sends the same to the switch chip in the core switching system.
  • the network interface board obtains the packet from the public network and obtains the s_VLAN ID and the C-VLAN ID.
  • the network interface board converts the S_VLAN ID in the packet into the first VLAN ID and the second according to the correspondence between the S_VLAN ID and the first virtual local area network identification VLAN ID for identifying the service type and the second VLAN ID used to identify the user. a VLAN ID, and converting the C-VLAN ID in the packet to the third VLAN ID according to the correspondence between the C-VLAN ID and the third VLAN ID used to identify the user access device;
  • the network interface board sends the packet carrying the first VLAN ID, the second VLAN ID, and the third VLAN ID to the switch chip in the core switching system.
  • the routing device of the user end is configured to add a first virtual local area network (VLAN) VLAN ID for identifying the service type to each packet sent by the user equipment, and then send the information to the user access device.
  • VLAN virtual local area network
  • the user access device is configured to add a second VLAN ID for identifying the user to each received message, and then send the message to the user equipment interface board.
  • the user equipment interface board is configured to add, for each received message, a user access setting identifier.
  • the third VLAN ID is then sent to the switch chip in the core switching system.
  • the network interface board is configured to obtain the S_VLAN ID and the C-VLAN ID of the packet from the public network, and the first virtual local area network identifier VLAN ID and the second identifier for identifying the user according to the S_VLAN and the service type.
  • the C-VLAN ID in the packet is converted into a third VLAN ID, and the packet carrying the first VLAN ID, the second VLAN ID, and the third VLAN ID is sent to the switch chip in the core switching system.
  • a switch chip for receiving messages from a network interface board for receiving messages from a network interface board.
  • the routing device of the user end adds the first virtual local area network identifier (VLAN ID) for identifying the service type to each of the packets sent by the user equipment, and then sends the information to the user access device; the user access device receives each received message.
  • VLAN ID virtual local area network identifier
  • a packet is added to identify a second VLAN ID of the user, and then sent to the user equipment interface board.
  • the user equipment interface board adds a third VLAN ID for identifying the user access device to each received message, and then sends the packet. Give the switch chip in the core switching system.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a message transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of an uplink packet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a downlink packet according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a process for processing uplink data according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a process for processing downlink data according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 6 is a schematic flowchart of an uplink packet transmission method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a schematic flowchart diagram of a downlink packet transmission method according to an embodiment of the present invention.
  • the embodiments of the present invention provide a message transmission method and system, which are used to implement packet transmission based on Layer 3 VLAN tag encapsulation, thereby saving VLAN ID resources, thereby improving the utilization of VLAN ID resources.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present invention relates to a Layer 2 switching technology (data transmission technology), and more specifically, to a QinQ solution using a Layer 3 VLAN stack.
  • a message transmission system provided by an embodiment of the present invention includes: a network interface board, a core switching system, a user equipment interface board, a user access device, and a routing device at the user end, and each routing device can be connected to multiple user equipments.
  • a network interface board For example: personal computer (PC, Personal Computer), telephone, interactive network television (IPTV) set-top box.
  • the core switching system includes a switching chip.
  • the packets of the LAN are finally sent to the uplink device of the public network (backbone network) through the network interface board, such as a broadband access server (BAS, Broadband Access Server/Broadband Remote Access Server) or SR.
  • BAS Broadband Access Server/Broadband Remote Access Server
  • SR broadband access server
  • the routing device of the user end is configured to add a first VLAN ID (also abbreviated as VLAN ID_1) for identifying the service type to each packet sent by the user equipment, and then send the information to the user access device;
  • VLAN ID_1 also abbreviated as VLAN ID_1
  • the user access device is configured to add a second VLAN ID (also abbreviated as VLAN ID_2) for identifying the user to each received message, and then send the information to the user equipment interface board;
  • VLAN ID_2 also abbreviated as VLAN ID_2
  • Each received message is added with a third VLAN ID for identifying the user access device, and then sent to the switch chip in the core switching system.
  • a switch chip configured to record a switch chip end corresponding to a user equipment interface board that sends a message
  • the port the media access control (MAC, Media Access Control) address, and the third VLAN ID (which may also be abbreviated as VLAN ID_3), and the packet is sent to the network interface board.
  • MAC Media Access Control
  • VLAN ID_3 the third VLAN ID (which may also be abbreviated as VLAN ID_3)
  • the network interface board is configured to convert the first VLAN ID and the second VLAN ID in each packet from the core switching system into a user VLAN (C_VLAN, Customer VLAN) ID, and the third VLAN in the packet The ID is converted to the Service Provider VLAN (S_VLAN) and then sent to the public network.
  • C_VLAN User VLAN
  • Customer VLAN Customer VLAN
  • S_VLAN Service Provider VLAN
  • the uplink packet that is, the packet received by the network interface board from the switch chip, has the structure shown in Figure 2, including the destination MAC address, the source MAC address, the outer virtual local area network label, the middle layer virtual local area network label, and the inner layer virtual local area network. Label, type length, payload, check digit.
  • the outer virtual local area network label includes VLAN ID_3, the middle virtual local area network label includes VLAN ID_2, and the inner virtual local area network label includes VLAN ID_1.
  • the TPID Tag Protocol Identifier
  • TCI Tag Control Information
  • the network interface board is configured to obtain a packet from the public network, and obtain an S_VLAN ID and a C-VLAN ID, and the first virtual local area network identifier VLAN ID and the identifier for identifying the user according to the S_VLAN ID and the service type.
  • the correspondence between the two VLAN IDs, the S_VLAN ID in the packet is converted into the first VLAN ID and the second VLAN ID, and according to the correspondence between the C-VLAN ID and the third VLAN ID used to identify the user access device, Converting the C-VLAN ID in the packet to the third VLAN ID; and sending the packet carrying the first VLAN ID, the second VLAN ID, and the third VLAN ID to the switch chip in the core switching system;
  • a switch chip for receiving messages from a network interface board for receiving messages from a network interface board.
  • the switch chip records the switch chip port corresponding to the network interface board that sends the message, the MAC address in the packet, and the third VLAN ID, and sends the packet to the user. Device interface board.
  • the user equipment interface board is configured to receive the packet from the core switching system, delete the third VLAN ID in the packet, and send the packet to the user access device.
  • the user access device is configured to receive the packet from the user equipment interface, delete the second VLAN ID in the packet, and send the packet to the routing device of the user end;
  • the routing device of the user end is configured to receive the packet from the user access device, delete the first VLAN ID in the packet, and send the packet to the user equipment.
  • the downlink packet which is the packet received by the network interface board from the public network, has the structure shown in Figure 3. It includes the destination MAC address, the source MAC address, the outer VLAN tag, the inner VLAN tag, the type length, and Payload, check digit.
  • the outer virtual local area network label includes an S_VLAN ID
  • the inner virtual office 3 ⁇ 4 network label includes a C-VLAN ID.
  • each interface board provides four optical fiber interfaces. With split fiber, each fiber interface carries 32 user access devices, which can provide 1280 user access devices. Assuming each user access device has 24 user routing access ports, then there are 30720 user routes. The device is connected to the system; assuming each user has 4 different services, then 120,000 VLAN IDs are required for identification. The switching chip in the core switching system in the Ethernet only provides the 4K VLAN ID resource.
  • the embodiment of the present invention uses the three-layer VLAN ID aggregation, that is, the device at each layer (including the routing device, the user access device, and the user device).
  • the interface board is configured to preset a specific set of VLAN IDs, and then perform VLAN ID aggregation and QinQ conversion on the network interface board to enable the packets to enter the public network with the VLAN IDs required by the service provider.
  • the user access device is multi-ported, and each port is bound to one user.
  • a user access device bears the business processing of multiple users.
  • the packet After the packet passes through the routing device of the user, it becomes a single-tagged packet, that is, only one packet with a VLAN ID.
  • the VLAN ID is used to identify the service class of the user.
  • the packet is added to the user interface to add a VLAN ID to identify the user.
  • the packet enters the interface board of the user access device and the main control board (that is, the user equipment interface board).
  • Layer VLAN ID which is used to identify the user access device.
  • the packet enters the Ethernet switch chip in the main control board from the interface board of the user equipment and the main control board.
  • the three VLAN IDs are included.
  • the application On the port of the Ethernet switch chip corresponding to the user port, that is, the network interface board, the application
  • the VLAN conversion policy converts the packet of the specified user access device with the VLAN ID of the specified service into a new inner VLAN ID, that is, converts VLAN ID_1 and VLAN ID_2 into C-VLAN ID, and records VLAN ID_1 and VLAN. ID_2, the correspondence with the C-VLAN ID.
  • the C_VLAN ID is used to identify the specified service of the specified user access device.
  • the network interface board replaces the VLAN ID_1 and VLAN ID_2 of the original packet with the converted C_VLAN ID, and then modifies the VLAN ID in the outer VLAN tag according to the QinQ rule. , and make it the same VLAN ID as the service provider, that is, convert VLAN ID_3 to S_VLAN ID, and then send it to the backbone network.
  • the C_VLAN ID is used to identify the specified user of the specified user access device.
  • the network interface board replaces the VLAN ID_1 and VLAN ID_2 of the original packet with the C_VLAN ID, so that different user groups or different services can be implemented. Grouping, which enables different users, different service groups, or different services of different users, has different transmission tunnels, and can be used to implement various application scenarios of fiber to the building.
  • the converted packets use two different C_VLAN IDs instead of the original packet's VLAN ID_1 and VLAN ID_2. It identifies different services of different users, but it uses more VLAN resources at this time.
  • the S_VLAN ID in the outer VLAN tag of the packet that enters the access system from the network port is the VLAN ID of the service provider.
  • the packet After entering the network interface card, the packet is sent from the dual VLAN tag or the single VLAN after the reverse QinQ conversion and anti-VLAN aggregation.
  • the VLAN tag becomes a triple VLAN tag, where The VLAN ID_3 in the outer VLAN tag identifies the VLAN ID of the user access device.
  • the VLAN ID_2 in the middle VLAN tag identifies the VLAN ID of the user.
  • the VLAN ID_1 in the inner VLAN tag is the VLAN ID of the service type.
  • the switch chip sends the packet to the specified user access device according to the switch chip port corresponding to the user equipment interface board recorded in the uplink transmission of the packet, the MAC address in the packet, and the VLAN ID_3.
  • the user access device is configured according to the user access device.
  • the packet identifies the user's VLAN ID_2, and sends the packet to the port.
  • the packet enters the user's routing device and enters the user equipment (PC, IPTV set-top box, fixed line, etc.) according to the VLAN ID_1 of the service type.
  • the source port of the VLAN ID packet is sent in the user port and the network port, and the source media access control address information of the VLAN ID packet is written to the Ethernet.
  • the media access control address table of the switch chip is the VLAN ID that identifies the user access device.
  • the packet enters the routing device of the user end, and the routing device of the user adds the VLAN ID_1 to the packet to identify the different services. Then, the packet enters the user access device, and the user access device adds the VLAN ID_2 to the packet. To identify different users; then, the packet enters the user interface board. The user interface board adds VLAN ID_3 to the packet to identify different user access devices.
  • S102 The packet enters the switch chip with the above-mentioned three-layer VLAN ID, learns the MAC address in the switch chip port corresponding to the user interface board, and the VLAN ID_3, that is, the switch chip records the switch chip port corresponding to the user equipment interface board that sends the packet.
  • the network interface board aggregates the VLAN IDs of the user and the service into a C-VLAN, and records the correspondence between the C-VLAN and the VLAN ID_1 and the VLAN ID_2.
  • the network interface board performs QinQ conversion according to the C_VLAN and the VLAN ID_3, and replaces the VLAN ID_3 with the VLAN ID specified by the service provider, that is, the S-VLAN ID, and records the correspondence between the S_VLAN ID and the VLAN ID_3.
  • the network interface board performs the QinQ reverse conversion according to the VLAN ID (S_VLAN ID) specified by the service provider, that is, the outer S_VLAN is replaced with the VLAN ID_3 according to the corresponding relationship between the previously recorded S_VLAN ID and the VLAN ID_3.
  • the network interface board performs VLAN anti-aggregation according to the VLAN ID_3 and the C_VLAN, and converts the C-VLAN into the VLAN ID-1 and the VLAN ID_2 according to the correspondence between the previously recorded C-VLAN and the VLAN ID-1 and the VLAN ID_2.
  • S203 The packet carrying the three-layer VLAN ID enters the switch chip, and learns the MAC address in the switch chip port corresponding to the network interface board and the VLAN ID_3, that is, the switch chip records the switch chip port corresponding to the network interface board that sends the packet.
  • the MAC address in the packet, and the VLAN ID_3, and the message is sent to the user equipment interface board.
  • the user equipment interface board After deleting the VLAN ID_3 of the packet, the user equipment interface board sends the packet to the user access device. After the user access device deletes the VLAN ID_2 of the packet, the user equipment sends the packet to the routing device of the user. After the routing device deletes the VLAN ID_1 of the packet, it sends the packet to the user device.
  • a packet transmission method includes the following steps:
  • the routing device of the user equipment adds a first virtual local area network (VLAN) VLAN ID for identifying the service type to each packet sent by the user equipment, and then sends the information to the user access device.
  • VLAN virtual local area network
  • the user access device adds a second identifier for identifying the user for each received message. VLAN ID, and then sent to the user device interface board;
  • the user equipment interface board adds a third VLAN ID for identifying the user access device to each received message, and then sends the third VLAN ID to the switching chip in the core switching system.
  • the method further includes:
  • the switch chip in the core switching system records the switch chip port corresponding to the user equipment interface board that sends the message, the MAC address in the packet, and the third VLAN ID, and sends the packet to the network interface board. .
  • the method further includes:
  • the network interface board converts the first VLAN ID and the second VLAN ID in each packet from the core switching system into a C-VLAN ID, and converts the third VLAN ID in the packet into an S_VLAN ID, and then The message is sent to the public network.
  • a packet transmission method includes the following steps: S401: A network interface board acquires a packet from a public network, and obtains an S_VLAN ID and a C-VLAN ID therein;
  • the network interface board converts the S_VLAN ID in the packet into the first VLAN ID according to the correspondence between the S_VLAN ID and the first virtual local area network identifier (VLAN ID) and the second VLAN ID used to identify the user. a second VLAN ID, and converting the C-VLAN ID in the packet to the third VLAN ID according to the correspondence between the C-VLAN ID and the third VLAN ID used to identify the user access device;
  • VLAN ID virtual local area network identifier
  • the network interface board sends the packet carrying the first VLAN ID, the second VLAN ID, and the third VLAN ID to the switch chip in the core switching system.
  • the method further includes:
  • the switch chip in the core switching system records the switch chip port corresponding to the network interface board that sends the message, the MAC address in the packet, and the third VLAN ID, and sends the packet to the user equipment interface board.
  • the method further includes:
  • the user equipment interface board receives the packet from the core switching system, and deletes the third packet in the packet.
  • the packet is sent to the user access device.
  • the user access device receives the packet from the user equipment interface, deletes the second VLAN ID in the packet, and sends the packet to the routing device of the user.
  • the routing device of the user After receiving the packet from the user access device, the routing device of the user sends the packet to the user equipment after deleting the first VLAN ID in the packet.
  • a packet transmission technology based on the three-layer VLAN tag encapsulation is implemented, so that the user access device with the multi-user port can carry more user data transmission, save the VLAN ID resource, and improve the utilization of the VLAN resource. Moreover, for service operators and equipment providers, networking complexity and equipment costs are greatly reduced.
  • embodiments of the present invention can be provided as a method, system, or computer program product.
  • the present invention can take the form of an entirely hardware embodiment, an entirely software embodiment, or a combination of software and hardware.
  • the invention can take the form of a computer program product embodied on one or more computer-usable storage media (including but not limited to disk storage and optical storage, etc.) in which computer usable program code is embodied.
  • These computer program instructions can also be stored in a bootable computer or other programmable data processing
  • the apparatus is readable in a computer readable memory in a particular manner, such that instructions stored in the computer readable memory produce an article of manufacture comprising an instruction system implemented in one or more flows and/or block diagrams of the flowchart The function specified in the box or in multiple boxes.
  • These computer program instructions can also be loaded onto a computer or other programmable data processing device such that a series of operational steps are performed on a computer or other programmable device to produce computer-implemented processing for execution on a computer or other programmable device.
  • the instructions provide steps for implementing the functions specified in one or more of the flow or in a block or blocks of a flow diagram.

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Description

一种报文传输方法及系统 技术领域
本发明涉及网络技术领域， 尤其涉及一种报文传输方法及系统。 背景技术
QinQ技术是基于两层 802.1Q封装的隧道协议的一种形象化称呼， 其 核心思想是将用户网络的虚拟局域网 （ VLAN, Virtual Local Area Network ) 标签（Tag )封装到运营商网络或者服务提供商网络等骨干网络（也可以称 为公网） VLAN Tag上， 报文带着两层 VLAN Tag穿越骨干网。
当源用户网络通过骨干网与目的用户网络进行互联时， 骨干网上用于 用户接入的端口称为用户端口， 用户端口在接收到用户报文， 即普通形式 的报文后， 在报文原来的一层 VLAN Tag, 即用户网络的 VLAN Tag的基础 上， 再封装一层新的 VLAN Tag, 即骨干网络的 VLAN Tag, 该过程即添 QinQ封装过程。 然后， 骨干网将封装后的报文进行传输； 骨干网的其它用 户端口在将报文发送给目的用户网络之前，将添加的骨干网络的 VLAN Tag 封装删除， 还原成普通的报文， 该过程即去 QinQ封装过程。
随着光纤到楼、 光纤到户等光网络解决方案的实现， 不少接入设备承 载的用户已经突破万线。 接入系统的 VLAN资源越来越少， 以太网交换芯 片中提供的 VLAN ID的范围是 0~4095, 因此， 现有报文传输中， 对报文基 于两层 VLAN Tag的 QinQ封装， 对 VLAN资源的利用率较低， 无法满足 用户对 VLAN资源的需求。 发明内容
本发明实施例提供了一种报文传输方法及系统， 用以实现基于三层 VLAN Tag封装的报文传输， 节约 VLAN ID资源， 从而提高 VLAN ID资 源的利用率。
本发明实施例提供的一种报文传输方法包括：
用户端的路由设备对用户设备发送的每一报文加入用于标识业务类型 的第一虚拟局域网标识 VLAN ID, 然后发送给用户接入设备；
用户接入设备对接收到的每一报文加入用于标识用户的第二 VLAN ID, 然后发送给用户设备接口板；
用户设备接口板对接收到的每一报文加入用于标识用户接入设备的第 三 VLAN ID, 然后发送给核心交换系统中的交换芯片。
本发明实施例提供的一种报文传输方法包括：
网络接口板获取来自公网的报文， 并获取其中的 s_VLAN ID 和 C-VLAN ID;
网络接口板根据 S_VLAN ID与用于标识业务类型的第一虚拟局域网标 识 VLAN ID和用于标识用户的第二 VLAN ID 的对应关系， 将报文中的 S_VLAN ID转换为第一 VLAN ID和第二 VLAN ID ,并且 ,根据 C-VLAN ID 与用于标识用户接入设备的第三 VLAN ID 的对应关系， 将该报文中的 C-VLAN ID转换为第三 VLAN ID;
网络接口板将携带有第一 VLAN ID、 第二 VLAN ID和第三 VLAN ID 的报文发送给核心交换系统中的交换芯片。
本发明实施例提供的一种报文传输系统包括：
用户端的路由设备， 用于对用户设备发送的每一报文加入用于标识业 务类型的第一虚拟局域网标识 VLAN ID, 然后发送给用户接入设备；
用户接入设备， 用于对接收到的每一报文加入用于标识用户的第二 VLAN ID , 然后发送给用户设备接口板；
用户设备接口板， 用于对接收到的每一报文加入用于标识用户接入设 备的第三 VLAN ID, 然后发送给核心交换系统中的交换芯片。
本发明实施例提供的一种报文传输系统包括：
网络接口板， 用于获取来自公网的报文， 并获取其中的 S_VLAN ID和 C-VLAN ID; 根据 S_VLAN 与用于标识业务类型的第一虚拟局域网标识 VLAN ID 和用于标识用户的第二 VLAN ID 的对应关系， 将报文中的 S_VLAN ID转换为第一 VLAN ID和第二 VLAN ID ,并且 ,根据 C-VLAN ID 与用于标识用户接入设备的第三 VLAN ID 的对应关系， 将该报文中的 C-VLAN ID转换为第三 VLAN ID;将携带有第一 VLAN ID、第二 VLAN ID 和第三 VLAN ID的报文发送给核心交换系统中的交换芯片；
交换芯片， 用于接收来自网络接口板的报文。
本发明实施例， 用户端的路由设备对用户设备发送的每一报文加入用 于标识业务类型的第一虚拟局域网标识 VLAN ID, 然后发送给用户接入设 备；用户接入设备对接收到的每一报文加入用于标识用户的第二 VLAN ID, 然后发送给用户设备接口板； 用户设备接口板对接收到的每一报文加入用 于标识用户接入设备的第三 VLAN ID, 然后发送给核心交换系统中的交换 芯片。 从而实现了一种基于三层 VLAN Tag封装的报文传输技术， 使得针 对拥有多用户端口的用户接入设备， 可以承载更多用户数据传输， 节约 VLAN ID资源， 提高了 VLAN资源的利用率， 并且， 对业务运营商和设备 提供商而言， 大大降低了组网复杂度和设备成本。 附图说明
图 1为本发明实施例提供的报文传输系统结构示意图；
图 2为本发明实施例提供的上行报文结构示意图；
图 3为本发明实施例提供的下行报文结构示意图；
图 4为本发明实施例提供的对上行数据的处理过程示意图；
图 5为本发明实施例提供的对下行数据的处理过程示意图； 图 6为本发明实施例提供的一种上行的报文传输方法的流程示意图； 图 7为本发明实施例提供的一种下行的报文传输方法的流程示意图。 具体实施方式
本发明实施例提供了一种报文传输方法及系统， 用以实现基于三层 VLAN Tag封装的报文传输， 节约 VLAN ID资源， 从而提高 VLAN ID资 源的利用率。
本发明实施例提供的技术方案， 涉及二层交换技术（数据传输技术）， 更具体的说， 是一种使用三层 VLAN堆叠实现 QinQ的方案。
下面结合附图对本发明实施例提供的技术方案进行说明。
参见图 1 , 本发明实施例提供的报文传输系统包括： 网络接口板、 核心 交换系统、 用户设备接口板、 用户接入设备、 用户端的路由设备， 每个路 由设备可以连接多个用户设备，例如：个人计算机（ PC, Personal Computer ), 电话、 交互式网络电视（IPTV )机顶盒。 其中， 核心交换系统中包含交换 芯片。 局域网的报文最终通过网络接口板发往公网 （骨干网）的上联设备， 例如宽带接入服务器 （BAS , Broadband Access Server/Broadband Remote Access Server )或 SR。
在上行报文传输过程中：
用户端的路由设备， 用于对用户设备发送的每一报文加入用于标识业 务类型的第一 VLAN ID (也可以简写为 VLAN ID_1 ), 然后发送给用户接 入设备；
用户接入设备， 用于对接收到的每一报文加入用于标识用户的第二 VLAN ID (也可以简写为 VLAN ID_2 ), 然后发送给用户设备接口板； 用户设备接口板， 用于对接收到的每一报文加入用于标识用户接入设 备的第三 VLAN ID, 然后发送给核心交换系统中的交换芯片。
交换芯片， 用于记录发送报文的用户设备接口板所对应的交换芯片端 口、 该报文中的媒体接入控制 （MAC, Media Access Control )地址、 以及 第三 VLAN ID (也可以简写为 VLAN ID_3 ), 并且， 将该报文发送给网络 接口板。
网络接口板， 用于将来自核心交换系统的每一报文中的第一 VLAN ID 和第二 VLAN ID转换为用户 VLAN ( C_VLAN, Customer VLAN ) ID, 并 且， 将该报文中的第三 VLAN ID转换为服务商 VLAN ( S_VLAN, Service Provider VLAN ) ID , 然后将该才艮文发送给公网。
上行报文， 即网络接口板接收到的来自交换芯片的报文， 其结构如图 2 所示， 包括目的 MAC地址、 源 MAC地址、 外层虚拟局域网标签、 中层虚 拟局域网标签、 内层虚拟局域网标签、 类型长度、 净荷、 校验位。 其中， 外层虚拟局域网标签包括 VLAN ID_3 , 中层虚拟局域网标签包括 VLAN ID_2, 内层虚拟局域网标签包括 VLAN ID_1。 其中的 TPID ( Tag Protocol Identifier ), 即标签协议标识； TCI ( Tag Control Information ), 即标记控制 信息。
在下行报文传输过程中：
网络接口板， 用于获取来自公网的报文， 并获取其中的 S_VLAN ID和 C-VLAN ID;根据 S_VLAN ID与用于标识业务类型的第一虚拟局域网标识 VLAN ID 和用于标识用户的第二 VLAN ID 的对应关系， 将报文中的 S_VLAN ID转换为第一 VLAN ID和第二 VLAN ID ,并且 ,根据 C-VLAN ID 与用于标识用户接入设备的第三 VLAN ID 的对应关系， 将该报文中的 C-VLAN ID转换为第三 VLAN ID;将携带有第一 VLAN ID、第二 VLAN ID 和第三 VLAN ID的报文发送给核心交换系统中的交换芯片；
交换芯片， 用于接收来自网络接口板的报文。
所述交换芯片， 记录发送报文的网络接口板所对应的交换芯片端口、 该报文中的 MAC地址、 以及第三 VLAN ID, 并且， 将该报文发送给用户 设备接口板。
用户设备接口板， 用于接收来自核心交换系统的报文， 删除该报文中 的第三 VLAN ID后， 将报文发送给用户接入设备；
用户接入设备， 用于接收来自用户设备接口的报文， 删除该报文中的 第二 VLAN ID后， 将报文发送给用户端的路由设备；
用户端的路由设备， 用于接收来自用户接入设备的报文， 删除该报文 中的第一 VLAN ID后， 将报文发送给用户设备。
下行报文， 即网络接口板接收到的来自公网的报文， 其结构如图 3 所 示， 包括目的 MAC地址、 源 MAC地址、 外层虚拟局域网标签、 内层虚拟 局域网标签、 类型长度、 净荷、 校验位。 其中， 外层虚拟局域网标签包括 S_VLAN ID, 内层虚拟局 ¾网标签包括 C-VLAN ID。
本发明实施例提供的技术方案，使用三层 VLAN ID分别标识不同用户 接入设备、不同用户和不同业务，如果接入系统承载 10块用户设备接口板， 每个接口板提供 4个光纤接口， 用分路光纤， 每个光纤接口承载 32个用户 接入设备， 这样就可提供 1280个用户接入设备， 假设每个用户接入设备有 24个用户路由接入端口， 那么共有 30720个用户路由设备接入系统； 假设 每个用户有 4种不同业务， 那么就需要 12万个 VLAN ID作标识。 而以太 网中的核心交换系统里的交换芯片仅提供了 4K VLAN ID资源， 所以本发 明实施例使用三层 VLAN ID汇聚， 即在每一层设备 (包括路由设备、 用户 接入设备、 用户设备接口板）预设特定的一组 VLAN ID, 然后在网络接口 板上进行 VLAN ID汇聚和 QinQ转换，使报文带着业务运营商需要的 VLAN ID进入公网。
用户接入设备是多端口的， 每个端口和一个用户绑定。 一个用户接入 设备负担多个用户的业务处理。报文经过用户端的路由设备后， 变成单 Tag 报文， 即只有一个 VLAN ID的报文， 该 VLAN ID用于标识用户的业务类 型； 报文经过用户接入设备时又增加了一层 VLAN ID, 用于标识用户； 报 文进入用户接入设备与主控板设备的接口板（即用户设备接口板）， 又被添 加一层 VLAN ID, 用于标识用户接入设备； 报文从用户端设备与主控板设 备的接口板进入主控板中的以太网交换芯片，此时带有上述三个 VLAN ID。
在用户端口对应的以太网交换芯片的端口上， 即网络接口板上， 应用
VLAN转换策略，将指定的用户接入设备的带有指定业务的 VLAN ID的报 文转换成新的内层 VLAN ID, 即将 VLAN ID_1 和 VLAN ID_2转换为 C—VLAN ID, 并记录 VLAN ID_1和 VLAN ID_2, 与 C—VLAN ID的对应 关系。
该 C_VLAN ID用于标识指定用户接入设备的指定业务，网络接口板用 转换后得到的 C_VLAN ID代替原报文的 VLAN ID_1和 VLAN ID_2,然后 根据 QinQ规则， 修改外层 VLAN标签中的 VLAN ID, 使其与业务运营商 的 VLAN ID相同，即将 VLAN ID_3转换为 S_VLAN ID,然后发给主干网。
在上述 VLAN转换过程中， C_VLAN ID用于标识指定用户接入设备的 指定用户 , 网络接口板用 C_VLAN ID代替原报文的 VLAN ID_1和 VLAN ID_2, 这样就可以实现不同的用户分组或不同的业务分组， 使得不同的用 户组、 不同的业务组或不同用户的不同业务， 具有不同的传输隧道， 可用 于实现光纤到楼的各种应用场景。
在用户不多的情况下，也可以将用户和业务进行 1比 1的 VLAN转换， 即转换后的报文中使用两个不同的 C_VLAN ID分别代替原报文的 VLAN ID_1和 VLAN ID_2, 用以标识不同用户的不同业务， 但此时占用的 VLAN 资源比较多。
从网络端口进入接入系统的报文的外层 VLAN标签中的 S_VLAN ID 是业务运营商的 VLAN ID, 进入网络接口板后， 经过反 QinQ转换和反 VLAN汇聚，报文从双 VLAN Tag或单 VLAN Tag变成三 VLAN Tag, 其中 外层 VLAN Tag中的 VLAN ID_3是标识用户接入设备的 VLAN ID, 中层 VLAN Tag中的 VLAN ID_2是标识用户的 VLAN ID, 内层 VLAN Tag中的 VLAN ID_1是标识业务类型的 VLAN ID。交换芯片会根据报文上行传输时 记录的用户设备接口板所对应的交换芯片端口、该报文中的 MAC地址、 以 及 VLAN ID_3, 将报文送到指定用户接入设备， 用户接入设备根据报文中 标识用户的 VLAN ID_2, 将报文送出端口， 报文进入用户的路由设备， 根 据报文中标识业务类型的 VLAN ID_1进入用户设备（PC、 IPTV机顶盒、 固定电话等）。
此外，在用户端口和 /或网络端口传输 VLAN ID数据包的情况下，用户 端口和网络端口中发送 VLAN ID数据包的源端口， 将 VLAN ID数据包的 源媒体访问控制地址信息写入以太网交换芯片的媒体访问控制地址表中。 这里所说的 VLAN ID是标识用户接入设备的 VLAN ID。
通过上述技术方案， 能够在以太网交换系统上实现各种光纤到楼 ( FTTB , Fiber to The Building )场景， 而且能够节约 VLAN ID资源。
下面介绍一下本发明实施例提供的方法流程。
报文上行进入公网的处理过程如图 4所示， 包括步驟：
S101 : 报文进入用户端的路由设备， 用户端的路由设备在报文中添加 VLAN ID_1 , 用以标识不同业务； 然后报文进入用户接入设备， 用户接入 设备在报文中添加 VLAN ID_2, 用以标识不同用户； 然后报文进入用户接 口板， 用户接口板在报文中添加 VLAN ID_3 , 用以标识不同的用户接入设 备。
S102: 报文带着上述三层 VLAN ID进入交换芯片， 在用户接口板对应 的交换芯片端口和 VLAN ID_3里学习 MAC地址， 即交换芯片记录发送报 文的用户设备接口板所对应的交换芯片端口、 该报文中的媒体接入控制 MAC地址、 以及 VLAN ID_3。 然后报文进入网络接口板。 S103：网络接口板将用于标识用户和业务的 VLAN ID汇聚成 C-VLAN, 并记录 C-VLAN和 VLAN ID_1及 VLAN ID_2的对应关系。
S104:网络接口板根据 C_VLAN和 VLAN ID_3进行 QinQ转换， 将 VLAN ID_3替换成业务运营商指定的 VLAN ID, 即 S—VLAN ID, 并记录 S_VLAN ID和 VLAN ID_3的对应关系。
报文下行进入用户设备的处理过程如图 5所示， 包括步驟：
S201： 网络接口板根据业务运营商指定的 VLAN ID ( S_VLAN ID )进 行 QinQ反转换， 即根据之前记录的 S_VLAN ID和 VLAN ID_3的对应关 系， 将外层 S_VLAN换成 VLAN ID_3。
S202: 网络接口板才艮据 VLAN ID_3和 C_VLAN进行 VLAN反汇聚， 根据之前记录的 C-VLAN和 VLAN ID—1及 VLAN ID_2的对应关系 , 将 C—VLAN转换成 VLAN ID—1和 VLAN ID_2。
S203: 带着上述三层 VLAN ID的报文进入交换芯片， 在网络接口板对 应的交换芯片端口和 VLAN ID_3里学习 MAC地址， 即交换芯片记录发送 报文的网络接口板所对应的交换芯片端口、 该报文中的 MAC地址、 以及 VLAN ID_3, 并且， 将该 4艮文发送给用户设备接口板。
S204: 用户设备接口板删掉报文的 VLAN ID_3后， 将报文发给用户接 入设备； 用户接入设备删掉报文的 VLAN ID_2后， 将报文发给用户端的路 由设备； 用户端的路由设备删掉报文的 VLAN ID_1后， 将报文发给用户设 备。
综上所述， 参见图 6, 本发明实施例提供的一种报文传输方法， 包括步 驟：
S301 : 用户端的路由设备对用户设备发送的每一报文加入用于标识业 务类型的第一虚拟局域网标识 VLAN ID, 然后发送给用户接入设备；
S302: 用户接入设备对接收到的每一报文加入用于标识用户的第二 VLAN ID , 然后发送给用户设备接口板；
S303: 用户设备接口板对接收到的每一报文加入用于标识用户接入设 备的第三 VLAN ID, 然后发送给核心交换系统中的交换芯片。
较佳地， 该方法还包括：
核心交换系统中的交换芯片， 记录发送报文的用户设备接口板所对应 的交换芯片端口、 该报文中的 MAC地址、 以及第三 VLAN ID, 并且， 将 该才艮文发送给网络接口板。
较佳地， 该方法还包括：
网络接口板将来自核心交换系统的每一报文中的第一 VLAN ID和第二 VLAN ID转换为 C-VLAN ID, 并且， 将该报文中的第三 VLAN ID转换为 S_VLAN ID , 然后将该报文发送给公网。
参见图 7, 本发明实施例提供的一种报文传输方法， 包括步驟： S401： 网络接口板获取来自公网的报文， 并获取其中的 S_VLAN ID和 C-VLAN ID;
S402: 网络接口板根据 S_VLAN ID与用于标识业务类型的第一虚拟局 域网标识 VLAN ID和用于标识用户的第二 VLAN ID的对应关系， 将报文 中的 S_VLAN ID转换为第一 VLAN ID和第二 VLAN ID, 并且， 根据 C-VLAN ID与用于标识用户接入设备的第三 VLAN ID的对应关系， 将该 报文中的 C-VLAN ID转换为第三 VLAN ID;
S403: 网络接口板将携带有第一 VLAN ID、 第二 VLAN ID 和第三 VLAN ID的报文发送给核心交换系统中的交换芯片。
较佳地， 该方法还包括：
核心交换系统中的交换芯片， 记录发送报文的网络接口板所对应的交 换芯片端口、 该报文中的 MAC地址、 以及第三 VLAN ID, 并且， 将该报 文发送给用户设备接口板。 较佳地， 该方法还包括：
用户设备接口板接收来自核心交换系统的报文， 删除该报文中的第三
VLAN ID后， 将报文发送给用户接入设备；
用户接入设备接收来自用户设备接口的报文， 删除该报文中的第二 VLAN ID后， 将报文发送给用户端的路由设备；
用户端的路由设备接收来自用户接入设备的报文， 删除该报文中的第 一 VLAN ID后， 将报文发送给用户设备。
从而实现了一种基于三层 VLAN Tag封装的报文传输技术， 使得针对 拥有多用户端口的用户接入设备，可以承载更多用户数据传输，节约 VLAN ID资源， 提高了 VLAN资源的利用率， 并且， 对业务运营商和设备提供商 而言， 大大降低了组网复杂度和设备成本。
本领域内的技术人员应明白， 本发明的实施例可提供为方法、 系统、 或计算机程序产品。 因此， 本发明可采用完全硬件实施例、 完全软件实施 例、 或结合软件和硬件方面的实施例的形式。 而且， 本发明可采用在一个 或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质 （包括但不 限于磁盘存储器和光学存储器等 )上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、 设备（系统）、 和计算机程序 产品的流程图和 /或方框图来描述的。 应理解可由计算机程序指令实现流 程图和 /或方框图中的每一流程和 /或方框、 以及流程图和 /或方框图中 的流程和 /或方框的结合。 可提供这些计算机程序指令到通用计算机、 专 用计算机、 嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个 机器， 使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产 生用于实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方 框中指定的功能的系统。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理 设备以特定方式工作的计算机可读存储器中， 使得存储在该计算机可读存 储器中的指令产生包括指令系统的制造品， 该指令系统实现在流程图一个 流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备 上， 使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步驟以产生计算机 实现的处理， 从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现 在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的 功能的步驟。
显然， 本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离 本发明的精神和范围。 这样， 倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权 利要求及其等同技术的范围之内， 则本发明也意图包含这些改动和变型在 内。

Claims

权利要求书
1、 一种报文传输方法， 其特征在于， 该方法包括：
用户端的路由设备对用户设备发送的每一报文加入用于标识业务类 型的第一虚拟局域网标识 VLAN ID, 然后发送给用户接入设备；
用户接入设备对接收到的每一报文加入用于标识用户的第二 VLAN
ID, 然后发送给用户设备接口板；
用户设备接口板对接收到的每一报文加入用于标识用户接入设备的 第三 VLAN ID, 然后发送给核心交换系统中的交换芯片。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 该方法还包括： 核心交换系统中的交换芯片， 记录发送报文的用户设备接口板所对 应的交换芯片端口、 所述报文中的 MAC地址、 以及第三 VLAN ID , 并 且， 将所述报文发送给网络接口板。
3、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 该方法还包括： 网络接口板将来自核心交换系统的每一报文中的第一 VLAN ID和第 二 VLAN ID转换为 C-VLAN ID, 并且， 将所述报文中的第三 VLAN ID 转换为 S_VLAN ID, 然后将所述报文发送给公网。
4、 一种报文传输方法， 其特征在于， 该方法包括：
网络接口板获取来自公网的报文， 并获取其中的 s_VLAN ID 和
C-VLAN ID;
网络接口板根据 S_VLAN ID与用于标识业务类型的第一虚拟局域网 标识 VLAN ID和用于标识用户的第二 VLAN ID的对应关系， 将报文中 的 S_VLAN ID转换为第一 VLAN ID和第二 VLAN ID, 并且， 根据 C-VLAN ID与用于标识用户接入设备的第三 VLAN ID的对应关系， 将 所述报文中的 C-VLAN ID转换为第三 VLAN ID;
网络接口板将携带有第一 VLAN ID、第二 VLAN ID和第三 VLAN ID 的报文发送给核心交换系统中的交换芯片。
5、 根据权利要求 4所述的方法， 其特征在于， 该方法还包括： 核心交换系统中的交换芯片， 记录发送报文的网络接口板所对应的 交换芯片端口、 所述报文中的 MAC地址、 以及第三 VLAN ID , 并且， 将所述报文发送给用户设备接口板。
6、 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 该方法还包括： 用户设备接口板接收来自核心交换系统的报文， 删除所述报文中的 第三 VLAN ID后， 将报文发送给用户接入设备；
用户接入设备接收来自用户设备接口的报文， 删除所述报文中的第 二 VLAN ID后， 将报文发送给用户端的路由设备；
用户端的路由设备接收来自用户接入设备的报文， 删除所述报文中 的第一 VLAN ID后， 将报文发送给用户设备。
7、 一种报文传输系统， 其特征在于， 该系统包括：
用户端的路由设备， 用于对用户设备发送的每一报文加入用于标识 业务类型的第一虚拟局域网标识 VLAN ID, 然后发送给用户接入设备； 用户接入设备， 用于对接收到的每一报文加入用于标识用户的第二 VLAN ID , 然后发送给用户设备接口板；
用户设备接口板， 用于对接收到的每一报文加入用于标识用户接入 设备的第三 VLAN ID, 然后发送给核心交换系统中的交换芯片。
8、 根据权利要求 7所述的系统， 其特征在于， 该系统还包括： 交换芯片， 用于记录发送报文的用户设备接口板所对应的交换芯片 端口、 所述报文中的 MAC地址、 以及第三 VLAN ID, 并且， 将所述报 文发送给网络接口板。
9、 根据权利要求 8所述的系统， 其特征在于， 该系统还包括： 网络接口板， 用于将来自核心交换系统的每一报文中的第一 VLAN ID和第二 VLAN ID转换为 C-VLAN ID, 并且， 将所述报文中的第三 VLAN ID转换为 S_VLAN ID, 然后将所述 4艮文发送给公网。
10、 一种报文传输系统， 其特征在于， 该系统包括：
网络接口板， 用于获取来自公网的报文， 并获取其中的 S_VLAN ID 和 C-VLAN ID;根据 S_VLAN与用于标识业务类型的第一虚拟局域网标 识 VLAN ID和用于标识用户的第二 VLAN ID的对应关系， 将报文中的 S_VLAN ID转换为第一 VLAN ID和第二 VLAN ID,并且，根据 C-VLAN ID与用于标识用户接入设备的第三 VLAN ID的对应关系，将所述报文中 的 C-VLAN ID转换为第三 VLAN ID; 将携带有第一 VLAN ID、 第二 VLAN ID和第三 VLAN ID的报文发送给核心交换系统中的交换芯片； 交换芯片， 用于接收来自网络接口板的报文。
11、 根据权利要求 10所述的系统， 其特征在于， 所述交换芯片， 记 录发送报文的网络接口板所对应的交换芯片端口、所述报文中的 MAC地 址、 以及第三 VLAN ID, 并且， 将所述报文发送给用户设备接口板。
12、 根据权利要求 11所述的系统， 其特征在于， 该系统还包括： 用户设备接口板， 用于接收来自核心交换系统的报文， 删除所述报 文中的第三 VLAN ID后， 将报文发送给用户接入设备；
用户接入设备， 用于接收来自用户设备接口的报文， 删除所述报文 中的第二 VLAN ID后， 将报文发送给用户端的路由设备；
用户端的路由设备， 用于接收来自用户接入设备的报文， 删除所述 报文中的第一 VLAN ID后， 将报文发送给用户设备。
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