CN100574240C - 基于以太网总线的接入设备及其主从框通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于以太网总线的接入设备的主从框通信方法,包括以下步骤:A.主框主控板配置从框主控板的媒体接入控制MAC地址;B.主框主控板、从框主控板分别配置本框业务板的MAC地址;以及C.主、从框的各主控板之间,以及主框主控板与各业务板之间以配置的MAC地址进行通信。本发明还提供一种基于以太网总线的接入设备。本发明减少了基于以太总线下从框级联***中网络管理复杂度,降低了维护管理成本。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其是涉及一种基于以太网总线的接入设备及其主从框通信方法。
背景技术
通常逻辑上简单地认为,综合接入设备(Multi-Service Access Node,MSAN)是由窄带业务框和宽带业务框组成的。
目前在纯窄带领域已有从框的实现方案,基本上是基于时分复用***(TimeDivision Multiplex,TDM)组网的,物理上通过E1将主框和从框相连,逻辑上通过内部私有协议互连。
而在宽带数字用户线接入复接器(Digital Subscriber Line AccessMultiplexer,DSLAM)领域,基本上是单框方案,不支持从框。这样随着用户的扩容,网上设备越来越多,管理节点逐渐增多,导致管理复杂。
另外在异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode,ATM)提出了宽带环路仿真业务(Broadband Loop Emulation Service,BLES),也没有涉及到从框组网应用。
ALCATEL扩充BLES应用为扩展宽带环路仿真业务(Extended BroadbandLoop Emulation Service,XBLES)协议,在以太基础上实现语音业务,定义了普通老式电话服务(PLAIN OLD TELEPHONE SERVICE,POTS)用户板与协议处理板通信,以实现语音业务,但是没有涉及宽/窄带从框组网应用。
现有技术方案中,窄带接入设备例如纯窄带设备或接入媒体网管(AccessMedia Gateway,AG)设备可以通过TDM网络提供主从框组网,主/从框通过E1互连,期间承载内部私有协议互连,对于主/从框不在一个机房中间要经过传输***,传输***可以看作透明。对于同一个机架内,由于距离短,可以通过高速通路(Highway,HW)互连。由于E1/HW互连,即使中间经过传输***互连,仍旧保证了该网络的私有性,不需要经过其他厂家的设备进行互连,主从框间通信由设备商本身定义完成。
主框和网管***(Network Management System,NMS)之间通信可以通过快速以太网(Fast Ethernet,FE)或者千兆以太网(Gigabit Ethernet,GE)的带内或带外方式实现,或通过E1带内等方式实现。
但是这种方案只能提供TDM组网下的主从框组网,而且该方案不能简单移植到以太网络上,因为期间会经过其他设备商的二、三层交换机或路由器等的转发,情况变得复杂很多。
另一现有技术方案中,接入设备DSLAM提供单框方案,对于网管***而言,每个宽带框都是一***立的设备,即一个单独的网元。各个宽带设备与NMS网管***可以通过FE和GE带内或带外方式实现。
但是在这种方案中,每个框一个单独的网元,不支持从框的组网,即使一个机架的多个宽带框,也必须当作不同的网元管理。因此管理节点多,占用管理网络之间互连的网际协议(Internet Protocol,IP)地址多,管理复杂。另外,各个宽带框都必须提供一致的主控板,成本较高。
又一现有技术方案中,对于综合接入设备来讲,一个业务框可以同时***窄带语音业务板或宽带业务板,这样一个业务框逻辑上可以同时看作一个窄带业务框和一个宽带业务框。一般来讲,运营商为了管理简单,都是一框配置宽带业务板,一框配置窄带业务板。
如果窄带业务框内部采用TDM总线,则支持主从框方案,对外体现为一个网元。对于宽带业务框,只能各个框对外体现为独立网元。如果窄带业务框内部采用以太总线,则与宽带业务框一样,不支持从框。
在这种方案中,对于窄带***基于TDM总线,而宽带设备基于以太总线的综合接入设备,所有的窄带框,可以组成一个网元。各个宽带框组成独立网元,如果只有一个宽带业务框,可以和窄带业务框组成同一个网元,特别是对于一个机架含有多个窄带业务框或宽带业务框的综合接入设备,使管理变得异常复杂。
对于完全基于以太总线的综合设备,则不支持从框,每个框对外体现为独立网元。同纯宽带设备有同样的缺点:管理复杂,每个框需要一个管理IP地址。
综上所述,现有技术方案中基于以太总线下的从框级联网络管理复杂,维护管理成本较高。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于,提供一种基于以太网总线的接入设备及其主从框通信方法,以减少网络管理复杂度,降低维护管理成本。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种基于以太网总线的接入设备,所述设备包括:
主框,从框,以及提供以太接口的接口单元;
所述主框与从框之间,以及从框与从框之间通过所述接口单元以直连或者跨越二层网方式级联;
所述主框和从框的主控板上分别集成有局域网交换芯片,所述局域网交换芯片对外提供以太网接口;
所述主框、从框的业务板通过媒体接入控制MAC地址转发方式与所述主框主控板直接通信,所述MAC地址中包含有所述业务板的框/槽位信息。
本发明实施例还提供一种上述基于以太网总线的接入设备的主从框通信方法,包括以下步骤:
A.主框主控板配置从框主控板的媒体接入控制MAC地址;
B.主框主控板、从框主控板分别配置本框业务板的MAC地址;以及
C.主、从框的各主控板之间,以及主框主控板与各业务板之间以配置的MAC地址进行通信。
本发明实施例具有以下有益的效果:通过在主框和从框的主控板上分别集成有局域网交换芯片,通过接口单元连接主框与从框,以及从框与从框,且连接方式为直连或跨越二层网络连接,减少了基于以太总线下从框级联***中网络管理复杂度,降低了维护管理成本。
附图说明
图1是本发明实施例一基于以太网总线的接入设备的结构示意图。
图2是本发明实施例二中从框级联管理报文实现示意图。
图3是本发明实施例二基于以太网总线的接入设备的主从框通信方法的流程示意图。
图4是本发明实施例二中配置从框主控板的流程示意图。
图5是本发明实施例二中配置业务板的流程示意图。
图6是本发明实施例二中以太帧类型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例进行详细描述。
图1示出了本发明实施例一提供的基于以太网总线的接入设备的结构。
主框业务板11通过背板以太总线(图未示出)直接与主框主控板12相连,其中,该主框主控板12上集成有局域网交换芯片(例如以太网交换机LanSwitch,LSW),该局域网交换芯片对外提供以太网接口,主框业务板11与主框主控板12连接时,物理接口可以是FE/GE,或者其他以太接口。
接口单元13以集成的方式设置在主框主控板12上,通过背板以太总线(图未示出)与主框主控板12相连,该接口单元13提供扩展FE/GE,或者其他以太接口。
接口单元15以集成的方式设置在从框主控板14上,通过背板以太总线(图未示出)与从框主控板14相连,该接口单元15提供扩展FE/GE或其他以太接口。
本实施例中,设置在主框主控板12上的接口单元13连接设置在从框主控板14上的接口单元15,其中,该连接方式为直连或跨越二层网络连接。
当然,在具体实施过程中,主框主控板12可以通过接口单元13连接多个设置有接口单元的从框主控板,连接方式同样为直连或跨越二层网络连接。
从框主控板14通过背板以太总线(图未示出)直接与从框业务板16相连,其中,该从框主控板14上集成有局域网交换芯片,该局域网交换芯片对外提供以太网接口,从框主控板14与从框业务板16连接时,物理接口可能是FE/GE,或者其他以太接口。
从框主控板14通过接口单元15连接设置在从框主控板17中的接口单元18,连接方式同样为直连或跨越二层网络连接。
当然,在具体实施过程中,从框主控板14可以通过接口单元15连接多个设置有接口单元的从框主控板,连接方式同样为直连或跨越二层网络连接。
本实施例提供了接口单元以及接口单元的连接方式,在具体实施过程中,接口单元可以集成在主框主控板或从框主控板上,直接延伸或扩展局域交换网端口。当然,接口单元可以是单独的一个接口板(图未示出),通过背板总线延伸或扩展主框主控板或从框主控板的局域交换网端口,此时,主框主控板或从框主控板可以通过接口单元提供的扩展以太接口,接入拉远的业务板,连接方式同样为直连或跨越二层网络连接。
本实施例通过在主框和从框的主控板上分别集成有局域网交换芯片,通过接口单元连接主框与从框,以及从框与从框,且连接方式为直连或跨越二层网络连接,减少了基于以太总线下从框级联***中网络管理复杂度,降低了维护管理成本。
本发明实施例二上述接入设备的主从框通信方法通过定义主框和从框之间的管理报文来实现,而该管理报文,又是通过在以太层上承载私有通信协议来实现的。如图2所示,通过定义特殊的以太帧类型来识别该类管理报文,在直连或纯二层网下,各个业务板通过媒体接入控制(Media Access Control,MAC)地址转发的方式与主框主控板直接通信。
对于主框主控板来说,只要各个业务板的MAC地址不同,就可以通过二层网直接互通。因此,本实施例采取在MAC地址上标识该单板框/槽位信息。每个MAC地址有6个字节标识,由于高3或4个字节一般是分配给设备商,低3或2个字节是设备商自己灵活分配,在MAC地址上将MAC地址的最低3或2个字节设置为该业务板信息,这样不会导致MAC地址冲突,即使两个业务板的高字节完全一致,由于其所处的框/槽号不一致,在同一个设备的管理域内也不会冲突。不同的设备,其管理虚拟局域网(Virtual LAN,VLAN)不同,在二层网络内不会冲突。其中,MAC地址中的槽位号可以根据业务板所在槽位确定。对于框号的获得,可以通过配置管理VLAN的方式来识别各个框。
请再参照图3所示,本发明实施例二基于以太网总线的接入设备的主从框通信方法,包括以下步骤:
步骤S1,主框主控板配置从框主控板的MAC地址。
由前所述,在步骤S1之前,需在主框主控板配置各个从框的管理VLAN和框号对应关系,以及在从框主控板配置本框的管理VLAN和主框主控板的目的MAC。
再请参照图4所示,步骤S1具体包括:
步骤S11,从框主框板初始化启动时,首先获取自身的槽位号封装到源MAC中,以在该从框主控板的配置管理VLAN、主框主控板目的MAC封装注册报文上报给主框主控板。
此外,还可以直接在从框主控板上配置其自身框号,则各个从框可以统一使用相同的管理VLAN。从框主控板启动时,就可以知道自身的框/槽号,从而省略掉向主框主控板获取自身框号的过程,直接向主框主控板注册就行。
步骤S12,主框主控板收到该注册报文后,根据注册报文消息中的VLAN号查询对应VLAN,获取从框框号,然后将该框号信息返回给从框主控板。
步骤S13,从框主控板收到该注册响应报文后,提取报文中的框号,并刷新自身的MAC地址。后续跟主框主控板的通信,以该MAC地址作为源MAC。
步骤S2,主框主控板、从框主控板分别配置本框业务板的MAC地址。
再请参照图5所示,步骤S2具体包括:
步骤S21,业务板初始化启动,获取自身槽位号,向本框主控板请求获取框号。
步骤S22,如果是主框主控板,则直接向业务板返回框号为0;如果是从框主控板,则向业务板返回从主框主控板获取的自身框号。
步骤S23,业务板根据获取的框号和槽号,修改自身的MAC地址。后续跟主框主控板的通信,以该MAC地址作为源MAC。
步骤S3,主、从框的各主控板之间,以及主框主控板与各业务板之间以配置的MAC地址进行通信。
主框主控板与各业务板通过内部通信协议桢实现业务交换。该内部通信协议帧采用标识内部通信的以太网帧类型来进行以太报文封装。
图6示出了本发明实施例提供的以太帧类型的结构,通过定义如图6所示的以太帧类型,来标识内部通信协议,通常二层网络并不检查该字段,因此可以穿越二层网络。
在二层帧内容中定义可靠性传输协议,用以保证业务板和主框主控板通信的可靠性。该可靠性协议可以采用Q.921或流控制传输协议(Stream ControlTranform Protocol,SCTP)等协议来保证。
内部通信协议定义主/从框主控板和业务板之间的注册、配置、状态及业务等交互。
本实施例中主框主控板上对所有框/业务板进行管理,在该主控板上提供SNMP(Simple Network Management Protocol,简单网络管理协议)接口,对外体现为同一个网元。因此各个业务板虽然先由本框主控板配置其自身MAC和管理VLAN等,但是在获取基本的通信信息后,后续真正管理都是直接跟主框主控板交互,管理报文和业务报文都不再经过从框主框板,这样从框主控板可以实现的很简单,以节省成本。
例如,对于语音业务,语音报文(包括语音控制报文和语音业务报文)的通信信息,都是通过主框主控板配置各业务板来实现(由于主框主控板的性能问题,可以提供单独的语音协议处理板完成呼叫处理的控制)。
具体地,对于业务板,在按前述通信流程获取了自身的的MAC地址、管理VLAN,以及主框主控板的管理VLAN后,先跟主框主控板进行通信,获取后续语音控制报文和语音业务报文的通信方式。主框主控板对业务板:配置语音控制报文的目的MAC/VLAN;并配置语音业务报文的目的MAC及VLAN。这些MAC地址/VLAN可以跟管理MAC/VLAN一致,也可以不一致。具体方式根据组网,在主框主控板上由用户进行配置。
又如,对于宽带PPPoE或IGMP等控制报文,同样在主框主控板来实现。宽带控制报文和宽带业务报文的通信信息,也是由主框主控板来配置宽带业务板来实现。对于宽带业务板,在获取了自身的的MAC地址、管理VLAN,以及主框主控板的管理VLAN后,先跟主框主控板进行通信,获取后续宽带控制报文和宽带业务报文的通信方式。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限制本发明的保护范围。任何本技术领域的普通技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1、一种基于以太网总线的接入设备,其特征在于:包括:
主框,从框,以及提供以太接口的接口单元;
所述主框与从框之间,以及从框与从框之间通过所述接口单元以直连或者跨越二层网方式级联;
所述主框和从框的主控板上分别集成有局域网交换芯片,所述局域网交换芯片对外提供以太网接口;
所述主框、从框的业务板通过媒体接入控制MAC地址转发方式与所述主框主控板直接通信,所述MAC地址中包含有所述业务板的框/槽位信息。
2、根据权利要求1所述的接入设备,其特征在于:所述接口单元集成在所述主框或者从框的主控板上,或者为单独的接口板。
3、根据权利要求1所述的接入设备,其特征在于:所述主框与从框之间通过内部通信协议帧实现业务交换,所述内部通信协议帧采用标识内部通信的以太网帧类型来进行以太报文封装。
4、根据权利要求1所述的接入设备,其特征在于:所述从框通过MAC地址、管理虚拟局域网VLAN或者框号来标识。
5、根据权利要求1所述的接入设备,其特征在于:所述接入设备包括综合接入设备、宽带接入设备或者窄带接入设备。
6、一种如权利要求1至5任一项所述的基于以太网总线的接入设备的主从框通信方法,包括以下步骤:
A.主框主控板配置从框主控板的媒体接入控制MAC地址;
B.主框主控板、从框主控板分别配置本框业务板的MAC地址;以及
C.主、从框的各主控板之间,以及主框主控板与各业务板之间以配置的MAC地址进行通信。
7、根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述步骤A之前,还包括以下步骤:
在主框主控板配置各个从框的管理VLAN和框号对应关系;以及
在从框主控板配置本框的管理VLAN和主框主控板的目的MAC。
8、根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述步骤A具体包括:
A1.从框主控板获取自身的槽位号封装到源MAC中,以在该从框主控板的配置管理VLAN、主框主控板目的MAC封装注册报文上报给主框主控板;
A2.主框主控板收到该注册报文后,根据注册报文消息中的VLAN号查询对应VLAN,获取从框框号,然后将该框号信息返回给从框主控板;以及
A3.从框主控板收到该注册响应报文后,提取报文中的框号,并刷新自身的MAC地址。
9、根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述步骤B具体包括:
B1.业务板初始化启动,获取自身槽位号,向本框主控板请求获取框号;
B2.如果是主框主控板,则直接向业务板返回框号为0;如果是从框主控板,则向业务板返回从主框主控板获取的自身框号;以及
B3.业务板根据获取的框号和槽号,修改自身的MAC地址。
10、根据权利要求6所述的方法,其特征在于:如果在从框主控板上配置了其自身框号,则所述步骤A中从框主控板只向主框主控板进行注册。
11、根据权利要求6所述的方法,其特征在于:还包括步骤:
D.所述主框主控板与各业务板通过内部通信协议帧实现业务交换,所述内部通信协议帧采用标识内部通信的以太网帧类型来进行以太报文封装。
12、根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述MAC地址中包含有主控板或业务板的框/槽位信息,所述槽位信息根据所述主控板或业务板所在槽位确定。
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