CN101090377B - 网关上多业务数据流选路的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网关上多业务数据流选路的实现方法，步骤包括：构建业务链路与业务类型的绑定关系；当网关接收到业务时，在所述绑定关系中查找与所述业务的业务类型绑定的业务链路；所述网关将查找到的所述业务链路作为所述业务的传输通道，进行所述业务的传输。本发明从用户网关这一源头实现了业务链路的专用性，通过实现业务流隔离，从而极大提高了网络资源的利用率，提高了业务的可靠性和有效性，也能够极大程度地降低运营商的运营成本、增加新业务收益，如基于IP的网络电视(IPTV)、视频监控等。

Description

网关上多业务数据流选路的实现方法

技术领域

本发明涉及一种计算机网络通信技术，具体说，涉及一种网关上多业务数据流选路的实现方法。

背景技术

随着互联网及其应用技术的不断发展，人们利用互联网可以开展越来越丰富的应用与服务。作为人们访问互联网的门户，网关集成了越来越丰富的网络应用业务。除了为用户提供基本的上网业务外，还提供了网络视频、网络电话、网上银行、视频监控等等业务。同时，网络运营商们也通过在网关设备上实现远程管理业务来对用户网关进行管理维护。

不同的网络业务所需要的网络资源不同，运营商向用户收取的服务费用也不同。如何保证网络业务的资源专用性和收费合理性是运营商需要面对的问题，而这个问题的解决基础是业务链路专用性的实现。

一般地，传统用户网关上多业务的路由选择是根据目的IP地址进行的，即根据所要连接的对端IP地址来进行选路。这种方式在简单路由的网关上还可以正确工作，但是在网络业务急速涌现的今天，对家庭网关也提出了更高要求，例如需要家庭网关支持网络业务的多样性。一种网络业务必定对应一条或多条网络链路，因此家庭网关根据组网的需要提供了很多数据连接通道，从而形成了多路由的网络环境。所谓数据连接通道就是网络数据用来与外界通信的通路，按接入方式分，可以包括：LAN(指非拨号方式，如以太方式，光纤方式)接入，DSL(Digital Subscriber Line，数字用户线路)接入，移动的2G(指第二代移动通信中使用的接入方式，包括GPRS(GeneralPacket Radio Service，通用无线分组业务)、CDMA95(Code Devision MultiAccesss 95，95版本的码分多址)，等等)接入、移动的3G(指第三代移动通信中的接入方式，包括CDMA2000(2000版本的码分多址)、WCDMA(Wideband CDMA，宽带码分多址)、TD-SCDMA(TimeDevision-Synchronized CDMA时分同步码分多地址)等等)接入，等现有的和将来的所有有线或无线接入方式，这些接入方式都使用IP协议作为网络层的协议。在多路由的情况下，仅仅依靠对端IP来进行路由选择是不可靠的，它会导致业务报文“走错路”。另外一点，目前的业务区分管理还依然是在运营商的局端设备上通过鉴权和收费服务器实现。很显然，传统的多业务管理方式对于网络资源的利用率不高，增加了运营商的维护成本。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种网关上多业务数据流选路的实现方法，使得不同类型的业务能够通过特定的数据连接通道进行数据流的收发，保证专道专用，达到网络资源的合理使用。

技术方案如下：

一种网关上多业务数据流选路的实现方法，步骤包括：

(1)构建业务链路与业务类型的绑定关系；

(2)当网关接收到业务时，在所述绑定关系中查找与所述业务的业务类型绑定的业务链路；

(3)所述网关将查找到的所述业务链路作为所述业务的传输通道，进行所述业务的传输。

进一步，步骤(1)中，所述业务类型包括本地业务或者转发业务；所述本地业务指网关本身提供的应用业务；所述转发业务指非网关本身提供的应用业务，所述网关提供该类业务报文转发的功能。

进一步，步骤(1)中，对于转发业务，网关协议栈对所有接收到的转发业务报文进行标记处理，标记的依据是所述转发业务报文所携带的参数，所述参数用于判定所述转发业务报文所能够使用的通道；将所述转发业务报文与其所能使用的通道进行关系绑定，构建报文链路的关系表。

进一步，步骤(1)中，所述参数用于业务信息识别，包括报文的mac地址、VLAN ID、IP地址、协议、端口、DHCP的Option字段信息或者报文的访问接口。

进一步包括步骤(4)，当所述业务链路删除，所述绑定关系随之删除；或者，当所述业务链路关系改变，所述绑定关系随之改变。

进一步，步骤(2)中，当所述业务是本地业务时，查询业务链路绑定关系，得到对应的业务链路，创建所述本地业务进程套接字，并绑定业务链路接口参数；步骤(3)中，所述本地业务进程报文通过所述业务链路接口与外界通信。

进一步，步骤(2)中，在查询业务链路绑定关系过程中，如果没有找到与所述本地业务对应的业务链路，则所述本地业务终止。

进一步，步骤(2)中，当网关接收到转发业务后，解析报文并提取业务信息，根据所述业务信息检索所述绑定关系，得到对应的链路绑定信息，根据获得的所述链路绑定信息给业务报文打上业务特征标记；步骤(3)中，根据所述业务特征标记匹配策略路由规则，通过绑定的所述业务链路进行报文转发。

进一步，步骤(1)中，在网关协议栈中，构建匹配不同标记值的策略路由条目，指定匹配所述标记值的数据报文选择的链路；步骤(2)中，网关协议栈在为所述转发报文查询路由时，根据所述报文上的所述标记值，查找对应匹配的策略路由条目；步骤(3)中，通过绑定的所述业务链路进行报文转发。

进一步，步骤(2)中，若没有对应的链路信息；则步骤(3)中，根据非绑定路由转发报文。

有益效果如下：

本发明正是从用户网关这一源头实现了业务链路的专用性。通过实现业务流隔离，从而极大提高了网络资源的利用率，提高了业务的可靠性和有效性，也能够极大程度地降低运营商的运营成本、增加新业务收益，如基于IP的网络电视(IPTV)、视频监控等。

本发明提供方法实现了用户网关上多业务之间的路由有效管理，真正做到业务链路的专用性。而这种专用性的实现，就直接提高了网络资源的有效利用率。另外，本发明主要是在用户网关上实现业务链路专用性，而不是在常规的运营商局端设备上进行控制，可以减轻局端设备的成本压力。同时，采用本发明中提供的多业务数据流选路方法，结合终端用户限制功能，可以进一步实现特定业务的用户数目的有效限制，使得运营商的管理更加细化，管理力度更强，也更合理。

附图说明

图1是本发明中业务链路绑定关系示意图；

图2是本发明中本地业务流的选路管理的流程图；

图3是本发明中转发业务流的选路管理的流程图。

具体实施方式

本发明在业务链路创建时，构建业务链路关系表。当业务进程启动时，就指定该业务绑定到对应链路上，对于转发业务流的处理需要对访问数据进行业务标记处理，规定不同业务的数据选择正确的路由。

这里将网关上提供的业务分为本地业务和转发业务两类。本地业务指网关本身提供的应用业务，如VOIP业务、网管业务；转发业务指非网关本身提供的应用业务，网关则提供这类业务报文转发的功能，如用户上网、综合接入设备(IAD)或网络视频。相应业务产生的报文数据流，分别称之为本地业务流和转发业务流。

1、建立业务链路绑定关系。

业务链路创建时，将会附带该业务链路的业务类型。这种业务链路与业务类型的对应关系构建一个业务链路关系表。

当本地业务的应用进程启动时，查询该业务链路关系表。找到所属链路后，将该业务的网络接口与该链路绑定，即该业务必须且只能通过这个链路与外界沟通。

对于转发业务使用的链路，还提供了客户接入端口与链路的绑定关系。这些接入端口包括网络名称(SSID)、虚拟局域网(VLAN)、通用串行总线(USB)等所有可供客户接入网关的网络端口。这种绑定关系的建立，就可以实现接入端口和链路的绑定关系和专用性。

这种业务链路的绑定关系，随着业务链路的删除而删除，随着业务链路关系的改变而改变。

参照图1所示，对网关建立的业务链路绑定关系做详细描述。

网关设置有多个用户接入点和多个外部连接点，用户接入点用于接入终端，外部连接点用于连接外部的INTERNET网络。本地业务1和本地业务2分别绑定外部连接点1和外部连接点2；转发业务1和转发业务3分别绑定外部连接点3和外部连接点5。其中，转发业务1的用户接入点1与外部连接点3绑定，转发业务3的用户接入点3与外部连接点5绑定。这里，转发业务2没有与某个外部连接点绑定，故其用户接入点2也没有与某个外部连接点绑定。但由于实现了业务链路的专用性，故这里也只有未绑定的外部连接点4可以提供给转发业务2使用。

终端1、终端2和终端3分别通过对应的用户接入点1、用户接入点2、用户接入点3接入网关。

业务链路绑定处理的结果，确保了业务链路的专用性的一个方面，即某个业务只能从所绑定的链路与外界沟通；而数据选路处理则确保了专用性的另一个方面，即所绑定的链路只能供所属业务使用。

2、数据选路处理。

在本地业务进程的数据包创建时，根据业务链路关系表，找到所绑定的接口，将报文套接字上指定出接口，由协议栈发送时直接根据接口发送；若没有找到所要绑定的接口，则该业务停止执行。这也是保护业务网络资源的一个方法。

参照图2所示，对本地业务流的选路处理过程做详细描述。

步骤S201：建立本地业务链路绑定关系。

在链路创建成功后，即建立本地业务链路绑定关系表。

步骤S202：本地业务进程启动。

步骤S203：本地业务进程查询业务链路绑定关系表。

查询业务链路绑定关系表，得到对应的绑定链路信息。

步骤S204：判断查找到的绑定链路信息是否有对应的链路信息。

如果有对应的链路信息，执行步骤S206；如果没有对应的链路信息，执行步骤S205。

步骤S205：当没有查找到对应的链路信息，则本业务终止。

步骤S206：当查找到对应的链路信息，创建本地业务进程套接字，并绑定业务链路接口参数。

步骤S207：本地业务进程的所有报文通过该被绑定的业务链路接口与外界通信。

步骤S208：本地业务进程正常工作。

步骤S209：删除链路。

当本地业务进程结束，删除链路，删除业务链路绑定关系表中对应的业务链路绑定关系。

对于转发业务流的选路处理，由于其所属业务不在网关本身(网关只是为该业务提供一个或多个通道而已)，故需要对这些数据流的选路进行管理。网关协议栈对所有接收到的转发业务报文进行标记处理。标记的依据是业务报文所携带的参数，包括报文的mac地址、VLAN ID、IP地址、协议、端口，以及各个应用协议的特有信息，如DHCP的Option字段信息，以及报文的访问接口，以及其他可以用来判断该业务数据报文的参数。总之，该报文上可以携带并可作为业务信息识别的所有参数都可以作为标记的依据。

通过这些参数，就可以判定该转发业务报文所能够使用的通道是哪个或哪些，从而将该转发业务报文与其所能使用的通道进行关系绑定，构建报文链路关系表。通过查询该报文链路关系表，为该转发业务报文打上特定标记。另一方面，在网关协议栈中，构建匹配不同标记值的策略路由条目，指定匹配某一个标记值的数据报文必须且只能选择某个链路。这样，网关协议栈在为这些转发报文查询路由时，就根据该报文上的标记值，查找到对应匹配的策略路由条目。这种报文链路的对应关系，随着链路的删除而删除，随着报文-链路关系的改变而改变。

参照图3所示，对转发业务流的选路处理的具体做详细描述。

具体步骤如下：

步骤S301：建立转发业务链路绑定关系。

在链路创建成功后，即建立转发业务链路绑定关系表。

步骤S302：根据绑定关系，构建策略路由规则。

该策略路由规则规定：符合该业务特征的报文将走对应的绑定链路。

步骤S303：网关接收转发业务流。

步骤S304：网关从接收到的转发业务流中解析报文，提取业务信息。

步骤S305：根据业务信息检索业务链路绑定关系表，查找对应的链路绑定信息。

步骤S306：判断是否查找到对应的绑定信息。

如果找到，执行步骤S308；否则，执行步骤S307。

步骤S307：若没有对应的链路信息，则根据普通路由(非绑定路由)转发报文，然后执行步骤S310。

步骤S308：当查找到对应的绑定信息，根据获得的链路绑定信息，给业务报文打上业务特征标记。

步骤S309：业务报文选路处理。

根据业务特征标记，查找策略路由表，匹配策略路由规则，通过绑定的链路进行报文转发。

步骤310：转发业务报文，业务正常工作。

步骤311：当业务结束，从业务链路绑定关系表中删除链路对应的业务链路绑定关系。

Claims (9)

1.一种网关上多业务数据流选路的实现方法，步骤包括：

(1)构建业务链路与业务类型的绑定关系；

(2)当网关接收到业务时，在所述绑定关系中查找与所述业务的业务类型绑定的业务链路；

(3)所述网关将查找到的所述业务链路作为所述业务的传输通道，进行所述业务的传输；

步骤(1)中，对于转发业务，网关协议栈对所有接收到的转发业务报文进行标记处理，标记的依据是所述转发业务报文所携带的参数，所述参数用于判定所述转发业务报文所能够使用的通道；将所述转发业务报文与其所能使用的通道进行关系绑定，构建报文链路的关系表。

2.根据权利要求1所述的网关上多业务数据流选路的实现方法，其特征在于，步骤(1)中，所述业务类型包括本地业务或者转发业务；所述本地业务指网关本身提供的应用业务；所述转发业务指非网关本身提供的应用业务，所述网关提供该类业务报文转发的功能。

3.根据权利要求1所述的网关上多业务数据流选路的实现方法，其特征在于，步骤(1)中，所述参数用于业务信息识别，包括报文的mac地址、VLAN ID、IP地址、协议、端口、DHCP的Option字段信息或者报文的访问接口。

4.根据权利要求1所述的网关上多业务数据流选路的实现方法，其特征在于，进一步包括步骤(4)，当所述业务链路删除，所述绑定关系随之删除；或者，当所述业务链路关系改变，所述绑定关系随之改变。

5.根据权利要求1所述的网关上多业务数据流选路的实现方法，其特征在于，步骤(2)中，当所述业务是本地业务时，查询业务链路绑定关系，得到对应的业务链路，创建所述本地业务进程套接字，并绑定业务链路接口参数；步骤(3)中，所述本地业务进程报文通过所述业务链路接口与外界通信。

6.根据权利要求5所述的网关上多业务数据流选路的实现方法，其特征在于，步骤(2)中，在查询业务链路绑定关系过程中，如果没有找到与所述本地业务对应的业务链路，则所述本地业务终止。

7.根据权利要求1所述的网关上多业务数据流选路的实现方法，其特征在于，步骤(2)中，当网关接收到转发业务后，解析报文并提取业务信息，根据所述业务信息检索所述绑定关系，得到对应的链路绑定信息，根据获得的所述链路绑定信息给业务报文打上业务特征标记；步骤(3)中，根据所述业务特征标记匹配策略路由规则，通过绑定的所述业务链路进行报文转发。

8.根据权利要求1所述的网关上多业务数据流选路的实现方法，其特征在于，步骤(1)中，在网关协议栈中，构建匹配不同标记值的策略路由条目，指定匹配所述标记值的数据报文选择的链路；步骤(2)中，网关协议栈在为所述转发报文查询路由时，根据所述报文上的所述标记值，查找对应匹配的策略路由条目；步骤(3)中，通过绑定的所述业务链路进行报文转发。

9.根据权利要求7或者8所述的网关上多业务数据流选路的实现方法，其特征在于，步骤(2)中，若没有对应的链路信息；则步骤(3)中，根据非绑定路由转发报文。

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