CN101931835A - Epon中实现vlan汇聚和转换的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种EPON中实现VLAN汇聚和转换的方法及装置，其中方法包括：将各用户端口和上联口同时添加到VLAN上行N:1汇聚的业务VLAN中；建立与各用户端口相关的入口VLAN映射关系表和出口VLAN映射关系表，以及与上联口相关的上联口映射关系表；根据所述映射关系表进行上行N:1汇聚处理和下行1:N转换处理。本发明实现了ONU对VLAN上行N:1汇聚和下行1:N转换功能的支持，不同用户端口之间的VLAN转换相互独立，互不干扰；不同用户端口的用户VLAN可以转换为相同的业务VLAN；一个用户端口上可以存在多组VLAN转换；同时支持1:1和N:1的VLAN转换；降低了开发成本，提高了性价比。

Description

EPON中实现VLAN汇聚和转换的方法及装置

[技术领域]

本发明涉及EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)领域，尤其涉及千兆EPON中的VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)转换处理技术领域。

[背景技术]

早期在基于EPON技术组建的接入网中，业务要求简单，不需要在ONU(Optical Network Unit，光网络单元)上实现VLAN上行N:1汇聚和VLAN下行1:N转换功能，但是随着EPON技术不断的发展和广泛应用，要求ONU功能复杂化智能化，新研发的ONU就需要对VLAN上行N:1汇聚和VLAN下行1:N转换的支持，其中N可以称为用户VLAN，1可以称为业务VLAN。

对于VLAN上行N:1汇聚，是指将单个或多个用户端口收到的不同用户VLAN转换成一个相同的业务VLAN后从上联口转发出去；对于VLAN下行1:N转换，实际上就是上行N:1汇聚的逆向转换。由于VLAN上行N:1汇聚中的N可能大于1，当进行VLAN下行1:N转换时就会存在多种转换选择，所以需要根据目的MAC(即VLAN上行N:1汇聚的源MAC)确定转换后的VLAN，即转换成该MAC在VLAN上行N:1汇聚时的用户VLAN。

为了实现ONU支持上述功能，通常可以采用支持入口VLAN映射(简称为IVM)、出口VLAN映射(简称为EVM)、流(FLOW)分类和虚拟端口(VPORT)功能的高端交换芯片。其中，入口VLAN映射是指<INPORT(入端口)，VLAN(用户VLAN)>到<VLAN(业务VLAN)，FLOW(流)，VPORT(虚拟端口)>的映射，该映射是在MAC学习之前完成的；出口VLAN映射是指<INPORT(入端口)，OUTPORT(出端口)，FLOW(流)，VPORT(虚拟端口)>到<VLAN(用户VLAN)>的映射，该映射是在报文转发之后完成的；虚拟端口是指可以在物理端口上虚拟出多个逻辑端口，并且MAC学习和报文转发都是基于虚拟端口的，也就是说MAC地址表项至少包括这些元素：<MAC，VLAN，PORT，VPORT>。

采用高端交换芯片的方案存在以下缺陷：需要巨大的软件开发和硬件开发工作成本和研发风险；降低了ONU的性价比；且不利于现网中已部署的设备的升级。因而有必要提出一种新的解决方案。

[发明内容]

本发明要解决的一个技术问题是提供一种EPON中实现VLAN汇聚和转换的方法，以及相应的实现装置，应用于现有的ONU，实现ONU对VLAN上行N:1汇聚和VLAN下行1:N转换功能的支持，降低开发成本，提高ONU的性价比。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，

一种EPON中实现VLAN上行N:1汇聚和下行1:N转换的方法，包括以下步骤：

(1)将各用户端口和上联口同时添加到VLAN上行N:1汇聚的业务VLAN中；

(2)建立与所述各用户端口相关的入口VLAN映射关系表和出口VLAN映射关系表，以及与上联口相关的上联口映射关系表；

(3)根据所述入口VLAN映射关系表、上联口映射关系表和出口VLAN映射关系表进行上行N:1汇聚处理和下行1:N转换处理。

上述方法中，所述入口VLAN映射关系表的表项为：<INPORT＝用户端口，VLAN＝用户VLAN>→<VLAN＝业务VLAN，VPORT>，其中，VPORT和用户VLAN在每个用户端口范围内一一对应；

所述上联口映射关系表的表项为：<INPORT＝上联口，VLAN＝业务VLAN>→<FLOW>；

所述出口VLAN映射关系表的表项为：<INPORT＝上联口，OUTPORT＝用户端口，FLOW，VPORT>→<VLAN＝用户VLAN>；其中，FLOW和业务VLAN在全局范围内一一对应。

上述方法中，所述上行N:1汇聚处理步骤包括：

对于不同的用户端口上发送来的上行数据，在所述入口VLAN映射关系表中查找与之匹配的表项后将该上行数据中的用户VLAN替换为相应的业务VLAN，并将修改后的上行数据从上联口转发出去；

根据所述上行数据进行MAC地址学习，并在MAC地址表中添加表项，以反映上行数据源MAC地址、业务VLAN、用户端口、虚拟端口的对应关系。

上述方法中，所述下行1:N转换处理步骤包括：

对于上联口所接收到的下行数据，根据其中的目的MAC地址和业务VLAN在所述MAC地址表中查找匹配的表项，确定对应的用户端口及虚拟端口；

再根据所确定的对应的用户端口及虚拟端口在所述出口VLAN映射关系表中查找匹配的表项，根据该表项将下行数据中的业务VLAN替换为相应的用户端口所对应的用户VLAN，并将该下行数据从该用户端口中转发出去。

一种实现VLAN上行N:1汇聚和下行1:N转换的装置，应用于光网络单元，包括：配置单元、上行N:1汇聚处理模块和下行1:N转换处理模块；其中，

所述配置单元，用于将各用户端口和上联口同时添加到VLAN上行N:1汇聚的业务VLAN中；建立与各用户端口相关的入口VLAN映射关系表和出口VLAN映射关系表，以及与上联口相关的上联口映射关系表；

所述上行N:1汇聚处理模块，用于根据所述入口VLAN映射关系表进行上行N:1汇聚处理操作；

所述下行1:N转换处理模块，用于根据所述上联口映射关系表和出口VLAN映射关系表进行下行1:N转换处理操作。

上述装置中，所述上行N:1汇聚处理模块包括：

上行数据VLAN替换模块，用于根据所述入口VLAN映射关系表将不同的用户端口上发送来的上行数据中的不同用户VLAN替换为相应的业务VLAN，并将修改后的上行数据从上联口转发出去；

上行数据分析处理模块，用于根据所述上行数据进行MAC地址学习，并在MAC地址表中添加表项，以反映上行数据源MAC地址、业务VLAN、用户端口、虚拟端口的对应关系。

上述装置中，所述下行1:N转换处理模块包括：

下行数据分析处理模块，用于根据上联口所接收到的下行数据中的目的MAC地址和业务VLAN，在所述MAC地址表中查找匹配的表项，确定对应的用户端口及虚拟端口；

下行数据VLAN转换模块，用于根据所确定的用户端口及虚拟端口在所述出口VLAN映射关系表中查找匹配的表项，根据该表项将下行数据中的业务VLAN替换为相应的用户端口所对应的用户VLAN，并将该下行数据从该用户端口中转发出去。

本发明实现了ONU对VLAN上行N:1汇聚和下行1:N转换功能的支持，并使得不同用户端口之间的VLAN转换相互独立，互不干扰；不同用户端口的用户VLAN可以转换为相同的业务VLAN；一个用户端口上可以存在多组VLAN转换；同时支持1:1和N:1的VLAN转换；降低了开发成本，提高了性价比。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实现VLAN汇聚和转换的装置结构图。

图2是本发明实现VLAN汇聚和转换的方法流程图。

[具体实施方式]

本发明的核心思想为：首先将用户端口和上联口同时添加到VLAN上行N:1汇聚的业务VLAN中，并预先建立入口VLAN映射关系表、上联口映射关系表和出口VLAN映射关系表；然后根据入口VLAN映射关系表、上联口映射关系表和出口VLAN映射关系表进行上行N:1汇聚处理和下行1:N转换处理。

如图1所示，本发明实现VLAN上行N:1汇聚和下行1:N转换的装置，包括：

(1)配置单元，用于将用户端口和上联口同时添加到VLAN上行N:1汇聚的业务VLAN中；建立入口VLAN映射关系表、上联口映射关系表和出口VLAN映射关系表；

(2)上行N:1汇聚处理模块，用于根据入口VLAN映射关系表和上联口映射关系表进行上行N:1汇聚处理操作；该模块又包括：

上行数据VLAN替换模块，用于根据所述入口VLAN映射关系表将不同的用户端口上发送来的上行数据中的不同用户VLAN替换为相应的业务VLAN，并将修改后的上行数据根据上联口映射关系表从上联口转发出去；

上行数据分析处理模块，用于根据上行数据进行MAC地址学习，并在MAC地址表中添加表项，以反映上行数据源MAC地址、业务VLAN、用户端口、虚拟端口的对应关系；

(3)下行1:N转换处理模块，用于根据所述出口VLAN映射关系表进行下行1:N转换处理操作；该模块又包括：

下行数据分析处理模块，用于根据上联口接收到的下行数据中的目的MAC地址和业务VLAN，在所述MAC地址表中查找匹配的表项，确定对应的用户端口及虚拟端口；

下行数据VLAN转换模块，用于根据所确定的用户端口及虚拟端口在所述出口VLAN映射关系表中查找匹配的表项，根据该表项将下行数据中的业务VLAN替换为相应的用户端口所对应的用户VLAN，并将该下行数据从该用户端口中转发出去。

请参阅图2，上述装置实现VLAN上行N:1汇聚和下行1:N转换的方法包括以下步骤：

201、将各用户端口和上联口同时添加到VLAN上行N:1汇聚的业务VLAN中。

202、建立入口VLAN映射关系表、上联口映射关系表和出口VLAN映射关系表；其中，

入口VLAN映射关系表的表项为：<INPORT＝用户端口，VLAN＝用户VLAN>→<VLAN＝业务VLAN，VPORT>；其中VPORT和用户VLAN在每个用户端口范围内是一一对应，该表用来实现VLAN上行N:1汇聚；

上联口映射关系表的表项为：<INPORT＝上联口，VLAN＝业务VLAN>→<FLOW>；

出口VLAN映射关系表的表项为：<INPORT＝上联口，OUTPORT＝用户端口，FLOW，VPORT>→<VLAN＝用户VLAN>；其中FLOW和业务VLAN在ONU全局范围内是一一对应，该表用来实现VLAN下行1:N转换。

203、根据所述入口VLAN映射关系表、上联口映射关系表和出口VLAN映射关系表进行上行N:1汇聚处理和下行1:N转换处理。其中，

VLAN上行N:1汇聚处理步骤包括：①根据所述上联口映射关系表将不同的用户端口上发送来的上行数据中的不同用户VLAN替换为相应的业务VLAN，并将修改后的上行数据从上联口转发出去；②根据所述上行数据进行MAC地址学习，并在MAC地址表中添加表项，以反映上行数据源MAC地址、业务VLAN、用户端口、虚拟端口的对应关系。

VLAN下行1:N转换处理步骤包括：①根据上联口接收到的下行数据中的目的MAC地址和业务VLAN，在所述MAC地址表中查找匹配的表项，确定对应的用户端口及虚拟端口；②根据所确定的用户端口及虚拟端口在所述出口VLAN映射关系表中查找匹配的表项，根据该表项将下行数据中的业务VLAN替换为相应的用户端口所对应的用户VLAN，并将该下行数据从该用户端口中转发出去。

在本实施例中，假设在用户端口1上都配置VLAN上行2:1汇聚，将100和200的VLAN转换为300。为了实现这种转换，需要先进行下面的操作：

1)将用户端口1和上联口添加到VLAN300中；

2)查找是否存在与上联口相关的上联口映射关系表表项：

A：<INPORT＝上联口，VLAN＝300>→<FLOW＝1>

如果没有，则创建该表项；

3)创建两条与用户端口1相关的入口VLAN映射关系表表项：

B：<INPORT＝1，VLAN＝100>→<VLAN＝300，VPORT＝0>

C：<INPORT＝1，VLAN＝200>→<VLAN＝300，VPORT＝1>；

4)创建两条与用户端口1相关的出口VLAN映射关系表表项：

D：<INPORT＝上联口，OUTPORT＝1，FLOW＝1，VPORT＝0>→<VLAN＝100>

E：<INPORT＝上联口，OUTPORT＝1，FLOW＝1，VPORT＝1>→<VLAN＝200>。

之后，当向用户端口1发送VLAN为100，源MAC为00:00:00:00:01:00的报文时，在入口VLAN映射关系表中查找到该报文匹配的表项B，则将该报文中的用户VLAN修改为业务VLAN300后转发出去；同时根据该报文进行MAC地址学习，在MAC地址表中添加表项<MAC＝00:00:00:00:01:00，VLAN＝300，PORT＝1，VPORT＝0>，以反映上行数据源MAC地址、业务VLAN、用户端口、虚拟端口的对应关系。同理，当向用户端口1发送用户VLAN为200、源MAC为00:00:00:00:02:00的报文时，在入口VLAN映射关系表中查找到该报文匹配的表项C，则将该报文中的用户VLAN修改为业务VLAN300后转发出去；同时根据该报文进行MAC地址学习，在MAC地址表中添加表项<MAC＝00:00:00:00:02:00，VLAN＝300，PORT＝1，VPORT＝1>。

当向上联口发送VLAN为300、目的MAC为00:00:00:00:01:00的报文时，先查找到匹配的表项A，然后在MAC地址表中查找到匹配的MAC表项<MAC＝00:00:00:00:01:00，VLAN＝300，PORT＝1，VPORT＝0>后将该报文转发到用户端口1的VPORT 0，最后在出口VLAN映射关系表中查找到匹配的表项D，所以将该报文中的业务VLAN300修改为用户VLAN 100。同理，当向上联口发送VLAN为300、目的MAC为00:00:00:00:02:00的报文时，先查找到匹配的表项A，然后进行MAC查找，匹配到<MAC＝00:00:00:00:02:00，VLAN＝300，PORT＝1，VPORT＝1>表项，所以将报文转发到用户端口1的VPORT 1，最后在出口VLAN映射关系表中查找到匹配的表项E，所以将该报文中的业务VLAN300修改为用户VLAN 200。

在上述实现方法中，FLOW是全局分配的，并且和业务VLAN一一对应。也就是说，如果用户端口2也配置了将用户VLAN转换为300，那么应该使用和用户端口1相同的FLOW。因为上联口收到的报文只能匹配到一条表项。

VPORT在一组N:1转换中分配，和用户VLAN一一对应。也就是说，如果用户端口1还配置了将400和500的VLAN转换为800，那么这组N:1转换同样可以使用0和1这两个VPORT。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种EPON中实现VLAN上行N:1汇聚和下行1:N转换的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将各用户端口和上联口同时添加到VLAN上行N:1汇聚的业务VLAN中；

(2)建立与所述各用户端口相关的入口VLAN映射关系表和出口VLAN映射关系表，以及与上联口相关的上联口映射关系表；

(3)根据所述入口VLAN映射关系表、上联口映射关系表和出口VLAN映射关系表进行上行N:1汇聚处理和下行1:N转换处理。

2.根据权利要求1所述的实现VLAN上行N:1汇聚和下行1:N转换的方法，其特征在于，

所述入口VLAN映射关系表的表项为：<INPORT＝用户端口，VLAN＝用户VLAN>→<VLAN＝业务VLAN，VPORT>，其中，VPORT和用户VLAN在每个用户端口范围内一一对应；

所述上联口映射关系表的表项为：<INPORT＝上联口，VLAN＝业务VLAN>→<FLOW>；

所述出口VLAN映射关系表的表项为：<INPORT＝上联口，OUTPORT＝用户端口，FLOW，VPORT>→<VLAN＝用户VLAN>；其中，FLOW和业务VLAN在全局范围内一一对应。

3.根据权利要求2所述的实现VLAN上行N:1汇聚和下行1:N转换的方法，其特征在于，所述上行N:1汇聚处理步骤包括：

对于不同的用户端口上发送来的上行数据，在所述入口VLAN映射关系表中查找与之匹配的表项后将该上行数据中的用户VLAN替换为相应的业务VLAN，并将修改后的上行数据从上联口转发出去；

根据所述上行数据进行MAC地址学习，并在MAC地址表中添加表项，以反映上行数据源MAC地址、业务VLAN、用户端口、虚拟端口的对应关系。

4.根据权利要求3所述的实现VLAN上行N:1汇聚和下行1:N转换的方法，其特征在于，所述下行1:N转换处理步骤包括：

对于上联口所接收到的下行数据，根据其中的目的MAC地址和业务VLAN在所述MAC地址表中查找匹配的表项，确定对应的用户端口及虚拟端口；

再根据所确定的对应的用户端口及虚拟端口在所述出口VLAN映射关系表中查找匹配的表项，根据该表项将下行数据中的业务VLAN替换为相应的用户端口所对应的用户VLAN，并将该下行数据从该用户端口中转发出去。

5.一种实现VLAN上行N:1汇聚和下行1:N转换的装置，应用于光网络单元，其特征在于，该装置包括：配置单元、上行N:1汇聚处理模块和下行1:N转换处理模块；其中，

所述配置单元，用于将各用户端口和上联口同时添加到VLAN上行N:1汇聚的业务VLAN中；建立与各用户端口相关的入口VLAN映射关系表和出口VLAN映射关系表，以及与上联口相关的上联口映射关系表；

所述上行N:1汇聚处理模块，用于根据所述入口VLAN映射关系表进行上行N:1汇聚处理操作；

所述下行1:N转换处理模块，用于根据所述上联口映射关系表和出口VLAN映射关系表进行下行1:N转换处理操作。

6.根据权利要求5所述的实现VLAN上行N:1汇聚和下行1:N转换的装置，其特征在于，所述上行N:1汇聚处理模块包括：

上行数据VLAN替换模块，用于根据所述入口VLAN映射关系表将不同的用户端口上发送来的上行数据中的不同用户VLAN替换为相应的业务VLAN，并将修改后的上行数据从上联口转发出去；

上行数据分析处理模块，用于根据所述上行数据进行MAC地址学习，并在MAC地址表中添加表项，以反映上行数据源MAC地址、业务VLAN、用户端口、虚拟端口的对应关系。

7.根据权利要求6所述的实现VLAN上行N:1汇聚和下行1:N转换的装置，其特征在于，所述下行1:N转换处理模块包括：

下行数据分析处理模块，用于根据上联口所接收到的下行数据中的目的MAC地址和业务VLAN，在所述MAC地址表中查找匹配的表项，确定对应的用户端口及虚拟端口；

下行数据VLAN转换模块，用于根据所确定的用户端口及虚拟端口在所述出口VLAN映射关系表中查找匹配的表项，根据该表项将下行数据中的业务VLAN替换为相应的用户端口所对应的用户VLAN，并将该下行数据从该用户端口中转发出去。

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