CN102238164A - 面向ip电信网的多协议报文适配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种面向IP电信网的多协议报文适配方法。当外部网络的数据报文进入IP电信网时，位于源端的端设备判断数据报文使用何种网络通信协议；在将数据报文封装成网络层分组时，在网络层净荷中设置协议适配字段，用于存储数据报文所使用的网络通信协议的类型信息；位于目的端的端设备接收到网络层分组后，根据协议适配字段中的信息，判断数据报文使用何种网络通信协议，然后根据该网络通信协议进行处理，送入相应的外部网络继续进行传输。本报文适配方法可以有效地共享数据平面。在数据平面资源相对紧张时，优势更为明显。另外，本报文适配方法可以实现协议无感知，提高了内部的传输效率。

Description

面向IP电信网的多协议报文适配方法
技术领域
本发明涉及一种多协议报文适配方法，尤其涉及一种面向IP电信网实施，可以使各种网络通信协议的数据报文在经过IP电信网时实现透明承载的多协议报文适配方法，属于电信技术领域。
背景技术
当前，传统电信网所面临的基本现实是：带宽的消耗速度远快于流量的增加速度和收入的增长速度，IP业务对PSTN话音业务的冲击十分明显。在此背景下，人们普遍认为：电信网正在面临重大的技术转型，需要有新的下一代网络结构和技术来支撑。
经过研究，发明人认为能够有效满足未来业务需求的下一代网络(NGN)应该是以数字分组技术为核心的公众数据网。该公众数据网的基本特点是：承载网和业务网相分离，用一个基于IP协议的承载网来承载为数众多的业务网，以此来大幅度地降低业务的运营成本。这样的公众数据网可以以发明人在先提出的IP电信网技术为基础。
IP电信网是发明人在专利号为ZL 200410037641.0的发明专利中提出的新概念。它采用独特的内外双层结构和双地址寻址方式，由位于内层的至少一个复址无连接数据网(简称为PTDN网)和位于外层的多个IP网组成，还包括多个边缘关口设备。IP网通过边缘关口设备与该复址无连接数据网相连接。每个复址无连接数据网中还包括至少一个地址映射设备；边缘关口设备通过地址映射设备完成双地址间的映射。复址无连接数据网中的所有设备与边缘关口设备都分配有一个复址无连接数据网地址，IP网中的所有设备和上述边缘关口设备都分配有IP地址，IP地址和复址无连接数据网地址之间的映射关系保存在地址映射设备内的地址映射表之中，边缘关口设备经认证后与地址映射设备之间建立连接。在复址无连接数据网内部具有网络管理设备，该网络管理设备同时管理复址无连接数据网内的接入层设备、汇聚层设备和核心层设备。
在实践中，IP电信网作为一个独立的数据网，具有资源独立、可知、可控的特点，可以更好地为用户提供各种类型的业务，也可以用于承载其它业务网络，如IP网、ATM网、FR网以及互联网等其它业务网络。
无论是对IP电信网自身提供的具有鲜明特色的业务及应用，还是连接现有的多种业务网络，以及未来可能出现的令人眼花缭乱的新型业务及应用，IP电信网已经存在于一个多协议的网络环境中，这就需要IP电信网必须具备能够支持各种网络协议的能力。因此，如何使各种网络通信协议的数据报文在经过IP电信网时实现透明承载就成为IP电信网技术所需要解决的一个重要问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种面向IP电信网的多协议报文适配方法。该方法可以使各种网络通信协议的数据报文在经过IP电信网时实现“透明”的承载。
为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：
一种面向IP电信网的多协议报文适配方法，其特征在于包括如下的步骤：
(1)当数据报文进入IP电信网时，位于源端的端设备判断所述数据报文使用何种网络通信协议；
(2)在将所述数据报文封装成网络层分组时，在原有的网络层净荷中设置协议适配字段，用于存储数据报文所使用的网络通信协议的类型信息；
(3)位于目的端的端设备接收到所述网络层分组后，根据所述协议适配字段中的信息，判断所述数据报文使用何种网络通信协议，然后根据该网络通信协议进行处理，送入相应的外部网络继续进行传输。
本发明所提供的方法不需要为每种网络通信协议分配一个独立的数据平面，可以有效地共享数据平面。在数据平面资源相对紧张时，优势更为明显。另外，由于是在IP电信网的原有网络层净荷中承载协议适配信息，所以IP电信网内部的路由/交换设备不需要关心该部分内容的处理，可以实现协议无感知，提高了内部的传输效率。
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的详细说明。
图1为IP电信网中现有网络层分组的封装格式示意图；
图2为本发明中所改进的网络层分组的封装格式示意图；
图3为IPv4数据流在经过IP电信网时，利用本发明实现互通的示例图。
具体实施方式
经过分析，发明人认为对于不同业务及其接入的层次，最终都可以归纳到某种网络通信协议上。因此，本发明所提供的多协议报文适配方法的基本思路在于：首先在IP电信网的网络层分组的原有网络层净荷中增加协议适配信息(具体体现为协议编码，如FR协议的数据报文都具有协议编码111，FTP协议的数据报文都具有协议编码112等)，以便使数据报文的接收方获知该数据报文的协议类型，作为接收方的端设备根据协议栈进行相应的处理，从而实现多协议数据报文的承载。此处的端设备是指使用IP电信网进行数据交互的起始设备和终结设备，例如是IP电信网的网络节点设备或者边缘关口设备等。
图1所示为IP电信网中现有网络层分组的局部封装格式。从图1可以看出，该封装格式主要由三部分组成：链路层帧头、网络层包头和网络层净荷。其中，网络层净荷部分存在较多的富余空间，可以被用来放置协议适配信息。为此，如图2所示，在网络层净荷部分的头部进一步划分出子空间，用于存储网络通信协议的类型信息。因此，这个子空间根据其主要功能，可以称为协议适配字段。该协议适配字段用来存储报文的数据内容(该数据内容放在网络层净荷部分中协议适配字段的后面)的协议类型信息，以及可能的为使用IP电信网的网络层传输服务所要用到的其它适配操作信息。
在IP电信网中，从源端外部网络发向目的端的数据报文通过如下方式进行传输：首先，位于源端的边缘关口设备(简称为ED设备)接收来自外部网络的数据报文，将数据报文中的外网目的地址送到地址映射设备(简称为ADT设备)；地址映射设备进行外网目的地址与复址无连接数据网地址之间的地址解析和映射，将获得的目的端ED设备的复址无连接数据网地址回送给源端ED设备；源端ED设备根据复址无连接数据网地址发送数据报文到目的端ED设备；目的端ED设备接收到数据报文，根据外网目的地址向外部网络进一步转发该数据报文，从而使数据报文最终到达目的地。
在数据报文通过IP电信网进行传输的过程中，地址转换的过程实际上就是数据报文重新封装/解封装的过程。来自外部网络的数据报文以业务流(协议流)的方式在进入IP电信网时(或者是IP电信网的端设备使用IP电信网的网络层功能时)，IP电信网的边缘关口设备(或者是IP电信网的端设备中的网络层模块)可以通过该数据报文所在的数据平面、通信端口等信息判断数据报文使用何种网络通信协议。在进行数据报文封装时，根据数据报文所属的协议类型，确定所使用的网络通信协议编码，将该网络通信协议编码封装到协议适配字段中，同时将报文的数据内容(也可以是数据报文本身)封装到网络层净荷中，发送到IP电信网内。
IP电信网的端设备接收到相应的数据报文之后，根据协议适配字段中的协议编码，判断网络层净荷中承载的是哪种网络通信协议的数据报文，然后根据该网络通信协议进行后续的处理，送入相应的外部网络继续进行传输。
下面，以IPv4数据流经过IP电信网实现互通为例对本发明所提供的多协议报文适配方法进行进一步的说明。如图3所示，基于IPv4协议的N1网络的用户A需要通过IP电信网访问基于IPv4协议的N2网络(如访问用户B)。当来自N1网络的数据流流向ED设备1时，假设此数据流已经通过认证，被允许进入IP电信网，ED设备1通过该数据流所使用的IPv4端口知道进入的数据流是基于IPv4协议的数据流。接着，ED设备1在获知了该IPv4数据流对应的远端出口(即ED设备2)及相应要使用的IP电信网的传输资源后，将该IPv4数据流进行地址转换和封装操作(可以进一步参考发明人的在先专利ZL 200410070502.8“IP电信网***中复址无连接数据网分组的封装方法”)，并将标识IPv4协议的协议编码写入协议适配字段中，然后将IPv4数据流封装入网络层净荷中，在IP电信网内部进行传输。这样，当位于远端出口的ED设备2收到来自IP电信网内部的数据报文时，在解除网络层封装后、进入外部网络之前，通过对协议适配字段的进一步解析，可以知道该数据内容是IPv4数据流，从而能够进入ED设备2的IPv4协议栈进行后续处理，最终这个IPv4数据流进入到基于IPv4协议的N2网络中继续传输。
在申请人另案申请的“面向IP电信网的多协议报文传输方法”中，提出使用不同的数据平面(或者虚电路)去承载不同类型的协议报文。但该技术方案需要为每种网络通信协议分配一个独立的数据平面，因此对数据平面的资源要求较高。而利用本发明所提供的多协议报文适配方法，可以实现数据平面的有效共享。在数据平面的资源相对紧张时，优势更为明显。另外，由于是在IP电信网的原有网络层净荷中承载协议适配信息，所以IP电信网内部的路由/交换设备不需要关心该部分内容的处理，可以实现协议无感知，提高了内部的传输效率。即使在承载的网络通信协议进行扩展时，也不会对路由/交换设备的路由交换功能造成影响。
以上对本发明所提供的面向IP电信网的多协议报文适配方法进行了详细的说明，但显然本发明的具体实现形式并不局限于此。对于本技术领域的一般技术人员来说，在不背离本发明的权利要求范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种面向IP电信网的多协议报文适配方法，其特征在于包括如下的步骤：
(1)当数据报文进入IP电信网时，位于源端的端设备判断所述数据报文使用何种网络通信协议；
(2)在将所述数据报文封装成网络层分组时，在原有的网络层净荷中设置协议适配字段，用于存储数据报文所使用的网络通信协议的类型信息；
(3)位于目的端的端设备接收到所述网络层分组后，根据所述协议适配字段中的信息，判断所述数据报文使用何种网络通信协议，然后根据该网络通信协议进行处理，送入相应的外部网络继续进行传输。
2.如权利要求1所述的面向IP电信网的多协议报文适配方法，其特征在于：
所述步骤(1)中，所述端设备通过通信端口或者网络层应用接口信息判断所述数据报文使用何种网络通信协议。
3.如权利要求1所述的面向IP电信网的多协议报文适配方法，其特征在于：
所述步骤(2)中，在所述网络层净荷中存储所述数据报文的数据内容。
4.如权利要求1所述的面向IP电信网的多协议报文适配方法，其特征在于：
所述步骤(2)中，在所述网络层净荷中存储所述数据报文本身。
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