CN102325087A - 实现Vlan QinQ的方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种实现VLAN QinQ的方法及***。该方法包括以下步骤：交换芯片接收数据报文，查询VLAN ID转换表，并根据VLAN ID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换，并将转换后的数据报文发送至pon芯片；pon芯片接收所述转换后的数据报文后，检测其dscp值，并查询VLAN Tag规则表，添加相应的VLAN Tag。本发明通过查询VLAN ID转换表将数据报文的内层VLAN ID进行转换，再通过pon芯片查询VLAN Tag规则表为转换后的数据报文添加不同的VLAN Tag，实现了交换芯片不支持内层VLAN ID的数据报文添加不同的外层VLAN Tag的功能，使得VLAN QinQ的实现更加灵活。

Description

实现Vlan QinQ的方法及***
技术领域
本发明涉及网络设备管理技术领域，尤其涉及一种实现VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)QinQ的方法及***。 
背景技术
目前，IEEE802.1Q中定义的虚拟局域网标签VLAN Tag域中只有12个比特位用于表示虚拟局域网标识VLAN ID，所以设备最多可以支持4094个VLAN。在实际应用中，尤其是在城域网中，需要大量的VLAN来隔离用户，而4094个VLAN远远不能满足需求。 
基于设备端口的QinQ特性是一种简单、灵活的二层VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网络)技术，它通过在运营商网络边缘设备上为用户的私网报文封装外层VLAN Tag，使报文携带两层VLAN Tag穿越运营商的骨干网络(公网)。QinQ报文在公网传输时带有双层VLAN Tag，内层VLAN Tag为用户私网VLAN Tag，外层VLAN Tag为运营商分配给用户的VLAN Tag，报文结构如图1所示。 
参照图2，VLAN Tag包含四个字段，分别是TPID(Tag Protocol Identifier，标签协议标识符)、Priority、CFI(Canonical Format Indicator，标准格式指示位)和VLAN ID。其中， 
TPID：用来标识本数据帧是带有VLAN Tag的数据。该字段长度为16bit，缺省取值为协议规定的0x8100。 
Priority：用来表示802.1P的优先级。该字段长度为3bit。 
CFI：用来标识MAC地址是否以标准格式进行封装。该字段长度为1bit，取值为0表示MAC地址以标准格式进行封装，为1表示以非标准格式封装，缺省取值为0。 
VLAN ID：用来标识该报文所属VLAN的编号。该字段长度为12bit，取值范围为0～4095。由于0和4095通常不使用，所以VLAN ID的取值范围一般 为1～4094。 
在公网中，设备只根据外层VLAN Tag对报文进行转发，并将报文的源MAC地址表项学习到外层VLAN Tag所在VLAN的MAC地址表中，而用户的私网VLAN Tag在传输过程中将被当作报文中的数据部分来进行传输。QinQ特性使得运营商可以用一个VLAN为含有多个VLAN的用户网络服务。QinQ特性使网络最多可以提供4094*4094个VLAN，满足城域网对VLAN数量的需求。 
但是一般的QinQ中，交换芯片只支持基于外层VLAN Tag或者外层VLAN Tag和用户端口的组合等简单的配置策略，即根据所接收报文的外层VLAN Tag或者外层VLAN Tag与用户端口的组合作为标识对该报文进行添封装、去封装或者变换封装等操作。因此，该封装方法比较死板，无法根据不同内层VLAN ID的报文，添加不同的外层VLAN Tag。 
发明内容
本发明的主要目的是提供一种实现VLAN QinQ的方法，旨在使得VLAN QinQ的实现更加灵活。 
本发明提供了一种实现VLAN QinQ的方法，包括以下步骤： 
交换芯片接收数据报文，查询VLAN ID转换表，并根据VLAN ID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换，并将转换后的数据报文发送至pon芯片； 
pon芯片接收所述转换后的数据报文后，检测其dscp值，并查询VLAN Tag规则表，添加相应的VLAN Tag。 
优选地，所述交换芯片接收数据报文之前还包括： 
判断VLAN转换模式是否为TR101或者N∶1模式，是则发送数据报文至交换芯片；否则设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式，再将数据报发送至交换芯片。 
优选地，所述VLAN ID转换表包括TR101模式下的VLAN ID转换表及N∶1模式下的VLAN ID转换表。 
优选地，所述查询VLAN ID转换表的步骤具体为： 
根据当前VLAN转换模式查询相应的VLAN ID转换表。 
本发明还提供了一种实现VLAN QinQ的***，包括： 
交换芯片，用于接收到数据报文后，查询VLAN ID转换表，并根据VLAN ID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换； 
Pon芯片，用于接收到所述交换芯片转换后的数据报文后，检测其dscp值，并查询VLAN Tag规则表，添加相应的VLAN Tag。 
优选地，上述***还包括： 
判断模块，用于接收数据报文后，判断VLAN转换模式是否为TR101或者N∶1模式，是则发送数据报文至交换芯片； 
设置模块，用于当判断VLAN转换模式既不是TR101模式，也不是N∶1模式时，设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式。 
优选地，所述VLAN ID转换表包括TR101模式下的VLAN ID转换表及N∶1模式下的VLAN ID转换表。 
优选地，所述查询VLAN ID转换表的步骤具体为： 
根据当前VLAN转换模式查询相应的VLAN ID转换表。 
本发明通过查询VLAN ID转换表将数据报文的内层VLAN ID进行转换，再通过pon芯片查询VLAN Tag规则表为转换后的数据报文添加不同的VLAN Tag，实现了交换芯片不支持内层VLAN ID的数据报文添加不同的外层VLAN Tag的功能，使得VLAN QinQ的实现更加灵活。 
附图说明
图1是本发明相关的QinQ报文的的结构示意图； 
图2是本发明相关的VLAN报文的结构示意图； 
图3是本发明实现VLAN QinQ的方法一实施例的流程示意图； 
图4是本发明实现VLAN QinQ的方法另一实施例的流程示意图； 
图5是本发明实现VLAN QinQ的***一实施例的结构示意图； 
图6是本发明实现VLAN QinQ的方法另一实施例的结构示意图。 
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步 说明。 
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 
图3是本发明实现VLAN QinQ的方法一实施例的流程示意图。本实施例实现VLAN QinQ的方法包括以下步骤： 
步骤S101、交换芯片接收数据报文，查询虚拟局域网标识VLAN ID转换表，并根据VLAN ID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换，并将转换后的数据报文发送至以太无源光网络pon芯片； 
交换芯片的端口FE1至FE8分别用于数据报文的接收。当交换芯片接收到数据报文后，查询VLAN ID转换表，并根据VLAN ID转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换。该VLAN ID转换表为预先设置VLAN ID的转换规则并存储在交换芯片上的转换表，包括TR101模式下的VLAN ID转换表(以下称为第一转换表)及N∶1模式下的VLAN ID转换表(以下称为第二转换表)。例如，在TR101模式下，VLAN ID的转换规则如表1所示： 
表1 
  Old VLAN ID   New VLAN ID
  101   1001
  102   1002
交换芯片由端口FE1接收内层VLAN ID分别为101及102的上行的数据报文后，根据上述转换规则，则将接收到的数据报文转换为VLAN ID分别为1001及1002的数据报文。交换芯片由端口FE1接收内层VLAN ID为1001及1002的下行的数据报文后，根据上述转换规则，则将接收到的数据报文转换为VLAN ID分别为101及102的数据报文。 
由于TR101模式与N∶1模式下VLAN ID转换规则不同，则步骤S101中查询VLAN转换表时，根据当前网络***的转换模式查询相应的VLAN ID转换表。例如，当前转换模式为TR101模式下，则查询第一转换表，并根据第一转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换；当前转换模式为N∶1模式下，则查询第二转换表，并根据第二转换表中的转换规则对数 据报文的VLAN ID进行转换。 
步骤S102、pon芯片接收所述转换后的数据报文后，检测其优先级字段dscp值，并查询虚拟局域网标签VLAN Tag规则表，添加相应的VLAN Tag。 
由于交换芯片不支持为不同的内层VLAN ID的数据报文添加不同的外层VLAN Tag的功能，所以需要将转换了内层VLAN ID的数据报文将传输至pon芯片，而由pon芯片实现其外层VLAN Tag的添加。该pon芯片利用IP报文头的一个优先级字段dscp，在pon芯片上预先设置VLAN Tag规则表，该VLAN Tag规则表如表2所示： 
表2 
  Dscp值   外层VLAN Tag
  0-7   2001
  8-15   2006
  16-23   2008
  24-31   2005
  32-39   2003
  40-47   2004
  48-55   2009
  56-63   2002
pon芯片根据具体的dscp的数值添加的外层VLAN Tag，VLAN1-VLAN8并不限定上述值，其具体数值可以根据具体应用情况来定。pon芯片接收经交换芯片转换后的数据报文后，例如VLAN ID分别为1001及1002的数据报文，检测其dscp值分别为1和63，则根据pon芯片上VLANTag规则表，为VLAN ID为1001和1002的数据报文分别添加VLAN Tag为2001和2002的封装。同理，当pon芯片接收VLAN Tag分别为2001和2002的下行数据报文时，检测其dscp值，并根据VLAN Tag规则表，为该下行数据报文进行封装的去除，再将去除了封装的下行数据报文传输至交换芯片。 
本实施例实现VLAN QinQ的方法通过查询VLAN ID转换表将数据报文的内层VLAN ID进行转换，再通过pon芯片查询VLAN Tag规则表为转换后的数据报文添加不同的VLAN Tag，实现了交换芯片不支持内层VLAN ID的数据报文添加不同的外层VLAN Tag的功能，使得VLAN QinQ的实现更 加灵活。 
由于本发明实现VLAN QinQ的***中的VLAN转换模式必须在TR101或者N∶1的模式，故本发明又提出了另一实施例的实现VLAN QinQ的方法。参照图4，图4是本发明实现VLAN QinQ的方法另一实施例的结构示意图。与上述实施例不同的是，本实施例实现VLAN QinQ的方法在步骤S101之前还包括： 
步骤S103、判断VLAN转换模式是否为TR101或者N∶1模式，是则执行步骤S105；否则执行步骤S104； 
步骤S104、设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式； 
步骤S105、发送数据报文至交换芯片。 
交换芯片10在接收到由交换芯片10的FE口传输的数据报文后，判断网络***VLAN的转换模式。因为只有在TR101或者N∶1这两种模式下，才能在交换芯片10上建立VLAN转换规则表。在TR101模式下，VLAN的转换为1对1的转换形式，例如101转1001，102转1002等等。在N∶1下模式下，VLAN转换为多对1的转换形式，例如101转1000，102转1000。而且，在这里需要说明的是，在N∶1模式下，上行报文可以根据在交换芯片上建立的VLAN ID转换表实现VLAN ID的转换，而下行报文则需要通过在交换芯片上建立下行报文转换规则表实现VLAN ID的转换。该下行报文转换规则表是通过在往用户侧发送数据流之前发送N条dhcp discovery或者pppoe discovery报文而建立的。在这里需要说明的是，VLAN转换模式的设置可以为随机设置为TR101或者N∶1模式，也可以根据当前网络***的具体情况而设置。 
本实施例通过先判断网络***的VLAN转换模式，如果不是TR101或者N∶1的模式，则设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式，从而保证了该VLAN QinQ的正常实现。 
图5是本发明实现VLAN QinQ的***一实施例的结构示意图。参照图5，本实施例实现VLAN QinQ的***包括： 
交换芯片10，用于接收到数据报文后，查询VLAN ID转换表，并根据 VLAN ID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换； 
Pon芯片20，用于接收到所述交换芯片10转换后的数据报文后，检测其dscp值，并查询VLAN Tag规则表，添加相应的VLAN Tag。 
交换芯片10的端口FE1至FE8分别用于数据报文的接收。当交换芯片10接收到数据报文后，查询VLAN ID转换规则表，并根据VLAN ID转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换。该VLAN ID转换表为预先设置VLANID的转换规则并存储在交换芯片10上，包括TR101模式下的VLAN ID转换表(以下称为第一转换表)及N∶1模式下的VLAN ID转换表(以下称为第二转换表)。例如，在TR101模式下，VLAN的转换规则如表1所示： 
表1 
  Old VLAN ID   New VLAN ID
  101   1001
  102   1002
交换芯片10由端口FE1接收内层VLAN ID分别为101及102的上行的数据报文后，根据上述转换规则，则将接收到的数据报文转换为VLAN ID分别为1001及1002的数据报文。交换芯片10由端口FE1接收内层VLAN ID为1001及1002的下行的数据报文后，根据上述转换规则，则将接收到的数据报文转换为VLAN ID分别为101及102的数据报文。 
由于TR101模式与N∶1模式下VLAN ID转换规则不同，则交换芯片中查询VLAN转换表时，根据当前网络***的转换模式查询相应的VLAN ID转换表。例如，当前转换模式为TR101模式下，则查询第一转换表，并根据第一转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换；当前转换模式为N∶1模式下，则查询第二转换表，并根据第二转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换。 
由于交换芯片10不支持为不同的内层VLAN ID的数据报文添加不同的外层VLAN Tag的功能，所以需要将转换了内层VLAN ID的数据报文将传输至pon芯片20，而由pon芯片20实现其外层VLAN Tag的添加。该pon芯片20利用IP报文头的一个优先级字段dscp，在pon芯片20上预先设置VLAN Tag规则表，该VLAN Tag规则表如表2所示： 
表2
  Dscp值   外层VLAN Tag
  0-7   2001
  8-15   2006
  16-23   2008
  24-31   2005
  32-39   2003
  40-47   2004
  48-55   2009
  56-63   2002
pon芯片根据具体的dscp的数值添加的外层VLAN Tag，VLAN1-VLAN8并不限定上述值，其具体数值可以根据具体应用情况来定。pon芯片20接收经交换芯片10转换后的数据报文后，例如VLAN ID分别为1001及1002的数据报文，检测其dscp值分别为1和63，则根据pon芯片20上VLAN Tag规则表，为VLAN ID为1001和1002的数据报文分别添加VLAN Tag为2001和2002的封装。 
本实施例实现VLAN QinQ的***通过查询VLAN ID转换表将数据报文的内层VLAN ID进行转换，再通过pon芯片20查询VLAN Tag规则表为转换后的数据报文添加不同的VLAN Tag，实现了交换芯片10不支持内层VLAN ID的数据报文添加不同的外层VLAN Tag的功能，使得VLAN QinQ的实现更加灵活。 
由于本发明实现VLAN QinQ的***中的VLAN转换模式必须在TR101或者N∶1的模式，故本发明又提出了另一实施例的实现VLAN QinQ的***。参照图6，图6是本发明实现VLAN QinQ的***另一实施例的结构示意图。与上述实施例不同的是，本实施例实现VLAN QinQ的***还包括： 
判断模块30，用于接收数据报文后，判断VLAN转换模式是否为TR101或者N∶1模式，是则发送数据报文至交换芯片10； 
设置模块40，用于当判断VLAN转换模式既不是TR101模式，也不是N∶1模式时，设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式。 
交换芯片10在接收到由交换芯片10的FE口传输的数据报文后，判断网络***VLAN的转换模式。因为只有在TR101或者N∶1这两种模式下，才能在交换芯片10上建立VLAN转换规则表。在TR101模式下，VLAN的转换为1对1的转换形式，例如101转1001，102转1002等等。在N∶1下模式下，VLAN转换为多对1的转换形式，例如101转1000，102转1000。而且，在这里需要说明的是，在N∶1模式下，上行报文可以根据在交换芯片上建立的VLAN ID转换表实现VLAN ID的转换，而下行报文则需要通过在交换芯片上建立下行报文转换规则表实现VLAN ID的转换。该下行报文转换规则表是通过在往用户侧发送数据流之前发送N条dhcp discovery或者pppoe discovery报文而建立的。在这里需要说明的是，VLAN转换模式的设置可以为随机设置为TR101或者N∶1模式，也可以根据当前网络***的具体情况而设置。 
本实施例通过先判断网络***的VLAN转换模式，如果不是TR101或者N∶1的模式，则设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式，从而保证了该VLAN QinQ的正常实现。 
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。 

Claims (8)

1.一种实现VLAN QinQ的方法，其特征在于，包括以下步骤：
交换芯片接收数据报文，查询虚拟局域网标识VLAN ID转换表，并根据VLAN ID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换，并将转换后的数据报文发送至以太无源光网络pon芯片；
pon芯片接收所述转换后的数据报文后，检测其优先级字段dscp值，并查询虚拟局域网标签VLAN Tag规则表，添加相应的VLAN Tag。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交换芯片接收数据报文之前还包括：
判断VLAN转换模式是否为TR101或者N∶1模式，是则发送数据报文至交换芯片；否则设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式，再将数据报发送至交换芯片。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述VLAN ID转换表包括TR101模式下的VLAN ID转换表及N∶1模式下的VLAN ID转换表。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述查询VLAN ID转换表的步骤具体为：
根据当前VLAN转换模式查询相应的VLAN ID转换表。
5.一种实现VLAN QinQ的***，其特征在于，包括：
交换芯片，用于接收到数据报文后，查询VLAN ID转换表，并根据VLANID转换表中的转换规则对数据报文的VLAN ID进行转换；
Pon芯片，用于接收到所述交换芯片转换后的数据报文后，检测其dscp值，并查询VLAN Tag规则表，添加相应的VLAN Tag。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，还包括：
判断模块，用于接收数据报文后，判断VLAN转换模式是否为TR101或者N∶1模式，是则发送数据报文至交换芯片；
设置模块，用于当判断VLAN转换模式既不是TR101模式，也不是N∶1模式时，设置VLAN转换模式为TR101或者N∶1模式。
7.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述VLAN ID转换表包括TR101模式下的VLAN ID转换表及N∶1模式下的VLAN ID转换表。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述查询VLAN ID转换表的步骤具体为：
根据当前VLAN转换模式查询相应的VLAN ID转换表。
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