CN105450493A - 基于docsis的虚拟专用局域网业务实现方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于有线电缆数据服务接口规范的虚拟专用局域网业务VPLS的实现方法及其通信装置，通过获取电缆调制解调器配置文件，配置文件包括用于建立二层虚拟专用网络的VPLS信令参数编码信息，可使用网络***接口NSI封装的一个类型长度值TLV定义用于标识VPLS信令参数编码信息，前述TLV可进一步包括若干子类型长度值SubTLV，分别用于标识特定的VPLS信令参数选项，例如接入电路组标志AGI，网状伪线的对端IP地址列表，伪线类型，控制字等，如此运营商边缘路由器PE根据这些VPLS信令参数编码信息即可与网络中其他PE创建和维护伪线PW。

Description

基于DOCSIS的虚拟专用局域网业务实现方法及其装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于有线电缆数据服务接口规范DOCSIS的虚拟局域网业务实现方法及其装置。

背景技术

基于包交换的网络流量呈指数级增长，这些流量中大部分是基于以太网或IP，城域以太网业务在企业级市场的快速增长主要是由于企业用户对以太网的熟悉，以及以太网对各种现有设备的支持。同时企业级市场也在整合IP电话和数据网络，用基于QoS的城域以太网作为接入手段。

正因为城域以太网的需求的增加，电信运营商纷纷开始考虑如何基于各种网络形式提供电信级以太网业务，其中，有线电缆数据服务接口规范DOCSIS是一个由有线电缆标准组织CableLabs制定的国际标准，目的是建立一整套协议以在混合光纤同轴电缆网HFC上进行高速双向数据传输，为用户提供Internet等服务，同时使各个厂家的电缆调制解调器CM产品具有充分的兼容性，DOCSIS标准主要支持在计算机网与有线电视网之间，以及有线电视前端(或HFC的光节点)与用户之间实现IP数据包的传输。

当前，基于DOCSIS接口规范提供MEF城域以太网论坛建议的以太网局域网ELAN的实现是采用IETF的二层虚拟专用网络L2VPN方式，Cablabs定义了子类型用于编码L2VPN相关参数，例如：VPNIdentifier，网络***接口NSI封装，接入电路组ID等。

然而，仍然还有其他广泛使用的L2VPN模型还没有在DOCSIS规范中定义，例如：VPLS虚拟专用局域网业务模型，它是在公用网络中提供的一种多点到多点的二层虚拟专用网络业务，VPLS使地域上隔离的用户站点能通过MAN/WAN相连，并且使各个站点间的连接效果像在一个LAN中一样。

当前，有线电视运营商如果计划部署VPLS业务，他们只能通过命令行的方式进行手工***配置，这种配置方式有两个缺点：首先、通过命令行输入的命令都未经过标准化，因此有线电视运营商不得不针对不同厂商的设备，分别开发和维护互不兼容的命令集；其次，通过命令行输入配置命令的方式的执行速度比较慢。

发明内容

本发明旨在提供一种符合有线电缆数据服务接口规范的虚拟局域网业务VPLS实现的技术方案。

根据本发明的一个方面，这里提供一种运营商边缘路由器中实现基于DOCSIS的虚拟专用局域网业务的方法，包括：获取电缆调制解调器配置文件，所述配置文件包括用于建立二层虚拟专用网络的VPLS信令参数编码信息；根据所述VPLS信令参数编码信息创建和维护伪线，与网络中其他运营商边缘路由器之间建立和维护VPLS网络。

优选地，前述配置文件使用网络***接口NSI封装的一个类型长度值TLV定义用于标识VPLS信令参数编码信息。前述类型长度值TLV进一步包括若干子类型长度值SubTLV，分别用于标识特定的VPLS信令参数选项。

前述VPLS信令参数包括如下选项信息：接入电路组标志AGI，用于标记一个虚拟专用局域网业务实例；网状伪线的对端IP地址列表或/和辐条伪线的对端IP地址列表，用于标识伪线PW对端的IP地址列表，分别用于建立起虚拟专用局域网业务的网状伪线或/和辐条伪线；

优选地，前述VPLS信令参数可进一步包括如下选项信息：伪线类型，用于标记伪线PW中的报文封装方式；控制字，用于标记控制字在伪线PW封装中使用。

根据本发明的另外一个方面，这里提供一种基于DOCSIS的虚拟专用局域网服务的通信设备，它包括：存储装置，具有相应的电缆调制解调器配置文件，所述配置文件包括用于建立二层虚拟专用网络的VPLS信令参数编码信息；解析装置，用于解析前述配置文件中的VPLS信令参数；虚拟交换单元，根据所述VPLS信令参数编码信息创建和维护伪线，与网络中其他运营商边缘路由器之间建立和维护VPLS网络。

优选地，前述配置文件使用网络***接口NSI封装的一个子类型长度值SubTLV定义用于标识VPLS信令参数编码。

优选地，前述VPLS信令参数包括如下选项：接入电路组标志AGI，用于标记一个虚拟专用局域网业务实例；网状伪线的对端IP地址列表或/和辐条伪线的对端IP地址列表，用于标识伪线PW对端的IP地址列表，分别用于建立起虚拟专用局域网业务的网状伪线或/和辐条伪线。

优选地，所述VPLS信令参数进一步包括如下选项：伪线类型，用于标记伪线PW中的报文封装方式；控制字，用于标记控制字在伪线PW封装中使用。

附图说明

通过下面提出的结合附图的详细描述，本发明的特征、性质和优点将变得更加明显，附图中相同的元件具有相同的标识，其中：

图1是本发明所提供的DPOE***结构示意图；

图2是本发明基于DOCSIS的VPLS信令编码的DPOE局端***结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。

图1是本发明所提供的DPOE***结构示意图，DPOE***一般是指符合有线电缆数据传输***服务接口规范(DOCSIS)的EPON***，是由几家公司提议，并由CableLabs负责领导推动的，以现有的基于以太网的无源光网络(EPON，GEPONor10GigEPON)上的媒体接入控制MAC层和物理PHY层标准来实现DOCSIS服务层接口的一个无源光网络***。DPOE***包括由类似TFTP服务器构成的后台管理***，DPOE局端***，光纤用户单元ONU1...ONUn，以及连接前述ONU的用户设备。

DPOE***保持了Cable运营商现有的基于DOCSIS的运营管理平台，并以OLT与ONU之间的光纤物理介质及相应物理接口规范而带来的高带宽能力取代基于HFC的有限带宽。DPOE技术使得EPON的OLT像一个DOCSIS电缆调制解调器终端***(CMTS)平台，而ONU/ONT则可以对应于CM，OLT通过在局端***中模拟同轴电缆调制解调器vCM以实现在传统CMTS***中的电缆调制解调器CM功能，DPOE局端***扮演一个运营商边缘路由器PE，负责VPN业务的接入，它完成报文从私网到公网隧道，并从公网隧道到私网的映射与转发。

DOCSIS标准规定，所有符合DOCSIS标准的电缆调制解调器CM在其上线前必须先从TFTP服务器上下载一个CM配置文件，这个CM配置文件包含了电缆调制解调器CM的各种工作参数和相关信息，例如电缆调制解调器CM的上下行速率、允许接入该电缆调制解调器CM的客户设备CPE数目以及已连接CPE访问网络的权限等等。

在ONU侧初始化过程中，DPOE局端***中的虚拟同轴电缆调制解调器vCM向管理***发起F丁P请求，DPOE局端***从该管理***获取CM配置文件，CM配置文件中不仅包含运营商为ONU上连接的用户提供的服务属性和参数，将进一步包含了基于DOCSIS标准的虚拟专用局域网业务VPLS的信令编码参数配置信息。VPLS技术属于二层分组承载技术，本质上是一种基于IP/MPLS和以太网技术的二层虚拟专用网L2VPN技术，它通过利用相关信令协议在VPLS实例中的PE节点之间建立及维护PW(伪线)，将二层协议帧封装后在PW上传输、交换，使各PE之间建立全连接的PW，向用户提供虚拟的以太网服务。

在DCSISL2VPN标准规范中，NSI封装类型被定义为子类型“43.5.2”，它支持在***网络接口上提供多种封装形式的L2VPN服务，例如：IEEE802.1Q，802.1ad，802.1ah，MPLS。

根据本发明所提供的实施方式，在标准的NSI封装子类型基础上定义了一个新的子类型长度值Sub-TLV用于支持VPLS的信令编码，通告VPLS***相关参数，例如伪线ID、控制字和接口参数等。VPLS技术可以采用LDP协议或BGP协议的信令机制来实现自动的控制平面，，BGP信令机制协议实现复杂，对PE设备性能要求较高，实现综合成本较高，在实际部署时通常都采用LDP信令机制，该机制实现简单，但无法实现节点自动发现，只能采用人工配置或引入其他协议方式等，且拓扑变化时，手工修改配置工作量大并且复杂，而通过vCM配置文件中提供相应的LDP信令编码参数，从而可克服配置上的效率问题，它不需要借助输入命令行来配置虚拟专用局域网，尤其是在克服了在多***运营商网络环境下的业务配置难度问题。

根据本发明所提供的实施方式，我们定义相应的类型长度值TLV的VPLS信令编码参数，其类型可以是“43.5.2.9”，其中，TLV可进一步提供以下不同的子类型长度值Sub-TLV描述VPLS信令参数编码选项或其组合编码：

1.接入电路组标识AGI(AttachmentGroupIdentifier)

子类型：“43.5.2.9.1”

该子类型将定义一个虚拟专用局域网业务实例

八位字节组的字符串格式，<AGI类型><AGI值>，其中，AGI类型可参考互联网数字分配机构IANA的定义，它是一个字节长度，AGI值是可变长度，例如：AGI类型是0x01，AGI值编码8个字节的路由区分符，则该子类型长度为9个字节。

2.网状伪线(MeshPW)的对端IP地址列表

子类型：“43.5.2.9.2”

该子类型将定义CMTS或DPoE***中网状伪线对端的IP地址列表，根据这些地址信息，***将建立起分层虚拟专用局域网业务的网状伪线。

长度：二个字节(byte)加上4/16的整数倍字节；

值域，第一字节可以是“1”或“2”其中，值“1”可表示该子类型中携带的为IPv4地址列表，值“2”可表示该子类型中携带的为IPv6地址列表；第二字节用于标识对端IP地址列表长度，其中，如果前述第一字节为“1”，第二字节中的标识对端IP地址列表长度将是4的整数倍，如果前述第一字节为“2”，第二字节中的标识对端IP地址列表长度将是16的整数倍；值域中剩余的字节将表示对端IPv4/IPv6地址

3.辐条伪线(SpokePW)的对端IP地址列表

子类型：“43.5.2.9.3”

该子类型将定义CMTS或DPoE***中辐条伪线对端的IP地址列表，根据这些地址信息，***将建立起分层虚拟专用局域网业务中的辐条伪线。

长度：二个字节(byte)加上4/16的整数倍字节；

值域，第一字节可以是“1”或“2”其中，值“1”可表示该子类型中携带的为IPv4地址列表，值“2”可表示该子类型中携带的为IPv6地址列表；第二字节用于标识对端IP地址列表长度，其中，如果前述第一字节为“1”，第二字节中的标识对端IP地址列表长度将是4的整数倍，如果前述第一字节为“2”，第二字节中的标识对端IP地址列表长度将是16的整数倍；值域中剩余的字节将表示对端IPv4/IPv6地址

4.伪线类型(PWType)

子类型：“43.5.2.9.4”；

通常，伪线PW上的报文封装方式也可以分为两种：以太网Ethernet模式和VLAN模式。其中：以太网伪线有两种运行模式：Tagged模式和Raw模式，在Tagged模式中每个帧必须包含至少一个802.1Q的VLANtag，并且标签值对伪线终结点上的网络服务提供商(NSP)都有意义，在Raw模式中一个帧有可能会包含802.1Q的VLANtag，但是该tag对NSP没有意义，NSP会透明地传输这些tag。

长度：一个字节(byte)；

值域是“4”或“5”，其中，值“4”可表示Tagged模式，值“5”可表示Raw模式，如果在CM文件中缺少该子类型，CMTS或DPoE***将缺省地认为使用Raw模式。

5.控制字

子类型：“43.5.2.9.5”；

该子类型将用于标记控制字在伪线PW封装中使用。

长度：一个字节(byte)；

值域是布尔变量值，用于指示是否要求控制字，如果其值为“1”，CMTS或DPoE***需要发送信号给所有MPLS伪线端，以告知控制字在伪线封装中使用；如果其值为“0”，CMTS或DPoE***需要发送信号给所有MPLS伪线端以告知控制字在伪线封装中不使用，如果在CM文件中缺少该子类型，CMTS或DPOE***将缺省地认为其值为“0”。

图2是本发明所提供的基于DOCSIS的VPLS信令编码DPOE局端***结构示意图，图例中DPOE局端***扮演一个IP/MPLS提供者边缘路由器PE，它包括存储装置，解析装置，以及虚拟交换实例VSI，其中：

存储装置，具有对应ONU1、ONU2相应的CM电缆调制解调器配置文件，该配置文件包括用于建立二层虚拟专用网络的VPLS信令参数编码信息，通常，在EPON局端***中虚拟同轴电缆调制解调器vCM模拟远端的ONU1、ONU2扮演一个用户边缘路由器CE，在一个ONU上电注册初始化过程中时，vCM从该后台管理***获取该ONU所对应的CM配置文件。

解析装置，用于解析前述CM配置文件，获取其中的用于建立二层虚拟专用网络的VPLS信令参数编码信息，VPLS信令参数包括如下选项，例如：接入电路组标识AGI，网状伪线的对端IP地址列表和/或辐条伪线的对端IP地址列表，伪线类型，控制字等。

虚拟交换实例VSI，根据前述解析单元所获得的VPLS信令参数，它创建和维护PW，进而它将VPLS的实际接入电路AC(AttachmentCircuit)映射到所建立的各条虚链接上，AC对应的接入电路接口可以是实际的物理接口，也可以是虚拟接口。

根据本发明所提供的实施方式，虚拟交换实例VSI根据虚拟同轴电缆调制解调器vCM的CM1配置文件中的VPLS的信令参数配置，它创建并维护网状伪线，如此，接入电路AC1上的所有用户报文一般都要求原封不动的通过该网状伪线转发到对端站点去，同时，来自对端站点的用户报文也将通过虚拟交换实例被转发至相应的接入电路AC1。

根据本发明所提供的实施方式，虚拟交换实例VSI根据虚拟同轴电缆调制解调器vCM的CM2配置文件中的VPLS的信令参数配置，它创建并维护辐条伪线，如此，接入电路AC2上的所有用户报文一般都要求原封不动的通过该辐条伪线转发到对端站点去，同时，来自对端站点的用户报文也将通过虚拟交换实例被转发至相应的接入电路AC2。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种运营商边缘路由器中实现基于DOCSIS的虚拟专用局域网业务VPLS的方法，其特征在于：

获取电缆调制解调器配置文件，所述配置文件包括用于建立二层虚拟专用网络的VPLS信令参数编码信息；

根据所述VPLS信令参数编码信息创建和维护伪线，与网络中其他运营商边缘路由器之间建立和维护VPLS网络。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述配置文件使用网络***接口NSI封装的一个类型长度值TLV定义用于标识VPLS信令参数编码信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述类型长度值TLV进一步包括若干子类型长度值SubTLV，分别用于标识特定的VPLS信令参数选项。

4.如权利要求1至3任一权项所述的方法，其特征在于所述VPLS信令参数包括如下选项信息：

接入电路组标志AGI，用于标记一个虚拟专用局域网业务实例；

网状伪线的对端IP地址列表或/和辐条伪线的对端IP地址列表，用于标识伪线PW对端的IP地址列表，分别用于建立起虚拟专用局域网业务的网状伪线或/和辐条伪线。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述VPLS信令参数进一步包括如下选项信息：

伪线类型，用于标记伪线PW中的报文封装方式；

控制字，用于标记控制字在伪线PW封装中使用。

6.一种基于DOCSIS的虚拟专用局域网业务的通信设备，其特征在于包括：

存储装置，具有相应的电缆调制解调器配置文件，所述配置文件包括用于建立二层虚拟专用网络的VPLS信令参数编码信息；

解析装置，用于解析前述配置文件中的VPLS信令参数；

虚拟交换单元，VPLS信令参数编码信息创建和维护伪线，与网络中其他运营商边缘路由器之间建立和维护VPLS网络。

7.如权利要求6所述的通信设备，其特征在于所述配置文件使用网络***接口NSI封装的一个子类型长度值SubTLV定义用于标识VPLS信令参数编码信息。

8.如权利要求7所述的通信设备，其特征在于所述VPLS信令参数包括如下选项：

接入电路组标识AGI，用于标记一个虚拟专用局域网业务实例

网状伪线的对端IP地址列表或/和辐条伪线的对端IP地址列表，用于标识伪线PW对端的IP地址列表，分别用于建立起虚拟专用局域网服务的网状伪线或/和辐条伪线。

9.如权利要求8所述的通信设备，其特征在于所述VPLS信令参数进一步包括如下选项：

伪线类型，用于标记伪线PW中的报文封装方式；

控制字，用于标记控制字在伪线PW封装中使用。

10.如权利要求6至9任一权项所述的通信设备，其特征在于所述通信设备为CMTS或DPoE***局端网络设备。