CN108023802B - 数据传输***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数据传输***，其中，所述***包括总部和至少一个分支机构；所述总部部署有处理器；每一所述分支机构中部署有专用网关；所述处理器用于通过隧道技术与各所述分支机构对应的专用网关进行二层数据交互；其中，所述处理器与所述总部的第一交换机互联；每一所述专用网关与对应的所述分支机构的第二交换机互联。本发明的数据传输***及方法，在异构网络上实现总部和分支机构的全程虚拟二层专用网的组网，采用隧道技术在三层通信网络上快速、安全搭建二层网络，组网成本低，提供类似全程二层传输组网(PTN、SDH)等的效果，解决了不同传输网络进行二层对接存在的广播风暴等维护难题。

Description

数据传输***及方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据传输***及方法。
背景技术
当前集团用户的专网接入安全性、稳定性、快速部署的要求。现有专线解决方案一般有两类：一种基于传统传输网技术组网(SDH/MSTP及PTN等)(参见图1)，另外一种基于IPVPN组网(参见图2)。分支机构与总部互联时，信号流程为：分支机构-传输网-总部；不同分支机构互联时，信号流程为：主访分支机构-传输网-总部-传输网-被访分支机构。
基于传统传输网技术组网，如图1所示，在客户侧和总部侧均安装了PTN/MSTP传输设备，整个专线的传输承载组网均由PTN/MSTP搭建的传输网络承载，其具有网络通道独占、稳定性高等特点，但对传输带宽要求大、成本高、建设周期长、无法快速部署，而且由于专线的接入将导致广播风暴等风险对于集团用户内网应用带来一定的局限性。
而基于IPVPN组网，如图2所示，客户侧安装了MSTP/PTN传输设备，通过二层网络接入城域网，基于IPVPN隧道组网，分支机构主动发起访问总部，分支机构发起VPN隧道拨号，与总部的VPN服务器建立隧道，其信号流程为：分支机构–IPVPN客户端-VPN隧道-IPVPN服务器-总部。基于IPVPN的组网技术组网方式非常灵活、组网成本低、覆盖面广及建设周期短等优点，但网络通道共享、稳定性适中，特别是IPVPN是一种三层包交换的实现技术，难以完成集团客户内部组网。若通过IP承载网进行承载，在二层数据跟客户的接入点对接，能实现业务的联通，但是因为二层专网数据的接入导致传输承载网络会出现广播风暴、故障无法定位等故障，专线接入要求使用三层(L3层)的数据对接，而二层(L2层)的对接最终被禁止使用。
发明内容
针对现有不同传输网络进行二层对接会出现广播风暴、故障无法定位等故障的缺陷，本发明提出如下技术方案：
一种数据传输***，包括总部和至少一个分支机构；
所述总部部署有处理器；每一所述分支机构中部署有专用网关；
所述处理器用于通过隧道技术与各所述分支机构对应的专用网关进行二层数据交互；
其中，所述处理器与所述总部的第一交换机互联；每一所述专用网关与对应的所述分支机构的第二交换机互联。
可选地，所述处理器中设置有一个或多个二层虚拟交换机；
所述虚拟交换机与所述总部的第一交换机互联。
可选地，所述专用网关的上行接口包括多个WAN接口。
可选地，所述专用网关的下行接口包括多个以太网接口、WIFI接口、多个RS485接口及多个RS232接口。
一种基于如上述任一项所述***的数据传输方法，包括：
总部中预先部署的处理器获取目标专网数据；
所述处理器将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述分支机构中预先部署的专用网关。
可选地，所述总部中预先部署的处理器获取目标专网数据包括：
所述处理器从公网获取所述目标专网数据；或，
所述处理器从所述总部获取所述目标专网数据。
可选地，所述总部中预先部署的处理器获取目标专网数据之前，所述方法包括：
在所述处理器中设置一个或多个二层虚拟交换机；
相应地，所述总部中预先部署的处理器获取目标专网数据；所述处理器将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述分支机构中预先部署的专用网关，包括：
所述二层虚拟交换机获取所述目标专网数据，并将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述专用网关；其中，所述二层虚拟交换机与所述总部的第一交换机互联。
可选地，所述处理器将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述分支机构中预先部署的专用网关，包括：
所述处理器将所述目标专网数据基于EoIP协议透传给所述分支机构中预先部署的专用网关。
可选地，所述处理器将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述分支机构中预先部署的专用网关，包括：
所述处理器通过对接收到的数据进行解包来还原以太网Ethernet数据包；
对所述总部的Ethernet数据包进行封装，以基于EoIP协议将经过封装的Ethernet数据包传输至相应分支机构中的所述专用网关。
可选地，所述方法还包括：
所述专用网关基于EoIP协议将用户发送的Ethernet数据包进行封装，并将经过封装的Ethernet数据包透传至所述处理器。
本发明的数据传输***及方法，在异构网络上实现总部和分支机构的全程虚拟二层专用网的组网，采用隧道技术在三层通信网络上快速、安全搭建二层网络，组网成本低，提供类似全程二层传输组网(PTN、SDH)等的效果，解决了不同传输网络进行二层对接存在的广播风暴等维护难题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为基于传统传输组网技术的拓扑结构示意图；
图2为基于IPVPN组网技术的拓扑结构示意图；
图3为本发明一个实施例的数据传输***的结构示意图；
图4为本发明一个实施例的数据传输***的网络结构示意图；
图5为本发明一个实施例的数据传输方法的流程图；
图6为本发明一个实施例的通过2层或3层的有线专线传输的虚拟二层网络结构示意图；
图7为本发明一个实施例的通过4G无线APN网络传输的虚拟二层网络结构示意图；
图8为本发明一个实施例的通过普通有线/无线互联网传输的虚拟二层网络结构示意图；
图9为本发明一个实施例的基于EOIP进行电路租用业务的组网结构示意图；
图10为本发明一个实施例的实现互联网接入业务的组网结构示意图；
图11为本发明一个实施例的基于EOIP进行IP语音业务的组网结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图3为本发明一个实施例的数据传输***的结构示意图，如图3所示，本实施例的数据传输***，包括总部100和至少一个分支机构200；
总部100部署有处理器110；每一分支机构200中部署有专用网关210；
处理器110用于通过隧道技术与各分支机构200对应的专用网关210进行二层数据交互；
其中，处理器110与总部100的第一交换机120互联；每一专用网关210与对应的分支机构200的第二交换机220互联。
其中，作为本实施例的一种可选的实施方式，处理器110中设置有一个或多个二层虚拟交换机(Virtual Switch，简称V-switch)；所述虚拟交换机与所述总部的第一交换机互联。
举例来说，在集团总部或IDC机房(网络汇聚机房)部署处理器(MCU)，通过隧道技术将以太网包桥接，实现透明传输与专用网关互联，MCU内嵌协议栈实现二层交换机功能；
可以理解的是，上述MCU可虚拟多台二层交换机。
具体来说，在远端(或客户分支机构)部署专用网关(有线和无线均可)，在网络汇聚机房内部署V-switch；通过专用网关及V-switch建立分支机构与总部的连接，通过隧道技术将以太网包桥接，实现透明传输，即可不改变用户原有的网络结构，使总部(网络汇聚机房)内的V-switch与远端(客户分支机构)形成一个二层的网络结构，而不需干预原有网络配置。
本实施例的数据传输***，通过在异构网络上实现总部和分支机构的全程虚拟二层专用网的组网，采用隧道技术在三层通信网络上快速、安全搭建二层网络，组网成本低，提供了类似全程二层传输组网(PTN、SDH)等的效果，解决了不同传输网络进行二层对接存在的广播风暴等维护难题。
进一步地，图4为本发明一个实施例的数据传输***的网络结构示意图，如图4所示，作为上述实施例的一种可选的实施方式，所述专用网关的上行接口包括多个WAN接口；
所述专用网关的下行接口包括多个以太网接口、WIFI接口、多个RS485接口及多个RS232接口。
本实施例实现了交换机端口拉远、多网络融合接入、多WAN口接入、智能切换，可使处理器(中心调度控制器，MCU)及专用网关实现组网。
具体来说，部署在分支机构(或远端)的专用网关，其上行具有多个WAN接口(WAN口接入包括多个有线以太网接口、3G/4G接口、WIFI等接口)，可以实现多网络、多链路备份接入；专用网关下行接口具有多个以太网接口、WIFI接口、多个RS 485接口及多个RS232接口，可实现多业务接入。
可以理解的是，总部的上述MCU与各个分支机构的专用网关构成一个虚拟的二层网络，实质上是在异型网基础上的叠加网，其对网络依赖程度比较低，只要有网络即可实现专网、内网业务，可以单一网络接入，也可多网络接入；本实施例的虚拟的二层网络为扁平化网络结构，可以实现综合业务接入的透传，为网络开通、管理及维护提供方便，由MCU统一中心部署，可以实现远程网络管理、配置、监控，网络可运行程度更高效，且具有QoS保障，使数据包流控处理、流量统计，网络管理更智能化。
图5为本发明一个实施例的数据传输方法的流程图，如图5所示，本实施例的方法为基于上述***实施例的数据传输方法，该方法包括：
S1：总部中预先部署的处理器获取目标专网数据；
进一步地，作为本实施例的一种可选的实施方式，步骤S1中所述总部中预先部署的处理器获取目标专网数据可以包括：
所述处理器从公网获取所述目标专网数据；或，所述处理器从所述总部获取所述目标专网数据。
S2：所述处理器将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述分支机构中预先部署的专用网关。
进一步地，作为上述实施例的一种可选的实施方式，步骤S1中所述总部中预先部署的处理器获取目标专网数据之前，所述方法还可以包括：
在所述处理器中设置一个或多个二层虚拟交换机；
相应地，所述总部中预先部署的处理器获取目标专网数据；所述处理器将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述分支机构中预先部署的专用网关，包括：
所述二层虚拟交换机获取所述目标专网数据，并将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述专用网关；其中，所述二层虚拟交换机与所述总部的第一交换机互联。
在此基础上，所述步骤S2中所述处理器将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述分支机构中预先部署的专用网关，可以包括：
所述处理器通过对接收到的数据进行解包来还原以太网Ethernet数据包；
对所述总部的Ethernet数据包进行封装，以基于EoIP协议将经过封装的Ethernet数据包传输至相应分支机构中的所述专用网关。
具体来说，本实施例的方法包括预先在总部中部署一台运行二层虚拟交换机功能的PC服务器(MCU)，其内嵌协议栈，用于实现所述二层交换机功能；
所述MCU通过隧道技术(如EOIP协议)与各个分支机构的智能终端(专用网关)联接，实现虚拟交换机组网或“交换机”端口拉远；其中，MCU主要完成的功能包括：
对远程拨号上来数据解包，还原Ethernet数据包；对总部的Ethernet数据包进行封装，并实现Ethernet Over IP协议，将总部的Ethernet数据包送到智能终端；中心控制策略下发和管理；对网进行络配置管理，包括：虚拟交换机的定义、端口映射、监控。
在此基础上，进一步地，所述方法还可以包括：
所述专用网关基于EoIP协议将用户发送的Ethernet数据包进行封装，并将经过封装的Ethernet数据包透传至所述处理器。
具体来说，所述专用网关通过EOIP实现的多WAN上行接入，通过智能路由分析不同目的下行的业务端口；
其中，上行网络接口包括：以太网、3G/4G及WIFI，主要用于：
上行网络连接(不同网络接入含PPPoE、L2TP、DHCP及固定IP地址等)，实现将简单路由交换功能，将下行接口(含LAN、WIFI、RS 485、及RS 232等)数据通过Ethernet Over IP协议承载，将Ethernet数据包封装，通过3层同MCU互通；以及，进行带宽控制、广播包控制、协议管理等控制和管理等。
由上述技术方案可知，本实施例的控制单元MCU以及专用网关构成一个虚拟的二层网络，其实质是在异型网基础上的叠加网，将总部与分支机构置于一个虚拟的局域网中，解决现有的基于IPVPN的专网实现方案的三层网络特性对专网或内网应用局限性的问题；本实施例的二层专网组网方式对网络依赖程度比较低，只要有网络即可实现专网、内网业务，可以单一网络接入，也可多网络接入，实现异型网络快速接入提供专网或内网功能；此外，本实施例可以实现扁平化网络结构、综合业务接入实现透传，网络开通、管理及维护方便；由控制单元MCU进行统一中心部署，可以实现远程网络管理、配置、监控，可使网络可运行程度更高效，且具有QoS保障、流控处理、流量统计，网络管理更智能化的优点。
目前，专网业务主要包括电路出租、互联网、语音专线三类，下面以几个具体的实施例来说明本发明，但不限定本发明的保护范围。
在有线/无线网络联通情况下，汇聚机房内的V-switch与远端(客户分支机构)可以通过租用专线连接，实现内部通讯；远端(客户分支机构)网络出口使用以太网直接承载在传输网上，不同的分支机构与总部构成一个二层网络等，有3种组网类型，具体如下：
图6为本发明一个实施例的通过2层或3层的有线专线传输的虚拟二层网络结构示意图，如图6所示，通过2层或3层的有线专线进行数据传输的信号流为：分部局域网---专用网关—2层或3层的有线专线或互联网网络---V-switch---专线----总部局域网,实现与总部通信(其他分支机构通信)。
图7为本发明一个实施例的通过4G无线APN网络传输的虚拟二层网络结构示意图，如图7所示，通过4G无线APN网络进行数据传输的信号流为：分部局域网---专用网关—4G的APN网关----CMNET------V-switch--专线----总部局域网,实现与总部通信(其他分支机构通信)。
图8为本发明一个实施例的通过普通有线/无线互联网传输的虚拟二层网络结构示意图，如图8所示，通过普通有线/无线互联网进行数据传输的信号流为：分部局域网---专用网关—无线互联网/有线互联网-----V-switch---专线----总部局域网,实现与总部通信(其他分支机构通信)。
图9为本发明一个实施例的基于EOIP进行电路租用业务的组网结构示意图，现有的网电路租用/IP-VPN业务在客户端安装ONU或PTN，通过GPON/IP城域网或PTN网络实现客户总部与分支机构之间的内网互联。如图9所示，通常情况下，客户大多数物理点传输线路可达(物理点A、B)，个别物理点传输线路暂时不可达(物理点C)。本实施例在传输不可达的物理点C、以及任意1个传输可达的物理点B各安装一台4G企业网关路由器，通过EOIP，实现物理点C与物理点B之间的二层网络数据传输，进而与客户的整个内网互通。因EOIP协议需要固定的IP地址，在不改变大网的前提下，本实施例通过在城域网安装一台LNS路由器，借助L2TP VPN对4G企业网关路由器分配不同的固定IP地址，实现EOIP绑定。
图10为本发明一个实施例的实现互联网接入业务的组网结构示意图；如图10所示，本实施例中，在客户侧安装一台4G网关(专用网关)，通过4G网络/有线接入InterNet，实现客户终端设备的互联网访问，其中，V-switch在网络上的作用是个网管服务器的作用。
所述专用网关可采用NAT模式，并配置相应的带宽。客户终端可以采用静态IP或DHCP获取IP两种方式，其网关位于4G企业网关路由器的内网VLAN-Interface，该模式的IP地址有别于家庭宽带或4G，能设置为静态IP地址。
现网语音专线/统一Centrex业务在客户端安装IAD或IPPBX，通过IP城域网接入到IMS的边界设备SBC上，实现业务功能，要求客户侧IP地址需要时固定IP地址，故而在普通家庭宽带和4G网络均无法满足接入，而采用本实施例的组网方式后能满足业务接入。具体地，图11示出了本发明一个实施例的基于EOIP进行IP语音业务的组网结构，如图11所示，本实施例在客户侧安装一台专用网关，通过EOIP协议与核心侧的设备互通，实现客户端IAD与SBC的网络连通。
因EOIP协议需要固定的IP地址，在不改变城域网的前提下，本实施例借助V-switch对不同专用网关分配不同的固定IP地址，实现EOIP绑定。
本实施例的数据传输***及方法，通过在异构网络上实现虚拟二层专用网，可利用各种类型网络(IP互联网、移动互联网等)的承载能力，对专网的依赖性低，容易实现专网和内网的业务；并且可以单一网络接入，也可多网络接入，进而实现扁平化网络结构、综合业务接入实现透传，网络开通、管理及维护方便，以及在实现多网络融合接入的情况下，根据应用需要实现不同的切换原则，实现热备份，实现点对多点、多点对多点的组网方式。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种数据传输***，其特征在于，包括总部和至少一个分支机构；
所述总部部署有处理器；每一所述分支机构中部署有专用网关；
所述处理器用于通过隧道技术与各所述分支机构对应的专用网关进行二层数据交互；
其中，所述处理器与所述总部的第一交换机互联；每一所述专用网关与对应的所述分支机构的第二交换机互联；
所述专用网关的下行接口包括多个以太网接口、WIFI接口、多个RS485接口及多个RS232接口；
所述处理器通过隧道技术与各个分支机构的智能终端联接，实现虚拟交换机组网或“交换机”端口拉远，其中，所述处理器完成的功能包括：对远程拨号上来数据解包，还原Ethernet数据包；对总部的Ethernet数据包进行封装，并实现Ethernet Over IP协议，将总部的Ethernet数据包送到智能终端；中心控制策略下发和管理；对网络进行配置管理，包括：虚拟交换机的定义、端口映射和监控。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述处理器中设置有一个或多个二层虚拟交换机；
所述虚拟交换机与所述总部的第一交换机互联。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述专用网关的上行接口包括多个WAN接口。
4.一种基于如权利要求1-3任一项所述***的数据传输方法，其特征在于，包括：
总部中预先部署的处理器获取目标专网数据；
所述处理器将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述分支机构中预先部署的专用网关。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述总部中预先部署的处理器获取目标专网数据包括：
所述处理器从公网获取所述目标专网数据；或，
所述处理器从所述总部获取所述目标专网数据。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述总部中预先部署的处理器获取目标专网数据之前，所述方法包括：
在所述处理器中设置一个或多个二层虚拟交换机；
相应地，所述总部中预先部署的处理器获取目标专网数据；所述处理器将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述分支机构中预先部署的专用网关，包括：
所述二层虚拟交换机获取所述目标专网数据，并将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述专用网关；其中，所述二层虚拟交换机与所述总部的第一交换机互联。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述处理器将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述分支机构中预先部署的专用网关，包括：
所述处理器将所述目标专网数据基于EoIP协议透传给所述分支机构中预先部署的专用网关。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述处理器将所述目标专网数据通过隧道技术透传给所述分支机构中预先部署的专用网关，包括：
所述处理器通过对接收到的数据进行解包来还原以太网Ethernet数据包；
对所述总部的Ethernet数据包进行封装，以基于EoIP协议将经过封装的Ethernet数据包传输至相应分支机构中的所述专用网关。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述专用网关基于EoIP协议将用户发送的Ethernet数据包进行封装，并将经过封装的Ethernet数据包透传至所述处理器。
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