CN1306770C - 一种宽带接入设备支持atm网络承载ip报文协议的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽带接入设备支持ATM网络承载IP报文协议的方法。该方法包括:在从用户侧到网络侧的上行方向上,宽带接入设备对接收的报文进行整理以及封装协议类型的转换,即将按照IPOA协议封装的报文转换为按照以太网协议封装的报文,然后发送到IP城域网;在从网络侧到用户侧的下行方向上,宽带接入设备对接收的报文进行封装协议的转换,即将按照以太网协议封装的报文转换为按照IPOA协议封装的报文,并进行路由查询,获得相关PVC的信息,然后发送到用户侧。本发明解决了ATM网络与IP城域网实现互通需要增加额外终结设备的问题,简化了网络结构,降低了运营成本,增强了ATM网络多播与级联的功能。
Description
技术领域
本发明涉及协议转换技术,具体地说,涉及一种宽带接入设备通过协议转换支持ATM网络承载IP报文协议(IPOA)的方法。
背景技术
目前多数数字用户线(DSL)技术,包括非对称数字用户线(ADSL)、甚高速数字用户线(VDSL)、G.shdsl等DSL技术是基于ATM信元技术,用户的报文经过XDSL的用户住宅设备(CPE),都是以ATM信元的格式通过用户线路传到DSLAM设备。
现有的宽带接入设备数字用户线接入复用器(DSLAM)对ATM信元不做终结,经过ATM层的处理后,从DSLAM的上行ATM接口出去,然后经过ATM网络,到BAS(宽带接入服务器)设备或者到路由器。ATM信元的终结是在BAS设备或者路由器上进行处理的。
在以下说明中将用户侧到网络侧的转发处理定义为上行;网络侧到用户侧的转发处理定义为下行。
在目前的网络中,IPOA协议适用于ATM网络的DSLAM设备。通过该协议,DSLAM可以直接与ATM接口的BAS设备相接,也可以在ATM网络中转发,然后与BAS设备相接。如果现有的网络为IP网络,要实现IP网络中提供IPOA接入,则现有设备不能直接支持IPOA协议的接入,需要有额外的ATM终结设备进行IPOA终结,转换为IP上行,这样既增加了运营商的投资,又使网络变得复杂。
发明内容
本发明目的是要提供一种在现有宽带接入设备DSLAM设备中支持IPOA的方案,从而实现ATM网络与IP城域网直接互通。
本发明包括上行处理与下行处理两个部分。在上行方向上,报文从用户侧到网络侧的传输过程包括如下步骤:
a1.从用户侧接收用户报文;
b1.根据接收到报文中ATM信元头信息,提取并组合报文中每个ATM信元信息域中的信息,然后根据IPOA协议封装该组合后的报文;
c1.将步骤b1中按IPOA协议封装的报文转换为按以太网协议封装的报文,并将封装后的报文发送到IP城域网;
在下行方向上,报文从网络侧到用户侧的传输过程包括如下步骤:
a2.接收IP城域网发送的报文;
b2.对接收到的报文进行路由查询和封装类型的转换,将按以太网协议封装的报文转换为按IPOA协议封装的报文;
c2.根据ATM信元格式拆分步骤b2中按IPOA协议封装的报文,并将拆分后的报文发到用户侧。
其中,步骤c1中所述转换为按以太网协议封装报文进一步包括:先删除IPOA协议封装报文中的逻辑链路控制(LLC)和组织唯一标识(OUI)字段,再在删除LLC和OUI的报文前,顺序添加作为目的介质访问控制(DMAC)地址的预先协商确定的网关的介质访问控制(MAC)地址,以及作为源介质访问控制(SMAC)地址的宽带接入设备设置的MAC地址。
其中,步骤b2中所述的路由查询是指根据报文中的虚拟局域网标识(VLANID)查找PVC信息。
其中,步骤b2中所述的路由查询是指根据报文中用户的IP地址查找PVC信息。
本发明通过在现有DSLAM设备中终结IPOA协议,具体地说,是在DSLAM中将IPOA协议封装的报文转换为以太网格式封装的报文,实现了DSLAM设备直接与IP网络对接,不需要额外网络设备来终结IPOA协议,从而降低建网成本,简化了网络结构;运用以太网交换技术,增大了交换容量,由于以太网具有强大的多播与级联功能,从而克服了ATM网络不支持多播、实现级联复杂的缺陷。
附图说明
图1是本发明所应用的组网示意图;
图2是IPOA协议的报文格式示意图;
图3是以太网协议的报文格式示意图;
图4是本发明中用户侧到网络侧上行业务DSLAM设备工作流程图;
图5是本发明中网络侧到用户侧下行业务DSLAM设备工作流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图对本发明进一步详细说明。
图1是本发明所应用的组网图。如图1所示,CPE是用户住宅设备,DSLAM是数字用户线接入复用器,BAS表示宽带接入服务器。本发明通过在DSLAM设备中对报文根据以太网协议封装,实现了DSLAM与IP城域网的直接相连,也可以通过城域网接入BAS,实现与其他ATM设备的通信。
图2是IPOA协议的报文格式,IPOA封装报文格式如图2所示,包括逻辑链路控制(LLC)、组织唯一标识(OUI)、以太网类型(Ether Type)、IP报文与帧校验序列(FCS)。其中,LLC占用3个字节,取值为0xAA-AA-03,OUI占用3个字节,取值为0x00-00-00,Ether Type占用2个字节,取值为0x08-00,后边的IP报文最长可以为216-9个字节,最后的FCS占用4个字节,保存报文的CRC校验值。
图3是以太网协议的报文格式示意图。以太网协议报文包括:6字节的目的介质访问控制(DMAC)地址、6字节的源介质访问控制(SMAC)地址、4字节的虚拟局域网标志(VLAN Tag)、2字节的长度/类型、46至1500字节的数据和4字节的FCS。其中,4字节的VLAN Tag包括2字节的协议标识符(TPID)以及2字节的标识控制信息(TCI),TPID的值固定为0x8100,标识控制信息由3比特的用户优先级域(Priority)、12比特的虚拟局域网标识号(VLAN ID)、1比特的规范格式指示符(CFI)组成,4字节的FCS保存报文的循环冗余校验(CRC)值。
本发明宽带接入设备支持IPOA协议的过程如图4与图5所示,分为对上行业务的处理和对下行业务的处理两种。其中,图4是本发明中用户侧到网络侧上行业务DSLAM设备工作流程图,图5是本发明中网络侧到用户侧下行业务DSLAM设备工作流程图。
如图4所示,DSLAM对上行业务的处理流程包括以下步骤:
步骤401:DSLAM设备从用户侧接收报文,即通过CPE设备接收用户的报文,该报文以ATM信元形式进行传输。
步骤402:报文整理。根据接收的ATM信元中信元头的信息,提取、组合报文中每个ATM信元48个字节信息域中的信息,并按照IPOA协议进行封装,封装后的报文格式如图2所示,其中,LLC为0xAA-AA-03,OUI为0x00-00-00,Ether Type为0x08-00。
步骤403:判断报文是否合法。对步骤402封装后的报文进行CRC校验,并统计报文长度,如果CRC值、报文长度值与报文中的CRC值与长度值都相同,说明报文在传输过程中没有发生错误,进行步骤405;如果不相同,说明报文在传输时发生错误,进行步骤404,丢弃报文,结束本流程。
步骤405:判断报文是否是转发报文。根据步骤402中获取的ATM信元中信元头的信息,判断报文类型。如果是互联网络组管理协议(IGMP)报文或者是运行管理维护(OAM)信令或者是动态主机配置协议(DHCP)报文,则进行步骤406,交CPU处理,结束本流程,否则进行步骤407;
步骤407:报文封装。根据以太网协议对当前要转发报文进行封装。封装时将IPOA报文中的LLC和OUI去掉,然后在报文的前面加上目的介质访问控制(DMAC)地址、源介质访问控制(SMAC)地址与VLAN Tag,然后再重新计算循环冗余校验(CRC),加到报文的最后作为帧校验序列(FCS),这样就完成了报文封装类型或者说协议类型的转换。
其中,报文的目的MAC地址使用通过协商获取的以太网交换机(网关)的MAC地址,源MAC地址就使用为IPOA协议转换模块设置的通用MAC地址。因为一个IPOA协议转换模块可以提供多个用户的接入,所以为IPOA协议转换模块设置通用MAC地址也允许多个,即为每个用户设置一个不同的MAC地址。
步骤408:发送报文。DSLAM将封装后的报文发送到IP城域网。
如图5所示,DSLAM对下行业务的处理流程包括以下步骤:
步骤501:DSLAM设备从网络侧接收报文,该报文是根据以太网协议封装的报文,其报文格式如图3所示。
步骤502:判断报文是否合法。对接收到的报文进行CRC校验,并统计报文长度,如果CRC值、报文长度值与报文中的CRC值与长度值都相同,说明报文在传输过程中没有发生错误,进行步骤504;如果不相同,说明报文在传输时发生错误,进行步骤503,丢弃报文,结束本流程。
步骤504:判断报文是否是转发报文。根据IP报文中保存协议类型字段的内容,判断报文类型。如果是互联网络组管理协议(IGMP)报文或者是运行管理维护(OAM)信元或者是动态主机配置协议(DHCP)报文,则进行步骤505,交CPU处理,结束本流程,否则进行步骤506;
步骤506:路由查询。根据报文中的VLAN ID信息或者根据报文中的用户IP地址信息,在预先建立的记录用户信息的表中查找转发时需要的永久虚连接(PVC)。该表是根据用户的需求在设备中事先建立的,它记录了VLAN ID、用户IP地址和虚信道标示符(VCI)、虚通道标示符(VPI)、PVC的对应关系。
步骤507:报文封装。根据IPOA协议,将接收报文报头的DMAC、SMAC与VLAN Tag去掉,加上LLC和OUI,然后再重新计算CRC,加到报文的最后作为帧校验序列(FCS),这样就完成了报文封装类型或者说协议类型的转换。其中,LLC为0xAA-AA-03,OUI为0x00-00-00,Ether Type为0x08-00。
步骤508:报文拆分。将报文分割为48个字节为单位的信元,根据步骤506查表获取的VCI、VPI信息与校验分割信元所得的值,生成ATM信元头,然后将分割信元放在ATM信元头的后边,形成ATM信元。
步骤509:发送报文,将ATM信元根据步骤506获得的PVC信息通过CPE设备发送到用户端口。
Claims (4)
1、一种宽带接入设备支持ATM网络承载IP报文协议IPOA的方法,其特征在于,该方法包括上行处理与下行处理两个过程:
在上行方向上,报文从用户侧到网络侧的传输过程包括如下步骤:
a1.从用户侧接收用户报文;
b1.根据接收到报文中ATM信元头信息,提取并组合报文中每个ATM信元信息域中的信息,然后根据IPOA协议封装该组合后的报文;
c1.将步骤b1中按IPOA协议封装的报文转换为按以太网协议封装的报文,并将封装后的报文发送到IP城域网;
在下行方向上,报文从网络侧到用户侧的传输过程包括如下步骤:
a2.接收IP城域网发送的报文;
b2.对接收到的报文进行路由查询和封装类型的转换,将按以太网协议封装的报文转换为按IPOA协议封装的报文;
c2.根据ATM信元格式拆分步骤b2中按IPOA协议封装的报文,并将拆分后的报文发到用户侧。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤c1中所述转换为按以太网协议封装报文进一步包括:先删除IPOA协议封装报文中的逻辑链路控制LLC和组织唯一标识OUI字段,再在删除LLC和OUI的报文前,顺序添加作为目的介质访问控制DMAC地址的预先协商确定的网关的介质访问控制MAC地址,以及作为源介质访问控制SMAC地址的宽带接入设备设置的MAC地址。
3、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤b2中所述的路由查询是指根据从网络侧到用户侧报文中的虚拟局域网标识VLAN ID查找永久虚连接PVC信息。
4、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤b2中所述的路由查询是指根据从网络侧到用户侧报文中用户的IP地址查找PVC信息。
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