一種寬帶接入設備支持atm網絡承載ip報文協議的方法
2023-08-01 04:25:36
專利名稱：一種寬帶接入設備支持atm網絡承載ip報文協議的方法
技術領域：
本發明涉及協議轉換技術，具體地說，涉及一種寬帶接入設備通過協議轉換支持ATM網絡承載IP報文協議(IPOA)的方法。
背景技術：
目前多數數字用戶線(DSL)技術，包括非對稱數字用戶線(ADSL)、甚高速數字用戶線(VDSL)、G.shdsl等DSL技術是基於ATM信元技術，用戶的報文經過XDSL的用戶住宅設備(CPE)，都是以ATM信元的格式通過用戶線路傳到DSLAM設備。
現有的寬帶接入設備數字用戶線接入復用器(DSLAM)對ATM信元不做終結，經過ATM層的處理後，從DSLAM的上行ATM接口出去，然後經過ATM網絡，到BAS(寬帶接入伺服器)設備或者到路由器。ATM信元的終結是在BAS設備或者路由器上進行處理的。
在以下說明中將用戶側到網絡側的轉發處理定義為上行；網絡側到用戶側的轉發處理定義為下行。
在目前的網絡中，IPOA協議適用於ATM網絡的DSLAM設備。通過該協議，DSLAM可以直接與ATM接口的BAS設備相接，也可以在ATM網絡中轉發，然後與BAS設備相接。如果現有的網絡為IP網絡，要實現IP網絡中提供IPOA接入，則現有設備不能直接支持IPOA協議的接入，需要有額外的ATM終結設備進行IPOA終結，轉換為IP上行，這樣既增加了運營商的投資，又使網絡變得複雜。
發明內容
本發明目的是要提供一種在現有寬帶接入設備DSLAM設備中支持IPOA的方案，從而實現ATM網絡與IP城域網直接互通。
本發明包括上行處理與下行處理兩個部分。在上行方向上，報文從用戶側到網絡側的傳輸過程包括如下步驟a1.從用戶側接收用戶報文；b1.根據接收到報文中ATM信元頭信息，提取並組合報文中每個ATM信元信息域中的信息，然後根據IPOA協議封裝該組合後的報文；c1.將步驟b1中按IPOA協議封裝的報文轉換為按乙太網協議封裝的報文，並將封裝後的報文發送到IP城域網；在下行方向上，報文從網絡側到用戶側的傳輸過程包括如下步驟a2.接收IP城域網發送的報文；b2.對接收到的報文進行路由查詢和封裝類型的轉換，將按乙太網協議封裝的報文轉換為按IPOA協議封裝的報文；c2.根據ATM信元格式拆分步驟b2中按IPOA協議封裝的報文，並將拆分後的報文發到用戶側。
其中，步驟c1中所述轉換為按乙太網協議封裝報文進一步包括先刪除IPOA協議封裝報文中的邏輯鏈路控制(LLC)和組織唯一標識(OUI)欄位，再在刪除LLC和OUI的報文前，順序添加作為目的介質訪問控制(DMAC)地址的預先協商確定的網關MAC地址，以及作為源介質訪問控制(SMAC)地址的寬帶接入設備設置的MAC地址。
其中，步驟b2中所述的路由查詢是指根據報文中的VLANID查找PVC信息。
其中，步驟b2中所述的路由查詢是指根據報文中用戶的IP位址查找PVC信息。
本發明通過在現有DSLAM設備中終結IPOA協議，具體地說，是在DSLAM中將IPOA協議封裝的報文轉換為乙太網格式封裝的報文，實現了DSLAM設備直接與IP網絡對接，不需要額外網絡設備來終結IPOA協議，從而降低建網成本，簡化了網絡結構；運用乙太網交換技術，增大了交換容量，由於乙太網具有強大的多播與級聯功能，從而克服了ATM網絡不支持多播、實現級聯複雜的缺陷。
圖1是本發明所應用的組網示意圖；圖2是IPOA協議的報文格式示意圖；圖3是乙太網協議的報文格式示意圖；圖4是本發明中用戶側到網絡側上行業務DSLAM設備工作流程圖；圖5是本發明中網絡側到用戶側下行業務DSLAM設備工作流程圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖對本發明進一步詳細說明。
圖1是本發明所應用的組網圖。如圖1所示，CPE是用戶住宅設備，DSLAM是數字用戶線接入復用器，BAS表示寬帶接入伺服器。本發明通過在DSLAM設備中對報文根據乙太網協議封裝，實現了DSLAM與IP城域網的直接相連，也可以通過城域網接入BAS，實現與其他ATM設備的通信。
圖2是IPOA協議的報文格式，IPOA封裝報文格式如圖2所示，包括邏輯鏈路控制(LLC)、組織唯一標識(OUI)、乙太網類型(Ether Type)、IP報文與幀校驗序列(FCS)。其中，LLC佔用3個字節，取值為0xAA-AA-03，OUI佔用3個字節，取值為0x00-00-00，Ether Type佔用2個字節，取值為0x08-00，後邊的IP報文最長可以為216-9個字節，最後的FCS佔用4個字節，保存報文的CRC校驗值。
圖3是乙太網協議的報文格式示意圖。乙太網協議報文包括6位元組的目的介質訪問控制(DMAC)地址、6位元組的源介質訪問控制(SMAC)地址、4位元組的虛擬區域網標誌(VLAN Tag)、2位元組的長度/類型、46至1500位元組的數據和4位元組的FCS。其中，4位元組的VLAN Tag包括2位元組的協議標識符(TPID)以及2位元組的標識控制信息(TCI)，TPID的值固定為0x8100，標識控制信息由3比特的用戶優先級域(Priority)、12比特的虛擬區域網標識號(VLAN ID)、1比特的規範格式指示符(CFI)組成，4位元組的FCS保存報文的循環冗餘校驗(CRC)值。
本發明寬帶接入設備支持IPOA協議的過程如圖4與圖5所示，分為對上行業務的處理和對下行業務的處理兩種。其中，圖4是本發明中用戶側到網絡側上行業務DSLAM設備工作流程圖，圖5是本發明中網絡側到用戶側下行業務DSLAM設備工作流程圖。
如圖4所示，DSLAM對上行業務的處理流程包括以下步驟步驟401DSLAM設備從用戶側接收報文，即通過CPE設備接收用戶的報文，該報文以ATM信元形式進行傳輸。
步驟402報文整理。根據接收的ATM信元中信元頭的信息，提取、組合報文中每個ATM信元48個字節信息域中的信息，並按照IPOA協議進行封裝，封裝後的報文格式如圖2所示，其中，LLC為0xAA-AA-03，OUI為0x00-00-00，Ether Type為0x08-00。
步驟403判斷報文是否合法。對步驟402封裝後的報文進行CRC校驗，並統計報文長度，如果CRC值、報文長度值與報文中的CRC值與長度值都相同，說明報文在傳輸過程中沒有發生錯誤，進行步驟405；如果不相同，說明報文在傳輸時發生錯誤，進行步驟404，丟棄報文，結束本流程。
步驟405判斷報文是否是轉發報文。根據步驟402中獲取的ATM信元中信元頭的信息，判斷報文類型。如果是網際網路組管理協議(IGMP)報文或者是運行管理維護(OAM)信令或者是動態主機配置協議(DHCP)報文，則進行步驟406，交CPU處理，結束本流程，否則進行步驟407；
步驟407報文封裝。根據乙太網協議對當前要轉發報文進行封裝。封裝時將IPOA報文中的LLC和OUI去掉，然後在報文的前面加上目的介質訪問控制(DMAC)地址、源介質訪問控制(SMAC)地址與VLAN Tag，然後再重新計算循環冗餘校驗(CRC)，加到報文的最後作為幀校驗序列(FCS)，這樣就完成了報文封裝類型或者說協議類型的轉換。
其中，報文的目的MAC地址使用通過協商獲取的乙太網交換機(網關)的MAC地址，源MAC地址就使用為IPOA協議轉換模塊設置的通用MAC地址。因為一個IPOA協議轉換模塊可以提供多個用戶的接入，所以為IPOA協議轉換模塊設置通用MAC地址也允許多個，即為每個用戶設置一個不同的MAC地址。
步驟408發送報文。DSLAM將封裝後的報文發送到IP城域網。
如圖5所示，DSLAM對下行業務的處理流程包括以下步驟步驟501DSLAM設備從網絡側接收報文，該報文是根據乙太網協議封裝的報文，其報文格式如圖3所示。
步驟502判斷報文是否合法。對接收到的報文進行CRC校驗，並統計報文長度，如果CRC值、報文長度值與報文中的CRC值與長度值都相同，說明報文在傳輸過程中沒有發生錯誤，進行步驟504；如果不相同，說明報文在傳輸時發生錯誤，進行步驟503，丟棄報文，結束本流程。
步驟504判斷報文是否是轉發報文。根據IP報文中保存協議類型欄位的內容，判斷報文類型。如果是網際網路組管理協議(IGMP)報文或者是運行管理維護(OAM)信元或者是動態主機配置協議(DHCP)報文，則進行步驟505，交CPU處理，結束本流程，否則進行步驟506；步驟506路由查詢。根據報文中的VLAN ID信息或者根據報文中的用戶IP位址信息，在預先建立的記錄用戶信息的表中查找轉發時需要的永久虛連接(PVC)。該表是根據用戶的需求在設備中事先建立的，它記錄了VLAN ID、用戶IP位址和虛信道標示符(VCI)、虛通道標示符(VPI)、PVC的對應關係。
步驟507報文封裝。根據IPOA協議，將接收報文報頭的DMAC、SMAC與VLAN Tag去掉，加上LLC和OUI，然後再重新計算CRC，加到報文的最後作為幀校驗序列(FCS)，這樣就完成了報文封裝類型或者說協議類型的轉換。其中，LLC為0xAA-AA-03，OUI為0x00-00-00，Ether Type為0x08-00。
步驟508報文拆分。將報文分割為48個字節為單位的信元，根據步驟506查表獲取的VCI、VPI信息與校驗分割信元所得的值，生成ATM信元頭，然後將分割信元放在ATM信元頭的後邊，形成ATM信元。
步驟509發送報文，將ATM信元根據步驟506獲得的PVC信息通過CPE設備發送到用戶埠。
權利要求
1.一種寬帶接入設備支持ATM網絡承載IP報文協議(IPOA)的方法，其特徵在於，該方法包括上行處理與下行處理兩個過程在上行方向上，報文從用戶側到網絡側的傳輸過程包括如下步驟a1.從用戶側接收用戶報文；b1.根據接收到報文中ATM信元頭信息，提取並組合報文中每個ATM信元信息域中的信息，然後根據IPOA協議封裝該組合後的報文；c1.將步驟b1中按IPOA協議封裝的報文轉換為按乙太網協議封裝的報文，並將封裝後的報文發送到IP城域網；在下行方向上，報文從網絡側到用戶側的傳輸過程包括如下步驟a2.接收IP城域網發送的報文；b2.對接收到的報文進行路由查詢和封裝類型的轉換，將按乙太網協議封裝的報文轉換為按IPOA協議封裝的報文；c2.根據ATM信元格式拆分步驟b2中按IPOA協議封裝的報文，並將拆分後的報文發到用戶側。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟c1中所述轉換為按乙太網協議封裝報文進一步包括先刪除IPOA協議封裝報文中的邏輯鏈路控制(LLC)和組織唯一標識(OUI)欄位，再在刪除LLC和OUI的報文前，順序添加作為目的介質訪問控制(DMAC)地址的預先協商確定的網關MAC地址，以及作為源介質訪問控制(SMAC)地址的寬帶接入設備設置的MAC地址。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟b2中所述的路由查詢是指根據從網絡側到用戶側報文中的虛擬區域網(VLAN)ID查找永久虛連接(PVC)信息。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟b2中所述的路由查詢是指根據從網絡側到用戶側報文中用戶的IP位址查找PVC信息。
全文摘要
本發明公開了一種寬帶接入設備支持ATM網絡承載IP報文協議的方法。該方法包括在從用戶側到網絡側的上行方向上，寬帶接入設備對接收的報文進行整理以及封裝協議類型的轉換，即將按照IPOA協議封裝的報文轉換為按照乙太網協議封裝的報文，然後發送到IP城域網；在從網絡側到用戶側的下行方向上，寬帶接入設備對接收的報文進行封裝協議的轉換，即將按照乙太網協議封裝的報文轉換為按照IPOA協議封裝的報文，並進行路由查詢，獲得相關PVC的信息，然後發送到用戶側。本發明解決了ATM網絡與IP城域網實現互通需要增加額外終結設備的問題，簡化了網絡結構，降低了運營成本，增強了ATM網絡多播與級聯的功能。
文檔編號H04L12/24GK1571395SQ0314959
公開日2005年1月26日 申請日期2003年7月17日 優先權日2003年7月17日
發明者謝衛平, 趙求鵬, 徐恩啟 申請人:華為技術有限公司