接入復用器的製作方法

2023-05-10 22:29:46

專利名稱：接入復用器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種接入復用器，其包括用於連接網絡鏈路與網絡單元的網絡接口、用於連接用戶鏈路與用戶單元的用戶接口，以及用於耦合所述網絡接口和所述用戶接口的裝置。
這種接入復用器的實例是數字用戶線接入復用器，這種網絡單元的實例是邊緣路由器，這種用戶單元的實例是諸如路由器、數據機和個人計算機的用戶端設備，不排斥其它類型的接入復用器、其它類型的網絡單元和其它類型的用戶單元。
背景技術：
現有技術的接入復用器是眾所周知的常識。它包括諸如交叉連接或用於連接一方面的網絡接口和另一方面的用戶接口的橋接器，不排除其它類型的耦合裝置。網絡接口連接了耦合到網絡單元的網絡鏈路。第一用戶接口連接了耦合到第一用戶單元的第一用戶鏈路，第二用戶接口連接了耦合到第二用戶單元的第二用戶鏈路。網絡接口將網絡鏈路耦合到耦合裝置，反之亦然。第一用戶接口將第一用戶鏈路耦合到耦合裝置，反之亦然。耦合到第二用戶鏈路的第二用戶接口連接到耦合裝置，反之亦然。
已知接入復用器是不利的，尤其是緣於這樣的事實例如，在用戶單元形成同一子網的一部分的情況下，以及在網絡鏈路包括乙太網連接的情況下，將需要每個用戶單元的虛擬區域網標籤。於是，虛擬區域網標籤聚合必須在網絡單元中執行，並且下行廣播業務必須經虛擬區域網連接並行發送。這是一種相對低效的環境。

發明內容
特別地，本發明的目的在於提供一種如上所述的接入復用器，所述接入復用器形成部分相對高效環境的一部分。
根據本發明的接入復用器的特徵在於，所述接入復用器包括用於分配媒體訪問控制地址給網際協議會話的裝置，並且包括用於依照分配控制接入復用器的裝置。
分配裝置分配第一媒體訪問控制地址給第一網際協議會話，分配與第一媒體訪問控制地址不同的第二媒體訪問控制地址給第二網際協議會話。這樣，媒體訪問控制地址用在接入復用器內部。源自分配裝置的分配提供給控制裝置，以依照所述分配控制接入復用器(耦合裝置)(內部的路由)。這種接入復用器使得其環境相對高效。例如，在用戶單元形成同一子網一部分的情況下，以及在網絡鏈路包括乙太網連接的情況下，就不再需要每用戶單元的虛擬區域網標籤。那麼，虛擬區域網標籤聚合不再必須在網絡單元中執行或僅需降級執行，而且下行廣播業務不再需要並行發送。
根據本發明的接入復用器的進一步的優點在於，特別地，它自身更有效率，因為，例如在用戶單元形成同一子網的一部分的情況下，以及在網絡鏈路包括乙太網連接的情況下，接入復用器不再必須處理聚合的虛擬區域網業務。
在用戶單元不形成同一子網的一部分的情況下/或在網絡鏈路不包括乙太網連接的情況下，根據本發明接入復用器仍然被看好。
分配裝置例如包括用於存儲媒體訪問控制地址的裝置和網際協議會話的表示，所述表示例如網際協議會話標識。這種網際協議會話經用戶單元並經用戶接口發生。
根據本發明接入復用器的實施例的特徵在於，網際協議會話的媒體訪問控制地址是內部媒體訪問控制地址，所述內部媒體訪問控制地址在從網絡單元到接入復用器的下行方向上是目的地址，從接入復用器到網絡單元的上行方向上是源地址。
這種內部媒體訪問控制地址取代例如整個接入復用器的公共媒體訪問控制地址。這些媒體訪問控制地址為內部媒體訪問控制地址，因為它們都分配給接入復用器內部的內部業務且/或諸如用戶接口的接入復用器內部部分。然而，這些內部媒體訪問控制地址還用於接入復用器和網絡單元間的外部通信。
根據本發明的接入復用器的實施例的特徵在於，耦合裝置包括每子網的交叉連接、構成子網的一部分的用戶單元。
特別是在用戶單元形成同一子網的一部分的情況下，根據本發明的接入復用器是十分有利的。
根據本發明的接入復用器的實施例的特徵在於，網絡鏈路包括由每子網的虛擬區域網標籤定義的乙太網連接。
特別是在網絡鏈路包括由每子網的虛擬區域網標籤定義的乙太網連接的情況下，根據本發明的接入復用器是十分有利的。
根據本發明的接入復用器的實施例特徵在於，分配裝置包括用於將虛擬區域網標籤和媒體訪問控制地址的組合關聯到網際協議會話的會話標識的裝置，並且，所述分配包括源自關聯裝置的關係。
關聯裝置例如包括用於存儲關係的裝置，例如用於存儲第一列虛擬區域網標籤及第二列媒體訪問控制地址和第三列網際協議會話的會話標識中的每一行的表格存儲器。這種會話標識可能對應於耦合到用戶接口的埠的埠號或者可能對應於耦合到用戶接口的埠的埠號和地址的組合，所述地址例如耦合到該用戶接口或其用戶的用戶單元的媒體訪問控制地址，下面將進一步說明。
根據本發明的接入復用器的實施例特徵在於，用戶鏈路包括異步傳輸模式連接或乙太網連接。
尤其在用戶鏈路包括異步傳輸模式連接或乙太網連接的情況下，根據本發明的接入復用器將會十分有利。在用戶鏈路包括異步傳輸模式連接的情況下，媒體訪問控制地址到網際協議會話的分配將對應於分配媒體訪問控制地址到該網際協議會話涉及的用戶接口和/或分配媒體訪問控制地址到用戶單元和接入復用器之間的永久虛擬連接。在用戶鏈路包括乙太網連接的情況下，媒體訪問控制地址到網際協議會話的分配將對應於分配媒體訪問控制地址到該網際協議會話所涉及的用戶接口(乙太網埠)和用戶單元或其用戶的媒體訪問控制地址的組合，和/或分配媒體訪問控制地址到用戶單元和接入復用器之間的永久虛擬連接以及用戶單元或其用戶的媒體訪問控制地址的組合。
本發明還涉及如上定義的用在接入復用器中的裝置。這些裝置可以是分配裝置或關聯裝置。這樣的裝置可以獨立於根據本發明接入復用器而被出售和/或生產和/或安裝。
本發明還涉及用在接入復用器中的方法，所述接入復用器包括用於連接網絡鏈路與網絡單元的網絡接口，包括用於連接用戶鏈路與用戶單元的用戶接口，以及包括用於耦合所述網絡接口和所述用戶接口的裝置。
根據本發明的方法的特徵在於，所述方法包括分配媒體訪問控制地址給網際協議會話的第一方法步驟，以及包括依照分配控制接入復用器的第二方法步驟。
根據本發明的方法的實施例與根據本發明的接入復用器的實施例一致。
本發明還涉及用於執行如上定義的方法的方法步驟的電腦程式產品。
本發明還涉及包括如上定義的電腦程式產品的介質。
本發明尤其基於這樣的認識例如，整個接入復用器的一個公共媒體訪問控制地址導致了低效的環境。本發明尤其基於這樣的基本思想應該分配媒體訪問控制地址到網際協議會話，並且應該依照分配控制接入復用器。
特別地，本發明解決了這樣的問題提供一種接入復用器，其形成相對高效的環境的一部分。特別地，根據本發明的接入復用器的更有利之處在於，其自身是更高效的，因為，例如在用戶單元形成同一子網的一部分的情況下，以及在網絡鏈路包括乙太網連接的情況下，接入復用器不再必須處理聚合的虛擬區域網業務。
根據下面參照實施例的說明，本發明的這些和其它方面將變得明顯。


圖1概略地示出耦合到網絡單元和三個用戶單元的根據本發明的接入復用器，圖2概略地示出耦合到網絡單元和二加二用戶單元的根據本發明的接入復用器，以及圖3較詳細地圖示了根據本發明接入復用器。
具體實施例方式
如圖1所示的根據本發明的接入復用器1經由網絡鏈路12耦合到網絡單元2，並經由第一用戶鏈路13耦合到第一用戶單元3，經由第二用戶鏈路14耦合到第二用戶單元4，經由第三用戶鏈路15耦合到第三用戶單元5。用戶單元3-5形成同一子網10的一部分。接入復用器1例如是數字用戶線接入復用器，網絡單元2例如是邊緣路由器，用戶單元3-5例如是諸如路由器、數據機和個人計算機的用戶端設備。用戶鏈路13-15包括例如異步傳輸模式連接。
如圖2所示，根據本發明的接入復用器1經由網絡鏈路12耦合到網絡單元2，經由用戶鏈路16-19耦合到用戶單元6-9。用戶單元6-9形成同一子網10的一部分。用戶鏈路16、17包括例如異步傳輸模式連接，用戶鏈路18、19包括例如乙太網連接。
如圖3所示，根據本發明的接入復用器1包括用於連接網絡鏈路12的網絡接口22、用於連接第一用戶鏈路13的第一用戶接口23、用於連接第二用戶鏈路14的第二用戶接口24、用於連接第三用戶鏈路15的第三用戶接口25、用於一方面耦合網絡接口22而另一方面耦合用戶接口23-25的裝置31，還包括用於控制接入復用器1的裝置30。控制裝置30包括用於分配媒體訪問控制地址到網際協議會話的裝置32，所述網際協議會話經由用戶單元3-5和用戶接口23-25執行。控制裝置30依照源自分配裝置32的分配控制接入復用器1，還包括用於監視接口22和23-25的監視裝置36、37，例如用於報告輸入和/或輸出業務，還包括用於存儲控制信息的裝置35。優選地，分配裝置32包括用於將虛擬區域網標籤和媒體訪問控制地址的組合關聯到網際協議會話的會話標識的裝置33。會話標識可能對應於耦合到用戶接口的埠的埠號，或者可能對應於耦合到用戶接口的埠的埠號和地址的組合，所述地址例如耦合到該用戶接口或其用戶的用戶單元的媒體訪問控制地址，其中分配包括源自關聯裝置33的關係。裝置32-37耦合到處理器34。耦合裝置31例如包括交叉連接或橋接器。監視裝置36、37還可用於連接接口22-25和處理器34，用於控制接口22-25的緩衝功能和/或封裝功能和/或拆封功能和/或地址置換功能和/或地址刪除功能等等。
在現有技術狀況下，分配裝置32沒有出現，接入復用器1例如由公共媒體訪問控制地址定義，用於與網絡單元2和用戶單元3-5通信。在用戶單元3-5形成同一子網10的一部分的情況下，以及在網絡鏈路12包括乙太網連接的情況下，每個用戶單元3-5就會需要虛擬區域網標籤。然後，虛擬區域網標籤聚合必須在網絡單元2中執行，且下行廣播業務必須經虛擬區域網並行發送。這是一種相對低效的環境。
更特別地，對於諸如用戶端設備CPE的用戶單元，其中所述用戶端設備作為經由異步傳輸模式上的網際協議IPoA封裝連接到數字用戶線接入復用器DSLAM的路由器(商業用戶)，DSLAM交叉連接CPE IPoA用戶接口到乙太網上的網際協議IPoE網絡接口，所述IPoE網絡接口通過由虛擬區域網標籤VLAN標識，其在採取服務提供商邊緣路由器形式的網絡單元上終止。於是，在上行方向-IP分組從IPoA中提取，封裝進IPoE中並且橋接到邊緣路由器，-在目的IP位址為單播IP位址的情況下(當目的IP為廣播時，目的MAC地址也應該為廣播，當目的IP為多播時，目的MAC地址應該為多播)，目的媒體訪問控制MAC地址(邊緣路由器的MAC地址)經諸如地址解析協議ARP的協議獲悉或者在DSLAM中配置，並且-源MAC地址是DSLAM的MAC地址，
並且，在下行方向-IP分組從IPoA中提取，封裝進IPoA並且在CPE用戶接口(永久虛擬連接)上發送。
在IPoA網絡接口上，DSLAM的MAC地址用作源MAC地址(在上行方向)和除廣播與多播分組外的目的MAC地址(在下行方向)，並且對於每個CPE一個VLAN用作唯一地標識CPE接口。
如果形成相同子網一部分的多個CPE連接到DSLAM，那麼VLAN聚合必須在邊緣路由器上啟用。然後，VLAN-1用於第一CPE，VLAN-2用於第二CPE等。由於兩個VLAN都在同一個子網中，VLAN-1和VLAN-2必須作為VLAN聚合在邊緣路由器中配置。
此外，作為結果，任何在下行方向的廣播分組將在每個VLAN中(例如，經ARP)發送。因此，這導致乙太網城域網絡EMAN中的更多業務。
根據本發明，相對高效的環境是通過引入用於分配媒體訪問控制地址給網際協議會話的分配裝置32以及通過使控制裝置30依照分配控制接入復用器1來產生的。
分配裝置32分配第一媒體訪問控制地址到第一網際協議會話，分配不同於第一媒體訪問控制地址的第二媒體訪問控制地址到第二網際協議會話以及分配不同於第一和第二媒體訪問控制地址的第三媒體訪問控制地址到第三網際協議會話。這樣，媒體訪問控制地址用在接入復用器1的內部。源自分配裝置32的分配提供給控制裝置30，以依照分配控制接入復用器1(內部的路由)。
分配裝置32例如包括用於存儲媒體訪問控制地址的裝置和諸如網際協議會話標識的網際協議會話的表示。
優選地，網際協議會話的媒體訪問控制地址為內部媒體訪問控制地址，在從網絡單元2到接入復用器1的下行方向上，該地址是目的地址(除廣播和多播)，從接入復用器1到網絡單元2的上行方向上，該地址是源地址，下面還要更詳細地說明。
這種內部媒體訪問控制地址代替例如整個接入復用器1的一個公共媒體訪問控制地址。這些媒體訪問控制地址為內部媒體訪問控制地址，是因為它們被分配給接入復用器1裡的內部業務和/或諸如用戶接口23-25的接入復用器1裡的內部部分。然而，這些內部媒體訪問控制地址還可用在接入復用器1和網絡單元2間的外部通信中。
優選地，網絡鏈路12包括由每個子網10的虛擬區域網標籤定義的乙太網連接，和/或分配裝置32包括用於將虛擬區域網標籤和媒體訪問控制地址的組合關聯到網際協議會話的會話標識的關聯裝置33，分配包括源自關聯裝置33的關係。關聯裝置33例如包括用於存儲關係的裝置，例如用於存儲第一列虛擬區域網標籤和第二列媒體訪問控制地址以及第三列網際協議會話的會話標識的每行的表格存儲器。該會話標識可能對應於耦合到用戶接口的埠的埠號或可能對應於耦合到用戶接口的埠的埠號和地址的組合，所述地址例如耦合到該用戶接口或其用戶的用戶單元的媒體訪問控制地址。
更特別地，本發明在DSLAM中引入用於每個子網的交叉連接，在子網中，交叉連接安排將VLAN連同內部指定的MAC地址轉換成CPE埠號，以便用傳送的封裝(IPoA)唯一標識CPE埠。這種轉換使用資料庫來完成，所述資料庫包括VLAN和內部指定給相應交叉連接CPE埠號的MAC地址之間的關係。
於是在每個IP子網的DSLAM和邊緣路由器之間只有一個VLAN。DSLAM給每個PVC分配內部MAC地址，並且在下行方向中基於VLAN+MAC地址組合來選擇CPE接口(PVC)。
對於單播IP分組，從IPoA CPE接口接收的IP分組的轉發如下進行-IP分組被封裝進乙太網，-將VLAN設置為與CPE接口相關的VLAN，-將源MAC設置為分配給CPE接口的內部MAC，-將目的MAC設置為邊緣路由器的MAC(在DSLAM中配置或者經ARP獲知)，-在IP分組廣播情況下，將目的MAC設置為廣播MAC，
-在IP分組多播情況下，將目的MAC設置為多播MAC(從多播目的IP位址中獲取)。
對於單播IP分組，從IPoE網絡接口接收的IP分組到IPoA CPE接口的下行轉發如下進行-VLAN是與交叉連接相關的VLAN，-目的MAC是分配給CPE接口的內部MAC，-CPE接口是基於VLAN+目的MAC組合而選擇的，-IP分組封裝進ATM並在CPE接口上發送，-在IP分組廣播的情況下，目的MAC是廣播MAC，IP分組的一個拷貝在與VLAN相關的每個CPE接口上發送，-在IP分組多播的情況下，目的MAC是多播MAC，IP分組的一個拷貝在與VLAN相關的每個CPE接口上發送。
可選地，網際網路組管理協議IGMP探聽可以在DSLAM中啟用。在這種情況下，多播IP分組可以根據由探聽IGMP消息動態建立的多播樹來發送。
由邊緣路由器發起的廣播ARP請求如下進行-VLAN是與交叉連接相關的VLAN，-將目標IP位址(在ARP消息中)和與VLAN相關的CPE的IP位址相比較。
如果存在匹配，則DSLAM會發送ARP應答，這種情況下，將源IP位址設置為CPE的內部MAC地址，所述CPE的IP位址與ARP請求中的目標IP位址匹配，這需要DSLAM獲知CPE的IP位址，CPE IP位址可以在DSLAM中靜態地配置，也可由探聽動態主機配置協議DHCP消息動態獲知。還有一種可能是，存在經由IPoE接口連接到DSLAM的CPE，並且它們和IPoA CPE在同一子網中。在這種情況下，為了確保CPE MAC地址不會與分配給IPoE CPE的內部MAC地址不諧調，最好對於IPoECPE執行MAC轉換。
對於IP分組的單播、廣播、多播，接收自IPoE CPE接口的IP分組的上行轉發如下進行-將VLAN設置為與CPE子網相關的VLAN，-源MAC由分配給CPE MAC的內部MAC代替，-目的MAC保持不變。
ARP處理如下進行-DSLAM提供ARP代理，-DSLAM用ARP應答響應，這種情況下，將源MAC設置為邊緣路由器MAC，-邊緣路由器MAC可以在DSLAM中配置，或者經ARP獲知。
對於單播IP分組，從IPoE邊緣路由器接口接收的IP分組至IPoE CPE接口的下行轉發如下進行-VLAN是與交叉連接相關的VLAN，-目的MAC分配給CPE MAC的內部MAC，-基於VLAN+目的MAC的組合選擇CPE接口，-在CPE接口上發送IPoE分組，-目的MAC由CPE MAC代替，-源MAC保持不變，-在廣播IP分組的情況下，目的MAC是廣播MAC，在與VLAN相關的每個CPE接口上發送IPoE分組的一個拷貝，-在多播IP分組的情況下，目的MAC是多播MAC，在與VLAN相關的每個CPE接口上發送IPoE分組的一個拷貝。
可選地，IGMP探聽可以在DSLAM中啟用。在這種情況下，多播IP分組根據由探聽IGMP消息動態建立的多播樹發送。
由邊緣路由器發起的ARP請求的廣播如下進行-DSLAM提供ARP代理，-VLAN是與交叉連接相關的VLAN，-將目標IP位址(在ARP消息中)和與VLAN相關CPE的IP位址進行比較，
-如果存在匹配，則DSLAM發送ARP應答，這種情況下，將源MAC設置為對應於CPE MAC的內部MAC，其中所述CPE MAC的IP位址與ARP請求中的目標地址相匹配，-這要求DSLAM獲知CPE的IP位址，CPE IP位址可以在DSLAM中靜態配置也可以由探聽DHCP消息動態獲知。
在CPE接口封裝類型IPoA或IPoE不能預先知曉的情況下，可以在DSLAM中啟用封裝類型的自動檢測。在這種情況下，DSLAM基於由CPE發送的幀檢測封裝類型並且因此適應交叉連接的性能。
這一切所產生的好處，例如由於每個子網只需要一個VLAN，EMAN網絡中VLAN的數量減少，以及例如在邊緣路由器上不必需要VLAN聚合。
在圖1-3中，每個耦合/連接可以是有線耦合/連接或無線耦合/連接。示出的任何模塊都可以分割成子模塊，並且任何兩個或更多模塊可以合併成新的更大的模塊。示出的任何模塊可以包括硬體和/或軟體。根據本發明電腦程式產品可以存儲在和/或包括固定介質，如存儲裝置35或未示出的可移動介質。
在例如「用於連接」的表述方式「用於」等不排除同時或不同時地也執行其它功能。表述方式「耦合到Y的X」、「X與Y間的耦合」和「耦合X與Y」等，不排除在X與Y間存在元件Z。表述方式「P包括Q」和「包括Q的P」等，不排除同樣包括/包括元件R。
分配和控制的步驟和/或功能不排除更多步驟和/或功能，尤其是例如針對附圖所描述的步驟和/或功能。
權利要求
1.一種接入復用器(1)，包括用於連接網絡鏈路(12)和網絡單元(2)的網絡接口(22)、用於連接用戶鏈路(13)和用戶單元(3)的用戶接口(23)，以及用於耦合網絡接口(22)和用戶接口(23)的裝置(31)，其特徵在於，所述接入復用器(1)包括用於將媒體訪問控制地址分配給網際協議會話的裝置(32)，以及用於依照分配控制所述接入復用器(1)的裝置(30)。
2.根據權利要求1的接入復用器(1)，其特徵在於，所述網際協議會話的所述媒體訪問控制地址是內部媒體訪問控制地址，該地址在從所述網絡單元(2)到所述接入復用器(1)的下行方向上是目的地址，並且在從所述接入復用器(1)到所述網絡單元(2)的上行方向上是源地址。
3.根據權利要求2的接入復用器(1)，其特徵在於，所述耦合裝置(31)包括每子網(10)的交叉連接，所述用戶單元(3)形成所述子網(10)的一部分。
4.根據權利要求3的接入復用器(1)，其特徵在於，所述網絡鏈路(12)包括由每子網(10)的虛擬區域網標籤定義的乙太網連接。
5.根據權利要求4的接入復用器(1)，其特徵在於，所述分配裝置(32)包括用於將虛擬區域網標籤和媒體訪問控制地址的組合關聯到所述網際協議會話的會話標識的裝置(33)，還在於所述分配包括發源於所述關聯裝置(33)的關係。
6.根據權利要求5的接入復用器(1)，其特徵在於，所述用戶鏈路(13，14)包括異步傳輸模式連接或乙太網連接。
7.根據權利要求1-6中任一項所限定的裝置(32，33)，用在接入復用器(1)中。
8.一種在接入復用器(1)中使用的方法，所述接入復用器(1)包括用於連接網絡鏈路(12)和網絡單元(2)的網絡接口(22)、用於連接用戶鏈路(13)和用戶單元(3)的用戶接口(23)，以及用於耦合網絡接口(22)和用戶接口(23)的裝置(31)，其特徵在於，所述方法包括分配媒體訪問控制地址給網際協議會話用戶接口(23，24)的第一方法步驟，以及依照分配控制所述接入復用器(1)的第二方法步驟。
9.一種電腦程式產品，用於執行如權利要求8限定的方法的方法步驟。
10.一種包括如權利要求9中限定的電腦程式產品的介質。
全文摘要
一種接入復用器(1)，包括用於連接網絡鏈路(12)和網絡單元(2)的網絡接口(22)、用於連接用戶鏈路(13)和用戶單元(3)的用戶接口(23)以及用於耦合網絡接口(22)和用戶接口(23)的裝置(31)，為提高效率，引入分配裝置(32)用於將媒體訪問控制地址分配給網際協議會話，並引入控制裝置(30)用於依照分配控制接入復用器(1)。用戶單元(3－5)形成一個子網(10)的一部分。網絡鏈路(12)包括由每子網(10)的虛擬區域網標籤定義的乙太網連接。分配裝置(32)包括用於將虛擬區域網標籤和媒體訪問控制地址的組合關聯到網際協議會話的會話標識的關聯裝置(33)，所述分配包括關係。用戶鏈路(13－15)包括異步傳輸模式連接或乙太網連接。
文檔編號H04L29/10GK1997035SQ20061016707
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月14日 優先權日2005年12月15日
發明者R·切廷, R·J·L·佩特斯 申請人:阿爾卡特朗訊公司