專利名稱：用于在光網(wǎng)絡(luò)上傳輸分組數(shù)據(jù)的方法和裝置的制作方法
發(fā)明人潘平和拉爾夫·西奧多·奧夫梅斯泰相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本發(fā)明要求由共同發(fā)明人潘平和拉爾夫·西奧多·奧夫梅斯在2003年1月15日提交的、題為“A METHOD AND APPARATUS FOR TRANSPORTINGLAYER-2 TRAFFIC COVER SONET/SDH NETWORKS(傳輸?shù)诙油ㄐ艠I(yè)務(wù)覆蓋SONET/SDH網(wǎng)絡(luò)的方法和裝置)”的第60/440,313號(hào)美國臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該文的全部內(nèi)容并入本文作為參考。
發(fā)明
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及用于在例如SONET/SDH網(wǎng)絡(luò)的光傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳輸不同的通信業(yè)務(wù)(traffic)類型(例如，不同類型的第二層通信業(yè)務(wù))的方法和裝置。本發(fā)明尤其涉及利用直接承載于SONET、SDH或OTN層之上的虛擬線路來傳輸不同的數(shù)據(jù)分組(data packet)通信業(yè)務(wù)類型，例如各種類型的第二層通信業(yè)務(wù)。
相關(guān)技術(shù)描述當(dāng)今的服務(wù)供應(yīng)商通信網(wǎng)絡(luò)包括被設(shè)計(jì)用來傳輸和路由各種通信業(yè)務(wù)(traffic)的多種設(shè)備。常規(guī)地，這些網(wǎng)絡(luò)從語音/電話服務(wù)發(fā)展而來，所以它們被設(shè)計(jì)成承載終端用戶之間的固定規(guī)模(fixed-sized)的線路連接。隨著數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)展和容量需求的增長，幾代分組交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被安裝到網(wǎng)絡(luò)中以路由分組數(shù)據(jù)。例如，ATM、吉比特以太網(wǎng)和MPLS，如圖21所示。
盡管新的分組交換技術(shù)不斷出現(xiàn)，但是由于對(duì)終端用戶來說需要許多年才能逐步淘汰特殊的技術(shù)，所以服務(wù)提供商必須繼續(xù)提供對(duì)舊技術(shù)的服務(wù)。這使得服務(wù)提供商需要維護(hù)幾種獨(dú)立的分組交換網(wǎng)絡(luò)以承載不同類型的服務(wù)。提供和維護(hù)上述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)是高成本的，因此，將這些分組交換網(wǎng)絡(luò)集中在一個(gè)公共網(wǎng)絡(luò)中將是有益的。如圖21所示，第二層和MPLS交換機(jī)被部署以將數(shù)據(jù)流匯聚到SONET干線中。
在現(xiàn)有技術(shù)中，線路交換連接被用來在不同的分組交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間提供傳輸功能。但是，這些線路交換連接的靈活性是有限制的它們?cè)谟邢薜膸挻笮?0Gbps，2.5Gbps，622Mbps，155Mbps，53Mbps，1.5Mbps，64Kbps中是可用的，并獨(dú)立于分組交換通信業(yè)務(wù)而被提供(provisioned)和維護(hù)。這些線路連接的固有特性造成了在承載分組數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)時(shí)這些線路交換網(wǎng)絡(luò)的容量利用率是低效的。
因此，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的分組數(shù)據(jù)層(第二層)和線路交換層(第一層)之間的接口使得網(wǎng)絡(luò)利用效率低下，并使得服務(wù)提供商的供應(yīng)和維護(hù)任務(wù)變得困難和昂貴。
在本文中描述的發(fā)明提供了一種可將第二層/MPLS分組數(shù)據(jù)匯聚功能直接耦合到線路交換設(shè)備上并集成第一層和第二層連接中的控制和管理的方法。上述功能的集成將大大地降低了運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的供應(yīng)和維護(hù)費(fèi)用，并提高了網(wǎng)絡(luò)容量的利用率。本發(fā)明的有益效果在圖22中是顯而易見的。
盧卡·馬蒂尼(Luca Martini)以及他人在大量的因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)草案中引進(jìn)了虛擬線路(pseudo-wires)的概念，它被廣泛地稱為“馬蒂尼草案”。在馬蒂尼的設(shè)計(jì)中，一些虛擬線路可以從多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)和/或IP干線網(wǎng)絡(luò)的邊緣發(fā)起。一旦虛擬線路被建立，用戶的第二層通信業(yè)務(wù)可被聚合(aggregate)入虛擬線路。為了控制虛擬線路，LDP(標(biāo)簽分配協(xié)議)消息通過干線網(wǎng)絡(luò)被路由以在網(wǎng)絡(luò)邊緣之間通信。馬蒂尼草案設(shè)計(jì)的一個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)是，通信運(yùn)營商必須依賴于具有昂貴的高性能路由器的MPLS/IP干線來支持控制消息發(fā)送和標(biāo)簽分配協(xié)議，因此，它極大地增加了本來是廉價(jià)和相對(duì)簡單的傳輸?shù)诙油ㄐ艠I(yè)務(wù)的費(fèi)用。事實(shí)上，這些路由器被必要地用來執(zhí)行相對(duì)地瑣碎的交換功能。
并行發(fā)展的是，光纖互操作論壇(OIF)定義了一種用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)規(guī)格，它允許用戶請(qǐng)求建立同步光纖網(wǎng)(SONET)連接以用于數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。然而，在UNI方案中存在許多問題
●由于用戶和網(wǎng)元都必須實(shí)現(xiàn)UNI規(guī)格，因此，極大地增加了實(shí)現(xiàn)成本，并產(chǎn)生了與非UNI網(wǎng)絡(luò)(它與能夠提供UNI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接口)的兼容性問題。
●現(xiàn)有的OIF UNI的設(shè)計(jì)僅通過光接口為用戶和網(wǎng)元提供接口。
喬治·斯沃婁(George Swallow)及他人提出了一種層疊模型(overlaymodel)，其中MPLS路由器可利用RSVP(用于通信業(yè)務(wù)工程的資源預(yù)留協(xié)議擴(kuò)展)協(xié)議來與能夠進(jìn)行GMPLS(能夠進(jìn)行通用多協(xié)議標(biāo)簽交換)的光干線進(jìn)行通信。這種方案可潛在地從光網(wǎng)絡(luò)邊緣引入用戶通信業(yè)務(wù)聚合。然而，這種模型需要在傳輸網(wǎng)絡(luò)中使用MPLS和IP。而且，這種方案可能需要運(yùn)營商向外部用戶展示內(nèi)部路由和資源信息，而這在當(dāng)今的大部分操作網(wǎng)絡(luò)中是行不通的。
近幾年來，SONET/SDH技術(shù)取得了很大的進(jìn)步。例如，虛擬級(jí)聯(lián)(VirtualConcatenation)帶來的靈活性允許邊緣交換機(jī)建立具有精細(xì)粒度帶寬的SONET/SDH連接。鏈路容量調(diào)整方案(LCAS)在SONET/SDH幀中使用幾個(gè)控制位來增加或減少連接的帶寬。最后，通用成幀過程(GFP)為大量的鏈路協(xié)議(例如，以太網(wǎng)和PPP)規(guī)定了成幀格式。
MPLS、LDP、馬蒂尼草案、OIF UNI、虛擬級(jí)聯(lián)、LCAS和GFP相對(duì)于本發(fā)明來說可允許是現(xiàn)有的單元。盡管本發(fā)明利用了上述一些現(xiàn)有的單元(其細(xì)節(jié)可在可得到的文獻(xiàn)中找到)，但是，在本文中公開并要求保護(hù)的方法和裝置與它們是實(shí)質(zhì)上不同的。換句話說，本發(fā)明以獨(dú)特的方式對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了補(bǔ)充(leverages)，從而實(shí)現(xiàn)用于在光網(wǎng)絡(luò)上從用戶數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)傳輸分組數(shù)據(jù)的方法和裝置。
附圖的簡要說明通過本文下面給出的詳細(xì)描述和相應(yīng)的附圖，本發(fā)明將變得更加容易理解，其中這些附圖和說明僅用于描述而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明思想的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層模型；圖2是簡化網(wǎng)絡(luò)圖，其顯示了直接在根據(jù)本發(fā)明的光傳輸網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)上的創(chuàng)造性的虛擬線路的高層次視圖；圖3是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)操作的高層次方框圖格式的網(wǎng)絡(luò)操作模型；圖4是描述根據(jù)本發(fā)明思想的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)的結(jié)構(gòu)方框圖；圖5是描述根據(jù)本發(fā)明思想的創(chuàng)造性的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)的操作細(xì)節(jié)的功能模塊圖，并且進(jìn)一步描述了在進(jìn)入路徑通過所述交換機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)分組的處理；圖6是描述根據(jù)本發(fā)明思想的創(chuàng)造性的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)的操作細(xì)節(jié)的功能模塊圖，并且進(jìn)一步描述了在輸出路徑通過所述交換機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)分組的處理；圖7是解釋根據(jù)本發(fā)明思想的控制消息的操作的網(wǎng)絡(luò)圖；圖7a是描述根據(jù)本發(fā)明的分組處理引擎的結(jié)構(gòu)和功能的詳細(xì)方框圖；圖7b是根據(jù)本發(fā)明的分組過濾器表結(jié)構(gòu)的圖；圖7c是根據(jù)本發(fā)明的線路過濾器表結(jié)構(gòu)的圖；圖7d是根據(jù)本發(fā)明的會(huì)話表結(jié)構(gòu)的圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)的高層次方框圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)的備選構(gòu)造和操作的詳細(xì)方框圖，并且進(jìn)一步描述了根據(jù)本發(fā)明的分組接入線路模塊(PALM’)的備選連接；圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明并使用圖9中的備選分組接入線路模塊的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的備選光連接配置的高層次方框圖；圖11顯示了在圖10中的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接內(nèi)的一個(gè)備選數(shù)據(jù)流的高層次方框圖；圖12顯示了在圖10中的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接內(nèi)的第二個(gè)備選數(shù)據(jù)流的高層次方框圖；圖13顯示了在圖10中的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接內(nèi)的第三個(gè)備選數(shù)據(jù)流的高層次方框圖；圖14是描述本發(fā)明接收和傳輸?shù)囊话悴僮鞯母邔哟瘟鞒虉D；圖15a是描述對(duì)從數(shù)據(jù)端口接收到的數(shù)據(jù)分組的創(chuàng)造性處理過程的流程圖；
圖15b是描述對(duì)從光連接獲取的分組進(jìn)行創(chuàng)造性處理(包括數(shù)據(jù)分組和控制消息的處理)的流程圖；圖16是描述將控制消息注入到光接口的創(chuàng)造性方法的流程圖；圖17是顯示在光連接上建立數(shù)據(jù)流的創(chuàng)造性方法的序列圖；圖18是顯示在光連接上去除數(shù)據(jù)流的創(chuàng)造性方法的序列圖；圖19是顯示用于處理光連接產(chǎn)生故障或不能用的情況的創(chuàng)造性的方法的序列圖；圖20是在運(yùn)行狀態(tài)的該創(chuàng)造性裝置和方法的例子；圖21是通信提供商使用的常規(guī)網(wǎng)絡(luò)的模型；以及圖22是根據(jù)本發(fā)明原理所述的網(wǎng)絡(luò)模型。
本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明下面的詳細(xì)描述參照了相應(yīng)的附圖。在不同的附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同或相似的單元。而且，下面的詳細(xì)描述沒有限制本發(fā)明。相反，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求和其等同物來限定。
在本文中的表述“光通信”指將一個(gè)光學(xué)單元承載的光信號(hào)傳遞到“通信”單元時(shí)所通過的任意連接、耦合、鏈路等。上述“光通信”設(shè)備并不一定要相互直接連接，而可以由中間光學(xué)組件或設(shè)備分開。同樣，在本文中的表述“連接”和“操作性連接”是相對(duì)的術(shù)語并且不要求直接的物理連接。
定義在下面描述的本發(fā)明中所使用的各種術(shù)語可以與對(duì)現(xiàn)有的類似或相同的術(shù)語的理解完全一致或不完全一致。為了解釋這些不同術(shù)語的意思，在本發(fā)明的描述中使用下面的定義a)MAC媒介訪問控制物理媒介接口。對(duì)幀進(jìn)行聚合和分解并控制物理接口通信。物理接口和幀格式是專用與L2(第二層)的，從而使不同客戶接口將包含專用的MAC設(shè)備和/或多用途MAC設(shè)備。
b)PALM分組接入線路模塊。該單元通過物理接口發(fā)起和終止來自/去往其它設(shè)備的分組數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。PALM與TDM(時(shí)分復(fù)用)線路模塊的不同之處在于，它可以終止分組數(shù)據(jù)物理接口和幀并處理分組通信業(yè)務(wù)。在下文中更詳細(xì)描述的PALM通常包含PPE(分組處理引擎)和PPE控制器，并將來自/去往光連接(optical connection)的分組數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和聚合。在服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)中的簡化PALM’不會(huì)發(fā)起和終止光連接。而是，其對(duì)來自和/或去往PALM’和服務(wù)器卡之間的內(nèi)部連接的分組數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
c)PPE分組處理引擎。執(zhí)行每個(gè)分組的轉(zhuǎn)發(fā)決策、添加/消除封裝標(biāo)簽、處理和傳遞控制消息、收集性能統(tǒng)計(jì)、監(jiān)控進(jìn)入通信業(yè)務(wù)和加工輸出通信業(yè)務(wù)。
d)光線路交換機(jī)交換和管理光連接的網(wǎng)元。
e)線路模塊包含用于通信業(yè)務(wù)終止和發(fā)起的物理端口的交換機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)可替換單元。
f)數(shù)據(jù)流一列相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)分組(packet)。在一個(gè)流中的所有分組在同一節(jié)點(diǎn)發(fā)起并在同一節(jié)點(diǎn)終止，但是，不一定具有相同起源和終止的所有分組都在相同的流中。
i)用戶數(shù)據(jù)流包括所有類型的L2和MPLS分組。來自/去往客戶邊緣的流根據(jù)物理接口和數(shù)據(jù)鏈路層的幀格式被各種裝置相互區(qū)分開。
ii)提供商數(shù)據(jù)流它也饋送入正在使用的線路模塊和在下面定義的各種節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明并不依賴于光網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或保護(hù)策略。本發(fā)明僅僅需要兩個(gè)提供商邊緣節(jié)點(diǎn)之間的點(diǎn)到點(diǎn)連接。
g)提供商邊緣節(jié)點(diǎn)在該節(jié)點(diǎn)處，來自流的客戶數(shù)據(jù)分組被轉(zhuǎn)換到光連接或從光連接轉(zhuǎn)換。在流中的分組將橫穿兩個(gè)且僅兩個(gè)提供商邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)口和輸出。
h)用戶邊緣節(jié)點(diǎn)發(fā)起(終止)在提供商邊緣節(jié)點(diǎn)客戶端口處終止(發(fā)起)的數(shù)據(jù)鏈路層會(huì)話的節(jié)點(diǎn)。
i)中間提供商節(jié)點(diǎn)在進(jìn)口和輸出提供商邊緣節(jié)點(diǎn)之間光連接通信業(yè)務(wù)通過的節(jié)點(diǎn)。中間節(jié)點(diǎn)并不一定要知道包含于光連接內(nèi)的數(shù)據(jù)流。它們主要的功能是交換/管理光連接，就像它們是常規(guī)的或非數(shù)據(jù)流光連接一樣。
j)封裝標(biāo)簽包含于穿過光連接的每一個(gè)分組中、并被用來區(qū)分虛擬線路的獨(dú)特標(biāo)識(shí)。封裝標(biāo)簽通常由進(jìn)口提供商邊緣節(jié)點(diǎn)添加并由輸出提供商邊緣節(jié)點(diǎn)去除，然而，在某些情況下有可能也期望由用戶節(jié)點(diǎn)添加和/或去除封裝標(biāo)簽，或由中間提供商節(jié)點(diǎn)重寫。
k)虛擬線路兩個(gè)提供商邊緣節(jié)點(diǎn)之間的邏輯點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，它被用來從一個(gè)且僅一個(gè)流中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組。在光連接中可包含一個(gè)或多個(gè)虛擬線路。虛擬線路與流的不同之處在于1)它在提供商邊緣節(jié)點(diǎn)處發(fā)起和終止，而流在用戶節(jié)點(diǎn)處發(fā)起和終止；2)分組的到達(dá)順序?qū)⒈３衷谔摂M線路上，而流不會(huì)保證分組的順序。
l)控制消息標(biāo)簽用于區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)分組和控制消息的獨(dú)特標(biāo)簽，例如，IP4Explicit NULL Label(IP4明確無效標(biāo)簽)。通常，它是一種區(qū)分光連接中的這樣的分組的獨(dú)特封裝標(biāo)簽，這些分組由提供商節(jié)點(diǎn)用來在它們之間傳遞管理和控制信息。
m)控制消息被用來對(duì)提供商網(wǎng)絡(luò)、用戶邊緣節(jié)點(diǎn)及其組件，或通過提供商網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕騻鬏數(shù)接脩暨吘壒?jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制的消息或信號(hào)。本發(fā)明不產(chǎn)生控制消息或不會(huì)基于這些控制消息實(shí)現(xiàn)控制。相反，本發(fā)明關(guān)注于傳輸這種常規(guī)的控制消息。通常，本發(fā)明在實(shí)踐中能夠隧道傳輸(tunnel)任何適當(dāng)?shù)目刂葡?。一些用于描述但不具有限制性的例子如?.與MPLS/IP控制協(xié)議相關(guān)的控制消息這些控制消息被用來發(fā)現(xiàn)和建立虛擬線路和MPLS標(biāo)簽交換路徑。根據(jù)將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述的本發(fā)明所述，利用標(biāo)簽明確無效(label Explicit NULL)或其它控制消息封裝標(biāo)簽，所有的這些MPLS/IP控制消息都可被聚合入光連接。一些相對(duì)重要種類的控制消息可從下面的協(xié)議中獲得LDP(標(biāo)簽分配協(xié)議)，RSVP(資源預(yù)留協(xié)議)和OSPF(開放最短路徑優(yōu)先)。
2.IP數(shù)據(jù)控制消息為了確保兩個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)之間的連接性，用戶能夠聚合來自邊緣節(jié)點(diǎn)的探測(cè)分組(probing packet)，并檢測(cè)它們是否可在其它的邊緣節(jié)點(diǎn)處被接收到。這些探測(cè)分組在ICMP(因特網(wǎng)控制信息協(xié)議)和LSP-ping(被設(shè)計(jì)用來檢測(cè)MPLS LSP的連接性的特殊的數(shù)據(jù)分組序列)中定義，這在本領(lǐng)域中是公知的。
3.第二層(Layer-2)消息為了將第二層數(shù)據(jù)接口通過光連接而相互連接起來，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，可以通過可識(shí)別的控制消息封裝標(biāo)簽以隧道傳輸例如ARP(地址解析協(xié)議)PAUSE(在以太網(wǎng)中用于流控制的信令協(xié)議)的第二層控制消息和兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的核心消息(heartbeat message)。
4.與上層應(yīng)用數(shù)據(jù)相關(guān)的控制消息在支持IP封裝分組時(shí)，例如使用被用來將實(shí)時(shí)流轉(zhuǎn)變成IP分組的RTP(實(shí)時(shí)協(xié)議)的實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù)。本發(fā)明能夠在RTP分組中提取或捕獲帶內(nèi)控制分組，例如RTCP(實(shí)時(shí)控制協(xié)議)分組，并將它們傳遞到光連接的其它邊緣，這將允許邊緣節(jié)點(diǎn)監(jiān)控實(shí)時(shí)流，以及實(shí)現(xiàn)用于流的相關(guān)QoS(服務(wù)質(zhì)量)。
一般性描述一般而言，本發(fā)明直接在使用已經(jīng)被開發(fā)出的SONET交換裝置的現(xiàn)有SONET網(wǎng)絡(luò)上發(fā)起和保持虛擬線路。在本發(fā)明中，與基于UNI的網(wǎng)絡(luò)不同，交換智能(switching intelligence)僅需要在SONET交換機(jī)(網(wǎng)元)中實(shí)現(xiàn)，用戶不需要執(zhí)行額外的功能。此外，本發(fā)明運(yùn)行在廣泛的用戶接口上，包括以太網(wǎng)、ATM、幀中繼光接口和/或銅接口。
通過檢查一些現(xiàn)有的通信干線拓?fù)浜屯ㄐ艠I(yè)務(wù)模式，本發(fā)明人注意到大量的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)來自于常規(guī)的交換網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)、幀中繼和ATM。典型地，語音通信業(yè)務(wù)能夠經(jīng)由幀中繼線路傳輸，并且ADSL是基于ATM的。隨著最近吉比特以太網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，以太網(wǎng)接口逐漸地被部署到IP和非IP通信業(yè)務(wù)匯集的位置。
因此，本發(fā)明提出了這樣一種非常實(shí)用的申請(qǐng)，它能夠使得運(yùn)營商通過被很好地提供(well-provisioned)的SONET傳遞干線從它們的網(wǎng)絡(luò)邊緣“以隧道傳輸方式(tunnel)”實(shí)現(xiàn)用戶通信業(yè)務(wù)。此外，在SONET交叉連接的頂部開發(fā)其它層的隧道(例如，如由路由器的銷售商提出的建立MPLS LPS(標(biāo)簽交換路徑))的思想在使用上不經(jīng)濟(jì)或在不具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
本發(fā)明在例如SONET交叉連接之上直接建立“虛擬線路”，并交換來自網(wǎng)絡(luò)邊緣的第二層MAC幀，這就降低了成本和網(wǎng)絡(luò)交換單元的復(fù)雜度。本發(fā)明可利用許多常規(guī)的機(jī)制但以獨(dú)特的方式(如在本文中所述)來建立虛擬線路。常規(guī)的虛擬線路機(jī)制的細(xì)節(jié)是公知的，不需要在這里進(jìn)行詳細(xì)論述。相反，本文披露的內(nèi)容集中于虛擬線路技術(shù)的適應(yīng)性以使得虛擬線路可在所提供的SONET網(wǎng)絡(luò)之上被直接承載。作為一種備選方案，虛擬線路可直接承載在所提供的同步數(shù)字層階結(jié)構(gòu)(SDH)或光纖傳輸網(wǎng)(OTN)之上。
該創(chuàng)造性的協(xié)議分層模型如圖1所示。認(rèn)識(shí)到該協(xié)議分層模型不同于當(dāng)前的架構(gòu)是重要的，其中，虛擬線路在MPLS或IP GRE(通用路由封裝)隧道的上面建立，該隧道反過來承載于SONET傳輸層的上面。
常規(guī)架構(gòu)的一個(gè)局限是，為了建立和管理MPLS或GRE隧道(通用路由封裝)，不得不在全部的網(wǎng)絡(luò)中使用IP路由、IGP(內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議)和BGP(邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議)、信令RSVP-TE(用于通信業(yè)務(wù)工程的資源預(yù)留協(xié)議擴(kuò)展)以及LDP(標(biāo)簽分配協(xié)議)。
因此，為了根據(jù)例如由盧卡·馬蒂尼提出的常規(guī)的方案來傳輸?shù)诙油ㄐ艠I(yè)務(wù)，運(yùn)營商不得不依賴于第二層交換網(wǎng)絡(luò)和傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的IP層疊網(wǎng)絡(luò)。由于干線通信業(yè)務(wù)的容量原因，需要高端昂貴的干線路由器來構(gòu)建上述層疊網(wǎng)絡(luò)。這種設(shè)計(jì)為運(yùn)營商增加巨大的開支，而且它們現(xiàn)有的SONET傳輸鏈路和設(shè)備有可能無法使用(under-utilized)。此外，維護(hù)附加的層疊IP網(wǎng)絡(luò)給運(yùn)營商增加了網(wǎng)絡(luò)管理和操作成本。
因此，為了實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)诙油ㄐ艠I(yè)務(wù)的目的，本發(fā)明人在例如SONET交叉連接之上直接建立了虛擬線路，并在網(wǎng)絡(luò)邊緣處的SONET交換機(jī)上支持馬蒂尼草案(或等同物)以建立和管理虛擬線路。在本創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)中不需要路由器層疊網(wǎng)絡(luò)。
回到圖1，協(xié)議層模型包括以常規(guī)方式建立和維護(hù)SONET交叉連接的常規(guī)SONET傳輸層。根據(jù)該創(chuàng)造性的協(xié)議分層模型，虛擬線路連接直接承載于SONET傳輸層之上。這些虛擬線路可被用來承載第二層通信業(yè)務(wù)(例如以太網(wǎng)MAC、ATM和幀中繼等)以及MPLS數(shù)據(jù)分組。通常，任何被分組化的通信業(yè)務(wù)可被虛擬線路承載。下一層是實(shí)際的有效載荷(payload)，它可以是包括如本領(lǐng)域公知的語音、數(shù)據(jù)分組等在內(nèi)的任意數(shù)據(jù)。
這里，認(rèn)識(shí)到以下這一點(diǎn)是非常重要的，即，在IETF和盧卡·馬蒂尼提出的常規(guī)膜型中，虛擬線路連接層是位于IP層之上的。在IP層的下面分別是MPLS、第二層和傳輸層。上述模型的一個(gè)主要原因是使用IP層以傳遞控制消息。由于只有路由器具有通過因特網(wǎng)干線傳遞控制消息的能力，所以虛擬線路連接變成了僅針對(duì)路由器的應(yīng)用。相反，本發(fā)明使用常規(guī)的SONET傳輸層來在邊緣節(jié)點(diǎn)之間傳遞控制消息。因此，就可以非常低廉的成本在路由器以外的設(shè)備上實(shí)現(xiàn)虛擬線路連接。
操作概述在描述本發(fā)明裝置的細(xì)節(jié)之前，首先對(duì)其概述創(chuàng)造性的操作進(jìn)行說明。設(shè)置虛擬線路(PW)可遵照如在[PWE3-CTRL(L.Martini，et al，″Transport ofLayer 2 Frame Over MPLS″，draft-ietf-pwe3-control-protocol-05.txt)](PWE3-CTRL(L.馬蒂尼等人，“在MPLS上傳輸?shù)诙訋保琩raft-ietf-pwe3-control-protocol-05.txt))中定義的過程，但是本發(fā)明修改了上述過程，以在直接位于SONET、SDH、OTN或等同的層之上的PW的上下文(context)中操作。用于SONET系統(tǒng)的操作參考模型如圖2所示，但應(yīng)該理解SDH和OTN也可以基本上采用相同的參考模型。
如圖2所示，本創(chuàng)造性的網(wǎng)絡(luò)包括用戶數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，例如用戶數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)1和2。用戶數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)可以是常規(guī)的交換機(jī)或路由器。提供商邊緣節(jié)點(diǎn)通常包括常規(guī)的SONET交叉連接功能體，但通過根據(jù)本發(fā)明的具有數(shù)據(jù)能力的SONET交換機(jī)(它的例子如圖4中描述的交換機(jī)，并將在下文中進(jìn)行詳細(xì)描述)來實(shí)現(xiàn)。
來自用戶網(wǎng)絡(luò)邊緣(在圖2中描述的用戶數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)表示用戶網(wǎng)絡(luò)邊緣)的數(shù)據(jù)流(例如，第二層幀)進(jìn)入提供商的干線。更具體地說，例如第二層幀的數(shù)據(jù)分組可從用戶數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)1發(fā)送到提供商邊緣節(jié)點(diǎn)1。提供商邊緣節(jié)點(diǎn)1、2以普通和常規(guī)的方式建立了穿過提供商網(wǎng)絡(luò)的SONET交叉連接。
接著，如圖2中進(jìn)一步所示，本發(fā)明直接在SONET交叉連接內(nèi)建立虛擬線路。虛擬線路和SONET交叉連接在提供商網(wǎng)絡(luò)的另一端終止，在該實(shí)施例中，是在提供商邊緣節(jié)點(diǎn)2處終止。接著，提供商邊緣節(jié)點(diǎn)2將數(shù)據(jù)流(例如，第二層數(shù)據(jù)幀)發(fā)射到用戶數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)2。
應(yīng)該理解，提供商網(wǎng)絡(luò)通常包括的節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)，并且其中也通常包括中間節(jié)點(diǎn)。但為了便于描述在圖2中省略了這些附加的節(jié)點(diǎn)。
第二層數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)第二層幀在其報(bào)頭(header)中具有“流標(biāo)識(shí)(flow-id)”。該流標(biāo)識(shí)可以利用常規(guī)的用于以太網(wǎng)MAC幀的VLAN-ID、用于幀中繼幀的DLCI和用于ATM信元的VIP/VCI來實(shí)現(xiàn)。還有一種可能是用戶邊緣設(shè)備可將MPLS幀注入到干線中。根據(jù)本發(fā)明利用流標(biāo)識(shí)來建立和保持虛擬線路將在下面進(jìn)行描述。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)操作模型并用來描述本發(fā)明的一般思想。用戶數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)(A，E)和提供商邊緣節(jié)點(diǎn)(B，D)可如上面所論述的那樣來實(shí)現(xiàn)。干線網(wǎng)絡(luò)是典型地作為提供商網(wǎng)絡(luò)一部分的現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)，例如，SONET、SDH或基于OTN的網(wǎng)絡(luò)。
參照?qǐng)D3，數(shù)據(jù)分組通過B、C和D從A傳播到E。每一個(gè)數(shù)據(jù)分組用第二層和/或MPLS標(biāo)簽來封裝。每一個(gè)第二層和MPLS標(biāo)簽唯一地標(biāo)識(shí)出兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的一個(gè)數(shù)據(jù)流。在本具體說明中，當(dāng)這樣的數(shù)據(jù)流根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)被放置在提供商網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，其被稱為“虛擬線路”。此外，假設(shè)上述數(shù)據(jù)流和虛擬線路是雙向的，盡管在這里定義的機(jī)制沒有排除單向通信業(yè)務(wù)的操作。還進(jìn)一步假設(shè)干線網(wǎng)絡(luò)C是使用現(xiàn)有機(jī)制(例如，SONET交換)來傳輸數(shù)據(jù)的常規(guī)運(yùn)營商(carrier)傳輸網(wǎng)絡(luò)。換句話說，無需對(duì)干線網(wǎng)絡(luò)C單元作修改就能承載本發(fā)明的虛擬線路。
提供商邊緣節(jié)點(diǎn)B和D是將要應(yīng)用本發(fā)明的設(shè)備，并代表了可根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行修改(替換)的網(wǎng)元。提供商邊緣節(jié)點(diǎn)B和D能夠執(zhí)行數(shù)據(jù)交換和線路交換?！皵?shù)據(jù)交換”指基于二層和/或MPLS報(bào)頭來轉(zhuǎn)發(fā)分組。“線路交換”指發(fā)送到線路的所有數(shù)據(jù)將通過上述網(wǎng)絡(luò)沿同一路徑在線路建立到終止的時(shí)間內(nèi)路由。
在完成對(duì)到來的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行檢測(cè)后，提供商邊緣節(jié)點(diǎn)B和D將使用能夠唯一識(shí)別分組所屬的用戶流的標(biāo)簽來封裝所有數(shù)據(jù)分組，并將該數(shù)據(jù)分組發(fā)送到在干線網(wǎng)絡(luò)C上預(yù)先建立的線路。在出口處，提供商邊緣節(jié)點(diǎn)B和D將從線路中恢復(fù)上述數(shù)據(jù)分組，去除標(biāo)簽并將該數(shù)據(jù)分組向外傳輸?shù)秸_的目的地。在提供商邊緣節(jié)點(diǎn)B和D之間具有一個(gè)或多個(gè)線路。每一個(gè)線路能夠聚合一個(gè)和多個(gè)虛擬線路。
從控制面(control plane)的角度看，在提供商邊緣節(jié)點(diǎn)B和D之間的線路上發(fā)起虛擬線路要采取兩個(gè)步驟。第一步需要網(wǎng)絡(luò)操作員F將虛擬線路和線路之間的映射下載到提供商邊緣節(jié)點(diǎn)B和D。建立映射可通過運(yùn)營商之間事先的通信業(yè)務(wù)協(xié)定或雙邊協(xié)議來確定，其超出了本發(fā)明的范圍。
一旦在提供商邊緣節(jié)點(diǎn)B和D接收并處理了上述映射信息，節(jié)點(diǎn)B和D將開始互相協(xié)商以對(duì)虛擬線路用來封裝數(shù)據(jù)分組的封裝標(biāo)簽達(dá)成一致意見。缺省的是，提供商邊緣節(jié)點(diǎn)B和D將為每一個(gè)虛擬線路分配兩個(gè)封裝標(biāo)簽，一個(gè)用于接收，另一個(gè)用于發(fā)送。在完成標(biāo)簽協(xié)商后，提供商邊緣節(jié)點(diǎn)B和D將更新封裝標(biāo)簽信息到數(shù)據(jù)面(data plane)，這樣就建立了虛擬線路。
在任意給定的時(shí)間，提供商邊緣節(jié)點(diǎn)B和D可將操作的狀態(tài)通知給網(wǎng)絡(luò)操作員F。同樣，網(wǎng)絡(luò)操作員F可詢問提供商邊緣節(jié)點(diǎn)B和D以用于控制和評(píng)估(accounting)信息。然而，對(duì)網(wǎng)絡(luò)操作員F和用戶(客戶)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)A、E之間的更進(jìn)一步關(guān)系的說明超出了本發(fā)明的范圍。
提供商邊緣節(jié)點(diǎn)內(nèi)負(fù)責(zé)上述功能的設(shè)備單元在圖4中以方框圖形式顯示。如圖4所示，在光路交換機(jī)(例如，SONET、SDH或OTN光交換機(jī))內(nèi)進(jìn)行了創(chuàng)造性的修改，這些修改將常規(guī)的光路交換機(jī)轉(zhuǎn)換為本文中所稱的“能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理(packet-data-enabled)的光連接交換機(jī)”，它在附圖中表示為單元5。
如圖4所示，能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)5包括從端口接收分組數(shù)據(jù)的分組接入線路模塊(PALM)10。這由數(shù)據(jù)流箭頭概略地表示，但是，物理的端口還包括其常規(guī)構(gòu)造將根據(jù)接收的分組數(shù)據(jù)而改變的適當(dāng)物理接口(未顯示)，以及包括本領(lǐng)域公知的物理接口(光學(xué)、銅、線速率)。PALM 10可操作地連接到TDM交換光纖30，TDM交換光纖30可由公知的例如在常規(guī)SONET交換機(jī)(例如，由希爾納公司制造的CoreDirector交換機(jī))中使用的交叉連接TDM交換光纖構(gòu)成。
圖4是用于解釋單個(gè)數(shù)據(jù)流的處理的簡化圖，因此它僅顯示了具有一個(gè)接收數(shù)據(jù)流端口的單個(gè)PALM 10。類似地，簡化的圖4僅顯示了從TDM交換光纖到單個(gè)TDM線路模塊40的一個(gè)輸出。應(yīng)該理解，實(shí)際的實(shí)現(xiàn)方案將具有多個(gè)用于PALM 10的端口。此外，實(shí)際的實(shí)現(xiàn)方案將具有多個(gè)注入到TDM交換光纖30的端口，并且TDM交換光纖30輸出將饋送入多個(gè)TDM線路模塊40以及輸出端口。此外，還應(yīng)該理解，實(shí)際的實(shí)現(xiàn)方案將具有在傳輸?shù)焦膺B接之前將來自多個(gè)PALM的分組數(shù)據(jù)聚合起來的裝置。這種用于聚合分組數(shù)據(jù)的裝置在分組數(shù)據(jù)交換領(lǐng)域中是公知的，并可包含于本發(fā)明的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)5、5’中。
通常，分組光纖34連接于PPE之間，PPE執(zhí)行聚合。即便是沒有將多個(gè)PALM聚合，仍然具有其它類型的由本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的聚合，這是因?yàn)閱蝹€(gè)的PALM 10可具有多個(gè)物理端口，來自不同端口的流可被映射到位于公共光連接中的虛擬線路。
能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光交換機(jī)的完整例子將在下面參照?qǐng)D8到10進(jìn)行解釋。
一個(gè)或多個(gè)TDM線路模塊40是處于常規(guī)單元之中并且其自身也是常規(guī)的單元，它提供了構(gòu)造幀(經(jīng)由在其中包含的常規(guī)成幀器45)、電到光轉(zhuǎn)換以及光信號(hào)傳輸?shù)墓δ?，從而使得?shù)據(jù)可作為光信號(hào)在提供商網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)載。成幀器45是非常常規(guī)的單元，并可使用常規(guī)的光傳輸成幀方案(例如，SONET、SDH、OTN)和將來開發(fā)的光信號(hào)傳輸成幀方案。通常優(yōu)選的是，可以采用標(biāo)準(zhǔn)化的光傳輸成幀方案從而利用或者調(diào)節(jié)(leverage)現(xiàn)有的使用例如標(biāo)準(zhǔn)成幀方案的光網(wǎng)絡(luò)。上述網(wǎng)絡(luò)在美國指SONET，而在歐洲，這些網(wǎng)絡(luò)指SDH，這是因?yàn)樗鼈兎謩e是時(shí)下流行的標(biāo)準(zhǔn)。
PALM 10包括媒介訪問控制器(MAC)12，MAC 12是接收分組數(shù)據(jù)和終止用戶數(shù)據(jù)流的常規(guī)單元。MAC還從用戶數(shù)據(jù)流中提取分組數(shù)據(jù)(例如L2數(shù)據(jù)分組)。MAC 12連接到分組處理引擎(PPE)15，PPE 15是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的獨(dú)特單元，它將在后面參照?qǐng)D7a-d得到進(jìn)一步的描述。
分組處理引擎15接入到包含映射表(分組過濾器表60子集和線路過濾器表80子集，它們將在下面參照7a-c進(jìn)行描述)的映射數(shù)據(jù)庫19-1。PPE 15還接入到包含會(huì)話表25子集的控制消息數(shù)據(jù)庫18-1。通常說來，PPE 15對(duì)到來的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行分類或確定到來的數(shù)據(jù)分組類型、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流、收集性能統(tǒng)計(jì)、添加適當(dāng)?shù)姆庋b標(biāo)簽、聚合通信業(yè)務(wù)和制定(shape)用于邏輯線路的輸出通信業(yè)務(wù)。由于單個(gè)的光連接(例如，速率為OC-12、OC-4等的子網(wǎng)連接)可容納多于一個(gè)的含有分組的虛擬線路，所以通信業(yè)務(wù)的聚合是可能的。PPE 15操作的進(jìn)一步細(xì)節(jié)將在下面參照?qǐng)D7a給出。
PPE可操作地連接于映射引擎17，映射引擎17本身為封裝數(shù)據(jù)分組+標(biāo)簽的常規(guī)單元。可由本發(fā)明使用的這種封裝的一個(gè)例子是常規(guī)的GFP(通用成幀過程，在ITU-T G.7041/Y.1303中定義)。其它的例子包括LAPS(鏈路接入過程--SDH，ITU標(biāo)準(zhǔn)X.86)、PoS(SONET上的分組，IETF RFC2615)以及其它的HDLC成幀方法(例如在思科的路由器中使用的方法)。
映射引擎17還如本領(lǐng)域中公知的那樣發(fā)起和終止光連接(例如，使用SONET、SDH或OTN的光連接)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案中，映射引擎發(fā)起/終止光連接。TDM光纖30和TDM LM/成幀器45允許對(duì)光連接的多路調(diào)制/分離(mux/demux)，從而使得光連接可以通往一個(gè)或多個(gè)物理端口，并與其它的TDM通信業(yè)務(wù)和/或其它的承載PW的光連接共享物理端口。接著，這些從映射引擎輸出的光連接被發(fā)送到對(duì)光連接(或如果使用虛擬級(jí)聯(lián)時(shí)的線路單元)進(jìn)行交換的TDM交換光纖30。交換光纖30被連接到包括有成幀器45的TDM線路模塊40，成幀器45執(zhí)行常規(guī)的SONET、SDH或OTN光傳輸成幀，并發(fā)起/終止去往/來自提供商網(wǎng)絡(luò)的光傳輸信號(hào)。
如上所述并如圖4所示，通過能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光路交換機(jī)5的主數(shù)據(jù)流路徑是雙向的路徑。盡管上面的描述主要集中在從左到右(進(jìn)入)的攜帶有用戶數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)流以及對(duì)它進(jìn)行處理以在提供商網(wǎng)絡(luò)上輸出光信號(hào)，但是反向(流出)的數(shù)據(jù)流也是本發(fā)明的一部分。這將在下面例如參照?qǐng)D5(進(jìn)入的數(shù)據(jù)流)和圖6(流出的數(shù)據(jù)流)進(jìn)行描述。
如圖4中的進(jìn)一步描述，交換機(jī)控制器20控制MAC 12、PPE 15、映射引擎17、TDM交換光纖30和TDM線路模塊40。交換機(jī)控制器20可以利用例如通用微處理器和相關(guān)的存儲(chǔ)器、ASIC、FPGA或其它用于建立上述控制模塊的公知技術(shù)來構(gòu)建。由控制器20執(zhí)行的功能通過程序編制到微處理器、ASIC、FPGA等中。交換機(jī)控制器20的常規(guī)方面的功能，例如控制TDM交換光纖30、線路模塊40、MAC 12和映射引擎17等一些其它常規(guī)方面在本文中沒有進(jìn)行詳細(xì)的描述。本文的公開適當(dāng)?shù)丶性谛路f的交換機(jī)控制器20控制方面，并參照?qǐng)D17-19在下面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。通常說來，PW標(biāo)簽協(xié)商由交換機(jī)控制器20執(zhí)行，這是因?yàn)镻PE 15通常不能提供全系統(tǒng)的標(biāo)簽分配和網(wǎng)絡(luò)觀察(network view)等。一旦協(xié)商好標(biāo)簽，交換機(jī)控制器20將協(xié)商好的標(biāo)簽下載到PPE 15以用于數(shù)據(jù)交換。交換機(jī)控制器20訪問包括有會(huì)話表25的控制消息數(shù)據(jù)庫(DB)18。保存有會(huì)話表25的數(shù)據(jù)庫18可存儲(chǔ)到單獨(dú)的存儲(chǔ)器模塊(如圖4所示)中，或連同數(shù)據(jù)庫19的映射表一起存儲(chǔ)到公共的存儲(chǔ)器模塊中。更具體地說，交換機(jī)控制器20保持了所有信息的原版拷貝，包括存儲(chǔ)有會(huì)話表25的控制消息數(shù)據(jù)庫18的原版拷貝，以及含有分組過濾器表60和線路過濾器表80的映射數(shù)據(jù)庫19的原版拷貝。交換機(jī)控制器20將所有的這些表中的信息分配給各個(gè)PALM 10的PPE 15。
在例如圖8所示的整個(gè)能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)5中，交換機(jī)控制器20控制多個(gè)PALM 10-1到10-n，PALM 10-1到10-n中的每一個(gè)都包括PPE 15。繼續(xù)這樣的標(biāo)注，PPE 15-1到15-n中的每一個(gè)都具有控制消息數(shù)據(jù)庫18和映射數(shù)據(jù)庫19的相應(yīng)子集。這樣，PPE 15-1到15-n中的每一個(gè)都存儲(chǔ)了控制消息DB子集18-n(存儲(chǔ)有會(huì)話表25子集)和映射DB子集19-n(存儲(chǔ)有分組過濾器表60的子集和線路過濾器表80的子集)。
圖5進(jìn)一步描述了作為客戶信號(hào)到來的分組數(shù)據(jù)的創(chuàng)造性的進(jìn)入處理。具體地說，圖5顯示了能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)5的主要單元，包括MAC 12、PPE 15、映射引擎17、TDM交換光纖30和成幀器45。在MAC 12處，到來用戶數(shù)據(jù)流可以具有多種格式，包括但不限于GE(吉比特以太網(wǎng))、LAPS(鏈路接入過程-SDH)、EoS(SONET上的以太網(wǎng))、ATM(異步傳輸模式)、FR(幀中繼)、RPR(彈性分組環(huán)，IEEE 802.17)、POS(SONET上的分組)或任意具有或不具有MPLS標(biāo)簽的第二層分組。
在去除相關(guān)的傳輸幀結(jié)構(gòu)后，所有的這些數(shù)據(jù)類型在圖5中被描述為第二層分組(L2pkt)。如圖中所示，MAC 12提取第二層分組。PPE 15添加在圖5中被顯示為“L2pkt/標(biāo)簽”的適當(dāng)封裝標(biāo)簽(在下面進(jìn)行進(jìn)一步的描述)。映射引擎將L2分組用GFP幀或等同物中的封裝標(biāo)簽和光連接幀結(jié)構(gòu)封裝起來。映射引擎還以TDM交換光纖30兼容的格式將必要的分組封裝起來。上述分組穿過光連接中的TDM交換光纖到達(dá)一個(gè)或多個(gè)成幀器45，在成幀器45處，該光連接與其它的光連接一起得到整理(groom)，并準(zhǔn)備以常規(guī)的光學(xué)幀(例如，SONET幀、SDH幀或OTN幀)形式傳輸。
圖6從能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)5的數(shù)據(jù)流的角度進(jìn)一步描述了通過能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)5的反向或流出路徑。具體地說，經(jīng)由光連接中承載的虛擬線路通過光傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組被成幀器45接收，在成幀器45處，下層的SONET、SDH或OTN幀結(jié)構(gòu)被終止，并且有效載荷包絡(luò)(envelope)被必要地轉(zhuǎn)換為TDM交換光纖30兼容的格式。該數(shù)據(jù)分組通過TDM交換光纖到達(dá)映射引擎17，映射引擎17將其從TDM交換光纖格式轉(zhuǎn)換必要的格式、終止各個(gè)光連接并提取數(shù)據(jù)分組及去除上面的GFP或等同物的幀。仍然包括封裝標(biāo)簽的下面的數(shù)據(jù)分組通過PPE 15。該P(yáng)PE基于封裝標(biāo)簽的值和接收該分組的光連接來確定將該數(shù)據(jù)分組發(fā)送出去的適當(dāng)物理端口并可選地重寫L2標(biāo)簽。在將L2分組發(fā)送到MAC之前，PPE將封裝標(biāo)簽去除。MAC將L2分組以適當(dāng)?shù)腖1幀/格式的形式封裝并將其發(fā)送到物理端口以用于傳輸?shù)接脩暨吘壒?jié)點(diǎn)。
邊緣到邊緣消息的隧道傳輸(Tunneling)圖7描述了能夠?qū)⒍鄠€(gè)數(shù)據(jù)流聚合到單個(gè)光連接上的網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的兩個(gè)能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)C和H(例如，如在本文中描述的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)5、5’)之間具有光連接。剩余的節(jié)點(diǎn)A、B、D-G、I和J為常規(guī)的設(shè)備。上述光連接可以采用例如SONET、SDH或OTN傳輸線路的形式。
上述光連接能夠聚合來自用戶節(jié)點(diǎn)A、B、I和J的多個(gè)數(shù)據(jù)流。接收和發(fā)送方向的每一個(gè)數(shù)據(jù)流都與獨(dú)特的封裝標(biāo)簽關(guān)聯(lián)。屬于一個(gè)特定的流的分組將在C和H處用標(biāo)簽封裝。標(biāo)簽的值是C和H之間的控制面協(xié)商結(jié)果，這將在下面進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
在該體系結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要問題是控制消息的傳遞。顯然，為了支持大量的數(shù)據(jù)流，每一個(gè)能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光交換機(jī)可能需要處理大量的控制通信業(yè)務(wù)。有很多方法可用來實(shí)現(xiàn)控制消息的傳遞，包括1.通過網(wǎng)絡(luò)路由控制消息。這是在因特網(wǎng)中使用的方法，其中在每一個(gè)控制分組達(dá)到最終目的地之前，每一個(gè)控制分組被逐跳(hop-by-hop)地傳輸。注意在聚合MPLS網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流的類似方法[馬蒂尼草案]中，控制分組通過路由器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行“路由”。這種方式在光網(wǎng)絡(luò)中是不實(shí)際的，因?yàn)橐瓿缮鲜霾僮餍枰恳粋€(gè)光節(jié)點(diǎn)建立到鄰近光節(jié)點(diǎn)的特殊連接，其目的在于僅傳輸控制消息。
2.通過SONET DCC信道發(fā)送控制消息DCC信道是SONET幀中的一組控制開銷字段。DCC信道已經(jīng)被用來在光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的光節(jié)點(diǎn)之間交換控制消息。然而，DCC信道具有非常有限的帶寬。將數(shù)據(jù)控制消息嵌入到DCC信道的選擇可導(dǎo)致通信業(yè)務(wù)擁塞，通信業(yè)務(wù)擁塞會(huì)導(dǎo)致光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的信息丟失。
3.帶外(Out-of-band)信令類似于運(yùn)行在PSTN網(wǎng)絡(luò)中的SS7網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)選擇是建立帶外控制網(wǎng)絡(luò)以用于控制消息傳輸。然而，這在網(wǎng)絡(luò)管理方面將是非常昂貴的。
在評(píng)估了所有的現(xiàn)有選擇后，本發(fā)明人建立了用于控制消息傳輸?shù)膸?nèi)方法。該思想將控制消息作為常規(guī)的數(shù)據(jù)分組來對(duì)待，并將它們注入到被假定提供用于數(shù)據(jù)流的光連接中。換而言之，在本發(fā)明中，所有的控制分組作為來自邊緣的常規(guī)有效載荷而通過“隧道傳輸”通過SONET(或SDH或OTN)交叉連接。每一個(gè)數(shù)據(jù)流與標(biāo)簽關(guān)聯(lián)，本發(fā)明將每一個(gè)控制消息用邊緣節(jié)點(diǎn)能夠識(shí)別出的可識(shí)別封裝標(biāo)簽封裝起來。
在圖7中，存在有通過節(jié)點(diǎn)C、D、E、G和H的光連接。提供商邊緣節(jié)點(diǎn)D和H包括根據(jù)本發(fā)明的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光交換機(jī)5，從而節(jié)點(diǎn)C和H將使用該連接來交換控制消息。每一個(gè)控制消息用節(jié)點(diǎn)C和H都能夠識(shí)別的標(biāo)簽來封裝。隨后，節(jié)點(diǎn)C和H將捕獲控制消息并將其發(fā)送到控制面以進(jìn)行處理?？勺R(shí)別標(biāo)簽的一個(gè)例子是在Rosen et.al，″MPLS Label StackEncoding″，RFC3032，Network Working Group，Request for comments 3032submitted to Internet Society，January 2001 which may be found athttp//www.iet￡ora/rEc/rEc3032.txt)(羅森等人的“MPLS標(biāo)簽堆棧編碼”，RFC3032，網(wǎng)絡(luò)工作組，請(qǐng)求呈送到Internt協(xié)會(huì)的評(píng)論3032，2001年1月，其內(nèi)容可在網(wǎng)址http//www.iet￡ora/rEc/rEc3032.txt中找到)中定義的Explicit NULL標(biāo)簽。可識(shí)別的標(biāo)簽在本文中還被稱為控制消息封裝標(biāo)簽，并不局限于上述NULL標(biāo)簽。事實(shí)上，任意的標(biāo)簽可被用作控制消息封裝標(biāo)簽。例如，提供商邊緣節(jié)點(diǎn)可協(xié)商任意標(biāo)簽以用作控制消息封裝標(biāo)簽，隨后上述標(biāo)簽將把數(shù)據(jù)分組標(biāo)識(shí)為控制消息。
本文中描述的創(chuàng)造性的解決方案具有許多有益效果，包括1.控制消息處理僅涉及到邊緣節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)不會(huì)被干擾，也不需要修改，而是僅以常規(guī)的方式傳遞光信號(hào)。在圖7中，不同于提供商邊緣節(jié)點(diǎn)C和H，剩余的節(jié)點(diǎn)(D、E、F和G)并不知道控制消息的存在。
2.由于控制消息用標(biāo)簽來封裝，這就簡化了提供商邊緣節(jié)點(diǎn)的處理開銷。控制消息作為常規(guī)的數(shù)據(jù)分組被處理?？刂葡⒉皇前l(fā)送到數(shù)據(jù)接口，而是轉(zhuǎn)發(fā)到控制模塊。用于完成上述處理的機(jī)制將在下面進(jìn)行詳細(xì)的描述。
3.由于控制消息穿過的光連接與數(shù)據(jù)流穿過的光連接一樣，因此，邊緣節(jié)點(diǎn)可更容易、更快地對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障作出反應(yīng)。作為比較，在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，在數(shù)據(jù)面存在故障時(shí)，控制面需要經(jīng)過幾秒種才會(huì)知道該問題-可能從路由協(xié)議的更新操作中得到通知。在本創(chuàng)造性的方案中，控制面和數(shù)據(jù)面分享同樣的命運(yùn)。因此，控制面能夠更快地響應(yīng)故障。這尤其具有巨大的有益之處，這是因?yàn)楸Ｗo(hù)機(jī)制能夠被更快地觸發(fā)并以此防止數(shù)據(jù)丟失。在較短的時(shí)間內(nèi)使每個(gè)波長激活保護(hù)機(jī)構(gòu)能夠當(dāng)前達(dá)到接近40吉比特/秒的現(xiàn)代線路速率，從而可防止海量數(shù)據(jù)的丟失。
通常說來，本發(fā)明的操作如下。當(dāng)例如第二層幀的數(shù)據(jù)流從用戶網(wǎng)絡(luò)中接收到時(shí)，PPE 15將預(yù)先協(xié)商好的封裝標(biāo)簽封裝(或施加)到數(shù)據(jù)分組上。另一方面，在需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸控制數(shù)據(jù)分組(例如，LDP Hello消息)時(shí)，本發(fā)明將可識(shí)別的標(biāo)簽，例如“IP4 Explicit NULL Label”施加給控制消息。PPE 15將所有的幀導(dǎo)引入預(yù)先建立的SONET連接(虛擬線路)。更詳細(xì)的描述將在下面參照?qǐng)D14到16進(jìn)行描述。
在SONET連接的另一端，PPE 15將對(duì)所有接收到的幀執(zhí)行解封裝(或彈出)。對(duì)于數(shù)據(jù)分組，PPE 15將它們轉(zhuǎn)發(fā)到用戶網(wǎng)絡(luò)。如果接收到的標(biāo)簽是可識(shí)別的控制消息標(biāo)簽(例如，“IP4 Explicit NULL Label”)，則PPE 15將該消息轉(zhuǎn)發(fā)到交換機(jī)的中央處理器20以進(jìn)一步處理。更詳細(xì)的細(xì)節(jié)將在下面參照?qǐng)D14到15b進(jìn)行描述。
圖14是描述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送和接收的一般操作的高級(jí)流程圖。在圖14中概述的所有操作由PPE 15來執(zhí)行。如圖中所示，本發(fā)明首先在兩個(gè)提供商邊緣節(jié)點(diǎn)之間建立(300)光連接，該步驟屬于常規(guī)處理過程之中并且其自身也是常規(guī)的處理過程，它可使用常規(guī)的SONET、SDH或OTN技術(shù)來完成。數(shù)據(jù)分組可被聚合到該光連接中。接下來，PPE 15在建立的光連接中通過隧道傳輸(305)分組數(shù)據(jù)。接著，在用于分組數(shù)據(jù)的已建立的同一光連接中，虛擬線路通過隧道傳輸命令消息而被建立(310)。和數(shù)據(jù)分組一樣，控制消息也可至少以這樣的程度被聚合在同一光連接中，即，使控制消息共享通過提供商網(wǎng)絡(luò)的同一光連接路徑。在傳輸控制消息時(shí)，PPE為命令消息使用(320)可區(qū)分的封裝標(biāo)簽。這些可區(qū)分的封裝標(biāo)簽在本文中還被稱為控制消息封裝消息。
如圖14的進(jìn)一步顯示，在接收端處，PPE 15從接收的數(shù)據(jù)中解析封裝標(biāo)簽。接著，PPE 15確定(330)被解析出的封裝標(biāo)簽是否與命令封裝標(biāo)簽的類型相匹配。如果匹配，則將所接收到的消息作為命令消息來處理(340)，這種處理是可包括將命令消息發(fā)送到交換機(jī)控制器20的處理。如果被解析出的標(biāo)簽與命令消息封裝標(biāo)簽類型不匹配，則，所接收到的消息被作為數(shù)據(jù)分組處理(335)，這種處理包括使用被解析出的標(biāo)簽來從適用于剛接收到的特殊數(shù)據(jù)分組的線路表80中查找輸出數(shù)據(jù)接口。
圖7a是分組處理引擎(PPE)15的詳細(xì)方框圖，它是本發(fā)明的關(guān)鍵部分并可例如作為如圖4所示的分組接入線路模塊10的一部分。
分組處理引擎15是這樣一種設(shè)備，它負(fù)責(zé)處理到來的數(shù)據(jù)分組、將數(shù)據(jù)分組映射入光連接、處理從光連接接收到的數(shù)據(jù)分組以及將控制消息注入到光連接中。與執(zhí)行分組交換或者線路交換的常規(guī)交換設(shè)備不同，在本發(fā)明的設(shè)計(jì)中，每一個(gè)PPE 15可同時(shí)進(jìn)行分組和線路交換。
數(shù)據(jù)分組的處理包括這樣的操作，例如，查找分組報(bào)頭、封裝外加報(bào)頭、以及將分組交換到光連接中。對(duì)來自光連接的數(shù)據(jù)分組的處理包括例如，SONET路徑開銷(POH)、分組報(bào)頭操作及標(biāo)簽交換。一個(gè)SONET POH處理代表了與被用來聚合并維護(hù)光連接的虛擬級(jí)聯(lián)和LCAS一起工作的能力。
PPE 15包括分組過濾器65，其從MAC 12接收數(shù)據(jù)分組(如圖所示)。分組過濾器65具有與分組過濾器表60(實(shí)際上是參照?qǐng)D4所述的所有分組過濾器表的子集)的可操作連接。
分組過濾器65是處理來自數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)分組的引擎。分組過濾器65與分組過濾器表60相關(guān)聯(lián)并訪問分組過濾器表60。對(duì)于每一個(gè)到來的數(shù)據(jù)分組，分組過濾器65將提取數(shù)據(jù)接口信息和數(shù)據(jù)分組的第二層和/或MPLS報(bào)頭，并使用分組過濾器表60來確定封裝標(biāo)簽和相應(yīng)的邏輯連接。分組過濾器65將分組發(fā)送到由此確定出的相應(yīng)光連接。
分組過濾器65連接至分組轉(zhuǎn)發(fā)器(forwarder)75和線路接口，該分組轉(zhuǎn)發(fā)器75負(fù)責(zé)增加/去除標(biāo)簽，并轉(zhuǎn)發(fā)去往/來自數(shù)據(jù)和線路接口的分組。
元件65、75和85可以任意數(shù)量的方式實(shí)現(xiàn)，并可具有任意個(gè)物理元件，例如軟件程序中的邏輯體。為了高的分組交換性能，元件65、75和85可以使用專用的ASIC、FPGA或現(xiàn)成的網(wǎng)絡(luò)處理器來實(shí)現(xiàn)。為了滿足虛擬線路的QoS需求，還需要其它的ASIC、FPGA或現(xiàn)成的通信業(yè)務(wù)管理芯片。其它的例子是網(wǎng)絡(luò)處理器單元復(fù)合體，它包括網(wǎng)絡(luò)處理單元(NPU)、存儲(chǔ)器和可選的具有軟編碼的通信業(yè)務(wù)管理芯片以用來實(shí)現(xiàn)NPU中運(yùn)行的本發(fā)明。另一個(gè)選擇是將所有的這些功能聚合在一個(gè)或多個(gè)ASIC中。
分組轉(zhuǎn)發(fā)器75還被連接到線路過濾器85，線路過濾器85可訪問線路過濾器表80(類似地，它是參照?qǐng)D4所述的由交換機(jī)控制器20保持的線路過濾器表的子集)。
線路過濾器85是處理來自光連接的分組的引擎。線路過濾器85與線路過濾器表80關(guān)聯(lián)并訪問線路過濾器表80。對(duì)于從光連接中獲取的每個(gè)分組，線路過濾器85從分組中提取用于識(shí)別數(shù)據(jù)流的封裝標(biāo)簽，并在線路過濾器表80中搜尋輸出的數(shù)據(jù)接口。如果分組是控制消息(如由用于控制消息的可識(shí)別標(biāo)簽確定)，該分組將經(jīng)由控制消息路徑轉(zhuǎn)發(fā)到交換機(jī)控制器20，如圖7a所示。否則，線路過濾器85去掉標(biāo)簽，并將所恢復(fù)的分組轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口。
PPE控制器70具有到分組傳輸器75的控制連接和到交換機(jī)控制器60的控制消息路徑。此外，PPE控制器70可訪問會(huì)話表25(類似地，它是參照?qǐng)D4所述的由交換機(jī)控制器20保持的會(huì)話過濾器表的子集)。
PPE控制器70是與交換機(jī)控制器20通信的邏輯體。PPE控制器70與會(huì)話表25關(guān)聯(lián)并訪問會(huì)話表25，會(huì)話表25保持有控制消息和輸出光連接的映射。為了注入控制消息，PPE控制器70搜索會(huì)話表25以確定封裝標(biāo)簽和光連接。一旦找到所需信息，PPE控制器70將控制消息封裝并將該控制消息經(jīng)由光連接發(fā)送出去(通過映射引擎17、TDM交換光纖30和TDM線路模塊40)。
分組過濾器65和線路過濾器85可被構(gòu)建為軟件程序中的邏輯單元。這樣，過濾器65和85可與PPE控制器70共享處理資源，或可被單獨(dú)地構(gòu)建。
如圖7b所示或更詳細(xì)的細(xì)節(jié)，分組過濾器表60具有以下屬性●包括數(shù)據(jù)分組(進(jìn)入)的數(shù)據(jù)接口和標(biāo)簽信息的檢索關(guān)鍵字。
■(進(jìn)入)數(shù)據(jù)接口這是接收數(shù)據(jù)分組的接口。該接口是用于物理或邏輯接口的標(biāo)識(shí)。本發(fā)明沒有假設(shè)上述信息是如何獲得的。然而，該接口信息需要用于每一個(gè)正被接收的數(shù)據(jù)分組。
■標(biāo)簽這可以是(例如)第二層或MPLS報(bào)頭。第二層報(bào)頭可以是以太網(wǎng)MAC和VLAN標(biāo)簽(tag)、幀中繼DLCI或ATMVCI/VPI。值得注意的是，被接收的數(shù)據(jù)分組可以用第二層報(bào)頭或MPLS標(biāo)簽封裝。在這種情況下，定義兩個(gè)匹配關(guān)鍵值一個(gè)具有第二層報(bào)頭，另一個(gè)具有MPLS標(biāo)簽。在圖7b中，分組過濾器1和分組過濾器4能夠被應(yīng)用到同一數(shù)據(jù)分組。
●輸出光連接數(shù)據(jù)分組在進(jìn)入提供商網(wǎng)絡(luò)時(shí)被注入到該連接中。
●封裝標(biāo)簽用于每一個(gè)數(shù)據(jù)流的標(biāo)簽。其將用數(shù)據(jù)分組來封裝。
●過濾器優(yōu)先級(jí)過濾器的重要性能。如上所述，分組可以用第二層和MPLS來封裝。因此，可發(fā)現(xiàn)兩個(gè)匹配的過濾器。我們使用過濾器優(yōu)先級(jí)來確定將哪一個(gè)過濾器應(yīng)用到分組。在圖7b中，如果從與分組過濾器1和分組過濾器4相匹配的端口1中接收到分組，由于分組過濾器1的優(yōu)先級(jí)較高所以選擇分組過濾器1。
●有保證的QoS在需要考慮QoS(服務(wù)質(zhì)量)時(shí)，它是一個(gè)可選的字段。如果是這樣，每一個(gè)數(shù)據(jù)流將遵守在固定的通信業(yè)務(wù)邊界內(nèi)，否則，可能在光連接內(nèi)產(chǎn)生通信業(yè)務(wù)擁塞。該字段保持用于數(shù)據(jù)流的有保證的QoS。對(duì)于不遵守的數(shù)據(jù)分組，將使用由用戶定義的通信業(yè)務(wù)狀況機(jī)制。該機(jī)制本身超出了本發(fā)明的范圍。
如圖7b所示，分組過濾器表60用表示可被處理的各種類型的數(shù)據(jù)分組(包括以太網(wǎng)、ATM、FR和MPLS)的數(shù)據(jù)填充。事實(shí)上，在被填充的分組過濾器表60中，PPE 15處理每一個(gè)都具有獨(dú)特封裝標(biāo)簽的4個(gè)不同的數(shù)據(jù)流。相應(yīng)的輸出光連接字段與這些數(shù)據(jù)分組類型關(guān)聯(lián)。
如在圖7a中進(jìn)一步顯示的那樣，到達(dá)分組過濾器的數(shù)據(jù)分組可以具有封裝L2數(shù)據(jù)的相關(guān)分組或幀結(jié)構(gòu)的第二層數(shù)據(jù)(L2)的形式。作為一種選擇，具有相關(guān)分組或幀結(jié)構(gòu)的MPLS數(shù)據(jù)也可以到達(dá)分組過濾器65。在單元75處，單元75將預(yù)先協(xié)商好的封裝標(biāo)簽添加到L2分組或MPLS分組上。在控制消息經(jīng)由PPE控制器70從交換機(jī)控制器50接收到時(shí)，單元75還將預(yù)先協(xié)商好的封裝標(biāo)簽添加到控制消息上。在增加了封裝標(biāo)簽后，接下來，數(shù)據(jù)流在作為邏輯線路(SNC或子網(wǎng)絡(luò)連接)輸出到下一級(jí)(其為映射引擎，如圖4所示)之前被發(fā)送到線路過濾器85。
圖15a更詳細(xì)地顯示了PPE 15對(duì)從數(shù)據(jù)接口接收到的數(shù)據(jù)分組執(zhí)行的處理。如圖15a所示，PPE 15從數(shù)據(jù)端口接收(400)數(shù)據(jù)分組，接著，分組過濾器65解析(405)第二層(和也許是MPLS報(bào)頭，如果有的話)并搜索分組過濾器表60。
分組過濾器65接著確定(410)是否在分組過濾器表60中存在匹配。如果不存在，則丟棄(440)數(shù)據(jù)分組，并以此結(jié)束對(duì)所接收的數(shù)據(jù)分組的處理。
如果存在匹配，則處理繼續(xù)并確定(415)是否存在不只一個(gè)匹配的過濾器，如果數(shù)據(jù)分組是用第二層和MPLS報(bào)頭(或其它像這種情況一樣多個(gè)報(bào)頭)來封裝的，則可能存在不只一個(gè)匹配的過濾器的情況。在存在不只一個(gè)匹配的過濾器的情況下，分組過濾器65選擇(445)具有最高優(yōu)先級(jí)的報(bào)頭(參見圖7b中的過濾器優(yōu)先級(jí)字段)。
接著，確定(420)通信業(yè)務(wù)狀況。在用于數(shù)據(jù)分組的過濾器被找到時(shí)，就可以得知用于上述流的狀況(例如，流占用的帶寬)。分組過濾器65和分組過濾器表60對(duì)用于所有數(shù)據(jù)流的QoS信息保持跟蹤。如果通過接收這些數(shù)據(jù)分組使得數(shù)據(jù)流的QoS參數(shù)(例如，帶寬占用)超出了其預(yù)定的界限，PPE 15將對(duì)該數(shù)據(jù)分組進(jìn)行通信業(yè)務(wù)調(diào)整，或者丟棄該數(shù)據(jù)分組或?yàn)槠涮砑訕?biāo)記(tagging)。利用這個(gè)信息，可隨后確定(425)通信業(yè)務(wù)狀況是否在QoS界限內(nèi)。本發(fā)明沒有定義分組過濾器65得出上述確定425的實(shí)際機(jī)制；而是只對(duì)最終的結(jié)果進(jìn)行操作。如果不在QoS界限內(nèi)，則遵從450通信業(yè)務(wù)狀況或規(guī)則，這意味者通信業(yè)務(wù)被丟棄或被加以標(biāo)記。如果(455)沒有添加標(biāo)記，則丟棄(440)該數(shù)據(jù)分組。如果添加了標(biāo)記，則處理繼續(xù)到封裝(430)步驟。步驟420、425、450和455是可選的，只有需要考慮QoS時(shí)才執(zhí)行。
封裝處理(430)涉及到從分組過濾器表60中查找封裝標(biāo)簽并將查找到的封裝標(biāo)簽添加到數(shù)據(jù)分組上，如圖7a所示。接著，被封裝好的數(shù)據(jù)分組被發(fā)送(435)到在分組過濾器表60中定義的輸出光連接。
通常，PPE 15執(zhí)行下面的處理。由于每一個(gè)SONET交叉連接能夠承載來自多個(gè)L2用戶的通信業(yè)務(wù)，所以能夠在進(jìn)行多路分解的位置處區(qū)分出單個(gè)用戶幀是必要的。PPE通過將封裝標(biāo)簽添加到每一個(gè)將要進(jìn)入提供商網(wǎng)絡(luò)的L2幀來對(duì)此進(jìn)行監(jiān)控。封裝標(biāo)簽可通過在使用LDP的提供商邊緣之間進(jìn)行協(xié)商得到。
在輸出邊緣處，封裝標(biāo)簽將被取出(popped)，原始的幀被恢復(fù)并向外傳輸?shù)侥康牡赜脩?。該處理將在下面參照?qǐng)D15b和圖7c中的線路過濾器表進(jìn)行詳細(xì)的描述。
圖7c線路過濾器表線路過濾器表具有下面的屬性
●搜索關(guān)鍵字光連接和標(biāo)簽■光連接其中接收數(shù)據(jù)分組的連接。它可以是SONET VCG(虛擬級(jí)連組)或光接口■標(biāo)簽該標(biāo)簽是在數(shù)據(jù)流的入口處嵌入的標(biāo)簽。該標(biāo)簽被用來標(biāo)識(shí)特定的數(shù)據(jù)流。
●輸出數(shù)據(jù)接口用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組的接口。如圖7c所示，所有的控制消息轉(zhuǎn)發(fā)到在本實(shí)施方式中為交換機(jī)控制器的“主機(jī)接口(Host Interface)”。
●重寫標(biāo)簽在數(shù)據(jù)分組的第二層標(biāo)簽通過光網(wǎng)絡(luò)時(shí)，用戶可能要改變?cè)摌?biāo)簽。一個(gè)這樣的例子是，用戶想要改變以太網(wǎng)VLAN值來滿足以太網(wǎng)橋接協(xié)議需求。重寫標(biāo)簽包含新的標(biāo)簽信息。PPE負(fù)責(zé)該標(biāo)簽的重寫。
●有保證的QoS各數(shù)據(jù)流必須滿足要求以處在固定的界限內(nèi)。否則，將在輸出數(shù)據(jù)端口導(dǎo)致通信業(yè)務(wù)擁塞。該字段為數(shù)據(jù)流保持有保證的QoS。對(duì)于不滿足要求的數(shù)據(jù)分組，將使用用戶定義的通信業(yè)務(wù)調(diào)節(jié)機(jī)制。該機(jī)制本身超出了本領(lǐng)域的范圍。
如圖15b所示，在從光連接接收到數(shù)據(jù)分組時(shí)，PPE 15執(zhí)行下面的處理。首先，PPE從光連接獲取(500)數(shù)據(jù)分組。接著，線路過濾器85從該數(shù)據(jù)分組中解析(505)出封裝標(biāo)簽并用它來搜索線路過濾器表80(參見圖7c)。線路過濾器表80搜索的結(jié)果被用來確定(510)是否正好存在一個(gè)匹配。如果不是，該數(shù)據(jù)分組被丟棄(540)并且該事件被記錄下來。
如果僅存在一個(gè)匹配，則線路過濾器85可確定(515)通信業(yè)務(wù)狀況。該線路過濾器再次保持對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)流的QoS參數(shù)(帶寬、延時(shí)和丟棄的數(shù)據(jù)分組等)的跟蹤。如果由于接收該數(shù)據(jù)分組而使得數(shù)據(jù)流的QoS參數(shù)超出了界限，我們將不得不丟棄該數(shù)據(jù)分組或?qū)υ摂?shù)據(jù)分組做出標(biāo)記。)上述確定(515)的結(jié)果被用來確定(520)通信業(yè)務(wù)狀況是否超出了QoS界限。如果通信業(yè)務(wù)狀況超出了QoS界限，則該數(shù)據(jù)分組根據(jù)存儲(chǔ)在用于上述數(shù)據(jù)分組的線路過濾器表80中的QoS界限被(做出標(biāo)記或丟棄)。接下來的確定(550)是基于該數(shù)據(jù)分組是被做標(biāo)記還是被丟棄如果是要被丟棄，則處理流程到達(dá)丟棄(540)該數(shù)據(jù)分組的處理；否則，處理流程到達(dá)去除(525)封裝標(biāo)簽的處理。與參照?qǐng)D15a在上面描述的QoS處理一樣，這些步驟是可選的，如果在系統(tǒng)中不需要考慮QoS的話。
在去除(525)標(biāo)簽后，線路過濾器85確定(530)是否需要重寫數(shù)據(jù)分組報(bào)頭。參見上面對(duì)參數(shù)的詳細(xì)描述。如果需要重寫數(shù)據(jù)分組報(bào)頭，線路過濾器85根據(jù)包含于線路過濾器表80中的那些線路的條目來對(duì)報(bào)頭進(jìn)行重寫。如果這些條目顯示出上述標(biāo)簽不需要重寫，則PPE 15通過在線路過濾器表80定義的用于這些數(shù)據(jù)分組的數(shù)據(jù)接口將該數(shù)據(jù)分組發(fā)送出。利用這種方式，從提供商網(wǎng)絡(luò)到來的數(shù)據(jù)流可被正確地路由到正確的數(shù)據(jù)接口，并最終到達(dá)正確的客戶邊緣節(jié)點(diǎn)。
由于控制消息是作為具有標(biāo)簽的數(shù)據(jù)分組到達(dá)的，所以線路過濾器表80將它們匹配到“主機(jī)接口”。發(fā)送步驟535將把正常的數(shù)據(jù)分組發(fā)送到數(shù)據(jù)接口，而把控制消息發(fā)送到其本身為交換機(jī)控制器20的“主機(jī)接口”。
圖16和會(huì)話表7d進(jìn)一步解釋了控制消息傳輸處理。PPE控制器70利用對(duì)圖7d的會(huì)話表25的訪問來實(shí)現(xiàn)圖16的處理。
圖7d會(huì)話表會(huì)話表具有下面的屬性●搜索關(guān)鍵字控制消息ID■每一個(gè)控制消息承載了獨(dú)特的ID以用來識(shí)別它屬于哪個(gè)“對(duì)等的會(huì)話”。對(duì)等的會(huì)話是兩個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)之間的邏輯連接。它被用來在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間交換控制信息。例如，在虛擬線路操作中，用戶可應(yīng)用LDP[RFC 3036]來協(xié)商數(shù)據(jù)流。LDP在TCP之上操作。在兩個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)之間，所有的控制消息在能夠用TCP發(fā)送方端口號(hào)和IP地址唯一識(shí)別的TCP會(huì)話之上傳輸。在本發(fā)明的公開中，我們不定義嚴(yán)格的消息ID格式。然而，假設(shè)每一個(gè)控制消息具有足夠識(shí)別其所屬的會(huì)話的信息是合理的。
■作為一個(gè)實(shí)施例，在圖7d中有三個(gè)用TCP和UDP端口號(hào)識(shí)別的會(huì)話。
●輸出光連接它是控制消息將被注入的連接。
●封裝標(biāo)簽用于控制消息的可識(shí)別標(biāo)簽。PPE將把該標(biāo)簽嵌入到控制消息中。
●有保證的QoS會(huì)話中的所有控制消息將具有固定的資源等級(jí)。這種設(shè)計(jì)防止控制消息被潛在地?fù)砣?它由正常數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)導(dǎo)致)。
處理開始于PPE控制器70從交換機(jī)控制器20接收(600)控制消息，接著，解析(605)該控制消息以尋找如上所述的ID。
接著，PPE控制器70根據(jù)從控制消息中解析出的控制消息ID搜索(610)會(huì)話表25。搜索的消息被用來確定(615)是否存在匹配以便于從會(huì)話表25中檢索出的相應(yīng)條目。如果不存在匹配，則丟棄(640)該消息并記錄該事件。如果存在匹配，則PPE控制器70可執(zhí)行一些QoS處理(步驟620、625、645、650、640)。這些QoS處理與上面參照?qǐng)D15a和15b描述的QoS處理類似，因此沒有必要在重述。同樣，QoS處理被認(rèn)為是可選的并且是期望的特征。
QoS處理之后，PPE可將控制消息作為數(shù)據(jù)有效載荷發(fā)送(635)到相關(guān)的光接口(它由在會(huì)話表25中用于上述控制消息的條目來識(shí)別)。具體地說，控制消息作為SONET、SDH幀載荷內(nèi)的有效載荷而被隧道傳輸，并以此與由提供商網(wǎng)絡(luò)承載的分組數(shù)據(jù)一起分享其最終命運(yùn)(fate)。
虛擬線路的提供常規(guī)的LDP(標(biāo)簽分布協(xié)議，RFC3036)由本發(fā)明用來建立和管理虛擬線路每一個(gè)虛擬線路在雙工的交叉連接(例如SONET、SDH或OTN交叉連接)上運(yùn)行。每一個(gè)虛擬線路包括兩個(gè)單向的路徑。每一個(gè)提供商邊緣發(fā)起代表L2通信業(yè)務(wù)的路徑的建立。
每一個(gè)路徑可由三部分唯一識(shí)別，即<發(fā)送方、接收方和封裝標(biāo)簽>。該三部分是在如圖17所示的標(biāo)簽協(xié)商過程中節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送的消息的一部分。VCID標(biāo)簽是可由本發(fā)明使用的封裝標(biāo)簽的一個(gè)例子。常規(guī)的VCID標(biāo)簽是32位，其在兩個(gè)提供商邊緣之間的單個(gè)LDP會(huì)話的上下文中是唯一的。對(duì)于給定的虛擬線路，在建立兩個(gè)路徑時(shí)，必須使用相同的封裝標(biāo)簽(例如，VCID)。
如在描述圖3時(shí)所描述的那樣，為了聚合數(shù)據(jù)流并因此建立虛擬線路，網(wǎng)絡(luò)操作員首先下載所有的映射信息到提供商邊緣節(jié)點(diǎn)。兩個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)通過LDP協(xié)商數(shù)據(jù)流的封裝標(biāo)簽。
為了建立兩個(gè)提供商邊緣之間的虛擬線路，網(wǎng)絡(luò)操作員需要給出提供商邊緣的IP地址，并分配例如32位的VCID來表示該虛擬線路。為了支持以太網(wǎng)VLAN服務(wù)，還需要操作員將VLAN的ID反饋到兩個(gè)提供商邊緣。
兩個(gè)提供商邊緣節(jié)點(diǎn)通過LDP交換封裝標(biāo)簽、物理端口和VLAN信息，并協(xié)商封裝標(biāo)簽。具體地說，LDP將在標(biāo)簽協(xié)商的過程中使用虛擬線路FEC和通用標(biāo)簽FEC。在協(xié)商結(jié)束后，兩個(gè)提供商邊緣節(jié)點(diǎn)將對(duì)硬件進(jìn)行編程以用于幀分類和MPLS標(biāo)簽封裝。LDP的詳細(xì)操作是現(xiàn)有的并超出了本發(fā)明的范圍。
圖17進(jìn)一步解釋了根據(jù)本發(fā)明所述在光網(wǎng)絡(luò)上建立虛擬線路的處理?；旧希瑘D17是執(zhí)行下面處理的序列圖。
1.首先，在兩個(gè)提供商邊緣節(jié)點(diǎn)(圖17中是節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2)之間具有可操作的光連接。常規(guī)上，在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中，上述連接在本質(zhì)上是靜態(tài)的—它們一旦被建立就不會(huì)被頻繁修改。
2.節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2將在光連接上建立對(duì)等的會(huì)話。用于會(huì)話建立的方法是將控制消息注入到上述連接，并將每一個(gè)控制消息用可識(shí)別的標(biāo)簽來封裝。(參見用于圖7和8的上面描述)3.在建立對(duì)等的會(huì)話之后，網(wǎng)絡(luò)操作員將數(shù)據(jù)流建立請(qǐng)求發(fā)送到節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2。該請(qǐng)求包括下面的信息a.數(shù)據(jù)分組將要通過的數(shù)據(jù)接口。
b.數(shù)據(jù)分組需要聚合入的數(shù)據(jù)連接。
c.每一個(gè)流的QoS(帶寬)需求。
d.可選地，待被重寫的數(shù)據(jù)分組第二層標(biāo)簽(參見用于圖7c的描述)4.網(wǎng)絡(luò)操作員維護(hù)請(qǐng)求的完整性，其超出了本發(fā)明的范圍。
5.節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2將交換控制消息并對(duì)將由數(shù)據(jù)流使用的標(biāo)簽進(jìn)行協(xié)商。在[馬蒂尼草案]中描述了標(biāo)簽協(xié)商的一個(gè)例子。
6.在標(biāo)簽協(xié)商完成后，節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2用標(biāo)簽信息更新數(shù)據(jù)面，也就是在PPE 15中設(shè)置分組過濾器表60和線路過濾器表80。
現(xiàn)在，數(shù)據(jù)流將能夠在光連接上傳輸。
圖18進(jìn)一步描述了拆除或刪除根據(jù)本發(fā)明的虛擬線路的處理。圖18在本質(zhì)上是執(zhí)行下面處理的時(shí)序圖。
1.網(wǎng)絡(luò)操作員將刪除請(qǐng)求發(fā)送到節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2。
2.節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2交換控制消息，并將先前分配于數(shù)據(jù)流的標(biāo)簽取消。在SONET連接產(chǎn)生故障或操作拆除的情況下，LDP在提供商邊緣處負(fù)責(zé)取消標(biāo)簽。
3.在完成上述操作后，節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2通過從分組/線路過濾器表中刪除相應(yīng)的條目來更新數(shù)據(jù)面。
圖19進(jìn)一步描述了根據(jù)本發(fā)明所述的對(duì)光連接上會(huì)影響一個(gè)或多個(gè)虛擬線路的中斷運(yùn)轉(zhuǎn)(outage)的處理過程。圖19在本質(zhì)上執(zhí)行下面處理的序列圖。
1.節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2之間的光連接不再工作。這有可能是由于運(yùn)營商的有計(jì)劃的中斷運(yùn)轉(zhuǎn)或網(wǎng)絡(luò)中的鏈路故障而導(dǎo)致的結(jié)果。中斷運(yùn)轉(zhuǎn)可由任意數(shù)目的常規(guī)方式來檢測(cè)，該檢測(cè)超出了本發(fā)明的范圍。
2.節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2將立即更新數(shù)據(jù)面。一個(gè)動(dòng)作是在PPE中掛起所有相關(guān)的分組/線路過濾器。另一種選擇是將通信業(yè)務(wù)路由到其它的光連接。虛擬線路級(jí)的路由機(jī)制超出了本發(fā)明的范圍。
3.節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2將該狀況通知給網(wǎng)絡(luò)操作員。
可從本發(fā)明得益的備選體系結(jié)構(gòu)交換光纖32被普及為線路模塊之間的互聯(lián)(interconnect)。該互聯(lián)用于光連接，并且還可包括附加的分組流互聯(lián)以在映射引擎起作用之前在模塊之間交換分組數(shù)據(jù)。光纖互聯(lián)的實(shí)現(xiàn)超出了本發(fā)明的范圍，并不會(huì)影響本發(fā)明的功能。從概念上講，將兩個(gè)獨(dú)立的交換光纖看作在圖8到13b中所示的交換光纖是便利的；TDM交換光纖30用于光連接，并且分組光纖34用于沒有映射到光連接的分組數(shù)據(jù)。然而，在實(shí)踐中，互聯(lián)的功能可以任意的方式和任意的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。其它光纖實(shí)現(xiàn)方案的例子包括單TMD交換光纖、單分組交換光纖，實(shí)現(xiàn)的技術(shù)可包括任意純電子的或混合光學(xué)/電子的交換光纖。
在本節(jié)中將探索一些更高級(jí)別的體系結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)和備選方案。所有的這些體系結(jié)構(gòu)顯然可通過利用本發(fā)明的概念而受益，如下所述。
在這里描述的本發(fā)明可在任意形式的光連接交換機(jī)中實(shí)現(xiàn)。如果給定交換機(jī)的各種大小和設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)分組容量需求的變化需要，則存在許多可能的配置(用于將在本發(fā)明中描述的功能并入到這些交換機(jī)設(shè)計(jì)中)是自然的。
通常說來，在這里描述的交換機(jī)的功能元件不需要如圖8所示那樣設(shè)置和布置。例如，PPE 15可被設(shè)置在獨(dú)立于線路模塊40、交換機(jī)控制器20或交換光纖32的專用現(xiàn)場(chǎng)可替換卡中，如圖9所示。
如在圖9中的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)5’配置所示，分組服務(wù)器90包含有PPE 15和映射引擎17，而MAC 12包含于簡化的分組接入線路模塊中(PALM’10’)。TDM線路模塊40是常規(guī)的光連接發(fā)起/終止模塊，如圖8所示。在圖9中顯示的交換機(jī)5’是實(shí)際交換機(jī)的簡化圖，并僅具有一個(gè)PALM’10’、一個(gè)TDM線路模塊40和一個(gè)分組服務(wù)器90，但是應(yīng)該理解在實(shí)際的實(shí)現(xiàn)方案中也可以包括多個(gè)這樣的元件來為交換機(jī)提供更大的容量。
將圖9中的交換機(jī)5’配置與圖8中的比較，映射引擎17起到了相同的作用。PPE 15的功能也是一致的但是在實(shí)現(xiàn)上不同，因此，PPE在圖9中被標(biāo)為15’。除了在交換機(jī)中對(duì)到PPE的數(shù)據(jù)流和PPE到光連接的數(shù)據(jù)流的控制協(xié)調(diào)(它更加復(fù)雜)有差異以外，交換機(jī)控制器20和表25、60、80也可以是相同的。
更具體地說，在圖9中的PPE15’經(jīng)由映射引擎17和分組光纖34發(fā)送和接收通信業(yè)務(wù)，而圖8中的PPE 15還可以經(jīng)由物理的客戶端口經(jīng)由MAC12來發(fā)送和接收通信業(yè)務(wù)。在這兩個(gè)配置中，PPE的主要功能是管理光連接中的虛擬線路以及轉(zhuǎn)換和管理來自/去往虛擬線路的分組數(shù)據(jù)。
為了獲得統(tǒng)計(jì)性多路復(fù)用增益，每一個(gè)光連接中可承載多個(gè)虛擬線路(約1,000或10,000個(gè))。被轉(zhuǎn)換到這些虛擬線路中的數(shù)據(jù)流通常將經(jīng)過許多不同的物理端口而被連接到能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)。這些物理端口可位于幾個(gè)不同的PALM 10上。PPE 15將這些虛擬線路聚合起來并利用流量定形原理(traffic shaping principal)來共享虛擬線路之間的一個(gè)或多個(gè)光連接。與每一個(gè)虛擬線路關(guān)聯(lián)的源/目的地流可經(jīng)由位于具有PPE 15的PALM 10上的MAC 12到達(dá)PPE，或者它可經(jīng)由分組光纖34從位于其它PALM 10上的PPE轉(zhuǎn)發(fā)。這就是如圖8所示的體系結(jié)構(gòu)。
由于PALM 10的空間和功率限制將限制了能夠位于PALM 10上的PPE15的大小和容量，所以將PALM設(shè)置在像分組服務(wù)器90那樣的專用模塊上是期望的，如圖9所示。在該配置中，PPE’15’的操作如上所述。
分組服務(wù)器90基本上是具有PPE和被包括的其它數(shù)據(jù)功能的交換機(jī)體系結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施例。
如前所述，互聯(lián)交換光纖32的實(shí)現(xiàn)超出了本發(fā)明的范圍。根據(jù)分組數(shù)據(jù)互聯(lián)功能體34的實(shí)現(xiàn)，有必要將來自/去往PPE 15、15’的分組數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換成可以互聯(lián)的兼容格式。在圖9中，分組光纖接口16執(zhí)行該功能。這個(gè)細(xì)節(jié)可以被認(rèn)為是分組光纖/互聯(lián)實(shí)現(xiàn)方案的一部分并且可以從圖中刪除，如圖10到13a所示。
更具體地說，交換機(jī)5’可包含多個(gè)分組服務(wù)器模塊55用以增加交換機(jī)5’的分組處理容量和/或用于冗余，如圖10所示。如圖所示，其中提供了n個(gè)PALM’模塊(被標(biāo)為10’-1到10’-n)。此外，還提供了i個(gè)分組服務(wù)器(被標(biāo)為90-1到90-j)。
在PALM’10’的卡和分組服務(wù)器90的卡之間傳輸?shù)姆纸M通信業(yè)務(wù)能夠在分組交換光纖34或互聯(lián)上承載，如圖10所示。分組交換光纖34或互聯(lián)可被以任意數(shù)目的方式來實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)方案的例子包括但不限于包含在現(xiàn)場(chǎng)可替換交換機(jī)卡中的專用分組交換機(jī)單元；PALM 10’和分組服務(wù)器90之間的專用底板追蹤(backplane trace)；異步交叉(crossbar)交換機(jī)；或在TDM交換光纖30中的PALM 10’和分組服務(wù)器90之間的專用連接。
分組交換光纖34或互聯(lián)可在能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)5’中使用，即便是如果該體系結(jié)構(gòu)不包括分組服務(wù)器90。如圖8所示，分組交換光纖34或互聯(lián)能夠被用來在位于多個(gè)PALM上的PPE之間傳輸數(shù)據(jù)分組(例如在位于PALM 10-1上的PPE 15-1與位于PALM 10-n上的PPE15-n之間)。以上述方式在PPE 15之間傳輸數(shù)據(jù)分組允許來自位于不同的PALM上的多個(gè)物理接口的分組數(shù)據(jù)聚合。
能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)5、5’帶來的有益效果是，它可以利用相同的網(wǎng)元來交換各種類型的通信業(yè)務(wù)。常規(guī)TDM線路通信業(yè)務(wù)的交換類似于經(jīng)由TDM光纖(例如，TDM光纖32)和TDM線路模塊40、41在常規(guī)光連接交換機(jī)進(jìn)行的交換，如圖12所示。同時(shí)，能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)5、5’能夠?qū)2分組流交換到光連接上的虛擬線路中，如在本發(fā)明中描述和在圖13中顯示的用于分組服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的那樣。PPE 15’和PALM 10’可被實(shí)現(xiàn)成允許在分組數(shù)據(jù)端口之間進(jìn)行分組交換，如圖11所示。
如前所述，中間提供商節(jié)點(diǎn)可具有重寫封裝標(biāo)簽的能力。上述節(jié)點(diǎn)最有可能包含PPE 15或PPE 15’和映射引擎17來執(zhí)行這些功能。在中間節(jié)點(diǎn)重寫封裝標(biāo)簽的一個(gè)原因是為了將到達(dá)不同光連接的節(jié)點(diǎn)的多個(gè)虛擬線路聚合到公共的輸出光連接上。
通過具有分組服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)的數(shù)據(jù)路徑的一個(gè)實(shí)施例在圖13a中顯示。在該實(shí)施例中，包含分組數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的光連接到達(dá)TDM線路模塊40-1中的交換機(jī)，并經(jīng)由TDM交換光纖32交換到位于分組服務(wù)器90-1中的映射引擎17-1。PPE 15-1將如前所述地處理恢復(fù)的分組，但是在線路過濾器表中的輸出數(shù)據(jù)接口條目將含有為PPE預(yù)留的用以將數(shù)據(jù)分組回送到PPE 15-1(就像該數(shù)據(jù)分組來自分組光纖/互聯(lián)34一樣)的數(shù)值。接著，PPE 15-1再次處理該分組，并基于分組過濾器表60將該分組發(fā)送到映射引擎17-1以去往其它的光連接。這些從映射引擎17-1開始的其它的光連接經(jīng)由TDM交換光纖32被交換到圖13a中的相關(guān)的輸出TDM LM 40-m。
如前面所注釋的那樣，由能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)支持的不同類型的L2通信業(yè)務(wù)需要多個(gè)MAC 12和/或多種PALM 10、10’。此外，PALM 10、10’可包含能夠或不能夠發(fā)送/接收相同類型的L2通信業(yè)務(wù)的物理端口。
在通常的情況下，PALM中的端口子集可發(fā)送/接收常規(guī)的TDM光連接通信業(yè)務(wù)，從而使得PALM也像該通信業(yè)務(wù)的子集或全部上的TDM LM一樣操作。類似地，常規(guī)TDM通信業(yè)務(wù)和L2通信業(yè)務(wù)的混合物可到達(dá)PALM的同一物理端口。在這種情況下，L2通信業(yè)務(wù)包含于TDM傳輸幀(它與其它傳輸幀多路復(fù)用成單一高速的TDM幀)中。為了訪問L2通信業(yè)務(wù)，PALM 10、10’將執(zhí)行常規(guī)的TDM增加/去除多路復(fù)用(AMD)功能，以終止包含L2通信業(yè)務(wù)的TDM連接并將剩余的TDM連接傳遞到TDM交換光纖。
例如，PALM中的物理端口可接收/傳輸SONET OC48信號(hào)，該信號(hào)的前12個(gè)STS承載了ATM通信業(yè)務(wù)，而其余的36個(gè)STS則承載了將被交換到交換機(jī)上的其它TDM輸出端口的TDM線路通信業(yè)務(wù)。PALM 10、10，將首先使用常規(guī)的裝置來多路分解OC 48信號(hào)。包含ATM通信業(yè)務(wù)的結(jié)果分支(resultant tributary)將被終止，并且L2數(shù)據(jù)分組被恢復(fù)并被轉(zhuǎn)發(fā)到PPE。其余的TDM分支將被轉(zhuǎn)發(fā)到TDM交換光纖32，此舉類似于在它們到達(dá)交換機(jī)的TDM LM端口后對(duì)將它們做出的處理。
本發(fā)明操作的實(shí)施例在該部分我們將描述運(yùn)營商如何在SONET交換機(jī)(例如，由希爾納公司制造的CoreDirectorX(CD))之間提供虛擬線路。
如圖20所示，CD-1(IP回送地址1.1.1.1)和CD-2(IP回送地址2.2.2.2)被設(shè)置在具有其它(未標(biāo)記的)CD(它用作提供商網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點(diǎn))的網(wǎng)絡(luò)中。用戶使用VLAN ID 100連接到CD-1上的端口1，使用VLAN ID 200連接到CD-2上的端口2。在SONET傳輸網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，SNC-12被事先建立。SNC-12能夠被用來承載CD-1和CD-2之間的以太網(wǎng)通信業(yè)務(wù)。
CD-1和CD-2使用LDP來發(fā)現(xiàn)對(duì)方。這就允許兩個(gè)節(jié)點(diǎn)交換控制信息以建立虛擬線路。所有的控制消息作為SONET有效載荷通過SNC-12隧道傳輸，并用MPLS的“IP4 ExpIicit NULL Label”封裝。
一旦SNC被建立，建立虛擬線路包括三個(gè)基本的步驟1.由網(wǎng)絡(luò)操作員提供每一個(gè)VCID獨(dú)特地標(biāo)識(shí)出一對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)之間的虛擬線路。在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)處，我們將端口/VLAN與遠(yuǎn)程邊緣(回送地址)和VCID關(guān)聯(lián)起來。在該實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)操作員挑取VCID 50以識(shí)別CD-1上的(端口1，VLAN100)到CD-2上的(端口2，VLAN 200)之間的虛擬線路。所有必要的信息被下載到CD-1和CD-2。
2.MPLS標(biāo)簽通告和請(qǐng)求在完成上述提供過程后，LDP自動(dòng)地在CD-1和CD-2之間交換虛擬線路信息。CD-1將用于VCID 50的MPLS標(biāo)簽1000通告到CD-2。
3.數(shù)據(jù)面建立在完成了MPLS標(biāo)簽的交換之后，邊緣節(jié)點(diǎn)對(duì)用于虛擬線路操作的數(shù)據(jù)面進(jìn)行編程。CD-1將對(duì)PPE進(jìn)行如下編程
●為從具有VLAN 100的端口1接收到的所有以太網(wǎng)幀增加標(biāo)簽2000，并通過SNC-12發(fā)送幀。
●對(duì)到達(dá)SNC-12的承載于SONET上的具有標(biāo)簽1000的所有以太網(wǎng)幀，將VLAN-ID重寫為100，并將它們通過端口1發(fā)送。
在CD-2中對(duì)于去往CD-1的幀采用類似的規(guī)則。
本發(fā)明的有益效果●馬蒂尼的虛擬線路方案給出了一種用來將所有類型的第二層通信業(yè)務(wù)承載于運(yùn)營商的干線網(wǎng)絡(luò)上的統(tǒng)一方法。然而，所述的干線必須能夠支持MPLS/IP。通常運(yùn)營商對(duì)于在它們的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)建立SONET交叉連接是非常小心的。在許多情況下，SONET連接配設(shè)有一套豐富的裝置以用于網(wǎng)絡(luò)資源分配、通信業(yè)務(wù)恢復(fù)和鏈路保護(hù)等。因此，期望得到的是使用SONET交叉連接直接承載虛擬線路通信業(yè)務(wù)，而不是在MPLS上建立虛擬線路。
●如果干線網(wǎng)絡(luò)僅在邊緣之間傳輸?shù)诙訋瑒t從設(shè)備和管理開銷的觀點(diǎn)看，在SONET交叉連接之上直接提供“隧道傳輸”功能是更經(jīng)濟(jì)的，而不是建立運(yùn)行于光傳輸網(wǎng)絡(luò)上面的其它層隧道傳輸機(jī)制。
●在本發(fā)明中，光傳輸網(wǎng)絡(luò)能夠被用來支持常規(guī)的語音通信業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)分組。該傳輸干線能夠像它們從前那樣被提供和管理。虛擬線路僅在網(wǎng)絡(luò)邊緣處被建立以傳輸數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。因此，所有的傳輸管理系統(tǒng)不會(huì)被擾亂。
●通過在SONET交叉連接的上面建立虛擬連接，運(yùn)營商通過將單個(gè)用戶通信業(yè)務(wù)映射到SONET虛擬連接中繼線中就可更好地利用網(wǎng)絡(luò)資源，并采用例如LCAS的適應(yīng)機(jī)制來微調(diào)帶寬預(yù)留。由于虛擬線路和光交叉連接是從同一邊緣節(jié)點(diǎn)處發(fā)起的，所以這就能夠?yàn)檫\(yùn)營商潛在地減少網(wǎng)絡(luò)操作的成本。
●運(yùn)營商能夠直接將數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)從網(wǎng)絡(luò)邊緣聚合到傳輸網(wǎng)絡(luò)中。它無需引入U(xiǎn)NI或NNI接口來將數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)帶入光學(xué)域。將虛擬線路映射到預(yù)先建立的SNC能夠自動(dòng)地消除在用戶和網(wǎng)絡(luò)接口處自動(dòng)建立和刪除SNC所帶來的不利的影響。
●從硬件支持的觀點(diǎn)來看，這種方式將調(diào)整(leverage)一些SONET交換機(jī)中的可升級(jí)的SONET交換能力。運(yùn)營商能夠?qū)⑻摂M線路捆綁并聚合在細(xì)粒狀(fine-granular)的STS中繼線中。認(rèn)識(shí)到SONET STS中繼線本身可很好地用于用戶的流隔離和帶寬保證是重要的。因此，以STS粒度提供分類服務(wù)或QoS是路由器在可預(yù)見的將來不能被廉價(jià)地替換的獨(dú)特特征。
●本發(fā)明能夠在光傳輸網(wǎng)絡(luò)上將第二層和加有標(biāo)簽的MPLS通信業(yè)務(wù)聚合起來。因此，本發(fā)明還能夠進(jìn)一步幫助網(wǎng)絡(luò)提供商更經(jīng)濟(jì)的一體化通信業(yè)務(wù)，例如，L2和L2VPN。
應(yīng)該理解本發(fā)明創(chuàng)造性的概念不限于SONET，它還可包括SDH(在歐洲是流行的標(biāo)準(zhǔn))和新興的標(biāo)準(zhǔn)(例如，OTN)。換而言之，盡管本發(fā)明為了簡化描述而主要描述了感興趣的SONET，但是本發(fā)明創(chuàng)造性的概念可等同地適用于SDH或OTN網(wǎng)絡(luò)。
以上描述了本發(fā)明，顯而易見，可以多種方式對(duì)其進(jìn)行改變。這些改變不應(yīng)認(rèn)為是背離了本發(fā)明的精深和范圍，所有的這些修改對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的，并趨于包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸分組數(shù)據(jù)和命令消息的方法，所述通信網(wǎng)絡(luò)具有設(shè)置在它的提供商邊緣節(jié)點(diǎn)之間的至少一個(gè)光連接，所述方法包括直接在所述通信網(wǎng)絡(luò)的所述光連接之上以及在所述提供商邊緣節(jié)點(diǎn)之間建立虛擬線路；在所建立的虛擬線路之內(nèi)以及在建立于所述通信網(wǎng)絡(luò)的提供商邊緣節(jié)點(diǎn)之間的所述光連接之上對(duì)所述分組數(shù)據(jù)進(jìn)行隧道傳輸；在被建立用來在所述通信網(wǎng)絡(luò)的提供商邊緣節(jié)點(diǎn)之間傳輸所述分組數(shù)據(jù)的相同光連接內(nèi)對(duì)所述命令消息進(jìn)行隧道傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括所述對(duì)命令消息進(jìn)行隧道傳輸包括對(duì)所述命令消息使用命令消息封裝標(biāo)簽，其中，所述命令消息封裝標(biāo)簽至少通知所述提供商邊緣節(jié)點(diǎn)所述被隧道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是命令消息。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述提供商邊緣節(jié)點(diǎn)之一接收到來自所述通信網(wǎng)絡(luò)的被隧道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)之后，所述方法還包括根據(jù)所述數(shù)據(jù)是否包括所述命令消息封裝標(biāo)簽，以從接收到的光數(shù)據(jù)中識(shí)別所述命令消息。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括基于所述識(shí)別步驟，從所述接收到的數(shù)據(jù)中分離出所述命令消息；以及將所述被分離出的命令消息發(fā)送到接收的提供商邊緣節(jié)點(diǎn)的交換機(jī)控制器。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括所述建立虛擬線路包括為將在所述提供商邊緣節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)乃龇纸M數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝標(biāo)簽的協(xié)商；所述對(duì)分組數(shù)據(jù)進(jìn)行隧道傳輸包括將所述協(xié)商好的封裝標(biāo)簽用于所述分組數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括將所述隧道傳輸?shù)姆纸M數(shù)據(jù)與相應(yīng)的隧道傳輸?shù)拿钕⑾嚓P(guān)聯(lián)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，所述關(guān)聯(lián)步驟包括建立會(huì)話表，所述會(huì)話表存儲(chǔ)有用于與所述命令消息關(guān)聯(lián)的所述分組數(shù)據(jù)的被協(xié)商好的封裝標(biāo)簽、所述命令消息封裝標(biāo)簽和控制消息ID。
8.一種傳輸用戶數(shù)據(jù)流的方法，所述用戶數(shù)據(jù)流包括在光網(wǎng)絡(luò)上相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)分組序列，所述方法包括終止包含有所述數(shù)據(jù)分組序列的所述用戶數(shù)據(jù)流中的客戶幀；將封裝標(biāo)簽添加到其客戶幀已被終止的數(shù)據(jù)分組；在所述光網(wǎng)絡(luò)的提供商邊緣節(jié)點(diǎn)之間發(fā)起光連接以用于承載帶有添加的封裝標(biāo)簽的數(shù)據(jù)分組；使用光信號(hào)傳輸框架在所述光連接上傳輸帶有添加的封裝標(biāo)簽的數(shù)據(jù)分組；以及在所述傳輸步驟使用的所述光信號(hào)傳輸框架內(nèi)，對(duì)與所述用戶數(shù)據(jù)流關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)命令消息進(jìn)行隧道傳輸。
9.如權(quán)利要求8所述的傳輸用戶數(shù)據(jù)流的方法，所述隧道傳輸步驟包括為所述至少一個(gè)命令消息添加控制消息封裝標(biāo)簽。
10.如權(quán)利要求8所述的傳輸用戶數(shù)據(jù)流的方法，所述發(fā)起步驟包括將所述數(shù)據(jù)分組和添加的封裝標(biāo)簽封裝在GFP幀、SONET上的分組幀或鏈路接入處理幀中。
11.如權(quán)利要求8所述的傳輸用戶數(shù)據(jù)流的方法，還包括直接在通信網(wǎng)絡(luò)的光連接之上以及在提供商邊緣節(jié)點(diǎn)之間建立虛擬線路以承載所述光連接。
12.如權(quán)利要求8所述的傳輸用戶數(shù)據(jù)流的方法，所述傳輸步驟使用SONET、SDH或OTN光信號(hào)傳輸框架。
13.如權(quán)利要求11所述的傳輸用戶數(shù)據(jù)流的方法，其中，在所述通信網(wǎng)絡(luò)的接收端所述方法還包括終止承載有所述虛擬線路的所述光連接；從被終止的光連接中恢復(fù)帶有添加的封裝標(biāo)簽的數(shù)據(jù)分組；以及確定預(yù)期的物理端口用以發(fā)送出被提取的數(shù)據(jù)分組。
14.如權(quán)利要求9所述的傳輸用戶數(shù)據(jù)流的方法，其中，在接收端所述方法還包括終止承載有所述虛擬線路的所述光連接；從被終止的光連接中恢復(fù)被分組化的數(shù)據(jù)；以及基于所述封裝標(biāo)簽，確定被提取的分組化的數(shù)據(jù)是來自用戶流的數(shù)據(jù)分組還是來自命令消息的數(shù)據(jù)分組。
15.如權(quán)利要求14所述的傳輸用戶數(shù)據(jù)流的方法，還包括從所述數(shù)據(jù)分組中去除所述封裝標(biāo)簽；以及基于被去除的標(biāo)簽，將所述數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)筋A(yù)期的目的地。
16.如權(quán)利要求8所述的傳輸用戶數(shù)據(jù)流的方法，其中，所述用戶數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)分組序列是具有或不具有MPLS標(biāo)簽的第二層分組。
17.如權(quán)利要求8所述的傳輸用戶數(shù)據(jù)流的方法，其中，所述用戶數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)分組序列包括具有吉比特以太網(wǎng)、鏈路接入處理、SONET上的以太網(wǎng)，異步傳輸模式、幀中繼、彈性分組環(huán)和SONET上的數(shù)據(jù)分組格式的數(shù)據(jù)分組。
18.如權(quán)利要求8所述的傳輸用戶數(shù)據(jù)流的方法，還包括聚合多個(gè)數(shù)據(jù)流，所述多個(gè)數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)都包括與其關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)分組序列；所述終止步驟終止每一個(gè)所述用戶數(shù)據(jù)流中的客戶幀；所述添加步驟將不同的封裝標(biāo)簽添加到來自不同用戶流的數(shù)據(jù)分組；所述發(fā)起光連接的步驟在所述光網(wǎng)絡(luò)的提供商邊緣節(jié)點(diǎn)之間發(fā)起光連接以承載與所述多個(gè)數(shù)據(jù)流相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)分組的一個(gè)或多個(gè)序列；所述傳輸步驟使用光信號(hào)傳輸框架在所述光連接上傳輸帶有添加的封裝標(biāo)簽的數(shù)據(jù)分組序列；以及在所述傳輸步驟使用的所述光信號(hào)傳輸框架內(nèi)，對(duì)與所述用戶數(shù)據(jù)流的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)命令消息進(jìn)行隧道傳輸。
19.一種用于光通信網(wǎng)絡(luò)的提供商邊緣節(jié)點(diǎn)的分組處理引擎，包括會(huì)話表，它存儲(chǔ)有與控制消息相關(guān)聯(lián)的輸出光路連接標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)和封裝標(biāo)簽數(shù)據(jù)；以及操作性地連接到所述會(huì)話表的控制器，所述控制器查找所述會(huì)話表中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以確定用于被接收的控制消息的封裝標(biāo)簽和輸出光路連接；所述控制器利用所述被確定出的封裝標(biāo)簽對(duì)所述被接收的控制消息進(jìn)行封裝，并將封裝好的消息注入到所述被確定的輸出光路連接中。
20.如權(quán)利要求19所述的用于通信網(wǎng)絡(luò)的提供商邊緣節(jié)點(diǎn)的分組處理引擎，其中，所述會(huì)話表為多個(gè)控制消息中的每一個(gè)存儲(chǔ)控制消息ID、相應(yīng)的輸出光路連接標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)和相應(yīng)的封裝標(biāo)簽。
21.如權(quán)利要求19所述的用于通信網(wǎng)絡(luò)的提供商邊緣節(jié)點(diǎn)的分組處理引擎，還包括從用戶流中接收數(shù)據(jù)分組的分組過濾器；操作性地連接到所述分組過濾器的分組過濾器表，所述分組過濾器表存儲(chǔ)有進(jìn)入數(shù)據(jù)分組接口標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)、進(jìn)入數(shù)據(jù)分組標(biāo)簽數(shù)據(jù)、輸出光連接標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)和封裝標(biāo)簽數(shù)據(jù)；所述分組過濾器從被接收的數(shù)據(jù)分組中讀取所述進(jìn)入數(shù)據(jù)分組接口標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)和進(jìn)入數(shù)據(jù)分組標(biāo)簽數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述分組過濾器表中；所述分組過濾器使用所述分組過濾器表為被接收的數(shù)據(jù)分組確定出封裝標(biāo)簽和相應(yīng)的輸出光連接；以及操作性地連接到所述分組過濾器的分組轉(zhuǎn)發(fā)器，所述分組轉(zhuǎn)發(fā)器將所述被確定出的封裝標(biāo)簽增加到所述數(shù)據(jù)分組，并將接收的數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到所述被確定出的輸出光連接。
22.如權(quán)利要求21所述的用于通信網(wǎng)絡(luò)的提供商邊緣節(jié)點(diǎn)的分組處理引擎，其中，被接收的控制消息中的每一個(gè)與被接收的數(shù)據(jù)分組中的至少相應(yīng)的一個(gè)共享目的地。
23.如權(quán)利要求19所述的用于通信網(wǎng)絡(luò)的提供商邊緣節(jié)點(diǎn)的分組處理引擎，還包括線路過濾器，用于接收從光連接到所述光通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分組；操作性地連接到所述線路過濾器的線路過濾器表，所述線路過濾器表存儲(chǔ)有進(jìn)入光路連接標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)、封裝標(biāo)簽數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分組接口標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)；所述線路過濾器表從所述被接收的分組數(shù)據(jù)中提取所述封裝標(biāo)簽；所述線路過濾器利用提取的封裝標(biāo)簽來將所述接收的分組數(shù)據(jù)識(shí)別為控制消息，其中，與識(shí)別出的控制消息相關(guān)聯(lián)的所述輸出數(shù)據(jù)分組接口標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)是主機(jī)接口，操作性地連接到所述線路過濾器的分組轉(zhuǎn)發(fā)器，所述分組轉(zhuǎn)發(fā)器將所述控制消息轉(zhuǎn)發(fā)到所述主機(jī)接口。
24.如權(quán)利要求19所述的用于通信網(wǎng)絡(luò)的提供商邊緣節(jié)點(diǎn)的分組處理引擎，還包括線路過濾器，用于接收從光連接到所述光通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分組；操作性地連接到所述線路過濾器的線路過濾器表，所述線路過濾器表存儲(chǔ)有進(jìn)入光路連接標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)、封裝標(biāo)簽數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分組接口標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)；所述線路過濾器表從所述被接收的分組數(shù)據(jù)中提取所述封裝標(biāo)簽；所述線路過濾器利用提取的封裝標(biāo)簽來識(shí)別與所述數(shù)據(jù)分組關(guān)聯(lián)的輸出數(shù)據(jù)分組接口；以及操作性地連接到所述線路過濾器的分組轉(zhuǎn)發(fā)器，所述分組轉(zhuǎn)發(fā)器將所述分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到所述被識(shí)別出的輸出數(shù)據(jù)分組接口。
25.如權(quán)利要求24所述的用于通信網(wǎng)絡(luò)的提供商邊緣節(jié)點(diǎn)的分組處理引擎，所述線路過濾器表還為其封裝標(biāo)簽已經(jīng)被重寫的數(shù)據(jù)分組存儲(chǔ)重寫標(biāo)簽數(shù)據(jù)；所述線路過濾器用最初與所述數(shù)據(jù)分組關(guān)聯(lián)的封裝標(biāo)簽替換所述重寫封裝標(biāo)簽。
26.一種分組接入線路模塊，包括媒介訪問控制器，它接收/傳輸形成為客戶幀的數(shù)據(jù)分組，終止/發(fā)起所述客戶幀，以及從所述形成為客戶幀的數(shù)據(jù)分組中提取數(shù)據(jù)分組/將數(shù)據(jù)分組插入到所述形成為客戶幀的數(shù)據(jù)分組中；如權(quán)利要求19所述的分組處理引擎，它操作性地連接到所述媒介訪問控制器；以及操作性地連接到所述包裝器處理引擎的映射引擎，所述映射引擎發(fā)起/終止光連接。
27.一種能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)，包括多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求26所述的分組接入線路模塊，時(shí)分復(fù)用交換光纖，操作性地連接到所述分組獲知線路模塊；多個(gè)時(shí)分復(fù)用線路模塊，操作性地連接到所述時(shí)分復(fù)用交換光纖；交換機(jī)控制器，操作性地連接到所述多個(gè)分組接入線路模塊、所述時(shí)分復(fù)用交換光纖和所述多個(gè)時(shí)分復(fù)用線路模塊。
28.一種光網(wǎng)絡(luò)，包括操作性地連接到提供商網(wǎng)絡(luò)的至少兩個(gè)提供商邊緣節(jié)點(diǎn)，各個(gè)所述提供商邊緣節(jié)點(diǎn)包括如權(quán)利要求27所述的能夠進(jìn)行分組數(shù)據(jù)處理的光連接交換機(jī)，至少兩個(gè)客戶邊緣節(jié)點(diǎn)，各個(gè)所述客戶邊緣節(jié)點(diǎn)操作性地連接到所述提供商邊緣節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)。
29.如權(quán)利要求26所述的光網(wǎng)絡(luò)，還包括中間提供商節(jié)點(diǎn)，它操作性地連接到網(wǎng)絡(luò)配置中的所述提供商邊緣節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
披露了一種用于在SONET、SDH或OTN傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳輸諸如以太網(wǎng)MAC、ATM AAL5和幀中繼的第二層幀的方法、裝置和網(wǎng)絡(luò)。該方法在例如SONET交換機(jī)之間或直接在SONET層的上面建立“虛擬線路”。該方法可在常規(guī)的SONET交換機(jī)中實(shí)現(xiàn)MPLS信令協(xié)議，以達(dá)到聚合來自傳輸網(wǎng)絡(luò)邊緣的第二層幀、而使傳輸網(wǎng)絡(luò)本身獨(dú)立于IP和MPLS路由的目的。該方案給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商帶來了大量的有益之處，因?yàn)樗档土诉\(yùn)行費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用。為了使傳輸網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立于IP和MPLS，并避免在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的隨后的IP控制消息處理，邊緣到邊緣的“隧道傳輸”機(jī)制被設(shè)計(jì)用來將控制消息作為SONET(或SDH、OTN)幀有效載荷的一部分傳輸。
文檔編號(hào)G06FGK1757210SQ200480006176
公開日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2004年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月15日
發(fā)明者潘平, 拉爾夫·西奧多·奧夫梅斯泰 申請(qǐng)人:希爾納公司