專利名稱：實現(xiàn)動態(tài)evc多粒度電路交換網(wǎng)絡(luò)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種實現(xiàn)動態(tài)EVC多粒度電路交換網(wǎng)絡(luò)的方法。
背景技術(shù)：
以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為局域網(wǎng)中的主導網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而且隨著千兆和萬兆以太網(wǎng)的出現(xiàn)，以太網(wǎng)已經(jīng)開始向城域、廣域網(wǎng)推進。另一方面，用戶對網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能、速率、可靠性的要求也越來越高，這使得光網(wǎng)絡(luò)成為傳輸網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的首要選擇，并且越來越多地出現(xiàn)在廣域網(wǎng)、甚至城域網(wǎng)中。將這兩者結(jié)合的MSTP(多業(yè)務(wù)傳送平臺)技術(shù)，可以實現(xiàn)包括以太網(wǎng)在內(nèi)多種業(yè)務(wù)的點到點連接。也就是說，用戶以太網(wǎng)從MSTP設(shè)備的以太網(wǎng)接口接入網(wǎng)絡(luò)，并通過核心的光網(wǎng)絡(luò)，連接到另一端的以太網(wǎng)。這樣的網(wǎng)絡(luò)中，一條連接兩個以太網(wǎng)的通路，被稱為以太網(wǎng)虛擬連接(Ethernet Virtual Connection)，即EVC。通過EVC的方式，處于不同地理位置的兩個局域網(wǎng)可以使用光網(wǎng)絡(luò)中建立的連接進行通信。與傳統(tǒng)的基于IP的虛擬專用網(wǎng)相比，EVC的以太網(wǎng)連接具有高傳輸帶寬、高可靠性和高數(shù)據(jù)安全性等特點。
檢索已有的文獻發(fā)現(xiàn)(Metro Ethernet WAN Services and Architectures，Cisco whitepaper，http://www.cisco.com/)，目前MSTP設(shè)備支持點到點和多點到多點的EVC，也就是說，一個以太網(wǎng)端口可以通過MSTP設(shè)備，同時連接到一個或者多個不同的站點。但是目前這種連接關(guān)系都是靜態(tài)的，也就是說1)一個接口所能連接的目的站點數(shù)量是固定的，這不利于有效利用接口上的網(wǎng)絡(luò)帶寬，并且隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大，固定數(shù)量的靜態(tài)連接無法實現(xiàn)任意可達性；2)每個連接所占用的帶寬是固定的，這可能導致某些連接上的帶寬被浪費，而另一些連接上的傳輸需求因為帶寬小而得不到滿足。因此迫切需要一種更加靈活的機制來解決這些問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種實現(xiàn)動態(tài)EVC多粒度電路交換網(wǎng)絡(luò)的方法，使其在以太網(wǎng)中實現(xiàn)動態(tài)可配置的多可達性的電路交換，網(wǎng)絡(luò)資源配置達到最優(yōu)，并提高數(shù)據(jù)的傳輸效率使得網(wǎng)絡(luò)的利用率達到最高。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括具體步驟如下①、位于用戶側(cè)設(shè)備的用戶請求模塊向位于網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備的連接管理模塊提出建立點到點或者點到多點以太虛擬連接(EVC)的申請，申請中應(yīng)包括連接的源、目的節(jié)點地址以及虛擬連接粒度信息；所述的用戶請求模塊，是指向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出連接建立/刪除請求，同時管理用戶端口上的資源信息的控制平面的實體。
所述的連接管理模塊，是指用于管理已存在，或者正在被建立/拆除的以太虛擬連接的控制平面實體。
②、位于網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備的連接管理模塊按照用戶連接請求中的地址信息從VLAN池中分配VLAN ID，建立VLAN ID和連接的對應(yīng)關(guān)系，創(chuàng)建連接表項。
所述的VLAN池，是指管理未分配的VLAN和相關(guān)的連接信息的控制平面實體。
③、連接管理模塊向信令實體模塊發(fā)出連接建立請求并提供相關(guān)信息。
所述的信令實體模塊，是指用于完成虛擬連接的建立和拆除。
④、信令實體模塊試圖建立連接如果連接建立成功，則向連接管理模塊發(fā)送建立成功的回復；如果連接建立失敗，經(jīng)過隨機時間的等待后，回到步驟3并重新開始；重試一定次數(shù)以后仍舊不成功，則放棄連接建立過程，連接建立宣告失敗。
⑤、連接管理模塊向用戶反饋虛擬連接已建立的信息，其中包括所請求的目的地址和VLAN ID。
⑥、用戶通過發(fā)送控制模塊，向?qū)?yīng)的VLAN發(fā)送數(shù)據(jù)。
所述的發(fā)送控制模塊，是指按照用戶請求模塊返回的信息，將數(shù)據(jù)發(fā)向正確的VLAN的數(shù)據(jù)平面的實體。
⑦、數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，用戶請求模塊向連接管理模塊提出拆除以太虛擬連接(EVC)的申請。
⑧、連接管理模塊通知信令實體模塊啟動連接拆除過程，并收回已分配的VLAN ID。
⑨、信令實體模塊拆除點到點的連接。
⑩、連接管理模塊向客戶端反饋虛擬連接已拆除的信息。
本發(fā)明中的網(wǎng)絡(luò)連接過程可以類比TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的TCP連接，其連接生存期從用戶發(fā)出虛擬連接申請并成功建立虛擬連接到用戶發(fā)出虛擬連接拆除申請并虛擬連接被拆除，所涉及的功能模塊有用戶請求模塊、連接管理模塊、信令實體模塊、VLAN池、業(yè)務(wù)匯聚和映射模塊。其中業(yè)務(wù)匯聚和映射模塊，是按照VLAN ID將以太幀放入不同的連接中的數(shù)據(jù)平面實體；用戶請求模塊用于用戶提出虛擬連接的建立和拆除的請求；連接管理模塊用于管理已存在，或者正在被建立/拆除的以太虛擬連接；信令實體模塊完成虛擬連接的建立和拆除。本發(fā)明不涉及任何第三方工具，完全由用戶側(cè)設(shè)備發(fā)起，動態(tài)地建立與拆除虛擬連接，因此實現(xiàn)簡單，效率高。由于采用了以太虛擬連接技術(shù)，單個客戶端上實現(xiàn)一個UNI接口同時與多個UNI接口連接，整個網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)了多點到多點的互連，提高了網(wǎng)絡(luò)的可達性，因此能夠更加充分的利用網(wǎng)絡(luò)資源，增加網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的多樣性。與此同時，虛擬連接的帶寬有多種粒度并且由用戶側(cè)設(shè)備直接控制，使得網(wǎng)絡(luò)資源的分配具有很高的靈活性。
本發(fā)明提出了一種基于動態(tài)EVC的多粒度、高可達性電路交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點1)可以為以太網(wǎng)提供高速的點到多點專用連接；2)可以按照用戶需求，靈活地為EVC分配帶寬，從而提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量和資源利用率；3)可以按照用戶需求，動態(tài)建立和刪除網(wǎng)絡(luò)中的連接，提高網(wǎng)絡(luò)的利用效率，并且有效增加網(wǎng)絡(luò)的可達性。


圖1以臺網(wǎng)虛擬連接示意2動態(tài)以太網(wǎng)虛擬連接的建立和刪除過程示意圖具體實施方式
本實施例是通過用戶側(cè)設(shè)備，向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起多粒度虛擬連接建立和刪除請求，從而實現(xiàn)動態(tài)高可達性的虛擬連接交換網(wǎng)絡(luò)，支持以太網(wǎng)虛擬連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。用戶設(shè)備通過以太網(wǎng)鏈路連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。位于用戶側(cè)設(shè)備的用戶請求模塊通過EVC請求機制在該以太網(wǎng)鏈路上動態(tài)建立或者刪除以太網(wǎng)虛擬連接。
具體實施如圖2所示1)用戶請求模塊向連接管理模塊提出建立虛擬連接請求，該請求中包括虛擬連接的源地址，目的地址，以及該連接所要求的網(wǎng)絡(luò)帶寬(即粒度)；由于目前并沒有國際或者國家標準支持這個接口，因此實現(xiàn)時需要定義私有的基于TCP/IP的接口協(xié)議；2)連接管理模塊接收到用戶請求模塊的建立連接請求，查詢VLAN池。如果有可用的空閑VLAN，則預(yù)留該VLAN ID，建立連接表項，并按照用戶所請求的粒度確定業(yè)務(wù)映射的方法，然后向信令實體模塊提供連接的源、目的地址和連接粒度信息，請求建立連接；3)信令實體模塊根據(jù)所提供的信息啟動連接的建立過程；4)如果連接建立成功，信令實體模塊向連接管理模塊返回成功的響應(yīng)，其中包括連接的源和目的地址。連接管理模塊收到建立成功的響應(yīng)后，向用戶返回虛擬連接建立成功響應(yīng)，該響應(yīng)中包括虛擬連接對應(yīng)的源、目的地址和對應(yīng)的VLAN ID。如果連接建立失敗，則經(jīng)過隨機時間以后回到步驟3)并重新嘗試；嘗試若干次以后若還不能建立，則放棄建立過程；5)位于用戶側(cè)設(shè)備的發(fā)送控制模塊在本地創(chuàng)建對應(yīng)的目的地址和VLAN對應(yīng)表項，并按照目的地址為即將被發(fā)出的以太幀設(shè)置合適的VLAN ID，再將其發(fā)往以太網(wǎng)接口；6)用戶數(shù)據(jù)傳輸完畢，由位于用戶側(cè)設(shè)備的用戶請求模塊向位于網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備的連接管理模塊發(fā)出拆除虛擬連接拆除的請求。連接管理模塊根據(jù)用戶提出的拆除連接的請求，通知信令模塊拆除光網(wǎng)絡(luò)中的連接，并刪除連接表中的對應(yīng)表項，回收與該連接對應(yīng)的VLAN ID。
本實施例中的用戶請求模塊可以根據(jù)當前的請求狀況進行排隊，一次排列出用戶建立連接和拆除連接的請求，并向連接管理模塊提出請求。在請求完成時，收到連接管理模塊發(fā)出的請求完成的響應(yīng)。該請求必須明確需要建立連接的源地址和目的地址，和連接所需要的粒度。
本實施例中的連接管理模塊實現(xiàn)方法如下向信令實體模塊提供連接建立和拆除的調(diào)用接口，連接調(diào)用接口提供連接需要的源和目的地址，和連接的粒度。模塊在接收到用戶請求模塊的請求后，為這個連接請求或多個連接請求建立一個連接表項，同時向信令實體模塊發(fā)出指令，請求發(fā)出連接的信令消息。當收到信令實體模塊發(fā)出的建立成功回復以后，對連接表項進行修改。若收到信令實體模塊的建立失敗回復，則刪除對應(yīng)的連接表項或者重新嘗試建立連接。在連接表項中可以包括有多個目的地址以及這些連接的粒度，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中一個UNI與多個UNI的連接以及連接的多粒度性。
本實施例中的用戶請求模塊有兩種實現(xiàn)方法。第一種方法是基于光互聯(lián)論壇OIF提出的UNI1.0實現(xiàn)UNI-C，通過適當?shù)臄U展，獨立于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(包括UNI-N等控制平面設(shè)備和數(shù)據(jù)平面設(shè)備)，單獨作為用戶信令設(shè)備。這種方法的特點是可以實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和用戶信令設(shè)備的分離，用戶信令設(shè)備的開發(fā)過程和網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備的開發(fā)過程相對獨立，依賴性小，用戶信令設(shè)備適合于由第三方開發(fā)。第二種方法是基于私有的控制協(xié)議與連接管理模塊接口，并在網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備上通通過私有的方式(例如通過MIB庫設(shè)置)通知NNI接口實現(xiàn)光路的建立過程。這種方法中，需要重新定義私有控制協(xié)議。這種方法的特點是實現(xiàn)私有接口的連接管理模塊和基于標準的信令協(xié)議緊密耦合，實現(xiàn)效率非常高，建立連接的延時小，但是因為涉及到信令協(xié)議和接口的具體實現(xiàn)，不太適合由第三方開發(fā)。
本實例中VLAN池的實現(xiàn)過程如下信令實體模塊按照連接管理模塊提供的源地址和目的地址、連接的粒度等信息，在VLAN池中選擇符合要求的VLAN ID提供給用戶，并建立VLAN ID和連接的關(guān)系，完成虛擬連接的建立。
本發(fā)明在步驟1-4時實現(xiàn)了以太網(wǎng)虛擬連接的動態(tài)建立，步驟6實現(xiàn)了以太虛擬連接的動態(tài)拆除。由于虛擬連接技術(shù)的使用，實現(xiàn)了單個物理端口與多個物理端口的數(shù)據(jù)連接，網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)了多點與多點之間的互連，因此本發(fā)明呈現(xiàn)了多可達特性的。用戶可以根據(jù)不同需求建立不同粒度的虛擬連接，使得用戶對網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度更加靈活，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)資源的配置并實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的多粒度性。
權(quán)利要求
1.一種實現(xiàn)動態(tài)EVC多粒度電路交換網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征在于，包括具體步驟如下①、位于用戶側(cè)設(shè)備的用戶請求模塊向位于網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備的連接管理模塊提出建立點到點或者點到多點以太虛擬連接的申請，申請中包括連接的源、目的節(jié)點地址以及虛擬連接粒度信息；②、位于網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備的連接管理模塊按照用戶連接請求中的地址信息從VLAN池中分配VLAN ID，建立VLAN ID和連接的對應(yīng)關(guān)系，創(chuàng)建連接表項；③、連接管理模塊向信令實體模塊發(fā)出連接建立請求并提供相關(guān)信息；④、信令實體模塊試圖建立連接⑤、連接管理模塊向用戶反饋虛擬連接已建立的信息；⑥、用戶通過發(fā)送控制模塊，向?qū)?yīng)的VLAN發(fā)送數(shù)據(jù)；⑦、數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，用戶請求模塊向連接管理模塊提出拆除以太虛擬連接的申請；⑧、連接管理模塊通知信令實體模塊啟動連接拆除過程，并收回已分配的VLAN ID；⑨、信令實體模塊拆除點到點的連接；⑩、連接管理模塊向客戶端反饋虛擬連接已拆除的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)動態(tài)EVC多粒度電路交換網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征是，步驟①中所述的用戶請求模塊，是指向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出連接建立/刪除請求，同時管理用戶端口上的資源信息的控制平面的實體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)動態(tài)EVC多粒度電路交換網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征是，步驟①中所述的連接管理模塊，是指用于管理已存在，或者正在被建立/拆除的以太虛擬連接的控制平面實體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)動態(tài)EVC多粒度電路交換網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征是，步驟②中所述的VLAN池，是指管理未分配的VLAN和相關(guān)的連接信息的控制平面實體。步驟③中所述的信令實體模塊，是指用于完成虛擬連接的建立和拆除。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)動態(tài)EVC多粒度電路交換網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征是，步驟④所述的連接，如果連接建立成功，則向連接管理模塊發(fā)送建立成功的回復；如果連接建立失敗，經(jīng)過隨機時間的等待后，回到步驟3并重新開始；重試后仍舊不成功，則放棄連接建立過程，連接建立宣告失敗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)動態(tài)EVC多粒度電路交換網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征是，步驟⑤中所述的信息，包括所請求的目的地址和VLAN ID。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)動態(tài)EVC多粒度電路交換網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征是，步驟⑥中所述的發(fā)送控制模塊，是指按照用戶請求模塊返回的信息，將數(shù)據(jù)發(fā)向正確的VLAN的數(shù)據(jù)平面的實體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通信技術(shù)領(lǐng)域的實現(xiàn)動態(tài)EVC多粒度電路交換網(wǎng)絡(luò)的方法。具體步驟如下用戶請求模塊向連接管理模塊建立以太虛擬連接的申請；連接管理模塊創(chuàng)建連接表項；連接管理模塊向信令實體模塊發(fā)出連接建立請求并提供相關(guān)信息；信令實體模塊試圖建立連接連接管理模塊向用戶反饋虛擬連接已建立的信息；用戶向?qū)?yīng)的VLAN發(fā)送數(shù)據(jù)；用戶請求模塊向連接管理模塊提出拆除以太虛擬連接的申請；連接管理模塊收回已分配的VLAN ID；信令實體模塊拆除點到點的連接；連接管理模塊向客戶端反饋虛擬連接已拆除的信息。本發(fā)明成本較低。通過多粒度的以太虛擬連接技術(shù)，一方面實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的高可達性和多粒度性，另一方面用戶可以更加靈活、自主地配置網(wǎng)絡(luò)資源。
文檔編號H04L12/28GK1946050SQ20061011602
公開日2007年4月11日 申請日期2006年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月14日
發(fā)明者孫衛(wèi)強, 趙明志, 關(guān)陽, 金耀輝, 郭薇, 胡衛(wèi)生 申請人:上海交通大學