实现设备级连和增加用户数的方法技术

本发明专利技术公开了提供了一种实现设备级连和增加用户数的方法，利用多层ＱｉｎＱ？ＶＬＡＮ技术，实现分组网接入设备自动、快速地完成多级级连。本发明专利技术的优点是：无需用户配置ＶＬＡＮ号，在实现用户区分接入的同时减少工程建设难度；无需支持ＧＶＲＰ，各接入设备间的ＶＬＡＮ？ＩＤ（ＶＩＤ）号可重复、自由划分，无需全网学习ＶＬＡＮ？ＩＤ号；支持网络拓扑解析，接入服务器可方便的解析以太网报文的ＱｉｎＱ信息获得接入设备的拓扑关系，便于管理和维护；利于服务监管，接入服务器可方便的解析以太网报文的ＱｉｎＱ信息获得数据的用户来源和端口信息，便于流量统计和业务监管；用户数可以４０９４乘积的关系增加。

【技术实现步骤摘要】

专利技术涉及网络接入技术，特别是涉及一种利用多层QinQ技术实现设备级连和增 加用户数的方法。
技术介绍
目前大多数运营商的计算机用户接入网主要有两种方式一种是通过DSLAM接 入复用器通过DSL技术结合PPPoE协议完成接入。另一种是通过ARP协议自动学习MAC 地址实现区域内多个接入设备(如以太网交换机)的级连应用，同时使用PPPoE协议、 IEEE802. lQ(VirtualLocal Area Network) 、 IEEE802. IX等技术实现用户间的隔离和接入 管理。PPPoE技术简单，支持用户数不受设备限制，但管理开销比较大，对带宽浪费较大，这里不做太多的介绍。 VLAN技术的缺陷是 a)接入设备必须完整的支持IEEE802. 1Q、 IEEE802. IP协议在各接入设备间学习 VLAN ID号； b)需要工程人员手动设置接入设备各个端口的VLAN ID号，且各个非汇聚端口的 VLAN ID号不得重复； c)VLAN ID号资源有限，区域内用户数最大为4094个(0和4095被用作其他用 途)； d)接入服务器无法自动获得各个接入设备的级连关系。 后来针对公网紧缺的VLAN ID资源提出QinQ技术对IEEE802. 1Q进行扩展，向用户 提供一个唯一的公网VLAN ID，将用户私网VLAN tag封装到公网VLAN tag上，报文带着两 层tag穿越服务商的骨干网络，从而为用户提供一种较为简单的二层VPN隧道，用户可以自 己规划VLANID，总的用户数可以增加到4096X4096个。也就是说QinQ主要解决的是VPN 用户私网组建问题，而对于公网用户的接入资源问题以及设备级连数受限问题依然存在。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中的缺点，提供了一种实现设备级连和增加用户数的方 法，利用多层QinQ VLAN技术，实现分组网接入设备自动、快速地完成多级级连、构建大规模 用户的接入体系，可增加接入服务器对各级接入设备的拓扑管理功能，可方面进行故障定 位；减少工程建设的复杂度，对工程人员要求更低；提升用户接入能力，减低工程成本。 本专利技术的技术方案如下一种，包括如下步 骤 第一步，接入设备为本级任一用户上传的数据帧添加一层VLAN Tag,该层VLAN Tag的VID值等于各用户接入的端口号的值，然后继续将数据帧通过上行trunk 口向上一级 接入设备转发，上一级接入设备接到数据帧后再添加一层VLAN Tag,该层VLAN Tag的VID 值等于该级连端口号的值，然后继续将数据帧通过上行trunk 口向上一级接入设备转发，按同样的方式处理，直至第一级接入设备，第一级接入设备接到数据帧后再添加一层VLAN Tag,该层VLANTag的VID值等于该级连端口号的值，然后将数据帧通过上行trunk 口转发 至接入服务器； 第二步，接入服务器根据所收到的数据帧包含的VLAN Tag的层数和每层VLAN Tag 的VID值，获得发出数据帧的用户的IP、 MAC和VID信息，并进行记录，然后去掉各层VLAN Tag后，将数据帧通过IP路由转发到公网中； 第三步，接入服务器收到公网中的数据帧后，根据该数据帧的IP，查出第二步记录 下的用户的IP，调出该用户的MAC、VID信息，重新封装数据帧目的MAC地址和各层VLAN Tag 后下发给第一级接入设备； 第四步，第一级接入设备从上行Trunk 口获得该数据帧后，根据MAC和第一层VID 转发至相应号数的端口，并去掉第一层VLAN Tag发给下一级接入设备；下一级接入设备从 上行Trunk 口获得该数据帧后，根据MAC和第一层VID转发至相应号数的端口 ，并去掉第一 层VLANTag发给下一级接入设备，按同样的方式处理，直至该用户所在的那级接入设备，该 用户所在的那级接入设备从上行Trunk 口获得该数据帧后，根据MAC和最后一层VID转发 至相应号数的端口 ，并去掉最后一层VLAN Tag发给该用户。 所述VLAN Tag具有4个字节，包括16比特的TPID， 3比特的优先级，1比特的CFI 和12比特的VLAN ID。 与现有技术相比，本专利技术的优点是 a)无需用户配置VLAN号 各接入设备的VLAN号可以根据端口号出厂前配置好，实现用户区分接入的同时减少工程建设难度。 b)无需支持GVRP 各接入设备间的VLAN ID (VID)号可重复、自由划分，无需全网学习VLAN ID号。 c)支持网络拓扑解析 接入服务器可方便的解析以太网报文的QinQ信息获得接入设备的拓扑关系，便于管理和维护。 d)利于服务监管 接入服务器可方便的解析以太网报文的QinQ信息获得数据的用户来源和端口信 息，便于流量统计和业务监管； e)用户数成倍增加 本专利技术可以以4094乘积的关系增加用户数，理论上接入服务器一个端口可以容纳的总用户数为 -Vw,-接入的总用户数-、《-接入服务器支持的QinQ级连数 ^W-层的接入设备数 -接入设备的用户端口数(1 4094) .、 -级连端口数(0 4094) 附图说明 本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中 图1是多层QinQ的数据帧格式； 图2是多层QinQ实现设备级连的应用模式。具体实施例方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。 本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙 述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 如图l所示 TPID :16比特，0x8100，指示为VLAN帧; 优先级3比特，定义用户优先级，包括8个优先级别。IEEE802. IP为3比特的用 户优先级定义了操作； CFI :标签控制信息，如果在以太网端口接收的帧具有CFI，那么设置为l，表示该 帧不进行转发； VLAN ID :12比特，对VLAN的识别字段，支持4096个VLAN的识别。在4096个可 能的VID中，VID = 0用于识别帧优先级，4095作为预留值，所以VLAN配置的最大可能值为 4094。 本专利技术首先扩展了如图1的QinQ帧结构，将标准的2层VLAN Tag扩展为可灵活 增减的多层VLAN Tag。第一层VLAN Tag的ID号用来表征与接入服务器直接连接的第一级 接入设备的用户端口号；第二层VLAN Tag的ID号用来表征与第一级接入设备直接连接的 第二级接入设备的用户端口号，依次类推，第N层VLAN Tag的ID号用来表征与第N_l级接 入设备直接连接的第N级接入设备的用户端口号。S卩，使用VLAN ID来表征每一级接入设 备的端口信息。同时与上级设备级连的端口使用VLAN tr皿k端口属性，以确保本级用户数 据可以汇聚到上级接入设备。上级接入设备的用户端口可连接下级接入设备的上行trunk 口 ，也可连接计算机用户，但无论该级接入设备的端口接入的是下级接入设备的上行trunk 口 ，还是直接接入的计算机用户，该端口的VID值都是固定不变的，而且该级接入设备都是 根据最外一层的VLAN ID进行转发，在数据上行方向均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现设备级连和增加用户数的方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步，接入设备为本级任一用户上传的数据帧添加一层ＶＬＡＮＴａｇ，该层ＶＬＡＮＴａｇ的ＶＩＤ值等于各用户接入的端口号的值，然后继续将数据帧通过上行ｔｒｕｎｋ口向上一级接入设备转发，上一级接入设备接到数据帧后再添加一层ＶＬＡＮＴａｇ，该层ＶＬＡＮＴａｇ的ＶＩＤ值等于该级连端口号的值，然后继续将数据帧通过上行ｔｒｕｎｋ口向上一级接入设备转发，按同样的方式处理，直至第一级接入设备，第一级接入设备接到数据帧后再添加一层ＶＬＡＮＴａｇ，该层ＶＬＡＮＴａｇ的ＶＩＤ值等于该级连端口号的值，然后将数据帧通过上行ｔｒｕｎｋ口转发至接入服务器；第二步，接入服务器根据所收到的数据帧包含的ＶＬＡＮＴａｇ的层数和每层ＶＬＡＮＴａｇ的ＶＩＤ值，获得发出数据帧的用户的ＩＰ、ＭＡＣ和ＶＩＤ信息，并进行记录，然后去掉各层ＶＬＡＮＴａｇ后，将数据帧通过ＩＰ路由转发到公网中；第三步，接入服务器收到公网中的数据帧后，根据该数据帧的ＩＰ，查出第二步记录下的用户的ＩＰ，调出该用户的ＭＡＣ、ＶＩＤ信息，重新封装数据帧目的ＭＡＣ地址和各层ＶＬＡＮＴａｇ后下发给第一级接入设备；第四步，第一级接入设备从上行Ｔｒｕｎｋ口获得该数据帧后，根据ＭＡＣ和第一层ＶＩＤ转发至相应号数的端口，并去掉第一层ＶＬＡＮＴａｇ发给下一级接入设备；下一级接入设备从上行Ｔｒｕｎｋ口获得该数据帧后，根据ＭＡＣ和第一层ＶＩＤ转发至相应号数的端口，并去掉第一层ＶＬＡＮＴａｇ发给下一级接入设备，按同样的方式处理，直至该用户所在的那级接入设备，该用户所在的那级接入设备从上行Ｔｒｕｎｋ口获得该数据帧后，根据ＭＡＣ和最后一层ＶＩＤ转发至相应号数的端口，并去掉最后一层ＶＬＡＮＴａｇ发给该用户。...

【技术特征摘要】
一种实现设备级连和增加用户数的方法，其特征在于包括如下步骤第一步，接入设备为本级任一用户上传的数据帧添加一层VLAN Tag，该层VLAN Tag的VID值等于各用户接入的端口号的值，然后继续将数据帧通过上行trunk口向上一级接入设备转发，上一级接入设备接到数据帧后再添加一层VLAN Tag，该层VLAN Tag的VID值等于该级连端口号的值，然后继续将数据帧通过上行trunk口向上一级接入设备转发，按同样的方式处理，直至第一级接入设备，第一级接入设备接到数据帧后再添加一层VLAN Tag，该层VLANTag的VID值等于该级连端口号的值，然后将数据帧通过上行trunk口转发至接入服务器；第二步，接入服务器根据所收到的数据帧包含的VLAN Tag的层数和每层VLAN Tag的VID值，获得发出数据帧的用户的IP、MAC和VID信息，并进行记录，然后去掉各层VLAN Tag后，将数据帧通过IP路由转发到公网中；第三步，接入服务器收到公...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十研究所，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]