法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2011-01-05
授权
授权
2008-05-28
实质审查的生效
实质审查的生效
2008-04-02
公开
公开
技术领域
本发明涉及通讯领域，尤其涉及实现L1 VPN连通性的方法及L1 VPN系统及网络边缘设备。
背景技术
虚拟专用网(VPN，Virtual Private Network)是网络互联技术和通信需求迅猛发展的产物。互联网技术的快速发展及其应用领域的不断推广，使得许多部门(如政府、军队、跨国公司，以及公司之间)越来越多地考虑利用廉价的公用基础通信设施构建自己的专用广域网络，进行本部门数据的安全传输，而不是自己组建昂贵的专用网络，VPN的产生满足了这些需求。
根据VPN业务所处的网络层次，VPN可分为：L1VPN(一层VPN)，L2VPN(二层VPN)，L3VPN(三层VPN)。相对于L2，L3VPN来说，L1VPN由于其电路交换的特征，具有严格的安全和Qos(quality of service，网络服务质量)保证。
请参阅图1是L1 VPN网络结构示意图。L1 VPN网络通常由CE设备(客户网络边缘设备)、C设备(客户设备)，PE设备(运营商网络边缘设备)和P设备(网络内部设备)构成。其中CE设备是客户边缘节点，是在同一个站点的VPN客户端点的出/入口，其连接了至少一个PE设备；C设备是客户网络域中的设备，其不与PE连接，但能和C或CE相连；PE设备是一个传送网络的边缘节点，作为传送网络负责向客户提供L1 VPN服务的边缘设备，一个PE设备至少与一个CE设备相连，并且至少和另外一个传送网络设备，即PE或者P相连。P设备是一个传送网络内部的传送设备，P设备和传送网络内部其它的传送设备相连，但不直接和CE设备相连。
现有技术中，VPN中实现控制信息的传送是在客户网络域和运营商网络域间运行OSPF(Open Shortest Path First，开放最短路径优先)，BGP(BorderGateway Protocol，边界网关协议)等路由协议，通过将某一侧客户域网络信息扩散到与该客户域相连接的其他侧客户网络域实现同一个L1 VPN客户的不同站点所在域之间的控制信息的传送。使用OSPF协议扩散客户域网络信息，会将客户域网络信息扩散到运营商网络中的所有网元(PE/P)；在同一个VPN中客户数量多时，客户网络规模较大时，会存在海量的客户域网络控制信息，通过OSPF等协议来扩散客户域网络信息，会导致运营商网络拥塞甚至崩溃。使用BGP扩散客户域网络信息时，会将客户域网络信息扩散到运营商网络中的所有PE；通过BGP扩散时，运营商网络中其它的PE会收到大量不必要的信息，加大了中间PE的不必要的信息处理负担。
而且在客户网络域和运营商网络域间运行OSPF，BGP协议，需要较为复杂的配置工作，用户维护起来困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供实现L1 VPN连通性的方法及系统及网络边缘设备，实现在同一个VPN中信息目的性的传送。
为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种实现L1 VPN连通性的方法，其特征在于，包括：
网络边缘设备交互获取VPN成员标识；
根据VPN成员标识，建立各网络边缘设备之间的标签转换路径LSP。
可选的，通过所述网络边缘设备之间的LSP传输控制信息。
可选的，所述VPN成员标识包括：地址编号；所述建立网络边缘设备之间的LSP时，比较两个网络边缘设备的地址编号，由地址编号值大的网络边缘设备向地址编号值小的网络边缘设备发起建立LSP请求；或者，由地址编号值小的网络边缘设备向地址编号值大的网络边缘设备发起建立LSP请求。
可选的，所述网络边缘设备包括：运营商网络边缘设备和客户网络边缘设备；
所述运营商网络边缘设备与所述客户网络边缘设备交互获取彼此的信息；
所述建立网络边缘设备之间的LSP为建立运营商网络边缘设备之间的LSP。
可选的，所述网络边缘设备包括：运营商网络边缘设备和客户网络边缘设备；
所述运营商网络边缘设备与所述客户网络边缘设备交互获取彼此的信息；
所述建立网络边缘设备之间的LSP为建立客户网络边缘设备之间的LSP。
本发明还提供一种网络边缘设备，包括：
成员标识获取单元，用于获取VPN成员标识；
建立LSP单元，用于根据所述VPN成员标识获取单元获取的VPN成员标识，建立与另一个网络边缘设备之间的LSP。
可选的，所述网络边缘设备还包括：
地址编号比较单元，用于比较与另一个网络边缘设备的地址编号大小，由地址编号大或小的网络边缘设备的所述建立LSP单元向地址编号小或大的网络边缘设备发起建立LSP请求。
可选的，所述网络边缘设备还包括：
信息传输单元，根据控制信息或业务信息携带的目的地址，选择已建立的标签转换路径将控制信息或业务信息发送到所述LSP的下个网络边缘设备。
本发明还提供一种L1 VPN系统，包括：至少两个运营商网络边缘设备和至少两个客户网络边缘设备；
运营商网络边缘设备，用于与客户网络边缘设备交互获取客户网络边缘设备标识信息和运营商网络边缘设备标识信息；
客户网络边缘设备，用于与运营商网络边缘设备交互获取客户网络边缘设备标识信息和运营商网络边缘设备标识信息，并根据获取的标识信息，建立与另一个客户网络边缘设备之间的LSP。
本发明还提供一种L1 VPN系统，包括：至少两个运营商网络边缘设备和至少两个客户网络边缘设备；
客户网络边缘设备，用于与运营商网络边缘设备交互获取客户网络边缘设备标识信息和运营商网络边缘设备标识信息；
运营商网络边缘设备，用于与客户网络边缘设备交互获取客户网络边缘设备标识信息和运营商网络边缘设备标识信息，并根据获取的标识信息，建立与另一个运营商网络边缘设备之间的LSP。
以上技术方案可以看出，由于本发明在同一个VPN中建立LSP，通过LSP来进行信息的传送，使得在VPN网络中信息有目的性的在两个设备之间发送和接收。
进一步的，本发明中通过建立的LSP传送控制信息，使得控制信息具有目的性的直接从源网络边缘设备传送到目的网络边缘设备，确保在L1 VPN网络中控制信息的传送的畅通。
进一步的，本发明提供比较两个网络边缘设备或两个客户边缘设备的地址编号，按照地址编号的大小确定由哪个设备主动发起建立LSP的请求，使得发起建立LSP请求有规则执行，避免混乱。
进一步的，本发明分别提供在网络边缘设备之间和在客户边缘设备之间建立LSP，在网络边缘设备出现故障时确保客户边缘设备之间的控制信息的传送；在客户边缘设备的连接出现故障时，还可以通过网络边缘设备之间的连接传送控制信息。
附图说明
图1是L1 VPN网络结构示意图；
图2是本发明提供的实现L1 VPN连通性总的方法流程图；
图3是本发明提供的实现L1 VPN连通性的方法第一实施例图；
图4是本发明提供的在PE-PE之间建立LSP的流程图；
图5是本发明提供的实现L1 VPN连通性的方法第二实施例图；
图6是本发明提供的在CE-CE建立LSP的流程图；
图7是本发明提供的网络边缘设备的结构图；
图8是本发明提供的L1 VPN系统图。
具体实施方式
本发明提供实现L1 VPN连通性的方法及L1 VPN系统及网络边缘设备，用于同一个VPN中实现信息的目的性传送。其核心思想是在PE-PE之间和CE-CE之间分别建立LSP，通过LSP进行信息的传送。
请参阅图2是本发明提供的实现L1 VPN连通性总的方法流程图。
S1)网络边缘设备交互获取VPN成员标识；
S2)根据VPN成员标识，建立各网络边缘设备之间的LSP。
根据总的方法流程，本发明提供详细的实施例说明本发明方案的具体实施例。
请参阅图3是本发明提供的实现L1 VPN连通性方法第一实施例图。
该实施例提供的是PE-PE之间建立LSP，通过PE-PE之间建立的LSP进行控制信息的传送。
101)获取VPN成员标识；
VPN成员标识包括：每个PE以及每个CE对应连接的CE或者PE的连接端口，以及每个端口对应的IP地址。
获取VPN成员标识可以通过L1 VPN中已有的自动发现技术，实现L1VPN基本成员信息的自动发现，或者通过静态配置来实现L1 VPN成员发现其中基本成员为同一个L1 VPN中的PE或CE成员。
自动发现技术有以下几种，如：基于BGP的发现机制、或基于OSPF的发现机制、或基于目录服务的发现机制来实现L1VPN基本成员的自动发现。
如图1所示，CE1-CE3，PE1-PE3连接端口对应的IP地址分配如下：
基于BGP的发现机制、或基于OSPF的自动发现机制，或基于目录服务的自动发现机制、或通过手动配置等已有的发现技术，完成基本成员信息的自动发现，该发现过程完成后在每个PE上形成端口信息表如下：其中CPI表示客户端端口标识，PPI表示运营商端口标识。
需要说明的是，CE或者PE上分别与PE或CE连接时，会有不同的端口分别与其他的设备进行连接，每个连接的端口都被分配一个固定的IP地址；上表中，针对CE1与PE1连接，CE2与PE2连接，CE3与PE3连接的端口信息映射表。
通过PE和CE之间的传送，每个CE知晓同一个VPN中的其他CE端口信息，例如，通过PE1和CE1的传送，在CE1上可以确定VPN中其它CE(包括CE2、CE3)端口信息；通过PE2和CE2的传送，在CE2上可以确定VPN中其他CE(包括CE1、CE3)端口信息；通过PE3和CE3的传送，在CE3上可以确定VPN中其他CE(包括CE1、CE2)端口信息。此处端口信息指为每个端口分配的IP地址。
通过上述成员发现机制，L1 VPN网络中的PE/CE确定该VPN中的其他PE/CE基本成员信息。获取VPN成员标识后，进入步骤102)
102)比较地址编号大小；
该实施例提供的建立LSP(label switch path标签转换路径)是在PE节点之间建立。需要说明的是，VPN成员标识中也包含连接的端口信息，本实施例这个步骤也可以通过比较连接端口的大小确定由哪个PE发起建立LSP请求。
PE节点先判断和其它PE节点地址编号的大小，再确定是主动发起双向LSP的建立还是等待对端PE发起双向LSP的建立。比较地址编号的大小为比较两个PE连接对应的IP地址，如PE1连接PE2使用的IP地址是10.8.0.10，PE2连接PE1使用的IP地址是10.8.0.11，比较10.8.0.10与10.8.0.11的大小，由于一般同一个VPN中的PE成员都在一个网段，所以只需要比较子网主机编址(比较11和10的大小)大小即可。
103)由地址编号大或小的PE发起建立LSP请求；
由哪个PE主动发起LSP的连接，可以通过比较PE对应连接的IP地址来确定。通过VPN管理服务器配置策略(比如IP地址大的PE主动发起建立LSP请求，或IP地址小的PE主动发起建立LSP请求)到PE上；或者通过命令行来确定是由地址编号大的PE发起建立LSP请求还是由地址编号小的PE发起建立LSP请求，如autosetup-lsp-policy:big|small，当“big|small”字段为big时，由地址编号大的PE发起建立LSP请求，当“big|small”字段为small时，由地址编号小的PE发起建立LSP请求；也可以通过其他的方式比较地址编号决定由哪个PE先发起建立LSP请求。
104)建立PE-PE之间的LSP；
确定由哪个PE发起建立LSP请求后，确定建立LSP，具体建立LSP过程请参阅图4是本发明提供的在PE-PE之间建立LSP的流程图。
需要说明的是在101)步骤之后，各个PE和CE获取了VPN成员标识后，PE获取了其他PE的成员标识，直接向其他的PE发起建立LSP请求，PE不会比较与其他PE地址编号的大小，直接建立与其他PE的LSP连接；即执行完步骤101)后，可以直接执行步骤104)。
401)源PE计算到目的PE的路由；
源PE计算出到达目的PE最优路由。
402)源PE向目的PE发送建立LSP信令；
源PE沿着源PE计算出的路由向目的PE发起建立LSP信令，LSP信令中包括目的PE地址，LSP带宽等参数；
403)对LSP信令进行校验，校验通过分配标签，将该LSP信令传送到下一个网元；
建立LSP信令经过路径上的所有网元收到源PE发起的LSP信今后，校验通过分配标签，进行资源预留；如果校验不通过，则通告源PE创建LSP不成功；
404)建立LSP信今到达目的PE，目的PE通告源PE该LSP创建完成；
当LSP信令到达目的PE后，目的PE进行校验并预留资源，校验通过后，目的PE通过源PE创建LSP完成；若校验不通过，则通知源PE创建LSP不成功。
105)通过建立的LSP传送控制信息；
当建立的LSP为传送平面的LSP时，LSP创建完成后，将在传送平面形成PE1-PE2，PE2-PE3，PE1-PE3三条LSP，客户网络域的控制信息通过CE-PE之间的控制通道传递到PE，再经过上述建立的LSP在PE间进行传送，再通过PE与CE间的控制通道将客户域网络信息传送到CE，这样完成了同一个L1VPN客户的不同站点所在的域之间的控制信息的传送。例如，当CE1需要和CE2之间传送控制平面信息时，CE1将客户网络域路由、信令或链路管理信息通过CE1和PE1之间的控制通道，将该控制信息发送到PE1，PE1将所述控制信息通过在PE1和PE2之间建立的上述LSP传递到PE2，PE2通过和CE2之间的控制通道，将控制信息传递到CE2。从而实现了CE1到CE2之间的控制信息跨运营商网络的传递。
当建立的LSP为控制平面的LSP时，当LSP创建完成后，将在运营商网络中形成PE1-1-PE2-1，PE2-1-PE3-1，PE1-1-PE3-1之间的三条LSP，其中PE1-1为运营商网络的DCN网络中控制传送节点PE1的控制实体；同理，PE2-1和PE3-1分别为控制传送节点PE2和PE3的控制实体。控制信息通过这三条LSP在PE间进行传送，再通过PE与CE间的控制通道将客户域网络信息传送到CE，这样完成了同一个L1VPN客户的不同站点所在的域之间的控制信息的传送。
这里的客户域的控制信息主要包括：路由、信令、以及客户域之间链路发现相关的信息。
需要说明的是，在建立LSP后，可以通过建立的LSP传送控制信息，也可以通过建立的LSP传送业务信息。
请参阅图5是本发明提供的实现L1 VPN连通性方法第二实施例图。
该实施例在CE-CE之间建立LSP，通过CE-CE之间的LSP进行控制信息的传输。
201)获取VPN成员标识；
VPN成员标识包括：每个PE以及每个CE对应连接的CE或者PE的连接端口，以及每个端口对应的IP地址。
获取VPN成员标识可以通过L1 VPN中已有的自动发现技术，实现L1VPN基本成员信息的自动发现，或者通过静态配置来实现L1 VPN成员发现其中基本成员为同一个L1 VPN中的PE或CE成员。
自动发现技术有以下几种，如：基于BGP的发现机制、或基于OSPF的发现机制、或基于目录服务的发现机制来实现L1VPN基本成员的自动发现。
如图1所示，CE1-CE3，PE1-PE3连接端口对应的IP地址分配如下：
基于BGP的发现机制、或基于OSPF的自动发现机制，或基于目录服务的自动发现机制、或通过手动配置等已有的发现技术，完成基本成员信息的自动发现，该发现过程完成后在每个PE上形成端口信息表如下：
需要说明的是，CE或者PE上分别与PE或CE连接时，会有不同的端口分别与其他的设备进行连接，每个连接的端口都被分配一个固定的IP地址；上表中，针对CE1与PE1连接，CE2与PE2连接，CE3与PE3连接的端口信息映射表。
通过PE和CE之间的传送，每个CE知晓同一个VPN中的其他CE端口信息，例如，通过PE1和CE1的传送，在CE1上可以确定VPN中其它CE(包括CE2、CE3)端口信息；通过PE2和CE2的传送，在CE2上可以确定VPN中其他CE(包括CE1、CE3)端口信息；通过PE3和CE3的传送，在CE3上可以确定VPN中其他CE(包括CE1、CE2)端口信息。此处端口信息指为每个端口分配的IP地址。
通过上述成员发现机制，L1 VPN网络中的PE/CE确定该VPN中的其他PE/CE基本成员信息。获取VPN成员标识后，进入步骤202)
202)比较地址编号大小；
该实施例提供的建立LSP(label switch path标签转换路径)是在CE节点之间建立。需要说明的是，VPN成员标识中也包含连接的端口信息，本实施例这个步骤也可以通过比较连接端口的大小确定由哪个CE发起建立LSP请求。
CE节点先判断和其它CE节点地址编号的大小，再确定是主动发起双向LSP的建立还是等待对端CE发起双向LSP的建立。比较地址编号的大小为比较两个CE连接对应的IP地址，如CE1连接CE2使用的IP地址是122.8.0.10，PE2连接PE1使用的IP地址是122.8.0.11，比较122.8.0.10与122.8.0.11的大小，由于一般同一个VPN中的CE成员都在一个网段，所以只需要比较子网主机编址(比较11和10的大小)大小即可。
203)由地址编号大或小的CE发起建立LSP请求；
由哪个CE主动发起LSP的连接，可以通过比较CE对应连接的IP地址来确定。通过VPN管理服务器配置策略(比如IP地址大的CE主动发起建立LSP请求，或IP地址小的CE主动发起建立LSP请求)到CE上；或者通过命令行来确定是由地址编号大的CE发起建立LSP请求还是由地址编号小的CE发起建立LSP请求，如autosetup-lsp-policy:big|small，当“big|small”字段为big时，由地址编号大的CE发起建立LSP请求，当“big|small”字段为small时，由地址编号小的CE发起建立LSP请求；也可以通过其他的方式比较地址编号决定由哪个CE先发起建立LSP请求。
204)建立CE-CE之间的LSP；
确定由哪个CE发起建立LSP请求后，确定建立LSP，具体建立LSP过程请参阅图6，本发明提供的在CE-CE建立LSP的流程图。
需要说明的是在201)步骤之后，各个PE和CE获取了VPN成员标识后，CE获取了其他CE的成员标识，直接向其他的CE发起建立LSP请求，CE不会比较与其他CE地址编号的大小，直接建立与其他CE的LSP连接；即执行完步骤201)后，可以直接执行步骤204)。
601)源CE发起建立CE-CE间LSP信令；
LSP信令中包括目的CE地址，创建的LSP带宽等参数。
602)LSP信令传送到源CE连接的PE；
LSP信令通过CE，PE间的控制通道传送到源CE所连接的PE；与源CE相连的PE(源PE)收到该信令后，通过查找其上保存的VPN成员关系表，查找该LSP的目的CE地址对应的目的PE地址。
603)源PE建立与目的PE的LSP连接；
按照方法实施例一中图4所示建立PE-PE之间建立LSP的过程建立PE之间的LSP。PE-PE间LSP建立完成后，作为一条虚拟的链路发给源CE。
604)源CE将LSP信令传送到目的CE；
源CE通过建立的PE-PE间的虚拟链路将LSP信今传送到目的CE
605)目的CE收到LSP信今后，校验通过，进行资源预留，完成CE-CE的LSP创建。
目的CE收到LSP信今后，若校验不通过，则目的CE通知源CE创建LSP不成功。
205)通过建立的LSP传送控制信息；
当LSP创建完成后，将在传送平面形成CE1-CE2，CE2-CE3，CE1-CE3三条LSP，控制信息通过CE-CE间建立的LSP可完成同一个L1 VPN客户的不同站点所在的域之间的控制信息的传送。例如，当CE1需要和CE2之间传送控制平面信息时，CE1将的路由、信令或链路管理信息通过建立在CE1-CE2间的LSP，将控制信息传递到CE2。从而实现了CE1到CE2之间的控制信息跨运营商网络的传递。
传送平面内建立的CE间LSP可为L1VPN中客户域的CE间提供控制平面的连通性服务，用于传送客户域的控制信息，这里指的客户域的控制信息主要包括：路由、信令、以及客户域之间链路发现相关的信息。
需要说明的是，在建立LSP后，可以通过建立的LSP传送控制信息，也可以通过建立的LSP传送业务信息。
请参阅图7是本发明提供的网络边缘设备结构图。
成员标识获取单元310，用于获取VPN成员标识；
建立LSP单元320，用于根据所述VPN成员标识获取单元获取的VPN成员标识，建立与另一个网络边缘设备之间的LSP。
进一步的，网络边缘设备还包括：地址编号比较单元330，用于比较与另一个网络边缘设备的地址编号大小，由地址编号大或小的网络边缘设备的所述建立LSP单元向地址编号小或大的网络边缘设备发起建立LSP请求。
进一步的，网络边缘设备还包括：信息传输单元340，根据控制信息或业务信息携带的目的地址，选择已建立的标签转换路径将控制信息或业务信息发送到所述LSP的下个网络边缘设备。
请参阅图8是本发明提供的L1 VPN系统。
在L1 VPN网络中，一个客户网络边缘设备至少和一个运营商网络边缘设备连接，运营商网络边缘设备至少和一个运营商网络边缘设备或网络设备连接。
L1 VPN系统，若LSP建立在运营商网络边缘设备之间，则L1 VPN系统包括：至少两个运营商网络边缘设备和至少两个客户网络边缘设备；
客户网络边缘设备510，用于与运营商网络边缘设备交互获取客户网络边缘设备标识信息和运营商网络边缘设备标识信息；
运营商网络边缘设备520，用于与客户网络边缘设备交互获取客户网络边缘设备标识信息和运营商网络边缘设备标识信息，并根据获取的标识信息，建立与另一个运营商网络边缘设备之间的LSP。
其中，若LSP是建立在客户网络设备之间，则L1 VPN系统为：至少两个运营商网络边缘设备和至少两个客户网络边缘设备；
运营商网络边缘设备520，用于与客户网络边缘设备交互获取客户网络边缘设备标识信息和运营商网络边缘设备标识信息；
客户网络边缘设备510，用于与运营商网络边缘设备交互获取客户网络边缘设备标识信息和运营商网络边缘设备标识信息，并根据获取的标识信息，建立与另一个客户网络边缘设备之间的LSP。
以上对本发明所提供的实现L1 VPN连通性的方法及L1 VPN系统及网络边缘设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
机译： 虚拟专用网层L1 1VPN的实现方法及设备
机译： 在L2缓存中包含和不包含L1数据的情况下实现remstat协议以防止读写死锁的方法和系统
机译： 在L2缓存中包含和不包含L1数据的情况下实现remstat协议以防止读写死锁的方法和系统
