专利名称：实现链路聚合和保护倒换的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络接入技术，尤其涉及一种PPPoE实现链路聚合和保护倒换的方法及系统。
背景技术：
PPPoE(A Method for Transmitting PPP Over Ethernet，以太网上的点到点协议)是基于以太网的点到点的协议。PPPoE会话包含发现和PPP(Point-to-Point Protocol，点到点协议)会话两个阶段。发现阶段是无状态的Client/Server(客户端/服务器)模式，目的是获得PPPoE终端的以太网MAC(Media Access Control，媒介接入控制)地址，并建立一个唯一的PPPoE会话ID(标识)。发现阶段结束后，就进入PPP会话阶段。
目前，PPPoE成为宽带接入运营商首选的宽带接入方式。为了支持与日俱增的高带宽应用，宽带接入服务器需要支持PPPoE的大容量接入和业务保护。这样就需要考虑链路聚合(link aggregation)技术，将多个线路的传输容量融合成一个单一的逻辑连接。
现有的多链路PPP技术，提供了一种在多个逻辑数据链路上分离、重组、和排序数据包的方法。由于数据包分段和附加的缓冲都增加时延，所以导致速度很慢，不适合在宽带接入中使用。
除了对接入带宽越来越高的要求，网络接入技术还对接入服务的稳定性提出了更高的要求，要求在保证高带宽的同时，提供可靠高效的保护倒换。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种PPPoE实现链路聚合和保护倒换的方法，用于提高接入带宽并增强对会话的有效保护。
参照IEEE 802.3ad(Institute of Electrical and ElectronicEngineers，电气和电子工程师协会)的链路聚合标准说明，提出了本发明。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种实现以太网链路聚合的方法。将多条链路设置成一个或多个链路聚合组，每个链路聚合组包括至少两条链路。为每个链路聚合组设置一个MAC地址，作为链路聚合组中的所有链路上发送报文的源MAC地址。
多条链路连接在接入服务器与交换设备之间。在设置链路聚合组过程中，设置接入服务器的接入链路支持链路聚合功能，以及设置交换设备的端口支持链路聚合功能。设置接入服务器的接入链路支持链路聚合功能可以包括设置代表链路聚合组的链路聚合接口，以及在链路聚合接口上配置接入电路，还可以包括配置下联设备的链路聚合功能。
在聚合链路上建立PPPoE会话，按照一定规则从链路聚合组中选择对应于PPPoE会话的输出链路。输出链路的选择遵循以下规则a)在链路聚合组中，根据PPPoE会话标识产生输出链路；
b)给定一个PPPoE会话标识和链路聚合组，产生的输出链路是确定和唯一的；c)PPPoE会话标识的分配是全局唯一的，或者是每链路聚合组唯一的；d)PPPoE会话接入的链路和输出链路在同一个聚合组中；以及e)发送报文的源MAC地址为统一的聚合链路的MAC地址。
建立PPPoE会话包括以下步骤接入服务器接收到主动发现启动报文时，为用户预分配一个PPPoE会话标识，并将PPPoE会话标识放到主动发现提供报文的接入集中器标识属性中，主动发现提供报文在发送时选择输出链路；接入服务器接收到主动发现请求报文时，从主动发现请求报文中的接入集中器标识属性中，提取出PPPoE会话标识，在主动发现确认报文中分配给用户，如果一段时间内没有收到主动发现请求报文，则将前面预分配的PPPoE会话标识回收，主动发现确认报文在发送时选择输出链路；以及进行PPPoE会话阶段的点到点协议协商，协商报文在发送时选择输出链路。
PPPoE会话建立完成后，可以将PPPoE会话的相关信息同步到链路聚合组所在的所有业务板上。同步过程包括将PPPoE会话的转发信息同步到链路聚合组所在的所有业务板上，以及周期性地同步PPPoE会话的流量和会话时长信息到链路聚合组所在的所有业务板上。
在PPPoE会话期间，如果有链路发生故障，则将发生故障的链路从链路聚合组中删除，再产生PPPoE会话的新输出链路。
如果新输出链路所在的业务板和原业务板不在同一个业务板上，则判断原业务板是否正常运行，如果正常运行，则将原业务板上的PPPoE会话状态信息同步到新业务板上，在新输出链路所在的业务板上根据PPPoE会话的同步信息生成新的PPPoE会话实体。
PPPoE会话结束时，将在聚合链路所在的所有业务板上的PPPoE会话的信息删除。
为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，本发明提供了一种以太网聚合链路保护倒换的方法，用于在聚合链路上进行PPPoE会话期间有链路发生故障的情况下对链路进行倒换。
在聚合链路上的PPPoE会话建立完成后，将PPPoE会话的相关信息同步到链路聚合组所在的所有业务板上。同步过程可以包括将PPPoE会话的转发信息同步到链路聚合组所在的所有业务板上。同步过程还可以包括周期性地同步PPPoE会话的流量和会话时长信息到链路聚合组所在的所有业务板上。
有链路发生故障时，将发生故障的链路从链路聚合组中删除，再产生PPPoE会话的新输出链路。如果新输出链路所在的业务板和原业务板不在同一个业务板上，则在新输出链路所在的业务板上根据PPPoE会话的同步信息生成新的PPPoE会话实体。
产生输出链路的步骤遵循以下规则a)在链路聚合组中，根据PPPoE会话标识产生输出链路；
b)给定一个PPPoE会话标识和链路聚合组，产生的输出链路是确定和唯一的；c)PPPoE会话标识的分配是全局唯一的，或者是每链路聚合组唯一的；d)PPPoE会话接入的链路和输出链路在同一个聚合组中；以及e)发送报文的源MAC地址为统一的聚合链路的MAC地址。
为了实现上述目的，根据本发明的第三方面，本发明提供了一种以太网聚合链路的报文分发方法。在发现阶段，产生链路聚合组的MAC地址，建立PPPoE会话标识。在PPPoE会话阶段，根据PPPoE会话标识，产生链路聚合组中的输出链路，作为发送报文的链路。
给定一个PPPoE会话标识和链路聚合组，产生的输出链路是确定和唯一的。
PPPoE会话标识的分配是全局唯一的，或者是每链路聚合组唯一的。
PPPoE会话接入的链路和输出链路在同一个链路聚合组中。
发送报文的源MAC地址为统一的聚合链路的MAC地址。
满足上述规则的一个实例如下先将PPPoE会话标识和给定链路聚合组中活动链路数相除，得到它们的余数，余数作为链路聚合组中的链路索引，得到相应的链路，此链路就是输出链路，后续的报文都从此链路上发送出去。
为了实现上述目的，根据本发明的第四方面，本发明提供了一种能够实现保护倒换的以太网链路聚合系统。该系统包括接入服务器，被设置具有接入链路支持链路聚合功能；交换设备，被设置具有端口支持链路聚合功能；以及多条链路，连接在接入服务器与交换设备之间，被设置成一个或多个链路聚合组，每个链路聚合组包括至少两条链路。每个链路聚合组被设置有一个MAC地址，作为链路聚合组中的所有链路上发送报文的源MAC地址。
在聚合链路上建立PPPoE会话，按照一定规则从链路聚合组中选择对应于PPPoE会话的输出链路。在PPPoE会话建立完成后，将PPPoE会话的相关信息同步到链路聚合组所在的所有业务板上。有链路发生故障时，将发生故障的链路从链路聚合组中删除，再产生PPPoE会话的新输出链路。如果新输出链路所在的业务板和原业务板不在同一个业务板上，则在新输出链路所在的业务板上根据PPPoE会话的同步信息生成新的PPPoE会话实体。
通过上述技术方案，本发明实现了如下技术效果。通过对以太网交换机与宽带接入服务器之间的以太网链路进行链路聚合，实现了支持PPPoE的大容量接入。通过报文输出链路选择规则，保证了在链路聚合组中的一个链路发生故障时，可以根据PPPoE会话标识来选择一个有效的链路，从而保证PPPoE会话得到保护倒换。通过将PPPoE会话的转发信息以及流量和时长信息同步到其它业务板，保证了链路发生故障时，PPPoE会话可以倒换到其它链路上去。
图1是根据本发明的链路聚合方法的流程图；图2是根据本发明的聚合链路的保护倒换的流程图；
图3是根据本发明的PPPoE链路聚合和保护倒换的网络结构图；图4是根据本发明的PPPoE链路聚合和保护倒换在业务板上的示意图；以及图5是根据本发明的PPPoE链路聚合和保护倒换的流程图。
具体实施例方式
下面将参考附图详细说明本发明。
本发明用来实现PPPoE链路聚合和保护倒换，可以确保接入服务器在保证高带宽的同时，可靠的提供PPPoE业务。
如图1所示，根据本发明实施例的实现以太网链路聚合的方法包括S202，将多条链路设置成一个或多个链路聚合组，每个链路聚合组包括至少两条链路；以及S204，为每个链路聚合组设置一个MAC地址，作为链路聚合组中的所有链路上发送报文的源MAC地址。
图2示出根据本发明实施例的在以太网聚合链路上实现保护倒换的方法，用于在进行PPPoE会话期间有链路发生故障的情况下对链路进行倒换。该方法包括S302，在聚合链路上建立PPPoE会话；S304，将PPPoE会话的相关信息同步到链路聚合组所在的所有业务板上；
S306，有链路发生故障时，将发生故障的链路从链路聚合组中删除，再产生PPPoE会话的新输出链路；以及S308，如果新输出链路所在的业务板和原业务板不在同一个业务板上，则在新输出链路所在的业务板上根据PPPoE会话的同步信息生成新的PPPoE会话实体。
如图3所示，在根据本发明实施例的PPPoE链路聚合和保护倒换的网络结构中，客户端10通过以太网交换机20，连接到宽带接入服务器30，在以太网交换机20和宽带接入服务器30之间是以太网链路，这些链路进行链路聚合。
接入服务器30被设置具有接入链路支持链路聚合功能。交换设备20被设置具有端口支持链路聚合功能。多条链路连接在接入服务器30与交换设备20之间，被设置成一个或多个链路聚合组，每个链路聚合组包括至少两条链路。每个链路聚合组被设置有一个MAC地址，作为链路聚合组中的所有链路上发送报文的源MAC地址。
图4示出根据本发明实施例的PPPoE链路聚合和保护倒换在业务板上的一个具体实例。其中，链路聚合组1包括链路1、2、和3，链路聚合组2包括链路4、5、和6，链路7是单独链路。链路1、2、3、和4属于业务板1，链路5、6、和7属于业务板2。由此可见，链路聚合组1处于业务板1，而链路聚合组2处于业务板1和2。
所有链路都是以太网链路，它们可以是同一个端口上的不同Vlan(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)链路，也可以是不带Vlan的不同以太网端口。链路聚合组控制链路的聚合，产生输出链路，控制链路上的报文收发。每个链路聚合组都有对应的PPPoE协议处理实体，来处理链路聚合组中链路上的PPPoE会话，并在不同的业务板间同步PPPoE会话信息。各个业务板通过交换板连接到主控板，交换板负责板间通信和报文转发，主控板负责网管配置。链路聚合组1中的链路1、2、3实现链路聚合，它们中的任意一条链路出现故障，出现故障链路上的PPPoE会话就倒换到链路聚合组1中的其它链路上。链路聚合组2中的链路4、5、6实现链路聚合，它们中的任意一条链路出现故障，出现故障链路上的PPPoE会话就倒换到链路聚合组2中的其它链路上。链路7是单独的链路，它出现故障时，它上的PPPoE会话得不到保护。
根据本发明实施例的PPPoE链路聚合和保护倒换的实施步骤如图5所示。
第一步(S402)配置宽带接入服务器的PPPoE接入链路支持链路聚合功能。
a1)配置链路聚合接口这个接口是虚接口，类似于回环接口，它代表链路聚合组，它的接口索引作为链路聚合组的标识；a2)配置接入电路在链路聚合接口上配置PPPoE接入电路，接入电路可以是Vlan，也可以是不带Vlan的以太网接口，一个聚合组中的接入电路可以在同一个PPPoE业务板上，也可以在不同PPPoE业务板上。聚合的链路要符合IEEE 802.3ad的规定只能是同速率的，全双工的以太网链路；a3)产生聚合组的MAC地址此MAC地址是聚合的PPPoE接入电路所在的以太网接口上的MAC地址之一，或者单独配置此MAC地址。此MAC地址作为这个聚合组下的所有链路上发送的报文的源MAC地址。保证链路倒换后，PPPoE会话的原MAC地址不变；
a4)配置LACP(Link Aggregation Control Protocol，链路聚合控制协议)若需要和下联设备自动配置链路聚合，则再配置LACP协议，这一步是可选的，如果不配置LACP协议，则需要手工配置下联设备的链路聚合功能。
第二步(S404)配置宽带接入服务器用户侧连接的交换设备，以达到和宽带接入服务器连接的端口支持链路聚合功能。
b1)宽带接入服务器用户侧连接的设备需要具有链路聚合功能，可以是以太网交换机，或者是具有链路聚合功能的其它设备，它们实现的链路聚合功能要符合IEEE 802.3ad的链路聚合标准；b2)它们的配置参照它们的用户手册。
第三步(S406)进行PPPoE会话，发送报文的源MAC地址为统一的PPPoE链路聚合组的MAC地址，发送报文的链路为根据PPPoE Session Id(会话标识)按照一定规则产生的链路聚合组中的输出链路。
报文分发方法发送报文的链路为根据PPPoE Session Id按照一定规则产生的聚合链路中的输出链路。这里的规则的特点是c1)在链路聚合组中，根据PPPoE Session Id来产生输出链路；c2)给定一个Session Id和链路聚合组，产生的输出链路是确定的，是唯一的；c3)PPPoE Session Id的分配是全局唯一的，或者每聚合组是唯一的；c4)PPPoE会话接入的链路和输出链路在同一个聚合组中；
c5)发送报文的源MAC地址为统一的PPPoE聚合链路的MAC地址，即是聚合接口的MAC地址。
定义上面的规则，保证在聚合组中的一个链路发生故障时，可以根据PPPoE Session Id来选择一个有效的链路，从而可以保证PPPoE会话得到保护倒换。
具体的一个例子如下先将PPPoE Session Id和给定链路聚合组中活动链路数相除，得到它们的余数。此余数作为链路聚合组中的链路索引，得到相应的链路，此链路就是输出链路，后续的报文都从此链路上发送出去。
在第三步(S406)中，包括以下步骤d1)宽带接入服务器接收到PADI(PPPoE主动发现启动)时，为用户预分配一个PPPoE Session Id，并将此PPPoE Session Id放到PADO(PPPoE主动发现提供)报文的AC-Cookie(接入集中器标识)属性中。PADO报文在发送时按照上面的报文分发方法来选择输出链路。这样的Session Id预分配处理，可以保证同一个PPPoE会话在同一个链路上发送报文；d2)宽带接入服务器接收到PADR(PPPoE主动发现请求)时，从PADR报文中的AC-Cookie属性中，提取出PPPoE Session Id，在PADS(PPPoE主动发现确认)报文中将Session Id分配给用户。如果一段时间内没有收到PADR报文，则将前面预分配的PPPoESession Id回收。PADS报文在发送时按照上面的报文分发方法来选择输出链路；d3)进行PPPoE会话阶段的PPP协商。PPP协商报文在发送时按照上面的报文分发方法来选择输出链路。
第四步(S408)PPPoE会话建立完成后，将PPPoE会话的转发信息(如PPPoE转发表)同步到这个链路聚合组所在的其它PPPoE业务板上。
根据上面的报文分发规则，虽然将PPPoE会话的转发信息同步到这个聚合链路所在的所有PPPoE业务板上，但是同一个PPPoE会话只能有一个输出链路。转发信息的同步，是保证链路发生故障时，PPPoE会话可以倒换到其它链路上去。
第五步(S410)周期性的同步此PPPoE会话的流量和会话时长信息到这个链路聚合组所在的其它PPPoE业务板上。
同步流量和会话时长信息，是为了PPPoE会话保护倒换作准备。
第六步(S412)在PPPoE链路发生故障时，将发生故障的链路从链路聚合组中删除，再根据第三步中的同样方法产生会话的新输出链路。
第七步(S414)如果新的输出链路所在的业务板和原业务板不在同一个业务板上，则在新输出链路所在的业务板上根据PPPoE会话的同步信息生成新的PPPoE会话实体。
e1)判断新输出链路和原来的输出链路是否在同一个业务板上；e2)如果在同一个业务板上，则不进行任何处理；e3)如果在不同的处理板上，再判断原来的业务板是否正常运行；
e4)如果正常运行，则将原来业务板上此PPPoE会话状态信息(如链路状态信息)同步到新的业务板上，否则不进行同步原板上的信息；e5)在新输出链路所在的业务板上根据PPPoE会话的同步信息生成新的PPPoE会话实体。
第八步(S416)PPPoE会话结束时，在这个聚合链路所在的所有PPPoE业务板上，将此PPPoE会话的信息删除。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种实现以太网链路聚合的方法，其特征在于，包括以下步骤将多条链路设置成一个或多个链路聚合组，每个所述链路聚合组包括至少两条链路；以及为每个链路聚合组设置一个MAC地址，作为所述链路聚合组中的所有链路上发送报文的源MAC地址。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述聚合链路上建立PPPoE会话，按照一定规则从所述链路聚合组中选择对应于所述PPPoE会话的输出链路。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述PPPoE会话的相关信息同步到所述链路聚合组所在的所有业务板上。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述PPPoE会话期间，如果有链路发生故障，则将发生故障的链路从所述链路聚合组中删除，再产生PPPoE会话的新输出链路。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，如果新输出链路所在的业务板和原业务板不在同一个业务板上，则将原业务板上的PPPoE会话状态信息同步到新业务板上，在所述新业务板上根据所述PPPoE会话的同步信息生成新的PPPoE会话实体。
6根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置链路聚合组的步骤包括设置接入服务器的接入链路支持链路聚合功能，以及设置交换设备的端口支持链路聚合功能，其中，所述多条链路连接在所述接入服务器与所述交换设备之间。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述设置接入链路支持链路聚合功能的步骤包括设置代表所述链路聚合组的链路聚合接口，以及在所述链路聚合接口上配置接入电路。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述设置接入链路支持链路聚合功能的步骤还包括配置下联设备的链路聚合功能。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述输出链路的选择遵循以下规则a)在链路聚合组中，根据PPPoE会话标识产生输出链路；b)给定一个PPPoE会话标识和链路聚合组，产生的输出链路是确定和唯一的；c)PPPoE会话标识的分配是全局唯一的，或者是每链路聚合组唯一的；d)PPPoE会话接入的链路和输出链路在同一个聚合组中；以及e)发送报文的源MAC地址为统一的聚合链路的MAC地址。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，建立所述PPPoE会话包括以下步骤接入服务器接收到主动发现启动报文时，为用户预分配一个PPPoE会话标识，并将所述PPPoE会话标识放到主动发现提供报文的接入集中器标识属性中，主动发现提供报文在发送时选择输出链路；接入服务器接收到主动发现请求报文时，从所述主动发现请求报文中的接入集中器标识属性中，提取出PPPoE会话标识，在主动发现确认报文中分配给用户，如果一段时间内没有收到主动发现请求报文，则将前面预分配的PPPoE会话标识回收，主动发现确认报文在发送时选择输出链路；以及进行PPPoE会话阶段的点到点协议协商，协商报文在发送时选择输出链路。
11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述同步步骤包括将所述PPPoE会话的转发信息同步到所述链路聚合组所在的所有业务板上。
12.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述同步步骤包括周期性地同步所述PPPoE会话的流量和会话时长信息到所述链路聚合组所在的所有业务板上。
13.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括所述PPPoE会话结束时，将在所述聚合链路所在的所有业务板上的所述PPPoE会话的信息删除。
14.一种以太网聚合链路的保护倒换方法，用于在聚合链路上进行PPPoE会话期间有链路发生故障的情况下对链路进行倒换，其特征在于，在聚合链路上的PPPoE会话建立完成后，将所述PPPoE会话的相关信息同步到所述链路聚合组所在的所有业务板上；有链路发生故障时，将发生故障的链路从链路聚合组中删除，再产生PPPoE会话的新输出链路；以及如果新输出链路所在的业务板和原业务板不在同一个业务板上，则在所述新输出链路所在的业务板上根据所述PPPoE会话的同步信息生成新的PPPoE会话实体。
15.根据权利要求14所述的保护倒换方法，其特征在于，所述同步步骤包括将所述PPPoE会话的转发信息同步到所述链路聚合组所在的所有业务板上，以及周期性地同步所述PPPoE会话的流量和会话时长信息到所述链路聚合组所在的所有业务板上。
16.一种以太网聚合链路的报文分发方法，其特征在于，在发现阶段，产生链路聚合组的MAC地址，建立PPPoE会话标识；以及在PPPoE会话阶段，根据所述PPPoE会话标识，产生链路聚合组中的输出链路，作为发送报文的链路。
17.根据权利要求16所述的报文分发方法，其特征在于，所述产生输出链路的步骤满足以下条件给定一个PPPoE会话标识和链路聚合组，产生的输出链路是确定和唯一的；PPPoE会话标识的分配是全局唯一的，或者是每链路聚合组唯一的；PPPoE会话接入的链路和输出链路在同一个链路聚合组中；以及发送报文的源MAC地址为统一的聚合链路的MAC地址。
18.根据权利要求16所述的报文分发方法，其特征在于，先将PPPoE会话标识和给定链路聚合组中活动链路数相除，得到它们的余数，所述余数作为链路聚合组中的链路索引，得到相应的链路，此链路就是输出链路，后续的报文都从此链路上发送出去。
19.一种能够实现保护倒换的以太网链路聚合系统，其特征在于，包括接入服务器，被设置具有接入链路支持链路聚合功能；交换设备，被设置具有端口支持链路聚合功能；以及多条链路，所述多条链路连接在所述接入服务器与所述交换设备之间，被设置成一个或多个链路聚合组，每个所述链路聚合组包括至少两条链路，其中，每个链路聚合组被设置有一个MAC地址，作为所述链路聚合组中的所有链路上发送报文的源MAC地址。
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，在所述聚合链路上建立PPPoE会话，按照一定规则从所述链路聚合组中选择对应于所述PPPoE会话的输出链路；在所述PPPoE会话建立完成后，将所述PPPoE会话的相关信息同步到所述链路聚合组所在的所有业务板上；有链路发生故障时，将发生故障的链路从链路聚合组中删除，再产生PPPoE会话的新输出链路；以及如果新输出链路所在的业务板和原业务板不在同一个业务板上，则在所述新输出链路所在的业务板上根据所述PPPoE会话的同步信息生成新的PPPoE会话实体。
全文摘要
本发明公开了一种实现以太网链路聚合和保护倒换的方法及系统。将多条链路设置成一个或多个链路聚合组，每个链路聚合组包括至少两条链路。为每个链路聚合组设置一个MAC地址，作为链路聚合组中的所有链路上发送报文的源MAC地址。在聚合链路上建立PPPoE会话，按照一定规则从链路聚合组中选择对应于PPPoE会话的输出链路。在聚合链路上的PPPoE会话建立完成后，将PPPoE会话的相关信息同步到链路聚合组所在的所有业务板上。在PPPoE会话期间，如果有链路发生故障，则将发生故障的链路从链路聚合组中删除，再产生PPPoE会话的新输出链路。如果新输出链路所在的业务板和原业务板不在同一个业务板上，则在新输出链路所在的业务板上根据PPPoE会话的同步信息生成新的PPPoE会话实体。
文档编号H04L12/56GK101056257SQ20061007234
公开日2007年10月17日 申请日期2006年4月14日 优先权日2006年4月14日
发明者曹文利 申请人:中兴通讯股份有限公司