专利名称：一体化网络网通层的数据报文报头格式的形成和使用方法
技术领域：
本发明涉及一体化网络网通层的数据报文报头格式的形成和使用方法，是 一种通过网络以协议为特征的电数字处理通讯方法，是一种用于封装、传输一 体化网络中网通层中数据的方法。
技术背景随着科学技术的发展，信息己成为当今推动社会向前发展的巨大动力，信 息网络在各国经济与社会发展中起着决定性作用，把语音、数据和图像等业务 综合起来传送，实现多业务信息的迅速交流和资源共享，具有重要的意义。然 而，现有信息网络的原始设计思想基本上是一种网络支撑一种主要服务的解耦 模式，在此基础上的演进与发展难以突破原始设计思想的局限，无法满足网络 及服务的多样性需求。例如，电信网当初是面向语音业务传输设计的，它能够 提供电信级的对称话务质量，但是难以支持宽带流媒体业务等；互联网当初是 面向数据业务传输设计的，它的传输速率高并且可以进行异构网络的互连，但 是它不能保证传输的可靠性，不能支持语音、视频等对实时性要求很高的业务， 并且难以支持终端的移动性和安全性。每个信息网络都具有一个特殊的数据报文格式，用于封装、传输该网络中 的数据，并且该数据报文格式只适用于该信息网络。如传统互联网中的IP数据 报文格式只适用于封装和传输互联网中传输层的数据；异步转移模式(ATM， Asynchronous Transfer Mode)信元只适用于封装和传输ATM中的数据。发明内容为适应全新的一体化网络结构，本发明提出一体化网络网通层的数据报文
报头格式的形成和使用方法。
一体化网络将用户、业务和网络资源三者有机统 一为一个整体，很好的实现了网络一体化并为用户提供普适服务，为多业务的 传输提供多粒度的服务质量，确保向用户提供的普适服务。本发明用于封装、 传输一体化网络中服务层的数据。服务层的所有数据都按照该数据报文报头格 式在网通层中进行封装，然后在网络中进行传输。本发明的目的是这样实现的 一体化网络网通层的数据报文报头格式的形 成方法，包括包含有互联网和移动通讯网及各种子网的一体化网络的网通层， 所述方法的步骤形成表明一体化网络中网通层协议版本的版本字段的步骤；形成表明网络所承载服务的类别和优先级的服务等级字段的步骤；形成用于对协议的扩展的预留字段的步骤；形成表明数据包在网络中的逗留时间的跳数限制字段的步骤；形成表明服务层的载荷类型的载荷类型字段的步骤；形成指定数据包中有效载荷长度的载荷长度字段的步骤；形成表明数据包发送节点标识的源标识字段的步骤；形成表明数据包接收节点标识的目的标识字段的步骤。一体化网络网通层的数据报文报头格式的使用方法，包括一体化网络网通 层中的虚拟接入模块和虚拟骨干模块，所述方法的步骤数据报文在虚拟接入模块中，使用带有源接入标识和目的接入标识的虚拟 接入模块数据报文报头格式进行封装和传输；所述数据报文到达接入交换路由器时，分别用源交换路由标识替换源接入 标识，用目的交换路由标识替换目的接入标识，封装为虚拟骨干模块数据报文
报头格式；数据报文在虚拟骨干模块中使用虚拟骨干模块数据报文报头格式传输。 本发明产生的有益效果是本发明从现有一体化网络体系结构入手，提出 了一体化网络网通层的数据报文报头格式，具有如下有益效果1) 封装和传输一体化网络服务层的数据。2) 使得各种接入网络与终端(如互联网中的固定网络、移动网络和传感网 络，电信网中的各种接入网络和终端等)能够以一种统一的格式接入骨干网， 克服了传统互联网和电信网的接入网络单一问题，拓展了网络服务的范围。3) 保证用户的隐私性和安全性。各种接入网络的接入标识代表用户的身份， 而交换路由标识仅仅用于核心网络进行交换路由。接入标识和交换路由标识分 离后，代表用户身份的接入标识不会在核心网络上传播，使得其他用户不可能 通过截获核心网络的信息分析用户的身份，保证了用户的隐私性；也不可能通过用户的身份来截获他们的信息，保证了用户信息的安全性。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1为一体化网络体系结构模型示意图；图2为一体化网络网通层体系结构模型示意图；图3为实施例一所述一体化网络网通层中虚拟接入模块数据报文报头格式; 图4为实施例一所述一体化网络网通层中虚拟骨干模块数据报文报头格式; 图5为实施例一所述虚拟接入模块和虚拟骨干模块数据报文报头中服务等 级字段的格式；图6为实施例一所述虚拟接入模块数据报文报头中源接入标识和目的接入 标识字段的格式； 图7为实施例一所述虚拟骨干模块数据报文报头中源交换路由标识和目的 交换路由标识字段的格式；图8为实施例二中发电子邮件实例的网络示意图。
具体实施方式
实施例一本实施例是一体化网络网通层的数据报文报头格式的形成方法具体实施 例。 一体化网络是一种全新的网络体系结构，它突破原有网络体系结构的局限， 解决现有信息网络在服务扩展、可信性(安全性、可靠性、可控性、可管性) 以及移动性等方面存在的问题，并且用于实现服务一体化、网络一体化。 一体 化网络体系结构模型如图l所示，它包括网通层和服务层两个大的部分。一体化网络网通层体系结构模型如图2所示。网通层包括虚拟接入模块和 虚拟骨干模块，为数据、语音等业务提供一体化网络通信平台，各种业务在网 通层中以统一的方式进行传输。网通层采用间接通信模式虚拟接入模块采用 接入标识发送和接收数据报文，虚拟骨干模块采用交换路由标识转发数据报文； 虚拟接入模块负责通信终端的接入，虚拟骨干模块解决位置管理和交换路由。 用户的隐私性、网络的安全性、可控可管性和终端的移动性在网通层得以很好 的实现。服务层负责各种业务的会话、控制和管理，这些业务包括由运营商或第三 方增值服务商提供的各种网络业务，不同的业务用同一个服务层承载。运营商 或第三方增值服务商将通过一体化网络个性化服务模型向用户提供有保障的个 性化服务。一体化网络将用户、业务和网络资源三者有机统一为一个整体，很好的实 现了网络一体化并为用户提供普适服务，为多业务的传输提供多粒度的服务质
量，确保向用户提供的普适服务。为保证在网通层中良好的运行，本实施例提出了一种形成一体化网络网通 层的数据报文报头格式的方法。一体化网通层数据报文报头格式包括虚拟接入模块数据报文报头格式和虚 拟骨干模块数据报文报头格式，并且虚拟接入模块数据报文报头和虚拟骨干模块数据报文报头固定为40字节长度。虚拟接入模块数据报文报头格式如图3所示，包含的字段有版本，服务等级，预留，跳数限制，载荷类型，载荷长度，源接入标识，目的接入标识。虚拟骨干模块数据报文报头格式如图4所示，包含的字段有版本，服务 等级，预留，跳数限制，载荷类型，载荷长度，源交换路由标识，目的交换路 由标识。虚拟接入模块数据报文和虚拟骨干模块数据报文的报头中版本字段为4 比特，表明一体化网络中网通层协议的版本；服务等级字段为8比特，表明网 络所承载服务的类别和优先级；预留字段为20比特，用于对协议的扩展；跳数 限制字段为8比特，表明数据报文在网络中的逗留时间；载荷类型字段为8比 特，表明服务层的载荷类型；载荷长度字段为16比特，以字节为单位，指定数 据报文中有效载荷的长度；源接入标识字段为128比特，表明数据报文发送节 点的接入标识；目的接入标识为128比特，表明数据报文接收节点的接入标识; 源交换路由标识为128比特，表明数据报文发送节点所使用的交换路由标识； 目的交换路由标识为128比特，表明数据报文接收节点所使用的交换路由标识。虚拟接入模块和虚拟骨干模块数据报文的报头中，服务等级字段格式如图5 所示，包含延时要求位2比特；差错容许要求位1比特；带宽要求位2比特；
抖动要求位1比特；预留位2比特。服务等级字段中2比特的延时要求位定义为OO代表交互式延时要求，如 交互式游戏；Ol代表响应式延时要求，如网页浏览；IO代表及时性延时要求， 如文件传输；ll代表无时延要求，如电子邮件。服务等级字段中1比特的差错容许要求位定义为0代表对数据包差错率要 求敏感，要求差错率低于10-7，如即时消息类业务；1代表对数据包差错率要求 不敏感，对差错率要求不严格，如可视电话。服务等级字段中2比特的带宽要求位定义如下00代表对带宽要求极高， 希望占用大量带宽的业务，如流媒体；01代表对带宽要求高，希望占用一定带 宽的业务，如付费业务；IO代表对带宽要求一般，如网页浏览；ll代表对带宽 无要求，如一些指令包。服务等级字段中1比特的抖动要求位定义为0代表对抖动要求敏感，如视 频会议；l代表对抖动无要求，如文件下载等。虚拟接入模块数据报文报头中，源接入标识和目的接入标识格式如图6所 示，包含标识类型位1比特，设置为0，表示接入标识；归属映射服务器位47 比特，用于表示终端/节点从属于某个映射服务器；终端/子网类型位16比特， 用于表示终端/子网的类型；终端/子网特定标识符位64比特，用于具体区分每 个终端或子网。虚拟骨干模块数据报文报头中，源交换路由标识和目的交换路由标识格式 如图7所示，包含顶级标识符位16比特，用于表示每个服务提供商；交换路由 标识位1比特，设置为0，用于表示该标识是交换路由标识；预留位7比特，用 于功能扩展；域标识符位24比特，允许服务提供商进一步对其所拥有的顶级标
识符进一步划分；子网标识符位16比特，表示站点中的子网；接口标识符位64 比特，用于标识特定子网上的节点或接口。数据报文在虚拟接入模块中，使用虚拟接入模块数据报文报头格式进行封 装和传输；当该数据报文到达接入交换路由器时，分别用源交换路由标识替换 源接入标识，用目的交换路由标识替换目的接入标识分别，使用虚拟骨干模块 数据报文报头格式进行封装和传输。综上所述本实施例可以表述为一体化网络网通层的数据报文报头格式的形成方法，包括包含有互联网和 移动通讯网及各种子网的一体化网络的网通层，其为步骤形成表明一体化网络中网通层协议版本的版本字段的步骤； 形成表明网络所承载服务的类别和优先级的服务等级字段的步骤； 形成用于对协议的扩展的预留字段的步骤； 形成表明数据包在网络中的逗留时间的跳数限制字段的步骤； 形成表明服务层的载荷类型的载荷类型字段的步骤； 形成指定数据包中有效载荷长度的载荷长度字段的步骤； 形成表明数据包发送节点标识的源标识字段的步骤； 形成表明数据包接收节点标识的目的标识字段的步骤。版本字段字长4比特；服务等级字段字长8比特；预留字段字长20比 特；跳数限制字段字长8比特，最大值为256跳；载荷类型字段字长8比 特；载荷长度字段字长16比特，以字节为单位；源标识字长128比特；目 的标识字长128比特。服务等级字段包括代表延时要求的字节2比特，其中00代表交互式延时 要求、Ol代表响应式延时要求、IO代表及时性延时要求、ll代表无时延要求； 代表差错容许要求的字节1比特，其中0代表对数据包差错率要求敏感、1代表 对数据包差错率要求不敏感；代表带宽要求的字节2比特，其中00代表对带宽 要求极高、Ol代表对带宽要求高、IO代表对带宽要求一般、ll代表对带宽无要 求；代表抖动要求的字节1比特，O代表对抖动要求敏感、1代表对抖动无要求； 预留用于协议扩展的字节2比特。源标识字段和目的标识字段是源接入标识字段和目的接入标识字段包括 表示接入标识类型的字节1比特；用于表示终端/节点从属于某个映射服务器的 字节47比特；用于表示终端/子网类型的字节16比特；用于具体区分每个终端 或子网的字节64比特。源标识字段和目的标识字段是源交换路由标识字段和目的交换路由标识字 段包括用于表示每个服务提供商的顶级标识符16比特；用于表示该标识是 交换路由标识的交换路由标识1比特；用于功能扩展的预留字节7比特；用 于允许服务提供商进一步对其所拥有的顶级标识符进一步划分的域标识符24 比特；用于表示站点中子网的子网标识符16比特；用于标识特定子网上的节 点或接口的接口标识符64比特。实施例二本实施例是一体化网络网通层的数据报文报头格式的使用方法。所述方法 包括数据报文在虚拟接入模块中，使用带有源接入标识和目的接入标识的虚拟 接入模块数据报文报头格式进行封装和传输；所述数据报文到达接入交换路由器时，分别用源交换路由标识替换源接入
标识，用目的交换路由标识替换目的接入标识，封装为虚拟骨干模块数据报文报头格式； —数据报文在虚拟骨干模块中使用虚拟骨干模块数据报文报头格式传输。上述步骤的顺序可以相反运行同样有效。即在虚拟骨干模块中带有源交换 路由标识和目的交换路由标识的虚拟骨干模块数据报文报头格式在接入交换路 由器中可以被带有源接入标识和目的交换路由标识的虚拟接入模块数据报文报 头格式所代替。以下用发送电子邮件的具体实例说明一体化网络网通层的数据 报文报头格式的使用方法。本例的网络示意图如图8所示。终端A向终端B发送电子邮件的完整通信 过程如下步骤所示步骤1，终端A使用虚拟接入模块数据报文报头格式对服务层的数据进行 封装，4比特的版本字段设置为1。步骤2，终端A使用虚拟接入模块数据报文报头格式对服务层的数据进行 封装，8比特的服务等级字段描述如下1) 延时要求2比特，设置为ll，表示无时延要求；2) 差错容许要求1比特，设置为1，表示对数据包差错率要求不敏感， 对差错率要求不严格；3) 带宽要求2比特，设置为IO，表示对带宽要求一般；4) 抖动要求1比特，设置为l，表示对抖动无要求；5) 预留2比特，设置为0。步骤3，终端A使用虚拟接入模块数据报文报头格式对服务层的数据进行 封装，20比特的预留字段设置为0。
步骤4，终端A使用虚拟接入模块数据报文报头格式对服务层的数据进行 封装，8比特的跳数限制字段设置为255，表明数据包在网络中的逗留时间为255 跳。步骤5，终端A使用虚拟接入模块数据报文报头格式对服务层的数据进行 封装，8比特的载荷类型字段设置为140，表明服务层的载荷类型为电子邮件。步骤6，终端A使用虚拟接入模块数据报文报头格式对服务层的数据进行 封装，16比特的载荷长度字段设置为1024，表明数据报文中有效载荷的长度为 1024字节。步骤7，终端A使用虚拟接入模块数据报文报头格式对服务层的数据进行 封装，128比特的源接入标识字段设置为终端A的接入标识，源接入标识字段 描述如下1) 标识类型设置为0，表示接入标识；2) 归属映射服务器设置为终端A的归属映射服务器；3) 终端/子网类型设置为终端A的类型；4) 终端/子网特定标识符设置为终端A的标识符。 .步骤8，终端A使用虚拟接入模块数据报文报头格式对服务层的数据进行 封装，128比特的目的接入标识字段设置为终端B的接入标识，目的接入标识字段描述如下1) 标识类型设置为0，表示接入标识；2) 归属映射服务器设置为终端B的归属映射服务器；3) 终端/子网类型设置为终端B的类型；4) 终端/子网特定标识符设置为终端B的标识符。 步骤9，终端A把使用虚拟接入模块数据报文报头格式封装好的数据报文 发送给终端A的接入交换路由器。步骤IO，终端A的接入交换路由器接收到该数据报文后，将该数据报文报 头中的源接入标识替换成源交换路由标识，源交换路由标识字段描述如下1) 顶级标识符设置为终端A的接入交换路由器所属的服务提供商；2) 交换路由标识设置为0，表示该标识是交换路由标识；3) 预留设置为0;4) 域标识符设置为终端A的接入交换路由器所属域的标识；5) 子网标识符设置为终端A的接入交换路由器的子网标识；6) 接口标识符设置为和终端A相连接的接入交换路由器的接口标识。 步骤ll，终端A的接入交换路由器接收到该数据报文后，将该数据报文报头中的目的接入标识替换成目的交换路由标识，目的交换路由标识字段描述如 下1) 顶级标识符设置为终端B的接入交换路由器所属的服务提供商；2) 交换路由标识设置为0，表示该标识是交换路由标识；3) 预留设置为0;4) 域标识符设置为终端B的接入交换路由器所属域的标识；5) 子网标识符设置为终端B的接入交换路由器的子网标识；6) 接口标识符设置为和终端B相连接的接入交换路由器的接口标识。 步骤12，终端A的接入交换路由器把使用虚拟骨干模块数据报文报头格式封装好的数据报文发送给终端B的接入交换路由器。步骤13，网络中的广义交换路由器根据数据报文报头中的目的交换路由标识，将给数据报文发送到终端B的接入交换路由器。步骤14，终端B的接入交换路由器接收到该数据报文后，将数据报文报头 中的源交换路由标识替换成终端A的接入标识，将目的交换路由标识替换为终 端B的接入标识，然后把该数据报文转发给终端B。
权利要求
1.一体化网络网通层的数据报文报头格式的形成方法，包括包含有互联网和移动通讯网及各种子网的一体化网络的网通层，其特征在于所述方法的步骤形成表明一体化网络中网通层协议版本的版本字段的步骤；形成表明网络所承载服务的类别和优先级的服务等级字段的步骤；形成用于对协议的扩展的预留字段的步骤；形成表明数据包在网络中的逗留时间的跳数限制字段的步骤；形成表明服务层的载荷类型的载荷类型字段的步骤；形成指定数据包中有效载荷长度的载荷长度字段的步骤；形成表明数据包发送节点标识的源标识字段的步骤；形成表明数据包接收节点标识的目的标识字段的步骤。
2. 根据权利要求1所述的一体化网络网通层的数据报文报头格式的形成方 法，其特征在于，所述的版本字段字长4比特；所述的服务等级字段字长8 比特；所述的预留字段字长20比特；所述的跳数限制字段字长8比特，最 大值为256瑕^所述的载荷类型字段字长8比特；所述的载荷长度字段字 长16比特，以字节为单位；所述的源标识字段字长128比特；所述的目的标 识字段字长128比特。
3. 根据权利要求2所述的一体化网络网通层的数据报文报头格式的形成方法，其特征在于，所述的服务等级字段包括代表延时要求的字节2比特，其中OO代表交互式延时要求、Ol代表响应式延时要求、IO代表及时性延时要求、 ll代表无时延要求；代表差错容许要求的字节1比特，其中O代表对数据包差 错率要求敏感、1代表对数据包差错率要求不敏感；代表带宽要求的字节2比特， 其中OO代表对带宽要求极高、Ol代表对带宽要求高、IO代表对带宽要求一般、ll代表对带宽无要求；代表抖动要求的字节1比特，O代表对抖动要求敏感、1 代表对抖动无要求；预留用于协议扩展的字节2比特。
4. 根据权利要求1、 2、 3之一所述的一体化网络网通层的数据报文报头格 式的形成方法，其特征在于，所述的源标识字段和目的标识字段是源接入标识 字段和目的接入标识字段，包括表示接入标识类型的字节1比特；用于表示 终端/节点从属于某个映射服务器的字节47比特；用于表示终端/子网类型的字 节16比特；用于具体区分每个终端或子网的字节64比特。
5. 根据权利要求1、 2、 3之一所述的一体化网络网通层的数据报文报头格 式的形成方法，其特征在于，所述的源标识字段和目的标识字段是源交换路由 标识字段和目的交换路由标识字段，包括用于表示每个服务提供商的顶级标 识符16比特；用于表示该标识是交换路由标识的交换路由标识1比特；用 于功能扩展的预留字节7比特；用于允许服务提供商进一步对其所拥有的顶级 标识符进一步划分的域标识符24比特；用于表示站点中子网的子网标识符 16比特；用于标识特定子网上的节点或接口的接口标识符64比特。
6. —体化网络网通层的数据报文报头格式的使用方法，包括一体化网络网 通层中的虚拟接入模块和虚拟骨干模块，其特征在于所述方法的步骤数据报文在虚拟接入模块中，使用带有源接入标识和目的接入标识的虚拟 接入模块数据报文报头格式进行封装和传输；所述数据报文到达接入交换路由器时，分别用源交换路由标识替换源接入 标识，用目的交换路由标识替换目的接入标识，封装为虚拟骨干模块数据报文报头格式；数据报文在虚拟骨干模块中使用虚拟骨干模块数据报文报头格式传输。
全文摘要
本发明涉及一体化网络网通层的数据报文报头格式的形成和使用方法，是一种用于封装、传输一体化网络中网通层中数据的方法。服务层的所有数据都按照该数据报文报头格式在网通层中进行封装，然后在网络中进行传输。一体化网络网通层的数据报文报头格式的形成方法的步骤形成版本字段；形成服务等级字段；形成扩展的预留字段；形成跳数限制字段；形成载荷类型字段；形成载荷长度字段；形成源标识字段；形成目的标识字段。本发明形成封装和传输一体化网络服务层的数据，使得各种接入网络与终端能够以一种统一的格式接入骨干网，克服了传统互联网和电信网的接入网络单一问题，保证用户的隐私性和安全性。
文档编号H04L29/08GK101119181SQ20071012175
公开日2008年2月6日 申请日期2007年9月13日 优先权日2007年9月13日
发明者张宏科, 杨水根, 王洪超, 秦雅娟, 罗洪斌, 平 董 申请人:北京交通大学