用于数据通信网络的网络节点和装置的制作方法

本公开涉及数据通信网络(datacommunicationnetwork，dcn)技术领域。特别地，本发明旨在增强当前在itu-trecommendation(itu-t建议书)g.7712中定义的dcn技术，例如，以便支持新兴的软件定义网络(softwaredefinednetworking，sdn)应用，并且使得能够在dcn的集中式sdn控制器和分布式网元(networkelement，ne)之间进行通信。为此，本发明提出了一种用于dcn的网络实体、一种用于向dcn提供dcn业务的网络装置、以及一种在dcn的网络节点执行的方法。

背景技术：

dcn技术当前用于支持与例如电信管理网络(telecommunicationsmanagementnetwork，tmn)和自动交换光网络(automaticallyswitchedopticalnetwork，ason)应用相关的分布式ne通信。在itu-t建议书g.7712中定义了用于传输网络(例如，用于光传输网络(opticaltransportnetwork，otn)网络)的标准dcn架构和功能。图11(其对应于itu-t图6-1/g.7712)示出了可经由dcn支持的示例应用。根据网络设计，每个应用可以在不同的dcn上或在同一dcn上得到支持。

当支持在itu-t建议书g.7712的第6.1款中描述的分布式管理通信(例如，tmn应用)时，dcn提供在itu-t建议书m.3010和m.3013中定义的tmn组件(例如，包含诸如osf、tf、nef、wsf的tmn功能的ne、ad、os、md、和ws)之间的通信，以便通过管理通信网络(managementcommunicationnetwork，mcn)传输管理消息。

当支持在itu-t建议书g.7712的第6.2款中描述的分布式信令通信(例如，ason应用)时，dcn提供在itu-t建议书g.8080中定义的ason组件(例如，包含在分布式ne内的asoncc和rc组件)之间的通信，以便通过信令通信网络(signallingcommunicationnetwork，scn)传输信令和路由协议消息。

itu-tsg15计划增强g.7712中给出的dcn定义，以便同时支持sdn应用，提供itu-t建议书g.7702中定义的sdn组件之间的通信，并且更一般地，支持管控统一体(management-controlcontinuum，mcc)应用，提供itu-t建议书g.7701中定义的公共控制组件之间的通信。

在本文档中，“dcn消息”表示通过dcn传输的消息，例如管理消息(例如，在tmn应用的情况下)以及信令和路由协议消息(例如，在ason应用的情况下)。此外，“dcn组件”表示通过dcn通信的组件，例如分布式ne、其他tmn组件、或其他ason组件。例如，为了支持sdn应用，以及更一般地，支持mcc应用，在g.7712的未来扩展中可以定义新类型的dcn消息和dcn组件。新类型的dcn消息还可以包括对关于网络状态的大数据信息(例如，网络遥测)的支持。

在itu-t建议书g.7712的第6.1款中，第6.1.1款和6.1.2款分别提供了mcn和scn拓扑的一些示例，其中分布式ne使用嵌入式通信信道(embeddedcommunicationchannel，ecc)或本地通信网络(localcommunicationnetwork，lcn)(例如以太网局域网(localareanetwork，lan))进行通信。值得注意的是，在所有这些mcn拓扑中，一些ne(称为网关网元(gatewaynetworkelement，gne))附着到操作系统(operationssystem，os)。尽管在itu-t建议书g.7712中没有明确提到，(两个)gne可以使用以太网lan直接与os连接，或者如itu-t图6-4/g.7712所示，通过广域网(wideareanetwork，wan)与os连接。在后一种情况下，wan网关路由器通常使用以太网lan连接到gne。通常，使用双网关来支持可靠的通信。

在itu-t建议书g.7712的第6.2款中，提供了一些拓扑，其中没有gne，因为当前ason应用仅需要分布式ne之间的通信。然而，该假设可以在g.7712的未来扩展中改变，例如以便支持集中式ason组件(例如路径计算引擎(pathcomputationengine，pce))。

可以假设gne被用作面向集中式组件的网关节点，上述集中式组件例如是os(tmn应用)或者集中式sdn控制器(用于sdn应用)。在所有情况下，dcn提供所有dcn组件之间的层3连接性，包括需要交换诸如管理消息(对于tmn应用)或信令和路由协议消息(对于ason应用)的dcn消息的分布式ne。itu-t建议书g.7712版本4.0支持的层3协议是因特网协议(internetprotocol，ip)和开放系统互连(opensysteminterconnection，osi)。为分布式ne定义了下面的层3要求，以支持dcn能力：

●每个ne必须能够执行osi端系统或ip主机的功能(即，终止寻址到该ne的dcn消息)。

●ne还能够执行osi中间系统或ip路由器的功能(即，转发寻址到其他ne或其他dcn组件的dcn消息)。

值得注意的是，itu-t图6-2/g.7712版本4.0还描述了ne作为dcn消息的层2交换系统的选项，其中dcn消息寻址到其他ne或其他dcn组件。然而，在itu-t建议书g.7712版本4.0的其他条款中没有定义其他的要求。itu-t建议书g.7712版本4.0规定了用于转发dcn消息的以下接口的层1、层2、和层3功能：

●远程ne之间的嵌入式通信信道(ecc)。

●本地(共址)ne或任何其他组件/dcn实体之间的以太网lan。

在itu-t建议书g.7712版本4.0中还提到了使用外部wan链接的可能性，例如用于ason应用，但是没有详细描述。

在g.7712版本4.0的第7.1.1款中定义了层1ecc功能。对于光传输网络(opticaltransportnetwork，otn)接口，itu-t建议书g.709版本5.3(gcc0、gcc1、和gcc2)中定义的通用通信信道(generalcommunicationchannel，gcc)用于提供通信信道以在两个otnne之间传输比特流。在g.7712版本4.0的第7.1.2款中定义了层2ecc功能。对于otn接口，hdlc(高级数据链路控制)帧信号以位同步方式映射到gcc信道。在g.7712版本4.0的第7.1.3款中定义了层3ecc功能。如在ietfrfc1662、rfc1661、rfc1332、和rfc1377中所定义的，ip和/或osi分组使用“hdlc类帧中的ppp(点到点协议)”映射到hdlc帧中。

在g.7712版本4.0的第7.1.4款中定义了层1和层2以太网lan功能。即使没有明确说明，也假设在ieee802.3规范中定义了这些功能。在g.7712版本4.0的第7.1.5款中定义了层3以太网lan功能。如itu-tq.811、ietfrfc826、和rfc826中所定义的，ip和/或osi分组映射到以太网mac帧中。

在itu-t建议书g.7712版本4.0中还定义了其他层3功能，例如实施osi中间系统或ip路由器能力所需的功能。

图12示出了示例性dcn，特别是基于otnne实施方式的dcn，其中提供了多个ne，并且还提供了控制器(例如sdn控制器)以提供(例如交换)通过dcn的业务。如图12所示，ne的dcn功能在专用控制卡(controlcard，cc)内的软件中实施，其中寻址到该ne的dcn消息被终止，而其他dcn消息(未寻址到该ne)被转发。还值得注意的是，gne的以太网lan接口通常是附着到专用于承载dcn业务的控制卡(cc)的低速率以太网接口(高达100mbit/s，如在第7.1.4款/g.7712中所报告的)。

图12所示的实施方式有一些缺点，需要解决这些缺点以支持诸如sdn应用的新兴dcn应用：

●低吞吐量：受到otn嵌入式控制信道(ecc)带宽的限制。

●高时延：这是由控制卡内的基于软件的分组转发实施方式所引起的。

图13示出了示例性dcn，特别是增加dcn吞吐量并减少dcn时延的方法。在2013年十二月的itu-tq12&q14/15临时会议上itu-tcontributionwd08(itu-t文稿wd08)提出了该方法。该itu-t文稿wd08的主要思想是在sdn控制器和待控制的每个otnne之间建立一组k阶光数据单元(opticaldataunit-k，oduk)(例如odu0)连接。每个otnne然后终止承载寻址到该otnne的dcn消息的oduk连接，并转发承载寻址到其他ne或其他dcn组件的dcn消息的所有其他oduk连接。该方法提供：

●较高的吞吐量：因为使用多gbpsodu0/oduflex(odu可变)带宽。

●较低的时延：因为基于硬件的oduk转发在otn矩阵内实施。

●以及改进的dcn可靠性，因为oduk保护机制(如itu-t建议书g.873.1、g.873.2和g.873.3中定义的那些)也可以用于保护承载dcn业务的oduk连接。

然而，虽然解决了现有dcn技术(例如，如图12所示)的一些技术问题，但是图13所示的方法也有一些缺点：

●dcn带宽效率低：因为至少1gbps(odu0)带宽应该被分配给任何ne，包括需要较少dcn带宽的那些ne。

●需要在sdn控制器上管理大量ip接口(即，每个ne一个)。

●sdn控制器需要支持otn接口，而不是以太网lan接口。

dcn带宽效率问题可以通过重新使用当前在itu-tg.sup_sub1g工作项目的定义下的sub-1gotn帧结构来建立sub-1gotn连接而解决。然而，这种方法将要求网络内的每个otnne能够交换这些sub-1gotn帧。

技术实现要素：

鉴于上述缺点，本发明的实施例旨在改进当前的dcn实施方式和方法。一个目的是增强dcn技术，以便提供较高的吞吐量和较低的时延，特别是对于sdn应用的使用。还希望具有高dcn可靠性。因此，应当维持高带宽效率，并且控制器上待管理的接口的数量应当是低的。

该目的通过在所附独立权利要求中描述的本发明的实施例来实现。本发明的有利实施方式在从属权利要求中进一步限定。

特别地，本发明的实施例集中于利用多业务光传送网(multi-serviceopticaltransportnetwork，ms-otn)ne能力，以便增强dcn来为sdn应用提供较高的吞吐量和较低的时延。

本发明的实施例的主要思想是通过tdm连接(例如，通过oduk连接)来承载dcn消息，以及例如通过使用分组矩阵来在dcn的网络节点(例如，ms-otnne)内交换承载dcn消息的分组。为此，基于分组的vpn(称为dcnvpn)可以被配置在网络节点内，并且可以用于通过tdm连接承载要求高吞吐量/低时延转发的dcn消息。在网络节点内，寻址到该网络节点的dcn消息可以被终止。所有其他dcn消息可以由网络节点例如使用分组层中的矩阵(基于硬件的转发)向其他tdm(例如oduk)连接或以太网lan接口转发。dcn消息也可以在线卡(linecard)上的以太网lan接口上传送。这些接口可以用于将用作gne的网络节点与例如sdn控制器(或一些wan网关路由器)连接。

本发明的第一方面提供了一种用于dcn的网络节点，其中，上述网络节点用于：接收承载dcn消息的多个分组，从所接收的分组确定寻址到dcn的其他网络节点的分组的第一集合，以及通过tdm连接将分组的第一集合转发到dcn的确定的网络节点。

第一方面的网络节点可以是dcn中的任何类型的ne，例如也可以是gne。如上所述，dcn消息是在dcn上/通过dcn交换的任何消息。确定的网络节点可以不必是dcn消息所寻址的目的地/目标节点。确定的网络节点仍然可以决定再次将分组转发到dcn中的另一节点。

寻址到不同网络节点的分组尤其通过相同的tdm连接被转发。因此，控制器不必保持大量的ip接口，而是可以通过单个以太网lan接口将寻址到不同网络节点的所有dcn消息发送到gne。这降低了系统的复杂性。此外，第一方面的网络节点支持增强dcn技术，特别是对于sdn应用，以便提供较高的吞吐量和较低的时延转发。因为使用了高带宽tdm连接(例如，多gbpsodu0/oduflex)，所以实现了较高的吞吐量。由于基于硬件的分组转发可以在例如ms-otn矩阵内实施，因此实现了较低的时延。此外，因为分组和/或oduk保护机制可以用于以短业务中断(例如，50ms的切换时间)保护由oduk连接承载的dcn业务，所以dcn可靠性得到改善。

在第一方面的实施方式中，网络节点还用于：从所接收的分组确定寻址到外部网络控制器的分组的第二集合，并且通过以太网连接将上述分组的第二集合转发到上述外部网络控制器或其他外部网络装置。

外部网络控制器可以是sdn控制器。在通过以太网被发送到外部控制器之前，分组的第二集合可以通过tdm连接被转发到其他dcn节点。然而，分组的第二集合也可以被直接转发到网络控制器，即第一方面的网络节点可以用作gne。

在第一方面的实施方式中，网络节点还用于：通过tdm连接从上述dcn的另一确定的网络节点接收分组。

在第一方面的实施方式中，网络节点还用于：通过以太网连接，特别是从外部网络控制器或其他外部网络装置接收分组。

也就是说，网络节点可以用作gne。

在第一方面的实施方式中，tdm连接是oduk连接。

这种连接可以提供特别高的带宽，从而提供特别高的吞吐量。

在第一方面的实施方式中，网络节点还用于：使用分组矩阵确定和转发分组集合。

分组矩阵尤其可用于转发上述分组的第一集合和/或分组的第二集合。分组矩阵是基于分组开销中提供的信息(例如，分组的寻址)提供承载dcn消息的分组的交换的硬件实施方式。基于硬件的切换(特别是与基于软件的切换相比)可以是快速的，使得可以实现低时延。

在第一方面的实施方式中，网络节点还用于：基于基于分组的vpn确定和转发分组的集合。

在第一方面的实施方式中，基于分组的vpn包括基于流的vpn，特别是层2vpn或层3vpn。基于分组的vpn提供了具有低时延的高效实施方式。

在第一方面的实施方式中，网络节点还用于：将分组集合分离成承载要求高吞吐量和/或低时延转发的dcn消息的第一分组和承载其他dcn消息的第二分组，以及通过tdm连接或以太网连接仅转发第一分组。

因此，可以改善特别是相关dcn消息的吞吐量和时延。

在第一方面的实施方式中，网络节点还用于：基于以下中的至少一个来分离上述分组的集合：分离的层3网络实例、共享的层3网络实例中的分离的ip地址空间、一个或多个分组分类规则。

本发明的第二方面提供了一种包括多个网络节点的dcn网络，其中，网络节点中的至少一个是根据第一方面或第一方面的实施方式中的任一项的网络节点。

由于使用了第一方面的网络节点，第二方面的dcn网络实现了(特别是对于sdn应用)较高的吞吐量和较低的时延。

本发明的第三方面提供了一种用于向dcn提供dcn业务的网络装置，其中，上述网络装置用于：将承载dcn消息的分组分离成承载要求高吞吐量和/或低时延转发的dcn消息的第一分组和承载其他dcn消息的第二分组，通过较高速连接，特别是通过以太网连接，将第一分组提供给dcn的确定的网络节点，以及通过较低速连接，特别是通过以太网连接，将第二分组提供给dcn的同一确定的网络节点。

第三方面的网络装置支持增强dcn技术以提供较高的吞吐量和较低的时延，特别是对于sdn应用。特别地，由于分组的分离以及较高/较低速度以太网连接的相应使用，可以增加吞吐量。第三方面的网络装置可以是控制dcn的网络节点的网络控制器，例如sdn控制器。

在第三方面的实施方式中，上述网络装置用于：基于以下中的至少一个来分离上述分组：分离的层3网络实例、共享的层3网络实例中的分离的ip地址空间、以及一个或多个分组分类规则。

在第三方面的实施方式中，网络装置是网络控制器或路由器，该网络控制器特别是sdn控制器。

本发明的第四方面提供了一种在dcn的网络节点执行的方法，其中，上述方法包括：接收承载dcn消息的多个分组，从所接收的分组确定寻址到dcn的其他网络节点的分组的第一集合，以及通过时分复用(tdm)连接将分组的第一集合转发到dcn的确定的网络节点。

该方法可以根据针对第一方面描述的实施方式来实施。因此，该方法实现了第一方面的网络节点及其实施方式的所有优点和效果。

本发明的第五方面提供了一种计算机程序产品，包括程序代码，该程序代码用于控制根据第一方面或第一方面的任何实施方式的网络节点，或者用于当在处理器上实施时执行根据第四方面的方法。

必须注意，本申请中描述的所有设备、元件、单元和装置可以以软件或硬件元件或其任何类型的组合来实施。由本申请中描述的各种实体执行的所有步骤以及被描述为由各种实体执行的功能旨在表示相应的实体适于或用于执行相应的步骤和功能。即使在以下对具体实施例的描述中，外部实体要执行的具体功能或步骤没有反映在对执行该具体步骤或功能的实体的具体详细元素的描述中，但本领域技术人员应当清楚，这些方法和功能可以在相应的软件或硬件元件、或其任何种类的组合中实施。

附图说明

本发明的上述方面和实施方式将在以下关于附图的具体实施例的描述中进行解释，其中

图1示出了根据本发明实施例的网络节点。

图2示出了根据本发明实施例的网络装置。

图3示出了根据本发明实施例的包括网络节点和网络装置的dcn网络。

图4示出了oduk帧结构、oduk和opuk开销，包含gcc1和gcc2开销字节。

图5示出了otuk帧结构、帧对齐和otuk开销，包含gcc0开销字节。

图6示出了根据本发明实施例的包括网络节点和网络装置的dcn网络。

图7示出了根据本发明实施例的网络节点的实施方式。

图8示出了根据本发明实施例的网络节点的线卡的实施方式。

图9示出了根据本发明实施例的网络节点的实施方式。

图10示出了根据本发明的实施例的方法。

图11示出了dcn支持的示例应用。

图12示出了示例性dcn网络。

图13示出了示例性dcn网络。

具体实施方式

图1示出了根据本发明实施例的网络节点100。网络节点100被配置为用于dcn网络。网络节点100可以是dcn网络中的ne或gne。

网络节点100用于接收承载dcn消息的多个分组101，即，每个分组101承载一个dcn消息。分组/dcn消息可以寻址到网络节点100或dcn中的另一网络节点或组件。可以从另一网络节点或从外部网络装置(如图2所示的外部网络装置)(例如网络装置/控制器200)接收分组101。

此外，网络节点100用于从接收到的分组101确定分组101的第一集合102，该分组101的第一集合102寻址到dcn的其他网络节点(或其他组件)，即，并非寻址到网络节点100。此外，网络节点100用于例如使用分组矩阵或其他基于硬件的分组交换机制，通过tdm连接103，例如通过oduk连接，将分组101的第一集合102转发到dcn的确定的(其他)网络节点110。上述确定的网络节点110可以是上述分组101的第一集合102中的分组101所寻址到的网络节点，但是也可以仅是网络节点链中的预定“下一个”网络节点。上述确定的网络节点110可以是根据本发明实施例的另一网络节点100，但是也可以不是根据本发明实施例的网络节点110。例如，参考图6，将解释网络节点100可以是ms-otnne，而网络节点110可以是otnne。

图2示出了根据本发明实施例的网络装置200。网络装置200用于提供(例如交换)通过dcn(例如，包括网络节点100的dcn)的dcn业务。网络装置200可以是外部网络控制器，如sdn控制器。

网络装置200用于将承载dcn消息的分组201分离成承载要求高吞吐量和/或低时延转发的dcn消息的第一分组201a和承载其他dcn消息(例如，允许较低吞吐量和/或较高时延转发)的第二分组201b。此外，网络装置200用于通过较高速连接202a，特别是通过以太网连接，将第一分组201a提供给dcn的确定的网络节点210，以及通过较低速连接202b，特别是通过以太网连接，将第二分组201b提供给dcn的确定的网络节点210。可选地，第二分组201b也可通过较高速连接202a发送。

dcn的确定的网络节点210(网络装置200向该网络节点210提供分组201)可以根据图1中所示的网络节点100来实施。即，网络节点100可以是从网络装置200接收分组201(例如，关于图1描述的分组101)的gne。

图3示出了根据本发明实施例的dcn网络，其包括构建在图1所示的网络节点100上的网络节点100，并且包括构建在图2所示的网络装置200上的网络装置200。

在图3中可以看出，根据本发明实施例的每个网络节点100(在该实施方式中也被称为ms-otnne)可以配备有dcnvpn302。特别地，该dcnvpn302可以被配置在ms-otn数据面网络内，并且可以用于通过高带宽tdm(特别是oduk)连接103承载要求高吞吐量/低时延转发的dcn消息。在每个网络节点100内，寻址到该网络节点100的分组/dcn消息可以被终止(被转发到cc卡，然后被终止)。所有其他分组/dcn消息可以例如通过分组层中的矩阵(即，通常通过基于硬件的转发)例如向另一oduk连接103(例如到另一网络节点)或者以太网lan接口301(例如到sdn控制器200)转发。也可以通过以太网lan接口301在一个或多个线卡上承载分组/dcn消息。这些接口可以特别地用于将作为gne的网络节点100与例如sdn控制器200(或者与wan网关路由器)连接。

例如，参考图3，gnea(如图1所示的网络节点100)通过高速本地以太网接口301(即硬控制信道)从sdn控制器200(图2所示的网络装置200)接收分组/dcn业务(即，例如，图1的多个分组101和/或图2的分组201)，分组/dcn业务寻址到gnea自身和/或neb、nec、和ned(即，寻址到如图1所示的另外的网络节点100)。gnea可以处理寻址到gnea自身的分组/dcn消息(分组101的第二集合)，并且可以使用在nea和neb之间建立的oduk连接103将所有其他分组/dnc消息(分组101的第一集合102)转发到neb。然后，neb可以处理寻址到neb自身的分组/dcn消息，并且可以使用在neb和nec之间建立的oduk连接103将所有其他分组/dcn消息转发到nec。

图3所示的dcn实现了以下优点：

●高吞吐量，因为使用了高带宽tdm连接103(例如，多gbpsodu0/oduflex带宽)。

●低时延，因为基于硬件的分组转发在ms-otn矩阵内实施。

●改善的dcn可靠性，因为分组和/或oduk保护机制也可以用于以短业务中断(例如，50ms切换时间)保护dcn业务。

此外，图3所示的dcn还提供了以下优点，解决了itu-t文稿wd08(见图13)中提出的方法的问题：

●较高的带宽效率，由于寻址到不同ne(网络节点)的分组/dcn消息可以映射在相同的tdm/oduk连接103上。可以以基于分组的格式来分配用于每个节点/ne的dcn带宽，而不受tdm/odu带宽层级/粒度的约束。

●在dcn内和sdn控制器200上待管理的(ip)接口的数量是有限的。

●高速以太网lan接口(通常附着到ms-otn线卡)可用于将ms-otn连接到sdn控制器200(或wan网关路由器)。

●多层dcn优化是可能的，因为可以在tdm/oduk或分组层转发/保护dcn旁路业务。

值得注意的是，关于上述内容，otn技术通常是包含光域和电域两者的交换技术。在电域(tdm交换)内，otn技术在连接到otn网络的任何一对远程接入点之间提供高带宽(多gbps)连接。

otn交换可以通过交换oduk帧来执行。如图4所示(图4对应于itu-t图15-5/g.709版本5.3)，oduk帧包含有效载荷、光有效载荷单元(opticalpayloadunit，opuk)、和开销。在连接到otn网络的两个远程接入点之间建立oduk连接。从远程接入点接收的用户业务由opuk承载，并由交换oduk帧的中间otnne透明地承载。oduk开销包含两个通用通信信道(gcc)开销字节(称为gcc1和gcc2)，上述两个gcc开销字节用于在端接oduk连接的两个节点之间承载dcn消息。一个或多个oduk帧可以被映射在k阶光传输单元(otuk)上，以便通过两个相邻otn节点之间的otn接口进行传输。如图4所示，otuk帧包含开销、有效载荷、和前向纠错(forwarderrorcorrection，fec)。

otuk开销包含一个称为gcc0的通用通信信道(gcc)开销字节，该gcc开销字节用于在两个相邻otnne之间传送dcn消息。

最近itu-t建议书g.709已更新，定义了oducn和otucn帧以支持100gbps及更高的otn速率。这些帧也支持gcc0(otucn)和gcc1/gcc2(oducn)。图5(对应于itu-t图15-3/g.709版本5.3)示出了otuk帧结构、帧对齐、和otuk开销，包含gcc0开销字节。

itu-t最近已经开始了新的g.sup_sub1g工作项目，以描述用于信道化现有oduk/flex的有效载荷以承载sub-1gtdm连接的机制。主要应用场景是在一个oduk/flex上以高带宽效率承载多个sub-1gtdm服务。这些机制将包括sdh和otn上的基于分组的电路仿真以及sub-1gotn帧结构。这些标准的sub-1gotn帧结构当前不被定义为交换层，而仅仅用于映射和多路复用在现有的oduk连接内的多个sub-1gtdm连接。然而，预期将实施一些专有扩展以允许在网络内交换sub-1gotn连接以进一步提高带宽效率。

术语“多业务otn”(ms-otn)用于表示otnne，多业务otn除了支持具有otn接口的线卡和能够在oduk层交换(tdm交换)的矩阵卡之外，还能够支持具有其他接口(特别是以太网lan接口)的线卡和能够交换分组/帧(分组交换)的矩阵卡。tdm和分组交换都在中央矩阵内的硬件中实施。从以太网lan接口接收的分组可以在分组层向其他以太网lan接口或向otn接口交换。在后一种情况下，这些分组被映射到oduk以便通过otn接口传输。或者，从以太网lan接口接收的分组可以被映射到oduk，并在oduk层向otn接口交换。值得注意的是，附着到ms-otn线卡的以太网lan接口通常是用于承载用户业务的高速以太网接口(从1gbit/s到数百gbit/s)。

在本发明的实施例中(例如，图1-3所示)，要求高吞吐量和/或低时延转发以例如支持sdn应用的dcn消息可以在以下任一个上承载：

●高速以太网lan接口301，通常附着到ms-otn线卡。

●tdm(例如otnoduk)连接103。

网络节点100可以使用例如分组矩阵(基于硬件的转发)在这些接口之间转发分组/dcn业务：

●寻址到网络节点100的dcn消息可以被转发到控制卡(cc)并被终止。

●所有其他分组101/dcn消息可以通过例如分组层中的矩阵(基于硬件的转发)被转发到其他tdm/oduk连接103或高速以太网lan接口301(通常附着到ms-otn线卡)。

基于分组的vpn(dcnvpn)302可以被配置在ms-otn数据面网络内，以通过这些新类型的dcn信道(特别地，通过oduk连接103)承载要求高吞吐量/低时延转发的分组/dcn消息。根据dcn架构和隔离要求，可以在ms-otn数据面网络内配置一个或多个dcnvpn302实例。

itu-t建议书g.7712不支持通过otnoduk连接的dcn业务的传输。因此，需要对g.7712进行扩展以支持这些新型接口。

仅支持g.7712中的当前标准解决方案的实施方式将不能通过oduk连接承载dcn业务。由于在相同oduk连接内承载的dcn消息在分组层中交换，所以oduk连接103可以在任何一对远程网络节点100(例如，图3中的nea和neb)之间建立，并且用于承载寻址到不同网络节点的分组/dcn消息(例如，图3中的nea和neb之间的oduk连接103可以承载寻址到neb、nec、和ned的dcn业务)。

根据ms-otn网络能力和/或运营商的偏好，可以配置不同类型的基于分组的vpn，以承载要求高吞吐量和/或低时延转发的dcn业务。

一种可能性是在ms-otn内配置l2vpn实例，以便承载分组/dcn业务。在这种情况下，sdn控制器200(或者wan网关路由器，如果存在的话)和通过相同gne可达的所有网络节点100控制卡属于相同的层3子网，并且使用标准层3机制通过相同的以太网lan交换层3分组(例如，ip分组或osiclnp分组)。

网络节点100基于以太网帧的mac目的地地址(macdestinationaddress，macda)字段使用层2交换(例如itu-t图6-2/g.7712中所示)来转发dcn消息。例如，参考图3，gnea从sdn控制器200接收承载dcn消息的以太网帧，并且gnea将(在控制卡内)处理那些macda匹配gnea控制卡mac地址的以太网帧，并且通过oduk连接103将所有其他以太网帧转发到neb。

在ms-otn网络上实施l2vpn有多种方式，诸如使用以太网桥接(ieee802.1q)或mpls-tpl2vpn。根据ms-otn网络能力和/或运营商的偏好，可以使用任何选项。当使用以太网桥接(ieee802.1q)解决方案时，可以分配s-vlan以承载一个dcnvpn实例的dcn业务。高速本地以太网接口以及为分组/dcn业务建立的oduk连接103可以被注册为属于该s-vlan的端口，以确保dcnvpn业务分离。标准ieee802.1qmac地址学习和转发过程可以用于在这些端口之间转发承载分组/dcn消息的以太网帧。根据标准802.1q端口vlanid(portvlanid，pvid)和未标记的集合配置，转发的以太网帧可以承载或不承载s-vlan标签。

例如，参考图3，gnea从高速本地以太网接口接收承载dcn消息的未标记的以太网帧。gnea可以将这些帧与分配给dcnvpn的s-vlan相关联(基于pvid配置)，可以得知macsa通过该接口是可达的，并且可以基于这些帧的macda转发这些帧。macda等于gnea控制卡mac地址的帧可以被传递到控制卡(cc)进行本地处理。或者因为已经得知macda通过该端口可达，或者作为用于具有未知macda的帧的标准802.1q泛洪过程(floodingprocess)的一部分，所有其他帧可以被发送到在nea和neb之间建立的oduk连接103。如果oduk连接103被配置为s-vlan的未标记集合的一部分，则转发的以太网帧作为未标记帧发送，否则上述转发的以太网帧与s-vlan标签一起发送。

neb然后从该oduk连接接收承载dcn消息的未标记的或s-vlan标记的以太网帧。在前一种情况下(未标记的以太网帧)，neb可以将这些帧与分配给dcnvpn的s-vlan相关联(基于pvid配置)，而在后一种情况下(s-vlan标记的以太网帧)，neb可以只检查在s-vlan标签中承载的vlanid(vid)是否与分配给dcnvpn的s-vlan相匹配。在这两种情况下，neb可以获知macsa通过该oduk连接103是可达的，并且可以基于帧的macda来转发该帧。macda等于neb控制卡mac地址的帧可以被传递到控制卡(cc)进行本地处理。或者因为已经得知macda通过该端口可达，或者作为用于具有未知macda的帧的标准802.1q泛洪过程的一部分，所有其他帧可以被发送到在neb和nec之间建立的oduk连接103。

当使用mpls-tpl2vpn解决方案时，可以在每个ms-otnne中创建rfc4664中定义的虚拟交换实例(virtualswitchinstance，vsi)以用于dcnvpn实例，并且可以建立全网状(fullmesh)pw以连接这些vsi。例如，参考图3，gnea从高速本地以太网接口接收承载dcn消息的未标记的以太网帧。gnea可以将这些帧与分配给dcnvpn的vsi相关联，可以获知macsa通过该接口是可达的，并且可以基于帧的macda来转发这些帧：

●macda等于gnea控制卡mac地址的帧将被传递到控制卡(cc)进行本地处理。

●如果已知/获知帧的macda等于neb控制mac地址，则该帧将被发送到gnea和neb中的vsi之间建立的pw(通过gnea和neb之间建立的mpls-tplsp)。

●如果已知/获知帧的macda等于nec控制mac地址，则该帧将被发送到gnea和nec中的vsi之间建立的pw(通过gnea和nec之间建立的mpls-tplsp)。

●如果已知/获知帧的macda等于ned控制mac地址，则该帧将被发送到gnea和ned中的vsi之间建立的pw(通过gnea和ned之间建立的mpls-tplsp)。

●所有具有未知macda的其他帧将被泛洪到所有这些pw。

然后，可以使用在gnea和neb之间建立的oduk连接103，将在gnea和neb、nec、和ned之间建立的lsp的mpls-tp分组转发到neb。然后，neb接收用于所有这些lsp的mpls-tp分组，并且基于标签栈顶部的lsp标签来做出转发决定：

●如果在栈顶的标签标识在gnea和nec之间建立的lsp或者在gnea和ned之间建立的lsp，则使用在neb和nec之间建立的oduk连接将mpls-tp分组转发到nec(mpls-tplsp标签按照标准mpls转发过程被交换)。

●如果在栈顶的标签标识在gnea和neb之间建立的lsp，则第二标签(即pw标签)用于标识mpls-tp分组内承载的以太网帧应当与哪个vsi相关联：在这种情况下，该vsi将是分配给dcnvpn的vsi。neb然后得知macsa通过gnea和neb中的vsi之间建立的pw是可达的，并且基于macda转发以太网帧：

■macda等于neb控制卡mac地址的帧将被传递到控制卡(cc)进行本地处理。

■由于与pw相关联的水平分割(split-horizon)规则，所有其他帧将被丢弃(rfc4664)。

另一种可能性是在ms-otn内配置l3vpn实例以承载分组/dcn业务。在这种情况下，sdn控制器200和通过相同gne可达的所有网络节点100(ms-otnne)控制卡属于相同的层3网络(例如，ip或osiclnp)，并且使用标准层3ip转发机制来交换层3分组。如itu-t图6-2/g.7712所示，ms-otnne基于层3分组(例如，ip分组)的层3目的地地址(例如，ipda)字段，使用层3交换来转发dcn消息。

例如，参考图3，gnea从sdn控制器200接收承载dcn业务的ip分组，并且gnea可以(在控制卡内)处理那些具有与gnea的控制卡ip地址匹配的ipda的ip分组，并且通过oduk连接103将所有其他ip分组转发到neb。

有多种方式来实施ms-otn网络上的l3vpn。根据ms-otn网络能力和/或运营商的偏好，可以使用任何选项。一个选项类似于上述的以太网桥接(ieee802.1q)解决方案，其中每个ms-otnne执行l3转发而不是l2桥接。标准ip转发过程用于在这些ip接口之间转发承载dcn消息的ip分组。根据ip接口是否被信道化，vlan标签(c-vlan或s-vlan)可以被用在或不被用在建立用于dcn业务的oduk连接以及高速本地以太网接口。

例如，参考图3，gnea从高速本地以太网接口接收封装承载dcn消息的ip分组的未标记的以太网帧。gnea可以终止这些以太网帧，并且可以将封装的ip分组关联到dcnvpn，并且可以基于ip分组的ipda来转发这些分组。ipda等于gnea控制卡ip地址的分组将被传递到控制卡(cc)进行本地处理。或者因为(或者从动态路由信息或者通过静态路由配置)已知ipda通过该端口可达，或者是因为默认的路由配置，所有其他的分组被发送到在nea和neb之间建立的oduk连接103。如果oduk连接103被配置为信道化ip接口，则转发ip分组被封装到vlan标记的以太网帧中，否则转发ip分组被封装到未标记的以太网帧中。

neb然后从该oduk连接接收未标记的或者vlan标记的以太网帧，该以太网帧封装了承载dcn消息的ip分组。neb可以终止这些以太网帧，并且可以基于oduk连接(在未标记的以太网帧的情况下)或者基于vlan标签中承载的vlanid(vid)(在vlan标记的以太网帧的情况下)将封装的ip分组关联到dcnvpn。在这两种情况下，neb可以基于分组的ipda来转发这些分组。具有等于neb控制卡ip地址的ipda的分组可以被传递到控制卡(cc)进行本地处理。或者因为(从动态路由信息或通过静态路由配置)已知ipda通过该端口可达，或者是因为默认的路由配置，所有其他的分组被发送到在neb和nec之间建立的oduk连接103。

另一个选项是mpls-tp上的l3vpn，l3vpn类似于上述mpls-tp上的l2vpn解决方案，其中每个ms-otnne实例化虚拟路由功能(virtualroutingfunction，vrf)，执行l3转发，而不是(实例化)vsi，执行l2转发。当使用mpls-tpl3vpn解决方案时，在每个ms-otnne中创建如rfc4364中定义的vrf以用于dcnvpn实例，并且建立全网状mpls-tplsp以连接这些vrf。

例如，参考图3，gnea从高速本地以太网接口接收封装承载dcn消息的ip分组的未标记的以太网帧。gnea终止这些以太网帧，并将封装的ip分组关联到分配给dcnvpn的vrf，并基于分组的ipda来转发分组：

●ipda等于gnea控制卡ip地址的分组将被传递到控制卡(cc)进行本地处理。

●如果已知分组的ipda等于neb控制ip地址，则该分组将被发送到在gnea和neb之间建立的mpls-tplsp(利用标识分配给neb中的dcnvpn的vrf的vpn标签)。

●如果已知分组的ipda等于nec控制ip地址，则该分组将被发送到在gnea和nec之间建立的mpls-tplsp(利用标识分配给nec中的dcnvpn的vrf的vpn标签)。

●如果已知分组的ipda等于ned控制ip地址，则该分组将被发送到在gnea和ned之间建立的mpls-tplsp(利用标识分配给ned中的dcnvpn的vrf的vpn标签)。

●所有具有未知ipda的其他分组将遵循默认路由配置被转发(例如，被丢弃)。

然后，使用在gnea和neb之间建立的oduk连接，将在gnea和neb、nec、和ned之间建立的lsp的mpls-tp分组转发到neb。然后，neb接收用于所有这些lsp的mpls-tp分组，并且基于标签栈顶部的lsp标签来做出转发决定：

●如果在栈顶的标签标识在gnea和nec之间建立的lsp或者在gnea和ned之间建立的lsp，则使用在neb和nec之间建立的oduk连接将mpls-tp分组转发到nec(mpls-tplsp标签按照标准mpls转发过程被交换)。

●如果在栈顶的标签标识在gnea和neb之间建立的lsp，则第二标签(即vpn标签)用于标识mpls-tp分组内承载的ip分组应当与哪个vrf相关联：在这种情况下，该vrf将是分配给dcnvpn的vrf。neb然后基于ipda转发ip分组：

■ipda等于neb控制卡ip地址的分组将被传递到控制卡(cc)进行本地处理。

■所有具有未知ipda的其他分组将遵循默认路由配置被转发(例如，被丢弃)。

该应用特别假设不同层3协议之间的互通功能(例如osi和ip之间的互通)在ms-otndcn外部实施，但不排除在ms-otnne内也实施这些互通功能。

另一种可能性是在ms-otn内配置基于分组的vpn302实例以承载dcn业务，以较大的灵活性定义用于基于分组的转发的规则，诸如在开放流(openflow)规范(onfts-025)中定义的那些规则。在这种情况下，sdn控制器200和通过相同gne可达的所有ms-otnne(网络节点100)控制卡属于相同的层3网络(例如，ip或osiclnp)，并且使用灵活的分组转发机制来至少在ms-otnne之间交换层3分组。ms-otnne基于灵活且可配置的流分类规则转发分组/dcn消息，流分类规则应当至少包括层3分组(例如，ip分组)的层3目的地地址(例如，ipda)字段。

例如，参考图3，gnea从sdn控制器接收承载dcn业务的ip分组，并且gnea将(在控制卡内)处理具有与gnea控制卡ip地址匹配的ipda的那些ip分组；通过oduk连接103，将与用于识别dcn业务的一些分类规则相匹配的、具有高吞吐量和/或低时延要求的所有其他ip分组转发到neb，以及通过现有的gcc信道，将所有其他ip分组转发到neb。有多种方式在ms-otn网络上实施这种选择。根据ms-otn网络能力和/或运营商的偏好，可以使用任何选项。

dcnvpn302需要由网络管理应用来配置，该网络管理应用建立用于承载dcn消息的oduk连接103以及dcnvpn302及dcnvpn302的转发规则。由于该应用不要求高吞吐量也不要求低时延dcn转发，因此可以使用由当前itu-t建议书g.7712定义的现有dcn信道(称为软控制信道)。因此，ms-otnne除了支持新的dcn信道(硬控制信道)之外，还应支持现有的dcn信道(软控制信道)，并且应当注意避免通过控制卡(例如，经由gcc信道)转发具有高带宽和/或低时延要求的dcn业务。

一种可能性是为要求高带宽和/或低时延的应用实例化分离的dcn实例(即，分离的层3网络实例)。由于层3网络是分离的，因此上述所有选项(例如，l2vpn或l3vpn)可用于在ms-otnne之间以高吞吐量和/或低时延要求来转发dcn业务。

另一种可能性是建立共享的dcn实例(即，单个层3网络实例)并且将不同的ip地址分配给要求高带宽和/或低时延的功能组件：ip路由协议应当被适当地配置以确保业务分离。由于ip地址是分离的，因此上述所有选项(例如，l2vpn或l3vpn)可用于在ms-otnne之间以高吞吐量和/或低时延要求来转发dcn业务。在使用l2vpn解决方案的情况下，要求高带宽和/或低时延的功能组件的ip地址应当属于与分配给其他dcn组件的ip地址不同的ip子网。

另一种可能性是具有共享的dcn实例(即，单个层3网络)和共享的ip地址，并且基于一些灵活和可配置的流分类规则来分离不同类型的dcn业务：在这种情况下，流转发规则应当被适当地配置以确保业务分离。由于ip地址是共享的，因此在这种情况下，只有基于流转发的后一种解决方案才能起效。

所有非gne的ms-otnne应该确保：

●ms-otn分组矩阵不向控制卡转发任何直通dcn业务：仅有寻址到ms-otn节点的dcn消息可被发送到控制卡(待被终止)。

●控制卡不向ms-otn分组矩阵转发任何直通dcn业务：只有由ms-otn节点生成的具有高吞吐量和/或低时延要求的dcn业务应被发送到ms-otn分组矩阵。

在gne上，具有高吞吐量和/或低时延要求的dcn业务可以经由附着到ms-otn线卡的专用高速以太网接口(而所有其他dcn业务经由附着到控制卡的低速以太网接口接收)或者经由共享以太网lan接口(通常是附着到ms-otn线卡的高速接口)与其他dcn业务一起从sdn控制器200接收。在前一种情况下(分离的以太网lan接口)，不同类型的dcn业务由sdn控制器200(或者如果wan网关路由器存在的话，由wan网关路由器)分离，并且ms-otngne应当仅遵循以上针对所有其他ms-otnne定义的规则来维持业务分离。在后一种情况下(共享的以太网lan接口)，ms-otngne还应当分离不同类型的dcn业务：

●当使用分离的dcn实例时，属于不同层3网络实例的业务将在逻辑上分离(例如，通过使用以太网vlan标记)。

●当使用具有分离的ip地址的共享dcn实例时，两种类型的dcn业务之间的业务分离应当基于层3da(例如，ipda)来完成。ms-otngne分组矩阵应将寻址到由远程ne用于没有高吞吐量和/或低时延要求的dcn业务的ip地址的所有dcn业务转发到控制卡。

●当使用具有共享ip地址的共享dcn实例时，两种类型的dcn业务之间的业务分离应当基于灵活流分类规则来完成。ms-otngne分组矩阵应利用与没有高吞吐量和/或低时延要求的dcn业务匹配的流分类规则，将所有寻址到远程ne的dcn业务转发到控制卡。

图6示出了(类似于图3所示的)根据本发明实施例的包括网络节点100和网络装置200的另一dcn网络。然而，图6所示的dcn网络包括根据本发明实施例的网络节点100和其他网络节点110。在这种情况下，在存在网络节点100(这里是ms-otnne)和网络节点110(otnne，不能在分组层中转发dcn消息)的情况下，可以应用多层dcn网络设计(除了可选的多层优化之外)，使得：

●ms-otnne(即网络节点100)可以在分组层中转发具有高吞吐量和/或低时延要求的分组/dcn业务(例如使用dcnvpn302在端接oduk连接103和/或以太网lan接口301之间转发分组)。

●otnne(即，网络节点110)可以在oduk层中转发具有高吞吐量和/或低时延要求的dcn业务(不端接这些oduk连接)。

otnne还可终止寻址到otnne控制卡并在端接oduk或sub-1gotn帧内承载的分组/dcn业务。因此，还可以设计具有实施dcnvpn302的ms-otngne的网络，以在高速本地以太网接口、gne控制卡(cc)、以及gne与作为控制器200的每个其他otnne之间的一组otn连接(oduk或sub-1gotn)之间转发分组/dcn消息。

图7描述了ms-otnne实施方式的示例，即(例如关于图1所描述的)根据本发明实施例的网络节点100的示例性实施方式。

ms-otnne实施方式中的以下元件(交换矩阵卡、控制卡、显卡)是相关的。交换矩阵卡能够交换oduk和分组。该交换矩阵卡可以实施为通用交换机702(如图7所示)或同一卡上的两个矩阵：该差异通常从盒子的外部不可见。

控制卡701用于终止寻址到该网络节点100的分组/dcn消息，并在gcc信道和/或附着到该卡的以太网lan接口(软控制信道)之间转发其他分组/dcn消息。

线卡705支持otn和以太网lan接口。ms-otn可以支持通用线卡(其中otn和以太网lan接口都可以附着到该卡)和/或专用分组线卡(其中仅以太网lan接口可以附着到该卡)和otn线卡(其中仅otn接口可以附着到该卡)的混合。

关键特征在于，网络节点100可以支持otn和以太网lan接口，并且可以在oduk或分组层在这些接口之间交换业务。在该示例中，解释了基于通用线卡705和通用交换机702的实施方式。

图8描述了通用线卡705的组件的示例。线路接口801组件端接otn和/或以太网lan接口。相同的处理单元802处理附着到相同线卡705的接口的业务。处理单元802将(如在相关标准中规定的)处理从线路接收的业务(例如，以太网帧和/或oduk帧)，理解业务属于哪个连接(基于分组或oduk)，并且决定该业务如何被进一步处理。待转发的业务将连同将该业务正确地向出口转发所需的信息一起被传递到分组或oduk交换单元(通用交换机702)：分组业务被传递到分组交换单元703，而oduk业务被传递到oduk交换单元704。处理单元802还从odukgcc信道提取dcn业务，并将该dcn业务发送到控制卡。处理单元802还负责正确地格式化从交换单元接收的出口业务，以便向线路传送。处理单元802还在gcc信道内转发从控制卡接收的dcn业务。

为了实施网络节点100，处理单元802应当被配置为基于macda字段(l2vpn实施方式选项)或ipda字段(l3vpn实施方式选项)或基于灵活流分类规则(基于流的vpn选项)来理解从线路(从以太网lan接口或从otn接口内的端接oduk连接)接收的哪些分组101承载dcn业务。这些分组101连同将分组101正确地向出口转发所需的信息一起被发送到分组交换单元，就好像其是用户分组一样。终止的dcn消息可以由通用交换机或处理单元转发到控制卡。这是从网络节点100的外部不可见的内部实施决定。

在控制卡中，“dcn应用”负责处理终止的dcn消息，而“dcn转发”组件负责将终止的dcn消息发送到“dcn应用”组件，并向附着到控制卡的其他gcc信道和/或以太网lan接口转发直通dcn消息。图9描述了根据本发明实施例的可以通过ms-otnne(网络节点100)转发分组/dcn业务的所有可能方式。

图10示出了根据本发明的实施例的方法1000。方法1000可在网络节点100处执行，例如图1、图3、或图6中所示的网络节点100。方法1000包括：接收承载dcn消息的多个分组101的步骤1001，从接收的分组101确定1002寻址到dcn的其他网络节点的分组101的第一集合102的步骤1002，以及通过tdm连接103将分组101的第一集合102转发到dcn的确定的网络节点110的步骤1003。

已经结合作为示例的各种实施例以及实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过研究附图、本公开、和独立权利要求，可以理解和实施其他变型。在权利要求书以及说明书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以实施权利要求中所述的若干实体或项目的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实不表示这些措施的组合不能用于有利的实施方式。