专利名称：一种异步传输模式交换网用户的以太网接入方法
技术领域：
本发明涉及一种在PPP(点对点协议)的接入方法，尤其涉及一种将PPPoA与PPPoE相互交换的方法及利用该方法在以太网接入设备中实现PPPoA用户接入的方法。
背景技术：
在宽带接入网中，除了现在应用十分广泛的PPPoE(以太网承载的PPP接入认证方式)、VLAN(虚拟局域网)以及802.1X认证等方式外，还有在曾经风靡一时的ATM(异步传输模式)交换网上承载的PPP接入方式，即PPPoA接入认证方式。以下将这类通过PPPoA接入的用户简称为PPPoA用户。
图1示出了现有技术的PPPoA接入认证方法的流程图。如图1所示，PPPoA用户使用PPPoA接入认证方法直接在ATM接入设备上进行认证、计费和PPP报文的终结。其流程为(1)PPPoA用户向ATM设备发起PPP协商，进行PPP的LCP(链路层控制协议)阶段协商。PPPoA报文在ATM设备中终结，由ATM设备对协商过程进行控制，对PPP报文进行分析和对用户进行响应，以完成协商过程。以下步骤中各种协商过程的控制方法相同。(2)LCP协商完成后，根据协商结果进行PAP(密码验证协议)或者CHAP(挑战握手认证协议)认证过程。(3)认证过程结束后进行PPP的NCP(网络控制协议)协商，获取用户的授权信息，PPP协商完成，ATM设备同时开始对用户进行计费。(4)PPPoA用户进行Internet(互联网)访问。用户将访问数据发送到ATM设备上。(5)ATM在收到用户的访问数据时，对用户的PPPoA报文进行终结，将数据发送到用户的访问目的地。(6)用户下线，通知ATM设备，ATM设备停止对用户进行计费，取消用户的访问权限。
这种PPPoA接入方法要求ATM接入设备必须具有AAA(授权、验证、计费)、终结PPPoA的功能和3层转发(IP报文)功能，即具有路由器的功能。但是，随着以太网技术的发展，ATM逐渐退出了市场。在众多的以太网BAS(宽带接入服务)设备中能实现ATM功能的越来越少。因此，现有的ATM交换网中的PPPoA接入方法不能在没有ATM功能的大多数的以太网交换机上实现，使得已有的ATM网络不能与以太网接入设备融合，无法利用以太网交换机十分强大且更新容易的业务功能。这无疑限制了ATM交换网的使用，降低了网络的利用率，提高了运营商的经营成本。另一方面，也缩小了以太网交换机的应用范围。
综上所述，现有技术在实际使用中存在着PPPoA接入方法不能与以太网接入设备融合，PPPoA用户无法接入以太网交换机的缺点。
发明内容
鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的一个目的是提供一种将PPPoA报文转换为PPPoE报文的方法，使PPPoA接入方法能够与已有的以太接入设备融合。
本发明的另一个目的是利用上述方法在以太网交换机上实现异步传输模式交换网用户(PPPoA用户)的接入。从而增加已有网络的使用率，减少运营商在网络上的投资。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种将PPPoA报文与PPPoE报文相互转换的方法，该方法包括如下步骤将所述PPPoA报文转换为PPPoE报文，包括(1)根据用户PPPoA报文的信息生成该用户的MAC地址和对应于PPPoE的Session ID；(2)将PPPoA报文的PPP载荷数据分解出来，用所生成的MAC地址和Session ID封装成新的PPPoE报文；和将所述PPPoE报文转换为PPPoA报文，包括(1’)根据PPPoE报文的信息生成与所述PPPoA用户对应的信息；(2’)将PPPoE报文的PPP载荷数据分解出来，用步骤(1’)生成的信息封装成新的PPPoA报文。
上述PPPoA报文与PPPoE报文的相互转换在ATM网的ATM接入设备中实现。
根据本发明的另一个方面，提供一种在以太网接入设备中实现PPPoA用户接入的方法，包括以下步骤(a)PPPoA用户与以太宽带接入服务(BAS)设备进行PPP协商；(b)在所述PPP协商成功后，所述PPPoA用户通过所述以太网BAS设备的交互进行因特网的访问。在上述过程中，PPPoA用户向以太宽带接入服务(BAS)设备发送的PPPoA报文利用本发明第一方面所述的方法转换为PPPoE报文，BAS设备向PPPoA用户发送的PPPoE报文利用本发明第一方面所述的方法转换为PPPoA报文。
本发明的实现PPPoA用户的PPPoE接入的方法进一步包括如下步骤当所述PPP协商完成后，以太网BAS设备开始对所述PPPoA用户进行计费；以及当用户下线时，通知以太网BAS设备，以太网BAS设备停止对用户进行计费，取消用户的访问权限。
本发明的方法有如下优点(1)因为以太网交换机的业务功能十分强大且更新容易，所以可以更加方便地扩展新业务；(2)可以提高已有的ATM网络的使用率，降低运营商成本。(3)扩大了以太网交换机的应用领域，增加了组网的灵活性。
图1是现有技术的PPPoA接入方法的流程图；图2是根据本发明的一个实施例的在以太网接入设备中实现PPPoA用户接入的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图详细地说明本发明的具体实施方案。由于现有的以太网交换机无法实现ATM交换网的PPPoA接入，所以本发明将ATM交换网用户的PPPoA报文转换为PPPoE报文，以在以太网交换机上实现PPPoA用户的PPPoE接入。
下面首先说明根据本发明该实施例的将PPPoA报文转换为PPPoE报文的方法。
在本发明的一个实施例中，以太网接入服务设备指以太网交换机的BAS设备。在该实施例中，PPPoA用户通过ATM网的ATM接入设备(以下简称ATM接入设备)接入以太网交换机的BAS设备。当然，也可以是通过其它例如以太网的ATM接入设备。
首先，需要操作人员在ATM接入设备上配置一个起始的用户MAC地址和起始的Session ID(会话标识)，然后按照本ATM设备各槽位上所允许接入的PPPoA连接的最大数目，由起始的用户MAC地址和起始的Session ID开始，依次为每个槽位上的全部PPPoA连接分配一个用户MAC地址段和Session ID段。由于是依次分配，所以各槽位的用户MAC地址段和Session ID段不会出现重复。然后在各槽位上根据PPPoA连接占据PVC(永久虚电路)的编号为索引，而一一建立起PPPoA连接与用户MAC地址和起始的SessionID之间的线性对应关系。
举例如下，如果ATM设备每个槽位支持256条PPPoA接入，现在设置ATM设备的起始的用户MAC地址和起始的Session ID为00-e0-fc-03-00-00和2048。
那么ATM设备第一槽位的用户MAC地址段的范围就应该是00-e0-fc-03-00-00到00-e0-fc-03-00-ff之间，Session ID段的范围就应该是2048到2303之间。其中PVC(永久虚电路)的编号为1的PPPoA接入将要使用的用户MAC为00-e0-fc-03-00-00，Session ID为2048，PVC(永久虚电路)的编号为2的PPPoA接入将要使用的用户MAC为00-e0-fc-03-00-01，Session ID为2049；其它PPPoA接入依次类推。
同样，第二槽位的用户MAC地址段的范围就应该是00-e0-fc-03-01-00到00-e0-fc-03-01-ff之间，Session ID段的范围就应该是2304到2559之间。
PPPoA用户按照常规的PPPoA认证方式向ATM接入设备发送PPPoA报文。
ATM接入设备在收到用户的PPPoA报文后，进行将PPPoA报文转换为PPPoE报文的操作。具体地说，ATM接入设备根据该用户报文ATM信元的PVC索引，查询到识别该用户的唯一的MAC地址和对应于PPPoE的SessionID。该Session ID唯一地确定一个PPPoE连接。
然后，ATM接入设备把PPPoA报文的PPP数据分解出来封装成一个新的PPPoE报文，该PPPoE报文中的目的MAC填写以太网BAS设备的MAC地址，源MAC地址填写上述生成的用户MAC地址，以太网类型填写为x8864。该PPPoE报文的PPPoE头信息依次填写为PPPoE协议版本号，填充为0x1；PPPoE协议类型，填充为0x1；PPPoE报文类型，因为报文中封装的是PPP报文，因此该类型字段封装为0x00；Session ID填写为上述生成的唯一的Session ID；报文长度填写为PPPoA报文中的PPP载荷长度。
这样就封装出PPPoE会话阶段报文，从而将PPPoA报文转换成了PPPoE报文。ATM接入设备把封装成的PPPoE报文发送给以太网BAS设备，由以太网BAS设备对PPPoE协商报文进行分析。
ATM接入设备在收到以太网BAS设备对用户的协商请求进行响应的PPPoE报文后，由于刚开始已经有建立起来的PPPoA连接与用户MAC地址和起始的Session ID之间的线性对应关系。所以就可以根据报文中的用户MAC地址反向查询到对应的PVC编号，该PVC连接就是PPPoA报文上行所使用的PVC连接。然后把PPPoE报文中的PPP数据分解出来封装成一个新的PPPoA报文，从该PVC连接发送出去。
下面结合图2说明采用根据本发明上述实施例的方法在以太网接入设备(以太网BAS设备)中实现PPPoA用户接入的流程图。在该实施例中，PPPoA用户和ATM接入设备之间的用户报文格式为ATM信元格式，而在ATM接入设备和以太网BAS设备之间的报文格式为PPPoE格式。以太网BAS设备与Internet之间的报文为IPoE格式。
图中LCP协商(1)与LCP协商(2)分别指为完成PPPoA用户与BAS设备的LCP协商的报文在转换前后的形式。同理，图中的PAP/CHAP认证(3)、PAP/CHAP认证(4)分别指为完成PPPoA用户与BAS设备的PAP/CHAP认证的报文在报文转换前后的形式，NCP协商(5)、NCP协商(5)分别指为完成PPPoA用户与BAS设备的NCP协商的报文在报文转换前后的形式。
如图2所示，在本发明的实施例中，在以太网接入设备上实现PPPoA用户接入的方法包括如下步骤首先，如图2的(1)-(6)所示，PPPoA用户按照常规的PPPoA认证方式向以太网交换机的ATM接入设备发送PPPoA报文，并通过ATM设备与以太网BAS设备进行PPP协商，实现用户认证过程。该过程包括a)PPPoA用户与以太网交换机的以太网BAS设备进行PPP的LCP协商(步骤1、2)；在该步骤中，ATM接入设备在收到用户的PPPoA报文后，进行如上所述的将PPPoA报文转换为PPPoE报文的操作。
随后，以太网BAS设备收到ATM接入设备生成的用户的PPPoE报文后，根据报文中的Session ID、MAC地址和VLAN ID等等信息判断出该用户不需要进行PPPoE的Discovery(PPPoE协商的发现阶段)协商，从而直接进行PPPoE的Session(PPPoE会话阶段)协商，对用户的协商请求进行响应。对用户的响应报文的封装格式与收到以太网BAS设备的报文格式完全相同，只是其源地址填写以太网BAS设备的地址，目的地址填写在ATM接入设备上生成的MAC地址。
ATM接入设备在收到以太网BAS设备对用户响应的PPPoE报文后，也如上所述把该PPPoE报文中的PPP数据分解出来封装成一个新的PPPoA报文发送给用户，从而完成和用户的交互。
b)LCP协商完成后，根据协商的结果进行PAP或者CHAP认证过程(步骤3、4)；与步骤a)的情况类似，在进行PAP或者CHAP认证的过程中，PPPoA用户与以太网交换机的以太网BAS设备的交互，都要在以太网交换机的ATM接入设备中进行如前所述的PPPoA报文与PPPoE报文的相互转换。
c)认证过程结束后进行PPP的NCP协商，获取用户的授权信息。在PPP协商完成后，以太网BAS设备开始对用户进行计费。(步骤5、6)。
与步骤a)和b)的情况类似，在进行NCP协商过程中，PPPoA用户与以太网交换机的以太网BAS设备的交互，都要在以太网交换机的ATM接入设备中进行如前所述的PPPoA报文与PPPoE报文的相互转换。
在PPPoA用户与以太网BAS设备的PPP协商完成后，PPPoA用户即可进行Internet访问。
用户将访问数据发送到以太网BAS设备上，以太网BAS设备在收到用户的访问数据时，对用户的PPPoE报文进行终结，将数据进行IPoE封装后发送到用户访问目的地。
从Internet来的IPoE报文到达BAS设备后，BAS设备对其进行终结，并封装为PPPoE报文发送给PPPoA用户。
对PPPoE报文进行终结以及进行IPoE封装与终结的方法，都是PPPoE认证方法中的通用技术，故不再赘述。
当用户下线时，通知以太网BAS设备，以太网BAS设备停止对用户进行计费，取消用户的访问权限。
以上为说明的目的对本发明的优选实施例进行了详细的描述，但本领域的普通技术人员应该意识到，在本发明的范围和精神的情况下，各种改进、添加和替换都是可能的，并且都在本发明的权利要求所限定的保护范围内。
权利要求
1.一种将PPPoA报文与PPPoE报文进行相互转换的方法，其特征在于，包括如下步骤(1)根据用户PPPoA报文的信息生成该用户的MAC地址和对应于PPPoE的Session ID；(2)将PPPoA报文的PPP载荷数据分解出来，用所生成的MAC地址和Session ID封装成新的PPPoE报文；和将所述PPPoE报文转换为PPPoA报文，包括(1’)根据PPPoE报文的信息生成与所述PPPoA用户对应的信息；(2’)将PPPoE报文的PPP载荷数据分解出来，用步骤(1’)生成的信息封装成新的PPPoA报文。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括(1-1)在所述ATM接入设备上配置一个起始的用户MAC地址和起始的Session ID；(1-2)按照本ATM设备各槽位上所允许接入的PPPoA连接的最大数目，由起始的用户MAC地址和起始的Session ID开始，依次按照每个槽位上的最大PPPoA连接数，预留一个用户MAC地址段和Session ID段；和(1-3)在所述各槽位上以PPPoA连接占据PVC的编号为索引，建立PPPoA连接与用户MAC地址和起始的Session ID之间的线性对应关系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1’)包括(1’-1)对于发往所述PPPoA报文的PPPoE报文，根据所述步骤(1-3)建立的PPPoA连接与用户MAC地址和起始的Session ID的线性对应关系，按照所述PPPoE报文中的用户MAC地址查询到对应的PVC编号。(1’-2)根据所述PVC编号确定相应的PPPoA连接。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用所生成的MAC地址和Session ID封装成新的PPPoE报文的步骤包括将所生成的PPPoE报文中的目的MAC填写与所述用户交互的BAS设备的MAC地址，源MAC地址填写所述生成的用户MAC地址，以太网类型填写为x8864；将该PPPoE报文的PPPoE头信息依次填写为PPPoE协议版本号，填充为0x1；PPPoE协议类型，填充为0x1；PPPoE报文类型字段，填充为0x00；Session ID，填写为所述生成的Session ID；报文长度，填写为所述PPPoA报文中的PPP载荷长度。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，将所述PPPoE接入服务设备发出的PPPoE报文转换为PPPoA报文的步骤以及将所述PPPoA用户发出的PPPoA报文转换为PPPoE报文的步骤在ATM接入设备中实现。
6.一种在以太网接入服务(BAS)设备中实现异步传输模式交换网用户(PPPoA用户)的以太网接入的方法，其特征在于，包括以下步骤(a)PPPoA用户与所述BAS设备进行PPP协商；和(b)在所述PPP协商成功后，所述PPPoA用户通过所述BAS设备进行因特网访问，其中，在所述PPP协商和因特网访问的过程中，PPPoA用户向所述BAS设备发送的PPPoA报文利用权利要求1所述的方法转换为PPPoE报文，所述BAS设备向所述PPPoA用户发送的PPPoE报文利用权利要求1所述的方法转换为PPPoA报文。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)包括如下步骤a-1)PPPoA用户与以太网交换机的所述BAS设备进行PPP的LCP协商；a-2)LCP协商完成后，根据协商的结果进行PAP或者CHAP认证过程；a-3)在认证过程结束后，进行PPP的NCP协商，获取用户的授权信息。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤a-1)、a-2)和a-3)过程中均包括ATM接入设备在收到用户的PPPoA报文后，利用权利要求1所述的方法将PPPoA报文转换为PPPoE报文；所述BAS设备收到该PPPoE报文后，直接进行PPPoE会话阶段协商，对用户的协商请求进行响应；以及所述ATM接入设备在收到所述BAS设备对用户响应的PPPoE报文后，利用权利要求1所述的方法将该PPPoE报文中的PPP数据分解出来，封装成新的PPPoA报文发送给用户。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括如下步骤当所述PPP协商完成后，所述BAS设备开始对所述PPPoA用户进行计费；以及当用户下线时，通知所述BAS设备，所述BAS设备停止对用户进行计费，断开与用户的连接。
全文摘要
本发明公开了一种异步传输模式交换网用户的以太网接入方法，包括将PPPoA报文与PPPoE报文进行相互转换的方法，以及利用该方法在以太网接入设备中实现PPPoA用户接入的方法。PPPoA用户的PPPoE接入的方法包括PPPoA用户与以太宽带接入服务设备进行交互，完成PPP协商，以及PPPoA用户与以太宽带接入服务设备进行交互，进行Internet访问。本发明的PPPoA的接入的方法可以更加方便地扩展新业务；提高已有的ATM网络的使用率，降低运营商成本；扩大以太网交换机的应用领域。
文档编号H04L12/28GK1620035SQ20031011510
公开日2005年5月25日 申请日期2003年11月21日 优先权日2003年11月21日
发明者侯超, 吴刚, 管红光, 吴局业, 徐岗, 陈沁 申请人:华为技术有限公司