专利名称：一种透传atm信元的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明属于通信领域，特别涉及在IP/MPLS网络中传输ATM信元的问题。
背景技术：
MPLS(Multiprotocol Label Switching)是多协议标签交换的简称，使用短而定长的标签来封装分组。MPLS从各种链路层(如PPP、ATM、帧中继、以太网等)得到链路层服务，又为网络层提供面向连接的服务。MPLS能从IP路由协议和控制协议中得到支持，同时还支持基于策略的约束路由，路由功能强大、灵活，可以满足各种新应用对网络的要求。
PWE3是通过PW(伪线)在PSN(分组交换网)网络上仿真L1、L2专线业务，这里的PSN可以是MPLS、IP或L2TP网络；伪线承载于PSN Tunnel中，PSNTunnel即成为伪线的专用通道。可用的PSN Tunnel技术有IP网络上的GRE/L2TP/IP-Sec和MPLS网络的LSP/LDP等，PSN Tunnel须具有相同或高于专线业务的QoS；进行伪专线仿真，PSN网络只需要管理PSN Tunnel，原则上不需要关注各个PW，这样形成一个基于MPLS或IP技术的会聚网络，有效地传送了专线业务，简化了核心网络的管理。
当两个ATM子网通过IP/MPLS网络连接时，为了在网络中透传ATM信元，目前的方法是PWE3(Pseudo Wire Emulation Edge to Edge)，即为一对ATM交换机之间，或一个VP(Virtual Path)，或一个VC(Virtual Circuit)建立PW，PWE3解决了将ATM信元封装成MPLS报文的问题。在现有技术条件下，透传ATM信元可以通过以下几种方式1、IP/MPLS网络通过一个PW将两个ATM交换机连接起来，不区分其中单独的ATM连接。为了保证QoS，需要按照CBR(恒定比特率)即EF(ExpediteForwarding)类型来保证整个PW的QoS。
在这种处理方法中，所有的ATM连接得到同样的处理，一些低优先级的连接得到了高优先级的处理，浪费了设备的转发能力。
2、IP/MPLS网络为两个ATM交换机之间的每一个ATM连接建立单独的PW，在PE(边缘路由器)上静态配置PW。
在这种处理方式需要为每一个ATM连接在PE上静态配置PW，配置维护的工作量非常大。
3、在PE上实现完整的ATM信令功能，PE参与端到端的ATM呼叫过程，按照每个呼叫的要求在IP/MPLS网络中动态的建立PW。
在这种方式中，PE需要实现完整的ATM信令功能，同时要获取每个ATM连接的流量控制参数也十分的困难。
发明内容
鉴于上述方案中存在的问题，本发明的目的是提出一种透传ATM信元的方法，不需要PE设备实现完整的ATM信令功能，就可以透传ATM信元，并且能够保证其QoS。
本发明提出一种透传ATM信元的方法，包括以下步骤a、边缘路由器侦听ATM信令，获取ATM信令参数；b、边缘路由器根据获取的ATM信令参数建立伪线连接；c、边缘路由器根据获取的ATM信令参数，将ATM连接映射到相应的伪线中，透传ATM信元。
如步骤a所述的边缘路由器侦听ATM信令的方法，包括以下步骤a1、边缘路由器分析ATM信元头，识别信令通道；a2、通过信令适配层处理，组成ATM信令帧，并识别信令类型；a3、识别信令消息类型。
如步骤b所述的边缘路由器根据获取的ATM信令参数建立伪线连接的方法可以是在一对ATM交换机之间建立一个伪线，并将ATM交换机之间的所有ATM连接映射到该伪线中。
如步骤b所述的边缘路由器根据获取的ATM信令参数建立伪线连接的方法还可以是边缘路由器首先静态的建立一个伪线用于传送信令，然后边缘路由器侦听到ATM连接后动态的为每一个ATM连接建立伪线，并为每一个伪线分配和释放带宽。
如步骤b所述的边缘路由器根据获取的ATM信令参数建立伪线连接的方法还可以是边缘路由器为每种业务类型的ATM连接建立伪线连接，然后根据ATM的业务类型将ATM连接映射到相应类型的伪线中。
当多个ATM连接对应一个伪线时，可采用层次化QoS调用的方法，为每一个ATM连接分配带宽。
上述方法中，边缘路由器动态的建立和释放伪线连接，包括以下步骤11)当边缘路由器侦听到与伪线对应的ATM连接的SETUP消息时，判断网络是否有足够资源建立对应的伪线，如果有则转步骤2)，否则，丢弃SETUP消息，结束该流程；12)边缘路由器侦听到上述ATM连接的CONNECT消息时，判断该ATM连接是否为该伪线的第一个连接，如果是，则建立伪线并分配带宽，否则增加伪线的带宽；13)当边缘路由器侦听到与伪线对应的ATM连接的RELEASE消息时，减少伪线的带宽，如果其为这个伪线的最后一个ATM连接，则释放伪线。
根据上述方法中边缘路由器获取的ATM信令参数，还可以保证ATM连接的QoS，其步骤如下21)边缘路由器根据获取的ATM信令参数在边缘路由器转发平面生成一个流分类表项和一个QoS队列；22)边缘路由器侦听到ATM信元后，进行流分类，并根据其流类型调用对应的QoS队列，保证其QoS质量。
当多个ATM连接都映射到一个伪线连接时，该伪线连接既用于传输两个ATM交换机之间的信令，也用于传输两个ATM交换机之间的数据。
本发明还提出一种ATM信元透传装置，包括信令侦听模块和信元传输模块信令侦听模块截获ATM信元提取ATM信令参数，将ATM信令参数传送给信元传输模块；
信元传输模块根据ATM信令参数建立伪线连接，将ATM连接映射到对应的伪线中，传输ATM信元。
本发明还提出一种透传ATM信元的系统，至少包括ATM交换机和边缘路由器，在所述的边缘路由器中设置信令侦听模块和信元传输模块；所述的信令侦听模块截获ATM交换机发送的ATM信元，提取ATM信令参数，将ATM信令参数传送给信元传输模块；所述的信元传输模块根据ATM信令参数建立伪线连接，将ATM连接映射到对应的伪线中，通过伪线将ATM信元传输到目的ATM交换机中。
综上所述，本发明提出的一种透传ATM信元的方法和系统，使边缘路由器无需实现完整的ATM信令，而只需要侦听它，获取与ATM连接相关的必要信息，就可以透传ATM信令；PE能够保证每个ATM连接的QoS，每个连接获得单独的、正确的处理；并且PE无需为每个ATM连接作静态的配置，维护的工作量小，克服了原有方法中的不足。
图1为本发明的网络模型。
图2为通过侦听方式透传ATM信元的总体流程图。
图3为PE侦听ATM信令，获取ATM信令参数的流程图。
图4为PE动态建立PW的流程图。
图5为PE动态释放PW的流程图。
图6为Q.2931协议中SETUP的消息格式。
图7为Q.2931协议中CONNECT的消息格式。
图8为Q.2931协议中RELEASE的消息格式。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例，并参照附图，对本发明作进一步详细说明。
本发明提出一种透传ATM信元的方法，PE通过侦听的方式，获取ATM连接的一些参数，通过这些参数利用PW透传ATM信元，同时也可以保证传输时的QoS。
图1为本发明的网络模型，两个ATM交换机通过IP/MPLS网络相连，PE路由器在其控制面上通过信令建立PE到PE的伪线路连接，数据面上完成二层数据链路帧到IP/MPLS标记包的封装、去封装、顺序管理、定时以及完成业务需要的其他业务功能。PE在其上配置PVC(永久虚连接)和PW，同时根据对端的PE和PVC，将PVC绑定在PW上，在两个PE之间建立PW连接。PE将接收到的ATM数据包通过PW透传到对端的PE，实现ATM交换机通过IP/MPLS网络的传输。
本发明通过采用PE侦听ATM连接的方式，获取透传ATM信元所需的参数，然后通过这些参数将ATM连接映射到对应的PW，通过PW传输ATM信元。该方法使PE设备不用实现完整的ATM信令功能，就可以透传ATM信元，实现容易，配置简单。下面我们将介绍本发明的总体流程图，如图2所示，其步骤如下步骤201，PE通过侦听ATM信令，获取ATM信令参数。
在ATM交换机之间通过动态信令建立ATM连接(如Q.2931，以下均以Q.2931为例，由于其他协议如PNNI，AINI等均基于这个协议，所以同样的方法同样适用)，PE通过分析截获的信元，识别出单个连接，获取ATM信令参数。
步骤202，PE根据获取的ATM信令参数建立PW连接。
在IP/MPLS网络中，PE根据获取的ATM信令参数，建立PW连接。我们可以采用多种方式来建立PW连接，具体的介绍将在后面给出。
步骤203，PE根据获取的ATM信令参数，将ATM连接映射到相应的PW中，透传ATM信元。
PE识别出单个ATM连接的类型后，将该ATM连接映射到对应的PW中。
通过上述侦听的方法，PE只需要实现一部分的ATM信令功能，就可以实现将ATM连接映射到对应的PW连接中，透传ATM信元。下面我们将就各个步骤作详尽的描述。
如上述步骤201所述，本发明通过侦听的方式，识别ATM连接，获取ATM信令参数。图3为本发明中PE侦听ATM信元，获取ATM信令参数的流程图，其具体的步骤如下
步骤301，PE截获ATM信元；步骤302，PE通过分析ATM信元头，识别信令通道，其VCI＝5；在点对点信令方式中，用户侧只存在唯一的信令端点，信令端点通过一条永久建立的信令虚通路(SVC)来连接，利用这个SVC(VCI＝5)可以为用户提供建立呼叫，释放呼叫功能。
步骤303，通过信令适配层(SALL)处理，组成ATM信令帧，并识别信令类型；步骤304，识别信令消息类型；PE通过获取信令消息信元头中的Message Type域，来识别信令消息的类型，判断是否是SETUP、CONNECT或RELEASE等消息。SETUP、CONNECT、RELEASE的消息格式见图6、图7和图8。
步骤305，获取信令消息中的相应信息。
获取信令消息中的相应信息，如SETUP消息中的Call Reference、Traffic Descriptor，CONNECT消息中的Connection Identifier、AALParameter以及RELEASE消息等信息。
PE通过侦听的方式，获取了有关ATM连接的一些信息，为下面的建立PW连接以及将ATM连接映射到对应的PW中，奠定了基础。
在上述步骤202中，我们可以通过以多种方式来建立PW连接，具体的方法如下1.PE路由器在IP/MPLS网络中，为一对ATM交换机之间通过配置的方法，建立一个PW，这个PW既用于透传两个交换机之间的信令，也用于透传它们之间的数据。这个PW分配了带宽(其中预留了ATM信令的带宽)。两侧的ATM交换机将这个PW当作透明的大管道，配置了其带宽参数，为将要建立的动态呼叫从这个管道中分配带宽，并实施CAC(呼叫接纳控制)。这两个ATM交换机之间的所有ATM连接均映射到这个PW中。
为了保证一个PW中容纳的所有的连接的总带宽不超过PW的带宽，可采用层次化QoS调度的方法，即有一级队列对应PW，保证其带宽，下一级队列对应ATM连接，多个这种队列嵌套在PW所对应的队列中。使用该方法不仅保证了每个PW连接的带宽，而且保证了所有连接的总带宽不超过PW的带宽。
2、PE路由器首先在IP/MPLS网络中静态的建立一个PW用于传送信令，而与ATM连接相对应的PW均由PE侦听到ATM连接后动态建立，并且动态的为PW分配和释放带宽。
3、PE为每一种业务类型(如CBR、VBR、UBR等)的ATM连接建立PW。在PE侦听到一个ATM连接后，根据其业务类型，选择它通过哪一个PW进行转发，在这种情况下，两侧的ATM交换机可配置每个PW的带宽，并分别实施CAC(连接允许控制)。在这种模式中，同一类型的所有ATM连接都映射到一个PW中。
在上述的建立PW连接的方式中，PE可以通过侦听的方式，获取ATM信元的信息，动态的建立对应的PW连接。下面我们将介绍一下PE动态的建立对应的PW连接的过程。
PE动态的建立PW的流程，如图4所示步骤401，PE侦听ATM连接建立消息；PE侦听是否有建立ATM连接的消息SETUP发送。
步骤402，PE判断系统是否有足够的资源建立该ATM连接对应的PW，如果有，转步骤403，否则转步骤404；PE侦听到PW对应的ATM连接时，判断是否有足够高的资源建立对应的PW。
步骤403，判断该ATM连接是否是该PW的第一个ATM连接，如果是，转步骤405，否则转步骤406；当PE侦听到ATM连接的CONNECT消息时，判断该ATM连接是否是PW的第一个ATM连接。
步骤404，放弃建立PW连接，中止流程；步骤405，建立PW并为其分配带宽；如果是PW的第一个ATM连接，则PE建立该PW，并为它分配带宽。
步骤406，为PW增加带宽。
如果不是PW的第一个ATM连接，则PE只为它分配一定的带宽。
PE动态释放PW的流程，如图5所示
步骤501，PE侦听ATM连接释放消息；PE侦听对应的ATM连接是否有连接释放消息RELEASE发送。
步骤502，判断该ATM连接是否是对应PW的最后一个ATM连接。
判断该ATM连接是否为对应PW的最后一个ATM连接，如果是，则转步骤503，否则转步骤504。
步骤503，释放该ATM连接所占用的PW的带宽，同时释放该PW；步骤504，释放该ATM连接占用的PW带宽。
上述介绍的在PE动态建立和释放PW连接的过程中，由PE完成CAC机制，这时不需要两侧的ATM交换机实施CAC。
根据步骤203所述，在PE根据获得的ATM连接的信令参数，并建立对应的PW连接后，PE将ATM连接映射到对应的PW连接，实现ATM信元的透传。
ATM信元从ATM连接映射到PW的方法，我们可以设计按照VPI、VCI为索引的哈希表，也可以利用信元的VCI域传递LID(连接ID)信息，按照LID查找对应表，具体实现方式见专利申请文件(CN200510083945.5)。
在本发明中，PE通过侦听的方式，获取必要的ATM信令参数，实现透传ATM信元，不用实现全部的ATM信令功能，下面以Q.2931协议为例，说明PE通过侦听方式透传ATM信元的具体过程，消息格式如图6、7、8所示，具体过程如下PE侦听到ATM信令消息，根据SETUP消息中的Call Reference字段，识别出一个呼叫并记录其Traffic Descriptor等消息。当收到具有同样Call Reference字段的Connect消息后，认为呼叫已经建立，获取CONNECT消息中的Connection Identifier、AAL Parameter等字段，用于在数据平面识别这个连接，在此期间，收到CALL PROCEEDING、CONNECT ACKNOWLEDGE等消息，均予以忽略。在收到SETUP消息后，应启动T303定时器，如果超时应释放呼叫纪录。
当诊听到RELEASE消息时，根据Call Reference字段，查找到呼叫记录，并删除呼叫纪录。
同时，PE通过侦听的方式，获得ATM信元参数的方法，还可以保证透传ATM信元时的QoS，下面仍然以Q.2931为例，说明具体的方法，如下PE根据上面获得的一个ATM连接的Connection Identifier、AALParameter和Traffic Descriptor等信息，在PE的转发平面生成一个流分类表项(基于Connection Identifier)和一个QoS队列(基于AAL Parameter和Traffic Descriptor)。当PE侦听到上述连接的接口收到ATM信元后，进行流分类，如果VPI/VCI与Connection Identifier描述一致，则通过上一步所述的QoS队列进行调度，从而保证其QoS。
需要指出的是，上述的在Q.2931协议基础上说明的PE透传ATM信元和保证其QoS的方法，在其他的协议中也同样适用，在这里不再重复，同时可以根据以上信令参数透传ATM信元但不限于以上信令参数。
综上所述，在原有的透传ATM信元的方式中，在PE设备上实现完整的ATM信令功能，如在Q.2931，有十几个消息，十几个状态，状态机比较复杂，PE参与端到端的ATM呼叫过程，按照每个呼叫的要求在IP/MPLS网络中动态建立PW。通过PE设备侦听ATM连接的方式，PE根据需要获取ATM信元的参数，动态的建立PW，并且保证其通信的QoS，只需要PE设备处理3个消息(SETUP、CONNECT和RELEASE)，2个状态就可以了。因此与原有的传输方式相比，此种方式实现起来更加简单，方便。
本发明还提出一种ATM信元透传装置，由信令侦听模块和信元传输模块组成。信令侦听模块，通过截获ATM信元提取ATM信令参数，同时将提取的ATM信令参数传送给信元传输模块；信元传输模块接收到信令侦听模块传送的ATM信令参数，根据ATM信令参数建立对应的PW连接，将ATM连接映射到对应的PW中，透传ATM信元。具体的工作原理在前文中已经描述，这里不再重复。
本发明还提出一种透传ATM信元的系统，包括ATM交换机和PE路由器，在PE路由器中设置有信令侦听模块和信元传输模块。所述的信令侦听模块，通过截获ATM信元提取ATM信令参数，同时将提取的ATM信令参数传送给信元传输模块；信元传输模块接收到信令侦听模块传送的ATM信令参数，根据ATM信令参数建立对应的PW连接，将ATM连接映射到对应的PW中，透传ATM信元。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种透传ATM信元的方法，包括以下步骤a、边缘路由器侦听ATM信令，获取ATM信令参数；b、边缘路由器根据获取的ATM信令参数建立伪线连接；c、边缘路由器根据获取的ATM信令参数，将ATM连接映射到相应的伪线中，透传ATM信元。
2.如权利要求1所述的一种透传ATM信元的方法，其特征在于，步骤a所述的边缘路由器侦听ATM信令，包括以下步骤a1、边缘路由器分析ATM信元头，识别信令通道；a2、通过信令适配层处理，组成ATM信令帧，并识别信令类型；a3、识别信令消息类型。
3.如权利要求1所述的一种透传ATM信元的方法，其特征在于，步骤b所述的边缘路由器根据获取的ATM信令参数建立伪线连接的方法可以是在一对ATM交换机之间建立一个伪线连接，并将ATM交换机之间的所有ATM连接都映射到该伪线中。
4.如权利要求1所述的一种透传ATM信元的方法，其特征在于，步骤b所述的边缘路由器根据获取的ATM信令参数建立伪线连接的方法还可以是边缘路由器首先静态的建立一个伪线连接用于传送信令，然后边缘路由器侦听到ATM连接后动态的为每一个ATM连接建立伪线连接，并为每一个伪线连接分配和释放带宽。
5.如权利要求1所述的一种透传ATM信元的方法，其特征在于，步骤b所述的边缘路由器根据获取的ATM信令参数建立伪线连接的方法还可以是边缘路由器为每种业务类型的ATM连接建立伪线连接，然后根据ATM的业务类型将ATM连接映射到相应的伪线中。
6.如权利要求3所述的一种透传ATM信元的方法，其特征在于，多个ATM连接映射到一个伪线时，可采用层次化QoS调用的方法，为ATM连接分配带宽。
7.如权利要求4所述的一种透传ATM信元的方法，其特征在于， 边缘路由器动态的建立和释放伪线连接，包括以下步骤11)当边缘路由器侦听到与伪线对应的ATM连接的SETUP消息时，判断网络是否有足够资源建立对应的伪线连接，如果有则转步骤12)，否则，丢弃SETUP消息，结束该流程；12)边缘路由器侦听到上述ATM连接的CONNECT消息时，判断该ATM连接是否为该伪线的第一个连接，如果是，则建立伪线并分配带宽，否则增加伪线的带宽；13)当边缘路由器侦听到与伪线对应的ATM连接的RELEASE消息时，减少伪线的带宽，如果其为这个伪线的最后一个ATM连接，则释放伪线连接。
8.如权利要求1所述的一种透传ATM信元的方法，其特征在于，根据边缘路由器获取的ATM信令参数，还可以保证ATM连接的QoS，其步骤如下21)边缘路由器根据获取的ATM信令参数在边缘路由器转发平面生成一个流分类表项和一个QoS队列；22)边缘路由器侦听到ATM信元后，进行流分类，并根据其流类型调用对应的QoS队列，保证其QoS质量。
9.如权利要求3所述的一种透传ATM信元的方法，其特征在于，所述的伪线连接既用于传输两个ATM交换机之间的信令，也用于传输两个ATM交换机之间的数据。
10.一种ATM信元透传装置，包括信令侦听模块和信元传输模块，其特征在于信令侦听模块截获ATM信元提取ATM信令参数，将ATM信令参数传送给信元传输模块；信元传输模块根据ATM信令参数建立伪线连接，将ATM连接映射到对应的伪线中，传输ATM信元。
11.一种透传ATM信元的系统，至少包括ATM交换机和边缘路由器，其特征在于，在所述的边缘路由器中设置信令侦听模块和信元传输模块；所述的信令侦听模块截获ATM交换机发送的ATM信元，提取ATM信令参数，将ATM信令参数传送给信元传输模块；所述的信元传输模块根据ATM信令参数建立伪线连接，将ATM连接映射到对应的伪线中，通过伪线将ATM信元传输到目的ATM交换机中。
全文摘要
本发明提出一种透传ATM信元的方法和系统，通过采用PE侦听ATM信令的方式，为ATM连接建立对应的PW，获取透传ATM信元所需的参数，然后通过这些参数将ATM连接映射到对应的PW，透传ATM信元。同时，根据PE侦听时，获取的ATM信令参数，PE还可以保证传输ATM信元时的QoS。本发明使PE设备不用实现完整的ATM信令功能，就可以透传ATM信元，并保证传输质量，实现容易，配置简单。
文档编号H04L12/54GK1859264SQ200510121048
公开日2006年11月8日 申请日期2005年12月20日 优先权日2005年12月20日
发明者李斌, 史文江 申请人:华为技术有限公司