专利名称：在光网络系统中支持虚拟局域网堆叠的方法
技术领域：
本发明涉及数据处理，更具体地说，涉及一种在光网络系统中支持虚拟局域网堆叠的方法。
背景技术：
当前宽带接入的主流技术主要区分为铜线接入技术和光接入技术。铜线接入技术的典型代表包括各种数字用户线(DSL)技术。而由光接入技术实现的接入网则称为光接入网(OAN)。
用于实现光接入网的一种常用技术是无源光网络(PON)，这是一种点对多点传送的光接入技术。PON系统由光线路终端(OLT)、光分布网(ODN)、光网络单元(ONU)组成，其中，OLT为OAN提供网络侧接口(SNI)，它连接一个或者多个ODN；ODN主要是无源分光器件，其作用是将OLT下行的数据通过光分路传输到各个ONU，或将ONU的上行数据通过汇聚传输到OLT；ONU为OAN提供用户侧接口(UNI)，如果ONU同时提供用户端口功能，例如以太网端口或者普通老式电话业务端口(POTS)，这样的ONU则称为光网络终端(ONT)，下文中如果没有特别说明，ONU、ONT统一成为ONT。
在通用的PON接入技术中，OLT的下行流量通过TDM(时分复用)方式广播到ONT，各个ONT按需接收需要的流量；ONT的上行流量通过OLT进行控制，同一个时刻只允许特定的ONT发送数据，然后通过TDMA(时分多址)方式传输到OLT。
GPON(吉比特无源光网络)技术标准是最新的PON技术标准，在国际电信联盟(ITU-T)G984.1、G984.2、G984.3、G984.4系列标准中对其进行了定义。在GPON标准中，OLT通过ONU管理控制接口(OMCI)通道对ONT进行管理。OMCI是GPON标准中定义的一种配置传输通道，建立在OLT和ONT之间，由ONT在向OLT注册时建立。OMCI是主从式管理协议，OLT是主设备，ONT是从设备，OLT通过OMCI通道控制其下面连接的多个ONT。
OMCI协议中将OLT管理ONT的各种数据抽象成协议独立管理信息库(MIB)，MIB的基本信息单元是管理实体(ME)。根据ONT的功能配置，OMCI定义了OLT控制ONT的多种管理实体。ONT在OLT的控制下实现各个管理实体的配置管理功能。
为了隔离用户之间的流量，需要为每一个用户划分不同的VLAN(虚拟局域网)。
图1是ONT为来自用户以太网端口的以太网报文添加VLAN标签的示意图。如图1所示，首先，在步骤100，ONT从用户以太网口收到不带VLAN tag的以太网报文；随后，在步骤102，ONT中的MAC(介质访问控制)桥模块为用户端设备(CPE)发来的以太网报文添加一层VLAN标签(VLAN tag)，然后通过内部以太网口发往GPON协议处理模块；最后，在步骤104，GPON协议处理模块为收到的以太网报文添加必要的光网络协议头信息，然后将生成的GPON帧发往OLT。
图2是添加了VLAN tag后以太网报文的结构示意图。所添加的VLAN tag包含TPID(标签协议标识)和TCI(标签控制信息)两部分。TPID的值为0x8100。TCI进一步包含802.1P优先级信息、CFI(规范格式指示信息)和VLAN ID(VLAN标识)三部分，其中VLAN ID的长度为12比特，因此共可标识4096(212)个不同的VLAN。
GPON标准中将OLT管理ONT以太网VLAN tag操作的管理实体定义为VLAN tag操作配置数据，每一个VLAN tag操作配置数据实例对应一个ONT以太网物理端口，以太网物理端口通过另一管理实体以太网UNI物理路径终结点进行管理。VLAN tag操作配置数据的属性包括——管理实体标识本属性为这个管理实体的每一个实例提供唯一的编号标识，这个编号标识与以太网UNT物理路径终结点管理实体的编号标识相同；——上行VLAN tag操作模式
0x00不添加VLAN tag，无论以太网帧中是否带有VLAN tag；0x01添加VLAN tag，如果以太网帧不带VLAN tag，则根据“上行VLAN Tag TCI值”添加VLAN tag；如果以太网帧带VLAN tag，根据“上行VLAN Tag TCI值”替换VLAN tag中的TCI值；0x02添加VLAN tag，如果以太网帧带VLAN tag，根据“上行VLANTag TCI值”添加第二层VLAN tag，如果以太网帧不带VLAN tag，根据“上行VLAN Tag TCI值”添加一层VLAN tag；——上行VLAN Tag TCI值上行VLAN tag操作模式为0x01和0x02时，应用该字段；——下行VLAN Tag操作模式0x00不进行任何操作；0x01去掉太网帧VLAN tag。
网络应用的不断成熟使得接入用户的数量迅速增长，按照每个用户一个VLAN的接入方式，4096个VLAN早已不能满足用户的需要。VLAN堆叠(VLAN stacking)技术就是在这样的背景下产生的，其扩展VLAN数量的方式是为以太网报文添加两层VLAN tag。
虽然VLAN stacking技术解决了VLAN数量不足的问题，但从上面对VLAN tag操作配置数据的介绍可以看出，VLAN tag操作配置数据并未给ONT定义如何实现VLAN stacking功能，目前的GPON标准也未定义任何用于实现VLAN stacking功能的管理实体。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中PON标准没有定义实现VLAN stacking的方法的缺陷，提供了一种在光网络系统中支持VLAN stacking的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种在光网络系统中支持VLAN堆叠的方法，其特征在于，包括如下步骤S1.对光网络终端中的至少一个端口配置VLAN堆叠属性，所述光网络终端将所述VLAN堆叠属性存储到VLAN堆叠管理实体中；
S2.所述光网络终端对经所述至少一个端口输入的不包含VLAN标签的数据包添加该端口VLAN堆叠属性中的外层VLAN标签和内层VLAN标签。
在本发明所述的方法中，所述步骤S1中对所述光网络终端中的至少一个端口配置VLAN堆叠属性时所采用的方式包括通过光网络终端管理控制接口方式对所述光网络终端进行配置；或通过TR069协议方式对所述光网络终端进行配置；或通过配置管理系统直接连接或远程控制方式对所述光网络终端进行配置。
在本发明所述的方法中，当通过光网络终端管理控制接口对所述光网络终端进行配置时，步骤S1进一步包括S11.通过配置管理接口向光线路终端发送VLAN堆叠配置指令，所述VLAN堆叠配置指令包含所述外层VLAN标签和所述内层VLAN标签；S12.所述光线路终端依据所述VLAN堆叠配置指令通过光网络终端管理控制接口通道为所述光网络终端中的所述至少一个端口配置所述VLAN堆叠属性，配置参数包括所述外层VLAN标签和所述内层VLAN标签。
在本发明所述的方法中，步骤S2进一步包括S21.所述光网络终端从所述至少一个端口上接收到所述不包含VLAN标签的数据包；S22.所述光网络终端判断所述VLAN堆叠管理实体中所述端口是否配置有VLAN堆叠标志位；S23.如果所述端口配置有所述VLAN堆叠标志位，则所述光网络终端对所述数据包添加该端口VLAN堆叠属性中的外层VLAN标签和内层VLAN标签。
在本发明所述的方法中，在所述步骤S2之后，所述光网络终端为所述添加了外层VLAN标签和内层VLAN标签的数据包添加光网络协议头，并发往光线路终端。
在本发明所述的方法中，所述VLAN堆叠管理实体包括VLAN堆叠标志位、外层VLAN标签和内层VLAN标签。
本发明的有益效果是，通过实施本发明的在光网络系统中支持VLANstacking的方法，使光网络系统具备为以太网帧添加两层VLAN tag的能力，大大扩展了VLAN的数量。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是ONT为来自用户以太网端口的以太网报文添加VLAN信息的示意图。
图2是添加了VLAN tag后以太网报文的结构示意图。
图3是配置管理系统通过OLT对ONT端口配置VLAN stacking属性的流程图。
图4是ONT为来自用户以太网端口的以太网报文添加两层信息VLAN tag的示意图。
图5是ONT对经配置了VLAN stacking属性的端口进入的、且不包含VLAN tag的数据包进行处理的流程图。
图6是添加了两层VLAN tag后以太网报文的结构示意图。
具体实施例方式
图3是配置管理系统通过OLT对ONT端口配置VLAN stacking属性的流程图。在图3中，首先，在步骤300，配置管理系统向OLT发送VLAN stacking配置指令，其中，配置参数为ONT标识，需要配置VLAN stacking属性端口的端口号，外层VLAN tag，内层VLAN tag；在步骤302，OLT通过OMCI通道发送请求配置ONT端口VLAN stacking属性的OMCI消息，配置参数为ONT标识，需要配置VLAN stacking属性端口的端口号，外层VLAN tag，内层VLAN tag；在步骤304，ONT将VLAN stacking属性存储在VLAN stacking管理实体中，然后进行步骤306，向OLT返回配置响应消息。
此外，本技术领域的技术人员明白，配置VLAN stacking属性的方式并不仅限于通过OMCI通道对ONT进行配置，其他可以对ONT进行配置的方式也同样有效，这其中包括通过TR069协议对ONT进行配置，以及直接或采用远程控制的方式对ONT进行配置。配置完成后，ONT将为端口配置的参数保存在VLAN stacking管理实体中。
图4是ONT为来自用户以太网端口的以太网报文添加两层VLAN tag的示意图。如图4所示，首先，在步骤400，ONT从用户以太网口收到不带VLANtag的以太网报文；随后，在步骤402，ONT中的MAC桥模块为CPE发来的以太网报文添加两层VLAN tag，然后通过内部以太网口发往GPON协议处理模块；最后，在步骤404，GPON协议处理模块为收到的以太网报文添加必要的光网络协议头信息，然后将生成的GPON帧发往OLT。
图5是ONT对经配置了VLAN stacking属性的端口进入的、且不包含VLAN tag的数据包进行处理的流程图。首先，在步骤500，ONT经用户端口接收到不包含VLAN tag的以太网报文；随后，在步骤502，ONT查找VLANstacking管理实体，查看所述端口是否配置了VLAN stacking属性；如果该端口配置了VLAN stacking属性，那么在步骤504，ONT为数据包添加外层VLANtag和内层VLAN tag，然后进行步骤506，将数据包转发到GPON协议处理模块；如果该端口没有配置VLAN stacking属性，就直接进行步骤506，将数据包转发到GPON协议处理模块。GPON协议处理模块的作用是为以太网报文添加光网络协议头，然后将生成的GPON帧发往OLT。
图6是添加了两层VLAN tag后以太网报文的结构示意图。其中内层VLAN tag的内容与图2中定义的单层VLAN tag中所定义的内容相同。外层VLAN tag同样也包含TPID和TCI两部分。此处TPID的值为0x88a8。TCI进一步包含802.1P优先级信息、DEI(丢弃符合指示信息)和VLAN ID三部分，其中VLAN ID的长度为12比特。
上述VLAN stacking管理实体可以是添加了VLAN stacking标志位-0x03和内层VLAN tag-上行内层VLAN Tag TCI值的VLAN tag操作配置数据，修改后的VLAN tag操作配置数据结构如下——管理实体标识
本属性为这个管理实体的每一个实例提供唯一的编号标识，这个编号标识与以太网UNT物理路径终结点管理实体的编号标识相同；——上行VLAN tag操作模式0x00不添加VLAN tag，无论以太网帧中是否带有VLAN tag；0x01添加VLAN tag，如果以太网帧不带VLAN tag，则根据“上行VLAN Tag TCI值”添加VLAN tag；如果以太网帧带VLAN tag，根据“上行VLAN Tag TCI值”替换VLAN tag中的TCI值；0x02添加VLAN tag，如果以太网帧带VLAN tag，根据“上行VLANTag TCI值”添加第二层VLAN tag，如果以太网帧不带VLAN tag，根据“上行VLAN Tag TCI值”添加一层VLAN tag；0x03(VLAN stacking标志位)添加VLAN tag，如果以太网帧不带tag，根据“上行VLAN Tag TCI值”添加外层VLAN tag，根据“上行内层VLAN Tag TCI值”添加内层VLAN tag；——上行VLAN Tag TCI值上行VLAN tag操作模式为0x01和0x02时，应用该字段；——上行内层VLAN Tag TCI值上行VLAN tag操作模式为0x03时，应用该字段；——下行VLAN Tag操作模式0x00不进行任何操作；0x01去掉太网帧VLAN tag。
除了对已有管理实体VLAN tag操作配置数据进行修改外，还可以定义单独的VLAN stacking管理实体，其中包含VLAN stacking标志位、外层VLANtag和内层VLAN tag。
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
1.一种在光网络系统中支持VLAN堆叠的方法，其特征在于，包括如下步骤S1.对光网络终端中的至少一个端口配置VLAN堆叠属性，所述光网络终端将所述VLAN堆叠属性存储到VLAN堆叠管理实体中；S2.所述光网络终端对经所述至少一个端口输入的不包含VLAN标签的数据包添加该端口VLAN堆叠属性中的外层VLAN标签和内层VLAN标签。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中对所述光网络终端中的至少一个端口配置VLAN堆叠属性时所采用的方式包括通过光网络终端管理控制接口方式对所述光网络终端进行配置；或通过TR069协议方式对所述光网络终端进行配置；或通过配置管理系统直接连接或远程控制方式对所述光网络终端进行配置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当通过光网络终端管理控制接口对所述光网络终端进行配置时，步骤S1进一步包括S11.通过配置管理接口向光线路终端发送VLAN堆叠配置指令，所述VLAN堆叠配置指令包含所述外层VLAN标签和所述内层VLAN标签；S12.所述光线路终端依据所述VLAN堆叠配置指令通过光网络终端管理控制接口通道为所述光网络终端中的所述至少一个端口配置所述VLAN堆叠属性，配置参数包括所述外层VLAN标签和所述内层VLAN标签。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2进一步包括S2 1.所述光网络终端从所述至少一个端口上接收到所述不包含VLAN标签的数据包；S22.所述光网络终端判断所述VLAN堆叠管理实体中所述端口是否配置有VLAN堆叠标志位；S23.如果所述端口配置有所述VLAN堆叠标志位，则所述光网络终端对所述数据包添加该端口VLAN堆叠属性中的外层VLAN标签和内层VLAN标签。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2之后，所述光网络终端为所述添加了外层VLAN标签和内层VLAN标签的数据包添加光网络协议头，并发往光线路终端。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述VLAN堆叠管理实体包括VLAN堆叠标志位、外层VLAN标签和内层VLAN标签。
全文摘要
本发明涉及光网络中的VLAN处理方法，针对现有技术中PON标准没有定义实现VLAN堆叠的方法的缺陷，提供了一种在光网络系统中支持VLAN堆叠的方法，首先，对光网络终端中的至少一个端口配置VLAN堆叠属性，所述光网络终端将所述VLAN堆叠属性存储到VLAN堆叠管理实体中；然后，所述光网络终端对经所述至少一个端口输入的不包含VLAN标签的数据包添加该端口VLAN堆叠属性中的外层VLAN标签和内层VLAN标签。通过实施本发明的在光网络系统中支持VLAN堆叠的方法，使光网络系统具备为以太网帧添加两层VLAN标签的能力，大大扩展了VLAN的数量。
文档编号H04L12/28GK1996937SQ20061003279
公开日2007年7月11日 申请日期2006年1月6日 优先权日2006年1月6日
发明者牛乐宏 申请人:华为技术有限公司