执行接入域上的数据通信桥接的方法和节点的制作方法

专利名称：执行接入域上的数据通信桥接的方法和节点的制作方法
技术领域：
本发明涉及执行接入域上的数据通信(data traffic)桥接 (bridge)的方法和节点。
背景技术：
近年来已经看到网际协议(IP)网络的蓬勃发展。其最初开发用 来允许大学师生和研究者在研究项目中通信和合作，它已经成长为具 有大量市场的网络。如今，对于家庭来说具有与IP网络的连接，以便 在万维网上冲浪、玩交互游戏、传送IP电话、下栽文件和软件、进行电子商务交易等，是很平常的。现在参考图1，其表示IP网络100的当前技术的例子。通常，IP 网络包括接入域115，网络服务供应商域140和应用月良务供应商域 150。接入域115包括接入节点(AN) 120和接入网络130，诸如IP 网络。AN120是网络供应商，其可以给用户域110提供到IP网络130 的接入。用户域110包括，例如用户设备(UD)(诸如计算机、移动 电话、个人数字助理等)、局域网(LAN)和无线局域网(W-LAN)。 用户域通过多种可能技术与AN通信。在这些技术中可以发现拨号连接 和电话线上的非对称分布订户线连接，在电视电缆网络上的电缆调制 解调器连接或无线通信。接入网络130包括一组独立路由器，其任务
是将进入的数据通信基于其中嵌入的目的地地址进行路由。至于网络服务供应商域140，它们可以对应例如IP电话J!艮务，而应用服务供应 商域150可以对应电子银行和电子商务交易。尽管图1示出了三个用户域、两个接入节点、两个服务供应商域 和两个应用服务域，但是IP网络IOO通常包括数千个用户域、数十个 接入节点、数百个服务供应商域和应用服务供应商域。关于接入网络 130，通常遇到包括数百个路由器的网络。因而，应理解为了清晰的目 的，图1示出了高度简化的IP网络IOO。在IP网络基础上的初始原则是依赖于交换机(switch)和路由 器，其在将进入的数据通信路由到它们最终的目的地之前执行尽可能 少和小的操作。为此，不同种类的消息是可用的单播消息、组播消 息和广播消息。对于这三种消息的每一种，为每种类型消息分配地址范围。单播消息用于在一个发送者和一个接受者之间交换消息。组播 消息允许一个发送者到达多个接受者。对于广播消息，它们用于到达 IP网络的一段的所有交换机部分。更具体地，单播消息用于在用户域110和网络服务供应商域140 和/或应用服务供应商域150之间传送数据。单播消息还用于在用户域 110之间传送数据。只要在接入网络130上使用单播消息，接入网络 130的交换机(为了清晰起见没有示出)需要交换对应的分组，以便将 该单播消息转发到它的目的地。在庞大的网络，诸如IP网络中，交换 机需要维护很大的表，以便进行分组的正确交换。另外，单播消息从 源到目的地的转发可能使得许多交换机的交互成为必要，从而为了一 个单播消息在接入网络130上产生大量数据通信。目前对于与IP网络上用户设备的数量和提供服务的服务供应商的 数量的增长相关的问题还没有已知的解决方案。另外，还没有识别出 长期的解决方案对为数千个用户域服务的大型IP网络的渐增数据通信 提供切实且无破坏性的解决方案。因此，应该容易理解的是，为了克服现有解决方案的缺陷和短处，和为网络减负的方法和节点是有利的^本发明提供i^样的方法和^ 点。
发明内容本发明通过使用服务绑定有效地允许数千个用户域在接入域上发 送和接收数据通信。为此，本发明的方法执行接入域上的数据通信的桥接。更具体地， 对于在第一接入节点上接收的来自第一用户域的数据通信，识别对应 的服务绑定。然后，依照所识别的服务绑定，在寻址到接入边缘节点的单播中将接收到的数据通信隧道化(tunnel )。然后，将该隧道化 的数据通信转发到该接入边缘节点。 一旦在接入边缘节点接收到隧道 化的数据通信，识别与其对应的服务绑定。然后依照所识别的服务绑 定，将该隧道化的数据通信重定向到第二接入节点。并且， 一旦在第 二接入节点接收到重定向的隧道化的数据通信，该隧道化的数据通信 被去隧道化(detunnel)和转发到该第二用户域。本发明的另一个方面涉及适用于执行本发明的方法的接入边缘节 点。更具体地，接入边缘节点包含用于接收和发送接入域上的数据通 信的接入域输入/输出单元和用于存储关于涉及该接入边缘节点的服 务绑定的信息的服务绑定宿主单元。接入边缘节点还包括控制单元。 控制单元执行多个任务i )确定在接入域输入单元上所接收的数据通 信是用于从第一用户域向第二用户域桥接数据通信的单播消息，ii ) 利用服务绑定宿主(host)单元识别对应于该单播消息的服务绑定， iii )依照所识别的服务绑定，修改该单播消息的目的地地址以对应于 第二用户域的服务节点的地址，和iv)将已修改的单播消息移交给接入域输入/输出单元以便在接入域上发送。另一方面，本发明涉及用于桥接接入域上的数据通信的接入节 点。接入节点包括用户域输入单元、服务绑定单元、桥接单元、控制 单元和接入域输出单元。更具体地，用户域输入单元从第一用户域接 收数据通信，所接收的数据通信被指定给第二用户域。服务绑定单元 存储服务绑定相关信息。每个服务绑定支配(rule)在多个用户域之 一和接入边缘节点之间的数据通信，其通过以管理它们之间在接入域 上的数据通信的方式委托(commit )接入节点和接入边缘节点来进行。 桥接单元依照对应于所接收的数据通信的服务绑定，在寻址到接入边 缘节点的单播消息中隧道化所接收的数据通信。控制单元执行对应的 服务绑定的识别，并且转发所接收的数据通信给桥接单元，以便利用
对应的服务绑定的指示进行隧道化。关于接入域输出单元，它从桥接


为了更详细地理解本发明，以及本发明的其它目的和优点，可以 参考以下结合附图的描述，其中图1是IP网络的当前技术的例子。图2是示出了其中已经结合本发明的网络的示意图。 图3是依照本发明教导的接入边缘节点的示意性表示。 图4a是依照本发明的服务代理的管理和控制单元的内容的示例性 表格表示。图4b是依照本发明教导的服务绑定宿主单元的内容的示例性表格 表示。图5是依照本发明教导的接入节点的示意性表示。图6是依照本发明的用于执行第2层桥接的方法的简化流程图。图7是依照本发明在数据通信上执行的为了其隧道化的修改的图示。
具体实施方式
下面将参考不同的示范实施例来描述本发明的新颖性教导。但 是，应理解，这类实施例只提供了本发明的新颖性教导的一些有利用 途的例子。 一般来说，在本发明的说明书中的陈述不限制本发明的任 何要求保护的方面。而且， 一些陈述可能适用于一些发明特征，而不 适用于其它特征。在附图中，相似或相同的元件在附图中都指定为相 同的参考标记。本发明提供了用于执行接入域上的数据通信桥接的方法和节点。 如本领域中已知的，接入域包括多个交换机，交换机的任务是将数据通信交换到其目的地。在接入域上携带的数据通信起源于用户域和服 务供应商域。随着对例如万维网的应用的兴趣的增长，转发和接收在 接入域上携带的数据通信的用户域和服务供应商域的数目迅猛增长。 为了能够正确地交换数据通信，每个交换机必须通过执行一个已知的 称为媒体接入控制(MAC)的过程来获取一些知识，通过该过程每个交
换机获悉一个MAC地址在哪个端口上可以到达，以便将数据发送到正 确的端口，而不是在所有端口上发送它。但是随着在接入域上交换数 据通信的用户域和服务供应商域的数目的迅猛增长，交换机中的表也 变得非常庞大。另一个问题还在于，诸如在本发明中，对通过网络的 通信执行计费功能。因而重要的是找到方法来减少由交换机获悉的MAC 地址的数目。提供一种简单的方法来流传输在两个用户域之间的数据 通信也是必要的。为此，本发明在接入域中引入了接入边缘节点。另 外，本发明使用在接入节点和接入边缘节点之间的服务绑定，以便在 接入域上流传输它们之间的数据通信。最后，本发明使用接入边缘节 点和在服务接入节点和接入边缘接入节点之间的服务绑定，执行两个 用户域之间的数据通信的桥接。为了理解本发明和其创新的机制，现在参考图2，图2是示出了其 中已经结合了本发明的网络200的示意图。为了清晰起见，网络200 的示意性表示已经简化，并且绘制的各元件已经按照类似功能分组， 而不是表示地理意义上的网络实体。但是每组类似的功能通常可以对 应于执行这些特定功能的，但是在网络200中在地理上分散的多个物 理网络实体。网络200的示意性表示包括用户域110、接入域115 (包 括接入节点120、接入网络130、接入边缘节点160和区域性网络 135)、网络服务供应商140和应用服务器150。在下面的段落中，将 继续参考图2，对这些元件中的每一个提供详细的描述和例子。网络200对应于一起通信的一个或多个数据网络。因而，网络200 可以由一个或多个运营商操作。由于数据网络通常由多个不同的操作 实体和/或组织支持，所以必须定义这些实体和组织如何能够成功通 信。为此，通常使用开放式系统互联(OSI)模型来解释和详述数据网 络。OSI模型定义了在七层上执行协议的联网框架。这七层是l)物 理层；2)数据链路层；3)网络层；4 )传输层；5 )会话层；6 )表示 层；7)应用层。每一层对应于在数据网络上执行数据传输时要考虑的 一个方面和要进行的动作。使用0SI模型来描述本发明的网络200，有 可能按照如下对本发明的网络200所使用和/或支持的一些不同协议进 行分层第2层以太网，异步传输模式； 第3层网际协议(IP)版本4和6;
第4层和第5层传输控制协议(TCP )和用户数据报协议(UDP );第6层和第7层现有的和将来出现的各种表示和应用协议。应该理解的是，提供上面的协议列表只是示范的目的，而不是限 制本发明所支持的协议。为了简单起见，上面的描述将参照以太网和 IP，但是这样的协议只是作为例子。以太网和IP应该分别解释为第2 层和第3层协议。应该注意到，在本说明书中，词"域"指的是共享 类似功能性特征的一个或多个网络元件。现在参考接入域115，可以将其功能概述为提供在用户域110和网 络服务供应商140和应用服务供应商150之间的端-到-端接入的装 置。接入域包括接入节点120、接入网络130、区域性网络135和接入 边缘节点160。因而，接入域115本身不是一个实体；它而是部件的集 合，当这些部件直接或间接互连在一起的时候，它充当提供接入的一 个域，因而其名字为"接入域，，。应该清楚，接入域115的当前表示 只包括一个接入节点12 0、 一个接入网络130、 一个接入边缘节点160 和一个区域性网络135并不意味着这些实体在接入域中只有一个，而是为了清晰的目的只示出了一个这样的实体。下面的段落将会更加详 细解释接入域的不同部件。接入节点120，其还包括接入网关(未示出)，表示接入域115 的第一部件。接入节点120通常指的是接入供应商，其允许用户域110 接入到接入网络130，例如，基于订阅或依使用量付费(pay-per-usage)的基础上。这样的接入可以使用各种媒质和技术来进行。可能 的媒质是电缆、陆线电话和无线电话。至于可能的技术，综合业务数 字网络(ISDN)和非对称数字用户环线(ADSL)、微波接入全球互操 作性(WiMax)是可能技术的例子。然而，应该指出的是，本发明不限 于这些媒质或技术。同样，尽管只示出了三个接入节点，应认识到网 络200可能包含数百或数千个接入节点。接入域还包括接入网络130和区域性网络135，将对其一起讨论。 接入网络130和区域性网络135的主要功能是提供在接入节点120和 网络服务供应商140和应用服务供应商150之间的端-到-端和独立的 传输。接入网络130和区域性网络135是能够执行以下任务的网络， 诸如聚合(aggregation)、交换和路由下游和上游的数据通信。接 入网络130优选能够使用以太网，或对应于OSI模型的第2层的其它
类似协议，但是不限于此。有利地，能够支持IPv4和/或IPv6。区域 性网络135优选支持以太网和/或IP和MPLS，和可能其它的第3层协 议。另外，应该i^识到接入网络130和区域性网络135可以由一个运 营商或由许多不同的运营商操作和/或管理。接入网络130和区域性网 络135都包括多个交换机(未示出)，交换机处理那里通过的数据通 信交换。接入网络130和区域性网络135，通过经由接入边缘节点160的 它们通信操纵(traffic-engineering)能力的紧密耦合，能够提供 端-到-端的服务质量(QoS)。接入边缘节点160的任务是创建、管理 和宿主服务代理170和服务绑定(图2中未示出，但是在图3中示出 了 )。服务代理170的每一个对应于服务供应商域(140或150)之一 或接入网络桥接功能。服务代理170的每一个管理和控制接入网络130 上的虚拟局域网(VLAN)。表述"服务绑定"指的是在用户域110和 接入边缘节点160的服务代理170之一之间的绑定。在说明书中将会 参考图3、 4a和4b更详细地描述接入边缘节点160和服务代理170的 概念和服务绑定。现在转到用户域110，后者依赖接入域115来提供到接入域115 中的入口点。在本发明的上下文中，表述"用户域"可选择地指独立 的计算机、通过路由器物理或无线连接的计算机局域网络、无线电话、 个人数字助理(PDA)和能够通过诸如网络200的数据网络进行数据通 信的所有其它设备。另外，表述"用户域"意在还包括利用多个设备 通过单个用户端口执行的多个同时发生的数据通信会话。例如，用户 可以利用一个或多个设备，通过位于VLAN的用户域或这里称为"用户 域"的单个用户端口，同时接入不同的应用和网络服务，诸如因特网 接入、视频会议和电视节目。网络服务供应商140例如指的是使用接入域115来提供IP寻址和 到另一个IP网络的连接以及供给和递送特定应用的实体。在利用用户 域110的数据通信的环境中，网络服务供应商140通常拥有IP地址， 并且使用基于例如远程验证拨号用户服务(RADIUS )的识别将IP地址 分配给用户域IIO。如果期望和/或需要的话，网络服务供应商140还 可以执行用户级的身份验证和授权。应用服务供应商150使用接入域115供给和递送一个(或多个)应用给用户域110的终端用户。这样应用的例子包括游戏、点播电视、 视频会议和许多其它的可能应用。但是，接入域115代表应用服务供 应商分配IP地址给用户域110。如果需要的话，应用服务供应商150 也可以执行用户级的验证，并且如果必须的话执行授权。应该认识到， 在下面的说明中，表述"服务供应商"和"服务供应商域"将交替使 用来同时表示网络服务供应商140和应用服务供应商150，并且表述 "服务供应商"将表示网络服务供应商140和应用服务供应商150之如前所述，服务绑定涉及传输关系。在本发明的上下文中，在两 个用户域之间建立传输关系，并且直接对服务接入节点120和接入边 缘节点160产生影响。从概念上讲，创建服务绑定对应于将所识别的 用户域添加到对应于接入域上的服务代理的VLAN。因而，每个服务绑 定可以表示贸易业务实体，该业务实体保证相应服务的递送。服务绑 定在接入边缘节点中创建、管理和宿主，并且联合服务代理170存在。 服务绑定也可以宿主在接入节点中，为其支配数据通信。因为服务代理和服务绑定是在接入边缘节点中被创建、管理和宿 主，现在将同时参考图2和图3进行说明，图3是依照本发明教导的 接入边缘节点的示意性表示。为了能够执行创建、管理和宿主服务代 理和服务绑定的任务，接入边缘节点包括多个元件。因此其位置是在 接入域115中，接入边缘节点包括用于通过接入网络130与接入节点 120通信的接入域输入/输出单元310。接入边缘节点160还包括用于 通过区域性网络135与网络服务供应商140和应用服务供应商150通 信的网络/应用服务供应商域输入/输出单元320。另外，接入边缘节点 160包括服务代理单元340、控制单元330，并且可选还包括转换表 350、转发单元360、调节单元370和广播处理器380。服务代理单元340包括服务代理的管理和控制单元342和服务绑 定宿主单元344。服务代理单元340在服务代理的管理和控制单元342 中保持现有的服务代理170的信息。服务代理的管理和控制单元342 接下来负责服务绑定346的创建和管理。为此，服务代理的管理和控 制单元342确定何时需要新的服务绑定346或何时可以将现有的服务 绑定去除，并且进行对服务绑定346的创建/去除。服务代理的管理和 控制单元342还负责向现有的服务绑定添加/去除用户设备。另外，服
务代理的管理和控制单元342还负责保证服务绑定346相关信息和与 其交互的接入节点的同步性。同时参考图4a和图3，图4a表示服务代理的管理和控制单元342 的内容的示例性表格表示。图4a除了第一行(标题行)之外的每一行， 表示由服务代理的管理和控制单元342管理和控制的服务代理170之 一的示例性内容。图4a的每一列对应于由服务代理的管理和控制单元 342为每个服务代理170维护的特定信息。第一列表示服务代理170 的标识。该标识通常是用作服务代理标识符的数字标识符。依照本发 明的优选实施例，在接入边缘节点中的每个服务代理具有唯一的服务 代理标识符。第二列指的是对应服务代理的特定服务类型的标识。例 如，在一个服务供应商域140或150提供多个服务的情况下，所提供的每个服务与不同的服务类型相关，以便在服务供应商域的各种服务 之间区分。第三列标识为该服务代理和相关的服务类型进行正确地数 据通信传输所需的优选或必须的服务质量(QoS) 。 QoS的示范性标准 包括延迟、误码率、带宽和优选协议。第四列指的是由该接入边缘节 点160用来进一步路由与该特定服务代理相关的进入数据通信的端 口。除了这些内容，服务代理的管理和控制单元342包括足够的逻辑 软件和硬件来创建附加的服务代理和去除不必要的服务代理。应该认 识到，尽管在图4a中以表格的形式表示出服务代理的管理和控制单元 的内容，但是这样的内容不限于此。服务代理的管理和控制单元342 可以包括关系数据库、硬编码部件、微处理器和编程库等。现在同时参考图4b和图3,图4b表示服务绑定宿主单元344的内 容的示例性表格表示。图4除了标题行之外的每一行表示服务绑定宿 主单元344所宿主的一些服务绑定346的示范性内容。图4b中的每一 列表示服务绑定宿主单元344中所宿主的用于每个服务绑定346的可 能信息。但是，这样的信息不应该理解为"必不可少的"信息，而是 图4中列出的信息表示可以用来执行本发明的字段的例子。第一列表第二列标识服务类型，如关于图4a所述的。其它列表示与服务绑定相 关的数据通信的传输原语(transport primitive)。更具体地，第 三列标识用户域MAC地址。第四列包括当与服务接入节点通信时用户 域使用的端口的标识。第五列对应于用户域使用的局域网任意标识 符，并且可以包括隐式或显式的局部VLAN信息。第六列指的是服务于 该用户域的接入节点的MAC地址。可替代地，用于用户MAC信息和局 域网环境的列可以用存储关于虚拟接入边缘节点MAC地址的信息(接 入边缘节点MAC地址和其输入端口 )的列来代替，在该MAC地址上发 送通信。因而，每个服务绑定346将服务代理之一和接入节点中的两 个绑定在一起用于提供接入域115上的数据通信。应该注意到，尽管 已经在图4b中以表格的形式示出了服务绑定宿主单元344的内容，但 是这样的内容不限于此。服务绑定宿主单元可以包括关系数据库、硬 编码部件、微处理器和编程库等。因此，输入端口和VLAN信息的组合表示了 一种将进入的数据通信 与合适的服务绑定快速相关的简单而可靠的方式。其它的信息组合也 可以用于将进入的数据通信与对应的服务绑定可靠匹配。例如，依照 本发明的第一实施例，本发明的用户域到用户域的桥接可以包括端口 级的桥接。如前所述，端口级的桥接包括在第一接入节点的端口到第 二接入节点的端口之间桥接数据通信，而不触及以太网消息的其它字 段，例如VLAN标记字段。依照本发明的第二实施例，本发明的用户域到用户域的桥接包括子网级的桥接。为此，使用第一接入节点的输入 端口信息和对应的第一 VLAN，以及第二接入节点的输入端口信息和其 对应的第二 VLAN，桥接在第一用户域和第二用户域之间的数据通信。 通常， 一旦已经创建了服务绑定并且通知了接入节点，可以依照该服 务绑定在接入域上执行它们之间的数据通信。更具体的，在本发明的情况下，服务代理对应于提供用户域到用 户域的数据通信流，宿主在服务绑定宿主单元344中的服务绑定346 可替换地提供第一和第二用户域的必要信息。因此，如对应于服务代 理标识符SA2的行所示，服务类型对应于用户域到用户域流，用户MAC 信息包括第一用户域的MAC地址和对应于第二用户域的另一个MAC地 址。对应于用户端口信息、局域网环境和服务接入节点MAC地址的字 段还提供第一和第二用户域的相关信息。可替换地，依照本发明的另 一个实施例，用户MAC地址可以用接入域输入/输出单元的输入/输出 端口标识来代替，局域网环境可以对应于VLAN信息。现在返回对图3的说明，接入边缘节点的控制单元330在接收到 数据通信710b的时候，负责确定其是否对应于服务代理之一。为此，
控制单元330访问在该数据通信的报头中包含的信息，并且咨询服务 代理的管理和控制单元342来确定服务代理170中的一个是否对应于 该报头中包含的信息。在数据通信的桥接是为由不同接入边缘节点服 务的两个用户域而执行的情况下，控制单元在该两个所牵涉 (implicate)的接入边缘节点之间创建对该接收的数据通信的MPLS 第2层隧道化。如果需要，控制单元330可以可选地与转换表350交互。因为服 务代理的管理和控制单元的每个服务代理170是由服务代理标识符唯 一标识的，在转换表中必须保存在与服务代理170对应的服务代理标 识符和相应的l良务供应商域(140或150)之间的映射(当可应用的时 候)。因而， 一旦在接入域输入/输出单元310接收到数据通信，其具 有与接入边缘节点160的虚拟MAC地址对应的目的地地址，控制单元 330咨询转换表350来获取从接入边缘节点虚拟MAC地址到目的地服 务供应商域U40或150)地址的快速转换。在本发明的上下文中，虚 拟MAC地址是对节点的物理地址和相应输入/输出单元的相关端口信息 的表示。控制单元330还咨询转发单元360，以确定在接入域输入/输出单 元310接收的数据通信是否不进行任何修改而直接转发给服务供应商 域输入/输出单元。最后，控制单元330可以还与调节单元370交互，调节单元能够 在接入域输入/输出单元310和网络/应用服务供应商域输入/输出单 元320上所接收的数据通信上执行下游/上游通信管制(policing)、 做标记、通信评论，正如对应的服务代理170所指示或需求的。现在参考图5，该图是依照本发明教导的接入节点之一的示意性表 示。因为其位置在接入域115中，接入节点120包括用于与接入域115 的接入网络130和接入边缘节点160通信的接入域输入/输出单元 520。接入节点120还包括用于与用户域110通信的用户域输入/输出 单元150。因此，在接入节点120上的进入数据通信通过用户域输入/ 输出单元510，该数据通信源自/发向用户域，其向该用户域提供到接 入网络130的接入服务。接入节点120还包括用于宿主服务绑定的相关信息的服务绑定单 元540。服务绑定相关信息包含特定服务绑定信息(以服务代理身份和 服务类型的形式)、与用户域通信的接入节点的端口的标识和用户域的局域网环境。服务绑定单元540只为牵涉该接入节点的服务绑定存 储服务绑定相关信息。因而，在不同接入节点120中的服务绑定单元 540存储不同的信息。服务绑定相关信息包括以下的一些或所有服务 代理标识符、用户域输入/输出单元510上的用户端口、用户域的局部 环境信息。接入节点UO还包括控制单元530。控制单元评估在用户域输入/ 输出单元510上接收的数据通信710a，以便确定所需要的动作过程。 为此，控制单元530咨询服务绑定单元540来确定服务绑定是否对应 于接收到的数据通信710a。如果所接收的数据通信对应于一个用于执 行用户域到用户域的数据通信桥接的服务绑定，则控制单元530将所 接收的数据通信710a转发到桥接单元550。桥接单元550对该数据通 信进行必要的修改，以准备将所接收的数据通信在接入域上进行转 发。更具体地，桥接单元550将所接收的数据通信710放到以太网单 播消息的用户数据字段中，在本发明申请中也称为隧道化。桥接单元 550还将目的地地址分配给与接入边缘节点的虚拟MAC地址对应的以 太网单播消息。桥接单元550还将源地址分配给与接入节点120的虚 拟MAC地址对应的以太网单播消息。最后，桥接单元还将与接入域输 入/输出单元520的端口对应的值分配给以太网单播消息的VLAN标记 字段。在本发明中，通过在接入节点以单播消息隧道化数据通信来在接 入域上桥接数据通信，该接入节点作为接入域的入口节点用于发送用 户域。该单播消息被发送给接入边缘节点，在那里它被重定向到服务 于第二用户域的接入节点，第二用户域是该数据通信的预定接收者。 因此，服务于接收者用户域的接入节点必须具有去隧道化(detunnel ) 接收的数据通信(其对应于隧道化的数据通信)的能力。为此，控制 节点530还确定何时接收的数据通信包括隧道化的数据通信，并且继 续对该数据通信进行去隧道化，并且通过用户域输入/输出单元510转 发到接收者用户域。现在参考图6，其表示依照本发明在接入域上桥接数据通信的方法 的简化流程图。该方法从步骤605开始，在第一接入节点从第一用户 域接收数据通信。该方法继续到步骤610，在步骤610第一接入节点的 控制单元识别在服务绑定单元540中的服务绑定是否对应于该接收的 数据通信。可以使用许多参数将接收的数据通信与服务绑定相关信息 相关联。当已经识别对应的服务绑定，并且该服务绑定对应于用户域 到用户域的桥接服务，将相应服务代理标识符提供给绑定单元550，以 便在步骤615在单播消息中适当地隧道化数据通信。步骤615还包括 通过接入域输入/输出单元520将隧道化的数据通信转发给接入边缘节 点160。然后，在步骤620中，在接入边缘节点160中接收该隧道化 的数据通信。在步骤625中，接入边缘节点160识别是否存在对应于 该接收的隧道化数据通信的服务绑定。在步骤630中，依照所识别的 对应服务绑定，接入边缘节点修改该隧道化的数据通信的目的地地 址，以对应于服务于第二用户域的接入节点的虚拟MAC地址。之后， 在步骤635中，接入边缘节点在接入域上转发该修改的隧道化数据通 信。在步骤640中，在第二接入节点中接收该修改的隧道化的数据通 信。在步骤645中，第二接入节点检验数据通信的类型，并且当确定 其包含隧道化的数据通信的时候，在步骤650中，继续对该修改的隧 道化的数据通信去隧道化。 一旦已经去隧道化，在步骤655中，将该 数据通信转发给接收者用户域。现在参考图7。图7描绘了依照本发明，为了执行数据通信的桥接 在网络中执行的修改。出于举例目的，图7描绘了以太网消息，诸如 在国际电子和电气工程师(IEEE) 802. 3ac所描述的。以太网消息通 常包括以下字段目的地地址(DA) 720、源地址(SA) 730、类型740、 VLAN标记750和用户数据760。图7更具体地描绘了，依照本发明，为了允许数据通信的桥接在 以太网类型消息上执行的修改。第一用户域向第 一接入节点发送以太 网消息710a，其中DA对应于第二用户域的MAC地址，SA对应于第一 用户域的MAC地址，并且VLAN标记对应于第一用户域的局部信息。 在接入节点上，将该以太网消息封装在另一个以太网消息710b的用户 数据字段中。该以太网消息710的DA和SA被分别分配接入边缘节点 的虚拟MAC地址和第一接入节点的虚拟MAC地址，而VLAN标记字段 用来包括与该数据通信在接入域输入/输出单元520上所使用的输入/ 输出端口相关的信息。将以太网消息710b从第一接入节点发送到接入 边缘节点，在此通过修改目的地地址将其重定向以便对应服务于接收 者用户域的第二接入节点的虚拟MAC地址，如以太网消息710c所示。 最后，将以太网消息710c转发到第二接入节点，在此将其去隧道化以 便获得以太网消息710d，把以太网消息710d转发到接收者用户域。为了促进对VLAN信息的管理，可以使用的替代方案是将VLAN值 归结到接入节点端口标识。例如，对于接入节点的端口 0，可以使VLAN 值455，对于端口l，可以^吏用VLAN值456等等。可以理解，为了执行接入域上的桥接对数据通信进行的修改只对 接入节点120、接入网络130和接入边缘节点160可见。对数据通信 的修改对于用户设备110是透明的。该修改是可能的，因为服务绑定 由接入边缘节点160创建，并且在接入节点120和接入边缘节点160 上都加强。在接入节点和接入边缘节点所存储的服务绑定存储对数据 通信进行修改以允许桥接所需要的信息。尽管已经结合附图和前面的详细说明举例说明了本发明的方法和 节点的几个优选实施例，但是应该理解的是本发明不限于所公开的实 施例和协议，而是在不偏离由所附权利要求所描述和定义的本发明的 精神的情况下能够进行多种重新布置、修改和替换。
权利要求
1.一种用于执行接入域上数据通信的桥接的方法，该方法包括如下步骤在第一接入节点从第一用户域接收数据通信，该数据通信被指定给第二用户域；在第一接入节点中识别与所接收的数据通信对应的服务绑定；依照所识别的服务绑定，在寻址到接入边缘节点的单播消息中隧道化该数据通信；将隧道化的数据通信转发到接入边缘节点；在接入边缘节点接收该隧道化的数据通信；在该接入边缘节点，识别与所接收的隧道化的数据通信对应的服务绑定；在接入边缘节点，依照其中所识别的服务绑定，将所接收的隧道化的数据通信重定向到第二接入节点；在第二接入节点接收重定向的隧道化的数据通信；在第二接入节点去隧道化所接收的重定向的隧道化数据通信；和将该去隧道化的数据通信从第二接入节点转发到第二用户域。
2. 依照权利要求1所述的方法，其中将所接收的数据通信包括在另一个单播消息中。
3. 依照权利要求2所述的方法，其中服务绑定支配在第一和第二 用户域之间的数据通信，其通过以管理它们之间在接入域上的数据通信的方式委托它们的服务接入节点和接入边缘节点来进行。
4. 依照权利要求3所述的方法，其中在第一接入节点的服务绑定包含在用户域输入/输出单元的输入 端口标识，和第一虚拟接入边缘节点MAC地址；在第二接入节点的服务绑定包含在用户域输入/输出单元的输出 端口标识，和第二虚拟接入边缘节点MAC地址；和在接入边缘节点的服务绑定包含第一接入节点MAC地址，第一 虚拟接入边缘节点MAC地址，第二虚拟接入边缘节点MAC地址，在接 入边缘节点的输入端口标识，和在接入边缘节点的输出端口标识。
5. 依照权利要求4所述的方法，其中依照所识别的服务绑定在寻 址到接入边缘节点的单播消息中隧道化数据通信的步骤包括以下步在单播消息的用户数据部分插入该数据通信；给该单播消息的目的地地址分配接入边缘节点的MAC地址； 给该单播消息的源地址分配第一接入节点的MAC地址； 给该单播消息的虚拟局域网(VLAN)标记分配服务代理标识符。
6. 依照权利要求5所述的方法，其中在接入边缘节点依照所识别的服务绑定将所接收的隧道化数据通信重定向到第二接入节点的步骤 包括以下步骤将目的地地址修改为对应第二接入节点的MAC地址；和将源地址修改为对应接入边缘节点的MAC地址。
7. 依照权利要求6所述的方法，其中在接入边缘节点依照所识别 的服务绑定将所接收的隧道化数据通信重定向到第二接入节点的步骤 还包括一个步骤将所接收的暖道化数据通信的VLAN标记字段修改为对应第二接入节点的输入端口。
8. 依照权利要求l所述的方法，其中转发隧道化的数据通信的步 骤在接入域上通过那里的交换机来进行。
9. 依照权利要求5所述的方法，还包括下面步骤 给单播消息的Ethertype字段分配指示该单播消息用于隧道化的数据通信的值。
10. —种用于桥接接入域上的数据通信的接入边缘节点，该接入 边缘节点包括接入域输入/输出单元，用于在接入域上接收和发送数据通信； 服务绑定宿主单元，用于存储关于牵涉该接入边缘节点的服务绑 定的信息；以及控制单元，用于确定在接入域输入单元所接收的数据通信是用于 从第一用户域向第二用户域桥接数据通信的单播消息，控制单元利用 服务绑定宿主单元识别对应于该单播消息的服务绑定，控制单元依照 所识别的服务绑定将该单播消息的目的地地址修改为对应第二用户域 的服务节点的地址，并且将修改的单播消息移交给接入域输入/输出单 元来在该接入域上发送。
11. 依照权利要求10所述的接入边缘节点，其中每个服务绑定支配在第一和第二用户域之间的数据通信，其通过以管理它们之间在接 入域上的数据通信的方式委托它们的服务接入节点和接入边缘节点来 进行。
12. 依照权利要求11所述的接入边缘节点，其中服务绑定宿主单 元包含以下信息第一接入节点MAC地址，第一虚拟接入边缘节点MAC 地址，第二虚拟接入边缘节点MAC地址，在接入边缘节点的输入端口 标识，在接入边缘节点的输出端口标识。
13. 依照权利要求10所述的接入边缘节点，其中控制单元还将单 播消息的源地址修改为对应接入边缘节点的MAC地址。
14. 依照权利要求12所述的接入边缘节点，其中控制单元还将所 述数据通信的VLAN标记字段改变为对应第二用户域的服务接入节点的 输入端口 。
15. 依照权利要求10所述的接入边缘节点，其中控制单元确定在 接入域输入单元所接收的数据通信是用于从第一用户域向第二用户域 桥接数据通信的单播消息，因为该单播消息的Ethertype字段的值。
16. —种用于在接入域上桥接数据通信的接入节点，该接入节点 包括用户域输入单元，用于接收来自第一用户域并且指定给第二用户 域的数据通信；服务绑定单元，用于存储服务绑定相关信息，每个服务绑定支配 在用户域和接入边缘节点之间的数据通信，其通过以管理它们之间在 接入域上的数据通信的方式委托接入节点和接入边缘节点来进行；桥接单元，用于依照对应于该数据通信的服务绑定，在寻址到接 入边缘节点的单播消息中隧道化接收到的数据通信；控制单元，用于识别对应于该接收到的数据通信的服务绑定之 一，控制单元将该接收到的数据通信转发到桥接单元，以便利用相应 服务绑定的指示进行隧道化；接入域输出单元，用于从桥接单元接收该隧道化的数据通信，并 且在接入域上转发该隧道化的数据通信。
17. 依照权利要求16所述的接入节点，其中服务绑定相关信息包 括对于每个服务绑定，在用户域输入/输出单元的输入端口标识和第一 虚拟接入边缘节点MAC地址。
18. 依照权利要求16所述的接入节点，其中 接入域输出单元是接入域输入/输出单元； 在接入边缘节点创建服务绑定；通过接入域输入/输出单元通知接入节点该创建的服务绑定。
19. 依照权利要求17所述的接入节点，其中 桥接单元通过以下措施隧道化数据通信 在单播消息的用户部分插入数据通信；给该单播消息分配对应于接入边缘节点的MAC地址的目的地地址；给该单播消息分配对应于接入节点MAC地址的源地址； 给单播消息的虚拟局域网(VLAN)标记字段分配对应于接入域输 出单元的输出端口的值。
20. 依照权利要求15所述的接入节点，其中用户域输入单元是用于从第 一用户域接收数据通信以及向第 一用 户域发送数据通信的用户域输入/输出单元；接入域输出单元是用于从接入域接收隧道化的数据通信和用于向 控制单元转发该隧道化的数据通信的接入域输入/输出单元；控制单元还确定在接入域输入/输出单元所接收的数据通信是隧 道化的数据通信，识别对应于所接收的隧道化数据通信的服务绑定之 一，并且利用该对应的服务绑定的指示将隧道化的数据通信转发到桥 接单元；以及桥接单元进一步依照所识别的服务绑定，将从接入域输入/输出单 元所接收的隧道化的数据通信去隧道化，并且将该去隧道化的数据通 信转发到用户域输入/输出单元。
全文摘要
本发明涉及一种执行接入域上的数据通信的桥接的方法和节点。为此，对于在接入节点接收的来自第一用户域并且指定给第二用户域的数据通信，该接入节点识别与该接收的数据对应的服务绑定。然后，依照所识别的服务绑定，接入节点在寻址到接入边缘节点的单播消息中隧道化该数据通信。然后，将隧道化的数据通信转发给接入边缘节点。接入边缘节点接收该隧道化的数据通信，并且识别与该接收的隧道化的数据通信对应的服务绑定。接入边缘节点然后依照其中所识别的服务绑定，继续将隧道化的数据通信重定向到第二接入节点。在第二接入节点接收该重定向的隧道化的数据通信，在此将其去隧道化和转发到第二用户域。该方法还提供用于执行本发明的接入节点和接入边缘节点。
文档编号H04L12/46GK101120544SQ200680004813
公开日2008年2月6日 申请日期2006年2月14日 优先权日2005年2月14日
发明者B·特伦布莱, M·吉盖, M·朱利安, S·莫内特 申请人:艾利森电话股份有限公司