数据通信网组网方法和装置与流程

本发明涉及通信领域中分组传送网技术，具体地，涉及数据通信网的组网方法和装置。

背景技术：
分组传送网（PacketTransportNetwork，PTN）的网管通过数据通信网(DataCommunicationNetwork，DCN)与网元建立通信，对网元进行管理和维护。按照网管流量划分，PTN网管可采用2种部署方案：1、采用带外DCN网络承载，即利用业务通道以外的其它通道来传送网络管理信息；2、采用带内DCN网络承载，即网络管理信息通过设备的业务通道进行传送，包括：（1）业务端口域内DCN：当PTN设备与设备之间通过业务端口相连，承载的DCN报文就是业务端口域内DCN，通过特殊的标签与业务进行区分。DCN管理域内的各PTN设备全部利用业务端口连接，不需要任何配置，DCN就能自通；上述业务端口即为PTN设备间组网连接使用的端口是实际承载业务的端口。（2）管理网口绕接DCN：PTN设备的管理网口通过网线绕接到业务端口上，配置专线业务到中心局点（网管所在机房）的PTN设备，中心局点的PTN设备在业务端口上通过不同的虚拟局域网(VirtualLocalAreaNetwork，VLAN)来区分不同的DCN专线业务。该业务端口与管理网口通过交换机连接网管，从而实现各PTN设备与网管的互通；上述管理网口即为PTN设备主控单板上的网口（100M电口），设备通过该网口将管理信息传送给网管服务器。现有的PTN网络采用接入子环双汇聚节点接入的组网结构，网管DCN组网采用带外DCN+业务端口域内DCN（带内DCN）的方式。选择核心汇聚层（即核心层和汇聚层，下同）设备做网关网元，采用带外DCN网络承载实现网元的监控；其它的扩展设备及接入层网元，采用业务端口域内DCN方式承载，利用打开的DCN通道与其所归属的网关网元进行通信，从而实现非网关网元的网管监控，如图1所示，图1的核心汇聚层中的各节点（如G节点）即为汇聚节点。现有PTN网络的DCN组网存在以下缺陷：缺陷1：随着网络设备不断扩容，网管处理存在严重的安全隐患。在网络建设初期，根据所管理网元的数量设置了一定数目的核心汇聚层设备作为网关网元，但随着网络扩容网元数量不断增长，仅有的网关网元数量已无法正常管理网元（目前国内厂商的PTN设备网关网元可管理的子网元的数量最大为128个，最小为64个）。例如，生产厂家建议现网应用网关网元所管理网元数不要超过60个，否则会影响网关网元处理信息的能力。以某地的本地PTN网络为例，目前有网关网元43个，PTN设备2156端，平均每个网关网元管理50个网元，但是由于接入层设备分布不均匀性导致农村地区网关网元管理网元数少20-30个，市内中心区域有的网关网元管理网元数超过150个，网关网元管理能力严重越限，导致网关处理信息速度慢、网管效率低，严重时经常发生告警信息不能及时上报、网元暂时脱管等现象，严重影响日常监控与维护。缺陷2：网关网元扩容成本高，给工程维护带来诸多不便。如上述，随着网络规模不断扩大，现有的网关数量已经无法满足网络监控的需求，必须扩容网关网元。但是扩容新的网关网元，需要增加新的核心汇聚层设备、路由器、交换机、协议转换器等，成本很高；而且每次扩容都需要更改网络拓扑结构、重新划分DCN子网，给工程及维护带来诸多不便。

技术实现要素：
针对现有技术中DCN组网的网管处理存在安全隐患的缺陷，本发明一方面提出一种数据通信网组网方法。数据通信网组网方法，包括：在两个汇聚节点挂接的接入子环中，选择至少一个子网节点作为子网网关网元；子网网关网元的主控板的以太口与子网网关网元的业务单板的以太口相连；将汇聚节点的业务单板的以太口与接入到带外数据通信网的交换机相连。本发明的另一个方面提供了一种数据通信网组网装置。数据通信网组网装置，包括：网关选择模块，用于在两个汇聚节点挂接的接入子环中，选择至少一个子网节点作为子网网关网元；网关连接模块，用于将子网网关网元的主控板的以太口与子网网关网元的业务单板的以太口相连；节点连接模块，用于将汇聚节点的业务单板的以太口与接入到带外数据通信网的交换机相连。本发明的数据通信网组网方法和装置，在两个汇聚节点挂接的接入子环中，选择至少一个子网节点作为子网网关网元，将汇聚层网关网元处理压力分散到不同的接入子环的网关网元上，保证每个网关网元处理的网元数不超过设备限制，即使网络扩容网元数量不断增加，也可以有效地克服网关网元处理能力不足的缺陷。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1为根据现有技术中的PTN网络的DCN组网示意图；图2为根据本发明具体实施方式中数据通信网的组网结构示意图；图3为根据本发明具体实施方式中接入子环网关网元（C、D、E、F）连接方式的结构示意图；图4为根据本发明具体实施方式中汇聚节点（A、B）网关网元连接的结构示意图；图5为根据本发明具体实施方式中数据通信网的各层网关网元连接的整体硬件结构示意图，其中，PTN950代表图2中接入子环网关网元C、接入子环网关网元D、接入子环网关网元E和接入子环网关网元F，PTN3900代表图2中汇聚节点A和汇聚节点B；图6为根据本发明具体实施方式中DCN子网第一种划分方法的结构示意图；图7为根据本发明具体实施方式中DCN子网第二种划分方法的结构示意图；图8为根据本发明具体实施方式中数据通信网组网装置的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。如图2所示，本发明的分层式的数据通信网的结构包括：1）选择核心汇聚层的PTN设备作为网关网元，采用带外DCN的方式承载，负责其自身及传输落地侧扩展设备的网管监控；2）在每个接入层子环（即接入子环）内（或者在接入环分布密集的区域，在某些接入子环内）选择一个网元作为网关网元，采用管理网口绕接DCN（带内DCN）+带外DCN的方式承载，负责其自身及其所在子环内其它网元的网管监控；3）所有的非网关网元采用业务端口域内DCN(带内DCN)方式通过其所属的网关网元实现其与网管服务器的通信。以图2中由相同的2个汇聚节点（汇聚层网关网元）挂接的接入子环为例说明各层次网关网元管理方式（此处的相同即指接入子环都是由如图2中A和B两个汇聚节点接入的）：1、汇聚节点A、B（网关网元）通过已有的带外DCN网络实现网关网元网管监控，将其主控板（SCA）与接入到带外DCN网络的交换机互连（如图4）；其中，主控板（SCA）提供标准的以太网口，实现网管对设备的管理，收集设备的管理、性能告警检测等数据通过该以太网口上报给网管服务器进行处理；2、接入子环1、接入子环2分别选择C、D两点为接入子环网关网元，将其主控板（SCA）的以太网口连接到其业务单板（ETFC）的以太网口上（如图3），在汇聚节点A，将其业务单板（ETFC）的以太网口与接入到带外DCN网络的交换机互连（如图4），通过配置从接入子环网关网元C、D的业务端口（ETFC的以太网口）到汇聚节点A的业务端口（ETFC的以太网口）的PTN专线业务，实现接入子环网关网元C、D的网管监控。接入子环3、接入子环4分别选择E、F两点为接入子环网关网元，将其主控板（SCA）的以太网口连接到其业务单板（ETFC）的以太网口上（如图3），在汇聚节点B，将其业务单板（ETFC）的以太网口与接入到带外DCN网络的交换机互连（如图4），通过配置从接入子环网关网元E、F的业务端口（ETFC的以太网口）到汇聚节点B的业务端口（ETFC的以太网口）的PTN专线业务，实现接入子环网关网元E、F的网管监控，如图3、图4和图5所示；其中，接入子环网关网元将主控板收集的信息通过连接网线传送给业务单板，再通过接入子环网关网元的业务单板至汇聚层网关网元的业务单板配置的PTN专线业务将信息传送给带外交换机，ETFC是业务单板的简称，有12个以太网口。本发明提出的数据通信网组网结构，通过在接入子环内选择网关网元，增加了网关网元的数量，将汇聚层的网关网元的处理压力分散到不同的接入子环的网关网元上，保证每个网关网元处理的网元数不超过60个，即使网络扩容网元数量不断增加，也可以有效地克服网关网元处理能力有限的缺陷。另外，PTN设备一般都配置百兆的以太网板，因此网关网元扩容只需要进行简单的业务配置，交换机、路由器数据配置，网线布放等操作，简单易行，成本非常低。为了进一步说明本发明，本发明公开了两种DCN子网划分方法：方法一：由相同的2个汇聚节点（汇聚层网关网元）挂接的所有接入子环，包括汇聚节点划分在一个DCN子网内，同一子网内DCN通道全部打开，即第一子网内的DCN通道（包括汇聚层网关网元A和B）全部打开，第二子网内的DCN通道（包括汇聚层网关网元B和C）全部打开，不同子网间的DCN通道全部关闭，即第一子网和第二子网之间的DCN通道（包括汇聚层网关网元B）全部关闭。考虑相邻网元过多时，会影响网络管理的收敛速度，因此该方案适用于2个汇聚节点挂接的接入子环不是很多的情形，如图6所示。方法二：每个接入子环划分成一个DCN子网，其与2个挂接的汇聚节点（汇聚层网关网元）A和B之间的DCN通道是关闭的，如图7所示。当2个汇聚节点挂接的接入子环特别多时采用方法二比较好（相对于方法一），方法二更清晰简单，容易实现。为了进一步说明本发明，本发明公开了DCN网络安全保护的方法1）接入子环网关网元带内DCN业务保护接入子环网关网元到汇聚层网关网元的业务采用现有技术中的TUNNEL（隧道）的APS（自动保护倒换）1:1保护配置，在环内有一处断纤或环内一个非网关网元掉电、一个挂接的汇聚层节点（与接入子环网关网元接入不同带外交换机）失效的情况下，可保证网关网元的正常通信。其中，上述TUNNEL（隧道）的APS（自动保护倒换）具体为：TUNNEL（隧道）：独立于业务，实现端到端的传输，为业务相关层的PW（伪线）提供承载的通道；APS（自动保护倒换）：信号从一个失效工作路径／子网连接自动倒换至一个保护路径／子网连接，并完成后续恢复工作。2）网关网元主控1+1配置通过对各层网关网元主控1+1配置，可以确保网关网元在单主控失效的情况下，设备正常通信。具体地，网关网元主控1+1配置：网关网元配置两块主控板，热备份，互为主备保护；单主控：网元只配置1块主控单板；单主控失效：当网关网元只配置1块主控单板，并且该单板发生故障。3）通过为网元配置备用网关，实现多种故障场景下网关的保护倒换根据上述两种DCN子网划分方法，各网元备用网关也设有相应的配置方法。方法一、对应DCN子网划分方法一的网关配置方法：如图6所示，接入子环的网关网元接入不同的带外交换机的2个子环设置为一个保护组（按照上述对本发明的分层式的数据通信网的结构的描述，接入子环1通过汇聚节点A的带外交换机与网管进行通信，接入子环2通过汇聚节点B的带外交换机与网管进行通信），在图6中，第一子网中接入子环1、2为一对保护组。接入子环1内的非网关网元（网元D1和D2）选择其所在子环（接入子环1）的网关网元D为主用网关；接入子环1内的所有网元（网元D、网元D1和网元D2）设置与其所在子环（接入子环1）是一个保护组的另一个子环（接入子环2）的网关网元E为第一备用网关，2个汇聚层网关网元（汇聚节点）A、B分别为第二、第三备用网关；2个汇聚层网元（汇聚节点）A、B可以配置互为备份网关。在这种配置下，可以实现多种故障场景下，不需要人为参与的网关网元自动保护倒换，确保网管监控的可靠性。方法二、对应DCN子网划分方法二的网关配置方法：如图7所示，第一子网中的接入子环1内的非网关网元（网元C1和网元C2）选择其所在子环（接入子环1）的网关网元C为主用网关，第二子网中的接入子环2内的非网关网元（网元D1和网元D2）选择其所在子环（接入子环2）的网关网元D为主用网关，接入子环1内的所有网元（网元C、网元C1和网元C2）分别设置2个汇聚层网关网元A和汇聚层网关网元B为第一备用网关、第二备用网关，接入子环2内的所有网元（网元D、网元D1和网元D2）分别设置2个汇聚层网关网元A和汇聚层网关网元B为第一备用网关、第二备用网关。由于上述DCN子网划分方法要求各接入子环与2个汇聚层挂接网元（网元A和网元B）的DCN通道关闭。因此，在故障发生时，需要人为打开故障接入子环（发生故障的接入子环1和接入子环2）与2个汇聚层挂接网元（网元A和网元B）的DCN通道，才能保证网元的正常监控。同样，此方法也可以很好地确保网管监控的可靠性。本发明的数据通信网组网方法，核心汇聚层的PTN设备作为网关网元，采用带外DCN方式承载，完成其本身及传输落地侧扩展设备的网管监控；每个接入层子环内（或者在接入环分布密集的区域，在某些接入子环内）选择一个网元作为网关网元，采用管理网口绕接DCN（带内DCN）+带外DCN的方式承载，负责其本身及其所在子环内其它网元的网管监控。本发明的数据通信网组网方法，将汇聚层网关网元处理压力分散到不同的接入子环的网关网元上，保证每个网关网元处理的网元数不超过60个（设备限制），即使网络扩容网元数量不断增加，也可以有效地克服网关网元处理能力有限的缺陷。本发明的数据通信网组网方法，从网关网元扩容角度来看，操作简单，可节约大量人力、物力成本；通过全面的DCN网络保护设计，确保了全网网元监控的可靠性，为日常维护带来极大便利，表1为DCN组网方法应用前后各项指标数据对比的表格（以某地PTN网络为例）。表1装置实施例根据本发明实施例，提供了一种数据通信网组网装置。如图8所示，本实施例包括：网关选择模块10，用于在两个汇聚节点挂接的接入子环中，选择至少一个子网节点作为子网网关网元；网关连接模块20，用于将子网网关网元的主控板的以太口与子网网关网元的业务单板的以太口相连；节点连接模块30，用于将汇聚节点的业务单板的以太口与接入到带外数据通信网的交换机相连。其中：网关选择模块10包括：划分选择子模块11，用于将两个汇聚节点挂接的所有接入子环划分成一个数据通信子网，选择数据通信子网中的至少一个子网节点作为子网网关网元；通道开闭子模块12，用于将同一数据通信子网内的子网网关网元的数据通信通道全部打开，不同数据通信子网的子网网关网元的数据通信通道全部关闭。其中：网关选择模块10包括：划分选择子模块11，用于将两个汇聚节点挂接的每个接入子环划分成一个数据通信子网，选择数据通信子网中的至少一个子网节点作为子网网关网元；通道开闭子模块12，用于将数据通信子网与两个挂接的所述汇聚节点之间的数据通信通道全部关闭。其中：数据通信网组网装置还包括：备用网关设置模块40，用于在同一子网内构成保护组的接入子环中，将保护组中的另一接入子环的网关网元设置为备用网关。其中：备用网关设置模块40，还用于设置接入子环挂接的汇聚节点为备用网关。其中：数据通信网组网装置还包括：备用网关设置模块40，用于设置接入子环挂接的汇聚节点为备用网关。本发明的数据通信网组网装置，核心汇聚层的PTN设备作为网关网元，采用带外DCN方式承载，完成其本身及传输落地侧扩展设备的网管监控；每个接入层子环内（或者在接入环分布密集的区域，在某些接入子环内）选择一个网元作为网关网元，采用管理网口绕接DCN（带内DCN）+带外DCN的方式承载，负责其本身及其所在子环内其它网元的网管监控。本发明的数据通信网组网装置，将汇聚层网关网元处理压力分散到不同的接入子环的网关网元上，保证每个网关网元处理的网元数不超过60个（设备限制），即使网络扩容网元数量不断增加，也可以有效地克服网关网元处理能力有限的缺陷。本发明能有多种不同形式的具体实施方式，上面以图2-图8为例结合附图对本发明的技术方案作举例说明，这并不意味着本发明所应用的具体实例只能局限在特定的流程或实施例结构中，本领域的普通技术人员应当了解，上文所提供的具体实施方案只是多种优选用法中的一些示例，任何体现本发明权利要求的实施方式均应在本发明技术方案所要求保护的范围之内。最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。