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CN101047636A - 端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法及系统 - Google Patents

端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法及系统，其中方法为：根据需要接入的端到端伪线仿真虚拟租用线伪线ID，在虚拟交换实例中配置多个全局唯一的伪线ID；端到端伪线仿真虚拟租用线通过匹配查找得到该虚拟交换实例中对应的伪线ID，接入该虚拟交换实例。本发明还提供了一种端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的系统。本发明将多个位于不同PE上，有相同PW ID或不同PW ID、或位于相同PE上，有不同PW ID的PWE3 VLL接入一个VSI中。

Description

端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法及系统
技术领域
本发明涉及虚拟专用网领域，尤其涉及一种端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用LAN业务的方法及系统。
背景技术
最初，电信运营商是以Leased Line(租赁专线)的方式为客户提供链路，然而随着客户分支的增多，该种方式的成本大幅度增加，并且管理的难度也不断增加。
随着ATM(Asynchronize Transport Mode，异步传输模式)和FR(Frame Relay，帧中继)技术的产生，电信运营商开始使用虚电路方式为客户提供点到点的二层链接，客户再在其上建立自己的三层网络以承载IP(Internet Protocol，互联网协议)等数据流。但是该技术提供的都是点到点的二层连接，配置比较复杂，尤其当增加一个站点时，管理员需要进行大量的配置工作。
为了克服上述技术的不足，一种在IP网上提供VPN(Virtual PrivateNetwork，虚拟专用网)服务、可方便设定任意速率、配置简单的技术应运而生，该技术为MPLS(Multiple Protocol Label Switch，多协议标签交换)VPN。基于MPLS的VPN业务有两种，分别是L3(Layer 3)MPLSVPN和L2(Layer 2)MPLS VPN，L2 MPLS VPN包括VPLS(VirtualPrivate LAN Service，虚拟专用LAN业务)和VLL(Virtual Leased Line，虚拟租用线)；其中，VLL仅适用于点到点的组网应用模式；而VPLS可以实现多点到多点的VPN组网，为许多原来使用点到点L2VPN业务的运营商提供了一种更完备的解决方案，还可以避免向L3 VPN介入用户的内部路由层次，运营商可以只管理、运行一个网络，并在一个网络上同时提供Best-effort IP服务、L3 VPN、L2 VPN、流量工程、区分服务等许多服务，从而减少运营商大量的建设、维护、运行费用。
VPLS是一种在MPLS网络上提供类似LAN(Local Area Network，局域网)服务的一种业务，可以使用户从多个地理位置分散的点同时接入网络，相互访问，就像这些点直接接入到LAN上一样。VPLS使用户从LAN延伸到MAN(Metropolitan Area Network，城域网)，甚至WAN(Wide Area Network，广域网)上。
VPLS通过MAC(Medium Access Control，媒体接入控制)地址转发以太网报文，对查找MAC地址不能命中的报文泛洪，把该报文转发到除接收该报文的端口外的属于一个LAN的其他所有端口；当一个报文从一个端口进入时学习该报文的源MAC地址和进入端口的对应关系；收到目的MAC地址为广播地址或组播地址的报文时将报文泛洪到其他端口。
在VPLS包括多个PE(Provider Edge，提供者边缘设备)，为所连接的CE(Customer Edge，用户边缘设备)提供一条或多条PW(PseudoWire，伪线)，使得CE之间可以在VPLS上通信。VPLS把PW模拟成一个以太网端口，学习时要学习源MAC地址与PW的对应关系。
其中，以LDP(Label Distribute Protocol，标签分发协议)为基础的VPLS(简称LDP VPLS)在建立PW的信令上与PWE3(PseudoWireEmulationEdge-to-Edge，端到端虚拟线模拟)基本一致，转发行为完全相同，所以PWE3与LDP VPLS在建立PW时可以互通，也就是说一个PE上的PWE3实例可以和另外一个PE上的VPLS实例建立PW，从而实现互通。
然而，在VPLS中，PW ID就是VPN ID，VPN ID的用途就是标识一个虚拟专用网，因此，一个VSI(Virtual Switch Instance，VPLS VPN在一个PE上的实例)中的所有PW都有相同的PW ID；同时两个PWE3 PW未必都有相同的PW ID，特别是当这两个PWE3都在同一个PE上时，对相同封装类型的PWE3 PW必须有不同的PW ID；因此，一个VSI不能同时接入多个PW ID不同的PWE3 VLL，对于已运行PWE3业务的现有网络中要想实现PWE3接入到VPLS中往往必须修改PWE3配置，使PWE3中PW ID与VSI的PW ID一致，造成对已有业务冲击，甚至无法通过重新规划配置来达到目的。
另外，因为一个VPLS VPN由多个PE上的VSI组成，这些VSI有相同的VPN ID，所以现有方案不能同时将多个PW ID不同的PWE3 VLL接入到一个VPLS VPN里。
还有，由于PWE3是点到点的，不能同时与多个PE建立PW，所以在网络拓扑上不能保证VPLS业务所要求的PE之间的全互连的基本拓扑结构，从而不能提供完整的VPLS业务。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法，以克服现有技术无法实现不同PW ID的PWE3 VLL接入到一个VPLS VPN的缺陷。
为了解决上述问题，本发明提供了一种端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法，包括以下步骤：
A、在虚拟交换实例所在提供者边缘设备中配置全局唯一的伪线ID和该伪线对应的端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备的IP地址；
B、所述端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备向虚拟交换实例所在提供者边缘设备发送MAPPING消息；
C、所述虚拟交换实例所在提供者边缘设备判断该消息中携带的PWID与虚拟交换实例所在提供者边缘设备配置的PW ID是否匹配，如果匹配，则虚拟交换实例所在提供者边缘设备和所述端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备之间的伪线状态从DOWN变成UP，进而该虚拟交换实例状态为UP；
D、所述虚拟交换实例所在提供者边缘设备下发转发表；
E、端到端伪线仿真虚拟租用线根据所述转发表信息建立与虚拟交换实例所在提供者边缘设备的双向连接。
所述全局唯一的伪线ID由整个系统统一分配。
所述全局唯一的伪线ID按照特定规则设置，即所述特定伪线ID与该提供者边缘设备上的其他虚拟交换实例使用的ID不同，并且与该提供者边缘设备上由本虚拟交换实例分配的其他伪线ID不同。
所述伪线状态包括边缘伪线状态和核心伪线状态。
步骤C中，所述虚拟交换实例状态包括UP和DOWN两种情况，其中，是UP的情况包括：
当有至少两个直连电路或边缘伪线UP；
或者至少一个直连电路/边缘伪线和核心伪线UP。
步骤D进一步包括：
当虚拟交换实例状态从UP变成DOWN时删除该转发表。
步骤B中，当所述端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备的标签分发协议会话可用时，向所述虚拟交换实例所在提供者边缘设备发送MAPPING消息。
通过查询所述虚拟交换实例所在提供者边缘设备LDP协议表确定标签分发协议会话是否可用：当标签分发协议表有会话并且处于UP状态则可用，否则不可用。
本发明还提供了一种端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的系统，包括至少一个虚拟交换实例所在提供者边缘设备、至少一个端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备，还包括至少一个中间交换节点，为虚拟交换实例所在提供者边缘设备和端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备提供连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明是通过配置VSI的PW ID，并将其与PWE3 PW关联起来，来实现PW ID不同时，PWE3 VLL能接入到一个VPLS VPN，进而实现多个PW ID不同的PWE3 VLL接入到一个VPLS VPN，其中，所述PWE3VLL可以位于不同PE上，也可以位于相同PE上，有不同PW ID。
进一步，本发明可以把从一个PE来的多个PWE3 VLL接入一个VPLS VPN中，从而实现基于本地VPLS转发的HUB-SPOKE组网，用本发明组建的网络仍然能够提供完整的VPLS业务。
进一步，因为PW ID只是信令过程中使用的参数/标识，并不作为转发的索引或在数据报文中携带，在建立PW时就能保证LDP MAPPING消息能够唯一确定一个PW，所以本发明的技术方案能保证VPLS的其他特性不受影响。
进一步，实现了VPLS业务在网上逐步部署的应用需求。由于开展VPLS业务初期，业务量和用户都比较少，可以只在网络的部分PE上部署VPLS业务，其他PE上使用PWE3 VLL接入VPLS中，从用户角度仍然是VPLS的业务。
另外，由于多个有相同PW ID或不同PW ID的PWE3 VLL可以接入一个VSI中，保证了所有PE节点两两互相连接，实现了PE之间的全互连拓扑结构。
附图说明
图1是本发明一种端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法流程图；
图2是利用本发明构成的HVPLS结构图；
图3是本发明一种端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的系统图；
图4是本发明利用SPE实现多跳连接的端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行说明：
本发明通过在虚拟交换实例中配置多个不同的伪线ID，使具有不同伪线ID端到端伪线仿真虚拟租用线在接入该虚拟交换实例时，可以分别找到与之匹配的伪线ID，从而实现一个VSI可以同时接入多个PWE3 VLL。
本发明一种端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法如图1所示，包括以下步骤：
步骤s101，在虚拟交换实例所在提供者边缘设备与端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备之间建立伪线时，在所述虚拟交换实例所在提供者边缘设备中配置全局唯一的伪线ID和端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备的IP地址。其中，全局唯一的伪线ID由整个系统统一分配；或者全局唯一的伪线ID按照特定规则设置，即所述特定伪线ID与该提供者边缘设备上的其他虚拟交换实例使用的ID不同，并且与该提供者边缘设备上由本虚拟交换实例分配的其他伪线ID不同。
步骤s102，所述端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备状态配置完步骤s101所述全局唯一的伪线ID，及虚拟交换实例所在提供者边缘设备的IP地址，并且当端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备的LDP会话可用时，向虚拟交换实例所在提供者边缘设备发送MAPPING消息，按照draft-ietf-l2vpn-vpls-ldp协议处理该消息。其中，通过查询所述虚拟交换实例所在提供者边缘设备LDP(Label DistributionProtocol，标签分发协议)表确定LDP会话是否可用：当LDP协议表有会话标识存在并且状态为UP时表明可用，否则不可用。
步骤s103，当虚拟交换实例所在提供者边缘设备接收该消息并且PWID与虚拟交换实例所在提供者边缘设备配置的PW ID匹配上则伪线状态从DOWN变成UP。当该伪线状态从DOWN变成UP时，该虚拟交换实例状态为UP。另外，由于伪线状态包括边缘伪线状态和核心伪线状态，当有至少两个直连电路或边缘伪线UP、或者至少一个直连电路/边缘伪线和核心伪线UP时，虚拟交换实例状态为UP，否则为DOWN。
步骤s104，所述虚拟交换实例所在提供者边缘设备向端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备下发转发表，该转发表中包括：目的地址、源地址和路由等信息，该转发表由PE设备的控制层下发给转发层；当虚拟交换实例状态从UP变成DOWN时删除该转发表。
步骤s105，端到端伪线仿真虚拟租用线根据所述转发表信息建立与虚拟交换实例的双向连接。
另外，使用上述方法接入VPLS的PWE3 VLL在VSI中把该PW作为spoke PW(边缘伪线)，与VPLS的HUB PW(核心伪线)一起组成HVPLS结构。如图2所示，PE1、PE2和PE3之间建立HUB PW，构成VPLS的核心层，PE4和PE3之间建立spoke PW，构成了VPLS的边缘层。其中，SPOKE PW不使能水平分割功能；另外VPLS与PWE3 VLL的SPOKE PW的建立不依赖于其他AC(Attachment Circuit，直连电路)的状态UP。
本发明一种端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的系统如图3所示，包括：提供者边缘设备PE201、PE202和PE203；提供者设备P208、P209、P210和P211；用户边缘设备CE204、CE205、CE206和CE207。其中，CE205和CE206通过PE203接入专用网络，CE207通过PE201接入专用网络，CE204通过PE202接入专用网络；在专用网络中，PE201、PE202和PE203通过P208、P209、P210和P211进行通信。在该系统中，PE201和PE202为端到端伪线仿真虚拟租用线PWE3 VLL所在提供者边缘设备，而PE203为虚拟交换实例VSI所在提供者边缘设备，并且PE203上有两个虚拟交换实例，即存在两个虚拟局域网：VPNA和VPN B。
假设PE202上有两个PW ID不同的PWE3 VLL要接入PE203中的VPNB，首先在PE203上配置两个与上述两个PWE3 VLL的伪线ID对应的PW ID(Y1和Y2，Y1与Y2不同)，并同时配置PE202的IP地址，其中Y1可以为VPNB中的VSI ID。当PE202的LDP会话可用时，向PE203发送MAPPING消息，当PE203接收到PE202上其中一个PWE3VLL发送的MAPPING消息时，如果该消息中的PW ID与虚拟交换实例所在提供者边缘设备PE203配置的PW ID匹配上，则该PWE3 VLL的伪线状态从DOWN变成UP，PE203向PE202下发建立转发表；PE202上的该PWE3 VLL根据该转发表接入PE203的该虚拟交换实例；同理，PE202上另一个PWE3 VLL也可以接入PE203的该虚拟交换实例。
同理，假设PE202上有两个PW ID不同的PWE3 VLL要接入PE203中的VPNA，PE201上有一个PWE3 VLL要接入PE203中的VPNA，首先在PE203上配置三个与上述三个PWE3 VLL的伪线ID对应的PW ID(X1、X2、X3；X1、X2和X3互不相同，且都不与Y1、Y2相同)，并同时配置PE201和PE202的IP地址，其中X1可以为VPNA中的VSIID。当PE201或PE202的LDP会话可用时，向PE203发送MAPPING消息，当PE203接收到PE201或PE202上某个PWE3 VLL发送的MAPPING消息时，如果该消息中的PW ID与虚拟交换实例所在提供者边缘设备PE203配置的PW ID匹配上，则该PWE3VLL的伪线状态从DOWN变成UP，PE203向PE201或PE202下发建立转发表；PE201或PE202上的该PWE3 VLL根据该转发表接入PE203的该虚拟交换实例。
由于骨干网内PE到PE的信令会话数量和PSN隧道数量可能会引发扩展性问题，本发明引入了伪线路转节点(SPE)，PE设备分别与SPE建立伪线路连接，PE到PE的端到端的连接变成了经过一个或多个SPE转接的连接，通过SPE的转接减少PE之间端到端网状连接的数量。具体结构如图4所示，PE1、PE2和PE3处分别为VPLS终结PWE3，PW ID可以不一样，但是在中间的交换节点SPE1、SPE2、SPE3采用PWE3多跳方式粘连。假设PE1虚拟交换实例所在提供者边缘设备，PE2和PE3为分别为端到端伪线仿真虚拟租用线PWE3 VLL S1和S2所在提供者边缘设备。首先在PE1中配置两个不同的PW ID：PW ID S1和PW ID S2，分别对应上述两个端到端伪线仿真虚拟租用线PWE3 VLL S1和S2，当PE2的LDP会话可用时，依次通过SPE2、SPE4、SPE1向PE1发送MAPPING消息；PE1接收到该消息后，判断该端到端伪线仿真虚拟租用线的伪线与本身配置的伪线ID匹配，则建立并下发与该端到端伪线仿真虚拟租用线提供者边缘设备的转发表，使该端到端伪线仿真虚拟租用线S1提供者边缘设备PE2与虚拟交换实例所在提供者边缘设备PE1建立双向连接。同理，端到端伪线仿真虚拟租用线S2提供者边缘设备PE3与虚拟交换实例所在提供者边缘设备PE1建立双向连接。
原有组网模式下，在接入节点上，整网需要的LDP Session数和LSP数量为n*(n-1)/2，n表示PE节点数，为N2数量级；如果用多跳，整网需要的LDP Session数和LSP数量为n-1，(n个PE节点中一个为SPE，其他n-1个PE节点每个建一条LSP到SPE，总共n-1个LSP)网络的可扩展性就可以得到很大的改进。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1、一种端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、在虚拟交换实例所在提供者边缘设备中配置全局唯一的伪线ID和该伪线对应的端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备的IP地址；
B、所述端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备向虚拟交换实例所在提供者边缘设备发送MAPPING消息；
C、所述虚拟交换实例所在提供者边缘设备判断该消息中携带的PWID与虚拟交换实例所在提供者边缘设备配置的PW ID是否匹配，如果匹配，则虚拟交换实例所在提供者边缘设备和所述端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备之间的伪线状态从DOWN变成UP，进而该虚拟交换实例状态为UP；
D、所述虚拟交换实例所在提供者边缘设备下发转发表；
E、端到端伪线仿真虚拟租用线根据所述转发表信息建立与虚拟交换实例所在提供者边缘设备的双向连接。
2、如权利要求1所述端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法，其特征在于，所述全局唯一的伪线ID由整个系统统一分配。
3、如权利要求1所述端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法，其特征在于，所述全局唯一的伪线ID按照特定规则设置，即所述特定伪线ID与该提供者边缘设备上的其他虚拟交换实例使用的ID不同，并且与该提供者边缘设备上由本虚拟交换实例分配的其他伪线ID不同。
4、如权利要求1所述端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法，其特征在于，所述伪线状态包括边缘伪线状态和核心伪线状态。
5、如权利要求4所述端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法，其特征在于，步骤C中，所述虚拟交换实例状态包括UP和DOWN两种情况，其中，是UP的情况包括：
当有至少两个直连电路或边缘伪线UP；
或者至少一个直连电路/边缘伪线和核心伪线UP。
6、如权利要求5所述端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法，其特征在于，步骤D进一步包括：
当虚拟交换实例状态从UP变成DOWN时删除该转发表。
7、如权利要求4至6任一项所述端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法，其特征在于，步骤B中，当所述端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备的标签分发协议会话可用时，向所述虚拟交换实例所在提供者边缘设备发送MAPPING消息。
8、如权利要求7所述端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法，其特征在于，通过查询所述虚拟交换实例所在提供者边缘设备LDP协议表确定标签分发协议会话是否可用：当标签分发协议表有会话并且处于UP状态则可用，否则不可用。
9、一种端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的系统，包括至少一个虚拟交换实例所在提供者边缘设备、至少一个端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备，其特征在于，还包括至少一个中间交换节点，为虚拟交换实例所在提供者边缘设备和端到端伪线仿真虚拟租用线所在提供者边缘设备提供连接。
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