接入底盘节点和利用接入底盘节点进行数据转发的方法技术

本发明专利技术提出了一种接入底盘节点和利用接入底盘节点进行数据转发的方法。该接入底盘节点包括：多个第一处理单元，用于接收并解封装来自用户终端的第一数据包，以获取第一数据包中的数据载荷；用户侧交换单元，用于将来自多个第一处理单元的数据载荷分别交换到转发处理单元的任一个或者任多个规定的入端口；转发处理单元，用于确定所述数据载荷的在虚拟节点内部的出虚拟接口，并从所述出虚拟接口转发数据；网络侧交换单元，用于将来自所述转发处理单元所转发的数据载荷交换到网络侧交换单元的对应的出端口；以及多个第二处理单元，用于将接收到的数据载荷封装为第二数据包，并转发到下一跳虚拟底盘节点。

【技术实现步骤摘要】
接入底盘节点和利用接入底盘节点进行数据转发的方法
本专利技术涉及通信网络，尤其涉及接入底盘节点和利用接入底盘节点进行数据转发的方法。
技术介绍
网络虚拟化是一种方法，根据该方法，多种网络实例能够在一个共同的物理网络基础设施上共存。网络虚拟化与现有的虚拟私有网络(VirtualPrivateNetwork，VPN)存在许多差异，其中，VPN仅提供流量隔离。而相对地，网络虚拟化的功能不仅仅是流量隔离，网络虚拟化需要完全的控制以及对虚拟网络(virtualnetworks，VNets)的潜在的完全的客户化，其中，包括在未来的虚拟化网络基础设施上同时运行非IP的网络和现有的因特网。每个这种虚拟网络可以根据不同的设计准则建立，并且可以为特殊的网络业务进行定制化，以根据需求提供为特殊的网络业务和用户需求进行定制的虚拟网络。此外，网络虚拟化带来了网络中的新的角色和业务类型。现在，对未来网络的网络虚拟化有一些相关研究。接入网是未来网络的一个重要组成部分。因此，必须在虚拟网络中提供多种虚拟接入网络(VirtualAccessNetwork，VAN)的共存。在本说明书中，物理接入网络基础设施被定义为接入基础设施，该接入基础设施包括四种节点：接入底盘节点(AccessSubstratenode)，交换底盘节点(SwitchingSubstratenode)，路由底盘节点(RoutingSubstratenode)和计算池。接入底盘节点能够提供多个共存在该接入底盘节点之上的虚拟接入实体(VirtualAccessEntities，VAE)。交换底盘节点能够提供多个共存在该交换底盘节点之上的虚拟交换实体(VirtualSwitchingEntities，VSE)。路由底盘节点能够提供多个共存在该路由底盘节点之上的虚拟路由实体(VirtualRoutingEntities，VRE)。计算池能够提供在计算池上共存的多个虚拟接入网络控制实体(VirtualAccessNetworkControlEntities，VANCE)。如果虚拟接入网络将其控制面从每个网络元素向上提升并集中在一个服务器，该例子就可以是一个VANCE。VANCE也可以位于接入底盘的计算池中。图1示出了三种基本的VNet提供者的角色，如下所述：以TCP/IP结构为例进行说明，但是，本领域技术人员可以理解，本专利技术中所适用的网络并不仅仅涉及基于TCP/IP协议的网络。基础设施提供者(InfrastructureProvider，INP)：负责维护物理网络资源，例如，路由器、链路、无线基础设施，等，并使能这些资源的虚拟化。通过这些接口，INP使得虚拟网络提供者可以使用虚拟资源和部分虚拟拓扑结构，虚拟网络提供者是INP的客户。虚拟网络提供者(VirtualNetworkProvider，VNP)：使用由一个或多个INP或者其他VNP提供的虚拟资源和部分虚拟拓扑结构构建虚拟网络。该角色增加了层级的非直接性。资源控制接口被用于请求和配置这些虚拟资源，这些资源由INP拥有并提供给VNP。一个新建的VNet可以被虚拟网络运营者或者其他VNP使用，其可以递归地使用新建的VNet以建立更大的VNet。虚拟网络运营者(TheVirtualNetworkOperator，VNO)：用于运行、控制、和管理VNet以提供业务。当由VNP和VNO建立了VNet后，VNO可以管理访问构成VNet的虚拟资源，允许VNO像传统的网络运营者管理物理网络资源一样配置和管理虚拟资源。在INP和VNO之间引入VNP的主要的原因是实现VNO产生大量的端到端的VNet，而不需要它们与潜在的多个INP建立业务关系，以实现广泛的覆盖。反之，VNO典型地仅仅处理单个VNP，该VNP处理与INP之间的关系。此外，VNP的角色允许为特定的业务提供网络的专门的业务，而不需要实际运营这些网络。然而，该角色可以用于多种不同的方式，此外，角色与业务实体之间也不需要具有一一对应的关系。应用场景对于固定接入网络，将给出3种虚拟网络的应用场景：应用场景1：固定接入网络(FixedAccess，FA)运营者的新的角色：作为INP(INP将接入网络批发或者租赁给VNO)或者作为VNO许多定制的虚拟化接入网络可以在未来的固定接入网络基础设施上建立。因此，FA网络运营者可以或者作为INP将该定制化的虚拟接入网络批发给VNO，或者作为VNO。该新的业务模型相对于现有的业务模型：运营者VS个人用户或者企业用户。应用场景2：将新的技术转化为产品的更低的壁垒可以提供虚拟网络用于测试新的技术与现有的固定网络的并发情况，该固定网络运行在另一个虚拟网络上，而不影响生产系统。应用场景3：将虚拟网络用于网络管理员和运营者训练的目的3.问题作为整个互联网的一部分，固定接入网络需要成为虚拟化的元件。因此，接入底盘节点首先必须容纳虚拟接入节点。但是目前为止还没有如何组成接入底盘节点的方案。目前为止不存在接入底盘节点的解决方案，但是，现有技术中有路由器和交换机的方案。现有的思科的用于交换机的虚拟设备内容(VirtualDeviceContext，VDC)和安全域路由器(SecureDomainRouter，SDR)都是用于将单个的物理系统分割成多个逻辑上分离的路由器。现有的思科的安全域路由器基本上相当于将多个硬件路由器放入一个机架中。仅有背板、机架和电源是共享的。用于交换机的虚拟设备内容(VDC)允许交换机在设备级别被虚拟化。每个被配置的VDC将自己作为一个独特的交换机，以连接在该物理交换机框架内的用户。这些独特的VDC控制面软件共享公共的主控制板硬件，作为不同的虚拟控制面运行在相同的硬件CPU系统中。不同的逻辑交换机的VDC交换机平面是硬件上独立的：每个逻辑交换机具有其各自的硬件交换机平面。主要的缺点：1.不支持多虚拟路由器/以太交换机共享一个物理接口。但是在接入网中，在多个虚拟接入节点之间共享物理接口是必须的：因为一个家庭网络用户可以同时访问不同的虚拟网络的业务。2.在物理接口(PhysicalInterface，PI)和转发控制模块(ForwardingProcessModule，FPM)之间存在固定的连接，妨碍了PI与FPM之间的灵活的组合。从而阻止了将多个业务灵活地聚合到一些FPM，从而进一步引起更大的可能的能量的浪费、低可用性和低效率的FPM资源利用率：例如，将来自不同的PI的多个业务聚合到最小数目的激活的FPM(相比于将多个业务分布在多个激活的FPM)可以减少能源(保持最少数目的FPM处于开的状态)。PI与FPM之间的当前的固定的绑定不可能实现上述功能。当FPMA(业务A的原FPM)失效时，将业务A从PIA引导至FPMB，可以极大地提高虚拟节点的可用性。PI与FPM之间的当前的固定的绑定不可能实现上述功能。例如，将来自PIA的10K包/秒的业务A引导至FPMB，该FPMB恰好有12K包/秒的处理能力，意味着比将来自PIA的10K包/秒的业务A引导至有100K包/秒的处理能力的FPM更高效的FPM资源利用率。在PI和FPM之间的当前的固定的绑定不可能实现上述功能。3.没有系统化的动态的配置功能和系统化的基础设施管理功能，虚拟路由器或者虚拟以太本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理上行数据流的接入底盘节点，其中，该接入底盘节点用于将来自用户终端的数据接入不同的虚拟网络中，该接入底盘节点包括：多个第一处理单元，用于接收并解封装来自用户终端的第一数据包，以获取第一数据包中的数据载荷，其中，所述数据载荷中包含虚拟网络标识、虚拟节点标识、虚接口标识以及虚拟网络数据包的优先级ID；用户侧交换单元，用于根据第一上行虚拟接口映射表，将来自多个第一处理单元的数据载荷分别交换到转发处理单元的任一个或者任多个规定的入端口；转发处理单元，用于从所述入端口接收来自用户侧交换单元的数据载荷，并根据上行转发表，将数据载荷中的所述虚拟节点标识替换为下一跳节点的交换机标识，确定所述数据载荷的在虚拟节点内部的出虚拟接口，并从所述出虚拟接口转发数据；网络侧交换单元，用于根据第一上行虚拟接口映射表中的虚拟接口和虚拟接口，将来自所述转发处理单元所转发的数据载荷交换到网络侧交换单元的对应的出端口；以及多个第二处理单元，用于将接收到的数据载荷封装为第二数据包，并转发到下一跳虚拟底盘节点，其中，所述第一数据包和所述第二数据包采用相同的封装协议。

【技术特征摘要】
1.一种用于处理上行数据流的接入底盘节点，其中，该接入底盘节点用于将来自用户终端的数据接入不同的虚拟网络中，该接入底盘节点包括：多个第一处理单元，用于接收并解封装来自用户终端的第一数据包，以获取第一数据包中的数据载荷，其中，所述数据载荷中包含虚拟网络标识、虚拟节点标识、虚拟接口标识以及虚拟网络数据包的优先级ID；用户侧交换单元，用于根据第一上行虚拟接口映射表，将来自多个第一处理单元的数据载荷分别交换到转发处理单元的任一个或者任多个规定的入端口；转发处理单元，用于从所述入端口接收来自用户侧交换单元的数据载荷，并根据上行转发表，将数据载荷中的所述虚拟节点标识替换为下一跳节点的交换机标识，确定所述数据载荷的在虚拟节点内部的出虚拟接口，并从所述出虚拟接口转发数据；网络侧交换单元，用于根据第一上行虚拟接口映射表，将来自所述转发处理单元所转发的数据载荷交换到网络侧交换单元的对应的出端口；以及多个第二处理单元，用于将接收到的数据载荷封装为第二数据包，并转发到下一跳虚拟底盘节点，其中，所述第一数据包和所述第二数据包采用相同的封装协议。2.根据权利要求1所述的接入底盘节点，还包括第一链路虚拟化管理器和第二链路虚拟化管理器，其中，所述第一链路虚拟化管理器用于根据业务等级规则，对来自所述第一处理单元的数据载荷的数据流量进行整形，以生成经处理的数据载荷，并将所述经处理的数据载荷提供给所述用户侧交换单元；所述用户侧交换单元还用于根据第一上行虚拟接口映射表，将来自所述第一链路虚拟化管理器的所述经处理的数据载荷分别交换到所述转发处理单元的任一个或者任多个规定的入端口；所述第二链路虚拟化管理器用于对来自所述网络侧交换单元的数据载荷的数据包进行整形处理，以生成经处理的数据载荷，并将所述经处理的数据载荷提供给所述第二处理单元。3.根据权利要求2所述的接入底盘节点，其中，所述第一和第二链路虚拟化管理器还用于：根据所述业务等级规则，提供安全控制和/或故障保护机制和/或可用性管理。4.根据权利要求1所述的接入底盘节点，还包括：配置代理模块，用于接收来自基础设施网络提供者的配置服务器的配置指令；当需要设置虚拟接入节点时，将该配置指令提供给网络超级管理器，以用于指示该网络超级管理器为该虚拟接入节点建立映射表。5.根据权利要求4所述的接入底盘节点，其中，该网络超级管理器还用于：-接收来自配置代理模块的配置指令；-根据该配置指令，建立虚拟接入节点与分配的物理资源、以及虚拟网络之间的映射表。6.根据权利要求2所述的接入底盘节点，其中，还包括网络超级管理器，用于为所述第一链路虚拟化管理器和所述第二链路虚拟化管理器提供服务质量参数。7.一种用于处理下行数据流的接入底盘节点，其中，该接入底盘节点容纳多个不同的虚拟节点，不同的虚拟节点用于为用户终端接入不同的虚拟网络，该接入底盘节点包括：多个第二处理单元，用于接收来自上一跳虚拟底盘节点的第三数据包，解封装第三数据包的包头，从而获取数据载荷；网络侧交换单元，用于根据第一下行虚拟接口映射表，将来自所述第二处理单元的出端口的数据载荷交换到转发处理单元；转发处理单元，用于从入端口接收来自网络侧交换单元的数据载荷，并根据下行转发表，确定在虚拟节点内部的虚拟节点的出接口，并将数据载荷中的虚拟节点标识和虚拟接口标识分别替换为用户终端的用户设备标识和用户设备的虚拟标识，然后将经过替换的数据载荷经由该确定的虚拟节点的出接口向用户侧交换单元发送；用户侧交换单元，用于根据第一下行虚拟接口映射表，将来自转发处理单元的数据载荷分别交换到多个第一处理单元的任一个或者任多个中；多个第一处理单元，用于将接收到的数据载荷封装为第四数据包，并将该第四数据包发送给用户终端，其中，所述数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚春燕，梁铮，宾梵翔，
申请(专利权)人：上海贝尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：