專利名稱：通過(guò)聚合隧道鏈路實(shí)現(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信傳輸領(lǐng)域，尤其涉及一種運(yùn)營(yíng)商或服務(wù)商在自有物理線路無(wú)法覆
蓋的地區(qū)提供服務(wù)時(shí)，通過(guò)聚合隧道鏈路的方法實(shí)現(xiàn)客戶的專線接入服務(wù)并搭建完善的業(yè) 務(wù)平臺(tái)的方法。
背景技術(shù)：
隧道技術(shù)(Tunneling)是一種通過(guò)使用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施在網(wǎng)絡(luò)之間傳遞數(shù) 據(jù)的方式。使用隧道傳遞的數(shù)據(jù)(或負(fù)載)可以是不同協(xié)議的數(shù)據(jù)幀或包。隧道協(xié)議將其 它協(xié)議的數(shù)據(jù)幀或包重新封裝然后通過(guò)隧道發(fā)送。新的幀頭提供路由信息，以便通過(guò)互聯(lián) 網(wǎng)傳遞被封裝的負(fù)載數(shù)據(jù)。這里所說(shuō)的隧道類似于點(diǎn)到點(diǎn)的連接。這種方式能夠使來(lái)自許 多信息源的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)在同一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施中通過(guò)不同的隧道進(jìn)行傳輸。隧道技術(shù)使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn) 通信協(xié)議代替了交換連接，通過(guò)路由網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接數(shù)據(jù)地址。 MMM^:是將兩個(gè)或更多數(shù)據(jù)信道結(jié)合成一個(gè)單個(gè)的信道，該信道以一個(gè)單個(gè)的
更高帶寬的邏輯鏈路出現(xiàn)。如果聚合的每個(gè)鏈路都遵循不同的物理路徑，則聚合鏈路也提 供冗余和容錯(cuò)。通過(guò)聚合調(diào)制解調(diào)器鏈路或者數(shù)字線路，鏈路聚合可用于改善對(duì)公共網(wǎng)絡(luò) 的訪問(wèn)。鏈路聚合也可用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，以便在吉比特以太網(wǎng)交換機(jī)之間構(gòu)建多吉比特的主 干鏈路。 除此之外，鏈路聚合可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。因?yàn)?，通過(guò)鏈路聚合連接在一起的兩個(gè) (或多個(gè))交換機(jī)(或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)，通過(guò)內(nèi)部控制，也可以合理地將數(shù)據(jù)分配在被聚合 連接的設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)。 負(fù)載均衛(wèi)(Load Balance)建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上，它提供了一種廉價(jià)、有效、誘 明的方法，來(lái)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高網(wǎng) 絡(luò)的靈活性和可用性。負(fù)載均衡有兩方面的含義首先，大量的并發(fā)訪問(wèn)或數(shù)據(jù)流量分擔(dān)到 多臺(tái)節(jié)點(diǎn)設(shè)備上分別處理，減少用戶等待響應(yīng)的時(shí)間；其次，單個(gè)重負(fù)載的運(yùn)算分擔(dān)到多臺(tái) 節(jié)點(diǎn)設(shè)備上做并行處理，每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備處理結(jié)束后，將結(jié)果匯總，返回給用戶，系統(tǒng)處理能 力得到大幅度提高。 虛擬路由器冗余協(xié)議(VRRP)是這樣一種協(xié)議，它允許一個(gè)多路訪問(wèn)鏈路上的幾 個(gè)路由器利用同一個(gè)虛擬IP地址。控制虛擬路由器IP地址的VRRP路由器稱為主路由器， 它負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包到這些虛擬IP地址。 一旦主路由器不可用，這種選擇過(guò)程就提供了動(dòng)態(tài) 的故障轉(zhuǎn)移機(jī)制，這就允許虛擬路由器的IP地址可以作為終端主機(jī)的默認(rèn)第一跳路由器。 使用VRRP的好處是有更高的默認(rèn)路徑的可用性而無(wú)需在每個(gè)終端主機(jī)上配置動(dòng)態(tài)路由或 路由發(fā)現(xiàn)協(xié)議。VRRP包封裝在IP包中發(fā)送。VRRP使路由器自動(dòng)繞過(guò)故障而路由，從而確保 了網(wǎng)絡(luò)的不間斷運(yùn)行。使用VRRP，可以通過(guò)手動(dòng)或DHCP設(shè)定一個(gè)虛擬IP地址作為默認(rèn)路 由器。虛擬IP地址在路由器間共享，其中一個(gè)指定為主路由器而其它的則為備份路由器。 如果主路由器不可用，這個(gè)虛擬IP地址就會(huì)映射到一個(gè)備份路由器的IP地址(這個(gè)備份 路由器就成為了主路由器)。VRRP也可用于負(fù)載均衡。VRRP是IPv4和IPv6的一部分。
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0SPF(0oen Shortest Path First開(kāi)放式最短路徑優(yōu)先)是一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 (InteriorGateway Protocol,簡(jiǎn)稱IGP)，用于在單一 自治系統(tǒng)(autonomous system, AS)內(nèi) 決策路由。OSPF路由協(xié)議是一種典型的鏈路狀態(tài)(Link-state)的路由協(xié)議，一般用于同一 個(gè)路由域內(nèi)。在這里，路由域是指一個(gè)自治系統(tǒng)(Autonomous System)，即AS，它是指一組 通過(guò)統(tǒng)一的路由政策或路由協(xié)議互相交換路由信息的網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)AS中，所有的OSPF路 由器都維護(hù)一個(gè)相同的描述這個(gè)AS結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的是路由域中相應(yīng)鏈 路的狀態(tài)信息，0SPF路由器正是通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算出其0SPF路由表的。作為一種鏈路 狀態(tài)的路由協(xié)議，OSPF將鏈路狀態(tài)廣播數(shù)據(jù)包LSA(Link State Advertisement)傳送給在 某一區(qū)域內(nèi)的所有路由器，這一點(diǎn)與距離矢量路由協(xié)議不同。運(yùn)行距離矢量路由協(xié)議的路 由器是將部分或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器。 負(fù)載分配算法目前的的方法是將業(yè)備流量分解為一^流量子集,在將這^流量子 集通過(guò)多條路徑來(lái)加以傳輸。在一個(gè)區(qū)域內(nèi)通過(guò)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間發(fā)起多條流量主干來(lái)解 決，這樣總的業(yè)務(wù)量將可以分擔(dān)到各條流量主干上。要實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程，就必須有一種能夠?qū)?多條平行的流量主干靈活地進(jìn)行負(fù)載分配的技術(shù)。目前實(shí)現(xiàn)的方法使用多路徑自適應(yīng)算 法，算法能夠在LSP之間分配流量，得到負(fù)載均衡化和擁塞最小化。 多隧道鏈路聚合傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間一種某于對(duì)多條隧道講行捆綁以 實(shí)現(xiàn)鏈路聚合，并最終實(shí)現(xiàn)物理線路傳輸帶寬的峰值疊加的情況下對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進(jìn)行 透?jìng)鞯膫鬏敿夹g(shù)。 根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)，在自有網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試環(huán)境中是很容易實(shí)現(xiàn)物理線路鏈路聚合的， 雖然理論上邏輯鏈路的帶寬可以增加大約(n-1)倍(這里n為聚合的線路數(shù))，但在通過(guò) 不同的互聯(lián)網(wǎng)線路進(jìn)行實(shí)際連接的過(guò)程中只能形成傳輸帶寬數(shù)據(jù)流量的(n-1)倍(這里n 為聚合的線路數(shù))。這造成通過(guò)同一運(yùn)營(yíng)商提供的線路接入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)是可以將帶寬聚合成 (n-1)倍(這里n為聚合的線路數(shù))的，但要是想用該線路接入其它運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)并獲得地 址與服務(wù)時(shí)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提出一種方法，使運(yùn)營(yíng)商或服務(wù)商在自有物理線路無(wú)法覆蓋 的地區(qū)提供服務(wù)時(shí)，通過(guò)聚合隧道鏈路的方法實(shí)現(xiàn)客戶的專線級(jí)接入服務(wù)并搭建完善的業(yè) 務(wù)平臺(tái)的方法。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)到 通過(guò)聚合隧道鏈路實(shí)現(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)接入方法，的特殊之處在于包括以下步驟
第一步，客戶端通過(guò)N(N > 1)條物理線路連接入INTERNET(或非信任網(wǎng)絡(luò))；
第二步，在客戶端的每條線路上都建立到服務(wù)端設(shè)備組的不同設(shè)備的唯一隧道；
第三步，服務(wù)端設(shè)備組的設(shè)備匯接在主核心交換機(jī)上進(jìn)行負(fù)載分配，以達(dá)到對(duì)數(shù) 據(jù)流量的自動(dòng)分配與控制； 第四步，通過(guò)對(duì)客戶端設(shè)備和主核心交換機(jī)同時(shí)進(jìn)行鏈路聚合，從而實(shí)現(xiàn)隧道的 流量捆綁； 第五步，傳輸搭建完成后，客戶端設(shè)備檢查各條物理線路的連接狀態(tài)，如發(fā)生中斷 其數(shù)據(jù)全部切換到剩余的到服務(wù)端的有效線路上；
第六步，待物理線路恢復(fù)后客戶端自動(dòng)重新和服務(wù)端在恢復(fù)的線路上建立隧道； 第七步，服務(wù)端將自動(dòng)對(duì)從新進(jìn)行聚合的隧道進(jìn)行數(shù)據(jù)流量的分配與控制； 本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下措施達(dá)到 客戶端通過(guò)多條物理線路連接入INTERNET (或非信任網(wǎng)絡(luò))時(shí)線路傳輸方式可以 為多種不同； 客戶端到服務(wù)端的隧道支持各種線路傳輸方式下所能實(shí)現(xiàn)的不同標(biāo)準(zhǔn)隧道同時(shí) 搭建； 客戶端設(shè)備應(yīng)支持多隧道鏈路聚合傳輸技術(shù) 支持各種對(duì)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行負(fù)載分配的主核心交換設(shè)備； 服務(wù)端設(shè)備是可以與N(N > 1)個(gè)客戶端設(shè)備同時(shí)實(shí)現(xiàn)鏈路聚合； 以客戶端連接INTERNET(或非信任網(wǎng)絡(luò))的線路響應(yīng)時(shí)間探測(cè)為基礎(chǔ)，以近期的
訪問(wèn)記錄為輔，使聚合的隧道以最優(yōu)化的路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； 客戶端重新和服務(wù)端在建立隧道后，可自動(dòng)與其它隧道進(jìn)行聚合。


圖1是網(wǎng)絡(luò)連接示意圖 圖2是隧道鏈路自動(dòng)聚合示意圖
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述 如圖1所示LAN接入①并建立連接Internet (非信任網(wǎng)絡(luò))的物理線路連接；通 過(guò)該線路與⑤分別建立②；通過(guò)對(duì)①所連接物理線路的聚合在邏輯上實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道的聚合并 形成④；原有的鏈路聚合技術(shù)要求物理線路兩端的設(shè)備都必須進(jìn)行聚合才能實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬 的疊加，但是在實(shí)際應(yīng)用中由于上端的不同服務(wù)商是不可能對(duì)經(jīng)過(guò)的每一臺(tái)設(shè)備都進(jìn)行針 對(duì)性的鏈路聚合；但以②通過(guò)③的形式穿透Internet并以到達(dá)⑤時(shí)，在Internet的各個(gè)節(jié) 點(diǎn)中將通過(guò)對(duì)設(shè)備的欺騙使該設(shè)備認(rèn)為④是以單一的鏈路方式通過(guò)的，當(dāng)①與⑤連接時(shí)可 以最終實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬的疊加。 由于連接⑨的⑥與各條隧道唯一對(duì)應(yīng)，通過(guò)多隧道鏈路聚合傳輸?shù)姆聪蛟碜罱K 使Inetrnet上的各節(jié)點(diǎn)設(shè)備默認(rèn)①與⑤存在邏輯上的物理連接，并最終使⑤上的鏈路聚 合得以實(shí)現(xiàn)；由于①與⑤的鏈路聚合實(shí)現(xiàn)，使得當(dāng)某一連接的隧道斷開(kāi)后數(shù)據(jù)流量會(huì)自動(dòng) 轉(zhuǎn)入到其它傳輸設(shè)備所對(duì)應(yīng)的②上，同時(shí)⑨所具備的各種負(fù)載分配方式可以直接透過(guò)①作 用在LAN上而不受物理線路及連接方式的制約，最終使各種負(fù)載分配方式均可實(shí)現(xiàn)成為可 能。 當(dāng)以上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)并建立連接后，就可以將⑨所連接的WAN上的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)透?jìng)?給LAN。并最終在現(xiàn)實(shí)使用中實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商或服務(wù)商在自有物理線路無(wú)法覆蓋的地區(qū)提供 服務(wù)時(shí)，通過(guò)該方法實(shí)現(xiàn)為客戶提供專線級(jí)接入服務(wù)并搭建自身完善的業(yè)務(wù)平臺(tái)。
如圖2所示當(dāng)處于正常的隧道聚合狀態(tài)時(shí)，①與⑤之間的數(shù)據(jù)流量可根據(jù)需要以 各種分配方式分配在隧道1、隧道2、隧道3上； 當(dāng)隧道1斷開(kāi)時(shí)由于進(jìn)行了鏈路聚合①與⑤會(huì)默認(rèn)為線路仍處于連通狀態(tài)，只是傳輸帶寬出現(xiàn)了變化，流量將通過(guò)隧道2和隧道3分別全部轉(zhuǎn)入③和④；同理當(dāng)①與②之間 的隧道1從新建立后，①與⑤會(huì)默認(rèn)為線路仍處于連通狀態(tài)，只是傳輸帶寬出現(xiàn)了變化。這 樣隧道就直接恢復(fù)到聚合狀態(tài)。
權(quán)利要求
一種涉及在客戶端與服務(wù)端之間通過(guò)INTERNET(或非信任網(wǎng)絡(luò))建立一點(diǎn)到多點(diǎn)的隧道連接，通過(guò)鏈路聚合的方式將隧道聚合成單一鏈路，并最終通過(guò)該線路實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的連接方法，其特征在于包括以下步驟第一步，客戶端通過(guò)N(N≥1)條物理線路連接入INTERNET(或非信任網(wǎng)絡(luò))；第二步，在客戶端的每條線路上都建立到服務(wù)端設(shè)備組的不同設(shè)備的唯一隧道；第三步，服務(wù)端設(shè)備組的設(shè)備匯接在主核心交換機(jī)上進(jìn)行負(fù)載分配，以達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)流量的自動(dòng)分配與控制；第四步，通過(guò)對(duì)客戶端設(shè)備和主核心交換機(jī)同時(shí)進(jìn)行鏈路聚合，從而實(shí)現(xiàn)隧道的流量捆綁；第五步，傳輸搭建完成后，客戶端設(shè)備檢查各條物理線路的連接狀態(tài)，如發(fā)生中斷其數(shù)據(jù)全部切換到剩余的到服務(wù)端的有效線路上；第六步，待物理線路恢復(fù)后客戶端自動(dòng)重新和服務(wù)端在恢復(fù)的線路上建立隧道；第七步，服務(wù)端將自動(dòng)對(duì)重新進(jìn)行聚合的隧道進(jìn)行數(shù)據(jù)流量的分配與控制；。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的客戶端通過(guò)多條物理線路連接入INTERNET(或非信任網(wǎng) 絡(luò))，其特征是線路傳輸方式可以為多種不同；。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在客戶端的每條線路上都建立到服務(wù)端設(shè)備組的不同設(shè)備 的唯一隧道，其特征是支持各種線路傳輸方式下所能實(shí)現(xiàn)的不同標(biāo)準(zhǔn)隧道同時(shí)搭建；。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的服務(wù)端設(shè)備組的設(shè)備匯接在主核心交換機(jī)上進(jìn)行負(fù)載分配， 以達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)流量的自動(dòng)分配與控制，其特征是支持各種主核心交換設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)流量進(jìn) 行負(fù)載分配的方式；。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)對(duì)客戶端設(shè)備和主核心交換機(jī)同時(shí)進(jìn)行鏈路聚合，從而 實(shí)現(xiàn)隧道的流量捆綁，其特征是服務(wù)端設(shè)備是可以與N(N > 1)個(gè)客戶端設(shè)備同時(shí)實(shí)現(xiàn)該 功能；。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸搭建完成后，客戶端設(shè)備檢查各條物理線路的連接狀 態(tài)，如發(fā)生中斷其數(shù)據(jù)全部切換到剩余的到服務(wù)端的有效線路上，其特征是以客戶端連接 INTERNET (或非信任網(wǎng)絡(luò))的線路響應(yīng)時(shí)間探測(cè)為基礎(chǔ)，以近期的訪問(wèn)記錄為輔，使聚合的 隧道以最優(yōu)化的路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的待物理線路恢復(fù)后客戶端自動(dòng)重新和服務(wù)端在恢復(fù)的線路 上建立隧道，其特征是當(dāng)隧道建立后，可自動(dòng)與其它隧道進(jìn)行聚合。
全文摘要
本發(fā)明涉及在客戶端與服務(wù)端之間通過(guò)INTERNET(或非信任網(wǎng)絡(luò))建立一點(diǎn)到多點(diǎn)的隧道連接，通過(guò)鏈路聚合的方式在服務(wù)端將隧道聚合成單一鏈路，并最終通過(guò)該線路實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的連接方法在客戶端通過(guò)多條物理線路連接入INTERNET(或非信任網(wǎng)絡(luò))→在客戶端的每條線路上都建立到服務(wù)端設(shè)備組的不同設(shè)備的唯一隧道→服務(wù)端設(shè)備組的不同設(shè)備匯接在主核心交換機(jī)，以達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)流量的分配與控制→通過(guò)同時(shí)在兩端進(jìn)行鏈路聚合，從而實(shí)現(xiàn)隧道的流量捆綁→傳輸搭建完成后，客戶端設(shè)備檢查物理線路的連接狀態(tài)，如發(fā)生中斷，其數(shù)據(jù)全部切換到剩余的到服務(wù)端的有效隧道上→待物理線路恢復(fù)后自動(dòng)重新和服務(wù)端建立隧道→服務(wù)端將自動(dòng)對(duì)隧道重新進(jìn)行聚合并實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)流量的分配與控制。本發(fā)明可廣泛適用于各級(jí)運(yùn)營(yíng)商與服務(wù)商在自有網(wǎng)絡(luò)無(wú)法覆蓋的地區(qū)提供服務(wù)時(shí)，搭建完善的業(yè)務(wù)平臺(tái)。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101778032SQ20091000067
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者宋非, 王曉嵐 申請(qǐng)人:宋非;王曉嵐