CN100459573C - 一种在电缆调制解调器终端系统上的报文传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在电缆调制解调器终端系统上的报文传输方法，其特征在于，该方法包括：a)在电缆调制解调器终端系统上配置报文转发的上行出接口；b)电缆调制解调器终端系统转发上行报文，根据步骤a中所配置的上行出接口，将上行报文转发至该上行出接口，上层服务器收到该上行报文并完成接入认证计费授权。根据本发明公开的方法，减轻了电缆调制解调器终端系统本身的负担，而对用户提供更完美的接入认证计费授权方案。

Description

一种在电缆调制解调器终端系统上的报文传输方法

技术领域

本发明涉及交换技术，特别是指一种在电缆调制解调器终端系统上的报文传输方法。

背景技术

网络设备不断更新和网络技术飞速发展的现阶段，利用同轴光纤混合网(HFC)接入技术是目前比较流行的一种接入技术。在HFC网络上运行基于电缆的数据服务接口规范(DOCSIS)或欧洲DOCSIS标准(EuroDOCSIS)，提供用户宽带接入服务。在HFC网络上可以使用链路层技术进行用户接入认证授权。

电缆调制解调器终端系统(CMTS)是HFC网络与城域网之间的设备。目前的用户接入认证授权，是在CMTS上对基于以太网的点到点协议(PPPoE)报文进行终结，并接入认证计费授权，然后通过直接接在CMTS的上层路由器进行转发。所述终结，是提取出PPPoE报文中有用的信息之后，将有用信息发送至认证计费授权(AAA)处，然后丢弃此报文。PPPoE报文在CMTS上终结，因此CMTS视为该报文的服务器；认证计费授权之后，通过接在CMTS的上层路由器进行转发，因此CMTS还负担路由的功能。

对于上述现有技术，有以下缺点：

1)CMTS不是专业的服务器设备，宽带远程接入服务器(B-RAS)的接入认证计费功能很强大，CMTS的服务器功能和接入认证计费功能远不如B-RAS，在这些功能上会存在一定的缺陷；

2)一个较小范围的用户群有一台CMTS，对于一个较大范围的用户群来说，必然有好几台CMTS，因此一台CMTS不能够对所有用户统一管理，提高运营维护的复杂性；

3)CMTS既要作为二层桥接设备，又要负担路由的功能，还要承担服务器的角色，因此CMTS的性能不够专业，设备复杂，可能会影响其中某些性能。

综上所述，存在这些缺点的最主要的原因就是，在接入认证计费授权的时候，PPPoE报文是在CMTS上终结，因此CMTS负担很多功能，影响整体的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种在CMTS上的报文传输方法，以在CMTS上只作简单的处理，把报文透传，并在上层接入服务器上完成接入认证计费授权。

为达到上述目的，本发明提供一种在电缆调制解调器终端系统上的报文传输方法，其特征在于，该方法包括：

a)在电缆调制解调器终端系统上配置报文转发的上行出接口；

b)电缆调制解调器终端系统转发上行报文，根据步骤a中所配置的上行出接口，将上行报文转发至该上行出接口，上层服务器收到该上行报文并完成接入认证计费授权。

其中，步骤b所述转发上行报文进一步包括：从上行报文中，提取该上行报文所对应用户的MAC地址和下行出接口，存入转发表；

步骤b进一步包括：电缆调制解调器终端系统转发下行报文，根据下行报文中的目的MAC地址，查找所述转发表中对应该用户的下行出接口，如果查找到，则将下行报文转发至对应下行出接口；如果查找不到，则将下行报文以广播方式转发至所有接口。

其中，所述的报文是IPv4网络当中的基于以太网的点到点协议报文。

其中，所述的报文是IPv6网络当中的基于以太网的点到点协议报文。

其中，步骤a所述的方法包括：根据报文的类型不同，配置不同的上行出接口；

步骤b所述上行报文转发至该上行出接口的方法包括：电缆调制解调器终端系统判断上行报文的类型，将上行报文转发至对应的上行出接口。

其中，步骤a所述的方法进一步包括：在电缆调制解调器终端系统配置上行出接口的备份接口；

步骤b所述转发上行报文的方法进一步包括：判断出所配置的上行出接口故障，将上行报文转发至备份接口。

其中，步骤a所述的配置上行出接口的备份接口的方法包括：根据报文的类型不同，配置不同的备份接口；

步骤b所述将上行报文转发至备份接口的方法包括：电缆调制解调器终端系统判断上行报文的类型，将上行报文转发至对应的备份接口。

其中，根据组网情况，电缆调制解调器终端系统需要以不同的虚拟局域网表示时，步骤a中所述的方法进一步包括：电缆调制解调器终端系统配置虚拟局域网标识；

步骤b中所述的方法进一步包括：上行报文转发之前，把所述的虚拟局域网标识加到该报文中；下行报文转发之前，去掉所述的虚拟局域网标识。

其中，步骤b中所述提取的方法进一步包括：从上行报文中，提取该上行报文所对应用户的电缆调制解调器标识；

步骤b中所述的存入转发表的方法包括：把MAC地址、下行出接口和电缆调制解调器标识一一对应地存入转发表；

步骤b中所述的下行报文的转发方法包括：根据下行报文中的目的MAC地址，从转发表中查找该用户对应的下行出接口和电缆调制解调器标识，如果查找到，则根据电缆调制解调器标识获取该用户的注册信息，然后根据该注册信息把下行报文转发至对应的下行出接口；如果查找不到，则把下行报文以广播方式向所有接口转发。

其中，步骤b所述的存入转发表的方法包括：

当一个用户发送的上行报文通过该电缆调制解调器终端系统时，判断对应用户的下行出接口是否有变化，如果没有变化，下行出接口不用重新存入该转发表；如果有变化，下行出接口重新存入该转发表，覆盖原来的记录。

本发明中，在CMTS上对报文只作简单处理，实际上是透传了该报文，报文不在CMTS上终结，因此，CMTS的负担减轻。该报文被透传到上层功能强大的接入服务器中，在该服务器上终结，并完成接入认证计费授权，因此给用户提供更完美的接入认证计费授权服务，而且通过该服务器，可以统一管理用户，提高整个系统的性能。

附图说明

图1为现有网络组成图；

图2为本发明中CMTS配置PPPoE报文传输方法的流程图；

图3为本发明中CMTS转发上行PPPoE报文的流程图；

图4为本发明中CMTS转发下行PPPoE报文的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图，举具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

图1所示，CMTS为HFC网络与城域网之间的桥接设备，CMTS上层接B-RAS，由B-RAS连接城域网。本发明中，在CMTS上传输的用于接入认证计费授权的报文是二层报文(数据链路层报文)，具体是PPPoE报文，该PPPoE报文可以是IPv4网络当中的PPPoE报文，也可以是IPv6网络当中的PPPoE报文。下面详细介绍在CMTS上处理PPPoE报文的方法，以较好地完成接入认证计费授权。

在CMTS上转发PPPoE报文的总体思路是：首先，在CMTS上配置PPPoE报文转发的上行出接口；当转发上行PPPoE报文的时候，从上行PPPoE报文中，提取该上行PPPoE报文所对应用户的信息，存入转发表，然后将上行PPPoE报文转发至所配置的上行出接口，由上层接入服务器B-RAS中终结该PPPoE报文，完成接入认证计费授权；当转发下行PPPoE报文的时候，根据下行PPPoE报文中信息，查找所述的转发表，然后根据查找结果将把下行PPPoE报文转发至对应的接口。

图2所示为，在CMTS上配置PPPoE报文传输的方法，详细描述如下：

步骤201：在CMTS上配置PPPoE报文的上行出接口，其接口为1/8/1；

步骤202：在CMTS上再配置上述上行出接口的备份接口，其接口为1/8/2；

步骤203：根据组网情况，CMTS需要以不同虚拟局域网VLAN表示的情况下，CMTS配置虚拟局域网标识(VLAN ID)，该标识可以表示为112；CMTS不需要以不同VLAN表示的情况下，CMTS不配置VLAN ID，该标识可以以0表示。

用户端CM根据DOCSIS/EuroDOCSIS标准，在该用户所属的CMTS上注册，即CM上线，使得用户接入到HFC网络中，用户分配到一个IP地址，还分配到物理连接所需的时隙，之后用户可以与网络通信，即用户可以向网络侧发送报文，也可以接收网络侧的报文。下面详细介绍根据上述CMTS的配置情况，在CMTS上转发PPPoE报文的方法。

图3所示为在CMTS处理上行报文的过程，具体描述如下：

步骤301：用户向网络侧发送的上行报文到达CMTS；

步骤302：CMTS判断在该CMTS中是否配置了对PPPoE报文的传输方法，当判断出配置了对PPPoE报文的传输方法时，执行步骤303；当判断出没有配置时，执行步骤304；

步骤303：CMTS进一步判断该报文是否是PPPoE报文，如果是，则执行步骤305；如果不是，则执行步骤304；

步骤304：采用现有技术方案，处理并转发该报文；

步骤305：按照CMTS的配置信息，处理并转发该PPPoE报文至对应的上行出接口；

步骤306：在B-RAS中终结该PPPoE报文，并完成接入认证计费授权。

按照上述步骤，CMTS把上行PPPoE报文透传至上层B-RAS中进行接入认证计费授权，因此能够避免现有技术中所阐述的缺点。

为了方便转发下行PPPoE报文，在步骤305中，首先需要对该上行PPPoE报文做一些处理，然后将上行PPPoE报文转发至对应的上行出接口，详细描述如下：

从上行PPPoE报文中学习该PPPoE报文所对应用户的信息：该PPPoE用户的MAC地址、该用户对应的下行出接口、该用户对应的CM标识等，然后把这些用户信息一一对应地存入转发表，如表1所示，使得根据用户MAC地址可以查询该用户另外的信息。当一个用户第一次通过CMTS与网络连接的时候，需要登记用户信息，存入转发表；当该用户再次通过该CMTS与网络连接的时候，不需要再登记用户信息，除非该用户的用户信息已更新，这时需要重新登记，覆盖原来的登记信息。

该用户的MAC地址	该用户对应的下行出接口	该用户对应的CM标识
			0002-0e1f-00c3	1/1/1	112
......	......	......
			00fc-ffdb-10100	1/2/1	7

表1

在上行PPPoE报文转发之前，还要判断CMTS上是否配置有如步骤203中所述的VLAN ID，如果有，则在上行PPPoE报文上加VLAN ID；如果没有，不做任何处理。

然后将上行PPPoE报文传输至步骤201中所配置的上行出接口，1/8/1；如果判断出该上行出接口有故障或者拥塞，则将上行PPPoE报文传输至步骤202中所配置的备份接口，1/8/2。

图4所示为在CMTS处理下行报文的过程，具体描述如下：

步骤401：网络侧向用户发送下行报文，该报文通过B-RAS到达CMTS；

步骤402：CMTS判断在该CMTS中是否配置了对PPPoE报文的传输方法，当判断出配置了对PPPoE报文的传输方法时，执行步骤403；当判断出没有配置时，执行步骤405；

步骤403：CMTS进一步判断该报文是否是PPPoE报文，如果是，则执行步骤404；如果不是，则执行步骤405；

步骤404：CMTS判断该PPPoE报文是否从所配置的上行出接口到达该CMTS，如果是，则执行步骤406；如果不是，则执行步骤405；

步骤405：采用现有技术方案，处理并转发该报文；

步骤406：按照上行PPPoE报文转发时获得的信息转发该PPPoE报文，具体描述如下：

下行PPPoE报文中有VLAN ID，则去掉下行PPPoE报文中的VLAN ID。

从下行PPPoE报文中获取目的MAC地址，为0002-0e1f-00c3，根据该目的MAC地址，查找上行PPPoE报文传输中所述的转发表(表1)，查找该目的MAC地址对应用户的下行出接口以及CM标识。

如果从转发表中查找出对应该用户的下行出接口为1/1/1，CM标识为112，CMTS根据CM标识112获取对应CM的注册信息，然后根据该注册信息将下行PPPoE报文转发至所查询得到的下行出接口1/1/1；如果查找不出来用户信息，CMTS把PPPoE报文向所有接口以广播方式转发。

综上所述，CMTS对PPPoE报文进行了透传处理，即PPPoE报文不在CMTS上终结，而是透传该报文到上层功能强大的服务器中终结，并作接入认证计费授权。因此，由服务器提供了较完美的接入认证计费授权方案，而CMTS的负担大大减轻，并且，用户也被统一管理，提高了整个网络的性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (10)

1、一种在电缆调制解调器终端系统上的报文传输方法，其特征在于，该方法包括：

a)在电缆调制解调器终端系统上配置报文转发的上行出接口；

b)电缆调制解调器终端系统转发上行报文，根据步骤a中所配置的上行出接口，将上行报文转发至该上行出接口，上层服务器收到该上行报文并完成接入认证计费授权。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤b所述转发上行报文进一步包括：从上行报文中，提取该上行报文所对应用户的MAC地址和下行出接口，存入转发表；

步骤b进一步包括：电缆调制解调器终端系统转发下行报文，根据下行报文中的目的MAC地址，查找所述转发表中对应该用户的下行出接口，如果查找到，则将下行报文转发至对应下行出接口；如果查找不到，则将下行报文以广播方式转发至所有接口。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的报文是IPv4网络当中的基于以太网的点到点协议报文。

4、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的报文是IPv6网络当中的基于以太网的点到点协议报文。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤a所述的方法包括：根据报文的类型不同，配置不同的上行出接口；

步骤b所述上行报文转发至该上行出接口的方法包括：电缆调制解调器终端系统判断上行报文的类型，将上行报文转发至对应的上行出接口。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤a所述的方法进一步包括：在电缆调制解调器终端系统配置上行出接口的备份接口；

步骤b所述转发上行报文的方法进一步包括：判断出所配置的上行出接口故障，将上行报文转发至备份接口。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

步骤a所述的配置上行出接口的备份接口的方法包括：根据报文的类型不同，配置不同的备份接口；

步骤b所述将上行报文转发至备份接口的方法包括：电缆调制解调器终端系统判断上行报文的类型，将上行报文转发至对应的备份接口。

8、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

根据组网情况，电缆调制解调器终端系统需要以不同的虚拟局域网表示时，

步骤a中所述的方法进一步包括：电缆调制解调器终端系统配置虚拟局域网标识；

步骤b中所述的方法进一步包括：上行报文转发之前，把所述的虚拟局域网标识加到该报文中；下行报文转发之前，去掉所述的虚拟局域网标识。

9、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

步骤b中所述提取的方法进一步包括：从上行报文中，提取该上行报文所对应用户的电缆调制解调器标识；

步骤b中所述的存入转发表的方法包括：把MAC地址、下行出接口和电缆调制解调器标识一一对应地存入转发表；

步骤b中所述的下行报文的转发方法包括：根据下行报文中的目的MAC地址，从转发表中查找该用户对应的下行出接口和电缆调制解调器标识，如果查找到，则根据电缆调制解调器标识获取该用户的注册信息，然后根据该注册信息把下行报文转发至对应的下行出接口；如果查找不到，则把下行报文以广播方式向所有接口转发。

10、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤b所述的存入转发表的方法包括：

当一个用户发送的上行报文通过该电缆调制解调器终端系统时，判断对应用户的下行出接口是否有变化，如果没有变化，下行出接口不用重新存入该转发表；如果有变化，下行出接口重新存入该转发表，覆盖原来的记录。

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