CN1172484C - 宽带接入设备支持以太网承载点对点协议的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种宽带接入设备支持以太网承载点对点协议的方法。该方法将以太网承载点对点协议支持模块放到用户线路业务板上，通过将其嵌入宽带接入设备二层协议适配模块的专用集成电路来实现对该协议的支持。本发明将协议模块放到了用户线路业务板上实现，从而使得该模块处理的只是一块用户业务板上的数据，处理的用户数目是一个定值，而且数目较小，可以进行组播支持及保证性能稳定，同时避免了过于复杂的设计。

Description

宽带接入设备支持以太网承载点对点协议的方法

所属技术领域：

本发明提供了一种方法以便在宽带接入设备上支持内嵌式以太网承载点对点协议(Point-to-Point Protocol over Ethernet，简写为PPPOE)。

背景技术：

目前，宽带接入技术包括数字用户线xDSL(Digital Subscriber Line)，光纤同轴电缆混合网HFC(Hybrid Fiber Coaxial)等。XDSL技术又包括非对称数字用户线ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)，甚高数据速率数字用户线VDSL(Very-high-data-rate Digital Subscriber Line)，高数据速率数字用户线HDSL(High-data-rate Digital Subscriber Line)，单铜绞线高速数字用户线SHDSL(Single-line High bit-rate Digital Subscriber Line)等。

在进行宽带接入技术接入用户时，使用最广泛的二层协议便是以太网承载点对点协议PPPOE。目前对PPPOE的支持有两种主要的形式：一种是有一个专有的宽带接入服务器BAS(Broadband Access Server)设备与宽带接入设备配合提供对PPPOE的支持，称为大BAS模式；另一种是在宽带接入设备上单独开发一块BAS板卡提供对PPPOE的支持，称为小BAS模式。这两种模式实际上都是一种独立式的PPPOE支持模式。由于其支持的用户数都比较庞大，存在着随着用户数增加设备性能逐渐降低甚至不可忍受的缺点，而且因为用户数目多，使得独立式的PPPOE支持模式不能够对三层组播业务进行良好的支持。独立式的解决方案使得运营商需要在宽带接入设备之外进行额外的硬件投资，而且由于支持的用户数庞大，采用了极为复杂的技术，导致这两种支持PPPOE模式的额外硬件投资价格高昂。

发明目的：

本发明的目的是在宽带接入设备上提供内嵌式的PPPOE的支持。通过内嵌式支持PPPOE，可以在不增加或稍微增加硬件成本的情况下完成宽带接入设备的PPPOE接入，不会因为用户数目的增加而降低性能；因为是内嵌式设备，使得运营上不必增加额外的硬件投资；而且内嵌式的PPPOE模式能够提供对三层组播业务的良好支持。

发明的技术方案：

本发明实现在宽带接入设备上支持PPPOE的方法，其技术方案如下：

宽带接入设备一般分为宽带接口用户接口业务板、背板、主控板：其中，主控板一般包括交换核心模块、主控中央处理器模块、上行接口模块；背板完成主控板与用户接口业务板的连接；用户接口业务板包括用户线路数据调制解调模块和二层协议适配模块。

传统的宽带接入设备的各模块的功能是：

(1)用户线路数据调制解调模块完成用户线路数据的数/模转换过程；

(2)二层协议适配模块完成用户线路的二层协议到交换核心二层协议的适配功能；

(3)背板模块连接二层协议适配模块与交换核心模块；

(4)层交换核心模块完成二层协议适配模块报文到上行接口的报文的交换；

(5)上行接口模块提供对上级设备的接口；

(6)主控中央处理器模块完成对设备的控制和部分控制报文的处理。

本发明对用户接口业务板上的二层协议适配模块进行了修改，在其专用集成电路模块中嵌入对以太网承载点对点协议的支持，使之能够处理PPPOE报文并支持PPPOE之上的组播业务，从而形成以太网承载点对点协议支持模块。称修改后的模块为PPPOE模块，它对PPPOE报文的具体处理过程分为用户线路数据输入、交换核心数据输入、主控中央处理器数据输入三个方面说明。这三个方面的输入分别称为上行输入、下行输入、控制输入。具体说明如下：

对于上行输入：

(1)以太网承载点对点协议模块首先将用户线路的二层协议报文适配为以太网协议报文，当辨明用户端口为该协议端口后，则发现报文是以太网承载点对点协议报文，对报文按照协议进行解析；

(2)如果是协议控制报文，将报文不加转换发送给主控中央处理器模块，由主控中央处理器模块进行处理；

(3)如果是协议业务报文，完成以太网协议报文与交换核心二层协议报文的适配，将适配后的报文通过背板送往交换核心。

对于下行输入：

(1)判断是否是发向以太网承载点对点协议用户端口的报文；

(2)如果是，判断是否为组播报文，如果不是组播报文，则跳到(4)步；

(3)根据报文中的组播地址寻找需要进行组播的用户端口，对所有需要组播的用户端口进行转发；

(4)完成交换核心二层协议报文与以太网协议报文的适配，完成以太网协议报文与用户线路二层协议的适配，将报文转发给用户线路处理模块。

对于控制输入：

(1)判断是否为以太网承载点对点协议报文；

(2)如果是，完成以太网报文与用户线路二层协议的适配，转发给用户线路处理模块；如果不是，则丢弃该报文。

本发明将PPPOE模块放到了用户线路业务板上实现，通过将其嵌入宽带接入设备二层协议适配模块的专用集成电路来实现对该协议的支持，从而使得PPPOE模块处理的只是一块用户业务板上的数据，处理的用户数目是一个定值，而且数目较小，一般在48路以下，可以进行组播支持及保证性能稳定，同时避免了过于复杂的设计。而独立式的BAS因为要在一个模块中处理庞大的用户数目，导致其在用户数多的时候会发生性能下降，同时无法对组播提供良好支持，也因为其接入的用户数目庞大使得设计极为复杂。

同时本发明的内嵌式的PPPOE方案充分利用了宽带接入设备的二层协议适配模块的专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)剩余资源与主控中央处理器的剩余资源，正是这种对剩余资源的利用，导致这种内嵌式支持PPPOE整体成本不会比现有的宽带接入设备提高或仅有微小的提高。有益效果：

采用本发明的技术方案可以极大地降低网络运营商对宽带接入解决方案的设备投资，而且可以提高整体网络的性能，同时提供对组播业务的支持。

说明书附图说明：

图1  支持内嵌式PPPOE的宽带接入设备系统框图

图2  PPPOE模块处理用户数据上行数据流程图

图3  PPPOE模块处理交换核心下行数据流程图

实施例：

按照本发明的技术方案，下面以港湾网络公司的Hammer 10000 IP DSLAM系统为实例，具体说明本发明的实施方式：

该系统的框图如图1所示，其中：

A：用户线路接入业务板；

I：背板；

L：主控板；

B：主控中央处理器控制消息；

C：用户线路；

D：用户线路调制解调模块；

E：用户线路二层协议报文；

F：用户线路二层协议到以太网协议适配模块；

G：以太网协议报文；

H：PPPOE处理及以太网协议到交换核心协议适配模块；

K：交换核心物理层协议总线；

J：主控中央处理器控制总线；

M：主控中央处理器；

N：交换核心；

O：交换核心协议报文；

P：交换核心协议报文到上行接口协议报文适配模块；

Q：上行线路。

Hammer 10000的ADU业务板提供对ADSL用户接入的PPPOE支持。用户的PC机通过ADSL modem与Hammer 10000的ADU业务板相连接，并安装了PPPOE的客户端软件。

在Hammer 10000的控制台上配置对用户端口的进行PPPOE支持，并配置好二三层交换核心相关数据，配置好上行业务口，上行业务口与Internet、RadiusServer相连接。

用户首先启动PPPOE拨号过程，ADU业务板的PPPOE模块辨识出PPPOE控制报文后，将控制报文发往主控板的主控中央处理器模块。主控中央处理器与用户的PPPOE客户端、Radius Server进行交互，完成用户认证，记费。利用PPPOE ASIC模块的驱动程序模块设置允许用户接入。

用户开始访问Internet，PPPOE模块在此过程中对用户的数据包进行处理，并提供三层组播支持能力。

用户发出断开请求的PPPOE控制报文，PPPOE模块将此控制报文发往主控中央处理器模块，主控中央处理器与用户的PPPOE客户端、Radius Server进行交互，完成用户下线、记费结束。利用PPPOE ASIC模块的驱动程序模块设置禁止用户接入。

该系统中，PPPOE模块处理用户数据上行数据流程如图2所示；处理交换核心下行数据流程图如图3所示。

Claims (4)

1.一种宽带接入设备支持以太网承载点对点协议的方法，包含硬件和软件部分，硬件包括宽带接口用户接口业务板、背板、主控板三个部分，其特征在于：对宽带接入设备二层协议适配模块进行修改，在其专用集成电路模块中嵌入对以太网承载点对点协议的支持，形成以太网承载点对点协议支持模块；这种支持通过对上行输入、下行输入、控制输入这三种输入分别按照协议进行报文处理来实现；将该以太网承载点对点协议支持模块放到用户线路业务板上，通过将其嵌入宽带接入设备二层协议适配模块的专用集成电路来实现对该协议的支持，这个协议支持模块只处理一块用户业务板上的数据。

2.根据权利要求1所述的宽带接入设备支持以太网承载点对点协议的方法，其特征在于：嵌入二层协议适配模块专用集成电路的以太网承载点对点协议支持模块对上行输入按照协议进行如下的报文处理：

(1)以太网承载点对点协议软件驱动模块首先将用户线路的二层协议报文适配为以太网协议报文，当辨明用户端口为该协议端口后，则发现报文是以太网承载点对点协议报文，对报文按照协议进行解析；

(2)如果是协议控制报文，将报文不加转换发送给主控中央处理器模块，由主控中央处理器模块进行处理；

(3)如果是协议业务报文，完成以太网协议报文与交换核心二层协议报文的适配，将适配后的报文通过背板送往交换核心。

3.根据权利要求1所述的宽带接入设备支持以太网承载点对点协议的方法，其特征在于：嵌入二层协议适配模块专用集成电路的以太网承载点对点协议支持模块对下行输入按照协议进行如下的报文处理：

(1)判断是否是发向以太网承载点对点协议用户端口的报文；

(2)如果是，判断是否为组播报文，如果不是组播报文，则跳到(4)步；

(3)根据报文中的组播地址寻找需要进行组播的用户端口，对所有需要组播的用户端口进行转发；

(4)完成交换核心二层协议报文与以太网协议报文的适配，完成以太网协议报文与用户线路二层协议的适配，将报文转发给用户线路处理模块。

4.根据权利要求1所述的宽带接入设备支持以太网承载点对点协议的方法，其特征在于：嵌入二层协议适配模块专用集成电路的以太网承载点对点协议支持模块对控制输入按照协议进行如下的报文处理：

(1)判断是否为以太网承载点对点协议报文；

(2)如果是，完成以太网报文与用户线路二层协议的适配，转发给用户线路处理模块；如果不是，则丢弃该报文。

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