專利名稱：一種用于英特網(wǎng)與波分復(fù)用體系融合的適配方法的幀封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及英特網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送領(lǐng)域，它是一種用于英特網(wǎng)與波分復(fù)用體系融合的適配方法的幀封裝方法，主要用于核心交換路由器，邊緣交換路由器，基于包交換的高低端交換機(jī)，用戶端綜合接入設(shè)備和與英特網(wǎng)有關(guān)的互連互通設(shè)備等。
現(xiàn)用于英特網(wǎng)與波分復(fù)用體系融合的適配方法的幀封裝，有“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議”(英文縮寫PPP)。在英特網(wǎng)工程任務(wù)組(英文縮寫IETF)，把它規(guī)定為(代號(hào))RFC1619(RFC是請(qǐng)求評(píng)論，英文RequestFor Comments)，它可以封裝三十多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，含有用于英特網(wǎng)的”英特網(wǎng)協(xié)議第四版(英文IPV4)，這種協(xié)議適配方法通過MODEM上網(wǎng)是成功的，還有防火墻，但若用于同步光網(wǎng)絡(luò)(英文縮寫SONET)或波分復(fù)用體系(英文縮寫WDM)上，就存在一些不足和缺陷。主要表現(xiàn)在(1)對(duì)于IP在WDM上傳送的應(yīng)用，沒有標(biāo)準(zhǔn)支持，導(dǎo)致IP over WDM不能用于英特網(wǎng)邊緣層和核心層；(2)對(duì)于每秒2.5G千兆比特及其以上速率，開發(fā)設(shè)備時(shí)硬件轉(zhuǎn)發(fā)部分開銷太大，用于“英特網(wǎng)協(xié)議(英文縮寫IP)直接在波分復(fù)用光纜網(wǎng)(英文縮寫IP over WDM)”上運(yùn)行時(shí)，更是如此，因?yàn)镽FC1619規(guī)定推薦使用“鏈路控制協(xié)議(英文縮寫LCP)”和魔數(shù)(英文表述為Magic Number)。這兩項(xiàng)比較復(fù)雜；(3)采用RFC1619時(shí)，因?yàn)镻PP是需要建立連接的，重發(fā)定時(shí)器的默認(rèn)值在PPP中定為3秒。對(duì)于高速鏈路，這種方法過于遲鈍。對(duì)于具體工程應(yīng)用，應(yīng)要求支持從每秒2兆比特到每秒10000兆比特的速率范圍全部(約差4032倍)。所以重發(fā)定時(shí)器的值應(yīng)根據(jù)線路往返的時(shí)延確定。這些在RFC 1619中都沒有作出規(guī)定，從而在不同廠家的設(shè)備互連時(shí)會(huì)出現(xiàn)不確定性；(4)填充功能(英文表述為Padding Function)，PPP的信息字段一般要填充到最大接收單元(英文縮寫MRU，在英特網(wǎng)上一般規(guī)定為1500字節(jié))。對(duì)于一般的英特網(wǎng)數(shù)據(jù)包，如瀏覽器(英文表述為WWW)上網(wǎng)的應(yīng)用(該種應(yīng)用約占整個(gè)英特網(wǎng)應(yīng)用的75％)，平均數(shù)據(jù)包長度是330字節(jié)，這樣有平均約350％是在做無用功，效率很低。另外，這個(gè)填充字段在接收端還需要一個(gè)功能來區(qū)分哪些是信息字段，哪些是填充字段。這又增加了處理開銷；(5)鏈路控制協(xié)議(英文縮寫LCP)的整個(gè)規(guī)程包括10種配置數(shù)據(jù)包(英文表述為configurationpacket)、16種狀態(tài)事件(英文表述為Event)和12種動(dòng)作(英文表述為Action)，把這些復(fù)雜的機(jī)理用于光的包交換(光---光)是很難實(shí)現(xiàn)的。即使做出來了，代價(jià)也太高。
本發(fā)明的目的是，針對(duì)現(xiàn)有幀封裝技術(shù)存在的不足和缺陷加以改進(jìn)，并提出和設(shè)計(jì)出適用于各種情況的一種用于英特網(wǎng)與波分復(fù)用體系融合的適配方法的幀封裝；本發(fā)明的構(gòu)想是在英特網(wǎng)協(xié)議(英文縮寫IP)和波分復(fù)用體系(英文縮寫WDM)之間只保留面向比特的WDM鏈路接入規(guī)程(英文縮寫LAPW)，用多服務(wù)訪問點(diǎn)代替地址字段，實(shí)現(xiàn)多協(xié)議封裝，可以支持從低階虛容器到高階虛容器(包括級(jí)聯(lián))的全部速率范圍，也特別適合用到光的包交換接口，沒有任何協(xié)議的不確定性，本構(gòu)想不僅能解決新的設(shè)備開發(fā)和運(yùn)營問題，而且為我國現(xiàn)有的上千億元電信傳輸資源找到了一條非常好的出路。
本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)解決方案是，把Ipv4和Ipv6包頭中的版本字段作為參數(shù)隨原語從第3層映射到第2層(LAPW)實(shí)現(xiàn)多協(xié)議的封裝，用WDM鏈路接入規(guī)程(LAPW)一項(xiàng)要素代替“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議”(PPP)和“高級(jí)數(shù)據(jù)鏈規(guī)程”(HDLC)兩項(xiàng)要素組幀，解決英特網(wǎng)協(xié)議(IP)和波分復(fù)用體系(WDM)之間的融合及適配的幀封裝，該幀封裝同時(shí)支持英特網(wǎng)協(xié)議第四版(Ipv4)和英特網(wǎng)協(xié)議第六版(Ipv6)。
其特征在于，把Ipv4和Ipv6包頭中的版本字段(Version)作為參數(shù)隨原語從第3層映射到第2層(LAPW)實(shí)現(xiàn)多協(xié)議的封裝，在英特網(wǎng)協(xié)議第四版(Ipv4)和英特網(wǎng)協(xié)議第六版(Ipv6)包頭中均為4個(gè)比特，映射到第2層后作為服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(SAPI)的低四位比特，保持其原來的順序和值不變，服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(SAPI)的高四位比特填“0000”，再把這一SAPI值放入LAPW幀的地址字段的位置。經(jīng)過這一變換，便完成了LAPW對(duì)其上的多協(xié)議封裝。
其特征在于，用WDM鏈路接入規(guī)程(LAPW)一項(xiàng)要素代替“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議”(PPP)和“高級(jí)數(shù)據(jù)鏈規(guī)程”(HDLC)兩項(xiàng)要素組幀，具體方案如下，所有的LAPW幀均以二進(jìn)制碼“01111110”起始和終止，直接位于地址字段之前的標(biāo)志是起始標(biāo)志，緊跟在幀校驗(yàn)序列(FCS)之后的標(biāo)志為終止標(biāo)志，在某些應(yīng)用中，終止標(biāo)志也可以作為下一幀的起始標(biāo)志，所有的收端應(yīng)能夠接收一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的標(biāo)志，在幀與幀之間以標(biāo)志填充；地址字段由一個(gè)八位組組成，比特排列的順序?yàn)樽畹臀辉谧钣疫?即比特1)，最高位在最左邊(即比特8)，地址字段作為服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(SAPI)使用，完成LAPW對(duì)所有上層協(xié)議的封裝，在接收端，根據(jù)這個(gè)字段的值來確定是哪一種協(xié)議，當(dāng)?shù)?層有IP包要發(fā)送時(shí)，首先調(diào)用“DL-UNACK-DATA請(qǐng)求(用戶數(shù)據(jù)，版本字段，DS碼點(diǎn)或IPv4業(yè)務(wù)類型字段)”原語，用戶數(shù)據(jù)，版本字段和DS碼點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)于三種參數(shù)，即在第3層IP包中的整個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)、“版本字段”(Version)和“細(xì)分業(yè)務(wù)(Differentiated Services)碼點(diǎn)或IPv4業(yè)務(wù)類型字段(TOS)”，把隨原語映射下來的“版本字段”作為LAPW的服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(SAPI)，對(duì)于Ipv4和Ipv6，地址字段的低四位分別為(二進(jìn)制)“0100”和“0110”，與Ipv4和Ipv6數(shù)據(jù)包頭中的版本號(hào)對(duì)應(yīng)，它們的高四位填二進(jìn)制“0000”，在地址字段的規(guī)定中，十進(jìn)制數(shù)“4”表示對(duì)基于Ipv4的業(yè)務(wù)的封裝，“6”表示對(duì)基于Ipv6的業(yè)務(wù)的封裝，“255”作為廣播地址，其它還有252個(gè)值留作將來使用；控制字段由一個(gè)八位組組成，其值為0x03，所有的幀均作為命令幀使用，探尋/終止比特設(shè)為0，其它值保留將來功能擴(kuò)充時(shí)使用；信息字段緊跟在控制字段之后，由整數(shù)倍的八位組組成，當(dāng)?shù)?層有IP包要發(fā)送時(shí)，首先調(diào)用“DL-UNACK-DATA請(qǐng)求(用戶數(shù)據(jù)，版本字段，DS碼點(diǎn)或IPv4業(yè)務(wù)類型字段)”原語，用戶數(shù)據(jù)，版本字段和DS碼點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)于三種參數(shù)，即在第3層IP包中的整個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)、“版本字段”(Version)和“細(xì)分業(yè)務(wù)(Differentiated Services)碼點(diǎn)或IPv4業(yè)務(wù)類型字段(TOS)”，把隨該原語映射下來的“整個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元”作為LAPW的“信息字段”，在接收端，第3層利用“DL-UNACK-DATA指示(用戶數(shù)據(jù))”原語接應(yīng)第2層轉(zhuǎn)來的“信息字段”作為第3層的PDU；每個(gè)幀的尾部包含一個(gè)32比特的幀校驗(yàn)序列，用來檢查幀通過鏈路傳輸時(shí)可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤，F(xiàn)CS由發(fā)送方產(chǎn)生，其基本思想是通過對(duì)完全隨機(jī)的待發(fā)送的比特流計(jì)算產(chǎn)生32比特的冗余碼(即FCS)，附于幀的尾部，使得幀和FCS之間具有相關(guān)性，在接收端通過識(shí)別這種相關(guān)性是否被破壞，來檢測(cè)出幀在傳輸過程中是否出現(xiàn)了差錯(cuò)，F(xiàn)CS生成多項(xiàng)式為G(x)＝x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1計(jì)算范圍從一個(gè)幀的開始標(biāo)志之后的第一個(gè)比特起，到FCS之前的最后一個(gè)比特止，總比特?cái)?shù)為m，作為數(shù)據(jù)多項(xiàng)式Q(x)，其中需還原因透明性傳輸引起的轉(zhuǎn)換(不應(yīng)包括因透明性的需要而插入八位組)，F(xiàn)CS是一個(gè)32比特的序列，它的值是下列兩個(gè)余數(shù)的模2和的反碼，----xm*(x31+x30+......+x2+x+1)/G(x)的余數(shù)
----x32*Q(x)/G(x)的余數(shù)將上述過程產(chǎn)生的FCS加Q(x)之后發(fā)送出去，在接收端，把兩個(gè)標(biāo)志之間的全部比特序列稱M(x)，按下式計(jì)算，[x(m+32)*(x31+x30+......+x2+x+1)+x32*M(x)]/G(x)，其中m+32為M(x)序列的長度，如果M(x)＝Q(x)+FCS，則傳輸無差錯(cuò)，否則，就認(rèn)為傳輸有差錯(cuò)；在幀結(jié)構(gòu)中，每一八位組的比特排列順序?yàn)樗斤@示，比特排列的順序?yàn)樽畹臀辉谧钣疫?即比特1)，最高位在最左邊(即比特8)，多個(gè)八位組沿垂直方向排列，最上面的八位組編號(hào)為”1”，依次遞增為“2”...“N”，在這一結(jié)構(gòu)中，某一比特可以以(o，b)標(biāo)識(shí)，o表示八位組的順序編號(hào)，b表示在一個(gè)八位組內(nèi)比特的順序編號(hào)，在一個(gè)八位組內(nèi)比特8最先發(fā)送，而在一個(gè)幀結(jié)構(gòu)中，八位組的發(fā)送順序?yàn)?，2...N(從小到大遞增)，不過，F(xiàn)CS的4個(gè)字節(jié)是一個(gè)例外，具體說就是，F(xiàn)CS的第1個(gè)八位組的編號(hào)為1的比特是FCS長字的最高位，F(xiàn)CS的第4個(gè)八位組的編號(hào)為8的比特是FCS長字的最低位；LAPW的無效幀有以下幾種1)由兩個(gè)標(biāo)志產(chǎn)生的不妥當(dāng)?shù)亩ń绲膸?)兩個(gè)標(biāo)志的幀長小于6個(gè)八位組的幀，3)包含有FCS錯(cuò)誤的幀，4)服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(SAPI)不匹配或收端不支持的幀，5)包含有不確定的控制字段的幀，6)以多于6個(gè)“1”結(jié)束的幀，無效幀將被丟棄，不通知發(fā)送方，也不產(chǎn)生任何動(dòng)作；在發(fā)送端，LAPW幀映射到同步凈荷封包(SPE)之前需用(x43+1)多項(xiàng)式進(jìn)行擾碼，同樣在收端，從SPE取出凈荷之后要用(x43+1)多項(xiàng)式進(jìn)行解擾才能作為LAPW幀進(jìn)行下一步處理，用(x43+1)多項(xiàng)式進(jìn)行擾碼和解擾是必須的，高階虛容器信號(hào)標(biāo)記用十六進(jìn)制數(shù)”18H”指示“已用(x43+1)多項(xiàng)式進(jìn)行擾碼的LAPW”，低階虛容器信號(hào)標(biāo)記用二進(jìn)制數(shù)”101”指示“已用(x43+1)多項(xiàng)式進(jìn)行擾碼的LAPW”。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于已有的RFC1619，具有以下創(chuàng)新(1)目前國外一些廠商按照英特網(wǎng)工程任務(wù)組(英文縮寫IETF)提出用PPP over SONET/SDH開發(fā)IP over WDM，就RFC 1619本身而言，鏈路層有PPP(點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議)和HDLC(高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程)兩種協(xié)議，比較復(fù)雜，把它用于每秒2.5千兆比特以上速率時(shí)硬件開銷太大，相比之下本發(fā)明只采用一個(gè)LAPW要素，其難易程度與HDLC相當(dāng)，省去了PPP中的復(fù)雜的“鏈路控制協(xié)議(英文縮寫LCP)”和魔數(shù)(英文表述為Magic Number)機(jī)制，所用的協(xié)議適配之開銷大大減??；(2)RFC 1619沒有確定是否用于IP over WDM，這樣PPP over SONET/SDH的應(yīng)用推廣到Internet邊緣層和核心層時(shí)沒有標(biāo)準(zhǔn)支持，相比之下本發(fā)明既簡(jiǎn)單，又完整；(3)采用RFC1619時(shí)，因?yàn)镻PP是需要建立連接的，重發(fā)定時(shí)器的默認(rèn)值在PPP中定為3秒。對(duì)于高速鏈路，過于遲鈍，對(duì)于具體工程應(yīng)用，應(yīng)要求從每秒2兆比特到每秒10000兆比特的速率范圍全部支持，所以重發(fā)定時(shí)器的值應(yīng)根據(jù)線路往返的時(shí)延確定，這些在RFC 1619中都沒有作出規(guī)定，從而在不同廠家的設(shè)備互連時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)不確定性，相比之下本發(fā)明采用不確認(rèn)式信息傳送服務(wù)方式，不需要建立連接，也不需要使用重發(fā)定時(shí)器，不會(huì)出現(xiàn)任何對(duì)等實(shí)體之間通信的不確定性，從每秒2兆比特到每秒10000兆比特的速率范圍的應(yīng)用全部支持；(4)關(guān)于填充功能的使用，PPP的信息字段一般要填充到最大接收單元(英文縮寫MRU，在英特網(wǎng)上一般規(guī)定為1500字節(jié))，對(duì)于一般的英特網(wǎng)數(shù)據(jù)包，如瀏覽器(英文表述為WWW)上網(wǎng)的應(yīng)用(該種應(yīng)用約占整個(gè)英特網(wǎng)應(yīng)用的75％)，包長度是平均為330字節(jié)，這樣平均有約350％是在做無用功，效率很低；另外，這個(gè)填充字段在接收端還需要一個(gè)功能來區(qū)分哪些是信息字段，哪些是填充字段，這又增加了處理開銷，相比之下本發(fā)明與填充功能無關(guān)，對(duì)于任何英特網(wǎng)應(yīng)用，沒有這種無用功；(5)LCP的整個(gè)規(guī)程包括10種配置數(shù)據(jù)包(英文表述為configuration packet)，16種狀態(tài)事件(英文表述為Event)，12種動(dòng)作(英文表述為Action)，把這些復(fù)雜的機(jī)理用于光的包交換(光---光)是很難實(shí)現(xiàn)的。即使做出來了，成本也太高。相比之下，本發(fā)明沒有這些配置數(shù)據(jù)包，狀態(tài)事件和動(dòng)作，可以很容易地用于光的包交換(光---光)；(6)本發(fā)明已考慮到目前正在使用的Ipv4和即將使用的Ipv6，用統(tǒng)一的LAPW機(jī)理來支持，具有很好的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用特點(diǎn)和將來的可擴(kuò)展性；通俗地說，本發(fā)明是以非常簡(jiǎn)煉的，快捷的和廉價(jià)的方式解決英特網(wǎng)到WDM電信傳輸?shù)膮f(xié)議適配，用WDM鏈路接入規(guī)程一項(xiàng)要素代替“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議(英文縮寫PPP)和高級(jí)數(shù)據(jù)鏈規(guī)程(英文縮寫HDLC)兩項(xiàng)要素，來支持英特網(wǎng)協(xié)議第四版(英文縮寫Ipv4)和英特網(wǎng)協(xié)議第六版(英文縮寫Ipv6)在WDM上的應(yīng)用。


圖1，本發(fā)明所提出的構(gòu)想示意2，本發(fā)明所提出的LAPW的幀結(jié)構(gòu)圖3，本發(fā)明所提出的用(x43+1)多項(xiàng)式擾碼和解擾的示意4，本發(fā)明在全國IP over SDH/WDM核心層組網(wǎng)應(yīng)用構(gòu)想5，本發(fā)明在省內(nèi)IP over SDH/WDM核心層組網(wǎng)應(yīng)用構(gòu)想下面，根據(jù)附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
本發(fā)明所提出的設(shè)想主要用于核心交換路由器，邊緣交換路由器，基于包交換的高低端交換機(jī)，用戶端綜合接入設(shè)備和與英特網(wǎng)有關(guān)的互連互通設(shè)備等。本發(fā)明的應(yīng)用框架見圖1，即本發(fā)明所提出的構(gòu)想示意圖，其中在網(wǎng)絡(luò)層采用英特網(wǎng)協(xié)議(IP)(包括Ipv4和IPv6)，鏈路層采用WDM鏈路接入規(guī)程(英文縮寫LAPW)，物理層采用波分復(fù)用體系(WDM)，主要包括各類高階和低階虛容器。在這個(gè)框架中，第2層向第3層提供的服務(wù)訪問點(diǎn)有兩個(gè)，分別供基于IPV4的數(shù)據(jù)包和基于IPV6的數(shù)據(jù)包使用。它們的服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(SAPI)分別是十進(jìn)制數(shù)”4”和”6”。在第3層IP包中的整個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(英文縮寫PDU)、“版本字段”(英文Version)、細(xì)分業(yè)務(wù)(英文DifferentiatedServices)碼點(diǎn)或IPv4業(yè)務(wù)類型字段(英文縮寫TOS)，在發(fā)送時(shí)作為原語的參數(shù)映射到第2層。在第2層，把映射下來的PDU作為LAPW的信息字段；把映射下來的版本字段作為服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(英文縮寫SAPI)，并轉(zhuǎn)為LAPW的地址字段；把映射下來的細(xì)分業(yè)務(wù)碼點(diǎn)或IPv4業(yè)務(wù)類型字段作為一種依據(jù)，控制隊(duì)列算法。在第2層采用不確認(rèn)式信息傳送服務(wù)(UITS)，它與第1層也通過相應(yīng)的服務(wù)訪問點(diǎn)用原語和參數(shù)交互。圖2是本發(fā)明所提出的LAPW的幀結(jié)構(gòu)，最上面的那個(gè)八位組為LAPW幀的開始標(biāo)志，其值規(guī)定為二進(jìn)制數(shù)“01111110”，緊接著是地址字段，一個(gè)八位組長，它的值即為Ipv4或Ipv6的幀格式的“版本字段”，操作時(shí)作為參數(shù)隨“DL-UNACK-DATA請(qǐng)求”原語從網(wǎng)絡(luò)層映射而來。圖3是本發(fā)明所提出的用(x43+1)多項(xiàng)式擾碼和解擾的示意圖，虛框中圍起的部分是一個(gè)43比特移位寄存器，圓圈部分表示為一個(gè)異或邏緝電路，按圖中的邏緝關(guān)系，從“擾碼前的數(shù)據(jù)流輸入”到“擾碼后的數(shù)據(jù)流輸出”即可完成擾碼功能；從“擾碼數(shù)據(jù)流輸入”到“解擾后的數(shù)據(jù)流輸出”即可完成解擾功能。也可以采用從D1到D43移位的移位寄存器，但相應(yīng)的邏緝關(guān)系也應(yīng)作調(diào)整。圖4是本發(fā)明在全國IP over SDH/WDM核心層組網(wǎng)應(yīng)用構(gòu)想圖，這個(gè)例子以目前中國8×8 SDH或波分復(fù)用(英文縮寫WDM)干線傳輸網(wǎng)為現(xiàn)有資源舉例，白色界面的計(jì)算機(jī)表示現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)網(wǎng)管；在各個(gè)節(jié)點(diǎn)城市采用具有IP over SDH/WDM接口的核心交換路由器后，可以形成一個(gè)四通八達(dá)的包交換核心網(wǎng)，黑色界面的計(jì)算機(jī)表示即將布局的核心交換路由器網(wǎng)的網(wǎng)管。圖5是本發(fā)明在省內(nèi)IP over SDH/WDM核心層組網(wǎng)應(yīng)用構(gòu)想，其中黑圓圈表示基于IPover SDH設(shè)備的核心路由交換設(shè)備，小白圓圈表示基于IP over SDH/WDM設(shè)備的支線路由交換設(shè)備，REG為再生中繼器，ADM為分插復(fù)用器，LAN為局域網(wǎng)；目前各省多半以SDH/WDM環(huán)型組網(wǎng)，這個(gè)例子以目前中國各省SDH環(huán)網(wǎng)或波分復(fù)用系統(tǒng)(英文縮寫WDM)干線傳輸網(wǎng)為現(xiàn)有資源舉例；在省內(nèi)的各個(gè)地市節(jié)點(diǎn)城市采用具有IP over SDH/WDM接口的核心交換路由器后，可以形成一個(gè)在省內(nèi)四通八達(dá)的包交換核心網(wǎng)。
權(quán)利要求
1.一種用于英特網(wǎng)與波分復(fù)用體系融合的適配方法的幀封裝，把Ipv4和Ipv6包頭中的版本字段作為參數(shù)隨原語從第3層映射到第2層(LAPW)實(shí)現(xiàn)多協(xié)議的封裝，用WDM鏈路接入規(guī)程(LAPW)一項(xiàng)要素代替“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議”(PPP)和“高級(jí)數(shù)據(jù)鏈規(guī)程”(HDLC)兩項(xiàng)要素組幀，解決英特網(wǎng)協(xié)議(IP)和波分復(fù)用體系(WDM)之間的融合及適配的幀封裝，該封裝同時(shí)支持英特網(wǎng)協(xié)議第四版(Ipv4)和英特網(wǎng)協(xié)議第六版(Ipv6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于英特網(wǎng)與波分復(fù)用體系融合的適配方法的幀封裝，其特征在于，把Ipv4和Ipv6包頭中的版本字段(Version)作為參數(shù)隨原語從第3層映射到第2層(LAPW)實(shí)現(xiàn)多協(xié)議的封裝，在英特網(wǎng)協(xié)議第四版(Ipv4)和英特網(wǎng)協(xié)議第六版(Ipv6)包頭中均為4個(gè)比特，映射到第2層后作為服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(SAPI)的低四位比特，保持其原來的順序和值不變，服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(SAPI)的高四位比特填“0000”，再把這一SAPI值放入LAPW幀的地址字段的位置，經(jīng)過這一變換，便完成了LAPW對(duì)其上的多協(xié)議封裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于英特網(wǎng)與波分復(fù)用體系融合的適配方法的幀封裝，其特征在于，用WDM鏈路接入規(guī)程(LAPW)一項(xiàng)要素代替“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議”(PPP)和“高級(jí)數(shù)據(jù)鏈規(guī)程”(HDLC)兩項(xiàng)要素組幀，具體方式如下，所有的LAPW幀均以二進(jìn)制碼“01111110”起始和終止，直接位于地址字段之前的標(biāo)志是起始標(biāo)志，緊跟在幀校驗(yàn)序列(FCS)之后的標(biāo)志為終止標(biāo)志，在某些應(yīng)用中，終止標(biāo)志也可以作為下一幀的起始標(biāo)志，所有的收端應(yīng)能夠接收一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的標(biāo)志，在幀與幀之間以標(biāo)志填充；地址字段由一個(gè)八位組組成，比特排列的順序?yàn)樽畹臀辉谧钣疫?，即比?，最高位在最左邊，即比特8，地址字段作為服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(SAPI)使用，完成LAPW對(duì)所有上層協(xié)議的封裝，在接收端，根據(jù)這個(gè)字段的值來確定是哪一種協(xié)議，當(dāng)?shù)?層有IP包要發(fā)送時(shí)，首先調(diào)用“DL-UNACK-DATA請(qǐng)求(用戶數(shù)據(jù)，版本字段，DS碼點(diǎn)或IPv4業(yè)務(wù)類型字段)”原語，把隨原語映射下來的“版本字段”作為LAPW的服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(SAPI)，對(duì)于Ipv4和Ipv6，地址字段的低四位分別為二進(jìn)制，“0100”和“0110”，與Ipv4和Ipv6數(shù)據(jù)包頭中的版本號(hào)對(duì)應(yīng)，它們的高四位填二進(jìn)制“0000”，在地址字段的規(guī)定中，十進(jìn)制數(shù)“4”表示對(duì)基于Ipv4的業(yè)務(wù)的封裝，“6”表示對(duì)基于Ipv6的業(yè)務(wù)的封裝，“255”作為廣播地址，十六進(jìn)制數(shù)“0x7e”和“0x7d”已有特定用途，其它還有250個(gè)值留作將來使用；控制字段由一個(gè)八位組組成，其值為0x03，所有的幀均作為命令幀使用，探尋/終止比特設(shè)為0，其它值保留將來功能擴(kuò)充時(shí)使用；信息字段緊跟在控制字段之后，由整數(shù)倍的八位組組成，當(dāng)?shù)?層有IP包要發(fā)送時(shí)，首先調(diào)用“DL-UNACK-DATA請(qǐng)求(用戶數(shù)據(jù)，版本字段，DS碼點(diǎn)或IPv4業(yè)務(wù)類型字段)”原語，用戶數(shù)據(jù)，版本字段和DS碼點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)于三種參數(shù)，即在第3層IP包中的整個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)、“版本字段”(Version)和“細(xì)分業(yè)務(wù)(Differentiated Services)碼點(diǎn)或IPv4業(yè)務(wù)類型字段(TOS)”，把隨該原語映射下來的“整個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元”作為LAPW的“信息字段”，在接收端，第3層利用“DL-UNACK-DATA指示(用戶數(shù)據(jù))”原語接應(yīng)第2層轉(zhuǎn)來的“信息字段”作為第3層的PDU；每個(gè)幀的尾部包含一個(gè)32比特的幀校驗(yàn)序列，用來檢查幀通過鏈路傳輸時(shí)可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤，F(xiàn)CS由發(fā)送方產(chǎn)生，其基本思想是通過對(duì)完全隨機(jī)的待發(fā)送的比特流計(jì)算產(chǎn)生32比特的冗余碼(即FCS)，附于幀的尾部，使得幀和FCS之間具有相關(guān)性，在接收端通過識(shí)別這種相關(guān)性是否被破壞，來檢測(cè)出幀在傳輸過程中是否出現(xiàn)了差錯(cuò)，F(xiàn)CS生成多項(xiàng)式為G(x)＝x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+2+x+1計(jì)算范圍從一個(gè)幀的開始標(biāo)志之后的第一個(gè)比特起，到FCS之前的最后一個(gè)比特止，總比特?cái)?shù)為m，作為數(shù)據(jù)多項(xiàng)式Q(x)，其中需還原因透明性傳輸引起的轉(zhuǎn)換(不應(yīng)包括因透明性的需要而插入八位組)，F(xiàn)CS是一個(gè)32比特的序列，它的值是下列兩個(gè)余數(shù)的模2和的反碼，----xm*(x31+x30+......+x2+x+1)/G(x)的余數(shù)----x32*Q(x)/G(x)的余數(shù)將上述過程產(chǎn)生的FCS加Q(x)之后發(fā)送出去，在接收端，把兩個(gè)標(biāo)志之間的全部比特序列稱M(x)，按下式計(jì)算，[x(m+32)*(x31+x30+......+x2+x+1)+x32*M(x)]/G(x)，其中m+32為M(x)序列的長度，如果M(x)＝Q(x)+FCS，則傳輸無差錯(cuò)，否則，就認(rèn)為傳輸有差錯(cuò)；在幀結(jié)構(gòu)中，每一八位組的比特排列順序?yàn)樗斤@示，比特排列的順序?yàn)樽畹臀辉谧钣疫?即比特1)，最高位在最左邊(即比特8)，多個(gè)八位組沿垂直方向排列，最上面的八位組編號(hào)為”1”，依次遞增為“2”...“N”，在這一結(jié)構(gòu)中，某一比特可以以(o，b)標(biāo)識(shí)，o表示八位組的順序編號(hào)，b表示在一個(gè)八位組內(nèi)比特的順序編號(hào)，在一個(gè)八位組內(nèi)比特8最先發(fā)送，而在一個(gè)幀結(jié)構(gòu)中，八位組的發(fā)送順序?yàn)?，2...N(從小到大遞增)，不過，F(xiàn)CS的4個(gè)字節(jié)是一個(gè)例外，具體說就是，F(xiàn)CS的第1個(gè)八位組的編號(hào)為1的比特是FCS長字的最高位，F(xiàn)CS的第4個(gè)八位組的編號(hào)為8的比特是FCS長字的最低位；LAPW的無效幀有以下幾種；1)由兩個(gè)標(biāo)志產(chǎn)生的不妥當(dāng)?shù)亩ń绲膸?)兩個(gè)標(biāo)志的幀長小于6個(gè)八位組的幀，3)包含有FCS錯(cuò)誤的幀，4)服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(SAPI)不匹配或收端不支持的幀，5)包含有不確定的控制字段的幀，6)以多于6個(gè)“1”結(jié)束的幀，無效幀將被丟棄，不通知發(fā)送方，也不產(chǎn)生任何動(dòng)作；在發(fā)送端，LAPW幀映射到WDM之前需用(x43+1)多項(xiàng)式進(jìn)行擾碼，同樣在收端，從SPE取出凈荷之后要用(x43+1)多項(xiàng)式進(jìn)行解擾才能作為LAPW幀進(jìn)行下一步處理，用(x43+1)多項(xiàng)式進(jìn)行擾碼和解擾是必須的，高階虛容器信號(hào)標(biāo)記用十六進(jìn)制數(shù)”18H”指示“已用(x43+1)多項(xiàng)式進(jìn)行擾碼的LAPW”，低階虛容器信號(hào)標(biāo)記用二進(jìn)制數(shù)”101”指示“已用(x43+1)多項(xiàng)式進(jìn)行擾碼的LAPW”。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于英特網(wǎng)與波分復(fù)用體系融合的適配方法的幀封裝,針對(duì)現(xiàn)有技術(shù):沒有標(biāo)準(zhǔn)支持、硬件轉(zhuǎn)發(fā)部分處理開銷太大、用于光的包交換代價(jià)太高、重發(fā)定時(shí)器的值沒有明晰的定義和填充功能導(dǎo)致效率很低等不足加以改進(jìn),提出了LAPW鏈路接入規(guī)程等技術(shù),通過把Ipv4和Ipv6包頭中的版本字段隨原語作為參數(shù)映射到第2層來實(shí)現(xiàn)多協(xié)議的封裝,用類似方法可支持包括英特網(wǎng)協(xié)議等四版和第六版在內(nèi)的250多種協(xié)議。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1248847SQ99116628
公開日2000年3月29日 申請(qǐng)日期1999年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月1日
發(fā)明者余少華 申請(qǐng)人:信息產(chǎn)業(yè)部武漢郵電科學(xué)研究院