專利名稱：分布式的ip處理模塊的實現方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有電信級的接入服務器，特別是一種互聯網協(xié)議IP處理模塊的實現方法。
背景技術：
現有的接入服務器采用的是分布式的硬件體系結構，有主控板(SMB)、轉發(fā)板(HRB)和接入板三種基本類型的單板，其中接入板可以有多種。為了增強系統(tǒng)的適應性和擴展性，適應各種業(yè)務，同時使業(yè)務處理分散化，各個接入板都可以獨立處理業(yè)務，使系統(tǒng)具有很強的擴展性和適應大規(guī)模處理的能力。而以前的TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/網間協(xié)議)協(xié)議棧提供的TCP(傳輸控制協(xié)議)及UDP(用戶數據報協(xié)議)的socket(套接字)主要用于上層控制數據的發(fā)送，因此在普通的分布式路由設備中，socket(套接字)都是集中在主控板上處理，沒有考慮分布式和大規(guī)模的處理能力問題。而在L2TP(二層隧道協(xié)議)、H.323 IP電話應用中，主要的業(yè)務數據是基于TCP/UDP的，這時集中處理的方式就存在很多問題，系統(tǒng)的處理瓶頸就集中在一塊單板上而沒有分布到整個系統(tǒng)中的各個單板上去進行負荷分擔。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種分布式的IP(互聯網協(xié)議)處理模型。這個模型中不僅IP轉發(fā)具有分布式的特性，基于TCP、UDP的上層本地業(yè)務(UDP和TCP之上的業(yè)務用的都是本地IP地址)也可以分布到各個接入板上處理，從而使L2TP、H.323(ITU-T標準)、Radius(遠程認證撥號用戶服務)等上層業(yè)務實現了分布式處理。根據上層應用的特點，通過端口號預分配的方式支持了作為客戶端(Client)的TCP/UDP分布式應用，又通過端口號動態(tài)注冊的方式解決了做為服務器端(Server)的分布式應用。并且通過一定的機制，使這種分布式的結構對外表現為一個完整的實體。該分布式的IP處理模塊的實現方法包括以下步驟a.建立TCP/UDP端口號預分配的協(xié)議；b.建立全局端口動態(tài)注冊的協(xié)議；c.建立支持虛擬專用撥號網L2TP業(yè)務的協(xié)議；d.建立支持IP電話業(yè)務的協(xié)議；e.進行IP數據包的本地分發(fā)。
其中上述步驟a中建立TCP/UDP端口號預分配的協(xié)議包括以下步驟a1.在系統(tǒng)初始化時，系統(tǒng)管理模塊為每個獨立的IP上層實體分配一個不同范圍的端口號a2.將端口號范圍分配的結果信息收集到集中的管理模塊；a3將端口號范圍分配的結果信息散發(fā)到各轉發(fā)板上；a4.轉發(fā)板根據收到的信息完成對IP包的本地分發(fā)操作。
上述步驟a1中系統(tǒng)管理模塊為每個獨立的IP上層實體分配一個不同范圍的端口號是由主控板上的一個控制模塊集中分配端口號，每個接入板從主控板申請一個動態(tài)的端口號范圍，主控板上的控制模塊記錄所述的申請，并將其散發(fā)給轉發(fā)板作為本地分發(fā)的依據。
上述步驟b中建立全局端口號動態(tài)注冊的協(xié)議的方法包括以下步驟b1.每個單板通過綁定(Bind)命令固定一個端口號；b2.將上述Bind命令操作的結果由集中管理模塊收集；b3.系統(tǒng)將收集的分布信息散發(fā)到各個轉發(fā)板上；b4.轉發(fā)板根據收到的信息完成IP的本地分發(fā)。
上述步驟C中建立支持虛擬專用撥號網L2TP業(yè)務的協(xié)議包括以下步驟
c1.主控板上的一個控制模塊集中給每個L2TP實體預分一個不同范圍的會話標識；c2.每個接入板從主控板申請一個動態(tài)的L2TP的會話標識范圍；c3.主控板上的控制模塊記錄所述的申請并將其散發(fā)給轉發(fā)板作為IP本地分發(fā)的依據；c4.IP處理模塊將本地的L2TP數據系統(tǒng)根據會話標識分給相應的實體處理。
上述步驟d中建立支持IP電話業(yè)務的協(xié)議包括以下步驟d1.對呼叫數據進行集中處理和對話音數據進行分布式處理；d2.IP處理模塊根據動態(tài)的本地端口號的目的端口號將IP數據包分發(fā)給相應的實體進行處理。
上述步驟e中進行IP數據包的本地分發(fā)包括以下步驟e1.系統(tǒng)接收IP數據包；e2.判斷IP數據包的目的地址是否屬于本設備，如果不是轉到e8；否則e3.判斷IP數據包承載的協(xié)議類型是否為TCP或UDP，如果不是轉到e7；否則e4.判斷IP數據包的端口號是否為L2TP的端口號，如果不是轉到e6；否則e5.分析L2TP的內容，根據會話標識和系統(tǒng)收集的會話標識分布信息將其轉發(fā)到目的單板；e6.根據TCP/UDP板文中的端口號和系統(tǒng)收集的端口號分布信息將其轉發(fā)到目的單板；e7.根據IP數據包承載的協(xié)議，將IP數據包交給相應的ICMP或其它協(xié)議進行處理；e8.根據IP數據包的目的地址，將IP數據包進行轉發(fā)操作。
以下結合附圖和實施例詳細本發(fā)明的實現方法及原理


圖1是本發(fā)明所述IP處理模塊的組成示意圖；圖2是本發(fā)明進行本地分發(fā)的流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明為一種分布式的IP處理模塊的實現方法，傳統(tǒng)的本地上層處理實體只有一個，根據IP包承載的內容交給相應的上層協(xié)議模塊(如TCP，UDP，ICMP(網間控制報文協(xié)議)去處理。在分布式處理模型中，可能有多個上層實體，它們分布在不同的物理板上，甚至分布在獨立的設備上。對于這種情況，在進行上層協(xié)議處理前，需要確定IP包屬于哪個上層實體，即進行IP包的本地分發(fā)。
IP上層協(xié)議的分布是隨協(xié)議而不同，如ICMP協(xié)議就只有一個處理實體，而TCP和UDP就可能有多個處理實體?；赥CP/UDP的高層應用也隨協(xié)議而定，如遠程登錄服務器(Telnet Server)或超文本協(xié)議服務器(Http server)配置管理模塊只有一個，而遠程撥號客戶端(Telnet Client)、Radius客戶端等就可能有多個。為了將本地IP包正確地分發(fā)到各個上層實體，本發(fā)明所述的實現方法包括以下步驟a.建立TCP/UDP端口號預分配的協(xié)議，該步驟中建立TCP/UDP端口號預分配的協(xié)議包括以下步驟a1.在系統(tǒng)初始化時，系統(tǒng)管理模塊為每個獨立的IP上層實體分配一個不同范圍的端口號上層實體在發(fā)起對外的TCP.UDP連接請求時，從分配給自己的端口號中選擇本地端口號，其中系統(tǒng)管理模塊為每個獨立的IP上層實體分配一個不同范圍的端口號是由主控板上的一個控制模塊集中分配端口號，每個接入板從主控板申請一個動態(tài)的端口號范圍，主控板上的控制模塊記錄所述的申請，并將其發(fā)給轉發(fā)板作為本地分發(fā)的依據。
a2.將端口號范圍分配的結果信息收集到集中的管理模塊；
a3.系統(tǒng)將端口號范圍分配的結果信息散發(fā)到各轉發(fā)板上；a4.轉發(fā)板根據收到的信息完成對IP包的本地分發(fā)操作。
b.建立全局端口動態(tài)注冊的協(xié)議，本步驟中建立全局端口號動態(tài)注冊的協(xié)議的方法包括以下步驟b1.每個單板通過綁定(Bind)命令固定一個端口號，即每個單板通過綁定(Bind)一個固定端口號的方式對外提供服務；b2.將上述綁定(Bind)操作的結果由集中管理模塊收集；b3.系統(tǒng)將管理模塊收集的分布信息散發(fā)到各個轉發(fā)板上；b4.轉發(fā)板根據收到的信息完成IP的本地分發(fā)從而實現上層應用服務的分布式。
c.建立支持虛擬專用撥號網(VPDN)L2TP業(yè)務的協(xié)議，本步驟中建立支持VPDN L2TP業(yè)務的協(xié)議包括以下步驟c1.主控板上的一個控制模板集中給每個L2TP實體預分一個不同范圍的會話標識(Session Id)；c2.每個接入板從主控板申請一個動態(tài)的L2TP的Session Id范圍；c3.主控板上的控制模塊記錄所述的申請并將其散發(fā)給轉發(fā)板作為IP本地分發(fā)的依據；c4.IP處理模塊將本地的L2TP數據系統(tǒng)根據Session Id分給相應的實體處理。由于L2TP實體位于UDP之上，多個實體對外表現為一個IP實體，與某個LNS(L2TP網絡服務器)只建立一條UDP隧道，在它上面通過Session Id實現PPP(點到點)復用。IP處理模塊可以將本地的L2TP數據流根Session Id分給相應的實體去處理。
d.建立支持IP電話業(yè)務的協(xié)議，本步驟中建立支持IP電話業(yè)務的協(xié)議包括以下步驟d1.對呼叫數據進行集中處理和對話音數據進行分布式處理；
d2.對于H.245 TCP通道和RTP(實時傳輸協(xié)議)、RTCP(實時傳輸控制協(xié)議)UDP通道，由于本地端口號是動態(tài)的，可以分布給各個實體去處理。IP處理模塊會根據目的端口號將IP數據包分發(fā)給相應的處理實體。IP處理模塊根據動態(tài)的本地端口號的目的端口號將IP數據包分發(fā)給相應的實體進行處理。
e.進行IP數據包的本地分發(fā)，本步驟中IP轉發(fā)模塊根據系統(tǒng)收集的端口號和Session Id分布信息以及板文內容來實現TCP/UDP的分布式，如圖2所示，對于IP數據包進行進行IP數據包的本地分發(fā)包括以下步驟e1.系統(tǒng)接收IP數據包；e2.判斷IP數據包的目的地址是否屬于本設備，如果不是轉到e8；否則e3.判斷IP數據包承載的協(xié)議類型是否為TCP或UDP，如果不是轉到e7；否則e4.判斷IP數據包的端口號是否為L2TP的端口號，如果不是轉到e6；否則e5.分析L2TP的內容，根據Session Id和系統(tǒng)收集的Session Id分布信息將其轉發(fā)到目的單板；e6.根據TCP/UDP板文中的端口號和系統(tǒng)收集的端口號分布信息將其轉發(fā)到目的單板；e7.根據IP數據包承載的協(xié)議，將IP數據包交給相應的ICMP或其它協(xié)議進行處理；e8.根據IP數據包的目的地址，將IP數據包進行轉發(fā)操作。
上面所述為報文的下行分發(fā)流程，即本設備接收其它設備發(fā)來的IP報文的流程，對于本地產生的報文流程處理更簡單，各個單板都可以產生自己的基于TCP/UDP的報文，使用系統(tǒng)分配給本板的端口號范圍，組包完畢后直接發(fā)出即可。
權利要求
1.一種分布式的IP處理模塊的實現方法，其特征在于所述的實現方法包括以下步驟a.建立TCP/UDP端口號預分配的協(xié)議；b.建立全局端口動態(tài)注冊的協(xié)議；c.建立支持虛擬專用撥號網L2TP業(yè)務的協(xié)議；d.建立支持IP電話業(yè)務的協(xié)議；e.進行IP數據包的本地分發(fā)。
2.根據權利要求1所述分布式的IP處理模塊的實現方法，其特征在于所述步驟a中建立TCP/UDP端口號預分配的協(xié)議包括以下步驟a1.在系統(tǒng)初始化時，系統(tǒng)管理模塊為每個獨立的IP上層實體分配一個不同范圍的端口號a2.將端口號范圍分配的結果信息收集到集中的管理模塊；a3.將端口號范圍分配的結果信息散發(fā)到各轉發(fā)板上；a4.轉發(fā)板根據收到的信息完成對IP包的本地分發(fā)操作。
3.根據權利要求2所述分布式的IP處理模塊的實現方法，其特征在于所述步驟a1中系統(tǒng)管理模塊為每個獨立的IP上層實體分配一個不同范圍的端口號是由主控板上的一個控制模塊集中分配端口號，每個接入板從主控板申請一個動態(tài)的端口號范圍，主控板上的控制模塊記錄所述的申請，并將其散發(fā)給轉發(fā)板作為本地分發(fā)的依據。
4.根據權利要求1所述分布式的IP處理模塊的實現方法，其特征在于所述步驟b中建立全局端口號動態(tài)注冊的協(xié)議的方法包括以下步驟b1.每個單板綁定一個固定端口號；b2.將上述綁定操作的結果由集中管理模塊收集；b3系統(tǒng)將收集的分布信息散發(fā)到各個轉發(fā)板上；b4.轉發(fā)板根據收到的信息完成IP的本地分發(fā)。
5.根據權利要求1所述分布式的IP處理模塊的實現方法，其特征在于所述步驟C中建立支持虛擬專用撥號網L2TP業(yè)務的協(xié)議包括以下步驟c1.主控板上的一個控制模塊集中給每個L2TP實體預分一個不同范圍的會話標識；c2.每個接入板從主控板申請一個動態(tài)的L2TP的會話標識范圍；c3.主控板上的控制模塊記錄所述的申請并將其散發(fā)給轉發(fā)板作為IP本地分發(fā)的依據；c4.IP處理模塊將本地的L2TP數據系統(tǒng)根據會話標識分給相應的實體處理。
6.根據權利要求1所述分布式的IP處理模塊的實現方法，其特征在于所述步驟d中建立支持IP電話業(yè)務的協(xié)議包括以下步驟d1.對呼叫數據進行集中處理和對話音數據進行分布式處理；d2.IP處理模塊根據動態(tài)的本地端口號的目的端口號將IP數據包分發(fā)給相應的實體進行處理。
7.根據權利要求1所述分布式的IP處理模塊的實現方法，其特征在于所述步驟e中進行IP數據包的本地分發(fā)包括以下步驟e1.系統(tǒng)接收IP數據包；e2.判斷IP數據包的目的地址是否屬于本設備，如果不是轉到e8；否則e3.判斷IP數據包承載的協(xié)議類型是否為TCP或UDP，如果不是轉到e7；否則e4.判斷IP數據包的端口號是否為L2TP的端口號，如果不是轉到e6；否則e5.分析L2TP的內容，根據會話標識和系統(tǒng)收集的會話標識分布信息將其轉發(fā)到目的單板；e6.根據TCP/UDP報文中的端口號和系統(tǒng)收集的端口號分布信息將其轉發(fā)到目的單板；e7.根據IP數據包承載的協(xié)議，將IP數據包交給相應的ICMP或其它協(xié)議進行處理；e8.根據IP數據包的目的地址，將IP數據包進行轉發(fā)操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分布式的IP處理模塊的實現方法，其包括以下步驟首先建立TCP/UDP端口號預分配的協(xié)議和全局端口動態(tài)注冊的協(xié)議；再建立支持VPDN L2TP業(yè)務的協(xié)議及支持IP電話業(yè)務的協(xié)議；最后進行IP數據包的本地分發(fā)。本發(fā)明所述分布式的IP處理模塊中不僅IP轉發(fā)具有分布式的特性，基于TCP、UDP的上層本地業(yè)務(UDP和TCP之上的業(yè)務用的都是本地IP地址)也可以分布到各個接入板上處理，從而使L2TP、H.323、Radius等上層業(yè)務實現了分布式處理。
文檔編號H04L29/06GK1412997SQ0113567
公開日2003年4月23日 申請日期2001年10月17日 優(yōu)先權日2001年10月17日
發(fā)明者馬云 申請人:華為技術有限公司