双层VLAN技术在EPON中的实现

1、中文核心期刊双层技术在中的实现金昊捷，汪敏，翟旭平（上海大学通信与信息工程学院，上海）摘要：提出在协议下应用双层的完整实现方案，在的数据帧中加入双层标签，实现了数据帧在段与核心网段的接轨，完善了段的用户安全分组及的二层组播方案。关键词：；用户分组中图分类号：文献标志码：级。（）：这是一个位的域，指明的（简称）一共个，每个支持协议的主机发送出来的数据帧都会包含这个域以指明自己所属的。配置方案根据的网络特点，现有的配置方案都不能直接运用于系统中，因为局域网的各个路由器节点对于标签的处理仅仅只针对地址和网络端口的映射，本文提出了基于（引言随着计算机网络技术及应用的发展，网络中存在的问题日渐暴露：如对

2、单个用户不同业务的问题及各个用户之间的安全问题。对于这些问题，本文提出一种新方法，它通过利用双层，进一步完善了的安全性和。首先能够将数据分成种优先级（或者根据需要减少或添加层数来扩展优先级的支持数量）；其次利用内层和外层的）以及地址的映射方案，并且运用层使得系统能区分更多的优先级并且使得分组机制更加完善。本文中把应用于中，可以解决以下问题：（）可以利用标记中的优先级字段，尽可能多的区分的种不同的业务，保证在来进一步划分用户组和数据隔离，使得网络管理可以随意的将网内用户划分成多个父组，以及每个父组又能细分成多个子组；最后利用和中不成为瓶颈。（）集团用户可能有多个，每个连接的多个不同用户的数据可以

3、被分类，以保证某群用户数据的安全性并实现基于的层组播。（）接入网运营商可以利用标识来区分单个用户，以实现接入和身份认证的控制。的映射来进行组内用户验证。中的方案（）的意思就是虚拟局域网。可以不用考虑用户的物理位置，而根据功能、应用等因素将用户从逻辑上划分为一个一个功能相对独立的工作组。规范由协议规定，它通过扩展以太网的帧格式，在标准的以太网帧格式里增加了一个字节的标签来实现，如图系统结构如图。在连接核心网和的边缘路由器中加入知晓的功能，负责区分网内和网外数据，对于出网数据负责把附加信息去掉并把优先级映射到的业务类别字段；对于网内数据，则负责转发和根据标示隔离广播消息。总的来说，为了解决上述问题

4、，需要在如图所示的虚线、点分线部分加入字节的标签，即所示。标签中前个字节表示标签协议标识（）若以太帧中紧接着源地址的两个字节的值是，就表明这是标签，而不是帧长度和类型。后两个字节表示标签控制信息（），其中，：这位指明帧的优先级。一共有种优先收稿日期：。基金项目：上海市重大科技攻关项目（）资助。作者简介：金昊捷（），男，硕士生，研究方向为光网络（电子邮件：个单位的标签。在上行方向：由添加层的优先级标签（），然后上传到）。图 带有标识的以太帧#光通信技术 !年第期金昊捷，等：双层技术在中的实现图 端添加标签这样可以把类粗分到类（由于目前尚没有任何对位的业务类别字段的定义，所以把图的定义方案的优先级

5、全部细分出来可能没有必要，所以暂时粗分为个优先级，若以后细分了更多个业务类别，可以根据本文的方法很容易通过增加层数来支持更多的优先级），即每个类别能分配到一个特定的优先级队列。能基本消除段的优先级分类瓶颈。周期性地向发送控制帧，报告各个队列的长度情况，为各个优先级队列申请带宽。根据动态带宽分配算法，给每个的各个优先级队图操作示意 列分配发送起始时间和发送窗口大小。将这些发送配置信息通过控制帧发送给。当某个的发送时隙到达时，的仲裁模块根据的调度信息发送各个优先级队列的数据，优先权级别高的数据流先发送。这样上行方向的可以得到保证。下行方向，接收以太接口的数据，根据层端，根据上传上来的数据的，在中找

6、到一张映射表，添加上（此时还可能需要根据后文节所述，丢弃一部分非法数据）。在下行方向：首先根据来把数据送到仲裁器进行数据的优先级区分下传，侧维护一个基于的滤除规则，滤除非本组的广播消息。所有的映射表和滤除规则都可以由网管程序建立。的字段能还原种业务类别，优先级计算方式为：业务类（类）。然后根据算出的值，把数据放入相应的下行优先级队列，下行仲裁器对各个优先级队列进行调度，使优先级高的数据队列有更大的带宽和更小的延时，以保证下行数据的。若数据进入核心网，则有知晓路由器负责把优先级映射到的业务类别字段，计算方式为：业务类别字段。标签在网络中各个节点的操作示意如图，在到用户段数据为没有附加标示的以太帧

7、；在和之间传输的数据是有前导码和层标签的以太帧；在上端则是只包含层标签的以太帧。优先级机制由于在业务流类别定义了位空间，即可能最大有种不同优先级的业务流在中传输，所以在和中都需要建立优先级队列，根据用户签定的不同业务流协议来进行优先级调度。而优先级区分的判断标准则取决于的优先级标示。由图所示，在上行方向的分类器接收来自（）的数据，根据业务类别送到的优先级队列中，添加八字节的标签并插入优先级字段：网内用户分组机制在大集团用户网络中，广播信息不可避免，经常会产生广播风暴。过多的广播信息不仅会影响到正常数据在网络中的通信，还可能使数据被不相干的用户接收，产生数据安全问题。利用上面给出的双层方案，通过

8、设置字段，它可以有效解决由于分组广播带来的数据安全性问题。在上行方向，接收来自用户的数据，添加字节的标签完成优先级映射的同时设置（外层优先级）业务类别字段；（内层优先级）（业务类别字段）。为（空标识，表明这个标签仅包含优先级信息）。当数据传到端，如图所示，以年第期光通信技术! #金昊捷，等：双层技术在 中的实现行地址自学习表里获得的，我们加以利用，从而形成多个对应一个的映射表。在下行时，在处理完外层的标签后，如果看到内层的标签的字段为非，那么同样在单播时获取并建立内层的滤除规则，广播时执行滤除规则。这样，具体到不同下的某几个主机能和另几个下的某几个主机实现数据的互传，图端的形成此时配合上层应用

9、程序（比如目的地址设置为基于某个子网下的广播地址），就可以实现基于的层组播。为单位形成映射表（这张表在注册时形成，在把分配给的同时再给这些分配一个网管程序定义好的值），根据帧的在外层标签中添加相应的。原本的接入和身份认证的控制实现接入网络的权限与用户主机的网卡物理地址自学习照旧进行。同时由此数据继续上行从的以太端口输出，在与知晓路由器之间的数据帧是和字段都完整的标识帧。在下行方向，首先判断目的地址是单播数据包还是广播，单播则按照自学习表里的地址的绑定，保证没有其他用户可以用无权限的主机接入网络。在端接入的主机地址在上传数据时，可得到这个数据的源地址。这个地址如果是无权限地址并且能够对应一个非法

10、，则很容易建立滤除规则把无权限用户数据丢弃。注意到在到的数据传输过程中，虽然添加了，但是其中的字段都是为空，可以加以利用，构成特殊映射关系选择相应的向下转发，并且在端获取，同时建立以为判断准则的滤除规则。然后去掉标签并向用户转发。如果是广播，如图所示：映射为广播，但是接收到广播帧后，根据滤除规则有选择性的接受。匹配则转发，不匹配则丢弃。接收的同时去掉层的标签并向用户转发。以上功能即把进行了分组。对于内层标签中的字段，可以作为以为分类标准的父分组下的子分组选择性的使用，由网管人员临时性配置。由于的动态性，因而它不能成为细分。具体为对图所示的网络结构的每个节点都在中映射为某几个：比如一共利用，那么表示号、表示号，表示号，由此形成的特殊在里可以产生一张一一对应的特殊表。在上行时，添加层标签的同时，在外层的中的字段添加一个对应当前的特殊，在端对照特殊表进行认证，如不匹配则丢弃数据，匹配就先去掉特殊然后按照节所述的映射表重新添加字段。这样就保证了非授权的主机用户接入，同时也防止了同一个大型公司内不同分组间的数据泄露。内每个用户的标示，但是每个用户接入网络后的是固定的，所以这层采用映射。与外层不同之处是当上行时处根据网管程序配置的映射表，对数据进行添加。我们可以把单个下的进行再分