網關上多業務數據流選路的實現方法

專利名稱：網關上多業務數據流選路的實現方法
技術領域：
本發明涉及一種計算機網絡通信技術，具體說，涉及一種網關上多業務數據流選路的實現方法。
背景技術：
隨著互聯網及其應用技術的不斷發展，人們利用互聯網可以開展越來越豐富的應用與服務。作為人們訪問互聯網的門戶，網關集成了越來越豐富的網絡應用業務。除了為用戶提供基本的上網業務外，還提供了網絡視頻、網絡電話、網上銀行、視頻監控等等業務。同時，網絡運營商們也通過在網關設備上實現遠程管理業務來對用戶網關進行管理維護。
不同的網絡業務所需要的網絡資源不同，運營商向用戶收取的服務費用也不同。如何保證網絡業務的資源專用性和收費合理性是運營商需要面對的問題，而這個問題的解決基礎是業務鏈路專用性的實現。
一般地，傳統用戶網關上多業務的路由選擇是根據目的IP地址進行的，即根據所要連接的對端IP地址來進行選路。這種方式在簡單路由的網關上還可以正確工作，但是在網絡業務急速涌現的今天，對家庭網關也提出了更高要求，例如需要家庭網關支持網絡業務的多樣性。一種網絡業務必定對應一條或多條網絡鏈路，因此家庭網關根據組網的需要提供了很多數據連接通道，從而形成了多路由的網絡環境。所謂數據連接通道就是網絡數據用來與外界通信的通路，按接入方式分，可以包括LAN(指非撥號方式，如以太方式，光纖方式)接入，DSL(Digital Subscriber Line，數字用戶線路)接入，移動的2G(指第二代移動通信中使用的接入方式，包括GPRS(GeneralPacket Radio Service，通用無線分組業務)、CDMA95(Code Devision MultiAccesss 95，95版本的碼分多址)，等等)接入、移動的3G(指第三代移動通信中的接入方式，包括CDMA2000(2000版本的碼分多址)、WCDMA(Wideband CDMA，寬帶碼分多址)、TD-SCDMA(TimeDevision-Synchronized CDMA時分同步碼分多地址)等等)接入，等現有的和將來的所有有線或無線接入方式，這些接入方式都使用IP協議作為網絡層的協議。在多路由的情況下，僅僅依靠對端IP來進行路由選擇是不可靠的，它會導致業務報文“走錯路”。另外一點，目前的業務區分管理還依然是在運營商的局端設備上通過鑒權和收費服務器實現。很顯然，傳統的多業務管理方式對于網絡資源的利用率不高，增加了運營商的維護成本。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供一種網關上多業務數據流選路的實現方法，使得不同類型的業務能夠通過特定的數據連接通道進行數據流的收發，保證專道專用，達到網絡資源的合理使用。
技術方案如下一種網關上多業務數據流選路的實現方法，步驟包括(1)構建業務鏈路與業務類型的綁定關系；(2)當網關接收到業務時，在所述綁定關系中查找與所述業務的業務類型綁定的業務鏈路；(3)所述網關將查找到的所述業務鏈路作為所述業務的傳輸通道，進行所述業務的傳輸。
進一步，步驟(1)中，所述業務類型包括本地業務或者轉發業務；所述本地業務指網關本身提供的應用業務；所述轉發業務指非網關本身提供的應用業務，所述網關提供該類業務報文轉發的功能。
進一步，步驟(1)中，對于轉發業務，網關協議棧對所有接收到的轉發業務報文進行標記處理，標記的依據是所述轉發業務報文所攜帶的參數，所述參數用于判定所述轉發業務報文所能夠使用的通道；將所述轉發業務報文與其所能使用的通道進行關系綁定，構建報文鏈路的關系表。
進一步，步驟(1)中，所述參數用于業務信息識別，包括報文的mac地址、VLAN ID、IP地址、協議、端口、DHCP的Option字段信息或者報文的訪問接口。
進一步包括步驟(4)，當所述業務鏈路刪除，所述綁定關系隨之刪除；或者，當所述業務鏈路關系改變，所述綁定關系隨之改變。
進一步，步驟(2)中，當所述業務是本地業務時，查詢業務鏈路綁定關系，得到對應的業務鏈路，創建所述本地業務進程套接字，并綁定業務鏈路接口參數；步驟(3)中，所述本地業務進程報文通過所述業務鏈路接口與外界通信。
進一步，步驟(2)中，在查詢業務鏈路綁定關系過程中，如果沒有找到與所述本地業務對應的業務鏈路，則所述本地業務終止。
進一步，步驟(2)中，當網關接收到轉發業務后，解析報文并提取業務信息，根據所述業務信息檢索所述綁定關系，得到對應的鏈路綁定信息，根據獲得的所述鏈路綁定信息給業務報文打上業務特征標記；步驟(3)中，根據所述業務特征標記匹配策略路由規則，通過綁定的所述業務鏈路進行報文轉發。
進一步，步驟(1)中，在網關協議棧中，構建匹配不同標記值的策略路由條目，指定匹配所述標記值的數據報文選擇的鏈路；步驟(2)中，網關協議棧在為所述轉發報文查詢路由時，根據所述報文上的所述標記值，查找對應匹配的策略路由條目；步驟(3)中，通過綁定的所述業務鏈路進行報文轉發。
進一步，步驟(2)中，若沒有對應的鏈路信息；則步驟(3)中，根據非綁定路由轉發報文。
有益效果如下本發明正是從用戶網關這一源頭實現了業務鏈路的專用性。通過實現業務流隔離，從而極大提高了網絡資源的利用率，提高了業務的可靠性和有效性，也能夠極大程度地降低運營商的運營成本、增加新業務收益，如基于IP的網絡電視(IPTV)、視頻監控等。
本發明提供方法實現了用戶網關上多業務之間的路由有效管理，真正做到業務鏈路的專用性。而這種專用性的實現，就直接提高了網絡資源的有效利用率。另外，本發明主要是在用戶網關上實現業務鏈路專用性，而不是在常規的運營商局端設備上進行控制，可以減輕局端設備的成本壓力。同時，采用本發明中提供的多業務數據流選路方法，結合終端用戶限制功能，可以進一步實現特定業務的用戶數目的有效限制，使得運營商的管理更加細化，管理力度更強，也更合理。


圖1是本發明中業務鏈路綁定關系示意圖；圖2是本發明中本地業務流的選路管理的流程圖；圖3是本發明中轉發業務流的選路管理的流程圖。
具體實施例方式
本發明在業務鏈路創建時，構建業務鏈路關系表。當業務進程啟動時，就指定該業務綁定到對應鏈路上，對于轉發業務流的處理需要對訪問數據進行業務標記處理，規定不同業務的數據選擇正確的路由。
這里將網關上提供的業務分為本地業務和轉發業務兩類。本地業務指網關本身提供的應用業務，如VOIP業務、網管業務；轉發業務指非網關本身提供的應用業務，網關則提供這類業務報文轉發的功能，如用戶上網、綜合接入設備(IAD)或網絡視頻。相應業務產生的報文數據流，分別稱之為本地業務流和轉發業務流。
1、建立業務鏈路綁定關系。
業務鏈路創建時，將會附帶該業務鏈路的業務類型。這種業務鏈路與業務類型的對應關系構建一個業務鏈路關系表。
當本地業務的應用進程啟動時，查詢該業務鏈路關系表。找到所屬鏈路后，將該業務的網絡接口與該鏈路綁定，即該業務必須且只能通過這個鏈路與外界溝通。
對于轉發業務使用的鏈路，還提供了客戶接入端口與鏈路的綁定關系。這些接入端口包括網絡名稱(SSID)、虛擬局域網(VLAN)、通用串行總線(USB)等所有可供客戶接入網關的網絡端口。這種綁定關系的建立，就可以實現接入端口和鏈路的綁定關系和專用性。
這種業務鏈路的綁定關系，隨著業務鏈路的刪除而刪除，隨著業務鏈路關系的改變而改變。
參照圖1所示，對網關建立的業務鏈路綁定關系做詳細描述。
網關設置有多個用戶接入點和多個外部連接點，用戶接入點用于接入終端，外部連接點用于連接外部的INTERNET網絡。本地業務1和本地業務2分別綁定外部連接點1和外部連接點2；轉發業務1和轉發業務3分別綁定外部連接點3和外部連接點5。其中，轉發業務1的用戶接入點1與外部連接點3綁定，轉發業務3的用戶接入點3與外部連接點5綁定。這里，轉發業務2沒有與某個外部連接點綁定，故其用戶接入點2也沒有與某個外部連接點綁定。但由于實現了業務鏈路的專用性，故這里也只有未綁定的外部連接點4可以提供給轉發業務2使用。
終端1、終端2和終端3分別通過對應的用戶接入點1、用戶接入點2、用戶接入點3接入網關。
業務鏈路綁定處理的結果，確保了業務鏈路的專用性的一個方面，即某個業務只能從所綁定的鏈路與外界溝通；而數據選路處理則確保了專用性的另一個方面，即所綁定的鏈路只能供所屬業務使用。
2、數據選路處理。
在本地業務進程的數據包創建時，根據業務鏈路關系表，找到所綁定的接口，將報文套接字上指定出接口，由協議棧發送時直接根據接口發送；若沒有找到所要綁定的接口，則該業務停止執行。這也是保護業務網絡資源的一個方法。
參照圖2所示，對本地業務流的選路處理過程做詳細描述。
步驟S201建立本地業務鏈路綁定關系。
在鏈路創建成功后，即建立本地業務鏈路綁定關系表。
步驟S202本地業務進程啟動。
步驟S203本地業務進程查詢業務鏈路綁定關系表。
查詢業務鏈路綁定關系表，得到對應的綁定鏈路信息。
步驟S204判斷查找到的綁定鏈路信息是否有對應的鏈路信息。
如果有對應的鏈路信息，執行步驟S206；如果沒有對應的鏈路信息，執行步驟S205。
步驟S205當沒有查找到對應的鏈路信息，則本業務終止。
步驟S206當查找到對應的鏈路信息，創建本地業務進程套接字，并綁定業務鏈路接口參數。
步驟S207本地業務進程的所有報文通過該被綁定的業務鏈路接口與外界通信。
步驟S208本地業務進程正常工作。
步驟S209刪除鏈路。
當本地業務進程結束，刪除鏈路，刪除業務鏈路綁定關系表中對應的業務鏈路綁定關系。
對于轉發業務流的選路處理，由于其所屬業務不在網關本身(網關只是為該業務提供一個或多個通道而已)，故需要對這些數據流的選路進行管理。網關協議棧對所有接收到的轉發業務報文進行標記處理。標記的依據是業務報文所攜帶的參數，包括報文的mac地址、VLAN ID、IP地址、協議、端口，以及各個應用協議的特有信息，如DHCP的Option字段信息，以及報文的訪問接口，以及其他可以用來判斷該業務數據報文的參數。總之，該報文上可以攜帶并可作為業務信息識別的所有參數都可以作為標記的依據。
通過這些參數，就可以判定該轉發業務報文所能夠使用的通道是哪個或哪些，從而將該轉發業務報文與其所能使用的通道進行關系綁定，構建報文鏈路關系表。通過查詢該報文鏈路關系表，為該轉發業務報文打上特定標記。另一方面，在網關協議棧中，構建匹配不同標記值的策略路由條目，指定匹配某一個標記值的數據報文必須且只能選擇某個鏈路。這樣，網關協議棧在為這些轉發報文查詢路由時，就根據該報文上的標記值，查找到對應匹配的策略路由條目。這種報文鏈路的對應關系，隨著鏈路的刪除而刪除，隨著報文-鏈路關系的改變而改變。
參照圖3所示，對轉發業務流的選路處理的具體做詳細描述。
具體步驟如下步驟S301建立轉發業務鏈路綁定關系。
在鏈路創建成功后，即建立轉發業務鏈路綁定關系表。
步驟S302根據綁定關系，構建策略路由規則。
該策略路由規則規定符合該業務特征的報文將走對應的綁定鏈路。
步驟S303網關接收轉發業務流。
步驟S304網關從接收到的轉發業務流中解析報文，提取業務信息。
步驟S305根據業務信息檢索業務鏈路綁定關系表，查找對應的鏈路綁定信息。
步驟S306判斷是否查找到對應的綁定信息。
如果找到，執行步驟S308；否則，執行步驟S307。
步驟S307若沒有對應的鏈路信息，則根據普通路由(非綁定路由)轉發報文，然后執行步驟S310。
步驟S308當查找到對應的綁定信息，根據獲得的鏈路綁定信息，給業務報文打上業務特征標記。
步驟S309業務報文選路處理。
根據業務特征標記，查找策略路由表，匹配策略路由規則，通過綁定的鏈路進行報文轉發。
步驟310轉發業務報文，業務正常工作。
步驟311當業務結束，從業務鏈路綁定關系表中刪除鏈路對應的業務鏈路綁定關系。
權利要求
1.一種網關上多業務數據流選路的實現方法，步驟包括(1)構建業務鏈路與業務類型的綁定關系；(2)當網關接收到業務時，在所述綁定關系中查找與所述業務的業務類型綁定的業務鏈路；(3)所述網關將查找到的所述業務鏈路作為所述業務的傳輸通道，進行所述業務的傳輸。
2.根據權利要求1所述的網關上多業務數據流選路的實現方法，其特征在于，步驟(1)中，所述業務類型包括本地業務或者轉發業務；所述本地業務指網關本身提供的應用業務；所述轉發業務指非網關本身提供的應用業務，所述網關提供該類業務報文轉發的功能。
3.根據權利要求2所述的網關上多業務數據流選路的實現方法，其特征在于，步驟(1)中，對于轉發業務，網關協議棧對所有接收到的轉發業務報文進行標記處理，標記的依據是所述轉發業務報文所攜帶的參數，所述參數用于判定所述轉發業務報文所能夠使用的通道；將所述轉發業務報文與其所能使用的通道進行關系綁定，構建報文鏈路的關系表。
4.根據權利要求3所述的網關上多業務數據流選路的實現方法，其特征在于，步驟(1)中，所述參數用于業務信息識別，包括報文的mac地址、VLAN ID、IP地址、協議、端口、DHCP的Option字段信息或者報文的訪問接口。
5.根據權利要求1所述的網關上多業務數據流選路的實現方法，其特征在于，進一步包括步驟(4)，當所述業務鏈路刪除，所述綁定關系隨之刪除；或者，當所述業務鏈路關系改變，所述綁定關系隨之改變。
6.根據權利要求1所述的網關上多業務數據流選路的實現方法，其特征在于，步驟(2)中，當所述業務是本地業務時，查詢業務鏈路綁定關系，得到對應的業務鏈路，創建所述本地業務進程套接字，并綁定業務鏈路接口參數；步驟(3)中，所述本地業務進程報文通過所述業務鏈路接口與外界通信。
7.根據權利要求6所述的網關上多業務數據流選路的實現方法，其特征在于，步驟(2)中，在查詢業務鏈路綁定關系過程中，如果沒有找到與所述本地業務對應的業務鏈路，則所述本地業務終止。
8.根據權利要求1所述的網關上多業務數據流選路的實現方法，其特征在于，步驟(2)中，當網關接收到轉發業務后，解析報文并提取業務信息，根據所述業務信息檢索所述綁定關系，得到對應的鏈路綁定信息，根據獲得的所述鏈路綁定信息給業務報文打上業務特征標記；步驟(3)中，根據所述業務特征標記匹配策略路由規則，通過綁定的所述業務鏈路進行報文轉發。
9.根據權利要求1所述的網關上多業務數據流選路的實現方法，其特征在于，步驟(1)中，在網關協議棧中，構建匹配不同標記值的策略路由條目，指定匹配所述標記值的數據報文選擇的鏈路；步驟(2)中，網關協議棧在為所述轉發報文查詢路由時，根據所述報文上的所述標記值，查找對應匹配的策略路由條目；步驟(3)中，通過綁定的所述業務鏈路進行報文轉發。
10.根據權利要求8或者9所述的網關上多業務數據流選路的實現方法，其特征在于，步驟(2)中，若沒有對應的鏈路信息；則步驟(3)中，根據非綁定路由轉發報文。
全文摘要
本發明公開了一種網關上多業務數據流選路的實現方法，步驟包括構建業務鏈路與業務類型的綁定關系；當網關接收到業務時，在所述綁定關系中查找與所述業務的業務類型綁定的業務鏈路；所述網關將查找到的所述業務鏈路作為所述業務的傳輸通道，進行所述業務的傳輸。本發明從用戶網關這一源頭實現了業務鏈路的專用性，通過實現業務流隔離，從而極大提高了網絡資源的利用率，提高了業務的可靠性和有效性，也能夠極大程度地降低運營商的運營成本、增加新業務收益，如基于IP的網絡電視(IPTV)、視頻監控等。
文檔編號H04L29/06GK101090377SQ20071014344
公開日2007年12月19日 申請日期2007年7月31日 優先權日2007年7月31日
發明者蔣偉, 何寶林, 彭凱 申請人:中興通訊股份有限公司