CN101536425B - 关于识别硬件单元的设置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适于被设置在分布式传输网络中的交换节点(2)，其包括处理装置(8)并且还适于连接到交换控制节点，或者其附加地包括交换节点控制功能并且包括用于连接到多个具有订户线端口的线板的多个交换机端口(P1-P6)。所述交换节点适于被分配唯一的交换节点身份(SID)，并且其包括检测装置(4)，所述检测装置用于检测来自线板的针对IP地址的请求，并且用于识别在哪一个交换机端口(P2)上接收到所述请求。所述交换节点还包括用于添加关于该交换节点的唯一身份以及关于在其上接收到所述IP地址请求消息的当前接收交换机端口的信息从而生成的扩展IP地址请求消息的装置(8)。所述交换节点还适于把所述扩展请求消息转发到所述交换控制节点或者所述交换节点控制功能。

Description

关于识别硬件单元的设置和方法
技术领域
本发明涉及交换节点、交换控制节点以及具有分布式节点拓扑的交换网络，并且涉及在这种网络中识别硬件单元的方法。
背景技术
当今对于实现新的快速接入技术和传输技术的需求日益提高。此外还有针对混合不同接入技术的能力的需求。ADSL(不对称数字订户线)是一种使用从中心局到订户房屋的铜线的高速传输技术。其具有高下行链路容量和低得多的上行链路容量。其中所述技术已经发展，导致了VDSL(甚高数据速率数字订户线)，但是传输速度随着所述铜线的长度而显著降低，并且站点或线板的位置必须靠近终端用户。例如在包括多个交换机或交换节点以及终端用户线板的以太网拓扑中，例如在实现VDSL(例如VDSL(2))的情况下，非常重要的是让管理系统或运营商知晓订户端接，以便能够提供正确的订户配置。如果不可能定位并识别哪些是与所述订户端接相关联的线板的IP地址，管理系统或运营商就不可能例如通过正确的交换节点的SNMP(简单网络管理协议)来处理IP管理操作，以管理及配置例如通过VDSL线的订户连接。现有的解决方案包括基于固定以太网设置的接入节点设置，并且是基于物理成缆以及获知MAC(媒体访问控制)地址以便检测所述拓扑。这种接入节点设置包括例如用来处理私有IP地址、目录、警报等等的控制节点或汇聚交换机以及直接控制线板或者通过汇聚交换机(或更一般来说是交换节点)来控制线板。
在已知的系统中，所述设备被提供在所述中心局处，其位置远离终端用户，并且使用每个端接的固定线板端口编号。这意味着不可能提供扩展，例如新的一级。在已知的解决方案中，在所述交换节点中提供MAC表，并且出于拓扑学习的目的需要读取MAC表。这对于例如固定以太网拓扑或类似拓扑中的较小的接入节点来说是可能的，这是因为交换级的数目受到限制。例如如果需要基于分布式拓扑的较大的接入节点设置，比如具有许多小站点的环状结构(在这里，站点意味着交换节点和线板)，那么把读取MAC表作为拓扑学习的基础就会变得非常复杂且缓慢，其中所述MAC表把线板的MAC地址映射到该线板的IP地址。因此，迄今为止为了在所述管理系统中登记硬件单元，必须读取所述交换节点或汇聚交换机中的MAC表。为了识别订户以便执行管理操作，必须获得关于所使用的拓扑类型、是否有拓扑改变、是否登记了新拓扑等方面的知识。在所述管理系统中必须对于每一个请求都确定所述知识，这样做非常耗时、费力而且需要许多管理通信量，因此是非常不利的。
现有解决方案的另一个缺点在于，当必须查找MAC地址时并且直到例如主机CPU(中央处理单元)中的SNMP代理被更新为止，其对于所有交换机都是共同的，在所述交换设置中将总是有延迟。
另一个缺点在于，某些交换机在所述SNMP代理被启动并更新之前开始交换通信量。于是将不可能立即追踪例如DHCP(动态主机配置协议)消息的起源，因此甚至可能无法检测所述拓扑。
可以明显看出，在引入新的接入拓扑时(这例如需要站点靠近终端用户)并且在希望能够混合不同的接入技术与线板类型时，这样解决方案至少是非常不利、缓慢并且易于出错的，如果不是完全不适用的话。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种针对上面提到的问题的解决方案，以及提供一种支持引入新的接入技术(例如VDSL、VDSL(2)或其他接入技术)并且还支持混合不同的接入技术与线板类型的体系结构或接入节点设置。另外本发明的一个目的是分别提供一种接入节点设置、一种交换节点、一种交换控制节点以及一种方法，借此可以允许或者促进识别分布式拓扑中的硬件单元。特别地，本发明的一个目的是提供一种解决方案，通过这种解决方案可以按照快速、可靠并且不复杂的方式识别且认可订户端接或硬件单元。此外，本发明的一个目的是提供一种允许对订户终端进行容易、灵活、快速并且正确管理的解决方案。本发明的另一个目的是提出一种交换节点、一种交换控制节点、一种接入网结构以及一种方法，其能够处理新一代的接入技术，并且能够处理具有靠近终端用户的大量小站点的拓扑以及会发生演变的拓扑。
因此，本发明提供一种适于被设置在分布式传输网络中的交换节点，其包括处理装置并且适于连接到交换控制节点，或者其自身就包括交换节点控制功能，所述交换节点还包括用于连接多个线板的多个交换端口(所述线板又具有多个订户线端口)。根据本发明，所述交换节点适于被分配唯一的交换节点身份，即通过唯一的交换节点身份来唯一地标识所述交换节点。所述交换节点还包括检测装置，其用于检测IP地址请求消息并且用于识别出在哪一个交换机端口上接收到所述请求。所述交换节点还包括用于添加关于该交换节点的所述唯一身份的信息以及关于接收交换机端口(即在其上接收到所述IP地址请求消息的交换机端口)的信息的装置。所述交换节点还适于把带有所述附加信息的所述请求(其也被称作扩展请求)转发到所述交换控制节点或者所述交换节点控制功能，如果其被实现在交换节点内的话。
在一个实施例中，所述IP地址请求消息包括DHCP(动态主机配置协议)请求，或者特别是DHCP发现广播消息。所述交换节点在一种最有利的实现方式中适于实现一种所谓的DHCP拦截机制，以便为所述DHCP请求提供所述附加信息。
在一种有利的实现方式中，所述检测装置至少在概念上包括滤波器或者特定的滤波器规则，以便滤波出IP地址请求(或者DHCP发现广播消息)，特别在将按照上面提到的那样为其提供所述附加信息的情况下尤其如此。还有可能在概念上实现一种网络识别滤波器或滤波器规则，以便在将被扩展的IP地址请求消息的起源地之间进行区分，以及/或者确定是否已经在另一个交换节点中扩展了所述IP地址请求消息，从而可以确定其是否源自另一个交换节点。可替换地，仅仅确定是否包括附加信息；一般来说，滤波器不是用硬件实现的。
随后它适于仅仅处理从连接到所述交换节点自身的线板接收的将被扩展的请求消息(或者简单地是未经扩展的请求消息)。可以在不管是否检测出应当为所述IP地址请求提供附加信息的情况下提供上述功能，或者可以将这种功能实现在检测出是否要扩展请求消息之后，并且优选地仅仅对那些应被扩展的IP地址请求消息执行该功能。所述检测装置优选地适于把所检测并且识别出的IP地址请求消息转发到所述交换节点的处理装置，或者转发到专用的处理装置。在一种极为有利地实现本发明的概念的结构中，所述交换节点连接到至少另一个交换节点。其可以直接连接到多个其他的交换节点，或者通过另一个交换节点直接和间接地连接到多个其他的交换节点，以及/或者通过所述(或者某一个)交换控制节点直接和间接地连接到多个其他的交换节点。这意味着可以基于多种不同的拓扑来设置所述交换节点，比如单独的环状拓扑、星状拓扑、雏菊状拓扑或者其任意组合。优选地利用唯一的ID对所述交换节点(其也被称作汇聚交换机)进行预先编程。在一个实施例中，所述ID是软件定义的。在一种替换实现方式中，所述ID是硬件定义的，例如是借助于所谓的DIP(双列直插式包装)开关来定义的，这样做是有利的并且提供一种更加灵活的解决方案，这是因为其使得技师有可能在无需附上任何外部设备以进行软件编程的情况下替换所述交换节点。特别地，随后只需要把例如所述DIP开关的位置拷贝到新的单元中。
应当认识到，本发明的概念不限于上述结构，而是还可以把本发明实现在这样的结构中：其中各交换节点不互连，而是简单地被设置在交换控制节点下的不同级别上。这当然降低了构造冗余度等，但是其仍然具有无需查找MAC地址等优点。例如仍然可以很容易地替换线板。
在各有利实施例中，所述交换节点包括检查或解析装置，其用于在接收到针对IP地址的请求之后确定添加信息或者扩展请求消息的选项是否可用，以及如果所述选项可用则检查所述消息是否被扩展成包括所述附加信息，并且如果否的话添加所述附加信息。优选地，所述处理装置中的所述检查装置适于在尚未包括添加信息的选项的情况下引入所述选项，并且随后添加相关的附加信息。通过这一检查或解析操作，有可能在例如直接来自线板或者间接来自与所述交换节点自身进行通信的另一个交换节点的IP地址请求消息之间进行区分，这是因为其此时已经被提供了相关的附加信息。于是在后一种情况下，所述交换节点当然不应当添加任何信息，而是应当简单地转发所述消息而不做任何处理。如果所述选项可用并且没有附加信息，则然而可以推断出所述请求是被直接提供(即没有被某些中间交换节点提供)到所述交换节点的，这是为什么该交换节点必须添加其自身的附加信息的原因，即交换节点身份和接收端口信息。优选地，所述交换节点的处理装置适于在除了接收到所述请求消息的交换机端口之外的所有交换机端口上提供扩展的请求消息的广播，以避免可能的循环。优选地，所述处理装置或者附加的计算装置适于重新计算先前计算的不同校验和以避免可能的分组丢弃，这是因为如果已经添加附加信息的话，则已经计算的校验和将不再是正确的。
所述交换节点可以包括所谓的汇聚交换节点，其适于被提供在具有环状、星状、雏菊状拓扑或其混合的以太网或类似网络中。在一种实现方式中，所述交换节点还包括交换控制节点的功能，或者交换控制节点功能。于是其另外适于提供IP地址以及把所述附加信息映射到所述IP地址，并且其还包括存储装置以用于保存所述IP地址以及被映射到该IP地址上的所述附加信息，即其是所述唯一节点身份和关于所述交换机端口的信息。替换地或附加地，该控制功能被提供在交换控制节点中，所述交换控制节点可以被设置在中心局处，正如下面将讨论的那样。
因此，本发明还提出一种交换控制节点，其适于被设置在分布式传输接入网中，并且其适于控制多个交换节点。(但是很显然，本发明的概念不限于包括这种控制节点的构造。)所述交换控制节点包括IP地址分配和映射装置，其用于在接收到来自交换节点的扩展的IP地址请求消息之后分配IP地址，此时已经用附加信息扩展了所述扩展的消息，所述附加信息包括所述交换节点的唯一身份以及关于该交换节点的当前请求接收端口的信息。所述交换控制节点还包括用于存储映射信息的存储装置，所述映射信息包括所分配的IP地址、所述唯一交换节点身份以及接收交换机端口，例如映射表或类似信息。
特别地，所述交换节点包括对应于其适于控制的每一个或多个交换节点的单独端口，并且其适于控制的所述节点可以(但不必须)互连，例如被设置在环状、星状、雏菊状拓扑或其混合拓扑中。所述交换节点适于动态地提供或分配IP地址。
本发明还提出一种接入或传输网络，其具有多个交换节点并且可能具有至少一个交换控制节点或带有交换控制节点功能的交换节点，其中，对应的交换节点包括多个交换机端口以用于连接多个线板，其中每一个线板具有对应的多个订户连接端口。根据本发明，所述交换节点适于借助于唯一的交换节点身份(即所分配的唯一交换机身份(SID))而被唯一地标识，所述唯一的交换节点身份优选地被预先编程(硬件或软件定义)，并且其中对应的交换节点适于在接收到IP地址请求消息之后向所述IP地址请求消息添加关于所述唯一的交换节点身份的信息以及关于在哪一个端口上接收到所述请求消息的信息，并且优选地适于把如此扩展的消息转发到所述交换控制节点或者转发到具有交换控制功能的节点。所述交换控制节点适于把所述附加信息映射到IP地址上，并且适于把所述信息(IP地址和附加信息)存储在存储装置(例如映射表)中。
本发明还提出一种处理消息的方法，所述消息包括针对接入传输网络中的IP地址的请求，其中各网络节点根据分布式节点拓扑而被设置。在包括用于连接多个线板的多个交换机端口的交换节点中接收到请求IP地址的消息之后，所述方法包括以下步骤：向所述请求消息添加信息，所述信息包括所分配的唯一交换节点身份以及关于在其上接收到所述消息的交换机端口的信息；优选地把如此扩展的请求消息转发到控制所述各交换节点的交换控制节点或者转发到具有这种功能的交换节点；以及通常转发到所述交换节点的除了在其上接收到所述请求消息的端口之外的其他交换机端口上；以及在所述交换控制节点或类似节点中，把扩展请求消息的附加信息映射到IP地址；把包括所分配的IP地址和附加信息的所述映射信息存储在存储装置中。
本发明还提供一种用于允许在具有多个交换节点和至少一个交换控制节点的分布式接入网拓扑中识别例如订户端接的硬件单元的方法，其中每一个交换节点包括多个交换机端口以用于连接各线板，每一个线板包括多个用于硬件单元连接的端口。所述方法包括以下步骤：为每一个交换节点分配唯一的身份；在交换节点中通过接收交换机端口接收到针对IP地址的请求消息之后，添加关于所述交换节点身份和关于所述接收交换机端口的信息；把如此扩展的请求消息直接提供到交换控制功能(节点)，或者通过一个或多个中间互连交换节点间接提供到那里；把所述附加信息映射到IP地址上，其中所述附加信息就是所述接收交换机端口和所述唯一定义的交换节点身份；存储所述映射信息，即所分配的IP地址、所述唯一定义的交换节点及其接收交换机端口。
在相关的情况下，参照所述交换节点描述的各实施例当然也适用于所述交换控制节点、所述网络以及所述方法。本发明的一个优点在于提供了这样一种解决方案，其允许对订户端接进行容易并且经济(低成本)的管理，特别对于使用不同的接入技术(例如VDSL(2)之类的新接入技术)和线板类型的接入网来说尤其是这样。特别地，本发明的优点还在于分别提供了一种交换节点、交换控制节点或者接入传输网络，其中当有大量位置靠近终端用户(并且远离中心局或中心节点)的小站点(包括交换节点和线板)时也可以按照便宜并且容易的方式来进行管理。
一般来说，本发明的优点在于可以显著促进识别分布式节点拓扑中的硬件单元。本发明的优点还在于提供了一种可伸缩的解决方案，其对于所述传输网络不强加任何特殊要求。此外，另一个优点在于，可以按照非常容易并且快速的方式对线板(或交换节点)进行安装及替换等，而无需本领域技术人员实施所述安装或替换。此外极为有利的是有可能保持相同的线编号，特别在有大量小站点或者所述体系结构被扩展或修改的情况下尤其是这样。优点还在于不需要改变订户端接的线编号或标识，并且即使在所述网络拓扑或所述体系结构被改变(例如简单地从一种拓扑扩展、简化或修改到另一种拓扑，或者利用另一种拓扑进行扩展等等)的情况下也可以保持所述线编号或标识。此外，优点还在于，可以识别硬件单元或端接而无需在所谓的MAC表中进行任何搜索操作，并且管理系统将能够识别将与每一个IP地址相关联的订户端接。管理系统不需要具有关于所使用的拓扑的任何知识。
附图说明
下面将按照非限制性的方式参照附图进一步描述本发明，其中：
图1示出了根据现有技术的包括固定的以太网设置的接入节点设置；
图2是其中实现了本发明的概念的具有多个小站点的接入节点设置的示意性总览；
图3是根据本发明的特定实施例的包括分布式节点的接入节点设置的示意性方框图；
图4示出了用于实现本发明的概念的具有不同拓扑的另一个例子；
图5示出了一种接入节点设置，其中一个交换节点还合并有交换机控制节点功能；
图6示出了本发明的概念的一种实现方式，其中在环状和雏菊状链接的混合以太网中具有分布式线板；
图7示意性地示出了根据本发明的一种实现方式的汇聚交换机并且指示了当所述线板加电时的程序；
图8示意性地示出了交换节点和线板的一种实现方式；
图9是根据本发明的示例性交换控制节点的简化方框图；以及
图10是描述本发明程序的一种实现方式的示意性流程图。
具体实施方式
图1示出了根据现有技术的接入节点设置1000。其包括具有3个级别的固定以太网拓扑。在第一级上提供了交换机控制节点10，其控制多个汇聚交换机201、202和3个线板301、302、303；其中一个所述线板301受到直接控制而没有任何中间汇聚交换机。多个POTS(普通老式电话业务)线板302连接到汇聚交换机201和汇聚交换机202，端口2连接多个线板303以用于VDSL接入。所述交换控制节点10的端口24连接到汇聚交换机202，线板303通过端口2与该汇聚交换机202连接，其中所述线板303在端口12上具有订户端接。所述交换控制节点10的端口1直接连接到IP DSLAM(IP数字订户线接入多路复用器)，其在端口1上具有被标识为端接1.0.1的订户端接。这是一种基于如上讨论的物理成缆和MAC学习来检测所述拓扑的解决方案。端口编号/端接是固定的，不可能例如利用新的一级来扩展：
<控制交换机端口>.<汇聚交换机端口>.<线板端口>对于所示出的VDSL端接来说，所述端口编号是24.2.12，即线板303上的端口12，汇聚交换机202上的端口2，以及交换机控制节点10上的端口24。
图2示意性地示出了具有灵活体系结构的接入节点设置，其中如下面所详细解释的那样实现本发明的概念。例如支持VDSL(2)并且还有可能混合不同的接入技术与线板类型。一般来说，新的接入技术要求线板更靠近终端用户，这意味着将有数量更多的站点，也意味着比迄今为止的情况更小的站点。可以按照容易并且便宜的方式来管理所述站点，并且还可以很容易地修改所述站点，例如通过新的接入类型、添加新的小站点来扩展所述站点。根据这里所提到的接入节点设置来管理这些小站点。如上面所提到的那样，必须有可能识别所述更小的分布式站点(其中包括交换节点或汇聚交换机以及线板)。此外重要的是，例如在所述体系结构被扩展的情况下能够保持相同的线编号，因为这样可以大大方便已经处于服务中的数以百万计的线路的迁移。图2特别示出了3个分布式小站点，即站点110A、站点210B和站点310C，其中的每一个站点分别包括交换设置2A、2B、2C。在站点1处，交换节点2A连接到线板LB 3A1、3A2、3A3，在站点2处，交换节点2B连接到LB 3B1、3B2，并且最后在站点3处，交换节点2C连接到LB 3C1、3C2、3C3、3C4。所述交换节点2A、2B、2C通过例如以太网的交换传输网络连接，并且受到控制节点/汇聚交换机1A的控制。每一个小站点例如可以处理大约10-100条线路或订户端接。
所述站点和所述传输网络当然可以由不同的运营商或服务提供商处理。
图3示出了根据本发明的示例性接入节点设置100。其包括控制汇聚交换机AS1 21、AS2 22和AS3 23的交换机控制节点(SCN)1。AS1 21被提供在站点A2 101处。在这里与所述AS1 21连接的是全都被提供在站点A2 101处的VDSL线板311、IP DSLAM线板312和IP IDSLAM线板313。相应地，AS3 23和LB(VDSL)331被设置在站点A 103处，而AS222和线板LB(VDSL)321、LB(VDSL)322则被设置在站点A1 102处。在这里假设其是环状(AS1、AS2)和雏菊状(AS2、AS3)链接的混合以太网传输网络。根据本发明的概念，在接收到来自线板的DHCP发现广播消息之后，优选地在对应的汇聚交换机内的处理装置(未在图3中示出；参照图7、8)中实施DHCP拦截。在本申请中，DHCP发现消息由更为广义概念IP地址请求消息所覆盖。如果在所述汇聚交换机中检测并且识别出这种消息，则拦截所述消息以便能够线板管理接口的识别和表示，正如下面将更加详细地描述的那样。在本发明的程序中，利用关于所述线板所连接到的对应汇聚交换机的身份以及在其上接收到所述请求(特别就是DHCP发现消息)的交换机端口的信息来扩展这样发现消息(其也被简称为请求消息)。这使得有可能实现如这里所示出的具有分布式节点的较大网络，这是因为没有必要在所述网络上的后来操作中通过该网络追踪特定的线板。这还使得安装及替换线板变得非常容易并且快速。除此之外，利用DHCP拦截或类似操作还提供可伸缩性，这是因为其对于所述传输网络不会提出任何特殊要求；仅有的要求是对于IP地址请求消息(例如DHCP发现消息)的透明性。
通过实现本发明的概念，有可能把所述拓扑或体系结构例如从雏菊状链接的汇聚交换机改变到环状结构或反之亦然，或者有可能把一种拓扑添加到另一种拓扑中等等，这是因为所述订户端接或线编号将不发生改变。从运营商的角度来看，这将大大降低安装成本，因为仅仅必须在分布式网络内的对应的汇聚交换机中(而不是在所有节点中)设置或配置唯一的身份。为了进行解释，下面将仅仅利用关于所述线板的第一级交换机汇聚来描述本发明的概念。其可以被用在诸如以太网的任何交换传输网络中，所述网络具有更多的交换和线板级别并且当动态地提供IP地址时。
图4示意性地示出了其中可以实现本发明的概念的拓扑的另一个例子，所述拓扑包括SCN 1B，其控制具有连接的线板3111、3112的AS11 211，具有线板3121、3122的AS12 212，具有线板3141、3142、3143的AS14 214，具有线板3131、3132的AS13 213，具有线板3151、3152的AS15 215，以及具有线板3161、3162的AS16 216；这是两个环与雏菊状链接的AS(AS12)的混合。
图5示出了其中可以实现本发明的概念的网络拓扑的另一个例子。在该情况中，所述交换机控制功能被替换地提供在组合的交换节点-交换机控制节点SCN-AS12中，而在其他实施例中则是由控制节点提供(例如参见图2-4)，在这里，线板LB3 3012、3013、3014通过交换机端口连接到该节点SCN-AS12。SCN-AS12连接到被提供在环状拓扑结构中的AS17 217和AS18 218。AS17、AS18包括分别与线板3171、3172和3181、3182、3183连接的端口。AS18 218借助于所谓的雏菊状链连接到AS19 219。线板3191、3192与AS19 219连接。该图被包括来详细示出具有组合的汇聚交换机-交换机控制节点的实施例。
图6示出了类似于图3的拓扑，其中示出了如何能够根据本发明的概念来识别订户。
如上所述，利用唯一的身份对每一个汇聚交换机预先编程，其在这里被称作SID(交换机身份)。为AS1’21’给出了ID SID＝53，为AS2’22’给出了SID＝54(未示出)，最后把AS3’23’标识为SID＝55。所述交换机ID可以是软件定义的，或者可以是例如借助于所谓的DIP开关而硬件定义的。如果使用了硬件定义，则可以提供一种特别灵活的解决方案，这是因为其允许技师在无需附上任何外部设备以进行软件编程的情况下替换所述交换机。如果特别使用了所谓的DIP开关，那么在进行替换的情况下只需要把所述DIP开关的位置拷贝到新的单元。端口编号/端接如下：
<交换机ID(SID)>.<汇聚交换机端口>
在这里，线板313’连接到AS1’的端口8，线板311’和312’也连接到AS1’的各端口(未示出)。订户线端接连接到线板313’的端口1。于是该特定的订户线将被标识为53.8.1。按照类似的方式，线板333’连接到具有SID＝55的AS3’的端口7。于是连接到线板333’的端口12的订户线将被标识为端接号55.7.12。通常可以利用IP(互联网协议)协议来访问受管理的交换机(汇聚交换机)，例如使用UDP(用户数据报协议)进行SNMP(简单网络管理协议)访问，并且使用TCP(传输控制协议)进行Telnet访问。所述交换机构造被编程为把特定分组(例如特定的以太网分组)转发到所述汇聚交换机的CPU(中央处理单元)。如前面所讨论的那样，可以利用不同的滤波器对所述交换机构造进行编程。如果分组与滤波器相匹配，则可以把该分组转发到所述CPU(或者根据规则设置可以丢弃该分组)。这种机制通常被用来转发相关的ARP(地址解析协议)消息、IGMP(互联网组多点传送协议)控制消息、广播消息以及其他分组类型，这取决于由所述交换机所支持的特征。如上所述，可以设置附加的滤波器规则或者附加的滤波器，以便识别例如DHCP请求(DHCP发现广播消息)并且将其从交换机端口转发到所述CPU。
如果对所述节点的管理被限制到特定的VLAN(虚拟局域网)，则该VLAN也可以有利地被包括在滤波器设置中。这样将确保仅仅拦截来自受管理节点的相关的DHCP消息，而来自各服务VLAN中的订户的DHCP请求则不会不必要地承担任何不相关的信息。
图7是示出了在接收到来自线板的IP地址请求消息(更具体来说是DHCP发现消息广播)之后在汇聚交换机AS2中所执行的程序的例子的框图。仅对于信息来说，在传统的汇聚交换机中接收到这种消息时的程序将是把所述消息作为广播来对待，并且简单地将其转发到所述交换机构造的所有其他端口，也就是说如果在板P2上接收到所述消息，则由所述交换机构造将其直接转发到所有其他端口而不进行任何处理。
但是根据本发明，在端口(在这里是P2(1.1))上接收到请求消息之后，在检测装置4中将该消息识别为DHCP发现/消息(例如还进行VLAN识别，以便利用对于去向/来自线板的管理通信量的单独VLAN来分开线路DHCP和订户DHCP)，并且将其转发到处理装置(主机处理器)8，其中包括关于在其上接收到所述消息的端口的信息(1.2)。如上所述，已经为AS2分配了SID，假设其是由标识装置11提供的。如上面所提到的那样，其可以是硬件实现的标识或者软件实现的标识。所述标识也被提供到所述处理装置8(1.3)或者由处理装置8(1.3)获取。随后在处理装置8中执行所述DHCP拦截处理，并且所述拦截处理包括把所述SID连同与请求消息一起提供的所述端口标识(1.2.)附加到所述DHCP消息。从所述处理装置8把所述扩展消息(所谓的扩展是在于其还包括关于接收端口和SID的信息)返回到检测装置4中的端口身份处理装置5。端口身份处理装置5在这里被提供来建立信息，所述信息声明不应当在接收到所述消息的端口(在这里为P2)上转发返回该消息，而是应当将该消息转发到所有其他端口P1、P3、P4、P5、P6并且还转发到去向(本实施例中的)所述交换机控制节点的端口P0(1.5)。所述端口id处理装置5可以被替换地提供在所述处理装置8中，或者具体来说被提供在信息添加装置9中；可替换地，所述检测装置可以被视为合并在所述处理装置8中；图7仅仅是为了给出概念上的示例性实施例。如先前在本申请中所讨论的那样，被用来检测DHCP发现消息的所述检测装置4可以配备有滤波器装置6和解析器7，以用于检查到来的请求消息。在一种替换实现方式中，通过其他交换机端口把所述扩展消息提供到所述控制节点(在这里未示出)(可以替换地通过所述解析器7提供间接的或者概念上的滤波功能，或者更一般来说，仅仅确定是否已经包含了附加信息)。
参照图8中所示的方框图描述了类似的程序，该图中示出了汇聚交换机AS2”以及线板LB3”。LB3”在这里向AS2”提供DHCP发现广播消息(1.)。该消息被提供到所述交换机构造的交换机端口P1。所述交换机构造把所述请求消息(其具有关于所述请求是在端口P1上被接收到的信息)转发到主机处理器(2.)，该主机处理器实施DHCP拦截处理，其中包括添加来自DIP开关的SID(3.)。如此扩展的消息随后被提供回到所述交换机构造，其中包括关于不应当把所述扩展消息转发到端口P1的信息(4.)。在这里假设所述控制交换机(未示出)从端口P2-P6接收所述扩展消息(以便映射到IP地址上)。
在所述处理装置或者所述主机处理器中，根据一个实施例进行下面的处理：(参照图7，例如在解析装置7中)解析所述DHCP请求，以便检测是否存在选项60(如在IETF RFC(互联网工程任务组-请求注解)2132中描述的销售商类标识符)。如果不存在选项60，则应当将其添加到用于识别所述交换机身份和在其上接收到所述DHCP请求的端口号的选项列表中。如果选项60已经存在，则必须检查其内容，以便确定所述选项是否已经包含所述附加信息，即SID和接收端口信息。如果不包含，则应当把所述信息附加到所述消息。如果已经存在附加信息，则不应再进行进一步的处理，这是因为已经由另一个汇聚交换机添加了附加信息。在把所述帧发送到其他交换机端口(即不是在其上接收到所述请求的该端口，以避免可能的循环)之前，应当重新计算不同的IP校验和，以便避免可能丢弃所述分组(这是因为内容已经被改变)。
图9是其中实现了本发明的概念的交换机控制节点1``的示意性方框图。仅仅示出了所述交换控制节点的对于本发明来说很重要的那些部件。为所述交换机控制节点给出公共IP地址。所述交换机控制节点包括映射装置31，该映射装置31包括IP地址提供装置32和映射信息存储装置33。在这里，所述交换机控制节点控制两个汇聚交换机，即AS50和AS51。线板连接到AS50的端口7，另一个线板连接到AS51的端口6。假设连接到AS50的端口7的端接被映射到私有IP地址10.0.0.111，而连接到AS51的端口6的订户端接被映射到私有IP地址10.0.0.222。该信息被存储在所述映射信息存储装置33中，并且可以在将对相应的订户执行管理操作时被使用。
图10是描述了用于实施根据一个实施例的本发明的程序的主要步骤的流程图。第一步涉及到通过汇聚交换机(AS)中的接收端口接收IP地址请求消息，步骤100。所述地址请求消息在这里包括如上所述的DHCP发现广播消息。随后在所述AS中解析所述IP地址请求消息，步骤101。确定添加附加信息的选项是否可用，步骤102。如果可用，则确定是否已经用附加信息(即关于所述AS的接收端口和唯一身份的信息)扩展了所述请求消息，步骤103。如果是的话，则简单地把所述请求消息(其具有“早前的”附加信息)转发到除了所述接收端口之外的所有端口，步骤103A，而不在AS中进行任何处理。如果在先前的步骤102中确定所述选项不可用，则在支持添加选项的功能的情况下添加所述选项，步骤102A；随后，如果还没有用附加信息扩展所述消息，则把所述附加信息(其特别包括所述AS SID和接收端口身份信息)添加到所述请求消息，步骤104。随后把如此扩展的请求消息提供到所述交换机控制节点，步骤105，并且提供到除了在其上接收到所述请求消息的该端口之外的所述AS的所有其他端口。在所述控制节点中，把所述SID和端口身份相关的信息映射到私有IP地址，步骤106。所述映射信息随后被存储在所述交换机控制节点中，步骤107，并且可以例如由管理应用等使用。后续的程序对应于传统的汇聚交换机和控制交换机的程序。图10中(步骤105与106之间以及步骤103A与106之间)的虚线表明在其中实施所述程序的节点发生了改变，而且还表明沿着所述虚线继续的步骤涉及到未被包括在本发明的最一般的保护范围内的步骤。
通过向从较低级别接收的DHCP请求添加预定义的信息，所述管理系统将能够识别哪些订户端接与哪些IP地址相关联。所述管理系统不需要关于所使用的拓扑(例如环状或星状等等)的知识来识别所述订户端接，并且可以按照任何方式改变所述拓扑而无需采取特殊动作或者进行新拓扑登记。
对于由所述DHCP拦截机制所覆盖的每一个汇聚级别，有可能实现硬件单元独立性，从而允许很容易地替换位于下方的任何节点。
应当认识到，在不偏离所附权利要求书的范围的情况下可以按照多种方式改变本发明，并且本发明绝不限于具体说明的实施例。

Claims (29)

1.一种适于被设置在分布式传输网络中的交换节点(21，22，33，211，...，216；217，219，12；21`，22`，23`；2；2``)，其包括处理装置(8)并且还适于连接到交换控制节点(1；1B；1`；1``)，或者其附加地包括交换节点控制功能(12)并且包括用于连接到多个具有订户线端口的线板(3A1，...，3C4；311，...，331；3121，...，3162；3012，...，3192；311`，...，333`；3``)的多个交换机端口，其特征在于：
所述交换节点适于被分配唯一的交换节点身份(SID)；其包括检测装置(4)，所述检测装置用于检测来自线板的针对IP地址的请求，并且用于识别出在哪一个交换机端口上接收到所述请求；其还包括装置(9)，该装置用于添加关于该交换节点的唯一身份以及关于在其上接收到所述IP地址请求消息的当前接收交换机端口(5)的信息，从而生成扩展IP地址请求消息；并且其还适于把所述扩展IP地址请求消息转发到所述交换控制节点(1；1B；1`；1``)或者所述交换节点控制功能(12)。
2.根据权利要求1的交换节点，其特征在于：
所述IP地址请求消息包括DHCP(动态主机配置协议)请求，所述DHCP请求包括DHCP发现请求消息。
3.根据权利要求2的交换节点，其特征在于：
所述交换节点适于实现DHCP拦截机制，以便为所述DHCP请求提供附加信息。
4.根据权利要求1-3中的任一权利要求的交换节点，其特征在于：
所述检测装置(4)包括滤波器(6；7)或者滤波器规则，以便滤波出将为之提供附加信息的IP地址请求。
5.根据权利要求1-3中的任一权利要求的交换节点，其特征在于：
提供网络识别滤波器或滤波器规则(6；7)，以便在IP地址请求消息的起源地之间进行区分或者区分是否已经在另一个交换节点中扩展了它们，并且所述处理装置适于仅仅处理从连接到所述交换节点自身的线板接收的且将被扩展的请求消息，或者未经扩展的IP地址请求消息。
6.根据权利要求1-3中的任一权利要求的交换节点，其特征在于：
所述检测装置(4)适于把所检测到并且识别出的IP地址请求消息转发到所述交换节点的处理装置(8)，或者转发到专用的处理装置。
7.根据权利要求1-3中的任一权利要求的交换节点，其特征在于：
所述交换节点连接到至少另一个交换节点。
8.根据权利要求7的交换节点，其特征在于：
所述交换节点直接连接到多个其他的交换节点，并且/或者通过另一个交换节点直接和间接地连接到多个其他的交换节点，并且/或者通过所述交换控制节点直接和间接地连接到多个其他的交换节点。
9.根据权利要求8的交换节点，其特征在于：
所述交换节点包括检查或解析装置(7)，其用于在接收到针对IP地址的请求之后确定添加信息或者扩展所述请求消息的选项是否可用，以及如果所述选项可用则检查所述消息是否被扩展成包括附加信息，并且如果否的话，则添加所述信息。
10.根据权利要求9的交换节点，其特征在于：
所述检测装置(4)和/或所述处理装置(8)适于在尚未包括添加所述附加信息的选项的情况下引入所述选项，并且适于添加所述附加信息。
11.根据权利要求10的交换节点，其特征在于：
所述处理装置(8)适于在除了接收到所述请求消息的该交换机端口之外的所有交换机端口上提供所述扩展请求消息的广播。
12.根据权利要求1-3中的任一权利要求的交换节点，其特征在于：
提供所述处理装置(8)或附加的计算装置，其适于重新计算先前计算的IP校验和。
13.根据权利要求1-3中的任一权利要求的交换节点，其特征在于：
所述交换节点包括汇聚交换节点，其适于被提供在具有环状、星状、雏菊状或者混合拓扑的以太网或类似网络中。
14.根据权利要求3的交换节点，其特征在于：
所述附加信息还包括关于线板端口的信息。
15.根据权利要求3的交换节点(12)，其特征在于：
所述交换节点包括控制装置或控制功能，其适于提供IP地址以及把所述附加信息映射到IP地址，并且所述交换节点还包括存储装置，其用于保存所映射的IP地址以及所述附加信息。
16.根据权利要求1-3中的任一权利要求的交换节点，其特征在于：
在身份提供装置(11)中对所分配的唯一交换节点身份进行预先编程及硬件定义。
17.根据权利要求1-3中的任一权利要求的交换节点，其特征在于：
对所分配的唯一交换节点身份进行预先编程及软件定义。
18.一种交换控制节点(1；1B；1`；1``)，其适于被设置在分布式传输网络中并且适于控制多个交换节点(21，22，33，211，...，216；217，219，12；21`，22`，23`；2；2``)，其特征在于：
所述交换控制节点包括IP地址分配和映射装置(31)，其用于在接收到来自交换节点的用附加信息扩展的IP地址请求消息之后分配IP地址，所述附加信息包括所述交换节点的唯一身份以及关于所述交换节点的请求接收端口的信息；并且所述交换控制节点还包括用于存储映射信息的存储装置(33)，所述映射信息包括所分配的IP地址，并且相应的附加信息包括交换节点的唯一身份以及当前交换节点请求接收端口相关的信息。
19.根据权利要求18的交换控制节点，其特征在于：
所述交换控制节点适于控制互连的交换节点，所述交换节点被设置在基于环状和/或星状和/或雏菊状拓扑或类似拓扑的结构中。
20.根据权利要求18-19中的任一权利要求的交换控制节点，其特征在于：
所述交换控制节点适于动态地提供或分配IP地址。
21.一种传输网络，其包括多个交换节点(21，22，33，211，...，216；217，219，12；21`，22`，23`；2，2``)以及至少一个交换控制节点(1；1B；1`；1``)或带有交换控制功能的交换节点(12)，其中，对应的交换节点包括多个交换机端口以用于连接多个线板(3A1，...，3C4；311，...，331；3121，...，3162；3012，...，3192；311`，...，333`3``)，其中每一个线板具有对应的多个订户连接端口，其特征在于：
所述交换节点(21，22，33；211，...，216；217，219，12；21`，22`，23`；2，2``；12)适于通过所分配的唯一交换节点身份而被唯一地标识；交换节点适于在接收到IP地址请求消息之后向所述IP地址请求消息添加关于所述唯一的交换节点身份的信息以及关于在哪一个交换机端口上接收到所述请求消息的信息，并且适于把所述消息转发到所述交换控制节点或者具有交换控制功能的节点；所述交换控制节点包括映射装置(31)，其适于提供从附加信息到IP地址的映射，并且适于把所述附加信息存储在包括映射表的存储装置(33)中。
22.根据权利要求21的网络，其特征在于：
所述IP地址请求消息包括DHCP发现广播消息，并且所述交换节点适于实现DHCP拦截机制以便向所述请求消息添加所述附加信息。
23.根据权利要求21的网络，其特征在于：
所述对应的交换节点包括检测装置(4)，所述检测装置包括滤波器(6；7)以用于检测将为之提供所述附加信息的IP地址请求，以及/或者区分已经为之提供了附加信息的IP地址请求消息。
24.根据权利要求21-23中的任一权利要求的网络，其特征在于：
多个交换节点被互连以形成环状和/或星状和/或雏菊状拓扑或类似拓扑。
25.根据权利要求21-23中的任一权利要求的网络，其特征在于：
所述交换节点包括检查或解析装置(7)，其用于解析IP地址请求以便确定是否支持添加附加信息的功能，如果不支持，则添加所述功能和所述附加信息，如果支持，则确定是否已包括附加信息，如果不包括，则添加所述附加信息并且将其转发到除了在其上接收到所述地址请求的该交换机端口之外的所有其他交换机端口并且转发到所述交换控制节点，否则就转发所述请求消息而不进行进一步的处理。
26.一种处理包括针对网络中的IP地址的请求的消息的方法，其中各网络节点根据分布式节点拓扑而被设置，其特征在于：
在包括用于连接线板的多个交换机端口的交换节点中接收到请求IP地址的消息之后，所述方法包括以下步骤：
-向所述请求消息添加信息，所述信息包括所分配的唯一交换节点身份以及关于在其上接收到所述消息的交换机端口的信息，从而提供扩展的请求消息；
-把用所述信息扩展的所述请求消息转发到控制所述各交换节点的交换控制节点，并且转发到所述交换节点的不同于在其上接收到所述请求的该交换机端口的其他交换机端口；
-在所述交换控制节点中或者在包括控制功能的交换节点中把所述请求消息的附加信息映射到IP地址；
-把所述映射的结果存储在所述交换控制节点或者具有控制功能的所述交换节点内的存储装置中。
27.根据权利要求26的方法，其特征在于：
该方法还包括以下步骤：
-在交换节点中检测所接收的消息是否是将为之提供附加信息的IP地址请求消息，所述IP地址请求消息包括DCHP发现广播消息。
28.根据权利要求26或27的方法，其特征在于：
该方法还包括以下步骤：
-通过确定是否支持添加附加信息的功能或选项，在交换节点中检查或解析请求IP地址的消息，；
如果不支持的话，
-添加对于这种选项或功能的支持；
如果支持的话，
-检查是否已经把附加信息添加到所述请求中，如果还没有，则添加接收交换节点的附加信息，如果已经添加，则留下具有附加信息的消息；
-在所述交换节点的其他端口上作为广播来转发所述扩展的请求消息。
29.一种允许在具有多个交换节点和至少一个交换控制节点的分布式网络节点拓扑中识别包括订户端接的硬件单元的方法，其中每一个交换节点包括多个交换机端口以用于连接各线板，每一个所述线板包括多个用于硬件单元连接的端口，其特征在于：
该方法包括以下步骤：
-为每一个交换节点分配唯一的身份；
在交换节点中通过接收交换机端口接收到针对IP地址的请求消息之后执行以下操作：
-向所述请求消息添加关于所述交换节点的身份以及关于所述接收交换机端口的信息，以便提供扩展的请求消息；
-把如此扩展的请求消息提供到所述交换控制节点或者具有控制功能的交换节点；
-把附加信息映射到IP地址上，其中所述附加信息就是所述接收交换机端口和所述交换节点的唯一的身份；
-存储映射信息，即所分配的IP地址以及唯一的交换机身份和接收交换机端口。
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