[发明专利]实现设备级连和增加用户数的方法

说明书

技术领域

发明涉及网络接入技术，特别是涉及一种利用多层QinQ技术实现设备级连和增加用户数 的方法。

背景技术

目前大多数运营商的计算机用户接入网主要有两种方式：一种是通过DSLAM接入复用器 通过DSL技术结合PPPoE协议完成接入。另一种是通过ARP协议自动学习MAC地址实现区域内多 个接入设备(如以太网交换机)的级连应用，同时使用PPPoE协议、IEEE802.1Q(Virtual Local Area Network)、IEEE802.1X等技术实现用户间的隔离和接入管理。PPPoE技术简单 ，支持用户数不受设备限制，但管理开销比较大，对带宽浪费较大，这里不做太多的介绍。

VLAN技术的缺陷是：

a)接入设备必须完整的支持IEEE802.1Q、IEEE802.1P协议在各接入设备间学习VLAN ID 号；

b)需要工程人员手动设置接入设备各个端口的VLAN ID号，且各个非汇聚端口的VLAN ID 号不得重复；

c)VLAN ID号资源有限，区域内用户数最大为4094个(0和4095被用作其他用途)；

d)接入服务器无法自动获得各个接入设备的级连关系。

后来针对公网紧缺的VLAN ID资源提出QinQ技术对IEEE802.1Q进行扩展，向用户提供一 个唯一的公网VLAN ID，将用户私网VLAN tag封装到公网VLAN tag上，报文带着两层tag穿越 服务商的骨干网络，从而为用户提供一种较为简单的二层VPN隧道，用户可以自己规划VLAN ID，总的用户数可以增加到4096×4096个。也就是说QinQ主要解决的是VPN用户私网组建问 题，而对于公网用户的接入资源问题以及设备级连数受限问题依然存在。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种实现设备级连和增加用户数的方法，利用 多层QinQ VLAN技术，实现分组网接入设备自动、快速地完成多级级连、构建大规模用户的 接入体系，可增加接入服务器对各级接入设备的拓扑管理功能，可方面进行故障定位；减少 工程建设的复杂度，对工程人员要求更低；提升用户接入能力，减低工程成本。

本发明的技术方案如下：一种实现设备级连和增加用户数的方法，包括如下步骤：

第一步，接入设备为本级任一用户上传的数据帧添加一层VLAN Tag，该层VLAN Tag的 VID值等于各用户接入的端口号的值，然后继续将数据帧通过上行trunk口向上一级接入设备 转发，上一级接入设备接到数据帧后再添加一层VLAN Tag，该层VLAN Tag的VID值等于该级 连端口号的值，然后继续将数据帧通过上行trunk口向上一级接入设备转发，按同样的方式 处理，直至第一级接入设备，第一级接入设备接到数据帧后再添加一层VLAN Tag，该层VLAN Tag的VID值等于该级连端口号的值，然后将数据帧通过上行trunk口转发至接入服务器；

第二步，接入服务器根据所收到的数据帧包含的VLAN Tag的层数和每层VLAN Tag的VID 值，获得发出数据帧的用户的IP、MAC和VID信息，并进行记录，然后去掉各层VLAN Tag后， 将数据帧通过IP路由转发到公网中；

第三步，接入服务器收到公网中的数据帧后，根据该数据帧的IP，查出第二步记录下的 用户的IP，调出该用户的MAC、VID信息，重新封装数据帧目的MAC地址和各层VLAN Tag后下 发给第一级接入设备；

第四步，第一级接入设备从上行Trunk口获得该数据帧后，根据MAC和第一层VID转发至 相应号数的端口，并去掉第一层VLAN Tag发给下一级接入设备；下一级接入设备从上行 Trunk口获得该数据帧后，根据MAC和第一层VID转发至相应号数的端口，并去掉第一层VLAN Tag发给下一级接入设备，按同样的方式处理，直至该用户所在的那级接入设备，该用户所 在的那级接入设备从上行Trunk口获得该数据帧后，根据MAC和最后一层VID转发至相应号数 的端口，并去掉最后一层VLAN Tag发给该用户。

所述VLAN Tag具有4个字节，包括16比特的TPID，3比特的优先级，1比特的CFI和12比特 的VLAN ID。

与现有技术相比，本发明的优点是：

a)无需用户配置VLAN号