專利名稱：一種用于因特網與同步數字體系或同步光網絡融合的適配方法
技術領域：
本發明涉及因特網的數據傳送領域，它是一種用于因特網協議(英文縮寫為1P)與同步數字體系(英文縮寫為SDH)或者同步光網絡(英文縮寫為SONET)融合的適配方法，主要用于各種路由器(核心或者高端交換路由器、邊緣或者匯聚交換路由器、接入交換路由器)、基于分組(包)交換的各種高/中/低端以太網交換機、多業務傳送平臺(英文縮寫為MSTP)、用戶端綜合接入設備以及與因特網有關的任何互聯互通設備。
背景技術：
根據有關資料，目前實現因特網與同步數字體系或者同步光網絡(SDH/SONET)的適配方法有以下幾種方式(1)采用“點到點協議”(英文縮寫為PPP)加上“高級數據鏈路規程”(英文縮寫為HDLC)(2)采用SDH鏈路接入規程(英文縮寫為LAPS)；(3)采用通用成幀規程(英文縮寫為GFP)的方式。
其中第一種適配方法(采用PPP+HDLC)是因特網工程任務組(英文縮寫為IETF)定義的用來實現IP與SDH/SONET融合的一種方法，該方案由IETF的RFC2615、RFC1662、RFC1661定義，RFC為請求評論(英文為Request For Comments)。第二種適配方法(采用LAPS)是ITU-T X.85建議確定的一種IP與SDH的適配方法，它是一種對第一種方法(用PPP+HDLC作為適配層協議)進行簡化、修正處理的方法，它采用LAPS一項要素代替了PPP+HDLC兩項要素第三種采用通用成幀規程的適配方法是ITU-TG.7041/Y.1303建議規范的一種適配方法，在這種適配方法中用GFP作為數據鏈路層協議，它可以實現IP與SDH、IP與OTN的適配，本質上該適配方法還是一種點到點連接適配處理方案。
近年來，隨著計算機技術的普及，計算機網絡即因特網的應用正逐步滲透到各行各業，人類正在進入信息化社會，因特網在現代社會生活各個方面的應用越來越廣泛，因特網在極大便利人們的同時也正在改變人們的生活及思維方式。最初設計因特網時并沒有專門為因特網設計一種傳輸技術，相反，它的目標之一是能夠屏蔽各種物理層細節，在網絡層(IP)上能夠實現不同物理網絡的互聯，此外因特網設計者最初的主要目的是設計一種能夠傳送數據如文本文件而不是實時業務如話音的網絡，這種網絡采用的是盡力而為的傳送方式，因此這種網絡是沒有服務質量保證的，而且因特網必須依托其他網絡特別是電信網才能形成一個世界性的網絡。另一方面，人們為了滿足話音通信的要求，已經在全世界范圍內建立了一個能夠互聯互通的傳送光網絡，這種傳送網絡所采用的技術就是同步數字體系，英文簡稱為SDH，在北美，與SDH對應的是同步光網絡(SONET)，目前SDH已成為全世界通信傳送骨干網的主要技術，因此在發展因特網時，很重要的一點自然是如何在SDH/SONET上傳送IP的問題，即如何實現IP over SDH/SONET，上述三種因特網與SDH/SONET融合的適配方法就是在這種情況下先后提出的三種適配技術方案。
但是，由于因特網與SDH網絡本身是一種不同性質的網絡，其主要區別是因特網采用分組交換、面向無連接的技術，它把信息分成一個一個長短不一的信息包，這種信息包稱之為IP數據報，每個IP網絡節點依據IP數據報中IP報頭中的目的IP地址利用路由協議來實現IP包的轉發；而SDH本身是為傳送采用時分復用、電路交換和面向連接的傳統話音業務即是為了打電話而設計的一種傳送技術，SDH本身也是一種時分復用技術。上述三種適配方法主要解決了的問題是如何利用SDH點到點傳送IP的問題，但從IP網絡與SDH兩大網絡的融合方面來看，這三種適配方法都存在一些不足和缺陷，主要表現在(1)上述三種適配方法的都屬于點到點連接解決方案，主要好處是解決了IP包的點到點傳送問題，但這些適配方法處理十分復雜、低效，如在網絡的每個節點把IP包通過這三種方式映射處理時，每個節點都必須對每個IP包進行一系列的復雜處理，具體為IP包每經過一個節點，那么就必須把每個IP包進行一次從一層到三層，再從三層到一層的一系列處理，即從物理幀(SDH/SONET幀)信號中提取數據鏈路層協議幀(分別為PPP+HDLC或者LAPS或者GFP幀)，再從數據鏈路層協議幀(PPP+HDLC或者LAPS或者GFP幀)提取IP包，然后依據IP包中的IP報頭內的目的IP地址，通過路由協議對每個IP包進行轉發處理，即轉發到不同的端口；轉發時首先把三層的IP包封裝到二層的數據鏈路層協議(即以上三種封裝方式的數據鏈路層協議，分別為PPP+HDLC、LAPS或者GFP)，然后在再把封裝了IP包的數據鏈路層協議幀封裝到第一層物理層即SDH/SONET幀的凈荷上，也就是封裝PPP+HDLC或者LAPS或者GFP幀到SDH/SONET幀的凈荷域中，這種處理不僅十分復雜而且低效，尤其是核心節點，處理的數據量十分龐大，實際表明，這已經成為嚴重影響IP網絡質量的一個重要因素。
(2)雖然SDH/SONET網絡提供了網絡保護倒換功能，但由于IP網絡采用的是由路由協議根據IP包中的目的IP地址對IP包進行轉發處理，這樣即使SDH/SONET網絡提供了強大的網絡倒換保護功能，但采用上述三種適配方法的IP網絡還必須重新計算路由，這一方面可能導致丟包，另一方面是如果用IP承載重要的業務如實時業務，由于IP網絡的倒換時間實際在幾秒鐘內，因此難以滿足實時業務的要求。
(3)由于IP網絡采用的是兩大類路由協議即內部網關協議和外部網關協議來實現IP包的路由選擇，這種方式沒有流量工程能力，可能導致即使兩個節點間有多條連接鏈路，但IP網絡可能把IP包全部轉發到一條鏈路，通過一條鏈路來傳送，導致這條鏈路產生擁塞，從而導致丟包，而此時另外的鏈路卻處于空閑狀態。
(4)由于上述三種適配方法對數據業務沒有進行任何業務分類，誰都是一樣，都具有相同的優先級，導致這種IP網絡沒有服務質量保證。
(5)由于這三種適配方法采用的是點到點連接處理，而且必須對每個數據包進行處理，如果網絡是全光網絡，那么必須進行一系列的光—電—光轉換處理，不能實現全光交換，特別是對于采用SDH幀結構的密集波分復用系統，不能實現光波長交換，而且也不能實現虛容器或者同步傳遞模式顆粒電路的直接交換。
(6)對于第一、二種即采用PPP+HDLC以及LAPS的適配方式，由于HDLC幀以及LAPS幀采用的是特定字節(0X7E)實現幀定界，需要對IP包進行透明處理，這種方式存在兩個缺陷，其中之一網絡安全問題，那些懷有惡意的人如果把凈荷信息全部設置為特定的那兩個字節(0X7D、0X7E)，那么這將導致網絡流量增加一倍，如果采用聯合攻擊時，可能導致網絡擁塞；其二，由于這兩種適配方式都沒有糾錯功能，這樣如果幀定界字節出現錯誤，就可能導致丟包。
(7)采用上述三種適配方法的IP網絡沒有任何安全可言。眾所周知，現在的IP網絡沒有任何安全性，IP數據包可以被截取、替換，由于上述適配方法僅僅是把IP包映射到SDH凈荷域中，這些適配方法對提高IP網絡的安全沒有任何幫助。
(8)上述三種IP與SDH/SONET的適配方法可以用于IPv4和IPv6，即可以實現IPv4與SDH/SONET的適配以及IPv6與SDH/SONET的適配，但由于IPv4和IPv6是不兼容的，而且由于上述三種適配方式都需要在網絡層對每個IP包進行處理，采用上述的三種適配方法，使得IPv4和IPv6網絡不能兼容。
(9)采用上述適配方法的網絡中，傳統的話音業務與IP網業務是分開的，而現在普遍認為未來統一公用網將采用分組交換技術，這幾種適配方法對于如何實現話音業務分組化，使分組化話音業務與IP網絡的融合等方面沒有任何幫助。

發明內容
本發明的目的是針對現有的IP與同步數字系列或者同步光網絡(SDH/SONET)融合的適配方法的不足和缺陷而設計的一種新型的IP與SDH/SONET融合的適配方法，一方面可以實現位于網絡層的IP與物理層的SDH/SONET間的直接適配，使SDH/SONET網絡能夠直接傳送IP，另一方面又可以解決現有三種IP與SDH/SONET適配方法中IP網絡的缺陷和不足，為IP網絡提供一種高速、高效轉發IP包的機制，為IP網絡提供快速保護倒換功能，提供流量工程能力，提供網絡安全功能，使IPv4和IPv6網絡兼容互通，可以支持從低階虛容器到高階虛容器(包括級聯)的全部速率范圍，也特別適合用到光的包交換接口，可以實現基于各種虛容器以及同步傳遞模式顆粒的直接電路交換以及全光網絡的直接波長交換，為現有的電信傳輸資源找到一條好的出路，可以實現與未來分組話音傳送網絡的兼容，使現有的IP網絡以及現有的話音網絡平滑過渡到下一代采用分組交換技術的統一的電信級公用網，實現電信傳輸和交換的統一，這樣極大的降低網絡構建成本。
本發明的目的是通過如下措施來達到的通過在位于網絡層的IP與位于物理層的SDH/SONET之間引入一層新型的數據鏈路層協議——數據鏈路規程(英文縮寫為DLP)，一方面利用這一新型的數據鏈路層協議實現因特網與SDH/SONET的融合，解決現有因特網與SDH/SONET融合的網絡存在的不足和缺陷，另一方面利用該協議來實現因特網與其他各種物理層設施的直接適配，以及分組話音業務和分組視頻業務與各種物理層設施的直接適配，從而實現電話網、因特網與電視網絡的三網融合，在數據鏈路層統一整個通信網，使現有的IP網絡平滑過渡到下一代統一電信級公用網，IP業務僅僅為這一新型數據鏈路層協議承載的上層業務的一部分，用這一新型數據鏈路層協議作為實現因特網協議(英文縮寫為IP)與同步數字體系(SDH)或者同步光網絡(SONET)的融合與適配的數據鏈路層協議，數據鏈路層與網絡層間的通信以及物理層(SDH/SONET)與數據鏈路層間的通信都通過原語來實現，利用這一新型數據鏈路層協議定義的分級的、兼容現有電話號碼體系的目的地址碼和源地址碼來表示IP包的目的IP地址和源IP地址的轉發等價類，利用IP包的轉發等價類作為二層數據鏈路層地址即作為所述的新型數據鏈路層協議的目的地址碼和源地址碼代替三層IP地址實現IP包的二層轉發交換，利用這一新型數據鏈路層協議提供的安全機制來保證IP(IPv4和IPv6)包在網絡傳送過程中的安全，用所述的新型數據鏈路層協議中定義的數據幀來傳送來自上層的各種業務數據，定義的控制幀來實現網絡的包括拓撲發現、2層保護倒換、故障管理、配置管理和性能管理等在內的網絡控制管理，定義的流量管理幀來實現網絡的流量工程管理。
按照本發明提供的方法，其特征在于，通過定義一個新型的數據鏈路層協議——數據鏈路規程(英文縮寫為DLP)來實現現有電話網、數據通信網(因特網)和視頻(電視)網絡的三網融合，在數據鏈路層統一整個通信網，使現有電話網、數據通信網絡以及視頻網絡平滑過渡到下一代統一的電信級公用網，IP業務僅僅作為這一新型數據鏈路層協議(DLP)承載的上層業務的一部分，用這一新型數據鏈路層協議(DLP)實現網絡層的IP與包括SDH/SONET在內的各種物理層設施的直接適配，數據鏈路層為網絡層提供的服務采用不確認式信息傳送服務模式，對發送的數據不作任何確認式操作，數據鏈路層為網絡層提供的服務通過“數據鏈路—數據—請求(英文為DL_DATA.request)”、“數據鏈路—數據—指示(英文為DL_DATA.indication)”、“數據鏈路—控制—請求(英文為DL_CONTROL.request)”、“數據鏈路—控制—指示(英文為DL_CONTROL.indication)”等4個原語來實現，物理層為數據鏈路層(DLP)提供的服務通過兩個原語“物理鏈路—數據—請求(英文為PL_DATA.request)”、“物理鏈路—數據—指示(英文為PL_DATA.indication)”來實現，在發送端，當有IP包需要發送時，調用DL_DATA.request(數據鏈路—數據—請求)原語，該原語包括一系列參數，這些參數用來確定DLP幀報頭各字段以及凈荷字段的值，在接收端，當DLP客戶實體要接收數據時，DLP實體激活DL_DATA.indication原語，該原語指示輸入幀的接收狀態和輸入DLP幀各字段的值，如果網絡層需要DLP提供網絡控制功能，調用數據鏈路—控制原語“數據鏈路—控制—請求(DL_CONTROL.request)”和“數據鏈路—控制—指示(DL_CONTROL.indication)”原語，這兩個原語包括一系列的操作碼和參數，通過這兩個原語可提供網絡控制功能，如網絡拓撲發現、2層保護倒換、配置管理、故障管理、性能管理等，在發送端，當有數據需要從數據鏈路層發送到物理實體時，DLP實體激活PL_DATA.request原語，在接收端當有數據要從物理實體發送DLP實體時，激活PL_DATA.indication原語，各原語的語義如下(1)DL_DATA.request(DestinationAddressCode，SourceAddressCode，DLPServiceData，FrameLength，ServiceType.
NetworkTopology，Security，FrameSequenceNumber，SPI)DL_DATA.request原語含有9個參數，各參數的含意分別為DestinationAddressCode表示目的地址碼，該參數依據發送IP包報頭中的目的IP地址確定IP包的轉發等價類，用來生成發送DLP幀報頭中的目的地址碼字段值，SourceAddressCode表示源地址碼，該參數用來依據發送IP包報頭中的源IP地址確定IP包的轉發等價類，用來生成發送DLP幀報頭中的源地址碼字段值，DLPServiceData表示要發送的客戶信號即整個IP包(分組)，用來生成發送DLP幀中凈荷字段值，FrameLength參數確定要發送的DLP幀的總長度，ServiceType參數指示DLP客戶層發送的業務類型，它用來生成發送DLP幀報頭中業務類型字段值，Security參數指示是否對DLP客戶信號進行加密、認證處理，DLP實體用它來確定發送DLP幀報頭中的安全字段值，FrameSequenceNumber參數指示要發送數據鏈路層協議幀的幀序列號(FSN)，DLP實體用它來確定發送DLP幀報頭中的FSN字段值，NetworkTopology參數指示DLP網絡節點的網絡拓撲，DLP實體用它來確定發送DLP幀報頭中拓撲字段值，SPI(SPI為安全參數索引的英文縮寫)參數是一個可選項，用來確定如果對IP包進行加密、認證處理時在通信兩端建立的安全關聯，用來確定DLP幀中的安全參數索引(SPI)字段值，(2)DL_DATA.indication(DestinationAddressCode，SourceAddressCode，DLPServiceData，ServiceType，FrameLength，ReceptionStatus，NetworkTopology，Security，FrameSequenceNumber，SPI)DL_DATDA.indication原語參數的語義如下DestinationAddressCode表示目的地址碼，該參數確定輸入DLP幀報頭中的目的地址碼字段值，SourceAddressCode表示源地址碼，該參數確定輸入DLP幀報頭中的源地址碼字段值，DLPServiceData確定輸入DLP幀凈荷字段值，ReceptionStatus指示輸入幀的接收狀態，如果輸入幀的FCS(幀校驗序列)字段沒有發生錯誤，ReceptionStatus的值為FCS_ERROR_FREE，否則，如果輸入幀發生錯誤，則ReceptionStatus值為FCS_ERROR，ServiceType參數指示輸入DLP幀的業務類型字段值，FrameLength參數確定輸入DLP幀的總長度，Security參數指示輸入DLP幀是否進行了加密、認證處理，它指示輸入DLP幀的Security字段值，FrameSequenceNumber參數指示所述的輸入幀的FSN，NetworkTopology參數指示輸入DLP幀中拓撲字段值，SPI參數用來指示所述輸入幀的安全參數索引字段值，(3)數據鏈路—控制—請求(DL_CONTROL.request)原語數據鏈路—控制—請求(DL_CONTROL.request)原語的格式為DL_CONTROL.request(操作碼，請求操作數列表)，其中操作碼包括拓撲發現請求(英文為TOPOLOGY_DISCOVERY_REQ)、2層保護倒換請求(英文為L2PS_REQ)、配置請求(英文為CONFIGURATION_REQ)、故障查詢請求(英文為FAULT_INQUIRY_REQ)、性能查詢請求(英文為PERFORMANCE_INQUIRY_REQ)等，各操作碼的具體操作數列表如下拓撲發現請求(TOPOLOGY_DISCOVERY_REQ)操作碼的請求操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、拓撲發現請求幀凈荷數據等5個，2層保護倒換請求(L2PS_REQ)操作碼的請求操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、2層保護倒換請求幀凈荷數據等5個，配置請求(CONFIGURATION_REQ)操作碼的請求操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、配置請求幀凈荷數據等5個，故障查詢請求(FAULT_INQUIRY_REQ)操作碼的請求操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、故障查詢請求幀凈荷數據等5個，性能查詢請求(PERFORMANCE_INQUIRY_REQ)操作碼的請求操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、性能查詢請求幀凈荷數據等5個，各操作數中的目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號等參數的含義與數據鏈路—數據—請求原語對應的參數含義一樣，(4)數據鏈路—控制—指示(DL_CONTROL.indication)數據鏈路—控制—指示(DL_CONTROL.indication)原語的格式為DL_CONTROL.indication(操作碼，指示操作數列表)，其中操作碼包括拓撲發現響應指示(英文為TOPOLOGY_DISCOVERY_RESPONSE_IND)、2層保護倒換響應指示(英文為L2PS_RESPONSE_IND)、配置響應指示(英文為CONFIGURATION_RESPONSE_IND)、故障查詢響應指示(英文為FAULT_INQUIRY_RESPONSE_IND)、性能查詢響應指示(英文為PERFORMANCE_INQUIRY_RESPONSE_IND)等，各操作碼的具體操作數列表如下拓撲發現響應指示(TOPOLOGY_DISCOVERY_RESPONSE_IND)操作碼的指示操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、拓撲發現響應幀凈荷數據等5個，2層保護倒換響應指示(L2PS_RESPONSE_IND)操作碼的指示操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、2層保護倒換響應幀凈荷數據等5個，配置響應指示(CONFIGURATION_RESPONSE_IND)操作碼的指示操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、配置響應幀凈荷數據等5個，故障查詢響應指示(FAULT_INQUIRY_RESPONSE_IND)操作碼的指示操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、故障查詢響應幀凈荷數據等5個，性能查詢響應指示(PERFORMANCE_INQUIRY_RESPONSE_IND)操作碼的指示操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、性能查詢響應幀凈荷數據等5個，各操作數中的目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號等參數的含義與數據鏈路—數據—指示原語對應的參數含義一樣，(5)物理鏈路—數據請求(PL_DATA.request)PL_DATA.request(Userdata)，該原語只有一個參數，該參數為用戶數據，英文為Userdata，(6)物理鏈路—數據指示(PL_DATA.indication)PL_DATA.indication(Userdata)，該原語只有一個參數，該參數為用戶數據，英文為Userdata。
按照本發明提供的方法，其特征在于，用所述的新型數據鏈路層協議(DLP)實現因特網與同步數字體系或者同步光網絡融合的適配，物理層為現有的以及將來可能開發的全部速率范圍的SDH/SONET物理接口，支持從低階虛容器到高階虛容器(包括級聯)的全部速率范圍，可以實現基于各類虛容器、各類同步傳遞模式的顆粒的電路的直接交換以及光網絡的直接光波長的直接交換，其中各類虛容器及其帶寬、凈荷參數如表1所示表1.SDH的各類虛容器及其帶寬、凈荷參數

各類同步傳遞模式的接口速率如表2所示表2.SDH各類同步傳遞模式的接口速率


當物理層采用同步光網絡(SONET)時，各類虛容器及其帶寬、凈荷參數如表3所示表3.SONET的各類虛容器及其帶寬、凈荷參數

同步光網絡的各類同步傳遞模式的接口速率如表4所示表4.同步光網絡的各類同步傳遞模式的接口速率

按照本發明提供的方法，其特征在于定義一種新型的數據鏈路層協議——數據鏈路規程(DLP)來實現話音、數據(IP)和視頻的三網融合，所述的新型數據鏈路層協議幀的幀定界是依靠該協議幀(DLP幀)最開始一定長度內的比特信息構成的特定相互關聯關系(構成某種特定編碼關系)來實現的，在所述的新型數據鏈路層協議幀中定義一個幀長度(英文為Frame Length，FL)字段用來以字節形式標識該數據鏈路層協議幀的總長度，定義一個幀長度校驗(英文為Frame Length Check，FLC)字段用來對幀長度字段進行校驗并進行單比特錯誤或者2比特錯誤糾錯處理同時利用這兩個字段比特構成的這種特定校驗編碼關系實現數據鏈路層協議幀的定界，定義一個業務類型(英文為Service Type，ST)字段用來標識凈荷字段封裝的業務類型，從而實現多業務的封裝，同時規定不同的業務類型具有不同的優先級，定義一個拓撲字段(英文為Networks Topology,NT)來標識網絡節點的拓撲類型，定義一個安全(英文為Security)字段用來標識是否對封裝的凈荷進行加密、認證處理，定義一個分級的目的地址碼(英文為Destination AddressCode，DAC)和源地址碼(英文為Source Address Code，SAC)來標識封裝業務數據包的二層目的地址和源地址，定義一個幀序列號(英文為Frame Sequence Number，FSN)字段用來標識數據鏈路層協議幀的發送序列，定義一個擴展報頭(英文為Extension Header，EH)標識是否對凈荷進行擴展處理，定義一個填充長度字段用來以字節形式表示如果需要進行填充處理如對凈荷進行認證、加密處理時填充的長度，定義一個安全參數索引(英文為Security Parameter Index，SPI)來標識對數據認證加密處理時通信兩端建立的安全關聯，定義一個凈荷(英文為Payload)字段來封裝來自上層的各種業務，定義一個幀校驗序列(英文為Frame Check Sequence，FCS)字段來對所述的新型數據鏈路層協議幀進行校驗，所述的新型數據鏈路層協議幀中定義一類數據幀來傳送來自上層的各種業務數據，定義流量管理幀來實現網絡的流量工程管理，定義控制幀來實現網絡的包括拓撲發現、2層保護倒換、故障管理、配置管理和性能管理等在內的網絡控制管理，這三種不同類型的幀由所述的新型數據鏈路層協議幀中的類型字段來標識，具體如下定義幀長度(英文縮寫為FL)字段長度為16比特，定義幀長度校驗字段(英文縮寫為FLC)長度為15比特，使FL和FLC字段比特構成BCH(31，16)碼(BCH為博斯-喬赫里-霍克文黑姆碼的英文縮寫)，DLP幀利用這種關系來實現DLP幀的幀定界并對FL出現的單比特或者2比特錯誤進行糾錯處理，BCH(31，16)碼的生成多項式為G(x)＝x15+x11+x10+x9+x8+x7+x5+x3+x2+x+1，初始化值為0，這里x15對應最高有效位(英文縮寫為MSB)，x0對應最低有效位(英文縮寫為LSB)，DLP幀利用DLP幀前面31比特(FL字段和FLC字段)構成的特定編碼關系來實現DLP幀的定界，DLP幀定界過程依據有限狀態機來實現，有限狀態機包括三個狀態搜索(英文為HUNT)態、預同步(英文為PRESYNC)態、同步(英文為SYNC)態，有限狀態機工作流程圖如下(1)在搜索態，DLP處理對接收到的31比特進行逐比特搜索尋找正確格式的FL和FLC關系，在這種狀態下，BCH碼不具有對FL字段和FLC字段的單比特錯誤或者2比特錯誤糾錯功能，一旦在接收到的31比特中找到正確的候選FL和FLC匹配關系值，即可假定確定了一個正確的DLP幀，接收處理進入預同步(英文為PRESYNC)狀態，(2)在PRESYNC態，DLP處理通過逐幀搜索處理來實現DLP幀定界，依據上一步逐比特搜索找到的FL和FLC正確匹配值，即可假定搜索到一個正確的DLP幀，然后依據該幀各字段關系可以確定下一幀的FL和FLC字段值，并依據他們的關系確定他們是否匹配，然后再下一幀，一旦連續確定DELTA(DELTA為一個參數，它是一個大于0的正整數)個正確的DLP幀，DLP接收處理進入同步態，反之，如果隨后一幀的FL和FLC字段值不匹配，進入搜索態，此時，BCH碼不具有對FL字段和FLC字段的單比特錯誤或者2比特錯誤糾錯功能，從搜索態進入同步態需要連續搜索到DELTA+1個正確的DLP幀，(3)在同步態，DLP處理通過一個幀的FL和FLC字段關系可以確定下一個DLP幀的開始，然后可以實現一幀一幀的解析，在這種狀態下FLC具有單比特錯誤或者2比特錯誤糾錯功能，如果發生多個比特(超過2比特錯誤)錯誤，則幀定界失效，成幀處理進入搜索態，并給客戶適配處理發出客戶服務器信號失效(英文縮寫為SSF)指示，(4)DLP空幀參與幀定界處理，并隨后丟棄空幀，DLP幀定界處理的鍵壯性與DELTA值有關，本發明建議DELTA值為1，在FLC后定義一個長度為1比特的保留字段留作將來使用(一直設置為0)，定義業務類型字段長度為8比特，共計可識別28＝256種業務類型，其中最高有效位為0時表示封裝的是低優先級的普通數據業務(如普通IP數據業務)，最高有效位為1時表示DLP凈荷字段封裝的業務為高優先級的實時業務(如電話、實時視頻業務)，DLP業務處理的優先級從高到低的順序依次為控制幀＞流量管理幀＞實時業務(實時話音、視頻或者其他實時業務)＞數據業務(IPv4/IPv6)，DLP網絡處理隊列首先處理高優先級的業務，業務類型字段的用法如表5所示，表5.業務類型字段的用法



定義拓撲字段長度為4比特，其中二進制值“0001”表示總線結構，二進制值“0010”表示星形結構，二進制值“0011”表示樹形拓撲結構，二進制值“0100”表示環形拓撲結構，二進制值“0101”表示網格(Mesh)拓撲結構，其他值保留給將來使用，對于環形拓撲和網格拓撲，本發明提供50毫秒保護倒換功能，定義安全字段長度為4比特，其中二進制值“0000”表示不對上層業務進行任何加密、認證處理，二進制值為“0001”表示對來自上層的業務數據進行加密處理，二進制值“0010”表示對來自上層的業務數據進行認證處理，二進制值“0100”表示對來自上層的業務數據進行加密和認證處理，其他值保留將來使用，定義目的地址碼長度為64比特，定義源地址碼字段長度為64比特，目的地址碼和源地址碼都采用相同的分級結構，都由國家碼(英文為Country Code，CC)、國內地區碼(英文為National Region Code，NRC)、節點代碼(英文為Node Area Code，NAC)和用戶代碼(英文為User Code，UC)4個字段組成，每個字段長度為16比特，其中國家碼表示上層業務的第一級轉發標簽，國內地區碼表示上層業務的第二級轉發標簽，節點代碼表示上層業務的第三級轉發標簽，用戶代碼表示上層業務的第四級轉發標簽，定義擴展報頭字段長度為8比特，其中二進制值為“00000000”表示沒有擴展報頭，其他值保留將來使用，定義填充長度字段長度為8比特，用來以字節形式標識進行填充處理時DLP凈荷字段填充的長度，定義幀序列號字段長度為16比特，用來對發送的DLP幀進行序列標記，該字段值從0開始對發送的DLP幀進行序列標記，直到最大值，如果FSN到達最大值，發送處理器清除寄存器的值，并且從0開始重新計數，以保證DLP幀能夠按照正確順序轉發發送、接收處理，同時FSN也提供抗重放功能，定義安全參數索引字段長度為16比特，該字段是可選的，其值是任意的，與DLP目的地址碼結合使用唯一地標識該DLP幀所屬的安全關聯(英文為Security Association，SA)，其中SP1值為0保留給本地、特定實現使用，十進制的1～255由IANA(IANA為Internet Assigned Numbers Authority的英文縮寫)保留給將來使用，其他值由通信雙方依據采用的加密認證算法來確定，定義凈荷字段長度為0～65535字節，用來封裝來自網絡層的整個IP包，定義填充數據(該字段是可選的)字段長度為0～255字節，具體值與采用的加密認證算法有關，其值由加密認證算法確定，定義一個認證數據字段(該字段是可選的)來存放認證處理時生成的認證數據，其值與采用的認證算法有關，其值由具體的認證算法確定(生成)，定義幀校驗序列(Frame Check Sequence.FCS)字段長度為32比特，用來對數據鏈路層協議幀(DLP幀)中部分報頭字段內容以及封裝的凈荷進行校驗，FCS校驗范圍包括從DLP幀中業務類型字段的第一比特開始，一直到DLP幀的結尾，具體包括業務類型字段、拓撲字段、安全字段、目的地址碼、源地址碼、擴展報頭、填充長度字段、幀序列號、安全參數索引(如果有)、凈荷、填充數據(如果有)、認證數據(如果有)等字段比特流進行校驗處理，校驗算法采用IEEE802.32002版定義的CRC-32生成多項式為G(x)＝x32+x26+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x1+1，這里，x32對應MSB位，而x0對應LSB位，如果DLP幀發生FCS錯誤，丟棄發生錯誤的DLP幀，如果某些字段值不能識別，或者出現FCS錯誤，則認為是無效的數據鏈路層協議幀，無效幀將被丟棄，不通知發送方，也不產生任何動作，無效幀包括(1)接收幀發生FCS錯誤(FCS不匹配)的DLP幀，(2)接收幀長度少于30字節的幀，(3)業務類型字段不能識別的幀，(4)報頭其他字段不能識別的幀，
如果網絡層沒有IP包需要發送，在DLP幀間隙需要進行填充處理，即發送空幀，發送空幀的目的是為了調節兩節點間的速率，空幀從一個節點發送到其相鄰的最近節點，鄰居節點接收到空幀后不把它轉發到任何其他地方，直接把它丟棄，也不通知發送方，在幀間隙發送的填充空幀的內容包括幀長度字段、幀長度校驗字段、長度為1比特的保留字段(一直設置為0)和源地址碼(只包括源地址碼中的節點代碼和用戶代碼字段共計4個字節)，在發送端，把封裝了IP包的DLP幀封裝到SDH中的同步凈荷封裝(sPE)之前必須進行擾碼，在接收端對數據鏈路層協議幀的任何處理之前首先進行解擾碼，解擾碼后才能對DLP幀進行下一步處理，擾碼和解擾碼采用的自同步擾碼/解擾碼器，其生成多項式為G(X)＝X43+1。
按照本發明提供的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議中包括一個目的地址碼(英文為Destination Address Code，DAC)和源地址碼(英文為Source Address Code，SAC)字段，對于IP數據業務(IPv4/IPv6)，所述的數據鏈路層協議中的目的地址碼和源地址碼分別表示IP包的目的IP地址和源IP地址的轉發等價類，用IP包的轉發等價類作為二層的數據鏈路層地址即作為所述的新型數據鏈路層協議的目的地址碼和源地址碼代替三層IP地址實現IP包的轉發與交換，對于分組話音業務，所述的新型數據鏈路層協議的目的地址碼和源地址碼分別表示通話雙方的電話號碼或者網絡鑒權中心指定的表示用戶身份的臨時身份證(號碼)，目的地址碼和源地址碼采用相同的分級結構，一個完整的目的地址碼和源地址碼都由國家碼(英文為Country Code，CC)、國內地區碼(英文為National Region Code，NRC)、節點代碼(英文為Node Area Code，NAC)和用戶代碼(英文為User Code，UC)四個部分組成，本發明定義目的地址碼和源地址碼字段長度為64比特(8個八位位組)，其中國家碼字段長度為16比特(2個八位位組)，用來標識某一個國家或者特定地理區域的某種業務代碼，CC為對應IP包的第一級轉發標簽，一個國家或者地理區域可以有一個或者多個業務代碼，如話音業務代碼、視頻業務代碼、IP業務代碼(IPv4業務代碼或者IPv6業務代碼)，相關業務的具體國家碼值由有關的國際標準機構如ITU指定，對于本發明提出的IP業務國家碼可以就是現有電話號碼系統中的國際區號也可以是另外指定的其他值，國內地區碼字段長度為16比特，指示某一國家內某個地區的業務代碼，NRC為IP包的第二級轉發標簽，具體的NRC值由該國的通信最高管理機構分配，對于IP業務，該值可以是目前電話號碼系統中的國內長途區號也可以是另外指定的其他值，節點代碼字段為16比特，標識某個網絡節點的業務代碼，該碼為IP包的第三級轉發標簽，具體值由網絡運營商或者網絡服務供應商指定，用戶代碼字段長度為16比特，指示某個用戶的業務代碼，該碼為IP包的第四級轉發標簽，具體的UC值由網絡運營商或者網絡服務供應商指定，在采用所述的新型數據鏈路層協議(DLP)實現IP over SDH的網絡接入點或者匯聚點按照IP包的目的IP地址屬于哪個國家、該國的哪個地區、哪個節點和哪個用戶的四級結構來確定IP包的轉發等價類，并把該值作為所述的新型數據鏈路層協議(DLP)幀的目的地址碼，隨后IP包在網絡中的轉發由所述的新型數據鏈路層協議(DLP)幀的目的地址碼確定，用二層的目的地址碼替代IP網絡中的三層目的IP地址實現IP數據包的高速轉發，網絡轉發DLP幀時，首先查找DLP幀中的業務類型字段，通過具體的業務類型確定業務的優先級，然后是查找DLP幀中的目的地址碼中的國家碼、其次是國內地區碼、再次是節點代碼、最后是用戶代碼，一旦發現DLP幀的某一項代碼與本地節點的不同，DLP節點不再對DLP幀中DAC后面字段進行處理，直接轉發到下一個節點，DLP幀轉發的原則是采用最長匹配原則，所述的根據目的地址碼決定路由可以是利用IP路由協議如最短路徑優先協議(英文為Open Shortest Path First，OSPF)或者邊界網關協議(英文為BorderGateway Protocol，BGP)產生的動態路由表，也可以是利用DLP提供的流量工程來顯式配置路由。
按照本發明提供的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議包括一套安全機制來保證上層業務在網絡傳送過程中的安全，具體方法是(1)利用IP包(IPv4或者IPv6)的轉發等價類代替IP(IPv4或者IPv6)地址實現IP(IPv4或者IPv6)包的轉發和交換從而屏蔽真實的IP(IPv4或者IPv6)地址，(2)對上層業務進行加密和認證處理，如果需要對IP包進行加密認證處理，通過在需要通信的兩端經過一系列的協商，確定采用的加密算法、認證算法、設置或者交換初始化密碼等，協商加密認證算法以及交換初始化密碼等操作可以采用RFC2408定義的因特網安全關聯和密鑰管理協議(英文縮寫為ISAKMP)以及RFC2409定義的因特網密鑰交換協議(英文縮寫為IKE)來實現，然后在通信的兩端建立兩個安全關聯(英文為Security Association，SA)，并且依據目的IP地址、采用的算法等確定一個安全參數索引(英文縮寫為SPI)，把該索引值添加到所述的新型數據鏈路層協議幀報頭中的安全參數索引字段中，SPI用來標識對IP包進行加密、認證處理時的安全關聯，安全參數索引與目的地址碼一道唯一地標識安全關聯所采用的加密認證算法，同時把有關的參數如目的地址碼、采用的加密算法、認證算法、初始化密碼、安全參數索引等添加到安全關聯數據庫中，安全關聯數據庫記錄了與安全有關的各種數據，本發明定義SPI字段長度為32比特，其中十進制值“0”用于節點本地、特定實現使用，十進制值1～255由IANA保留給將來使用，其他值用于標識安全關聯，由于加密、認證算法的不同需要進行一些數據填充處理，填充的數據位于凈荷字段之后，并把填充的長度值添加到填充長度字段值中，認證處理生成的認證數據位于填充數據字段之后，幀校驗字段之前，利用所述的新型數據鏈路層協議(DLP)中的幀序列號字段值提供抗重播功能，進行加密處理時，加密的范圍包括來自網絡層的整個IP包、填充數據等字段內容，進行認證處理時認證的范圍包括填充長度字段、幀序列號字段、安全參數索引字段、凈荷數據(整個IP包)、填充數據等字段內容。
按照本發明提供的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議包括一套完善的網絡控制管理機制來實現IP(IPv4或者IPv6)網絡的包括拓撲發現、2層保護倒換、鏈路狀態指示、故障管理、性能管理、配置管理等在內的控制管理，所述的網絡控制管理通過控制幀來實現，本發明定義當所述的新型數據鏈路層協議幀的業務類型字段的二進制值為“10000001”時表示數據鏈路層協議幀(DLP幀)凈荷字段封裝攜帶的內容為網絡控制管理信息，相應的數據鏈路層協議幀為控制幀，控制幀實現拓撲發現、鏈路狀態指示、故障管理、性能管理、配置管理等網絡控制和管理功能，對于環形和網格拓撲，控制幀還提供一種實現50毫秒保護倒換功能的機制，控制幀采用TLV(Type-Length-Value，類型—長度—值)結構，類型字段長度為8比特，用來標識控制幀的類型，長度字段長度為8比特，用來以字節形式表示TLV結構中值字段(Value)的長度，值字段包含控制幀的有關參數等具體內容，本發明定義控制幀中TLV結構中類型字段的用法如表6所示，其中類型字段值為二進制的“00010001”時表示控制幀攜帶的是OSPF(最短路徑優先協議，英文縮寫為OSPF)路由協議信息，類型字段二進制值為“00010010”表示控制幀攜帶的是BGP(BGP為邊界網關協議的英文縮寫)路由協議信息，類型字段二進制值為“00010011”表示控制幀攜帶的是7號信令系統(英文縮寫為SS7)信息，類型字段二進制值為“00010100”表示控制幀攜帶的是H.323信令信息，類型字段二進制值為“00010101”表示控制幀攜帶的是會話初始化協議(英文縮寫為SIP)信令信息，類型字段二進制值為“00010110”表示控制幀攜帶的是介質網關控制協議(英文縮寫為MGCP)信令信息，類型字段為二進制的“11111111”時表示控制幀為廠商自定義的管理控制幀，廠商自定義的管理功能包括設備制造商為自己制造的有關設備添加的網絡管理控制功能以及運營商自定義的網絡管理控制功能，其管理數據內容由廠商自定義，但需采用TLV結構，DLP控制幀的幀序列號值用來標識控制幀發送的先后順序，實現標識DLP控制信息發送先后序列的功能，DLP控制幀的凈荷信息字段可以包括多個控制TLV信息，為了方便本發明芯片的實現(如現在的芯片普遍采用32位，這樣要求控制幀總長度為32比特的整數倍)，要求整個控制幀的長度為32比特的整數倍，如果原來DLP控制幀長度不是32比特的整數倍，則在控制TLV后用全為0的字節進行填充處理，填充的長度用DLP控制幀的填充長度字段以字節形式標識。
表6.控制幀中類型字段值(二進制值)的用法


按照本發明提供的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議提供的網絡控制管理機制包括拓撲發現機制，拓撲發現用來找出誰是網絡節點(DLP節點)的鄰居節點以及鄰居節點的狀態，對于環形和網格拓撲網絡節點(DLP節點)可以用它來發現環上有多少個節點正在工作，拓撲發現功能的實現主要是依靠拓撲發現請求幀(Topology_Discovery_Request frame)、拓撲發現響應幀(Topology_Discovery_Responseframe)和拓撲報告幀(Topology_State_Report frame)來實現的，在項目安裝階段或者工程運行期間，網絡節點(DLP節點，如節點A)用該節點的二層地址碼作為目的地址周期性地廣播拓撲發現請求幀(Topology_Discovery_Request frame)到其他節點(稱其中之一為節點B)，發送周期由拓撲發現定時器(Timer_Topology_Discovery，發送定時時間是可編程的，缺省為2秒)確定，接收到拓撲發現請求幀的所有節點(如節點B)通過拓撲發現響應幀給節點A作出響應，把節點B的存在及其狀態反饋給節點A，節點A把接收到的其他節點的地址碼以及相應的工作狀態等內容添加到節點A的拓撲地址數據庫中，對于環形和網格拓撲，有關節點依據環上各節點的地址碼中的節點代碼(NAC)字段值內容確定環上或者網格中的節點順序，如果節點A連續3次從節點B接收到相同的操作內容，則認為節點的拓撲發現幀操作有效，把相關的拓撲狀態內容寫入節點的拓撲數據庫，網絡節點(DLP節點)用拓撲報告幀向其他節點(尤其是網絡管理實體)報告該節點的狀態，特別是對于總線拓撲、星形和樹形這三類由于拓撲結構原因沒有保護倒換功能的拓撲結構的節點報告其拓撲狀態，本發明定義控制幀TLV中類型字段值為二進制值“00000001”時表示控制幀為拓撲發現請求幀，二進制值“00000010”時為拓撲發現響應幀，二進制值“00000011”時表示控制幀為拓撲報告幀，拓撲發現請求幀、拓撲發現響應幀和拓撲報告幀的值(Value字段值)都是兩個參數，第一個為節點地址，長度為8個字節，第二個為節點工作狀態，長度為1個字節，節點工作態如表7所示，表7.拓撲發現幀的第二個參數

按照本發明提供的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議提供的網絡控制管理機制包括2層保護倒換機制，2層保護倒換指的是當網絡物理鏈路出現故障(如光纖斷裂)或者節點設備出現故障時類似SDH環采用的K1/K2協議機制的允許在50毫秒內實現自愈恢復的強大功能，本發明提供的50毫秒保護倒換功能主要用于環形或者網格拓撲等可以實現保護倒換的鏈路上，以二纖環為例，如果環上某個節點(DLP節點，假定為節點2)在某個方向(假定為從節點1到節點2的方向)上在20毫秒時間(其值是可編程的，本發明定義的缺省值為20毫秒)內沒有接收到任何數據信息(包括數據幀、控制幀、流量管理幀或者空幀等)或者物理鏈路出現故障(如光纖設施斷裂)或者節點出現故障(如物理信號失效或者物理信號退化)，該節點進入2層保護倒換狀態，發送2層保護狀態請求幀(L2PS_Request frame)給網絡(環或者網格拓撲)上與其相連的節點(如節點1)，節點1接收到該2層保護狀態請求幀后也進入2層保護倒換狀態(英文為L2PS)，并發出2層保護倒換狀態報告幀(L2PS_State_Report frame)給連接網絡管理實體的節點或者廣播到環上處于正常態的所有節點，在L2PS態，從節點1到節點2的所有數據包被倒換到備用的路徑上，如果節點2上的故障清除，節點2進入正常態，啟動WTR(等待恢復)定時器(Timer_WTR，其值是可編程的，范圍為0～1800秒，缺省值為10秒)，一旦WTR定時器終止，節點2沿倒換前后的路徑發送WTR請求幀(WTR_Request frame)給節點1，節點1接收到該幀后從節點L2PS態返回正常態，本發明定義控制幀的類型字段值為二進制的“00000100”時表示控制幀為2層保護倒換請求幀，控制幀的類型字段值為二進制的“00000101”時表示控制幀為2層保護倒換響應幀，控制幀的類型字段值為二進制的“00000110”時表示控制幀為2層保護倒換報告幀，2層保護倒換請求幀TLV結構中值(Value，v)字段的參數有2個，第一個為該節點的地址碼，長度為8字節，第二個參數為該節點的工作狀態(強制倒換FS、物理信號失效PSF、物理信號退化PSD和人工倒換)，長度為1個字節，各狀態的二進制值如表8所示，該字節的其他值保留作將來使用，2層保護倒換響應幀TLV結構中值字段的參數有兩個，第一個為該節點的地址碼，長度為8字節，第二個參數長度為1個字節，其中二進制值為“00000000”表示成功實現倒換，二進制值為“11111111”表示倒換不成功，其他二進制值保留，2層保護倒換報告幀TLV結構中值字段有三個參數，第一個參數為節點的地址碼，長度為8字節，第二個參數為節點的倒換原因，長度為1個字節，各態的二進制值如表8所示，第三個參數表示節點是否處于2層保護狀態，其中二進制值為“11111111”表示處于2層保護倒換狀態，二進制值為“00000000”表示處于正常態，其他值保留，當控制幀TLV類型字段值為二進制的“00010000”時，表示控制幀為WTR_Request幀，WTR_Request幀只有一個參數，長度為8比特，值為二進制的“11111111”表示成功等待恢復，其他值保留。
表8.L2PS請求幀和L2PS報告幀的第2個參數類型

按照本發明提供的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議提供的網絡控制管理機制包括配置管理機制，配置管理機制用來實現對網絡節點(DLP節點)設備有關端口的配置管理，網絡節點(DLP節點)設備的端口地址在項目安裝階段必須配置一個二層的地址作為該端口的源地址碼(SAC)，配置管理幀包括三種配置請求幀(Configuration_Request frame)、配置響應幀(Configuration_Response Frame)、配置報告幀(Configuration_Report frame)，在項目安裝階段或者工程運行期間，網絡管理實體通過網絡管理接口對網絡節點(DLP節點)設備的每個鏈路(端口)發出配置請求幀進行配置，DLP節點通過配置響應幀或者配置報告幀向網絡管理實體作出響應，本發明定義控制幀TLV中類型字段值為二進制“00000111”值時表示控制幀為配置請求幀，二進制“00001000”時為配置響應幀，二進制“00001001”時表示控制幀為配置報告幀，配置請求幀包括兩個參數，第一個為原節點地址(長度為8個字節)，第二個為新節點地址碼(長度為8個字節)，配置響應幀的值(Value字段值)包括三個參數第一個為原節點地址(長度為8個字節)，第二個參數為新的節點地址碼(長度為8個字節)，第三個參數長度為1個字節，其中二進制值為“00000000”表示配置成功，二進制值“11111111”表示配置不成功，其他值保留給將來使用，配置報告幀包括二個參數第一個為節點地址(長度為8個字節)，第二個參數長度為8個字節，表示該節點的配置地址。
按照本發明提供的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議提供的網絡控制管理機制包括故障管理機制，故障管理機制用來實現對網絡節點(DLP節點)的故障管理，故障管理功能通過故障管理幀來實現，故障管理幀包括三個故障查詢請求幀(Fault_Inquiry_Request frame)、故障查詢響應幀(Fault_Inquiry_Response frame)和故障報告幀(Fault_Report frame)，本發明定義控制幀TLV中類型字段值為二進制值“00001010”時表示控制幀為故障查詢請求幀，二進制值“00001011”時為故障查詢響應幀，二進制值“00001100”時表示控制幀為故障報告幀，故障查詢請求幀包括1個參數，該參數為節點地址(長度為8個字節)，故障查詢響應幀的值(Value字段值)包括二個參數第一個為節點地址(長度為8個字節)，第二個參數長度為1個字節用來表示故障類型，其中二進制值為“00000000”表示故障為物理信號失效(PSF)，二進制值“11111111”表示故障為物理信號退化(PSD)，二進制值為“00001111”表示節點正常無故障，其他值保留給將來使用，故障報告幀的值字段包括二個參數第一個為節點地址(長度為8個字節)，第二個參數長度為1個字節用來表示故障類型，其中二進制值為“00000000”表示故障為物理信號失效(PSF)，二進制值“11111111”表示故障為物理信號退化(PSD)，其他值保留給將來使用。
按照本發明提供的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議提供的網絡控制管理機制包括性能管理機制，性能管理機制用來實現對網絡節點(DLP節點)的性能管理，性能管理機制通過性能管理幀來實現，性能管理幀包括三種幀性能查詢請求幀(Performance_Inquiry_Request frame)、性能查詢響應幀(Performance_Inquiry_Response frame)和性能報告幀(Performance_Report frame)，當控制幀類型字段值為二進制的“00001101”時，表示控制幀為性能查詢請求幀，性能查詢請求幀用來請求查詢某個網絡節點(DLP節點)的某個性能指標，控制幀類型字段值為二進制的“00001110”時，表示控制幀為性能查詢響應幀，性能查詢響應幀用來響應性能查詢請求幀提出的某個節點的某個性能指標，控制幀類型字段值為二進制的“00001111”時，表示控制幀為性能報告幀，性能報告幀用來向網絡管理實體報告某個節點的各項性能指標，性能查詢請求幀的值(Value)字段包括三個參數，第一個參數為要請求查詢性能的節點地址碼，長度為8個字節，第二個參數為用來標識計算性能指標的時間計量單位，長度為4比特，其中二進制的“0001”表示計量單位為秒，二進制的“0010”表示計量單位為分鐘，二進制的“0011”表示計量單位為小時，二進制的“0100”表示計量單位為天，其他字段值保留給將來使用，第三個參數為性能指標類型，長度為4比特，其中二進制的“0001”表示性能指標為幀校驗序列錯誤數，二進制的“0010”表示丟包數，二進制的“0011”表示丟包率，二進制的“0100”表示包的時間延遲(時延)，其他值保留給將來使用，性能查詢響應幀的值(Value)字段包括4個參數，第一個參數長度為8個字節，用來表示對性能查詢請求幀作出響應的節點地址，第二個參數長度為4比特，用來標識計算性能指標的時間計量單位，第三個參數長度為4比特用來標識性能指標類型，第四個參數長度為3個字節，用來表示具體要查詢的性能指標值，性能查詢響應幀的值(Value)字段的第二和第三個參數(時間計量單位和性能指標類型)的用法與性能查詢請求幀的值(Value)字段的第二和第三個參數的用法一樣，性能報告幀的值(Value)字段包括4個參數，第一個參數長度為8個字節，用來表示向網絡管理實體發出性能報告幀的節點地址，第二個參數長度為4比特，用來標識計算性能指標的時間計量單位，第三個參數長度為4比特用來標識性能指標類型，第四個參數長度為3個字節，用來表示具體要報告的性能指標值，性能報告幀的值(Value)字段的第二和第三個參數(時間計量單位和性能指標類型)的用法與性能查詢請求幀的值(Value)字段的第二和第三個參數的用法一樣。
按照本發明提供的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議提供強大的流量管理機制來實現網絡的流量工程，方法是首先對流經過網絡的所有業務進行分類，即對來自上層的各種業務(話音、IP數據、數字電視、以太網MAC幀、TDM電路仿真信號等)進行優先級分類分為高優先級的業務和低優先級的業務，用分級的位于二層的數據鏈路層地址(源地址碼和目的地址碼)表示上層業務地址(目的地址和源地址)同時對業務按照屬于哪個國家或者地理區域、某個國家或者地理區域的哪個地區、某個地區的某個節點，某個節點的某個用戶進行地域分類，用分級的二層地址表示物理鏈路端口二層地址從而對物理資源進行地域分類，同時分配不同的物理帶寬鏈路用于傳送不同類型的業務，把流經整個網絡的各種業務按照不同的優先級類型以及地域類別映射到實際的物理鏈路上，通過流量管理幀實現對整個網絡的流量以及物理帶寬資源進行統一調度管理和監控，具體如下首先對來自數據鏈路層——DLP層以上層次的所有業務進行分類，分為高優先級的業務和低優先級的業務，高優先級的業務包括網絡管理控制信息(控制幀)、流量管理信息(流量管理幀)、各種實時話音業務(包括固定或者移動話音或者可視電話)、各種實時視頻(數字電視)、基于IP(IPv4/IPv6)的實時業務、PDH和SDH/SONET電路仿真信號，低優先級的業務為一般的IP數據業務，具體的各種業務類型用所述的新型數據鏈路層協議幀中的業務類型字段值來標識，在DLP幀中定義了一個分級的目的地址碼和源地址碼，目的地址碼和源地址碼采用相同的結構，都由國家碼、國內地區碼、節點代碼和用戶代碼四部分組成，分別用來標識業務屬于哪個國家或者地理區域、某個國家或者地理區域內的哪個地區，某個地區內的哪個節點，哪個節點內的哪個用戶，對于IP業務，目的地址碼和源地址碼分別表示IP包報頭中的目的IP地址和源IP地址的轉發等價類，對于話音業務目的地址碼和源地址碼分別表示通話雙方的電話號碼，對于數字電視(數字視頻)業務目的地址碼和源地址碼分別表示數字電視信號發送端和接收端的地址，對于以太網MAC幀、采用時分復用(TDM)技術的電路如PDH、SDH/SONET的電路仿真信號等業務目的地址碼和源地址碼分別表示信號發送端和接收端的地址，這樣通過數據鏈路層地址對來自上層的各種業務(話音、數據、視頻、以太網以及TDM電路仿真信號)進行了地域的分類，把各種業務按照不同的國家或者地理區域、特定國家或者地理區域內的某個地區、地區內的某個節點、某個節點的某個用戶進行分類，同時對整個物理傳送網絡的每個節點端口(包括波分復用系統的每個光波)標識一個二層的數據鏈路層地址(所述的新型數據鏈路層協議幀的源地址碼)，并規定不同的鏈路用于傳送不同類型以及通往不同地區的業務，這樣對整個物理傳送網絡的帶寬資源進行分類，某些帶寬用于傳送重要的實時業務如話音和實時視頻，某些用于傳送一般的IP數據業務，某些帶寬鏈路用于傳送國際業務，某些帶寬鏈路用于傳送跨省的業務，某些帶寬鏈路用于傳送本地業務，并且如果網絡出現故障允許傳送IP數據的鏈路被高優先級的業務搶占，通過本發明定義的流量管理幀對整個網絡的流量以及網絡帶寬資源進行監控處理，網絡管理系統包括一個流量工程數據庫，該數據庫記錄了整個網絡的鏈路資源分布情況，流過網絡的業務類型、總包數、總流量、物理鏈路速率、允許最大傳送速率等參數，本發明定義當所述的新型數據鏈路層協議幀(DLP幀)報頭中業務類型字段值設置為二進制值“10000010”時，表示DLP幀封裝的是流量管理信息，相應的數據鏈路層協議幀為流量管理幀，流量管理幀的流量管理信息采用類型—長度—值(英文為Type-Length-Value，TLV)結構，其中，類型字段長度為8比特，用來指示流量管理幀的類型，長度字段長度為8比特，用來以字節形式指示值(Value)字段的長度，值(Value)字段包含具體的流量管理幀內容，網絡管理幀類型字段的用法如表9所示，其中流量管理幀TLV中類型字段值為二進制的“00000001”時表示流量管理幀凈荷攜帶的是鏈路業務流量屬性信息，其值(Value)字段內容包括四個參數，第一個參數為節點地址，長度為8字節，第二個參數為業務類型，用來表示經過某節點流量包(分組)所屬的業務類型，長度為1字節，不同類型的業務的業務類型值由表5確定，第三個參數長度為1個字節用來標識流過某節點鏈路流量的計量參數類型，其中二進制值為“00000001”表示流量計量參數類型為峰值速率(單位為比特每秒)，二進制值為“00000010”表示流量計量參數類型為平均速率(單位為比特每秒)，二進制值為“00000011”表示流量計量參數類型為最大包(分組)數(單位為包每秒)，二進制值為“00000100”表示流量計量參數類型為平均包(分組)數(單位為包每秒)，二進制值為“00000101”表示流量計量參數類型為峰值突發長度(單位為字節)，二進制值為“00000110”表示流量計量參數類型為協定突發長度(單位為字節)，二進制值為“00000111”表示流量計量參數類型為超額突發長度(單位為字節)，其他值保留給將來使用，第四個參數長度為4字節用來標識具體各種流量的值，流量管理幀TLV中類型字段值為二進制“00000100～00100111”時表示各種物理鏈路的資源屬性，各種具體鏈路的類型值如表9所示，各種物理鏈路的資源屬性值包括有四個參數，第一個參數為節點地址，長度為8字節，第二個參數為業務類型，用來表示經過某節點流量包(分組)所屬的業務類型，長度為1字節，不同類型的業務的業務類型值由表5確定，第三個參數長度為1個字節用來標識流過某節點鏈路流量的計量參數類型，其中二進制值為“00000001”表示流量計量參數類型為峰值速率(單位為比特每秒)，二進制值為“00000010”表示流量計量參數類型為平均速率(單位為比特每秒)，二進制值為“00000011”表示流量計量參數類型為最大包(分組)數(單位為包每秒)，二進制值為“00000100”表示流量計量參數類型為平均包(分組)數(單位為包每秒)，二進制值為“00000101”表示流量計量參數類型為峰值突發長度(單位為字節)，二進制值為“00000110”表示流量計量參數類型為協定突發長度(單位為字節)，二進制值為“00000111”表示流量計量參數類型為超額突發長度(單位為字節)，其他值保留給將來使用，第四個參數長度為4字節用來標識具體各種流量的值，所述的新型數據鏈路層協議的流量管理幀的幀序列號值用來標識流量管理幀發送的先后順序，實現標識所述的新型數據鏈路層協議的流量控制管理信息發送先后順序的功能，所述的新型數據鏈路層協議的流量管理幀的凈荷信息字段可以包括多個流量管理TLV信息，為了方便本發明芯片的實現(如現在的芯片普遍采用32位，這樣要求流量管理幀總長度為32比特的整數倍)，要求整個流量管理幀的長度為32比特的整數倍，如果原來所述的新型數據鏈路層協議的流量管理幀長度不是32比特的整數倍，則在流量管理TLV后用全為0的字節進行填充處理，填充的長度用所述的新型數據鏈路層協議的流量管理幀的填充長度字段以字節形式標識。
表9.流量管理幀類型字段的用法

相對于已有的IP與SDH/SONET融合的適配方法，本發明具有以下創新(1)處理簡單、高效。現有的三種IP與SDH的適配方法的都屬于點到點連接決方案，在這種網絡中，每個節點都需經過一系列的從第一層到第三層、再從第三層到第一層的一系列復雜處理過程，首先從位于物理層的SDH/SONET幀中提取HDLC幀、或者LAPS幀或者GFP幀，然后再從HDLC幀提取PPP幀，從PPP幀提取IP包，或者從LAPS幀或者從GFP幀提取IP包，然后利用路由協議依據IP包報頭中的目的IP地址對每個IP包進行轉發處理，處理完后再依據不同的路由把IP包轉發到不同鏈路上，依據路由協議確定把IP把包轉發到某條鏈路后再把IP包分別封裝到PPP然后封裝到HDLC幀或者把IP包封裝到LAPS或者把IP包封裝到GFP幀中，再把相應的HDLC幀或者LAPS幀或者GFP幀封裝到SDH幀凈荷域中，這種處理顯然很復雜，而且低效。與此相反，采用本發明，可以大大簡化處理，在用DLP實現IP與SDH適配融合的網絡中，只需在網絡的邊緣接入點，依據IP包的IP地址(通常是目的IP地址)屬于哪個國家、哪個地區、哪個節點進行分類，形成一個轉發等價類，然后把IP包的轉發等價類映射到DLP幀的目的地址碼字段中，IP轉發等價類的分類原則是分為四級，分別為國家碼、國內地區碼、節點代碼和用戶代碼。這樣只需在接入點一次處理，隨后IP包在整個用DLP實現的IP與SDH適配融合的網絡中只需依據DLP幀報頭中的目的地址碼即可實現IP包的轉發，而且處理時依據國家碼、國內地區碼、節點代碼和用戶代碼的順序處理，只要發現一項與該網絡節點對應的地址碼不符，停止處理，直接轉發，這樣極大的簡化了網絡的處理計算量。
(2)提供快速保護倒換功能，尤其是提供50毫秒保護倒換功能。雖然SDH網絡提供了網絡保護倒換功能，但由于IP網絡采用的是路由協議對IP包進行轉發處理，這樣即使SDH網絡提供了強大的網絡保護功能，但采用這種適配方法的IP網絡還必須重新計算路由，這一方面可能導致丟包，另一方面是如果用IP承載重要的業務如實時業務，由于IP網絡的倒換時間實際在幾秒鐘內，因此難以滿足實時業務的要求。采用本發明可以實現IP網絡的快速保護倒換如50毫秒保護倒換，由于本發明一方面在2層提供了拓撲發現和50毫秒保護倒換功能，另外一方面本發明中的IP包的轉發是依據轉發等價類實現的高速分類轉發，無需對每個IP包進行處理，因而采用本發明可以為IP網絡提供電信級的網絡保護倒換能力。
(3)提供流量管理功能，特別是提供流量工程能力。由于IP網絡采用的是兩大類路由協議即內部網關協議和外部網關協議來實現IP包的路由選擇，這種方式沒有流量工程能力，可能導致即使兩個節點間有多條連接鏈路，但IP網絡可能把IP包全部通過一條鏈路來傳送，導致這條鏈路產生擁塞，從而導致丟包，而此時另外的鏈路卻處于空閑狀態。本發明提供了流量工程能力，IP包的轉發是依據DLP幀中的目的地址碼也就是IP轉發等價類實現轉發的，本發明的DLP幀有一種管理幀就是專門用于流量管理的幀，它可以提供強大的流量工程能力，不會出現上述情況的發生。
(4)對業務進行分級，有服務質量保證。由于上述的適配方法對數據業務沒有進行任何業務分類，誰都是一樣，都具有相同的優先級，導致這種IP網絡沒有服務質量保證。本發明對網絡的業務進行了科學的分類，一類為重要的有服務質量要求的實時業務，一類為盡力而為的業務，處理時優先處理實時業務，而且這種處理的流量也需依靠流量工程進行監控，因而保證了網絡的服務質量。
(5)可實現全光波長交換或者虛容器級或者同步傳遞模式顆粒級的電路交換。由于現有的適配方法采用的是點到點連接處理，而且必須對每個數據包進行處理，如果網絡是全光網絡，那么必須進行一系列的光—電—光轉換處理，不能實現全光交換，特別是對于采用SDH幀結構的密集波分復用系統。本發明針對IP包進行了分類，利用轉發等價類對IP包進行轉發處理，對于采用SDH幀結構的密集波分復用系統可以指定每個波長來傳送某一類業務(即IP包)這樣無需進行復雜的光—電—光處理，不同的光波可以指定為不同的目的地址碼或者源地址碼，這與因特網中給每個系統網絡接口指定一個IP地址類似，這樣可以直接實現全光交換，此外由于對IP包依據所屬的國家、地區、網絡節點以及用戶四級結構進行分類，這樣可以根據網絡的流量安排SDH/SONET的各類不同的虛容器以及各種同步傳遞模式承載不同類型的業務(數據包)從而根據流量工程實現基于虛容器以及同步傳遞模式顆粒的直接實現電路交換。
(6)提高了網絡的鍵壯性，減少丟包率。對于第一種即采用PPP+HDLC以及采LAPS的適配方式，由于HDLC幀以及LAPS幀采用的是特定字節(0X7E)實現幀定界，需要對IP包進行透明處理，這種方式有兩個缺陷，一是網絡安全問題，那些懷有惡意的人如果把凈荷信息全部設置為特定的那兩個字節(0X7D、0X7E)，就可導致網絡的流量增加一倍，如果采用聯合攻擊，可能導致網絡擁塞；此外，由于這兩種適配方式都沒有糾錯功能，這樣如果幀定界字節出現錯誤(出現錯誤的理論概率為1/28＝1/256＝0.00390625，即約為千分之3.9)，就可能導致丟包。本發明采用了BCH(31，16)碼來實現DLP幀的定界，采用的是幀長度字段和幀長度校驗字段的匹配關系實現幀定界的，實際使用是幀長度值是變化的，無需進行透明處理，而且在上層沒有數據發送的時候，幀間隙的填充用的是專門的空閑幀，這樣避免了PPP+HDLC或者LAPS適配方法可能帶來的安全隱患。此外，BCH(31，16)碼提供了強大的糾錯能力，最多可以糾3個隨機錯誤，本發明推薦進行2個隨機錯誤的糾錯處理，同樣在無糾錯處理的情況下，PPP+HDLC以及采LAPS的適配方式的幀定界出現錯誤的理論概率為1/28＝1/256＝0.00390625，即約為千分之3.9，而采用本發明的出錯理論概率為1/230＝1/1073741824＝0.000000000931，約為百億分之9.3，這樣極大的減少了由于幀定界錯誤可能帶來的丟包。
(7)提高網絡的安全性能。采用上述三種適配方法的IP網絡沒有任何安全可言，眾所周知，現在的IP網絡沒有任何安全性，IP數據包可以被截取、替換，由于上述適配方法僅僅是把IP包映射到SDH凈荷域中，這些適配方法對提高IP網絡的安全沒有任何幫助。本發明從三個方面為IP網絡提供了強大的安全功能一是利用轉發等價類代替IP地址實現IP包的轉發，處理時只是在邊緣接入點利用IP地址對其進行分類處理，這樣屏蔽了真實的IP地址；二是提供了一種加密機制，可以對包括IP地址在內的整個IP包進行加密處理；三是提供了一種數據認證機制，可以對原始的IP包進行認證處理，生成一個摘要(相當于一個指紋)隨同發送，通過識別IP包的指紋信息可以判斷IP包是否被人修改。此外加密算法和認證算法可以是靈活選擇的，由用戶的實際需要來確定，既可以是標準的算法，也可以是專用算法如軍方、金融機構的專用算法，這樣可以達到用戶理想的安全性能。
(8)實現IPv4和IPv6網絡的互聯。上述三種IP與SDH的適配方法可以用于IPv4和IPv6，即可以實現IPv4與SDH的適配以及IPv6與SDH的適配，但由于IPv4和IPv6是不兼容的，而且由于上述三種適配方式都需要在網絡層對每個IP包進行處理，采用上述的三種適配方法，使得IPv4和IPv6網絡不能兼容。由于本發明采用的是轉發等價類代替IP地址對IP包的轉發，在網絡中間環節只需依據DLP目的地址碼實現IP包的轉發，對IPv4地址和IPv6地址都是針對不同的地址進行分類處理，因此可以實現IPv4與IPv6網絡的兼容。
(9)可以實現話音、數據和視頻網絡的三網融合。采用上述適配方法的網絡中，傳統的話音業務與IP網業務是分開的，而現在普遍認為未來的統一公用網將采用分組交換技術，這些適配方法對于如何實現話音業務分組化，使分組化話音業務與IP網絡的融合等方面沒有任何幫助，采用本發明可以實現分組話音網絡與IP網絡的融合，方法是DLP幀的目的地址碼或者源地址碼對于IP業務DLP幀的目的地址碼或者源地址碼分別表示IP包的目的IP地址和源IP地址的轉發等價類，對于話音業務，該代碼就是呼叫雙方的電話號碼，通過把話音信號數字化、周期性的輸出一定長度的話音信號到DLP幀中從而實現話音業務的分組化，DLP幀的目的地址碼和源地址碼對于話音業務中的主被叫號碼(對于主叫方，DLP幀中目的地址碼對應被叫電話號碼，源地址碼對應主叫電話號碼，對于被叫方的數據包，情況剛好反過來)，這樣一方面實現了IP網絡與話音網絡的融合，而且這種融合不是把話音網絡疊加在IP網絡之上，這種融合發揮了兩個網絡的長處，同時拋棄了兩個網絡的一些缺點。


下面結合附圖和實例進一步說明本發明的特點。
圖1為本發明所采用服務模型(構想示意圖)圖2為本發明用于同步傳遞模式傳遞因特網數據包的協議棧結構示意3為本發明用于子類同步傳遞模式傳遞因特網數據包的協議棧結構示意4為本發明組網的協議棧配置舉例示意5為本發明采用的用于傳送IP包的DLP數據幀結構圖6為本發明采用的DLP控制幀結構圖7為本發明采用的DLP流量管理幀結構圖8為本發明所采用的DLP幀的幀定界方式所采用的有限狀態機9為本發明采用的目的地址碼以及源地址碼結構圖10為本發明采用的DLP空幀結構圖11為本發明所提出的用(X43+1)多項式擾碼和解擾碼的示意12為本發明的IP包傳送網絡13所示為本發明的流量工程示意14為本發明在全國IP over SDH核心層組網應用構想15所示為在SDH環上實施本發明的示例本發明定義的所有DLP幀框圖中信息傳輸的順序均為先從左到右，然后從上到下，每個字節中首先傳送最高有效位，所有框圖中最左邊的比特為最高有效位(MSB)，最右邊的比特為最低有效位(LSB)，所有框圖中保留字段值為0。
圖1所示為本發明所采用服務模型(構想示意圖)，在這種框架中，物理層為同步數字體系或者同步光網絡，主要包括各類高階和低階虛容器，數據鏈路層為數據鏈路規程(英文縮寫為DLP)，網絡層為IP(包括因特網協議的第四版IPv4和因特網協議的第6版IPv6)，本發明沒有對現有的物理層技術、網絡層及其以上層的技術做任何修改。數據鏈路層(DLP)對網絡層提供的服務通過四個原語數據鏈路—數據—請求(英文為DL_DATA.request)、數據鏈路—數據—指示(英文為DL_DATA.indication)、數據鏈路—控制—請求(英文為DL_CONTROL.request)、數據鏈路—控制—指示(英文為DL_CONTROL.indication)來實現，其中數據鏈路—數據原語為網絡層提供數據傳送服務而數據鏈路—控制原語提供網絡控制服務，在發送端，如果網絡層有IP包需要發送，則調用DL_DATA.request原語，該原語包括一系列的參數，由該原語的參數確定DLP幀有關字段的值，在接收端，當有數據包(IP包)需要傳送到網絡層時，調用DL_DATA.indication原語，利用該原語的參數解析出DLP幀各字段值，如果網絡層需要數據鏈路層提供控制服務，調用DL_CONTROL.request和DL_CONTROL.indication原語，數據鏈路層與物理層間的通信通過原語物理鏈路一數據請求(PL_DATA.request)和物理鏈路—指示(PL_DATA.indication)來實現。
圖2所示為本發明用于同步傳遞模式傳遞因特網數據包的協議棧結構示意圖，其中在DLP以下，有兩種放入虛容器的方法，一種是把DLP幀放入低階虛容器，再把低階虛容器以字節間插的方式按SDH的復用結構復用進高階虛容器，再按照復用段，再生段和光電傳輸段的順序進行傳送，在接收端則按相反的順序提取出DLP幀另一種是把DLP幀直接映射進高階虛容器的同步凈荷包封(英文縮寫SPE)，再按照復用段，再生段和光電傳輸段的順序進行傳送，在接收端則按相反的順序提取出DLP幀。
圖3是本發明用于子類同步傳遞模式傳送因特網數據包的協議棧結構示意圖，在這種方式中只把DLP幀放入低階虛容器(VC-11，VC-12，VC-2)再把低階虛容器以字節間插的方式按SDH的子類復用結構復用進子類復用段，經過再生段和光電傳輸段的順序進行傳送，在接收端則按相反的順序提取出DLP幀。
圖4為本發明組網的協議棧配置舉例示意圖，分為兩種情況，在圖4(a)所示的情況，它表示不支持DLP協議的局域網接入IP over SDH網的進端和出端網關的各節點的協議棧配置，其中LLC表示邏輯鏈路控制子層，MAC表示介質訪問控制子層，SDH表示同步數字體系，LAN表示局域網，IPv4表示因特網協議第四版，IPv6表示因特網協議第六版，TCP表示傳輸控制協議，UDP表示用戶數據報協議，IP表示因特網協議(一般稱呼)，“IP over SDH”表示因特網協議與同步數字體系的融合，在網關處，同時配有SDH和MAC兩類物理接口，而網絡層仍然是IPv4/IPv6不變，但在隨后整個網絡中無需對每個IP包進行處理，而且此時對SDH鏈路已經分類，如雖然整個STM-64都是傳送IP包，但是某個子信道已經分類，STM-64由4個STM-16組成，這4個STM-16可以分配為第一個STM-16用于傳送到國內甲地區的IP包，第二個STM-16用于傳送到國內乙地區，第三個STM-16用于傳送到國內丙地區的IP包、第4個STM-16用于傳送到國外如歐洲的業務；對于圖4(b)所示的情況如果局域網支持DLP協議，在網絡層(IP層)或者LLC與MAC子層間插入一層DIP協議，在局域網出口網關上即可對輸出的IP包進行分類，只需在局域網與IP over SDH/SONET網絡的連接網關處配置一層DLP協議，直接把DLP幀封裝到SDH/SONET幀中，在隨后的IP over SDH/SONET網絡無需每個節點對IP包進行處理。
圖5所示為本發明采用的用來傳送IP包的DLP幀數據結構，DLP數據幀由幀長度(FL)、幀長度校驗(FLC)、R字段(1比特的保留字段)、業務類型字段、拓撲字段、安全字段、目的地址碼、源地址碼、擴展報頭、填充長度字段、幀序列號字段、安全參數索引、凈荷字段、填充數據字段、認證數據字段和幀校驗序列等字段組成，其中安全參數索引、填充數據字段和認證數據字段是可選項，由采用的認證、加密算法確定，所有框圖中信息傳輸的順序均為先從左到右，然后從上到下，每個字節中首先傳送最高有效位(MSB)，所有插圖框圖中的最左邊的比特為最高有效位，最右邊的一位為最低有效位(LSB)，所有框圖中的保留字段值為0。
圖6為本發明采用的DLP控制幀結構，DLP控制幀由幀長度、幀長度校驗、R字段(1比特保留字段，設置為0)、業務類型、拓撲字段、安全字段、目的地址碼、源地址碼、擴展報頭、填充長度字段、幀序列號、凈荷信息字段以及幀校驗序列字段等字段組成，其中幀長度、幀長度校驗、R字段(1比特保留字段)、業務類型、拓撲字段、安全字段、目的地址碼、源地址碼、幀序列號等字段長度與DLP數據幀一樣，擴展報頭字段值為0(二進制值為00000000)，業務類型字段值為二進制“10000001”表示DLP凈荷字段封裝的是控制信息，控制信息采用類型—長度—值(TLV)結構。
圖7為本發明采用的DLP流量管理幀結構，DLP流量管理幀由幀長度、幀長度校驗、R字段(1比特保留字段，設置為0)、業務類型、拓撲字段、安全字段、目的地址碼、源地址碼、擴展報頭、填充長度、幀序列號、凈荷信息字段以及幀校驗序列字段等字段組成，其中幀長度、幀長度校驗、R字段(保留字段)、業務類型、拓撲字段、安全字段、目的地址碼、源地址碼、幀序列號等字段長度與DLP數據幀一樣，擴展報頭字段值為0(二進制值為00000000)，業務類型字段值為二進制“10000010”表示DLP凈荷為流量管理信息，流量管理信息采用類型—長度—值(TLV)結構。
圖8為發明所采用的DLP幀的幀定界算法所采用的有限狀態圖，本發明定義的DLP幀采用類似ITU-TI.432.1.1建議中定義的ATM中所采用的基于報頭錯誤校驗(英文縮寫為HEC)的幀定界描述方法，利用接收到的最初的31比特即FL和FLC字段比特構成BCH(31，16)碼的編碼關系實現DLP幀的幀定界，DLP幀定界描述算法由有限狀態機圖確定，有限狀態機工作流程圖如下(1)在搜索態，DLP處理對接收到的31比特進行逐比特搜索尋找正確格式的FL和FLC關系，在這種狀態下，BCH碼不具有對FL字段和FLC字段的單比特錯誤或者2比特錯誤糾錯功能，一旦在接收到的31比特中找到正確的候選FL和FLC匹配關系值，即可假定確定了一個正確的DLP幀，接收處理進入預同步(英文為PRESYNC)狀態，(2)在PRESYNC態，DLP處理通過逐幀搜索處理來實現DLP幀定界，依據上一步逐比特搜索找到的FL和FLC正確匹配值，即可假定搜索到一個正確的DLP幀，然后依據該幀各字段關系可以確定下一幀的FL和FLC字段值，并依據他們的關系確定他們是否匹配，然后再下一幀，一旦連續確定DELTA(DELTA為一個參數，它是一個大于0的正整數)個正確的DLP幀，DLP接收處理進入同步態，反之，如果隨后一幀的FL和FLC字段值不匹配，進入搜索態，此時，BCH碼不具有對FL字段和FLC字段的單比特錯誤或者2比特錯誤糾錯功能。從搜索態進入同步態需要連續搜索到DELTA+1個正確的DLP幀，(3)在同步態，DLP處理通過一個幀的FL和FLC字段關系可以確定下一個DLP幀的開始，然后可以實現一幀一幀的解析，在這種狀態下FLC具有單比特錯誤或者2比特錯誤糾錯功能，如果發生多個比特(超過2比特錯誤)錯誤，則幀定界失效，成幀處理進入搜索態，并給客戶適配處理發出客戶服務器信號失效(英文縮寫為SSF)指示，(4)空DLP幀參與幀定界處理，并隨后丟棄空幀，DLP幀定界處理的鍵壯性與DELTA值有關，本發明建議DELTA值為1。
圖9為本發明采用的目的地址碼和源地址碼結構，目的地址碼和源地址碼分別用來表示IP包報頭中目的IP地址和源IP地址的轉發等價類，源地址碼的編碼結構與目的地址碼相同，目的地址碼(英文縮寫為DAC)的長度為64比特(8個八位位組)，用來標識采用DLP的網絡中DLP幀的目的轉發地址，DAC字段由以下4個部分組成國家碼字段、國內地區碼、節點代碼、用戶代碼。其中國家碼字段長度為16比特(2個八位位組)，該碼為IP包的第一級轉發標簽，本發明定義該字段值可以是現有電話號碼系統中的國際長途區號也可以是另外指定的值，國內地區碼字段長度為16比特，該碼為IP包的第二級轉發標簽，對于本發明的該字段值可以是現有電話號碼系統中的國內長途區號也可以是另外指定的值，節點代碼字段為16比特，標識某個網絡節點的業務代碼，該碼為IP包的第三級轉發標簽，具體值由網絡運營商或者網絡服務供應商指定；用戶代碼字段長度為l6比特，指示某個用戶的業務代碼，該碼為IP包的第四級轉發標簽，具體的UC值由網絡運營商或者網絡服務供應商指定。
圖10為本發明采用的DLP空幀結構，發送空幀的目的是為了調節兩節點間的速率，它從一個節點發送到其相連的最鄰近節點，鄰居節點接收到空幀后不把它轉發到任何其他地方，直接把它丟棄，DLP空幀由幀長度字段(16比特)、幀長度校驗字段(15比特)，一個長度為1比特的保留字段(R字段，設置為0)，只包括節點代碼和用戶代碼字段長度為4個字節的源地址碼組成。
圖11所示為本發明所提出的用(X43+1)多項式擾碼和解擾碼的示意圖，圖中D1到D43表示寄存器的第1到43位，虛框圍起來的部分表示一個43比特移位寄存器，園圈部分表示一個異或邏輯電路，按照圖中的邏輯關系，在發送端，把DLP幀從“擾碼前的數據流輸入”到“擾碼后的數據流輸出”即可完成擾碼功能；在接收端，從“擾碼數據流輸入”到“解擾碼后的數據流輸出”即可完成解擾碼功能；也可以從D1到D43移位的移位寄存器，但相應的邏輯關系也應作調整。
圖12為本發明的IP包傳送網絡圖，圖中深色園點表示邊緣節點，白色圓圈表示核心節點，網絡邊緣節點接入用戶后，依據IP包報頭中的目的IP地址和源IP地址按照IP地址所屬的國家、哪個地區、哪個節點進行分類處理，并把分類后的轉發等價類值填充到目的地址碼和源地址碼字段，同時把整個IP包映射到DLP幀的凈荷字段中，隨后，整個網絡只需利用DLP幀報頭中的目的地址碼實現IP包(封裝在DLP幀中)的轉發；轉發處理時，首先依序查找DLP幀目的地址碼中的國家碼，國內地區碼，節點代碼，用戶代碼，本發明采用最長匹配原則對DLP幀進行轉發處理，一旦發現DLP幀的目的地址碼某一字段值與本地節點對應字段值不同，則停止搜索，直接轉發該數據包。
圖13所示為本發明的流量工程示意圖，圖中廣州到北京存在多條傳送路徑，在通常的情況下，廣州到北京的流量是經過廣州—武漢—北京的路徑，如圖中實線箭頭線所示，但如果廣州—武漢—北京線路出現擁塞，而廣州—上海—北京的線路空閑，此時可以把業務流量轉移到廣州—上海—北京線路上，如圖中的虛線箭頭線所示。
具體實施例方式
本發明所提出的設想主要用于用戶端綜合接入設備(可接入話音、數據、視頻業務中的任何一種或者幾種業務的接入設備)、各種路由器(包括接入交換路由器、邊緣接入交換路由器或者匯聚交換路由器、核心或者高端交換路由器)、基于包交換的高/中/低端以太網交換機、多業務傳送平臺以及與因特網有關的任何互聯互通設備，從網絡拓撲結構上可以用于從接入到匯聚到核心網絡。圖14為本發明在全國IP overSDH核心層組網應用構想圖，圖中黑色圓圈表示邊緣節點(匯聚節點)，白色圓圈表示核心節點，實線表示整個SDH鏈路(SDH接口的最大速率)，虛線表示SDH接口的子鏈路，在全國性的SDH骨干網或者省網絡的骨干網節點上接入核心路由器，在邊緣(匯聚)節點上接入邊緣路由器(匯聚路由器或者交換機)，在邊緣節點接入IP后，按照IP包屬于哪個國家、某個國家的某個地區、某個地區的某個節點、某個節點的某個用戶進行分類，并把按照上述分類方法分類后的轉發等價類作為DLP幀的目的地址碼，IP包隨后在整個網絡中的轉發處理只需按照DLP幀報頭中的目的地址處理即可，而且按照流量工程的原則，可以對網絡中SDH各子群速率或者是WDM的波長進行分類，相當于給各子群速率或者是WDM的波長指定一個二層地址，這樣把不同類別的IP包映射到不同的子群或者波長上，直接實現子群或者光波長的交換，無需對每個IP包進行處理。圖15所示為在已有的SDH環上實施本發明的示例，圖中SDH環可以是國家骨干網上的SDH環，也可以是省網或者地區網上的SDH環，這些SDH環上都有各種速率的SDH接口，在這種環上本發明提出的因特網與同步數字體系融合的適配方法可以有三種實施方式，其中之一是用在SDH環上的分插復用設備(圖中ADM表示分插復用設備)上通過在這種設備上實施本發明提出的IP over SDH技術在這種設備上提供以太網接口從而實現與局域網的直接互聯，第二種方式是以太網交換機上實施本發明提出的IP over SDH技術從而在以太網交換機上提供SDH接口實現以太網局域網與ADM設備的直接互聯，第三種方式是在專門的路由器上實施，通過在路由器上實施本發明提出的IP over SDH技術，這種路由器包括了以太網接口和SDH接口，其中以太網接口與局域網直接互聯，SDH接口與ADM設備的SDH接口相連接，從而實現了局域網與ADM的互聯。
權利要求
1.一種用于因特網與同步數字體系或者同步光網絡融合的適配方法，其特征在于，通過在位于網絡層的IP與位于物理層的SDH/SONET之間引入一層新型的數據鏈路層協議——數據鏈路規程(英文縮寫為DLP)，一方面利用這一新型的數據鏈路層協議實現因特網與SDH/SONET的融合，解決現有因特網與SDH/SONET融合的網絡存在的不足和缺陷，另一方面利用該協議來實現因特網與其他各種物理層設施的直接適配，以及分組話音業務和分組視頻業務與各種物理層設施的直接適配，從而實現電話網、因特網與電視網絡的三網融合，在數據鏈路層統一整個通信網，使現有的IP網絡平滑過渡到下一代統一電信級公用網，IP業務僅僅為這一新型數據鏈路層協議承載的上層業務的一部分，用這一新型數據鏈路層協議作為實現因特網協議(英文縮寫為IP)與同步數字體系(SDH)或者同步光網絡(SONET)的融合與適配的數據鏈路層協議，數據鏈路層與網絡層間的通信以及物理層(SDH/SONET)與數據鏈路層間的通信都通過原語來實現，利用這一新型數據鏈路層協議定義的分級的、兼容現有電話號碼體系的目的地址碼和源地址碼來表示IP包的目的IP地址和源IP地址的轉發等價類，利用IP包的轉發等價類作為二層數據鏈路層地址即作為所述的新型數據鏈路層協議的目的地址碼和源地址碼代替三層IP地址實現IP包的二層轉發交換，利用這一新型數據鏈路層協議提供的安全機制來保證IP(IPv4和IPv6)包在網絡傳送過程中的安全，用所述的新型數據鏈路層協議中定義的數據幀來傳送來自上層的各種業務數據，定義的控制幀來實現網絡的包括拓撲發現、2層保護倒換、故障管理、配置管理和性能管理等在內的網絡控制管理，定義的流量管理幀來實現網絡的流量工程管理。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過定義一個新型的數據鏈路層協議——數據鏈路規程(英文縮寫為DLP)來實現現有電話網、數據通信網和視頻(電視)網絡的三網融合，在數據鏈路層統一整個通信網，使現有電話網、數據通信網絡以及視頻網絡平滑過渡到下一代統一的電信級公用網，IP業務僅僅作為這一新型數據鏈路層協議承載的上層業務的一部分，用這一新型數據鏈路層協議(DLP)實現網絡層的IP與包括SDH/SONET在內的各種物理層設施的直接適配，數據鏈路層為網絡層提供的服務采用不確認式信息傳送服務模式，對發送的數據不作任何確認式操作，數據鏈路層為網絡層提供的服務通過“數據鏈路—數據—請求(英文為DL_DATA.request)”、“數據鏈路—數據—指示(英文為DL_DATA.indication)”、“數據鏈路—控制—請求(英文為DL_CONTROL.request)”、“數據鏈路—控制—指示(英文為DL_CONTROL.indication)”等4個原語來實現，物理層為數據鏈路層(DLP)提供的服務通過兩個原語“物理鏈路—數據—請求(英文為PL_DATA.request)”、“物理鏈路—數據—指示(英文為PL_DATA.indication)”來實現，在發送端，當有IP包需要發送時，調用DL_DATA.request(數據鏈路—數據—請求)原語，該原語包括一系列參數，這些參數用來確定所述的新型數據鏈路層協議幀報頭各字段以及凈荷字段的值，在接收端，當所述的新型數據鏈路層協議客戶實體要接收數據時，所述的新型數據鏈路層協議實體激活DL_DATA.indication原語，該原語指示輸入幀的接收狀態和輸入的所述的新型數據鏈路層協議幀各字段的值，如果網絡層需要所述的新型數據鏈路層協議提供網絡控制功能，調用數據鏈路—控制原語“數據鏈路—控制—請求(DL_CONTROL.request)”和“數據鏈路—控制—指示(DL_CONTROL.indication)”原語，這兩個原語包括一系列的操作碼和參數，通過這兩個原語可提供網絡控制功能，如網絡拓撲發現、2層保護倒換、配置管理、故障管理、性能管理等，在發送端，當有數據需要從數據鏈路層發送到物理實體時，所述的新型數據鏈路層協議實體激活PL_DATA.request原語，在接收端當有數據要從物理實體發送所述的新型數據鏈路層協議實體時，激活PL_DATA.indication原語，各原語的語義如下(1)DL_DATA.request(DestinationAddressCode，SourceAddressCode，DLPServiceData，FrameLength，ServiceType，NetworkTopology，Security，FrameSequenceNumber，SPI)DL_DATA.request原語含有9個參數，各參數的含意分別為DestinationAddressCode表示目的地址碼，該參數依據發送IP包報頭中的目的IP地址確定IP包的轉發等價類，用來生成發送的所述新型數據鏈路層協議幀報頭中的目的地址碼字段值，SourceAddtessCode表示源地址碼，該參數用來依據發送IP包報頭中的源IP地址確定IP包的轉發等價類，用來生成發送的所述新型數據鏈路層協議幀報頭中的源地址碼字段值，DLPServiceData表示要發送的客戶信號即整個IP包(分組)，用來生成發送的所述新型數據鏈路層協議幀中凈荷字段值，FrameLength參數確定要發送的所述新型數據鏈路層協議幀的總長度，ServiceType參數指示所述的新型數據鏈路層協議客戶層發送的業務類型，它用來生成發送的所述新型數據鏈路層協議幀報頭中業務類型字段值，Security參數指示是否對所述的新型數據鏈路層協議客戶信號進行加密、認證處理，所述的新型數據鏈路層協議實體用它來確定發送的所述新型數據鏈路層協議幀報頭中的安全字段值，FrameSequenceNumber參數指示要發送數據鏈路層協議幀的幀序列號(FSN)，所述的新型數據鏈路層協議實體用它來確定發送的所述新型數據鏈路層協議幀報頭中的FSN字段值，NetworkTopology參數指示所述的新型數據鏈路層協議網絡節點的網絡拓撲，所述的新型數據鏈路層協議實體用它來確定發送的所述新型數據鏈路層協議幀報頭中拓撲字段值，SPI(SPI為安全參數索引的英文縮寫)參數是一個可選項，用來確定如果對IP包進行加密、認證處理時在通信兩端建立的安全關聯，用來確定所述的新型數據鏈路層協議幀中的安全參數索引(SPI)字段值，(2)DL_DATA.indication(DestinationAddressCode，SourceAddressCode，DLPServiceData，ServiceType，FrameLength，ReceptionStatus，NetworkTopology，Security，FrameSequenceNumber，SPI)DL_DATDA.indication原語參數的語義如下DestinationAddressCode表示目的地址碼，該參數確定輸入所述的新型數據鏈路層協議幀報頭中的目的地址碼字段值，SourceAddressCode表示源地址碼，該參數確定輸入所述的新型數據鏈路層協議幀報頭中的源地址碼字段值，DLPServiceData確定輸入所述的新型數據鏈路層協議幀凈荷字段值，ReceptionStatus指示輸入幀的接收狀態，如果輸入幀的FCS(幀校驗序列)字段沒有發生錯誤，ReceptionStatus的值為FCS_ERROR_FREE，否則，如果輸入幀發生錯誤，則ReceptionStatus值為FCS_ERROR，ServiceType參數指示輸入所述的新型數據鏈路層協議幀的業務類型字段值，FrameLength參數確定輸入所述的新型數據鏈路層協議幀的總長度，Security參數指示輸入所述的新型數據鏈路層協議幀是否進行了加密、認證處理，它指示輸入所述的新型數據鏈路層協議幀的Security字段值，FrameSequenceNumber參數指示所述的輸入幀的FSN，NetworkTopology參數指示輸入所述的新型數據鏈路層協議幀中拓撲字段值，SPI參數用來指示所述輸入幀的安全參數索引字段值，(3)數據鏈路—控制—請求(DL_CONTROL.request)原語數據鏈路—控制—請求(DL_CONTROL.request)原語的格式為DL_CONTROL.request(操作碼，請求操作數列表)，其中操作碼包括拓撲發現請求(英文為TOPOLOGY_DISCOVERY_REQ)、2層保護倒換請求(英文為L2PS_REQ)、配置請求(英文為CONFIGURATION_REQ)、故障查詢請求(英文為FAULT_INQUIRY_REQ)、性能查詢請求(英文為PERFORMANCE_INQUIRY_REQ)等，各操作碼的具體操作數列表如下拓撲發現請求(TOPOLOGY_DISCOVERY_REQ)操作碼的請求操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、拓撲發現請求幀凈荷數據等5個，2層保護倒換請求(L2PS_REQ)操作碼的請求操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、2層保護倒換請求幀凈荷數據等5個，配置請求(CONFIGURATION_REQ)操作碼的請求操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、配置請求幀凈荷數據等5個，故障查詢請求(FAULT_INQUIRY_REQ)操作碼的請求操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、故障查詢請求幀凈荷數據等5個，性能查詢請求(PERFORMANCE_INQUIRY_REQ)操作碼的請求操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、性能查詢請求幀凈荷數據等5個，各操作數中的目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號等參數的含義與數據鏈路—數據—請求原語對應的參數含義一樣，(4)數據鏈路—控制—指示(DL_CONTROL.indication)數據鏈路—控制—指示(DL_CONTROL.indication)原語的格式為DL_CONTROL.indication(操作碼，指示操作數列表)，其中操作碼包括拓撲發現響應指示(英文為TOPOLOGY_DISCOVERY_RESPONSE_IND)、2層保護倒換響應指示(英文為L2PS_RESPONSE_IND)、配置響應指示(英文為CONFIGURATION_RESPONSE_IND)、故障查詢響應指示(英文為FAULT_INQUIRY_RESPONSE_IND)、性能查詢響應指示(英文為PERFORMANCE_INQUIRYRESPONSE_IND)等，各操作碼的具體操作數列表如下拓撲發現響應指示(TOPOLOGY_DISCOVERYRESPONSE_IND)操作碼的指示操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、拓撲發現響應幀凈荷數據等5個，2層保護倒換響應指示(L2PS_RESPONSE_IND)操作碼的指示操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、2層保護倒換響應幀凈荷數據等5個，配置響應指示(CONFIGURATION_RESPONSE_IND)操作碼的指示操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、配置響應幀凈荷數據等5個，故障查詢響應指示(FAULT_INQUIRY_RESPONSE_IND)操作碼的指示操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、故障查詢響應幀凈荷數據等5個，性能查詢響應指示(PERFORMANCE_INQUIRY_RESPONSE_IND)操作碼的指示操作數包括目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號、性能查詢響應幀凈荷數據等5個，各操作數中的目的地址碼、源地址碼、業務類型、幀序列號等參數的含義與數據鏈路—數據—指示原語對應的參數含義一樣，(5)物理鏈路—數據請求(PL_DATA.request)PL_DATA.request(Userdata)，該原語只有一個參數，該參數為用戶數據，英文為Userdata，(6)物理鏈路—數據指示(PL_DATA.indication)PL_DATA.indication(Userdata)，該原語只有一個參數，該參數為用戶數據，英文為Userdata。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，用所述的新型數據鏈路層協議(DLP)實現因特網與同步數字體系或者同步光網絡融合的適配，物理層為現有的以及將來可能開發的全部速率范圍的SDH/SONET物理接口，支持從低階虛容器到高階虛容器(包括級聯)的全部速率范圍，可以實現基于各類虛容器、各類同步傳遞模式的顆粒的電路的直接交換以及光網絡的直接光波長的直接交換，其中各類虛容器及其帶寬、凈荷參數如表1所示表1.SDH的各類虛容器及其帶寬、凈荷參數
各類同步傳遞模式的接口速率如表2所示表2.SDH各類同步傳遞模式的接口速率
當物理層采用同步光網絡(SONET)時，各類虛容器及其帶寬、凈荷參數如表3所示表3.SONET的各類虛容器及其帶寬、凈荷參數
同步光網絡的各類同步傳遞模式的接口速率如表4所示表4.同步光網絡的各類同步傳遞模式的接口速率
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，定義一種新型的數據鏈路層協議——數據鏈路規程(DLP)來實現話音、數據(IP)和視頻的三網融合，所述的新型數據鏈路層協議幀的定界是依靠該協議幀最開始一定長度內的比特信息構成的特定相互關聯關系(構成某種特定編碼關系)來實現的，在所述的新型數據鏈路層協議幀中定義一個幀長度(英文為Frame Length，FL)字段用來以字節形式標識該數據鏈路層協議幀的總長度，定義一個幀長度校驗(英文為Frame Length Check，FLC)字段用來對幀長度字段進行校驗并進行單比特錯誤或者2比特錯誤糾錯處理同時利用這兩個字段比特構成的這種特定校驗編碼關系實現所述的新型數據鏈路層協議幀的幀定界，定義一個業務類型(英文為Service Type，ST)字段用來標識凈荷字段封裝的業務類型，從而實現多業務的封裝，同時規定不同的業務類型具有不同的優先級，定義一個拓撲字段(英文為Networks Topology，NT)來標識網絡節點的拓撲類型，定義一個安全(英文為Security)字段用來標識是否對封裝的凈荷進行加密、認證處理，定義一個分級的目的地址碼(英文為DestinationAddress Code，DAC)和源地址碼(英文為Source Address Code，SAC)來標識封裝業務數據包的二層目的地址和源地址，定義一個擴展報頭(英文為Extension Header，EH)字段來標識是否對凈荷進行擴展處理，定義一個填充長度字段用來以字節形式表示如果需要進行填充處理如對凈荷進行認證、加密處理時填充的長度，定義一個幀序列號(英文為Frame Sequence Number，FSN)字段用來標識數據鏈路層協議幀的發送序列，定義一個安全參數索引(英文為Security Parameter Index，SPI)來標識對數據認證加密處理時通信兩端建立的安全關聯，定義一個凈荷(英文為Payload)字段來封裝來自上層的各種業務，定義一個幀校驗序列(英文為Frame Check Sequence，FCS)字段來對所述的新型數據鏈路層協議幀進行校驗，在所述的新型數據鏈路層協議幀中定義一類數據幀來傳送來自上層的各種業務數據，定義流量管理幀來實現網絡的流量工程管理，定義控制幀來實現網絡的包括拓撲發現、2層保護倒換、故障管理、配置管理和性能管理等在內的網絡控制管理，這三種不同類型的幀由所述的新型數據鏈路層協議幀中的類型字段來標識，具體如下定義幀長度(英文縮寫為FL)字段長度為16比特，定義幀長度校驗字段(英文縮寫為FLC)長度為15比特，使FL和FLC字段比特構成BCH(31，16)碼(BCH為博斯-喬赫里-霍克文黑姆碼的英文縮寫)，DLP幀利用這種關系來實現DLP幀的幀定界并對FL出現的單比特或者2比特錯誤進行糾錯處理，BCH(31，16)碼的生成多項式為G(x)＝x15+x11+x10+x9+x8+x7+x5+x3+x2+x+1，初始化值為0，這里x15對應最高有效位(英文縮寫為MSB)，x0對應最低有效位(英文縮寫為LSB)，DLP幀利用DLP幀前面31比特(FL字段和FLC字段)構成的特定編碼關系來實現DLP幀的定界，DLP幀定界過程依據有限狀態機來實現，有限狀態機包括三個狀態搜索(英文為HUNT)態、預同步(英文為PRESYNC)態、同步(英文為SYNC)態，有限狀態機工作流程圖如下(1)在搜索態，DLP處理對接收到的31比特進行逐比特搜索尋找正確格式的FL和FLC關系，在這種狀態下，BCH碼不具有對FL字段和FLC字段的單比特錯誤或者2比特錯誤糾錯功能，一旦在接收到的31比特中找到正確的候選FL和FLC匹配關系值，即可假定確定了一個正確的DLP幀，接收處理進入預同步(英文為PRESYNC)狀態，(2)在PRESYNC態，DLP處理通過逐幀搜索處理來實現DLP幀定界，依據上一步逐比特搜索找到的FL和FLC正確匹配值，即可假定搜索到一個正確的DLP幀，然后依據該幀各字段關系可以確定下一幀的FL和FLC字段值，并依據他們的關系確定他們是否匹配，然后再下一幀，一旦連續確定DELTA(DELTA為一個參數，它是一個大于0的正整數)個正確的DLP幀，DLP接收處理進入同步態，反之，如果隨后一幀的FL和FLC字段值不匹配，進入搜索態，此時，BCH碼不具有對FL字段和FLC字段的單比特錯誤或者2比特錯誤糾錯功能，從搜索態進入同步態需要連續搜索到DELTA+1個正確的DLP幀，(3)在同步態，DLP處理通過一個幀的FL和FLC字段關系可以確定下一個DLP幀的開始，然后可以實現一幀一幀的解析，在這種狀態下FLC具有單比特錯誤或者2比特錯誤糾錯功能，如果發生多個比特(超過2比特錯誤)錯誤，則幀定界失效，成幀處理進入搜索態，并給客戶適配處理發出客戶服務器信號失效(英文縮寫為SSF)指示，(4)DLP空幀參與幀定界處理，并隨后丟棄空幀，DLP幀定界處理的鍵壯性與DELTA值有關，本發明建議DELTA值為1，在FLC后定義一個長度為1比特的保留字段留作將來使用(一直設置為0)，定義業務類型字段長度為8比特，共計可識別28＝256種業務類型，其中最高有效位為0時表示封裝的是低優先級的普通數據業務(如普通IP數據業務)，最高有效位為1時表示DLP凈荷字段封裝的業務為高優先級的實時業務(如電話、實時視頻業務)，DLP業務處理的優先級從高到低的順序依次為控制幀＞流量管理幀＞實時業務(實時話音、視頻或者其他實時業務)＞數據業務(IP v4/IP v6)，DLP網絡處理隊列首先處理高優先級的業務，業務類型字段的用法如表5所示，表5.業務類型字段的用法
定義拓撲字段長度為4比特，其中二進制值“0001”表示總線結構，二進制值“0010”表示星形結構，二進制值“0011”表示樹形拓撲結構，二進制值“0100”表示環形拓撲結構，二進制值“0101”表示網格(Mesh)拓撲結構，其他值保留給將來使用，對于環形拓撲和網格拓撲，本發明提供50毫秒保護倒換功能，定義安全字段長度為4比特，其中二進制值“0000”表示不對上層業務進行任何加密、認證處理，二進制值為“0001”表示對來自上層的業務數據進行加密處理，二進制值“0010”表示對來自上層的業務數據進行認證處理，二進制值“0100”表示對來自上層的業務數據進行加密和認證處理，其他值保留將來使用，定義目的地址碼長度為64比特，定義源地址碼字段長度為64比特，目的地址碼和源地址碼采用相同的分級結構，都由國家碼(英文為Country Code，CC)、國內地區碼(英文為National Region Code，NRC)、節點代碼(英文為Node Area Code，NAC)和用戶代碼(英文為User Code，UC)4個字段組成，每個字段長度為16比特，其中國家碼表示上層業務的第一級轉發標簽，國內地區碼表示上層業務的第二級轉發標簽，節點代碼表示上層業務的第三級轉發標簽，用戶代碼表示上層業務的第四級轉發標簽，定義擴展報頭字段長度為8比特，其中二進制值為“00000000”表示沒有擴展報頭，其他值保留將來使用，定義填充長度字段長度為8比特，用來以字節形式標識進行填充處理時DLP凈荷字段填充的長度，定義幀序列號字段長度為16比特，用來對發送的DLP幀進行序列標記，該字段值從0開始對發送的DLP幀進行序列標記，直到最大值，如果FSN到達最大值，發送處理器清除寄存器的值，并且從0開始重新計數，以保證DLP幀能夠按照正確順序轉發發送、接收處理，同時FSN也提供抗重放功能，定義安全參數索引字段長度為16比特，該字段是可選的，其值是任意的，與DLP目的地址碼結合使用唯一地標識該DLP幀所述的安全關聯(英文為Security Association，SA)，其中SPI值為0保留給本地、特定實現使用，十進制的1～255由IANA(IANA為Internet Assigned Numbers Authority的英文縮寫)保留給將來使用，其他值由通信雙方依據采用的加密認證算法來確定，定義凈荷字段長度為0～65535字節，用來封裝來自網絡層的整個IP包，定義填充數據(該字段是可選的)字段長度為0～255字節，具體值與采用的加密認證算法有關，其值由加密認證算法確定，定義一個認證數據字段(該字段是可選的)來存放認證處理時生成的認證數據，其值與采用的認證算法有關，其值由具體的認證算法確定(生成)，定義幀校驗序列(Frame Check Sequence，FCS)字段長度為32比特，用來對數據鏈路層協議幀(DLP幀)中部分報頭字段內容以及封裝的凈荷進行校驗，FCS校驗范圍包括從DLP幀中業務類型字段的第一比特開始，一直到DLP幀的結尾，具體包括業務類型字段、拓撲字段、安全字段、目的地址碼、源地址碼、擴展報頭、填充長度字段、幀序列號、安全參數索引(如果有)、凈荷、填充數據(如果有)、認證數據(如果有)等字段比特流進行校驗處理，校驗算法采用IEEE802.3 2002版定義的CRC-32生成多項式為G(x)＝x32+x26+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x1+1，這里，x32對應MSB位，而x0對應LSB位，如果DLP幀發生FCS錯誤，丟棄發生錯誤的DLP幀，如果某些字段值不能識別，或者出現FCS錯誤，則認為是無效的數據鏈路層協議幀，無效幀將被丟棄，不通知發送方，也不產生任何動作，無效幀包括(1)接收幀發生FCS錯誤(FCS不匹配)的DLP幀，(2)接收幀長度少于30字節的幀，(3)業務類型字段不能識別的幀，(4)報頭其他字段不能識別的幀，如果網絡層沒有IP包需要發送，在DLP幀間隙需要進行填充處理，即發送空幀，發送空幀的目的是為了調節兩節點間的速率，空幀從一個節點發送到其相鄰的最近節點，鄰居節點接收到空幀后不把它轉發到任何其他地方，直接把它丟棄，也不通知發送方，在幀間隙發送的填充空幀的內容包括幀長度字段、幀長度校驗字段、長度為1比特的保留字段(一直設置為0)和源地址碼(只包括源地址碼中的節點代碼和用戶代碼字段共計4個字節)，在發送端，把封裝了IP包的DLP幀封裝到SDH中的同步凈荷封裝(SPE)之前必須進行擾碼，在接收端對數據鏈路層協議幀的任何處理之前首先進行解擾碼，解擾碼后才能對DLP幀進行下一步處理，擾碼和解擾碼采用的自同步擾碼/解擾碼器，其生成多項式為G(X)＝X43+1。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議中包括一個目的地址碼(英文為Destination Address Code，DAC)和源地址碼(英文為Source Address Code，SAC)字段，對于IP數據業務(IPv4/IPv6)，所述的數據鏈路層協議中的目的地址碼和源地址碼分別表示IP包的目的IP地址和源IP地址的轉發等價類，用IP包的轉發等價類作為二層的數據鏈路層地址即作為所述的新型數據鏈路層協議幀的目的地址碼和源地址碼代替三層IP地址實現IP包的轉發與交換，對于分組話音業務，所述的新型數據鏈路層協議的目的地址碼和源地址碼分別表示通話雙方的電話號碼或者網絡鑒權中心指定的表示用戶身份的臨時身份證(號碼)，目的地址碼和源地址碼采用相同的分級結構，一個完整的目的地址碼和源地址碼都由國家碼(英文為Country Code，CC)、國內地區碼(英文為National Region Code，NRC)、節點代碼(英文為Node Area Code，NAC)和用戶代碼(英文為User Code，UC)四個部分組成，本發明定義目的地址碼和源地址碼字段長度為64比特(8個八位位組)，其中國家碼字段長度為16比特(2個八位位組)，用來標識某一個國家或者特定地理區域的某種業務代碼，CC為對應IP包的第一級轉發標簽，一個國家或者地理區域可以有一個或者多個業務代碼，如話音業務代碼、視頻業務代碼、IP業務代碼(IPv4業務代碼或者IP v6業務代碼)，相關業務的具體國家碼值由有關的國際標準機構如ITU指定，對于本發明提出的IP業務國家碼可以就是現有電話號碼系統中的國際區號也可以是另外指定的其他值，國內地區碼字段長度為16比特，指示某一國家內某個地區的業務代碼，NRC為IP包的第二級轉發標簽，具體的NRC值由該國的通信最高管理機構分配，對于IP業務，該值可以是目前電話號碼系統中的國內長途區號也可以是另外指定的其他值，節點代碼字段為16比特，標識某個網絡節點的業務代碼，該碼為IP包的第三級轉發標簽，具體值由網絡運營商或者網絡服務供應商指定，用戶代碼字段長度為16比特，指示某個用戶的業務代碼，該碼為IP包的第四級轉發標簽，具體的UC值由網絡運營商或者網絡服務供應商指定，在采用所述的新型數據鏈路層協議(DLP)實現IP over SDH的網絡接入點或者匯聚點按照IP包的目的IP地址屬于哪個國家、該國的哪個地區、哪個節點和哪個用戶的四級結構來確定IP包的轉發等價類，并把該值作為所述的新型數據鏈路層協議(DLP)幀的目的地址碼，隨后IP包在網絡中的轉發由所述的新型數據鏈路層協議(DLP)幀的目的地址碼確定，用二層的目的地址碼替代IP網絡中的三層目的IP地址實現IP數據包的高速轉發，網絡轉發所述的新型數據鏈路層協議幀時，首先查找所述的新型數據鏈路層協議幀中的業務類型字段，通過具體的業務類型確定業務的優先級，然后是查找所述的新型數據鏈路層協議幀中的目的地址碼中的國家碼、其次是國內地區碼、再次是節點代碼、最后是用戶代碼，一旦發現所述的新型數據鏈路層協議幀的某一項代碼與本地節點的不同，網絡節點不再對所述的新型數據鏈路層協議幀中DAC后面字段進行處理，直接轉發到下一個節點，所述的新型數據鏈路層協議幀轉發的原則是采用最長匹配原則，所述的根據目的地址碼決定路由可以是利用IP路由協議如最短路徑優先協議(英文為Open ShortestPath First，OSPF)或者邊界網關協議(英文為Border Gateway Protocol，BGP)產生的動態路由表，也可以是利用所述的新型數據鏈路層協議提供的流量工程來顯式配置路由。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議包括一套安全機制來保證上層業務在網絡傳送過程中的安全，具體方法是(1)利用IP包(IPv4或者IPv6)的轉發等價類代替IP(IPv4或者IPv6)地址實現IP(IPv4或者IPv6)包的轉發和交換從而屏蔽真實的IP(IPv4或者IPv6)地址，(2)對上層業務進行加密和認證處理，如果需要對IP包進行加密認證處理，通過在需要通信的兩端經過一系列的協商，確定采用的加密算法、認證算法、設置或者交換初始化密碼等，協商加密認證算法以及交換初始化密碼等操作可以采用RFC2408定義的因特網安全關聯和密鑰管理協議(英文縮寫為ISAKMP)以及RFC2409定義的因特網密鑰交換協議(英文縮寫為IKE)來實現，然后在通信的兩端建立兩個安全關聯(英文為Security Association，SA)，并且依據目的IP地址、采用的算法等確定一個安全參數索引(英文縮寫為SPI)，把該索引值添加到所述的新型數據鏈路層協議幀報頭中的安全參數索引字段中，SPI用來標識對IP包進行加密、認證處理時的安全關聯，安全參數索引與目的地址碼一道唯一地標識安全關聯所采用的加密認證算法，同時把有關的參數如目的地址碼、采用的加密算法、認證算法、初始化密碼、安全參數索引等添加到安全關聯數據庫內，安全關聯數據庫記錄了與安全有關的各種數據，本發明定義SPI字段長度為32比特，其中十進制值“0”用于節點本地、特定實現使用，十進制值1～255由IANA保留給將來使用，其他值用于標識安全關聯，由于加密、認證算法的不同需要進行一些數據填充處理，填充的數據位于凈荷字段之后，并把填充的長度值添加到填充長度字段值中，認證處理生成的認證數據位于填充數據字段之后，幀校驗字段之前，利用所述的新型數據鏈路層協議(DLP)中的幀序列號字段值提供抗重播功能，進行加密處理時，加密的范圍包括來自網絡層的整個IP包、填充數據等字段內容，進行認證處理時認證的范圍包括填充長度字段、幀序列號字段、安全參數索引字段、凈荷數據(整個IP包)、填充數據等字段內容。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議包括一套完善的網絡控制管理機制來實現IP(IPv4或者IPv6)網絡的包括拓撲發現、2層保護倒換、鏈路狀態指示、故障管理、性能管理、配置管理等在內的控制管理，所述的網絡控制管理通過控制幀來實現，本發明定義當所述的新型數據鏈路層協議幀的業務類型字段的二進制值為“10000001”時表示數據鏈路層協議幀(DLP幀)凈荷字段封裝攜帶的內容為網絡控制管理信息，相應的數據鏈路層協議幀為控制幀，控制幀實現拓撲發現、鏈路狀態指示、故障管理、性能管理、配置管理等網絡控制和管理功能，對于環形和網格拓撲，控制幀還提供一種實現50毫秒保護倒換功能的機制，控制幀采用TLV(Type-Length-Value，類型—長度—值)結構，類型字段長度為8比特，用來標識控制幀的類型，長度字段長度為8比特，用來以字節形式表示TLV結構中值(Value)字段的長度，值字段包含控制幀的有關參數等具體內容，本發明定義控制幀中TLV結構中類型字段的用法如表6所示，其中類型字段值為二進制的“00010001”時表示控制幀攜帶的是OSPF(最短路徑優先協議，英文縮寫為OSPF)路由協議信息，類型字段二進制值為“00010010”表示控制幀攜帶的是BGP(BGP為邊界網關協議的英文縮寫)路由協議信息，類型字段二進制值為“00010011”表示控制幀攜帶的是7號信令系統(英文縮寫為SS7)信息，類型字段二進制值為“00010100”表示控制幀攜帶的是H.323信令信息，類型字段二進制值為“00010101”表示控制幀攜帶的是會話初始化協議(英文縮寫為SIP)信令信息，類型字段二進制值為“00010110”表示控制幀攜帶的是介質網關控制協議(英文縮寫為MGCP)信令信息，類型字段為二進制的“11111111”時表示控制幀為廠商自定義的管理控制幀，廠商自定義的管理功能包括設備制造商為自己制造的有關設備添加的網絡管理控制功能以及運營商自定義的網絡管理控制功能，其管理數據內容由廠商自定義，但需采用TLV結構，所述的新型數據鏈路層協議控制幀的幀序列號值用來標識控制幀發送的先后順序，實現標識所述的新型數據鏈路層協議控制信息發送先后序列的功能，所述的新型數據鏈路層協議控制幀的凈荷信息字段可以包括多個控制TLV信息，為了方便本發明芯片的實現(如現在的芯片普遍采用32位，這樣要求控制幀總長度為32比特的整數倍)，要求整個控制幀的長度為32比特的整數倍，如果原來所述的新型數據鏈路層協議控制幀長度不是32比特的整數倍，則在控制TLV后用全為0的字節進行填充處理，填充的長度用所述的新型數據鏈路層協議控制幀的填充長度字段以字節形式標識。表6.控制幀中類型字段值(二進制值)的用法
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議提供的網絡控制管理機制包括拓撲發現機制，拓撲發現用來找出誰是網絡節點(DLP節點)的鄰居節點以及鄰居節點的狀態，對于環形和網格拓撲網絡節點(DLP節點)可以用它來發現環上有多少個節點正在工作，拓撲發現機制的實現主要是依靠拓撲發現請求幀(Topology_Discovery_Request frame)、拓撲發現響應幀(Topology_Discovery_Response frame)和拓撲報告幀(Topology_State_Report frame)來實現的，在項目安裝階段或者工程運行期間，網絡節點(DLP節點，如節點A)用該節點的二層地址碼作為目的地址周期性地廣播拓撲發現請求幀(Topology_Discovery_Request frame)到其他節點(稱其中之一為節點B)，發送周期由拓撲發現定時器(Timer_Topology_Discovery，發送定時時間是可編程的，缺省為2秒)確定，接收到拓撲發現請求幀的所有節點(如節點B)通過拓撲發現響應幀給節點A作出響應，把節點B的存在及其狀態反饋給節點A，節點A把接收到的其他節點的地址碼以及相應的工作狀態等內容添加到節點A的拓撲地址數據庫中，對于環形和網格拓撲，有關節點依據環上各節點的地址碼中的節點代碼(NAC)字段值內容確定環上或者網格中的節點順序，如果節點A連續3次從節點B接收到相同的操作內容，則認為節點的拓撲發現幀操作有效，把相關的拓撲狀態內容寫入節點的拓撲數據庫，網絡節點(DLP節點)用拓撲報告幀向其他節點(尤其是網絡管理實體)報告該節點的狀態，特別是對于總線拓撲、星形和樹形這三類由于拓撲結構原因沒有保護倒換功能的拓撲結構的節點報告其拓撲狀態，本發明定義控制幀TLV中類型字段值為二進制值“00000001”時表示控制幀為拓撲發現請求幀，二進制值“00000010”時為拓撲發現響應幀，二進制值“00000011”時表示控制幀為拓撲報告幀，拓撲發現請求幀、拓撲發現響應幀和拓撲報告幀的值(Value字段值)都是兩個參數，第一個為節點地址，長度為8個字節，第二個為節點工作狀態，長度為1個字節，節點工作態如表7所示，表7.拓撲發現幀的第二個參數
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議提供的網絡控制管理機制包括2層保護倒換機制，2層保護倒換指的是當網絡物理鏈路出現故障(如光纖斷裂)或者節點設備出現故障時類似SDH環采用的K1/K2協議機制的允許在50毫秒內實現自愈恢復的強大功能，本發明提供的50毫秒保護倒換功能主要用于環形或者網格拓撲等可以實現保護倒換的鏈路上，以二纖環為例，如果環上某個節點(DLP節點，假定為節點2)在某個方向(假定為從節點1到節點2的方向)上在20毫秒時間(其值是可編程的，本發明定義的缺省值為20毫秒)內沒有接收到任何數據信息(包括數據幀、控制幀、流量管理幀或者空幀等)或者物理鏈路出現故障(如光纖設施斷裂)或者節點出現故障(如物理信號失效或者物理信號退化)，該節點進入2層保護倒換狀態，發送2層保護狀態請求幀(L2PS_Request frame)給網絡(環或者網格拓撲)上與其相連的節點(如節點1)，節點1接收到該2層保護狀態請求幀后也進入2層保護倒換狀態(英文為L2PS)，并發出2層保護倒換狀態報告幀(L2PS_State_Report frame)給連接網絡管理實體的節點或者廣播到環上處于正常態的所有節點，在L2PS態，從節點1到節點2的所有數據包被倒換到備用的路徑上，如果節點2上的故障清除，節點2進入正常態，啟動WTR(等待恢復)定時器(Timer_WTR，其值是可編程的，范圍為0～1800秒，缺省值為10秒)，一旦WTR定時器終止，節點2沿倒換前后的路徑發送WTR請求幀(WTR_Request frame)給節點1，節點1接收到該幀后從節點L2PS態返回正常態，本發明定義控制幀的類型字段值為二進制的“00000100”時表示控制幀為2層保護倒換請求幀，控制幀的類型字段值為二進制的“00000101”時表示控制幀為2層保護倒換響應幀，控制幀的類型字段值為二進制的“00000110”時表示控制幀為2層保護倒換報告幀，2層保護倒換請求幀TLV結構中值(Value，V)字段的參數有2個，第一個為該節點的地址碼，長度為8字節，第二個參數為該節點的工作狀態(強制倒換FS、物理信號失效PSF、物理信號退化PSD和人工倒換)，長度為1個字節，各狀態的二進制值如表8所示，該字節的其他值保留作將來使用，2層保護倒換響應幀TLV結構中值字段的參數有兩個，第一個為該節點的地址碼，長度為8字節，第二個參數長度為1個字節，其中二進制值為“00000000”表示成功實現倒換，二進制值為“11111111”表示倒換不成功，其他二進制值保留，2層保護倒換報告幀TLV結構中值字段有三個參數，第一個參數為節點的地址碼，長度為8字節，第二個參數為節點的倒換原因，長度為1個字節，各態的二進制值如表8所示，第三個參數表示節點是否處于2層保護狀態，其中二進制值為“11111111”表示處于2層保護倒換狀態，二進制值為“00000000”表示處于正常態，其他值保留，當控制幀TLV類型字段值為二進制的“00010000”時，表示控制幀為WTR_Request幀，WTR_Request幀只有一個參數，長度為8比特，值為二進制的“11111111”表示成功等待恢復，其他值保留。表8.L2PS請求幀和L2PS報告幀的第2個參數類型
10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議提供的網絡控制管理機制包括配置管理機制，配置管理機制用來實現對網絡節點(DLP節點)設備有關端口的配置管理，網絡節點(DLP節點)設備的端口地址在項目安裝階段必須配置一個二層的地址作為該端口的源地址碼(SAC)，配置管理幀包括三種配置請求幀(Configuration_Request frame)、配置響應幀(Configuration_ResponseFrame)、配置報告幀(Configuration_Report frame)，在項目安裝階段或者工程運行期間，網絡管理實體通過網絡管理接口對網絡節點(DLP節點)設備的每個鏈路(端口)發出配置請求幀進行配置，DLP節點通過配置響應幀或者配置報告幀向網絡管理實體作出響應，本發明定義控制幀TLV中類型字段值為二進制“00000111”值時表示控制幀為配置請求幀，二進制“00001000”時為配置響應幀，二進制“00001001”時表示控制幀為配置報告幀，配置請求幀包括兩個參數，第一個為原節點地址(長度為8個字節)，第二個為新節點地址碼(長度為8個字節)，配置響應幀的值(Value字段值)包括三個參數第一個為原節點地址(長度為8個字節)，第二個參數為新的節點地址碼(長度為8個字節)，第三個參數長度為1個字節，其中二進制值為“00000000”表示配置成功，二進制值“11111111”表示配置不成功，其他值保留給將來使用，配置報告幀包括二個參數第一個為節點地址(長度為8個字節)，第二個參數長度為8個字節，表示該節點的配置地址。
11.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議提供的網絡控制管理機制包括故障管理機制，故障管理機制用來實現對網絡節點(DLP節點)的故障管理，故障管理通過故障管理幀來實現，故障管理幀包括三個故障查詢請求幀(Fault_Inquiry_Request frame)、故障查詢響應幀(Fault_Inquiry_Response frame)和故障報告幀(Fault_Report frame)，本發明定義控制幀TLV中類型字段值為二進制值“00001010”時表示控制幀為故障查詢請求幀，二進制值“00001011”時為故障查詢響應幀，二進制值“00001100”時表示控制幀為故障報告幀，故障查詢請求幀包括1個參數，該參數為節點地址(長度為8個字節)，故障查詢響應幀的值(Value字段值)包括二個參數第一個為節點地址(長度為8個字節)，第二個參數長度為1個字節用來表示故障類型，其中二進制值為“00000000”表示故障為物理信號失效(PSF)，二進制值“11111111”表示故障為物理信號退化(PSD)，二進制值為“00001111”表示節點正常無故障，其他值保留給將來使用，故障報告幀的值字段包括二個參數第一個為節點地址(長度為8個字節)，第二個參數長度為1個字節用來表示故障類型，其中二進制值為“00000000”表示故障為物理信號失效(PSF)，二進制值“11111111”表示故障為物理信號退化(PSD)，其他值保留給將來使用。
12.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議提供的網絡控制管理機制包括性能管理機制，性能管理機制用來實現對網絡節點(DLP節點)的性能管理，性能管理通過性能管理幀來實現，性能管理幀包括三種幀性能查詢請求幀(Performance_Inquiry_Request frame)、性能查詢響應幀(Performance_Inquiry_Response frame)和性能報告幀(Performance_Report frame)，當控制幀類型字段值為二進制的“00001101”時，表示控制幀為性能查詢請求幀，性能查詢請求幀用來請求查詢某個網絡節點(DLP節點)的某個性能指標，控制幀類型字段值為二進制的“00001110”時，表示控制幀為性能查詢響應幀，性能查詢響應幀用來響應性能查詢請求幀提出的某個節點的某個性能指標，控制幀類型字段值為二進制的“00001111”時，表示控制幀為性能報告幀，性能報告幀用來向網絡管理實體報告某個節點的各項性能指標，性能查詢請求幀的值(Value)字段包括三個參數，第一個參數為要請求查詢性能的節點地址碼，長度為8個字節，第二個參數為用來標識計算性能指標的時間計量單位，長度為4比特，其中二進制的“0001”表示計量單位為秒，二進制的“0010”表示計量單位為分鐘，二進制的“0011”表示計量單位為小時，二進制的“0100”表示計量單位為天，其他字段值保留給將來使用，第三個參數為性能指標類型，長度為4比特，其中二進制的“0001”表示性能指標為幀校驗序列錯誤數，二進制的“0010”表示丟包數，二進制的“0011”表示丟包率，二進制的“0100”表示包的時間延遲(時延)，其他值保留給將來使用，性能查詢響應幀的值(Value)字段包括4個參數，第一個參數長度為8個字節，用來表示對性能查詢請求幀作出響應的節點地址，第二個參數長度為4比特，用來標識計算性能指標的時間計量單位，第三個參數長度為4比特用來標識性能指標類型，第四個參數長度為3個字節，用來表示具體要查詢的性能指標值，性能查詢響應幀的值(Value)字段的第二和第三個參數(時間計量單位和性能指標類型)的用法與性能查詢請求幀的值(Value)字段的第二和第三個參數的用法一樣，性能報告幀的值(Value)字段包括4個參數，第一個參數長度為8個字節，用來表示向網絡管理實體發出性能報告幀的節點地址，第二個參數長度為4比特，用來標識計算性能指標的時間計量單位，第三個參數長度為4比特用來標識性能指標類型，第四個參數長度為3個字節，用來表示具體要報告的性能指標值，性能報告幀的值(Value)字段的第二和第三個參數(時間計量單位和性能指標類型)的用法與性能查詢請求幀的值(Value)字段的第二和第三個參數的用法一樣。
13.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的新型數據鏈路層協議提供強大的流量管理機制來實現網絡的流量工程，方法是首先對流經過網絡的所有業務進行分類，即對來自上層的各種業務(話音、IP數據、數字電視、以太網MAC幀、TDM電路仿真信號等)進行優先級分類分為高優先級的業務和低優先級的業務，用分級的位于二層的數據鏈路層地址(源地址碼和目的地址碼)表示上層業務地址(目的地址和源地址)同時對業務按照屬于哪個國家或者地理區域、某個國家或者地理區域的哪個地區、某個地區的某個節點，某個節點的某個用戶進行地域分類，用分級的二層地址表示物理鏈路端口二層地址從而對物理資源進行地域分類，同時分配不同的物理帶寬鏈路用于傳送不同類型的業務，把流經整個網絡的各種業務按照不同的優先級類型以及地域類別映射到實際的物理鏈路上，通過流量管理幀實現對整個網絡的流量以及物理帶寬資源進行統一調度管理和監控，具體如下首先對來自數據鏈路層——DLP層以上層次的所有業務進行分類，分為高優先級的業務和低優先級的業務，高優先級的業務包括網絡管理控制信息(控制幀)、流量管理信息(流量管理幀)、各種實時話音業務(包括固定或者移動話音或者可視電話)、各種實時視頻(數字電視)、基于IP(IPv4/IPv6)的實時業務、PDH和SDH/SONET電路仿真信號，低優先級的業務為一般的IP數據業務，具體的各種業務類型用所述的新型數據鏈路層協議幀中的業務類型字段值來標識，在所述的新型數據鏈路層協議幀中定義了一個分級的目的地址碼和源地址碼，目的地址碼和源地址碼采用相同的結構，都由國家碼、國內地區碼、節點代碼和用戶代碼四部分組成，分別用來標識業務屬于哪個國家或者地理區域、某個國家或者地理區域內的哪個地區，某個地區內的哪個節點，哪個節點內的哪個用戶，對于IP業務，目的地址碼和源地址碼分別表示IP包報頭中的目的IP地址和源IP地址的轉發等價類，對于話音業務目的地址碼和源地址碼分別表示通話雙方的電話號碼，對于數字電視(數字視頻)業務目的地址碼和源地址碼分別表示數字電視信號發送端和接收端的地址，對于以太網MAC幀、采用時分復用(TDM)技術的電路如PDH、SDH/SONET的電路仿真信號等業務目的地址碼和源地址碼分別表示信號發送端和接收端的地址，這樣通過數據鏈路層地址對來自上層的各種業務(話音、數據、視頻、以太網以及TDM電路仿真信號)進行了地域的分類，把各種業務按照不同的國家或者地理區域、特定國家或者地理區域內的某個地區、地區內的某個節點、某個節點的某個用戶進行分類，同時對整個物理傳送網絡的每個節點端口(包括波分復用系統的每個光波)標識一個二層的數據鏈路層地址(所述的新型數據鏈路層協議幀的源地址碼)，并規定不同的鏈路用于傳送不同類型以及通往不同地區的業務，這樣對整個物理傳送網絡的帶寬資源進行分類，某些帶寬用于傳送重要的實時業務如話音和實時視頻，某些用于傳送一般的IP數據業務，某些帶寬鏈路用于傳送國際業務，某些帶寬鏈路用于傳送跨省的業務，某些帶寬鏈路用于傳送本地業務，并且如果網絡出現故障允許傳送IP數據的鏈路被高優先級的業務搶占，通過本發明定義的流量管理幀對整個網絡的流量以及網絡帶寬資源進行監控處理，網絡管理系統包括一個流量工程數據庫，該數據庫記錄了整個網絡的鏈路資源分布情況，流過網絡的業務類型、總包數、總流量、物理鏈路速率、允許最大傳送速率等參數，本發明定義當所述的新型數據鏈路層協議幀(DLP幀)報頭中業務類型字段值設置為二進制值“10000010”時，表示所述的新型數據鏈路層協議幀封裝的是流量管理信息，相應的數據鏈路層協議幀為流量管理幀，流量管理幀的流量管理信息采用類型—長度—值(英文為Type-Length-Value，TLV)結構，其中，類型字段長度為8比特，用來指示流量管理幀的類型，長度字段長度為8比特，用來以字節形式指示值(Value)字段的長度，值(Value)字段包含具體的流量管理幀內容，網絡管理幀類型字段的用法如表9所示，其中流量管理幀TLV中類型字段值為二進制的“00000001”時表示流量管理幀凈荷攜帶的是鏈路業務流量屬性信息，其值(Value)字段內容包括四個參數，第一個參數為節點地址，長度為8字節，第二個參數為業務類型，用來表示經過某節點流量包(分組)所屬的業務類型，長度為1字節，不同類型的業務的業務類型值由表5確定，第三個參數長度為1個字節用來標識流過某節點鏈路流量的計量參數類型，其中二進制值為“00000001”表示流量計量參數類型為峰值速率(單位為比特每秒)，二進制值為“00000010”表示流量計量參數類型為平均速率(單位為比特每秒)，二進制值為“00000011”表示流量計量參數類型為最大包(分組)數(單位為包每秒)，二進制值為“00000100”表示流量計量參數類型為平均包(分組)數(單位為包每秒)，二進制值為“00000101”表示流量計量參數類型為峰值突發長度(單位為字節)，二進制值為“00000110”表示流量計量參數類型為協定突發長度(單位為字節)，二進制值為“00000111”表示流量計量參數類型為超額突發長度(單位為字節)，其他值保留給將來使用，第四個參數長度為4字節用來標識具體各種流量的值，流量管理幀TLV中類型字段值為二進制“00000100～00100111”時表示各種物理鏈路的資源屬性，各種具體鏈路的類型值如表9所示，各種物理鏈路的資源屬性值包括有四個參數，第一個參數為節點地址，長度為8字節，第二個參數為業務類型，用來表示經過某節點流量包(分組)所屬的業務類型，長度為1字節，不同類型的業務的業務類型值由表5確定，第三個參數長度為1個字節用來標識流過某節點鏈路流量的計量參數類型，其中二進制值為“00000001”表示流量計量參數類型為峰值速率(單位為比特每秒)，二進制值為“00000010”表示流量計量參數類型為平均速率(單位為比特每秒)，二進制值為“00000011”表示流量計量參數類型為最大包(分組)數(單位為包每秒)，二進制值為“00000100”表示流量計量參數類型為平均包(分組)數(單位為包每秒)，二進制值為“00000101”表示流量計量參數類型為峰值突發長度(單位為字節)，二進制值為“00000110”表示流量計量參數類型為協定突發長度(單位為字節)，二進制值為“00000111”表示流量計量參數類型為超額突發長度(單位為字節)，其他值保留給將來使用，第四個參數長度為4字節用來標識具體各種流量的值，所述的新型數據鏈路層協議的流量管理幀的幀序列號值用來標識流量管理幀發送的先后順序，實現標識所述的新型數據鏈路層協議的流量控制管理信息發送先后順序的功能，所述的新型數據鏈路層協議的流量管理幀的凈荷信息字段可以包括多個流量管理TLV信息，為了方便本發明芯片的實現(如現在的芯片普遍采用32位，這樣要求流量管理幀總長度為32比特的整數倍)，要求整個流量管理幀的長度為32比特的整數倍，如果原來所述的新型數據鏈路層協議的流量管理幀長度不是32比特的整數倍，則在流量管理TLV后用全為0的字節進行填充處理，填充的長度用所述的新型數據鏈路層協議的流量管理幀的填充長度字段以字節形式標識。表9.流量管理幀類型字段的用法
全文摘要
本發明涉及一種用于因特網與同步數字體系或者同步光網絡融合的適配方法，針對現有因特網與SDH/SONET融合的適配技術的不足加以改進，提出在網絡層的IP與物理層的SDH/SONET之間引入一層新的數據鏈路層協議——數據鏈路規程來實現因特網與SDH/SONET融合的適配，具有IP包轉發效率高、安全可靠，有流量工程能力、有50毫秒保護倒換功能，實現SDH/SONET虛容器電路以及光波長的直接交換，實現IPv4和IPv6網絡的兼容以及與分組話音網絡的兼容，利用DLP協議提供的安全機制、網絡控制管理機制和流量管理機制實現IP網絡的安全管理、控制管理和流量管理，使現有IP網絡平滑過渡到下一代統一公用網。
文檔編號H04L29/08GK1728716SQ20041006064
公開日2006年2月1日 申請日期2004年7月27日 優先權日2004年7月27日
發明者鄧里文 申請人:鄧里文