專利名稱：一種用于以太網與同步數字體系或者同步光網絡融合的適配方法
技術領域：
本發明屬于以太網和同步數字體系或者同步光網絡的數據傳送領域，它是一種用于以太網與同步數字體系或者同步光網絡融合的適配方法，具體為一種如何在同步數字體系(英文縮寫為SDH)或者同步光網絡(英文縮寫為SONET)上傳送以太網以及在以太網上如何傳送同步數字體系或者同步光網絡的方法，更具體的為如何在SDH/SONET網絡上傳送以太網/快速以太網/千兆以太網/10G以太網以及在以太網/快速以太網/千兆以太網/10G以太網上如何傳送SDH/SONET的方法，本發明的構想主要用于具有各種以太網或者同步數字體系或者同步光網絡接口的各種通信設備如各種路由器(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、以太網與同步數字體系或者同步光網絡互聯的設備以及與通信有關任何互聯互通設備。
背景技術：
依據有關文獻資料，在SDH/SONET上傳送以太網的技術有三種，而在以太網上傳送SDH/SONET的技術目前還沒有報道。在SDH/SONET上傳送以太網的英文說法為Ethernet overSDH/SONET，簡稱為EOS。文獻上實現EOS的方法有以下三種(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。
其中第一種用PPP+HDLC的適配方法是因特網工程任務組(英文縮寫為IETF)定義的用來實現因特網(英文縮寫為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)，用這種方法可以實現以太網在同步數字體系或者同步光網絡上的傳送；第二種采用LAPS的方法是ITU-T X.85和X.86建議確定的一種以太網與SDH的適配方法，它是一種對第一種方法進行簡化處理的方法，它采用LAPS一項要素代替了PPP+HDLC兩項要素；第三種方法即采用通用成幀規程(GFP)的適配方法是ITU-T G.7041/Y.1303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，它可以實現以太網與SDH、IP與SDH、IP與光傳送網(英文縮寫為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。
眾所周知，以太網和SDH/SONET是目前通信網的兩大主流通信技術，其中以太網主要與因特網有關，以太網是為傳送數據業務特別是因特網業務即IP業務而設計的一種局域網技術，由于以太網具有簡單、標準化程度高、適合傳送突發性的IP業務等特點而占據了全世界90％以上的局域網市場，而且正在向接入網和城域網方向發展；另一方面，SDH/SONET技術是目前世界上電信骨干網的主要傳送技術，人們為傳送話音業務而建立的全世界互聯的電信網絡所采用的傳送技術就是SDH(SDH在北美對應的是SONET)。為了減少網絡層次，降低網絡的組網成本，擴展以太網的傳送距離，人們自然就想到了如何在SDH/SONET上傳送以太網的問題，這就導致了EOS技術的產生，因此產生了上述三種EOS適配技術，但是由于以太網和SDH/SONET技術是兩種截然不同的傳送技術，一方面以太網適合傳送分組業務，而SDH/SONET是一種時分復用技術，適臺傳送采用時分復用技術的傳統話音業務，另一方面以太網和SDH/SONET都有不同的接口速率級別，由于上述三種適配方法主要解決的是以太網在SDH/SONET上點到點傳送的問題，因此上述三種適配方法存在一些不足和缺陷(1)上述三種適配方法主要解決的是點到點連接問題，由于以太網和SDH/SONET屬于不同的傳輸技術，兩者都有各自的接口速率體系，因此上述三種適配方法存在一個速率不匹配的問題，而且在SDH/SONET需要使用高階虛容器和低階虛容器的虛級聯，增加了一個設備的復雜性。
(2)上述三種適配方法都是在SDH/SONET上傳送以太網的方案，隨著以太網向城域網方向擴展，將來的城域網骨干網可能會采用以太網技術，此時可能會要求SDH/SONET如何在以太網上傳送的問題，這三種以太網與SDH/SONET融合的適配方法都不能用于在以太網上傳送SDH/SONET。
(3)未來的統一公用網將采用分組交換技術，采用上述三種適配方法難以實現基于分組的動態帶寬分配。
(4)只支持點到點連接，上層業務每經過一個節點需要進行一系列的處理，不能直接轉發上層業務。
(5)對于第一、二種即采用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，需要對以太網MAC幀進行透明處理，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)，那么這就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。
(6)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，不能實現與IP網絡和分組話音網絡的兼容，而現在普遍認為未來的統一公用網應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，促進話音、數據和視頻網絡的三網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以太網與SDH/SONET融合的適配方法的不足和缺陷而設計的一種新型的以太網與SDH/SONET融合的適配方法，一方面可以實現以太網與SDH/SONET物理層的適配，使SDH/SONET網絡能夠直接傳送以太網，另外一方面又可以解決上述三種以太網與SDH/SONET適配方法中的缺陷和不足，可以在以太網上直接傳送SDH/SONET，而且為以太網提供強大的流量工程能力以及包括2層保護倒換、拓撲發現、故障管理、配置管理、性能管理等在內的網絡管理功能，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，可以實現全光網絡的直接光波長交換，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，使現有的話音網絡平滑過渡到下一代統一的電信級公用網，此外可以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)，一方面利用這個新型的數據鏈路層協議(DLP)來實現因特網協議(IP)、分組話音業務和分組視頻業務(數字電視)與各種物理層設施的直接適配，實現話音、數據(IP)與視頻網絡的三網融合，在數據鏈路層統一整個通信網，使現有的通信網絡平滑過渡到下一代統一電信級公用網，另一方面用這一新型的數據鏈路層協議實現包括以太網和同步數字體系或者同步光網絡在內的不同網絡的融合從而實現不同物理網絡的互聯，用這個新型的數據鏈路層協議實現以太網與同步數字體系(SDH)或者同步光網絡(SONET)的融合時分別把以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號作為這個新型的數據鏈路層協議的客戶層信號處理，利用這個新型的數據鏈路層協議作為客戶信號(以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號)層與物理層(SDH/SONET或者以太網)的適配協議從而實現在SDH/SONET上傳送以太網或者在以太網上傳送SDH/SONET，數據鏈路層(DLP)與客戶層間的通信以及物理層與數據鏈路層(DLP層)間的通信都通過原語來實現，利用這一新型的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客戶信號的目的地址和源地址，利用二層數據鏈路層地址實現客戶信號的二層轉發與交換，利用這一新型數據鏈路層協議提供的安全機制來保證客戶信號(以太網MAC幀或者SDH電路仿真信號)業務在網絡傳送過程中的安全傳送，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)，一方面利用這個新型的數據鏈路層協議(DLP)來實現因特網協議(IP)、分組話音業務和分組視頻業務(數字電視)與各種物理層的直接適配從而實現話音、數據(IP)與視頻網絡的三網融合，在數據鏈路層統一整個通信網，使現有的通信網絡平滑過渡到下一代統一電信級公用網，另一方面用這個新型的數據鏈路層協議實現包括以太網和同步數字體系或者同步光網絡在內的不同網絡的融合從而實現不同物理網絡的互聯，所述的新型數據鏈路層協議幀的幀定界是依靠該數據鏈路層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Destination Address 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 CheckSequence，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幀中前面31比特(FL字段和FLC字段)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(R字段，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、視頻或者其它實時業務)＞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1所示，表1.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，其它值保留給將來使用，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，其它值保留將來使用，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，其它值保留將來使用，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達到最大值，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，其它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，用來封裝來自客戶層的整個客戶信號分組，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)來存放認證處理生成的認證數據，認證數據字段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IEEE 802.3 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對應最高有效位(MSB位)，而x0對應最低有效位(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)報頭其它字段不能識別的幀如果客戶層沒有信號需要發送，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它地方，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，把封裝了客戶信號的DLP幀封裝到物理層凈荷如SDH中的同步凈荷封裝(SPE)或者以太網MAC幀之前必須進行擾碼，在接收端對DLP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，用一個新型的數據鏈路層協議——數據鏈路規程(DLP)來實現以太網與同步數字體系或者同步光網絡的融合，一方面可以用這個新型的數據鏈路層協議來實現在同步數字體系或者同步光網絡上傳送以太網，另外一方面可以用這個新型的數據鏈路層協議來實現在以太網上傳送SDH/SONET，其中用這個新型的數據鏈路層協議來實現在同步數字體系或者同步光網絡上傳送以太網時把以太網(以太網MAC幀)作為這個新型數據鏈路層協議的客戶層處理，具體做法是把以太網MAC幀作為客戶層信號封裝到DLP幀的凈荷字段中，同時根據以太網接口速率設置業務類型字段值，根據端口的地址設置所述的新型數據鏈路層協議幀的源地址碼和目的地址碼，根據節點拓撲類型設置所述的新型數據鏈路層協議幀的拓撲字段值，根據是否對以太網MAC幀進行加密認證處理設置安全字段值，同時對發送的每個所述的新型數據鏈路層協議幀進行序列標記，然后把所述的新型數據鏈路層協議幀封裝到SDH/SONET凈荷域中，在把所述的新型數據鏈路層協議幀映射到SDH/SONET凈荷域之前首先對所述的新型數據鏈路層協議幀進行擾碼處理，在網絡中依據所述的新型數據鏈路層協議幀的目的地址即可實現以太網MAC幀信號的轉發和交換，此時物理層為SDH/SONET，客戶層為以太網MAC幀，以太網包括IEEE802.3定義的以太網、IEEE 802.3u定義的快速以太網、IEEE 802.3z定義的千兆以太網以及IEEE 802.3ae定義的10G以太網，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2所示表2.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3所示表3.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4所示表4.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5所示表5.同步光網絡的各類同步傳遞模式的接口速率

數據鏈路層(數據鏈路規程DLP)為客戶層(以太網MAC幀)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，所述的新型數據鏈路層協議層為客戶層提供的服務通過“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MAC幀需要發送時，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所述的新型數據鏈路層協議幀各字段的值，如果客戶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，各參數的含義分別為DestinationAddressCode表示目的地址碼，用來生成發送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，用來生成發送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表示要發送的客戶信號即整個MAC幀，用來生成發送所述的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的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，它用來生成發送所述的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所述的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所述的新型數據鏈路層協議幀報頭中的FSN字段值，NetworkTopology參數指示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所述的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，用來確定如果對以太網MAC幀進行加密、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確定所述的新型數據鏈路層協議幀的目的地址碼，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確定所述的新型數據鏈路層協議幀的源地址碼，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幀序列號(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_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，用所述的新型的數據鏈路層協議——數據鏈路規程(DLP)來實現以太網與同步數字體系或者同步光網絡的融合，一方面可以用這個新型的數據鏈路層協議來實現在同步數字體系或者同步光網絡上傳送以太網，另外一方面可以用這個新型的數據鏈路層協議來實現在以太網上傳送SDH/SONET，其中用這個新型的數據鏈路層協議來實現在以太網上傳送同步數字體系或者同步光網絡時把同步數字體系或者同步光網絡作為這個新型的數據鏈路層協議的客戶層處理，首先通過電路仿真把SDH/SONET信號分組化，周期性的輸出一定長度的分組化SDH/SONET信號，然后把分組化的SDH/SONET電路仿真信號作為客戶層信號封裝到所述的新型數據鏈路層協議幀的凈荷字段中，同時根據SDH/SONET接口速率設置業務類型字段值，根據端口的地址設置所述的新型數據鏈路層協議幀的源地址碼和目的地址碼，根據節點拓撲類型設置所述的新型數據鏈路層協議幀拓撲字段值，根據是否對SDH/SONET電路仿真信號進行加密認證處理設置安全字段值，同時對發送的每個所述的新型數據鏈路層協議幀進行序列標記，然后把所述的新型數據鏈路層協議幀封裝到以太網MAC幀凈荷域中，在把所述的新型數據鏈路層協議幀映射到以太網MAC幀凈荷域之前首先對所述的新型數據鏈路層協議幀進行擾碼處理，隨后再按照以太網的通常做法把以太網MAC幀封裝到各種速率的全雙工的以太網物理接口鏈路上，在網絡中依據所述的新型數據鏈路層協議幀的目的地址實現SDH/SONET信號的轉發和交換，在接收端按照發送端的相反順序處理提取分組化的SDH/SONET電路仿真信號，依據幀序列號重組為完整的SDH/SONET信號，此時物理層為IEEE 802.3定義的全部各種速率的全雙工以太網物理接口，具體的包括IEEE 802.3定義的以太網、IEEE 802.3u定義的快速以太網、IEEE 802.3z定義的千兆以太網、IEEE 802.3ae定義的10G以太網，數據鏈路層為數據鏈路規程(DLP)和以太網MAC子層，其中數據鏈路規程(DLP)位于以太網MAC子層之上，SDH/SONET電路仿真信號作為DLP的客戶層處理，SDH/SONET信號的輸出周期以及分組長度的與SDH/SONET接口速率有關，表6所示為不同速率SDH/SONET電路仿真信號的分組長度分類，此時應盡量要求以太網接口的總速率大于SDH/SONET接口速率，表6.SDH/SONET信號分組的長度


數據鏈路層(數據鏈路規程DLP)為客戶層(SDH/SONET電路仿真信號層)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，所述的新型數據鏈路層協議層為客戶層提供的服務通過“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，在發送端，當有SDH/SONET電路仿真信號分組需要發送時，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所述的新型數據鏈路層協議幀各字段的值，如果客戶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，各原語的語義和與上面描述的一樣，以太網MAC子層為所述的新型數據鏈路層協議層提供的服務通過IEEE 802.3標準(2002版本)定義的原語MA_DATA.request(MAC數據請求)和MA_DATA.indication(MAC數據指示)原語來實現，這兩個原語的語義和操作由IEEE 802.3標準確定。
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(數據鏈路規程，DLP)幀報頭中包括一個目的地址碼(英文為DestinationAddressCode，DAC)和源地址碼(英文為Source Address Code，SAC)，對于IP業務，所述的新型數據鏈路層協議幀的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，對于分組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，對于以太網與SDH/SONET的融合的網絡，目的地址碼和源地址碼分別表示以太網與同步數字體系或者同步光網絡融合的信號發送端和接收端的地址，用二層的數據鏈路層地址來實現客戶信號(以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號)的二層轉發和交換，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NationalRegion Code，NRC)、節點代碼(英文為NodeAreaCode，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都是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為所述的新型數據鏈路層協議幀的第一級轉發標簽，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，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為所述的新型數據鏈路層協議幀的第二級轉發標簽，具體的NRC值由該國的通信最高管理機構分配，節點代碼字段為16比特，標識某個網絡節點的業務代碼，該碼為所述的新型數據鏈路層協議幀的第三級轉發標簽，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，表示某個用戶的業務代碼，該碼為所述的新型數據鏈路層協議幀的第四級轉發標簽，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實現以太網與同步數字體系或者同步光網絡的融合時，把以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號封裝到所述的新型數據鏈路層協議幀中，根據網絡融合的需要設置目的地址碼和源地址碼，隨后以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號在物理傳送網絡的處理完全依據所述的新型數據鏈路層協議幀的目的地址碼和源地址碼，為了降低報頭開銷，可以通過在所述的新型數據鏈路層協議幀報頭中的業務類型字段設置的業務類型，用所述的新型數據鏈路層協議實現以太網與SDH/SONET融合的網絡中所述的新型數據鏈路層協議幀的目的地址碼和源地址碼可以只包括國內地區碼、節點代碼和用戶代碼三個字段或者只包括節點代碼和用戶代碼兩個字段，隨后以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號在網絡中的傳送處理可以類似轉發IP包一樣的處理，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 Shortest Path 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。
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(以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號)在網絡傳送過程中的安全，具體方法是通過對上層業務進行加密和認證處理來實現上層信號的安全傳送，如果需要對以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號進行加密認證處理，通過在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，其它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DLP幀報頭中的幀序列號值提供抗重播功能，進行加密處理時，加密的范圍包括來自客戶層的整個客戶信號分組、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、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以太網與SDH/SONET融合的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”時表示所述的新型數據鏈路層協議幀(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，所述的新型數據鏈路層協議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，所述的新型數據鏈路層協議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(Value)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7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(OSPF為最短路徑優先協議的英文縮寫)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7.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_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)到其它節點(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把接收到的其它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(其值是可編程的，缺省值為3)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，拓撲報告幀用來網絡節點(DLP節點)向其它節點(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8所示。
表8.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、鏈路管理幀或者空幀等)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(英文縮寫為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9所示，該字節的其它值保留作將來使用，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，其它二進制值保留給將來使用，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9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，其它值保留，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，其它值保留。
表9.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，網絡節點(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，其它值保留給將來使用，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，故障管理機制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，其它值保留給將來使用，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)，其它值保留給將來使用。
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，性能管理功能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，其它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)，其它值保留給將來使用，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幀可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了分類，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，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，并且規定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10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1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)，其它值保留將來使用，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“00000100～00100110”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10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1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)，其它值保留將來使用，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流量管理幀的填充長度字段以字節形式標識。
表10.流量管理幀類型


相對于已有的以太網與SDH/SONET融合的適配方法，本發明具有以下創新(1)實現不同速率的以太網接口和SDH/SONET接口的速率匹配。現有的以太網與SDH/SONET的適配方法主要解決的是點到點連接問題，由于以太網和SDH/SONET屬于不同的傳輸技術，兩者都有各自的接口速率體系，因此上述三種適配方法存在一個速率不匹配的問題，而且在SDH/SONET需要使用高階虛容器和低階虛容器的虛級聯，增加了一個設備的復雜性。而采用本發明提供的方法，通過實現以太網和SDH/SONET信號的分組化以及本發明提供的流量管理能力可以實現以太網接口和SDH/SONET接口的速率匹配。
(2)可以實現在以太網上傳送SDH/SONET。現有的以太網與SDH/SONET的適配方法都是在SDH/SONET上傳送以太網的方案，隨著以太網向城域網方向擴展，將來的城域網骨干網可能會采用以太網技術，此時可能會要求SDH/SONET如何在以太網上傳送的問題，這三種以太網與SDH/SONET融合的適配方法都不能用于在以太網上傳送SDH/SONET，而采用本發明提供的方法可以實現在以太網上傳送SDH/SONET，方法是通過電路仿真實現SDH/SONET信號的分組化，然后把SDH/SONET分組封裝到DLP幀，隨后通過DLP幀報頭中到目的地址實現SDH/SONET信號的轉發和交換。
(3)實現基于分組的動態帶寬分配。未來的統一公用網將采用分組交換技術，采用上述三種適配方法難以實現基于分組的動態帶寬分配。而采用本發明提供的方法通過實現以太網和SDH/SONET信號的分組化以及本發明提供的流量管理能力可以實現以太網接口和SDH/SONET接口的速率匹配，實現基于分組的動態帶寬分配。
(4)可以實現上層業務的直接轉發和交換。現有的以太網和同步數字體系或者同步光網絡的融合的方法只支持點到點連接，上層業務每經過一個節點需要進行一系列的處理，不能直接轉發上層業務。而采用本發明提供的方法通過實現給每個以太網或者SDH/SONET電路仿真信號分組的二層地址可以實現以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號的直接轉發和交換。
(5)提高網絡的健壯性，提高網絡安全性，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，需要對以太網MAC幀進行透明處理，這種方式有兩個缺陷，一是網絡安全問題，那些懷有惡意的人只有把凈荷信息全部設置為特定的那兩個字節(0X7D、0X7E)，那么這就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，實際使用時幀長度值是變化的，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。
(6)與IP網絡、分組話音網絡兼容，實現多種業務的融合。現有的以太網與SDH/SONET的適配方法的網絡中，傳統的話音業務與IP網業務是分開的，不能實現與IP網絡和分組話音網絡的兼容，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。而采用本發明提供的方法，一方面可以實現話音、數據和視頻網絡的三網融合，另外一方面可以實現不同物理網絡的互聯與融合，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，對于以太網與同步數字體系或者同步光網絡融合的網絡，目的地址碼和源地址碼就是以太網與SDH/SONET融合的信號的發送端和接收端的二層地址。


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以太網MAC幀的協議棧結構示意3為本發明用于子類同步傳遞模式傳遞以太網MAC幀的協議棧結構示意4為本發明用于以太網上傳遞SDH/SONET信號的協議棧結構示意5為本發明組網的協議棧配置舉例示意6為本發明采用的用于傳送以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號的DLP幀數據結構圖7為本發明采用的DLP控制幀結構圖8為本發明采用的DLP流量管理幀結構圖9為本發明所采用的DLP幀的幀定界方式所采用的有限狀態10為本發明采用的目的地址碼以及源地址碼結構圖11為本發明采用的DLP空幀結構圖12為本發明所提出的用(X43+1)多項式擾碼和解擾碼的示意13為本發明的以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號分組傳送網絡14為本發明提出的流量工程示意圖，圖15為本發明提出的以太網幀在SDH/SONET上運行的應用舉例，圖16為本發明提出的SDH/SONET電路仿真分組在以太網上運行的應用舉例。
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)，其中圖1(a)所示為用DLP實現在SDH/SONET上傳送以太網的構想示意圖，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)，以太網MAC幀位于DLP的客戶層，數據鏈路層(DLP)對其客戶層(MAC幀)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-數據原語為客戶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，如果有客戶層有MAC幀需要發送，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(MAC幀)需要傳送到上層時，調用DL_DATA.indication原語，利用該原語的參數解析出DLP幀各字段值，如果客戶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兩個原語物理鏈路-數據請求(PL_DATA.request)和物理鏈路-指示(PL_DATA.indication)實現。圖1(b)所示為用DLP實現在以太網上傳送SDH/SONET的構想示意圖，在這種框架中，物理層為各種速率類型的以太網接口，數據鏈路層有兩個子層，一個為以太網MAC子層，一個為DLP子層，其中DLP位于MAC子層之上，客戶層為SDH/SONET電路仿真信號，DLP與其客戶層間的通信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，DLP與以太網MAC子層間的通信通過以太網標準中的MA_DATA.request(MAC數據請求)和MA_DATA.indication(MAC數據指示)原語實現。
圖2所示為本發明用于同步傳遞模式傳遞以太網MAC幀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以太網MAC幀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(VC11，VC12，VC2，)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為本發明用于在以太網上傳遞SDH/SONET信號的協議棧結構示意圖，SDH/SONET電路仿真信號位于DLP的客戶層，通過電路仿真實現SDH/SONET電路信號的分組化，在DLP之下為以太網MAC幀，以太網MAC幀之下通過協調子層把MAC幀映射到各種以太網的物理鏈路上，在接收端按照相反的順序提取DLP幀，然后按照DLP幀幀序列號值按照順序提取并還原出SDH/SONET信號，圖中SDH/SONET表示同步數字體系或者同步光網絡，DLP表示數據鏈路規程，MAC表示介質訪問控制子層，PLS表示物理層信令子層，AUI表示附加單元接口子層，PMA表示物理介質接入子層，MDI表示介質相關接口子層，PMD表示物理媒體相關子層，PCS表示物理編碼子層，MII表示介質無關接口子層，GMII表示千兆比特介質無關接口子層，XGMII表示10G介質無關接口子層，64B/66B表示64B/66B編碼子層，8B/10B表示8B/10B編碼子層，WIS表示廣域網接口子層，實際使用時要求以太網的接口速率要大于或者等于SDH/SONET鏈路速率。
圖5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5(a)所示的情況，以太網接口通過SDH/SONET接入另外一個以太網的進端和出端的協議棧配置，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/SONET表示準同步數字體系，LAN表示局域網，IP表示因特網協議(包括因特網協議第四版IPv4和因特網協議第六版IPv6)，TCP表示傳輸控制協議，UDP表示用戶數據報協議，EthernetPHY表示以太網物理接口，DLP表示數據鏈路規程，“Ethernet over SDH/SONET”表示以太網與同步數字體系或者同步光網絡的融合，在網關處，同時配有SDH/SONET和以太網兩類物理接口，而客戶層仍然是IP不變，但在以太網與SDH/SONET融合的網絡中，無需在網絡層進行處理，直接在數據鏈路層通過DLP幀可以實現以太網MAC幀的轉發處理；對于圖5(b)所示的情況是SDH/SONET接口通過以太網接入另外一個SDH/SONET接口的進端和出端的協議棧配置即在以太網上傳送SDH/SONET的配置，在進端配置有SDH/SONET和以太網兩種物理接口，通過電路仿真實現SDH/SONET信號的分組化，把分組化后的SDH/SONET信號封裝到DLP幀，然后把DLP幀封裝到以太網MAC幀中，隨后SDH/SONET信號在網絡中的傳送處理依據DLP幀來實現，在出端還原為原來的SDH/SONET信號。
圖6所示為本發明采用的用來傳送以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號的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7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8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9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-T1.432.1.1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10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DLP客戶信號的目的地址和源地址，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DLP幀的第一級轉發標簽，國內地區碼字段長度為16比特，該碼為DLP幀的第二級轉發標簽，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DLP幀的第三級轉發標簽，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DLP幀的第四級轉發標簽，具體的UC值由網絡運營商或者網絡服務供應商指定。
圖11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它地方，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12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13為本發明的以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號在用DLP實現的以太網與SDH/SONET融合的網絡傳送示意圖，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，依據設置的接口地址所屬的國家、哪個地區、哪個節點進行分類處理，并把目的地址碼和源地址碼值填充到目的地址碼和源地址碼字段中，同時把整個以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號分組映射到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以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號分組(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。
具體實施例方式
本發明所提出的設想主要用于具有以太網接口或SDH/SONET接口的各種通信設備如各種路由器(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、以太網與同步數字體系或者同步光網絡互聯的設備以及與通信有關的各種互聯互通設備。
圖14為本發明提出的以太網幀在SDH/SONET上運行的應用舉例，其中EOS適配器表示采用本發明提出的以太網與同步數字體系或者同步光網絡融合的適配方法的以太網與同步數字體系或者同步光網絡融合適配器，ADM表示表示SDH傳輸設備的分插復用器，利用SDH環中的這一SDH/SONET通道，可以把兩個不同地域的以太網交換機連接起來，以太網交換機可以是以太網二層交換機或者是以太網三層交換機，以太網交換機端口速率可以是10Mbps、100Mbps、10/100Mbps、1000Mbps中的任意一種，在實際使用中，本發明提出的以太網與同步數字體系或者同步光網絡融合的適配器有三種使用方案一種是用于SDH/SONET傳輸設備或者多業務傳輸平臺，使這些設備中直接提供各種速率的以太網接口；一種是用于以太網交換機中，使以太網交換機能夠提供SDH/SONET接口從而可以直接與SDH/SONET設備相連接(互聯)，還有一種是直接用于以太網與SDH/SONET互聯的設備，實現以太網網絡和SDH/SONET網絡的互聯，這樣圖中的以太網與SDH/SONET的適配器在以太網與SDH/SONET融合的網絡中可以是位于SDH分插復用器中，可以是位于以太網交換機中也可以以單獨的適配器形式而存在。
圖15為本發明提出的SDH/SONET電路仿真分組在以太網上運行的應用舉例，圖中SOE適配器表示采用分發明定義的以太網與同步數字體系或者同步光網絡融合的適配器，云狀部分表示一種以太網組成的一個網絡，以太網網絡上有各種速率的以太網接口(如10Mbps、100Mbps、10/100Mbps、1000Mbps或者10G以太網接口)，以太網交換機可以是以太網二層交換機也可以是以太網三層交換機，通過本發明提出的以太網與SDH/SONET融合的適配方法，可以實現SDH/SONET在以太網上的傳送，把兩個不同地域的SDH/SONET網絡連接起來，SDH/SONET接口的速率可以是現有SDH/SONET標準速率接口中的任意一種(實際使用時應盡量保證SDH/SONET接口速率與以太網接口速率相接近)，在實際使用中，本發明提出的以太網與同步數字體系或者同步光網絡融合的適配器有三種使用方案一種是用于SDH/SONET傳輸設備或者多業務傳輸平臺，使這些設備中直接提供各種速率的以太網接口；一種是用于以太網交換機中，使以太網交換機能夠提供SDH/SONET接口從而可以直接與SDH/SONET傳輸設備相連接(互聯)，還有一種是直接用于以太網與SDH/SONET互聯的設備，實現以太網網絡和SDH/SONET網絡的互聯，這樣圖中的以太網與SDH/SONET的適配器在以太網與SDH/SONET融合的網絡中可以是位于SDH分插復用器中，可以是位于以太網交換機中也可以以單獨的適配器形式而存在。
權利要求
1.一種用于以太網與同步數字體系或者同步光網絡的融合的適配方法，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)，一方面利用這個新型的數據鏈路層協議(DLP)來實現因特網協議(IP)、分組話音業務和分組視頻業務(數字電視)與各種物理層設施的直接適配，實現話音、數據(IP)與視頻網絡的三網融合，在數據鏈路層統一整個通信網，使現有的通信網絡平滑過渡到下一代統一電信級公用網，另一方面用這一新型的數據鏈路層協議實現包括以太網和同步數字體系或者同步光網絡在內的不同網絡的融合從而實現不同物理網絡的互聯，用這個新型的數據鏈路層協議實現以太網與同步數字體系(SDH)或者同步光網絡(SONET)的融合時分別把以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號作為這個新型的數據鏈路層協議的客戶層信號處理，利用這個新型的數據鏈路層協議作為客戶信號(以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號)層與物理層(SDH/SONET或者以太網)的適配協議從而實現在SDH/SONET上傳送以太網或者在以太網上傳送SDH/SONET，數據鏈路層(DLP)與客戶層間的通信以及物理層與數據鏈路層(DLP層)間的通信都通過原語來實現，利用這一新型的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客戶信號的目的地址和源地址，利用二層數據鏈路層地址實現客戶信號的二層轉發與交換，利用這一新型數據鏈路層協議提供的安全機制來保證客戶信號(以太網MAC幀或者SDH電路仿真信號)業務在網絡傳送過程中的安全傳送，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)，一方面利用這個新型的數據鏈路層協議(DLP)來實現因特網協議(IP)、分組話音業務和分組視頻業務(數字電視)與各種物理層的直接適配從而實現話音、數據(IP)與視頻網絡的三網融合，在數據鏈路層統一整個通信網，使現有的通信網絡平滑過渡到下一代統一電信級公用網，另一方面用這個新型的數據鏈路層協議實現包括以太網和同步數字體系或者同步光網絡在內的不同網絡的融合從而實現不同物理網絡的互聯，所述的新型數據鏈路層協議幀的幀定界是依靠該數據鏈路層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幀中前面31比特(FL字段和FLC字段)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(R字段，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、視頻或者其它實時業務)＞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1所示，表1.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，其它值保留給將來使用，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，其它值保留將來使用，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，其它值保留將來使用，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達到最大值，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，其它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，用來封裝來自客戶層的整個客戶信號分組，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)來存放認證處理生成的認證數據，認證數據字段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IEEE 802.32002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對應最高有效位(MSB位)，而x0對應最低有效位(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)報頭其它字段不能識別的幀如果客戶層沒有信號需要發送，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它地方，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，把封裝了客戶信號的DLP幀封裝到物理層凈荷如SDH中的同步凈荷封裝(SPE)或者以太網MAC幀之前必須進行擾碼，在接收端對DLP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，擾碼和解擾碼采用自同步擾碼/解擾碼器，其生成多項式為G(X)＝X43+1。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，用一個新型的數據鏈路層協議——數據鏈路規程(DLP)來實現以太網與同步數字體系或者同步光網絡的融合，一方面可以用這個新型的數據鏈路層協議來實現在同步數字體系或者同步光網絡上傳送以太網，另外一方面可以用這個新型的數據鏈路層協議來實現在以太網上傳送SDH/SONET，其中用這個新型的數據鏈路層協議來實現在同步數字體系或者同步光網絡上傳送以太網時把以太網(以太網MAC幀)作為這個新型數據鏈路層協議的客戶層處理，具體做法是把以太網MAC幀作為客戶層信號封裝到DLP幀的凈荷字段中，同時根據以太網接口速率設置業務類型字段值，根據端口的地址設置所述的新型數據鏈路層協議幀的源地址碼和目的地址碼，根據節點拓撲類型設置所述的新型數據鏈路層協議幀的拓撲字段值，根據是否對以太網MAC幀進行加密認證處理設置安全字段值，同時對發送的每個所述的新型數據鏈路層協議幀進行序列標記，然后把所述的新型數據鏈路層協議幀封裝到SDH/SONET凈荷域中，在把所述的新型數據鏈路層協議幀映射到SDH/SONET凈荷域之前首先對所述的新型數據鏈路層協議幀進行擾碼處理，在網絡中依據所述的新型數據鏈路層協議幀的目的地址即可實現以太網MAC幀信號的轉發和交換，此時物理層為SDH/SONET，客戶層為以太網MAC幀，以太網包括IEEE802.3定義的以太網、IEEE 802.3u定義的快速以太網、IEEE 802.3z定義的千兆以太網以及IEEE 802.3ae定義的10G以太網，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2所示表2.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3所示表3.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4所示表4.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5所示表5.同步光網絡的各類同步傳遞模式的接口速率
數據鏈路層(數據鏈路規程DLP)為客戶層(以太網MAC幀)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，所述的新型數據鏈路層協議層為客戶層提供的服務通過“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MAC幀需要發送時，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所述的新型數據鏈路層協議幀各字段的值，如果客戶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，各參數的含義分別為DestinationAddressCode表示目的地址碼，用來生成發送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，用來生成發送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表示要發送的客戶信號即整個MAC幀，用來生成發送所述的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的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，它用來生成發送所述的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所述的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所述的新型數據鏈路層協議幀報頭中的FSN字段值，NetworkTopology參數指示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所述的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，用來確定如果對以太網MAC幀進行加密、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確定所述的新型數據鏈路層協議幀的目的地址碼，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確定所述的新型數據鏈路層協議幀的源地址碼，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幀序列號(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_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。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，用所述的新型的數據鏈路層協議——數據鏈路規程(DLP)來實現以太網與同步數字體系或者同步光網絡的融合，一方面可以用這個新型的數據鏈路層協議來實現在同步數字體系或者同步光網絡上傳送以太網，另外一方面可以用這個新型的數據鏈路層協議來實現在以太網上傳送SDH/SONET，其中用這個新型的數據鏈路層協議來實現在以太網上傳送同步數字體系或者同步光網絡時把同步數字體系或者同步光網絡作為這個新型的數據鏈路層協議的客戶層處理，首先通過電路仿真把SDH/SONET信號分組化，周期性的輸出一定長度的分組化SDH/SONET信號，然后把分組化的SDH/SONET電路仿真信號作為客戶層信號封裝到所述的新型數據鏈路層協議幀的凈荷字段中，同時根據SDH/SONET接口速率設置業務類型字段值，根據端口的地址設置所述的新型數據鏈路層協議幀的源地址碼和目的地址碼，根據節點拓撲類型設置所述的新型數據鏈路層協議幀拓撲字段值，根據是否對SDH/SONET電路仿真信號進行加密認證處理設置安全字段值，同時對發送的每個所述的新型數據鏈路層協議幀進行序列標記，然后把所述的新型數據鏈路層協議幀封裝到以太網MAC幀凈荷域中，在把所述的新型數據鏈路層協議幀映射到以太網MAC幀凈荷域之前首先對所述的新型數據鏈路層協議幀進行擾碼處理，隨后再按照以太網的通常做法把以太網MAC幀封裝到各種速率的全雙工的以太網物理接口鏈路上，在網絡中依據所述的新型數據鏈路層協議幀的目的地址實現SDH/SONET信號的轉發和交換，在接收端按照發送端的相反順序處理提取分組化的SDH/SONET電路仿真信號，依據幀序列號重組為完整的SDH/SONET信號，此時物理層為1EEES02.3定義的全部各種速率的全雙工以太網物理接口，具體的包括IEEE 802.3定義的以太網、IEEE 802.3u定義的快速以太網、IEEE 802.3z定義的千兆以太網、IEEE802.3ae定義的10G以太網，數據鏈路層為數據鏈路規程(DLP)和以太網MAC子層，其中數據鏈路規程(DLP)位于以太網MAC子層之上，SDH/SONET電路仿真信號作為DLP的客戶層處理，SDH/SONET信號的輸出周期以及分組長度的與SDH/SONET接口速率有關，表6所示為不同速率SDH/SONET電路仿真信號的分組長度分類，此時應盡量要求以太網接口的總速率大于SDH/SONET接口速率，表6.SDH/SONET信號分組的長度
數據鏈路層(數據鏈路規程DLP)為客戶層(SDH/SONET電路仿真信號層)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，所述的新型數據鏈路層協議層為客戶層提供的服務通過“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，在發送端，當有SDH/SONET電路仿真信號分組需要發送時，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所述的新型數據鏈路層協議幀各字段的值，如果客戶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，各原語的語義和與上面描述的一樣，以太網MAC子層為所述的新型數據鏈路層協議層提供的服務通過IEEE 802.3標準(2002版本)定義的原語MA_DATA.request(MAC數據請求)和MA_DATA.indication(MAC數據指示)原語來實現，這兩個原語的語義和操作由IEEE 802.3標準確定。
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(數據鏈路規程，DLP)幀報頭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 AddressCode，SAC)，對于IP業務，所述的新型數據鏈路層協議幀的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，對于分組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，對于以太網與SDH/SONET的融合的網絡，目的地址碼和源地址碼分別表示以太網與同步數字體系或者同步光網絡融合的信號發送端和接收端的地址，用二層的數據鏈路層地址來實現客戶信號(以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號)的二層轉發和交換，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都是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為所述的新型數據鏈路層協議幀的第一級轉發標簽，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(IP v4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，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為所述的新型數據鏈路層協議幀的第二級轉發標簽，具體的NRC值由該國的通信最高管理機構分配，節點代碼字段為16比特，標識某個網絡節點的業務代碼，該碼為所述的新型數據鏈路層協議幀的第三級轉發標簽，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，表示某個用戶的業務代碼，該碼為所述的新型數據鏈路層協議幀的第四級轉發標簽，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實現以太網與同步數字體系或者同步光網絡的融合時，把以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號封裝到所述的新型數據鏈路層協議幀中，根據網絡融合的需要設置目的地址碼和源地址碼，隨后以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號在物理傳送網絡的處理完全依據所述的新型數據鏈路層協議幀的目的地址碼和源地址碼，為了降低報頭開銷，可以通過在所述的新型數據鏈路層協議幀報頭中的業務類型字段設置的業務類型，用所述的新型數據鏈路層協議實現以太網與SDH/SONET融合的網絡中所述的新型數據鏈路層協議幀的目的地址碼和源地址碼可以只包括國內地區碼、節點代碼和用戶代碼三個字段或者只包括節點代碼和用戶代碼兩個字段，隨后以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號在網絡中的傳送處理可以類似轉發IP包一樣的處理，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 Shortest Path 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(以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號)在網絡傳送過程中的安全，具體方法是通過對上層業務進行加密和認證處理來實現上層信號的安全傳送，如果需要對以太網MAC幀或者SDH/SONET電路仿真信號進行加密認證處理，通過在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，其它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DLP幀報頭中的幀序列號值提供抗重播功能，進行加密處理時，加密的范圍包括來自客戶層的整個客戶信號分組、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、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以太網與SDH/SONET融合的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”時表示所述的新型數據鏈路層協議幀(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，所述的新型數據鏈路層協議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，所述的新型數據鏈路層協議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(Value)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7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(OSPF為最短路徑優先協議的英文縮寫)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7.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_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)到其它節點(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把接收到的其它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(其值是可編程的，缺省值為3)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，拓撲報告幀用來網絡節點(DLP節點)向其它節點(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8所示。表8.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、鏈路管理幀或者空幀等)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(英文縮寫為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9所示，該字節的其它值保留作將來使用，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，其它二進制值保留給將來使用，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9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，其它值保留，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，其它值保留。表9.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，配置管理功能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，網絡節點(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，其它值保留給將來使用，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，故障管理機制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，其它值保留給將來使用，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)，其它值保留給將來使用。
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_Inquity_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，其它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)，其它值保留給將來使用，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幀可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了分類，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，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，并且規定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10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1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)，其它值保留將來使用，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“00000100～00100110”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10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1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)，其它值保留將來使用，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流量管理幀的填充長度字段以字節形式標識。表10.流量管理幀類型字段的用法
全文摘要
本發明涉及以太網與同步數字體系或者同步光網絡融合的適配方法，針對現有技術的不足接口速率不匹配、不支持基于分組的動態帶寬分配、不能在以太網上傳送SDH/SONET，不能與IP以及分組話音業務兼容等提出用一種新型的數據鏈路層協議——數據鏈路規程(DLP)來實現以太網與SDH/SONET融合的適配，不僅可以以太網在SDH/SONET上的直接傳送以及實現SDH/SONET在以太網上的直接傳送，而且可以實現與IP網絡、分組話音網絡的兼容，利用DLP提供的安全機制、網絡控制管理機制和流量管理機制實現數字視頻傳送網絡的2層保護倒換、性能管理、故障管理、安全管理、流量工程等網絡管理控制功能，使現有的通信網平滑過渡到下一代采用分組交換技術的統一公用網。
文檔編號H04L29/08GK1728720SQ20041006064
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