[发明专利]使用IP－VPN功能的ATM边缘节点交换设备

说明书

本发明涉及使用IP-VPN(网际协议-虚拟专用网)功能将IP(网际协议)数据包分发给各个目的IP地址的ATM(异步传输模式)边缘节点交换设备。

最近通过在计算机网络中使用TCP/IP(传输控制协议/网际协议)使互联网得到了广泛的使用。在互联网上，连接在WWW(万维网)上的目的信息可以使用超文本通过公共网络或租用线得到。

另一方面，一个LAN(局域网)区域能够与ATM相互通，这被希望在未来作为互联网的后继加以使用，现在已经开始发布了。ATM是一种数据传输和交换技术，它已作为B-ISDN(宽带综合业务数字网)在下一代公共网络中被采纳。在ATM中，一个数据包叫做一个ATM信元，它具有53字节的固定长度，其中包括5字节的信头部分用于为目的地址和源地址提供控制信息。这个信头部分并不包括检错/纠错码。该ATM信元由用户终端传到交换设备，交换设备读取信头部分中的目的地址并将该ATM信元传向指定的目的用户终端。当ATM信元被传输时，该ATM信元被临时存储在交换设备中，这样在用户终端之间的通信具有不同的传输速率就变得可能。并且在ATM中，开始通信前用户终端和交换设备可以事先保护传输带宽。因此，适于传输流数据，如果该流数据中一个文件的某一部分是音频或视频数据则它可以在ATM中再生。

实际上，互联网上使用的是公共网络，但为了保证安全性，目前逐渐被广泛使用的方法是使用一个VPN(虚拟专用网)将公共网络作为就如一条租用线的专用网络，其中VPN是一种系统，在该系统中通过公共网络传输的数据被加密。

近来一种小规模的办公室如SOHO(小型办公室，在家办公)的数目开始增长，并且一种基于对应于使用在Internet上的OSI(开放式系统互连)参考模型的第三层网络层的L3-VPN的工具也开始增长。然而，仍存在一个问题，那就是对例如在公共网络上确保Internet带宽的有关对服务质量(QOS)的保证还未能实现。

为了使QOS完全得到保证，用户必须与通信供应商联系，该供应商运行和管理网络为网络接入层的租用线或作为物理层的第二层的L2-VPN的租用线。然而，如果选用L2-VPN租用线，当连向网络的用户终端数目增长了，则租用线的数目也要相应增长，这会导致高昂的费用。

图1所示是一种使用L2-VPN的ATM网络的传统结构。如图1所示，在传统的ATM网络10中，提供了多个ATM边缘节点交换设备13，多个用户终端11通过网孔连接12与多个ATM边缘节点交换设备13中的每一个相连。在这个ATM网络10中，有一条租用线设备为传输IP数据包提供服务，然而，用户终端11与ATM边缘节点交换设备13相连的租用线，作为网孔连接，是一个L2-VPN系统，因此，这会导致高昂的费用。

这样本发明的一个目的是提供能获得定位在L2-VPN和L3-VPN之间的低成本的VPN的ATM边缘节点交换设备。有了它，通信运营商能在ATM网络中安装ATM边缘节点交换设备，并且正在使用或计划使用L3-VPN的用户可以以较低的成本来使用通过本发明得到的VPN。

根据本发明的第一个方面，提供了在一个ATM网络中连接到多个用户终端的ATM边缘节点交换设备。该ATM边缘节点交换设备提供了一种IP数据包分发功能，来将每个IP数据包分发到多个用户终端中的每一个上，这通过多个用户终端中每一个的目的IP地由上来实现IP-VPN(网际互连协议-虚拟专用网)功能从而加以实现。并且IP-VPN功能提供了：一个从每个用户终端传来的IP数据包的包头部分中获取用于区分每个用户终端的VC(虚信道)号以及VPN-ID(虚拟专用网标识)的输入IP数据包分析部分；一个由用户终端送出的IP数据包的报头部分获取的协议类型、目的服务端口号、源地址服务端口号以及编码点所组成的QOS信息设定的QOS(服务质量)类型；并提供了一个路由信息检索部分，通过使用目的IP地址、VPN-ID、QOS类型对目的地址的VC路由进行检索并对其进行设置。

根据本发明的第二个方面，在第一方面中，处于用户终端和ATM边缘节点交换设备之间的租用线至少是一条，并且租用线是在OSI(开放式系统互连)参考模型中第二层的虚拟专用网。

根据本发明的第三个方面，在第一个方面中，输入IP数据包分析部分将QOS类型定义为对应于丢弃非法信元(IP数据包)、标记故障及传输时延的8类。