一種內(nèi)置cgn的寬帶接入網(wǎng)關(guān)及其實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種內(nèi)置CGN的寬帶接入網(wǎng)關(guān)及其實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]IPv4地址日趨耗竭，需往IPv6地址方向遷移?；ヂ?lián)網(wǎng)上承載了海量的IPv4業(yè)務(wù)，運(yùn)營商不可能在短時間內(nèi)徹底丟棄IPv4。IPv4與IPv6存在一個過渡期，如何在盡量不影響現(xiàn)有IPv4業(yè)務(wù)的前提下逐步地引入IPv6是運(yùn)營商重點考慮的問題。運(yùn)營商級地址轉(zhuǎn)換技術(shù)(CGN, Carrier Grade Network Address Translat1n)是 IPv6 關(guān)鍵過渡技術(shù)，是在雙棧條件下IPv4私有地址轉(zhuǎn)換成IPv4公有地址的解決方案。
[0003]在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中，寬帶接入網(wǎng)關(guān)處在網(wǎng)絡(luò)接入控制層，主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)接入控制，實現(xiàn)撥號和專線接入互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、組播網(wǎng)關(guān)、IPTV網(wǎng)關(guān)、MPLS VPN PE功能。寬帶接入網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)ΡΡΡ0Ε/ΙΡ0Ε用戶管理，包括接入認(rèn)證、地址分配、業(yè)務(wù)策略調(diào)度等。
[0004]寬帶接入網(wǎng)關(guān)內(nèi)置CGN是現(xiàn)階段主流CGN設(shè)備形態(tài)，基本上采用CGN功能卡方式實現(xiàn)。用戶接入與CGN緊耦合，具備部署簡單、用戶溯源容易等優(yōu)點。
[0005]圖1為現(xiàn)有技術(shù)寬帶接入網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。包括:主控板卡11、交換板卡12、接口板卡13、以及CGN板卡14，其中，主控板卡11包括用戶會話管理單元111。其中，用戶會話管理單元111用于用戶的會話管理，例如，接入用戶請求，分配私網(wǎng)地址等。
[0006]圖2為現(xiàn)有技術(shù)寬帶接入網(wǎng)關(guān)內(nèi)置CGN的實現(xiàn)方法示意圖。
[0007]用戶發(fā)起PPPoE/IPoE接入請求，主控板卡完成用戶AAA，分配用戶私網(wǎng)地址，并觸發(fā)分配用戶公網(wǎng)地址及端口號；
[0008]用戶發(fā)起流量訪問請求，CGN板卡生成用戶NAT會話，進(jìn)行NAT流量轉(zhuǎn)換，通過接口板卡轉(zhuǎn)發(fā)流量。
[0009]其中，主CGN板卡將用戶NAT會話同步至備CGN板卡上，由于需預(yù)留備份資源，那么每塊CGN資源最大只能使用50 %，包括NAT會話數(shù)與流量轉(zhuǎn)換處理容量。當(dāng)CGN板卡故障，備CGN板卡升為主CGN板卡，激活用戶會話，進(jìn)行NAT流量轉(zhuǎn)換，通過接口板卡轉(zhuǎn)發(fā)流量。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)CGN過程中，各CGN板卡獨(dú)立工作，負(fù)責(zé)各自NAT實例處理，包括NAT會話管理與NAT流量處理，使得會話管理與流量處理緊耦合。
[0011]另外，寬帶接入網(wǎng)關(guān)不具備CGN資源統(tǒng)一調(diào)度，CGN資源無法跨板卡調(diào)度，存在資源浪費(fèi)的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在問題，并因此針對所述問題中的至少一個問題提出了一種新的技術(shù)方案。
[0013]根據(jù)本發(fā)明一方面，提出一種內(nèi)置CGN的寬帶接入網(wǎng)關(guān)，包括主控板卡、CGN板卡、交換板卡以及接口板卡，所述主控板卡包括NAT處理單元和用戶會話管理單元，其中:
[0014]所述用戶會話管理單元，配置于根據(jù)用戶的接入請求分配私網(wǎng)地址，并觸發(fā)分配公網(wǎng)地址和端口號；
[0015]所述NAT處理單元，配置于接收CGN板卡上報的資源信息，根據(jù)用戶的流量訪問請求，分配承載所述流量的CGN板卡，并將流量引向已分配的所述CGN板卡；
[0016]所述CGN板卡，配置于向所述NAT處理單元上報CGN板卡的資源信息；接收所述NAT處理單元弓丨入的流量，創(chuàng)建NAT會話，添加到NAT會話表中，將所述流量進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換并通過所述接口板卡進(jìn)行發(fā)送。
[0017]進(jìn)一步，所述CGN板卡將所述NAT會話表同步給所述NAT處理單元。
[0018]進(jìn)一步，所述NAT處理單元為所述CGN板卡分配其備用CGN板卡，并標(biāo)記其與所述備用CGN板卡之間的備份關(guān)系。
[0019]進(jìn)一步，所述NAT處理單元還更新CGN板卡的資源信息，并根據(jù)更新后的CGN板卡的資源信息分配CGN板卡。
[0020]進(jìn)一步，所述NAT處理單元根據(jù)CGN板卡的NAT會話數(shù)和/或吞吐量分配承載流量的CGN板卡。
[0021]根據(jù)本發(fā)明另一方面，還提出一種內(nèi)置CGN的寬帶接入網(wǎng)關(guān)的實現(xiàn)方法，包括:
[0022]CGN板卡向主控板卡上報CGN板卡資源信息；
[0023]所述主控板卡接收用戶的接入請求，分配私網(wǎng)地址，并觸發(fā)分配公網(wǎng)地址和端口號;
[0024]所述主控板卡接收用戶的流量訪問請求，分配承載所述流量的CGN板卡，并將流量弓I向已分配的所述CGN板卡；
[0025]所述CGN板卡創(chuàng)建NAT會話，添加到NAT會話表中，將所述流量進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換并通過接口板卡進(jìn)行發(fā)送。
[0026]進(jìn)一步，所述CGN板卡將所述NAT會話表同步給所述主控板卡。
[0027]進(jìn)一步，所述主控板卡為所述CGN板卡分配其備用CGN板卡，并標(biāo)記其與所述備用CGN板卡之間的備份關(guān)系。
[0028]進(jìn)一步，所述主控板卡還更新CGN板卡的資源信息，并根據(jù)更新后的CGN板卡的資源信息分配CGN板卡。
[0029]進(jìn)一步，所述主控板卡根據(jù)CGN板卡的NAT會話數(shù)和/或吞吐量分配承載流量的CGN板卡。
[0030]本發(fā)明中，通過主控板卡調(diào)度所有NAT會話，可靈活指配任何NAT會話至寬帶接入網(wǎng)關(guān)上任一 CGN板卡上，實現(xiàn)NAT會話與NAT流量分離機(jī)制。
[0031]通過以下參照附圖對本發(fā)明的示例性實施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。
【附圖說明】
[0032]構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本發(fā)明的實施例，并且連同說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0033]參照附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本發(fā)明，其中:
[0034]圖1為現(xiàn)有技術(shù)寬帶接入網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖2為現(xiàn)有技術(shù)寬帶接入網(wǎng)關(guān)內(nèi)置CGN的實現(xiàn)方法示意圖。
[0036]圖3為本發(fā)明實施例中的一種內(nèi)置CGN的寬帶接入網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖4為本發(fā)明實施例中的一種內(nèi)置CGN的寬帶接入網(wǎng)關(guān)的實現(xiàn)方法流程圖。
[0038]圖5為本發(fā)明另一實施例中的一種內(nèi)置CGN的寬帶接入網(wǎng)關(guān)的實現(xiàn)方法流程圖。
【具體實施方式】
[0039]現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。
[0040]同時，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關(guān)系繪制的。
[0041]以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。
[0042]對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。
[0043]在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。
[0044]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0045]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0046]圖3為本發(fā)明實施例中的一種內(nèi)置CGN的寬帶接入網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。包括:主控板卡31、交換板卡32、接口板卡33、以及CGN板卡34，其中，主控板卡31包括用戶會話管理單元311和NAT處理單元312。這里的NAT處理單元312為新增單元，用于保存CNG板卡資源信息、分配CGN板卡34、將流量引向已分配的CGN板卡34，還可以進(jìn)行主備冗余備份等。在下面將詳細(xì)說明其結(jié)構(gòu)。
[0047]交換板卡32在主控板卡31與接口板卡33、主控板卡31與CGN板卡34、以及接口板卡33與CGN板卡34之間傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)報文的高速交換。例如,交換板卡32具備單槽400Gbps以上的無阻塞交換能力。
[0048]接口板卡33負(fù)責(zé)用戶接入請求的相關(guān)處理，以及流量轉(zhuǎn)發(fā)。完成用戶接入控制，對寬帶用戶進(jìn)行接入認(rèn)證、授權(quán)與計費(fèi)，以及流量轉(zhuǎn)發(fā)。例如，接口板卡33至少具備10Gbps以上接口能力。
[0049]CGN板卡34進(jìn)行用戶會話NAT處理以及地址轉(zhuǎn)換，地址轉(zhuǎn)換包括IPv4私有地址與IPv4私有地址之間的轉(zhuǎn)換，IPv4私有地址與IPv4公有地址之間的轉(zhuǎn)換，IPv4地址與IPv6地址之間的轉(zhuǎn)換等。在用戶