专利名称：一种无线通信系统中的vlan功能的设计方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线通信系统中的VLAN功能的设计方 法。
背景技术：
虚拟局域网(Virtual Local Area Network, VLAN)是一种从逻辑上而非物理上 的把网络资源和网络用户划分成多个小的逻辑网络的一种技术。使用VLAN可以建立虚拟 工作组，组内的各个用户就像在同一个局域网内，同时不是本组的用户无法访问本组成员。 VLAN这一技术一般应用在交换机中，是基于VLAN标记来实现的，目前IEEE提出的802. 1Q 标准的标记方法最为广泛应用。如图l所示，IEEE 802. 1Q帧结构中有一个4字节的802. 1Q 标签，该标签包含2字节的TPID (标签协议标识)和2字节的TCI (标签控制信息)。TPID 值为0X8100，表示该报文中携带了 IEEE 802. 1Q标签信息；TCI包含了 Priority (用户优先 级)、CFI (规范格式指示)和VLAN ID三个子域。VLAN ID子域位长12bits，支持4096个 VLAN的识别；每个支持802. 1Q协议的终端的数据包都会包含这个域，以指明自己属于哪一 个VLAN。 在无线通信系统中，VLAN功能的实现通常如图2所示，归属于不同VLAN的终端 (UT)的数据通过基站(BTS)汇聚到交换机(SW)，实现用户数据的接入和交换。对于来自终 端的上行数据，基站根据终端的VLAN规划在数据包中插入IEEE802. IQ标签，发送给上级交 换机，并由上级交换机根据IEEE802. 1Q协议进行后续处理。对于来自上级交换机的下行数 据，基站如果分析存在TPID(0X8100)，则去掉数据包中的IEEE802. IQ标签，并根据相应的 路由规则，将数据包发送给终端。 在上面的通信过程中，终端在保持VLAN特性的同时，可以在同一个交换机下的各 个基站之间自由移动；但是当终端漫游或切换至不同交换机下的基站时，终端的VLAN特性 就会受到限制。这是因为，不同交换机的VLAN规划一般是独立进行的，相同的VLAN ID可 能对应了不同的VLAN网络，当终端漫游到不同交换机下的基站时，新的交换机可能根据数 据包的VLAN ID而将终端错误的划分至其它VLAN。此外，如果全网所有交换机采用统一的 VLAN规划，虽然可以避免前述问题，但大大降低了网络设计的灵活性，增加了因VLAN数据 配置不统一而导致错误的可能性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线通信系统中的VLAN功能的设计 方法，采用该方法后，终端可以在不同交换机下的基站之间自动移动，实现了全网范围内的 移动性管理。该方法同时实现了归属于同一个虚拟工作组的位于不同交换机下的终端之间 的互通。 本发明采用的技术方案包含以下步骤 a，为系统中的每个虚拟工作组分配一个全网唯一的逻辑组号；交换机进行VLAN规划时，为每个逻辑组号指定一个唯一对应的VLAN ID，同时将所有交换机中的相同逻辑组 号对应的VLAN ID配置为路由互通； b，基站初始化启动时，将上级交换机的逻辑组号和VLAN ID的对应关系表保存在 基站的内存中；终端开机发起注册时，基站获取该终端所在虚拟工作组的逻辑组号，并保存 在基站的内存中； c，终端发起上行业务时，基站查询步骤b所述的对应关系表获得该终端所在虚拟 工作组的逻辑组号对应的VLAN ID，然后在数据包中插入802. 1Q标签，发送给交换机；基站 收到数据包时，分析如果存在TPID :0X8100，则去掉802. IQ标签，发给相应终端。
本发明中，交换机的VLAN规划可以独立进行，对于不同的交换机，相同逻辑组号 对应的VLAN ID可以相同，也可以不相同。所述路由互通的配置是在连接交换机的路由器 (或带路由的交换机)中完成的。交换机在完成VLAN规划后，可以将逻辑组号和VLAN ID 的对应关系表上传至网络管理系统；基站初始化启动时，从网络管理系统获取上级交换机 的所述对应关系表，并保存在基站的内存中。终端在开户时，在归属位置寄存器中保存该终 端所在虚拟工作组的逻辑组号；终端开机发起注册时，基站从归属位置寄存器获取该终端 所在虚拟工作组的逻辑组号，并保存在基站的内存中。 本发明提供的技术方案的有益效果在于l，无线通信系统中每个交换机的VLAN 规划可以独立进行，增强了网络设计的灵活性，降低了因VLAN数据配置不统一而导致的错 误；2，配置简单，在保持现有运营商核心网的VLAN规划不变的前提下，只需要在基站配置 保存上级交换机的逻辑组号和VLAN ID的对应关系表，以及终端所在虚拟工作的逻辑组号； 就能实现VLAN功能以及VLAN的移动性。
图1为IEEE 802. 1Q帧结构的示意图； 图2为通常无线通信系统中的实现了 VLAN功能的系统结构示意图； 图3为本发明实施例中的实现了 VLAN功能的系统结构示意图； 图4为本发明实施例中的SW1和SW2的逻辑组号和VLAN ID的对应关系表的示意
图； 图5为本发明实施例中的UT1位于BTS1下时，UT1发起上行业务的流程处理示意 图； 图6为本发明实施例中的UT1位于BTS1下时，BTS1收到网络侧下发的数据包的 流程处理示意图。
具体实施例方式
下面结合附图来详细说明本发明的具体实施方式
。 如图3所示的无线通信系统中，有两类终端用户，一类终端用户主要用于视频监 控，一类用户用于其它应用，为了使这两类用户相互不能访问，将这两类用户设置为两个虚 拟工作组，并为这两个虚拟工作组分配一个全网唯一的逻辑组号。其中，视频监控类用户的 逻辑组号(VLAN GROUPID)设置为1，其它应用类用户的逻辑组号设置为2。终端1 (UT1)和 终端2(UT2)均属于视频监控类，这两个终端在开户时，在归属位置寄存器(HLR)中保存各自所在虚拟工作组的逻辑组号，作为终端属性的一部分，无论终端切换或者漫游到其它基 站，该值保持不变。 图3中，交换机1 (SW1)支持的VLAN ID为12 15，该交换机为视频监控类用户指 定VLAN ID为12，为其它应用类用户指定VLAN ID为13，这样SW1的逻辑组号和VLAN ID的 对应关系表如图4 (a)所示。交换机2 (SW2)支持的VLAN ID为16 19，该交换机为视频监 控类用户指定VLAN ID为16，为其它应用类用户指定VLAN ID为17，这样SW2的逻辑组号 和VLAN ID的对应关系表如图4 (b)所示。SW1和SW2在VLAN规划完成后，均将自身的逻辑 组号和VLAN ID的对应关系表上传至网络管理系统。然后需要将SW1和SW2中的相同逻辑 组号对应的VLAN ID配置为路由互通；即在连接SW1和SW2的路由器(Router)中配置SW1 的VLAN ID 12和SW2的VLAN ID 16互通，SW1的VLANID13和SW2的VLAN ID 17互通。
基于以上的网络规划和配置，下面将详细说明无线通信系统中是如何实现VLAN 功能的。 —、终端始终位于同一交换机下时 以UTl始终位于SW1下为例，其过程如下 (1) BTS1初始化启动时，从网络管理系统获取SW1的逻辑组号和VLAN ID的对应关 系表，并保存在BTS1的内存中。 (2) UTl在BTS1下开机发起注册时，BTS1从HLR获取UTl所在虚拟工作组的逻辑 组号为l，并保存在BTS1的内存中。 (3) UTl发起上行业务时，BTS1根据UTl的逻辑组号查询所述的对应关系表，获得 UTl的逻辑组号对应的VLAN ID为12，在数据包中根据IEEE802. 1Q标准规定插入802. IQ 标签(包含TPID :0X8100和VLANID)，然后再发送给SW1。具体程序流程处理见图5。
(4)BTS1收到网络侧下发的数据包时，分析如果存在TPID :0X8100，则去掉数据包 中的802. IQ标签(包含TPID :0X8100和VLANID)，然后发给相应终端。具体程序流程处理 见图6。 UTl可以在SW1下的任意基站间自由切换，不影响其VLAN功能。
二、归属于同一个虚拟工作组的位于不同交换机下的终端之间的互通
以UTl和UT2分别位于SW1下的BTS1和SW2下的BTS2为例，其过程如下
(l)BTSl初始化启动时，从网络管理系统获取SWl的逻辑组号和VLAN ID的对应关 系表，并保存在BTS1的内存中。同理，BTS2也将SW2的对应关系表保存在BTS2的内存中。
(2) UTl在BTS1下开机发起注册时，BTS1从HLR获取UTl所在虚拟工作组的逻辑 组号为1，并保存在基站中。同理，BTS2也将UT2的逻辑组号1保存在BTS2的内存中。
(3) UTl发起上行业务时，BTS1根据UTl的逻辑组号查询所述的对应关系表，获得 UTl的逻辑组号对应的VLAN ID为12，在数据包中根据IEEE802. 1Q标准规定插入802. IQ 标签，然后再发送给交换机。同理，UT2发起上行业务时，BTS2在数据包中插入VLAN ID为 16的802. IQ标签。 (4)BTS1和BTS2收到网络侧下发的数据包时，分析如果存在TPID，则去掉数据包 中的802. 1Q标签，然后发给相应终端。 由于已经在路由器中配置SW1的VLAN ID 12和SW2的VLAN ID16互通，因此UTl
和UT2可以实现同一虚拟工作组的互通。
三、终端漫游或者切换至不同交换机下时 以UTl从位于SW1下的BTS1漫游到位于SW2下的BTS2为例，其过程如下
(l)UTl漫游到BTS2时，BTS2从HLR获取UT1所在虚拟工作组的逻辑组号为1，并 保存在BTS2的内存中。 (3)UT1发起上行业务时，BTS2根据UT1的逻辑组号查询所述的对应关系表，获得 UT1的逻辑组号对应的VLAN ID为16，在数据包中根据IEEE802. 1Q标准规定插入802. 1Q 标签，然后再发送给交换机。 (4)BTS2收到网络侧下发的数据包时，分析如果存在TPID，则去掉数据包中的 802. 1Q标签，然后发给相应终端。 UT1切换到BTS2下之后，由于UT1的逻辑组号仍然为1，并且已经将所有交换机中
的逻辑组号1对应的VLAN ID配置为路由互通，因此实现了 VLAN的移动性。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种无线通信系统中的VLAN功能的设计方法，其特征在于，包括以下步骤a，为每个虚拟工作组分配一个全网唯一的逻辑组号；交换机进行VLAN规划时，为每个逻辑组号指定一个唯一对应的VLAN ID，同时将所有交换机中的相同逻辑组号对应的VLAN ID配置为路由互通；b，基站初始化启动时，将上级交换机的逻辑组号和VLAN ID的对应关系表保存在基站的内存中；终端开机发起注册时，基站获取该终端所在虚拟工作组的逻辑组号，并保存在基站的内存中；c，终端发起上行业务时，基站查询步骤b所述的对应关系表获得该终端所在虚拟工作组的逻辑组号对应的VLAN ID，然后在数据包中插入802.1Q标签，发送给交换机；基站收到数据包时，分析如果存在TPID:OX8100，则去掉802.1Q标签，发给相应终端。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于步骤a，交换机的VLAN规划是独立进行的； 对于不同的交换机，相同逻辑组号对应的VLAN ID不相同。
3. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于步骤a，所述路由互通的配置是在连接交换 机的路由器中完成的。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，交换机完成VLAN规划后，将逻辑组号和 VLAN ID的对应关系表上传至网络管理系统；基站初始化启动时，从网络管理系统获取上级 交换机的所述对应关系表，并保存在基站的内存中。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，终端在开户时，在归属位置寄存器中保存 该终端所在虚拟工作组的逻辑组号；终端开机发起注册时，基站从归属位置寄存器获取该 终端所在虚拟工作组的逻辑组号，并保存在基站的内存中。
全文摘要
本发明提供一种无线通信系统中的VLAN功能的设计方法，包括以下步骤a，为每个虚拟工作组分配一个全网唯一的逻辑组号；交换机进行VLAN规划时，为每个逻辑组号指定一个VLAN ID，同时将所有交换机中的相同逻辑组号对应的VLAN ID配置为路由互通；b，基站初始化启动时，将上级交换机的逻辑组号和VLAN ID的对应关系表保存在基站内存中；终端开机发起注册时，基站获取终端的逻辑组号，并保存在基站内存中；c，终端发起上行业务时，基站查询对应关系表获得终端的逻辑组号对应的VLAN ID，在数据包中插入802.1Q标签，发送给交换机；基站收到数据包时，如果存在OX8100则去掉802.1Q标签，发给相应终端。该方法配置简单，且每个交换机的VLAN规划可以独立进行，增强了网络设计的灵活性。
文档编号H04L12/46GK101753429SQ200810240320
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者刘卫东, 王文华, 石昱舒, 蒋伯峰 申请人:北京信威通信技术股份有限公司