CN101277305A - 通用路由封装gre承载的方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式提供了一种通用路由封装GRE承载的方法、装置及系统。在进行GRE帧的传输承载时，通过对GRE帧进行映射查询，获知所述GRE帧的复用帧头信息；然后根据所获取的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中。这样对于净荷较小的数据帧来说，就可以减少不必要的封装开销，提高了数据帧的传输承载效率，从而节省了网络的带宽资源，提高了系统传输性能。

Description

通用路由封装GRE承载的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种通用路由封装GRE承载的方法、装置及系统。

背景技术

通用路由封装(GRE，Generic Routing Encapsulation)协议属于第三层隧道协议，它规定了如何用一种网络协议去封装另一种网络协议的方法。GRE的隧道的两端由源IP(Internet Protocal，因特网协议)地址和目的IP地址定义，在很多的接入网络中都会采用GRE隧道封装的方式来进行数据的传输承载，例如在全球微波互联接入(WiMAX，Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess)标准中采用GRE隧道封装来作为基站(BS)与网关(ASN-GW)之间R6接口的传输承载，如图1所示为在WiMAX中应用GRE隧道封装的结构示意图，终端用户(MS)的IP报文进行GRE封装，通过封装后的GRE报文来实现BS和ASN-GW两端之间的R6接口的传输承载，其中在封装后的GRE报文中还包含有GRE关键值(GRE Key)，通过该Key值来识别封装后的GRE报文中具体的数据流。由于在GRE的封装承载过程中，需要增加大量的开销，所以传输的效率会很低，尤其是对于净荷(Payload)较小的短包而言，传输承载的效率会更低，如图2所示为现有技术中GRE报文封装后的承载帧的结构示意图，封装后的GRE帧包含Payload域和GRE帧头(GRE Header)，若传输净荷较小，即传输短包时，所传输的净荷比重较小，其传输承载效率很低，从而浪费了网络带宽资源。

综上所述，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：按照现有GRE封装承载的方法，尤其是对于净荷较小的数据帧而言，增加了不必要的封装开销，传输效率低，浪费了网络带宽资源。

发明内容

本发明实施方式所要解决的技术问题在于提供一种通用路由封装GRE承载的方法、装置及系统，能够提高数据帧的传输承载效率，节省了网络带宽资源，减少了不必要的封装开销。

本发明实施方式是通过以下技术方案实现的：

一种通用路由封装GRE承载的方法，包括：

通过对GRE帧进行映射查询，获取所述GRE帧的复用帧头信息；

根据所获取的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中。

本发明实施方式还提供了一种通用路由封装GRE承载的装置，包括：

帧头信息获知单元，用于对GRE帧进行映射查询，获知所述GRE帧的复用帧头信息；

帧复用单元，用于根据帧头信息获知单元获知的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中。

本发明实施方式还提供了一种通用路由封装GRE承载的系统，该系统包括数据发送端和数据接收端，其中：

数据发送端用于通过对GRE帧进行映射查询，获取GRE帧的复用帧头信息；并根据所获取的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中；

数据接收端用于在接收到复用后的外部IP帧时，将复用后的外部IP帧进行解复用，获得多个包含单个GRE帧的外部IP帧。

由上述所提供的技术方案可以看出，在进行GRE帧的传输承载时，首先按照设定的复用条件，将符合条件的多个GRE帧设置在同一个外部IP帧的净荷中，复用所述外部IP帧的帧头。这样对于净荷较小的数据帧来说，就可以减少不必要的封装开销，提高了数据帧的传输承载效率，从而节省了网络的带宽资源，提高了系统传输性能。

附图说明

图1为现有技术在WiMAX中应用GRE隧道封装的结构示意图；

图2为现有技术中GRE报文封装后的承载帧的结构示意图；

图3为本发明实施方式提供的GRE承载方法的流程示意图；

图4为本发明实施方式提供的GRE帧复用设置的帧结构示意图；

图5为本发明实施方式提供的GRE净荷复用设置的帧结构示意图；

图6为本发明实施方式提供的GRE装置的结构示意图；

图7为本发明实施方式提供的GRE系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施方式提供了一种通用路由封装GRE承载的方法、装置及系统。在进行GRE帧承载传输时，按照设定的复用条件来复用GRE帧头或者外部IP帧头，这样就可以将多个净荷小的数据帧复用在一起进行传输承载，减少了不必要的封装开销，从而提高了数据帧的传输承载效率，节省了网络的带宽资源，进而提高了系统传输性能。

为更好的描述本发明实施方式，现结合附图对本发明的具体实施方式进行说明，如图3所示为本发明实施方式提供的GRE承载方法的流程示意图，所述方法包括：

步骤31：通过对GRE帧进行映射查询，获取GRE帧的复用帧头信息。

具体来说，可以在GRE帧的选取过程中，对GRE帧进行相应的映射查询来获得GRE帧的复用帧头信息。

可以是由特定的功能模块对GRE帧进行映射查询，映射查询的方式可以是以下方式中的一种或任意组合：Key值映射查询，IP地址和Key值映射查询，或原始报文信息映射查询。通过上述的映射查询方式就可以获知GRE帧的复用帧头相关信息，该复用帧头信息包括：传输通道、关键Key值和/或外部目的IP地址等信息。这里所述的GRE帧可以是已经完成了GRE封装，也可以是已经获取了相应的GRE封装信息。

步骤32：根据所获取的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中。

具体来说，可以是在对GRE帧进行传输承载时，按照设定的复用条件，将满足设定的复用条件的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中。

按照设定的复用条件不同，所设定的复用方式也有不同，具体来说可以将具有相同的传输通道和外部目的IP地址的多个GRE帧，设置在一个外部IP帧的净荷中。如图4所示为GRE帧复用设置的帧结构示意图，图中复用在一个外部IP帧净荷中的GRE帧包括净荷(Payload)部分和GRE头(GRE Header)部分，这若干个GRE帧具有相同的传输通道和外部目的IP地址。

另外，按照设定的复用条件的不同，还有另一种复用方式。如图5所示为GRE净荷复用设置的帧结构示意图，图中是将多个GRE帧中的净荷部分设置在同一个GRE帧内，复用同一个GRE帧的帧头部分；然后再将复用后的GRE帧封装设置于一个外部IP帧的净荷中。在这种情况下，需要满足的复用条件是所复用的多个GRE帧具有相同的关键Key值和外部目的IP地址。

另外，在对多个GRE帧的净荷部分进行复用时，还可以在复用的GRE帧内包括与GRE帧中的净荷相对应的GRE序列号(GRE Sequence Number)，该GRE序列号可以用来指示GRE帧传输的顺序。

在按照以上技术方案，对多个GRE帧进行相应的设置后，该多个GRE帧就被封装到同一个外部IP的净荷中，实现了对外部IP帧头的复用。

这里，在选取出满足复用条件的多个GRE帧后，还可以根据预先配置的复用参数信息来复用所述外部IP帧的帧头，即将满足设定的复用条件和预先配置的复用参数信息的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中。预先配置的复用参数信息可以包括如下信息中的一种或任意组合：最大净荷帧长、最大复用帧长和复用等待时间间隔。

其中，最大净荷帧长用于指示能够进行复用的GRE帧的最大净荷，该复用参数信息是为了保证超过最大净荷帧长的长包可以不进行复用，但同时为了能够保证传输的顺序不出现混乱，一旦出现不需要复用的长包，就可以将已经复用过的外部IP帧也进行发送。

最大复用帧长用于指示复用后的外部IP帧的最大帧长，该复用参数信息是为了防止复用后出现超过最大复用帧长的长包而导致分片。

复用等待时间间隔用于在复用过程中，指示没有达到所述最大复用帧长前所等待的时间，该复用参数信息是用来在复用时，避免由于流量过小而没有达到最大复用帧长而长时间等待的情况发生，也就是说当达到复用等待时间间隔所规定的时间时，不管是否是最大复用帧长，都将复用后的外部IP帧进行发送，从而进一步提高转发效率，降低了传输时延。

举例来说，设定最大净荷帧长为100比特，最大复用帧长为200比特，复用等待时间间隔为50ms，且所选取出的符合复用条件的GRE帧分别为GRE帧1，GRE帧2，GRE帧3和GRE帧4。那么如果GRE帧1的帧长度超过了100比特，也就是超过了最大净荷帧长，那么该GRE帧1就不需要进行复用，而可以直接封装到外部IP帧中进行传输；如果GRE帧2和GRE帧3在复用后的总帧长为190比特，而再复用GRE帧4后总帧长就超过了200比特，也就是超过了最大复用帧长，此时由于出现了长包有可能会导致分片，故GRE帧4就不能进行复用，而只能等到下一帧再进行复用；而如果GRE帧2，GRE帧3和GRE帧4在复用后的总帧长为160比特，没有达到最大复用帧长，此时如果已经到了复用等待时间间隔所规定的50ms，那么就将复用了GRE帧2，GRE帧3和GRE帧4的外部IP帧进行发送，保证传输的连续性。

通过以上技术方案的实施，就可以在进行GRE帧的传输承载时，将满足一定条件的净荷小的数据帧进行复用，放置在一起进行传输承载，从而减少了不必要的封装开销，提高了数据帧的传输承载效率，有效节省了网络的带宽资源。

另外，以上复用后的外部IP帧在发送后，若数据接收端接收到该外部IP帧，则还需要将所述复用后的外部IP帧进行解复用，获得多个包含单个GRE帧的外部IP帧。

举例来说，数据接收端若接收到复用有3个GRE帧的外部IP帧，则根据复用方式的不同将该外部IP帧进行相应的解复用。具体来说，若这3个GRE帧是设置在同一个外部IP帧净荷中，复用同一个外部IP帧头时，就将每个GRE帧从复用帧中解出，并分别和复用的外部IP帧头进行组合，形成3个单独的包含单个GRE帧的外部IP帧，然后再进行后继的处理操作；若这3个GRE帧中的净荷部分是设置在同一个GRE帧内，复用同一个GRE帧的帧头部分时，就将每个GRE帧的净荷部分单独解出，并分别和复用的GRE帧头进行组合，然后再单独封装到同一个外部IP帧中，形成3个单独的包含单个GRE帧的外部IP帧，然后再进行后继的处理操作。

本发明实施方式还提供了一种通用路由封装GRE承载的装置，如图6所示为本发明实施方式提供的装置的结构示意图，所述装置包括帧头信息获知单元61和帧复用单元62，其中的帧头信息获知单元61用于对GRE帧进行映射查询，获知GRE帧的复用帧头信息。该复用帧头信息包括传输通道、关键Key值和外部目的IP地址信息；其中映射查询的方式包括以下一种或任意组合：Key值映射查询，IP地址和Key值映射查询，或原始报文信息映射查询。

帧复用单元62用于根据帧头信息获知单元获知的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中。具体的复用方式见上述方法实施方式中所述，此处不再赘述。

另外，在帧复用单元62中还可以包括净荷复用模块621，该净荷复用模块621用于根据获知的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧中的净荷设置在同一个GRE帧内，复用同一个GRE帧的帧头。

另外，在以上装置中还可以包括复用参数信息配置单元63，该复用参数信息配置单元63用于预先配置复用参数信息；帧复用单元62将满足设定的复用条件的GRE帧按照预先配置的复用参数信息设置在一个外部IP帧的净荷中。其中的复用参数信息包括如下信息中的一种或多种：最大净荷帧长、最大复用帧长或复用等待时间间隔。

其中，最大净荷帧长用于指示能够进行复用的GRE帧的最大净荷；最大复用帧长用于指示复用后的外部IP帧的最大帧长；复用等待时间间隔用于在复用过程中，指示没有达到最大复用帧长前所等待的时间。

以上所述装置可以集成于数据发送端中，也可以设置成单独的功能实体。

本发明实施方式还提供了一种通用路由封装GRE承载的系统，如图7所示为本发明实施方式提供的系统的结构示意图，该系统包括数据发送端和数据接收端，其中：

数据发送端用于通过对GRE帧进行映射查询，获取所述GRE帧的复用帧头信息；并根据所获取的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中。

数据接收端用于在接收到复用后的外部IP帧时，将该复用后的外部IP帧进行解复用，获得多个包含单个GRE帧的外部IP帧。

另外，以上的数据发送端还可以按照设定的复用条件，将满足复用条件的GRE帧中的净荷设置在同一个GRE帧内，复用同一个GRE帧的帧头。

所述的映射查询具体包括以下方式中的一种或任意组合：

Key值映射查询，IP地址和Key值映射查询，以及原始报文信息映射查询。

综上所述，本发明实施方式可以在进行GRE帧的传输承载时，将多个净荷小的数据帧复用在一起进行传输承载，减少了不必要的封装开销，从而提高了数据帧的传输承载效率，节省了网络的带宽资源，进而提高了系统传输性能。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤：

通过对GRE帧进行映射查询，获取GRE帧的复用帧头信息；

根据所获取的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1、一种通用路由封装GRE承载的方法，其特征在于，

通过对GRE帧进行映射查询，获取所述GRE帧的复用帧头信息；

根据所获取的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定的复用条件，具体包括：

所述GRE帧具有相同的传输通道和外部目的IP地址。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将满足设定的复用条件的GRE帧设置在同一个外部IP帧的净荷中，进一步包括：

将满足所述复用条件的GRE帧中的净荷设置在同一个GRE帧内，复用所述同一个GRE帧的帧头；

将复用后的GRE帧封装设置在一个外部IP帧的净荷中。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设定的复用条件，具体包括：

所述GRE帧具有相同的关键Key值和外部目的IP地址。

5、如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，

在所述同一个GRE帧内还包括：与所述GRE帧中的净荷相对应的GRE序列号。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述GRE帧的复用帧头信息包括：传输通道、关键Key值和外部目的IP地址信息。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射查询具体包括以下之一或者任意组合：

Key值映射查询，IP地址和Key值映射查询和原始报文信息映射查询。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获取的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中进一步包括：

根据获取的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧按照预先配置的复用参数信息设置在一个外部IP帧的净荷中。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预先设置的复用参数信息包括以下之一或者任意组合：最大净荷帧长，最大复用帧长和复用等待时间间隔。

10、一种通用路由封装GRE承载的装置，其特征在于，包括：

帧头信息获知单元，用于对GRE帧进行映射查询，获知所述GRE帧的复用帧头信息；

帧复用单元，用于根据帧头信息获知单元获知的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中。

11、如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述帧复用单元中包括：

净荷复用模块，用于根据所述帧头信息获知单元获知的GRE帧的复用帧头信息，将满足所述设定的复用条件的GRE帧中的净荷设置在同一个GRE帧内，复用所述同一个GRE帧的帧头。

12、如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

复用参数信息配置单元，用于预先配置复用参数信息；其中，所述帧复用单元将满足设定的复用条件的GRE帧按照所述预先配置的复用参数信息设置在一个外部IP帧的净荷中；

所述的复用参数信息包括以下之一或者任意组合：最大净荷帧长，最大复用帧长和复用等待时间间隔。

13、一种通用路由封装GRE承载的系统，其特征在于，所述系统包括数据发送端和数据接收端，其中：

所述数据发送端用于通过对GRE帧进行映射查询，获取所述GRE帧的复用帧头信息；并根据所获取的GRE帧的复用帧头信息，将满足设定的复用条件的GRE帧设置在一个外部IP帧的净荷中；

所述数据接收端用于在接收到复用后的外部IP帧时，将所述复用后的外部IP帧进行解复用，获得包含单个GRE帧的外部IP帧。

14、如权利要求13所述的系统，其特征在于，

所述数据发送端还用于按照设定的复用条件，将满足所述复用条件的GRE帧中的净荷设置在同一个GRE帧内，复用所述同一个GRE帧的帧头。

15、如权利要求13或14所述的系统，其特征在于，

所述映射查询，具体包括以下方式中的一种或任意组合：

Key值映射查询，IP地址和Key值映射查询，以及原始报文信息映射查询。

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