CN101616094A - 报文转发路径的获取方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种报文转发路径的获取方法，应用于包括网管设备和所述网管设备管理的其他设备的网络中，包括：所述设备识别接收的报文为转发路径查询报文时，根据所述转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送所述转发路径查询报文，并记录所述转发路径查询报文的出接口；所述设备将所述出接口发送到网管设备，在所述网管设备上根据转发路径查询报文在设备中出接口获得所述转发路径查询报文在网络中的转发路径。本发明内，网管设备根据设备发送的转发路径查询报文的出接口，获取报文在网络中的全网转发路径。

Description

报文转发路径的获取方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种报文转发路径的获取方法和设备。

背景技术

目前的网络管理中，管理员出于诊断的目的，需要知道各类报文在网络中的转发路径。但是，由于主流的网络设备都提供了相当复杂的二、三层交换功能，例如交换机和路由器进行路由交换的网络接口相当丰富，导致现有的组网应用相当复杂，各种报文通过网络转发时可选的路径非常多，管理员难以获得报文在网络中的转发路径。

例如，结合图1所示的网络系统，PC1发出报文进入S1，网络管理员需要清楚该报文在网络系统中的全网转发路径，即该报文最终会通过哪一台设备上哪一个接口转发出去。

现有技术提供了一种获取报文在单台设备上的转发路径的方法，即获取报文在单台设备上的报文出接口，具体的包括：

1)通过测试仪器构造指定类型报文，并且选择与网络中的一个网络设备相连接，连接正常后测试仪器向该网络设备发送测试报文；

2)在该网络设备的所有的出接口上下发流统计规则，如果哪个出接口上的统计流统计不为0，则表示该出接口就是此种类型报文的转发出接口。

通过现有技术中提供的方法可以获得报文在单台设备上的转发路径，但是，使用这种方法无法轻松获取全网的转发路径：如果需要知道指定报文在整个网络中的转发路径，则需要将测试仪器链接到所有涉及报文转发的设备上，过程繁琐，工作量大，并且失去了实时性；而且，如果指定报文是在网络设备内部某个引擎丢弃的，现有技术无法获知具体的报文丢弃原因。

发明内容

本发明提供了一种报文转发路径的获取方法和设备，以实现获取报文在网络中的全网转发路径。

本发明提供一种报文转发路径的获取方法，应用于包括网管设备和所述网管设备管理的其他设备的网络中，包括：

所述设备识别接收的报文为转发路径查询报文时，根据所述转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送所述转发路径查询报文，并记录所述转发路径查询报文的出接口；

所述设备将所述出接口发送到网管设备，在所述网管设备上根据转发路径查询报文在设备中出接口获得所述转发路径查询报文在网络中的转发路径。

所述转发路径查询报文包括报文头和转发信息，所述报文头中携带标识报文转发次数的报文存活时间、报文的入接口以及标识该报文为转发路径查询报文的报文类型标识；所述转发信息包括二层转发信息、三层转发信息、VLAN标识或者标签。

所述根据转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送所述转发路径查询报文包括：

当找到出接口时，所述设备修改所述报文头中的报文类型标识，并为所述转发路径查询报文封装普通以太网报文头，通过所述出接口发送修改后的转发路径查询报文；

当所述转发路径查询报文被丢弃时，所述设备记录所述转发路径查询报文的报文丢弃原因。

所述根据转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送所述转发路径查询报文之前，还包括：

所述设备剥去所述转发路径查询报文的普通以太网头，修改所述报文头中的入接口信息为所述设备接收所述转发路径查询报文的入接口，并将所述报文头中的报文存活时间减1。

当所述报文存活时间为0时，接收所述转发路径查询报文的设备丢弃所述转发路径查询报文。

所述根据转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送所述转发路径查询报文之后，还包括：

所述设备在转发路径寄存器中存储所述出接口，或者在丢弃原因路径寄存器中存储所述报文丢弃原因；同时，所述设备设置测试结束标识。

所述设备将所述出接口发送到网管设备包括：

所述设备识别接收的报文为转发路径查询报文后，轮询所述设备中的测试结束标识；

当轮询到测试结束标识时，所述设备查找所述转发路径寄存器或者丢弃原因寄存器，获取所述转发路径查询报文的出接口或者报文丢弃原因；

所述设备将获取的所述转发路径查询报文的出接口发送到网管设备。

所述测试结束标识具体存储在测试结束寄存器中。

一种报文转发路径的获取设备，应用于包括网管设备和所述网管设备管理的其他设备的网络中，包括：

报文识别单元，用于识别接收的报文是否为转发路径查询报文；

接口寻找单元，用于根据转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送所述转发路径查询报文，并记录发送所述转发路径查询报文的出接口；

接口发送单元，用于将所述接口寻找单元记录的出接口发送到网管设备，在所述网管设备上根据转发路径查询报文在设备中出接口获得所述转发路径查询报文在网络中的转发路径。

所述转发路径查询报文包括报文头和转发信息，所述报文头中携带标识报文转发次数的报文存活时间、报文的入接口以及标识该报文为转发路径查询报文的报文类型标识；所述转发信息包括二层转发信息、三层转发信息、VLAN标识或者标签。

所述接口寻找单元包括：

报文发送子单元，用于找到出接口时，修改所述报文头中的报文类型标识，并为所述转发路径查询报文封装普通以太网报文头，通过所述出接口发送修改后的转发路径查询报文；

丢弃原因记录子单元，用于当所述转发路径查询报文被丢弃时，记录所述转发路径查询报文的报文丢弃原因。

还包括：

报文处理单元，用于剥去所述转发路径查询报文的普通以太网头，修改所述报文头中的入接口信息为所述设备接收所述转发路径查询报文的入接口，并将所述报文头中的报文存活时间减1。

当所述报文存活时间为0时，接收所述转发路径查询报文的设备丢弃所述转发路径查询报文。

还包括：

记录单元，用于在转发路径寄存器中存储所述出接口，或者在丢弃原因路径寄存器中存储所述报文丢弃原因；

结束设置单元，用于设置测试结束标识。

所述接口发送单元包括：

轮询子单元，用于轮询所述设备中的测试结束标识；并当轮询到测试结束标识时，查找所述转发路径寄存器或者丢弃原因寄存器，获取所述转发路径查询报文的出接口或者报文丢弃原因；

发送子单元，用于将所述轮询子单元获取的所述转发路径查询报文的出接口发送到网管设备。

所述测试结束标识具体存储在测试结束寄存器中。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

网络内的设备在转发接收到的转发路径查询报文时，记录报文转发失败时的报文丢弃原因、或者报文转发成功时的出接口，并将该报文丢弃原因或者出接口发送到网管设备，使网管设备上获取转发路径查询报文在网络中的转发路径。

附图说明

图1是现有技术中一种网络系统示意图；

图2是本发明提供的报文转发路径的获取方法的流程示意图；

图3是本发明应用场景提供的报文转发路径的获取方法的流程示意图；

图4是本发明提供的报文转发路径的获取设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于：网络管理设备通常用于管理在网络管理设备上配置转发路径查询报文用于查询各种类型报文在网络中的转发路径；并配置网络内各设备使能转发路径查询特性，设备接收上一跳设备发送的转发路径查询报文后，根据转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送转发路径查询报文；当发送失败时，设备记录报文丢弃原因；当发送成功时，设备记录通过出接口到下一跳设备的转发路径；而且，设备将记录的报文丢弃原因或者出接口发送到网管设备，从而网管设备获得转发路径查询报文在网络中的转发路径。

具体的，本发明提供一种报文转发路径的获取方法，应用于包括网管设备和所述网管设备管理的其他设备的网络中，如图2所示，包括：

步骤s201，所述设备识别接收的报文为转发路径查询报文时，根据所述转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送所述转发路径查询报文，并记录所述转发路径查询报文的出接口；

步骤s202，所述设备将所述出接口发送到网管设备，在所述网管设备上根据转发路径查询报文在设备中出接口获得所述转发路径查询报文在网络中的转发路径。

下面结合具体应用场景详细介绍本发明提供的报文转发路径的获取方法，其中，转发路径查询报文以二层网络报文为例，如图3所示，包括：

步骤s301，网管设备配置转发路径查询报文。

具体的，根据实际需要，用户可以通过网管设备配置各种报文类型的转发路径查询报文。该转发路径查询报文的格式如表1所示：

表1

Header

二层信息

三层信息

Data

其中，Header为转发路径查询报文的报文头部分，其中可以包括报文的入接口、合法TTL(Time To Live，生存时间)、以及该报文为转发路径查询报文的标识信息。其中，本应用场景中，TTL为报文转发次数，具体值根据实际需要灵活设置，例如，网管设备可以根据管理的设备的数量设置转发路径查询报文的TTL，当TTL为0时，转发路径查询报文被丢弃，保证路径查询报文不会在网络内无限循环。二层信息和三层信息中的内容由用户根据实际需要设置，可以存储报文的目的设备MAC地址或者源MAC地址、基于VLAN转发的网络中可以配置VLAN ID，或者报文的目的IP地址或者源IP地址，还可以在基于标签转发的网络中配置标签等。

步骤s302，配置网络内的各设备使能转发路径查询特性，使各设备可以识别转发路径查询报文并对转发路径查询报文进行相应的处理。

具体的，各设备内可以预先存储转发路径查询报文的标识信息，并根据该标识信息识别接收到的报文是否为转发路径查询报文。

步骤s303，网管设备选择网络内的第一台设备，通过网管协议向该第一台设备发送转法路径查询报文。

该第一台设备根据实际需要灵活选择，网管设备将步骤s301中配置好的转法路径查询报文向该第一台设备发送，记录该第一台设备的报文入接口，网管设备与第一台设备之间的通信，以及网络内网管设备外的设备之间的通信遵守网络管理协议。

步骤s304，第一台设备接收到网管设备发送的转发路径查询报文后，将该报文下发到硬件转发引擎，并开始轮询测试结束寄存器。

当轮询到测试结束寄存器中存储的测试结束标识时，执行步骤s306；否则，执行步骤s305。

步骤s305，硬件转发引擎根据该报文中的标识信息获知该报文为转发路径查询报文，寻找出接口发送该转发路径查询报文。

具体的，硬件转发引擎包括多个子引擎，通过该多个子引擎发送转发路径查询报文，并记录每一子引擎中转发路径查询报文的转发情况。如果转发路径查询报文在某一子引擎被丢弃了，则硬件转发引擎将该子引擎中转发路径查询报文的丢弃原因写入相应的丢弃原因寄存器，并在测试结束寄存器中设置测试结束标识。其中，报文丢弃原因可以为：报文的目的MAC地址或者源MAC地址在设备的路由表中没有匹配项，或者报文发送过程中由于网络太拥挤而被丢弃，或者报文被检测为错误报文等。

如果该转发路径查询报文没有被丢弃，而是找到了出接口，则硬件转发引擎将该报文的Header部分转换成一个普通以太网二层头+Header，并增加标识该报文为转发路径查询报文的MAC地址。其中，MAC地址用于唯一标识转发路径查询报文的报文类型，不属于任何设备；相应的，网络内各设备配置该MAC地址，接收到该报文时，如果检测到报文头中携带的MAC地址与自身存储的标识转发路径查询报文的MAC地址相同，则设备确定接收到的报文为转发路径查询报文。硬件转发引擎修改转发路径查询报文的报文头后，向下一跳设备发送转发路径查询报文，并在转发路径寄存器中记录转发路径查询报文的出接口，同时，在测试结束寄存器中添加测试结束标识。

步骤s306，设备查询丢弃原因寄存器和转发路径寄存器，获取报文丢弃原因或者转发路径，并向网管设备输出报文丢弃原因或者出接口。

具体的，如果设备丢弃了转发路径查询报文，则设备在丢弃原因寄存器内存储该报文的丢弃原因，转发路径寄存器为空，设备获取报文丢弃原因，并输出该报文丢弃原因；如果该报文成功转发，则设备在转发路径寄存器内存储该报文的转发路径，丢弃原因寄存器为空，设备获取报文的转发路径，并输出报文转发的出接口。

步骤s307，下一跳设备获取转发路径查询报文，继续在网络内发送转发路径查询报文。

具体的，下一跳设备获取转发路径查询报文后，检测转发路径查询报文携带的MAC地址与自身存储的标识转发路径查询报文的MAC地址是否相同。如果相同，则该下一跳设备识别转发路径查询报文，将转发路径查询报文上送到CPU，利用CPU剥掉报文外层的普通以太网头，修改报文的Header内容，包括将转发路径查询报文的Header中的入接口信息修改为自身接收转发路径查询报文的入接口，将转发路径查询报文的TTL的值减一。修改完成后，该下一跳设备将报文发送到其硬件转发引擎。

硬件转发引擎获取Header的标识信息，获知该报文为转发路径查询报文，寻找出接口发送该报文，具体过程同步骤s305-步骤s306中所述，此处不再重复。

步骤s308，当转发路径查询报文中的TTL为0时，接收到该报文的设备丢弃转发路径查询报文。

步骤s309，网管设备接收网络内所有设备的输出结果，获得报文在网络中的转发路径。

结合图1所示，以PC1为第一台设备，网管设备最终获得的报文转发路径为图中曲线所示。

通过采用本发明提供的方法，网络内的设备在转发接收到的转发路径查询报文时，记录报文转发失败时的报文丢弃原因、或者报文转发成功时的出接口，并将该报文丢弃原因或者出接口发送到网管设备，使网管设备上获取转发路径查询报文在网络中的转发路径。

本发明提供一种报文转发路径的获取设备，应用于包括网管设备和所述网管设备管理的其他设备的网络中，如图4所示，包括：

报文识别单元11，用于识别接收的报文是否为转发路径查询报文。具体的，所述转发路径查询报文包括报文头和转发信息，所述报文头中携带标识报文转发次数的报文存活时间、报文的入接口以及标识该报文为转发路径查询报文的报文类型标识；所述转发信息包括二层转发信息、三层转发信息、VLAN标识或者标签。所述报文识别单元11根据所述报文的报文头中的报文类型标识识别该报文为转发路径查询报文。该报文类型标识具体可以为MAC地址，该MAC地址唯一标识转发路径查询报文的报文类型，不属于任何设备；相应的，网络内各设备配置该MAC地址，接收到该报文时，报文识别单元11如果检测到报文头中携带的MAC地址与自身存储的标识转发路径查询报文的MAC地址相同，则设备确定接收到的报文为转发路径查询报文。所述转发路径查询报文包括报文头、测试内容，所述报文头中携带标识报文转发次数的报文存活时间，当所述报文存活时间为0时，接收所述转发路径查询报文的设备丢弃所述转发路径查询报文。

接口寻找单元12，用于根据转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送所述转发路径查询报文，并记录发送所述转发路径查询报文的出接口。

所述接口寻找单元12包括：报文发送子单元121，用于找到出接口时，修改所述报文头中的报文类型标识，并为所述转发路径查询报文封装普通以太网报文头，通过所述出接口发送修改后的转发路径查询报文；丢弃原因记录子单元122，用于当所述转发路径查询报文被丢弃时，记录所述转发路径查询报文的报文丢弃原因。

接口发送单元13，用于将所述接口寻找单元12记录的出接口发送到网管设备，在所述网管设备上根据转发路径查询报文在设备中出接口获得所述转发路径查询报文在网络中的转发路径。

本发明提供的设备中，还可以包括：

报文处理单元14，用于剥去所述转发路径查询报文的普通以太网头，修改所述报文头中的入接口信息为所述设备接收所述转发路径查询报文的入接口，并将所述报文头中的报文存活时间减1。

具体的，该单元用于在报文识别单元11识别转发路径查询报文后，对转发路径查询报文进行处理，并由接口寻找单元12根据处理后的报文寻找出接口发送所述转发路径查询报文。报文存活时间具体为报文转发次数，具体值根据实际需要灵活设置，当报文存活时间为0时，转发路径查询报文被丢弃。

记录单元15，用于在转发路径寄存器中存储所述出接口，或者在丢弃原因路径寄存器中存储所述报文丢弃原因。

结束设置单元16，用于设置测试结束标识。

本发明提供的设备中，所述接口发送单元13可以包括：

轮询子单元131，用于轮询所述设备中的测试结束标识；并当轮询到测试结束标识时，查找所述转发路径寄存器或者丢弃原因寄存器，获取所述转发路径查询报文的出接口或者报文丢弃原因。所述测试结束标识具体存储在测试结束寄存器中，轮询子单元131轮询设备中的测试结束寄存器，获取测试结束寄存器中存储的测试结束标识，轮询的时间根据实际需要灵活设置。

发送子单元132，用于将所述轮询子单元131获取的所述转发路径查询报文的出接口发送到网管设备。

通过采用本发明提供的设备，网络内的设备在转发接收到的转发路径查询报文时，记录报文转发失败时的报文丢弃原因、或者报文转发成功时的出接口，并将该报文丢弃原因或者出接口发送到网管设备，使网管设备上获取转发路径查询报文在网络中的转发路径。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (16)

1、一种报文转发路径的获取方法，其特征在于，应用于包括网管设备和所述网管设备管理的其他设备的网络中，包括：

所述设备识别接收的报文为转发路径查询报文时，根据所述转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送所述转发路径查询报文，并记录所述转发路径查询报文的出接口；

所述设备将所述出接口发送到网管设备，在所述网管设备上根据转发路径查询报文在设备中出接口获得所述转发路径查询报文在网络中的转发路径。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转发路径查询报文包括报文头和转发信息，所述报文头中携带标识报文转发次数的报文存活时间、报文的入接口以及标识该报文为转发路径查询报文的报文类型标识；所述转发信息包括二层转发信息、三层转发信息、VLAN标识或者标签。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送所述转发路径查询报文包括：

当找到出接口时，所述设备修改所述报文头中的报文类型标识，并为所述转发路径查询报文封装普通以太网报文头，通过所述出接口发送修改后的转发路径查询报文；

当所述转发路径查询报文被丢弃时，所述设备记录所述转发路径查询报文的报文丢弃原因。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送所述转发路径查询报文之前，还包括：

所述设备剥去所述转发路径查询报文的普通以太网头，修改所述报文头中的入接口信息为所述设备接收所述转发路径查询报文的入接口，并将所述报文头中的报文存活时间减1。

5、如权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，当所述报文存活时间为0时，接收所述转发路径查询报文的设备丢弃所述转发路径查询报文。

6、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送所述转发路径查询报文之后，还包括：

所述设备在转发路径寄存器中存储所述出接口，或者在丢弃原因路径寄存器中存储所述报文丢弃原因；同时，所述设备设置测试结束标识。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述设备将所述出接口发送到网管设备包括：

所述设备识别接收的报文为转发路径查询报文后，轮询所述设备中的测试结束标识；

当轮询到测试结束标识时，所述设备查找所述转发路径寄存器或者丢弃原因寄存器，获取所述转发路径查询报文的出接口或者报文丢弃原因；

所述设备将获取的所述转发路径查询报文的出接口发送到网管设备。

8、如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述测试结束标识具体存储在测试结束寄存器中。

9、一种报文转发路径的获取设备，应用于包括网管设备和所述网管设备管理的其他设备的网络中，其特征在于，包括：

报文识别单元，用于识别接收的报文是否为转发路径查询报文；

接口寻找单元，用于根据转发路径查询报文的目的地址寻找出接口发送所述转发路径查询报文，并记录发送所述转发路径查询报文的出接口；

接口发送单元，用于将所述接口寻找单元记录的出接口发送到网管设备，在所述网管设备上根据转发路径查询报文在设备中出接口获得所述转发路径查询报文在网络中的转发路径。

10、如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述转发路径查询报文包括报文头和转发信息，所述报文头中携带标识报文转发次数的报文存活时间、报文的入接口以及标识该报文为转发路径查询报文的报文类型标识；所述转发信息包括二层转发信息、三层转发信息、VLAN标识或者标签。

11、如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述接口寻找单元包括：

报文发送子单元，用于找到出接口时，修改所述报文头中的报文类型标识，并为所述转发路径查询报文封装普通以太网报文头，通过所述出接口发送修改后的转发路径查询报文；

丢弃原因记录子单元，用于当所述转发路径查询报文被丢弃时，记录所述转发路径查询报文的报文丢弃原因。

12、如权利要求11所述的设备，其特征在于，还包括：

报文处理单元，用于剥去所述转发路径查询报文的普通以太网头，修改所述报文头中的入接口信息为所述设备接收所述转发路径查询报文的入接口，并将所述报文头中的报文存活时间减1。

13、如权利要求10-12中任一项所述的设备，其特征在于，当所述报文存活时间为0时，接收所述转发路径查询报文的设备丢弃所述转发路径查询报文。

14、如权利要求11所述的设备，其特征在于，还包括：

记录单元，用于在转发路径寄存器中存储所述出接口，或者在丢弃原因路径寄存器中存储所述报文丢弃原因；

结束设置单元，用于设置测试结束标识。

15、如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述接口发送单元包括：

轮询子单元，用于轮询所述设备中的测试结束标识；并当轮询到测试结束标识时，查找所述转发路径寄存器或者丢弃原因寄存器，获取所述转发路径查询报文的出接口或者报文丢弃原因；

发送子单元，用于将所述轮询子单元获取的所述转发路径查询报文的出接口发送到网管设备。

16、如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述测试结束标识具体存储在测试结束寄存器中。

Images