CN101645839A - 报文处理方法和系统、以及业务设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种报文处理方法和系统、以及业务设备，其中，该方法包括：每个业务设备对其接收的数据报文进行处理，获得数据报文处理结果，并将所述处理结果发送给所述控制设备；所述控制设备对其接收的协议报文进行处理，得到协议报文处理结果，并根据所述协议报文处理结果以及所述数据报文处理结果得到转发表项，其中，所述数据报文对应于所述协议报文。通过由业务板来进行数据报文的处理，并将得到数据报文处理结果发送给主控板，最后由主控板根据处理协议报文和数据报文的处理结果得到转发表项，能够有效降低主控板CPU的负荷，平衡主控板与业务板之间的处理工作量，达到优化协议报文处理的目的。

Description

报文处理方法和系统、以及业务设备

技术领域

本发明涉及数据网络通信领域，尤其涉及一种报文处理方法和系统、以及业务设备。

背景技术

目前，独立组播协议(Protocol Independent Multicast，简称为PIM)主要包括两种模式的协议：稀疏模式独立组播协议(Protocol IndependentMulticast-Sparse Mode，简称为PIM-SM)和密集模式独立组播协议(ProtocolIndependent Multicast-Dense Mode，简称为PIM-DM)。其中，PIM-SM主要用于局域网，是一种能够有效地路由到跨越大范围网络(WAN和域间)组播组的协议，并且，该协议不依赖于任何特定的单播路由协议，其中的组播组稀疏地分布在一个巨大的区域中。

PIM-SM协议可以应用在数据通信设备中(例如高端路由器或者交换机)，下面对PIM-SM协议在数据通信设备中的应用进行简单说明：在应用PIM-SM协议的过程中，主要涉及到数据通信设备中的主控板和多个业务板，其中，主控板包括PIM-SM协议模块。具体地，主控板中的PIM-SM协议模块用于负责组播路由的建立以及组播网络拓扑结构的管理，所有业务板用于接收来自其他设备的PIM-SM协议报文以及PIM-SM协议所需的数据报文，并将PIM-SM协议报文和相应的数据报文全部转发给主控板；主控板接收到PIM-SM协议报文和相应的数据报文之后，其中的PIM-SM协议模块会对所有PIM-SM协议报文以及相应的数据报文进行处理，获得转发表项，并通过该转发表项传输网络中的数据。

可以看出，在PIM-SM协议的应用过程中，存在以下问题：第一、如果组播路由条目较多有大量PIM-SM协议所需的数据报文时，主控板需要进行大量的数据报文处理和协议报文处理，导致主控板的中央处理器(Central ProcessingUnit，简称为CPU)超负荷运转，影响主控板的处理效率；第二、在有大量PIM-SM协议所需的数据报文上送的时候会大大增加主控板和业务板CPU之间的通信量，浪费带外通信带宽，容易引起板间通信异常影响其他业务功能；第三、由于整个PIM-SM协议模块只运行在主控板上，所以对所有PIM-SM相应的处理都是串行的，容易出现处理延迟，效率低下。

针对相关技术中报文处理过程中主控板CPU超负荷运转且报文处理效率低、主控板与业务板之间通信量大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中报文处理过程中主控板CPU超负荷运转且报文处理效率低、主控板与业务板之间通信量大的问题，本发明提出一种报文处理方法，能够有效降低主控板CPU的负荷，平衡主控板与业务板之间的处理工作量。

针对相关技术中报文处理过程中主控板CPU超负荷运转且报文处理效率低、主控板与业务板之间通信量大的问题，本发明还提出一种报文处理系统，能够有效降低主控板CPU的负荷，平衡主控板与业务板之间的处理工作量。

针对相关技术中报文处理过程中主控板CPU超负荷运转且报文处理效率低、主控板与业务板之间通信量大的问题，本发明还提出一种业务设备，能够对数据报文进行处理，达到优化协议报文处理的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种报文处理方法，该方法应用于包括控制设备和业务设备的系统，包括：

业务设备对其接收的数据报文进行处理，获得数据报文处理结果，并将所述处理结果发送给所述控制设备；

所述控制设备对其接收的协议报文进行处理，得到协议报文处理结果，并根据所述协议报文处理结果以及所述数据报文处理结果得到转发表项，其中，所述数据报文对应于所述协议报文。

其中，在所述控制设备得到所述协议报文处理结果之前，上述方法还包括：

所述业务设备将所述协议报文转发给所述控制设备。

其中，在所述控制设备得到所述转发表项之后，所述方法还包括：

所述控制设备将所述转发表项发送给所述业务设备。

其中，所述数据报文中携带有源地址信息和目标地址信息。

具体地，所述每个业务设备对所述数据报文进行处理的操作具体包括：

在所述业务设备根据其保存的转发表项以及所述数据报文的源地址信息和目标地址信息进行匹配，且匹配失败的情况下，根据所述数据报文的源地址信息和目标地址信息，生成所述数据报文的源组信息；或者，

在所述业务设备通过其保存的转发表项的入接口接收到所述数据报文，且所述转发表项中保存有所述数据报文的目标地址的情况下，根据所述数据报文的源地址信息和目标地址信息，生成所述数据报文的源组信息；或者，

在所述业务设备通过其转发表项的出接口接收到所述数据报文的情况下，向发送所述数据报文的实体发送Assert消息报文，触发Assert机制。

其中，所述协议报文为稀疏模式独立组播协议。

一种报文处理系统，该系统包括一个控制设备和多个业务设备，其中，

每个业务设备用于接收数据报文和与所述数据报文对应的协议报文、对接收的所述数据报文进行处理，得到并发送数据报文处理结果以及相应的协议报文；

所述控制设备用于接收所述协议报文以及所述数据报文处理结果，对所述协议报文进行处理，得到协议报文处理结果，并根据所述协议报文处理结果以及所述数据报文处理结果得到转发表项。

其中，所述数据报文中携带有源地址信息和目标地址信息。

具体地，所述业务设备对所述数据报文进行的处理具体包括：

在所述业务设备根据其保存的转发表项以及所述数据报文的源地址信息和目标地址信息进行匹配，且匹配失败的情况下，根据所述数据报文的源地址信息和目标地址信息，生成所述数据报文的源组信息；或者，

在所述业务设备通过其保存的转发表项的入接口接收到所述数据报文，且所述转发表项中保存有所述数据报文的目标地址的情况下，根据所述数据报文的源地址信息和目标地址信息，生成所述数据报文的源组信息；或者，

在所述业务设备通过其转发表项的出接口接收到所述数据报文的情况下，向发送所述数据报文的实体发送Assert消息报文，触发Assert机制。

优选地，所述协议报文为稀疏模式独立组播协议。

一种业务设备，包括：

接收模块，用于接收协议报文和与所述协议报文对应的数据报文；

处理模块，用于对接收的所述数据报文进行处理，得到数据报文处理结果；

发送模块，用于发送所述数据报文处理结果以及所述协议报文。

通过本发明的上述至少一个技术方案，通过使得业务板来进行数据报文的处理，并将得到的数据报文处理结果发送给主控板，最后由主控板根据处理协议报文和数据报文的处理结果得到转发表项，能够有效降低主控板CPU的负荷，平衡主控板与业务板之间的处理工作量，达到优化协议报文处理的目的。避免了相关技术中仅由主控板进行所有报文处理而导致主控板CPU超负荷运转且报文处理效率低、且处理过程需要占用大量通信带宽的问题。

附图说明

图1是根据本发明实施例的报文处理方法的步骤流程图；

图2是根据本发明实施例的报文处理系统的组成结构连接图；

图3是根据本发明实施例的业务设备的组成结构连接图；

图4是根据本发明实施例的分布式系统的结构框图；

图5是根据本发明实施例的报文处理过程的详细流程图。

具体实施方式

针对目前诸如PIM-SM协议的多种稀疏模式协议的协议报文以及相应的数据报文的所有处理均在主控板上进行，业务板的功能仅是向主控板进行报文转发，导致主控板CPU超负荷运转且报文处理效率低、主控板与业务板之间通信量大的问题，考虑到此时的业务板负荷较小、资源分配存在失调，且由于诸如PIM-SM协议的稀疏模式协议下的数据报文的处理与协议报文的处理耦合性较低，本发明提出仍旧由主控板处理协议报文，但是通过业务板来进行数据报文的处理，并将得到数据报文处理结果发送给主控板，最后由主控板根据处理协议报文和数据报文的处理结果得到转发表项，能够有效降低主控板CPU的负荷，平衡主控板与业务板之间的处理工作量，达到优化稀疏模式协议报文处理的目的。

下面将详细描述本发明的实施例。

图1是本发明实施例的报文处理方法的步骤流程图，该方法可以应用于包括一个控制设备和多个业务设备的系统，且适用于协议报文的处理过程与数据报文的处理过程耦合性不强的报文，具体实现方法如下：

步骤S101，业务设备接收来自其他网络设备(即，除控制设备和该多个业务设备之外的网络设备)的协议报文和与该协议报文相对应的数据报文，并将协议报文转发给控制设备；本业务设备对其接收的数据报文进行处理，获得数据报文处理结果，并将处理结果发送给控制设备。

步骤S103，控制设备对其接收的协议报文进行处理，得到协议报文处理结果，并根据协议报文处理结果以及数据报文处理结果得到转发表项，之后，将该转发表项发送给系统中的所有业务设备。

实现过程中，可以在业务板上设置协议处理模块，该协议处理模块的数据报文处理部分(该数据处理部分用于对数据报文进行处理，得到数据报文处理结果)处理协议所需的数据报文后将数据报文处理结果通告给主控板上的协议处理模块的主体部分(该主体部分用于对协议报文进行处理，得到协议报文处理结果)，之后，触发主控板上的协议状态机(该协议状态机用于对数据报文处理结果和协议报文处理结果进行处理，得到转发表项)进行切换并形成最终的组播路由转发表(即上文所述的转发表项)，主控板将该组播路由转发表下发给各个业务板，以进行组播数据流的转发。

由于本发明的数据报文是由各个业务板分别处理的，所以很大程度上减少了主控板和业务板之间的通信信息量，减少了带宽利用率，使得带外通信更加稳定、高效；并且能够有效解决大量数据报文上送主控板对主控板CPU造成的冲击，充分发挥了分布式系统优势，大大提高了报文的处理效率。

可以看出，本发明与现有技术的主要区别在于：现有技术中的业务板主要用于向主控板发送协议报文以及相应的数据报文，在本发明中，业务板不仅可以向主控板发送报文，还可以对数据报文进行处理，即业务板对其接收到的协议报文和数据报文采取不同的操作方式。

为了更好的对本发明进行说明，以PIM-SM协议为例对进行说明，本领域技术人员可知，对于数据报文的处理过程和协议报文的处理过程耦合性不强的报文，本发明同样是可以实现的。下面对主控板(即上文所述的控制设备)和业务板(即上文所述的业务设备)处理PIM-SM协议报文和数据报文的实现方法进行详细说明。

业务板对数据报文的处理方式：在每个业务板中均设置PIM-SM协议模块(即上文所述的协议处理模块)，用于对接收到的数据报文进行处理，优选地，PIM-SM协议模块在以下三种情况下会接收数据报文：

情况1：业务板接收来自网络中其他设备的数据报文，该数据报文中携带有源地址信息和目标地址信息，业务板在其保存的转发表项中未匹配到任何路由条目时，即业务板在转发表项中未匹配到该数据报文的这样情况源地址信息和目标地址信息，此时，业务板会接收该数据报文，这种情况多为第一跳指定路由器(Designated Router，简称为DR)接收到来自源的组播数据报文。

情况2：业务板通过某路由条目的入接口接收来自网络中其他设备的数据报文，该数据报文中携带有源地址信息和目标地址信息，如果该路由条目置有UPSEND位，业务板会接收该数据报文。

情况3：业务板通过某路由条目的出接口接收来自网络中其他设备的数据报文，该数据报文中携带有源地址信息和目标地址信息，业务板会接收该数据报文。

业务板在上述三种情况下会接收数据报文，相应地，业务板会通过其上设置的PIM-SM协议模块对数据报文进行处理，具体处理过程分为下述三种方式：

方式1：对应于上述情况1，业务板接收到数据报文后，会根据该数据报文中携带的源地址信息和目标地址信息，生成该数据报文的源组信息，即数据报文的(S，G)路由信息。

方式2：对应于上述情况2，业务板接收到数据报文且该转发条目带有上送标记时，业务板会根据该数据报文中携带的源地址信息和目标地址信息，生成数据报文的源组信息，即，业务板会查找到相应的(*，G)路由信息，生成相应的(S，G)路由信息，并将原(*，G)路由信息出接口置空。

方式3：对应于上述情况3，业务板接收到数据报文，并向接收到该数据报文的端口发送Assert消息报文，触发Assert竞争。

业务板对协议报文的处理方式：业务板将接收到的来自网络中其他设备的协议报文转发给主控板。

主控板对数据报文的处理方式：由于业务板已经对数据报文进行了处理，并将获得的数据报文处理结果发送给了主控板，所以主控板仅需要接收数据报文的处理结果即可，不需要对数据报文进行处理，但主控板会对数据报文的处理结果进行处理。

主控板对协议报文的处理方式：主控板接收通过业务板转发的协议报文，并对协议报文进行处理，获得协议报文的处理结果，之后，主控板根据协议报文的处理结果以及该协议报文对应的数据报文的处理结果，得到转发表项，之后，将该转发表项发送给系统中的所有业务板。

例如，系统中包括一个控制板和三个业务板(业务板A、业务板B和业务板C)。以业务板A为例，业务板A接收到来自其他网络设备的协议报文1以及该协议报文相对应的数据报文1。业务板A将协议报文1转发给控制板，并利用其上的协议报文模块对数据报文1进行上述三种方式之一的处理，得到数据报文1的处理结果，并将该数据报文1的处理结果上报给控制板。控制板首先对其接收到的协议报文1进行处理，得到协议报文1的处理结果，然后，对其接收到的数据报文1的处理结果与协议报文1的处理结果进行处理，生成转发表项，之后，控制板会将该生成的转发表项分别发送给系统中的所有业务板，即将转发表项分别发送给业务板A、业务板B和业务板C，业务板A、业务板B和业务板C接收到该转发表项后，均会保存该转发表项。

参照图2，示出了本发明实施例的报文处理系统的组成结构图，该系统包括一个控制设备20和业务设备1、业务设备2、...、业务设备N，其中，

每个业务设备各自独立，主要用于接收数据报文和与数据报文对应的协议报文、对接收的数据报文进行处理，得到并发送数据报文处理结果以及相应的协议报文，其中，数据报文中携带有源地址信息和目标地址信息，协议报文可以为协议报文的处理过程与数据报文的处理过程耦合性不强的报文，例如稀疏模式独立组播协议报文。

控制设备20用于接收协议报文以及数据报文处理结果，对协议报文进行处理，得到协议报文处理结果，并根据协议报文处理结果以及数据报文处理结果得到转发表项，之后，将该转发表项发送给系统中的所有业务设备。

其中，业务设备对数据报文进行的处理具体包括：

在业务设备根据其保存的转发表项以及数据报文的源地址信息和目标地址信息进行匹配，且匹配失败的情况下，根据数据报文的源地址信息和目标地址信息，生成数据报文的源组信息；或者，

在业务设备通过其保存的转发表项的入接口接收到数据报文，且转发表项中保存有数据报文的目标地址的情况下，根据数据报文的源地址信息和目标地址信息，生成数据报文的源组信息；或者，

在业务设备通过其转发表项的出接口接收到数据报文的情况下，向发送数据报文的实体发送Assert消息报文，触发Assert机制。

参照图3，示出了本发明实施例的业务设备的组成结构图，该业务设备可以为图2中的业务设备，具体包括：

接收模块302，用于接收协议报文和与协议报文对应的数据报文。

处理模块304，用于对接收的数据报文进行处理，得到数据报文处理结果，具体处理过程在上文中已经进行了详细描述(见上文方式1、方式2和方式3)，这里不再赘述。

发送模块306，用于发送数据报文处理结果以及协议报文。

下面结合附图对本发明实施例进行举例说明。

图4示出了分布式系统的通常架构，如图4所示，该分布式系统包括一个主控板(对应于上文所述的控制设备)和多个业务板(对应于上文所述的业务设备，一般情况下业务板的数量多于一个)，且主控板和业务板之间通过背板相连。其中，主控板负责整个分布式系统的管理与控制，业务板负责各个业务的维护与管理，背板提供各单板之间的通信通道，主控板与业务板之间通过背板进行通信。在每个业务板中分别设置用于对数据报文进行处理的PIM-SM协议模块，这样，数据报文处理部分运行于业务板1～业务板N上，PIM-SM协议主体部分运行于主控板上。可以看出，PIM-SM协议相对应的数据报文的处理呈分布式处理结构。

如图5为图4所示的分布式系统对数据报文和协议报文进行处理的流程图，包括以下步骤：

步骤S501，业务板启动时初始化PIM-SM协议模块数据报文处理部分的各种数据结构并运行协议状态机，使业务板上PIM-SM协议的数据报文处理部分运行起来，并将主控板上与PIM-SM相关的路由信息同步到业务板。

步骤S502，业务板接收到PIM-SM协议所需的数据报文时，不同于原有的处理方式需要将数据报文发送到主控板，由主控板来处理，而是直接将报文送到本业务板的PIM-SM协议模块数据报文处理部分，由本业务板的PIM-SM协议模块数据报文处理部分负责PIM-SM协议所需的数据报文的处理。具体地，系统启动时各业务板运行PIM-SM协议模块的数据报文处理部分对PIM-SM协议所对应的数据报文进行分析处理得到数据报文处理结果，并将数据报文处理结果发送给主控板上的PIM-SM协议模块，业务板对数据报文进行处理的具体方式已经在上文中说明，这里不再赘述。

步骤S503，业务板将接收到的PIM协议报文转发给主控板的PIM-SM协议模块，由主控板的PIM-SM协议模块对PIM协议报文进行处理，得到PIM协议报文处理结果。

步骤S504，主控板上的PIM-SM协议模块对步骤S503中的PIM协议报文处理结果和接收到的步骤S502中的数据报文处理结果进行处理，得到转发表项，之后，将该转发表项发送给系统中的所有业务板。

综上所述，借助于本发明的技术方案，通过使业务板处理各自接收的数据报文，能够达到让数据报文处理部分独立的运行于各个业务板上，由各个业务板独立或并行进行数据报文处理，从而充分发挥了分布式系统并行处理的优势，提高了处理效率，大大减小业务板和主控板之间的通信量、避免带外通信导致的带宽浪费、弱化了数据报文对主控板CPU的冲击，提高了系统的安全性和可靠性，克服了现有技术中仅主控板串行处理报文而导致的报文处理效率低下、浪费带外通信带宽、主控CPU容易出现过载、不能充分利用分布式系统的问题。

图2、图3是与前面方法对应的系统、设备，所述系统，设备的工作过程以及工作原理在方法部分已经进行了详细描述，在此不再赘述，参照方法中相应部分的描述即可。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种报文处理方法，应用于包括控制设备和业务设备的系统，其特征在于，所述方法包括：

所述业务设备对其接收的数据报文进行处理，获得数据报文处理结果，并将所述处理结果发送给所述控制设备；

所述控制设备对其接收的协议报文进行处理，得到协议报文处理结果，并根据所述协议报文处理结果以及所述数据报文处理结果得到转发表项，其中，所述数据报文对应于所述协议报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控制设备得到所述协议报文处理结果之前，所述方法还包括：

所述业务设备将所述协议报文转发给所述控制设备。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控制设备得到所述转发表项之后，所述方法还包括：

所述控制设备将所述转发表项发送给所述业务设备。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据报文中携带有源地址信息和目标地址信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述业务设备对所述数据报文进行处理的操作具体包括：

在所述业务设备根据其保存的转发表项以及所述数据报文的源地址信息和目标地址信息进行匹配，且匹配失败的情况下，根据所述数据报文的源地址信息和目标地址信息，生成所述数据报文的源组信息；或者，

在所述业务设备通过其保存的转发表项的入接口接收到所述数据报文，且所述转发表项中保存有所述数据报文的目标地址的情况下，根据所述数据报文的源地址信息和目标地址信息，生成所述数据报文的源组信息；或者，

在所述业务设备通过其转发表项的出接口接收到所述数据报文的情况下，向发送所述数据报文的实体发送Assert消息报文，触发Assert机制。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述协议为稀疏模式独立组播协议。

7.一种报文处理系统，其特征在于，所述系统包括控制设备和业务设备，其中，

业务设备用于接收数据报文和与所述数据报文对应的协议报文、对接收的所述数据报文进行处理，得到并发送数据报文处理结果以及相应的协议报文；

所述控制设备用于接收所述协议报文以及所述数据报文处理结果，对所述协议报文进行处理，得到协议报文处理结果，并根据所述协议报文处理结果以及所述数据报文处理结果得到转发表项，并将所述转发表项发送给所述业务设备。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述数据报文中携带有源地址信息和目标地址信息，则所述业务设备对所述数据报文进行的处理具体包括：

在所述业务设备根据其保存的转发表项以及所述数据报文的源地址信息和目标地址信息进行匹配，且匹配失败的情况下，根据所述数据报文的源地址信息和目标地址信息，生成所述数据报文的源组信息；或者，

在所述业务设备通过其保存的转发表项的入接口接收到所述数据报文，且所述转发表项中保存有所述数据报文的目标地址的情况下，根据所述数据报文的源地址信息和目标地址信息，生成所述数据报文的源组信息；或者，

在所述业务设备通过其转发表项的出接口接收到所述数据报文的情况下，向发送所述数据报文的实体发送Assert消息报文，触发Assert机制。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述协议为稀疏模式独立组播协议。

10.一种业务设备，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收协议报文和与所述协议报文对应的数据报文；

处理模块，用于对接收的所述数据报文进行处理，得到数据报文处理结果；

发送模块，用于发送所述数据报文处理结果以及所述协议报文。

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