CN101795231A - 一种实现协议报文透传的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现协议报文透传方法及装置，该方法包括：引擎卡接收到第一业务卡发送来的协议报文后，确定该协议报文需要透传处理，则获取第二业务卡发送所述协议报文时的端口控制信息；将所述端口控制信息填充到所述协议报文中，并将该协议报文发送至第二业务卡，使第二业务卡根据所述端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文。应用本发明提供的方法和装置能够克服现有技术中协议报文透传时，传递端口信息的报文占用额外的网络带宽的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及在模块化交换机内部协议报文转发机制中，实现协议报文透传的方法及装置。
背景技术
模块化交换机由业务卡、引擎卡和机箱组成。机箱上提供多个插槽，引擎卡和业务卡通过接插件连接到机箱的插槽上(具体结构如图1所示)。引擎卡和业务卡都有独立的CPU，各自运行一套软件系统。引擎卡是交换机的核心，该模块上运行各种网络协议。业务卡则提供连接到网络上的各种接口，并实现具体的网络应用的驱动。引擎卡和业务卡通过交换芯片提供的高速互联口进行互联。
当交换机收到本身配置不支持，或者未开启的某个应用协议的协议报文时，交换机无法处理该协议报文，也不能丢弃，则原样将该协议报文转发出去，上述过程称为协议报文的“透传”。比如一台未开启STP功能(STP即生成树协议，用于发现和配置网络拓扑结构，避免网络形成环路)的交换机，收到了BPDU报文(BPDU是运行STP协议的设备之间交换网络配置信息的报文)，需要将其原样转发出去，这时就涉及协议报文的透传问题。
协议报文透传时，一般情况下报文不能从接收到该报文的端口转发出去，即不能从报文的源端口发出。以图1为例，如果交换机从1端口收到一个BPDU报文，送到引擎卡的CPU后，引擎卡查询本机配置，发现本机没有运行STP协议，则引擎卡不能再将该报文转发到1端口。在一些特殊的情况下，根据协议的配置可能还要求该协议报文不能转发到除源端口外的其它端口，比如引擎卡可能决定不将该报文发送到5，6，7，8端口。
如果引擎卡直接将收到的协议报文通过业务卡的交换芯片发送到业务卡端口，则交换机硬件会根据报文内容以及MAC地址表选择发送的端口，无法实现排除指定端口发送的目的。因此，现有技术中引擎卡需要先将该报文发送到业务卡CPU，由业务卡CPU指定报文在本卡上的发送端口，即需要业务卡CPU中继。引擎卡CPU将报文发送到业务卡CPU进行中继的过程中，同时将排除发送的端口信息通告到业务卡CPU，从而业务卡才能按要求排除指定端口发送报文。
如图2所示，在现有技术中，协议报文透传过程，具体的实现方案一般包括以下步骤：
步骤201，业务卡1收到协议报文后，将该协议报文发送至引擎卡CPU；
步骤202，引擎卡收到协议报文后，根据本机配置决定报文发送时，需要排除的端口(一般至少包含收到该报文的源端口)，将上述端口信息封装在一个单独的报文(为便于表述，该报文命名为报文A)内发送到业务卡2的CPU；并将协议报文(为便于表述，该报文命名为报文B)发送到业务卡2的CPU；
步骤203，业务卡2收到上述两个报文A、B后，解析出报文A的端口信息，然后将报文B根据解析出的端口信息发送到指定端口(或者说排除指定端口发送)。
上述现有技术的方案可以实现协议报文的透传，但存在如下技术问题：
a.单独发送的传递端口信息的报文(上述报文A)占用额外的网络带宽。由于交换机内部数据通道一般由多个业务卡或端口共用，报文A很多会占用有效业务流的转发带宽。
b.由于传递端口信息的报文和协议报文分开处理，两个报文收到的时间不可能完全同步，业务卡只有两个报文均已收到后才能进行转发，并且解析单独的传递端口信息的报文也需要额外的开销。所以应用上述方式进行协议报文透传时，影响协议报文本身透传的效率，并增加了网络延迟。
发明内容
本发明提供一种实现协议报文透传的方法及装置，用于克服现有技术中协议报文透传时，传递端口信息的报文占用额外的网络带宽的问题。
本发明提供一种协议报文透传方法，业务卡将接收到的协议报文发送至引擎卡，该协议报文透传方法包括：
引擎卡接收到第一业务卡发送来的协议报文后，确定该协议报文需要透传处理，则获取第二业务卡发送所述协议报文时的端口控制信息；
将所述端口控制信息填充到所述协议报文中，并将该协议报文发送至第二业务卡，使第二业务卡根据所述端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文。
本发明实施例还提供一种协议报文透传的装置，该装置包括第一业务卡，引擎卡和至少一个第二业务卡：
本发明实施例还提供一种网络设备，该网络设备包括权项所述协议报文透传的装置。
第一业务卡，用于将协议报文发送至引擎卡；
引擎卡，用于接收第一业务卡发送来的协议报文，确定该协议报文需要透传处理，则获取第二业务卡发送该协议报文的端口控制信息，将所述端口控制信息填充到所述协议报文中，并将该协议报文发送至第二业务卡；
第二业务卡，用于接收引擎卡返回的协议报文，读取该协议报文中的端口控制信息，并根据所述端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文。
应用本发明实施例提供的方法及装置，端口控制信息与原协议报文合并为一个报文发送，与现有技术中发送两个报文相比，没有额外的带宽浪费，为正常业务流转发节省了更多带宽，处理报文的即时性以及协议报文本身透传的效率大为增强，并减少了网络延迟。
附图说明
图1为现有技术中模块化交换机的结构图；
图2为现有技术中，协议报文透传过程的流程图；
图3为本发明实施例(1)一种协议报文透传方法的流程图；
图4为本发明实施例中端口控制信息的结构示意图；
图5为本发明实施例中协议报文和端口控制信息的结合示意图；
图6为本发明实施例(2)一种协议报文透传方法的流程图；
图7为本发明实施例应用于具体环境中端口控制信息的示意图；
图8为本发明实施例一种协议报文透传的装置结构图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种协议报文透传方法，该方法包括：第一业务卡将接收到的协议报文发送至引擎卡，引擎卡接收到第一业务卡发送来的协议报文后，确定该协议报文需要透传处理，则获取第二业务卡发送所述协议报文时的端口控制信息；将所述端口控制信息填充到所述协议报文中，并将该协议报文发送至第二业务卡，使第二业务卡根据所述端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文。
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明实施例提供一种协议报文透传方法实施例1，当交换机上的第一业务卡收到协议报文时，首先将该协议报文发送至引擎卡，由引擎卡确定所述协议报文是否需要进行透传处理，如果需要，则获取第二业务卡发送所述协议报文时的端口控制信息，然后将该端口控制信息填充到所述协议报文中，并发送到第二业务卡，第二业务卡根据所述端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文，该方法具体包括，如图3所示：
步骤301，第一业务卡向引擎卡发送协议报文；
步骤302，引擎卡接收到第一业务卡发送来的协议报文后，获取第二业务卡发送所述协议报文时的端口控制信息；
在本发明实施例中，因为在不同的交换机中可能设置有某些业务卡的某些端口不能发送某些协议报文，所以所述端口控制信息是根据所述交换机的配置确定的。
其中，所述端口控制信息可以标示业务卡发送所述协议报文时所使用的端口的相关信息，也可表示协议报文发送时被排除端口的相关信息。
如果，所述端口控制信息是表示协议报文发送时被排除端口的相关信息时，所述端口控制信息中包括被排除端口的数目和每个被排除端口的端口信息，并且该端口控制信息的第一字段保存被排除端口的数目。
协议报文在发送时，需要排除的发送端口数目并不固定，因此控制信息的长度也不是固定的，在实际的应用中可以适当设计控制信息的格式来实现上述要求，则本实施中端口控制信息的具体实现方式可以是如图4所示的结构。
步骤303，将所述端口控制信息填充到所述协议报文中，并将该协议报文发送至第二业务卡；
由于需要中继的协议报文是在引擎卡CPU和业务卡CPU之间传递用，走交换机内部通道，适当增加该通道上的报文长度并不会明显影响报文的传输效率，所以在本发明实施例中所述引擎卡CPU直接将所述端口控制信息填充到原协议报文中；
在本发明实施例中，所述端口控制信息可以设置在所述协议报文的尾部，填充端口控制信息后的协议报文的具体结构如图5所示。
步骤304，第二业务卡根据所述端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文发送。
在具体的应用环境中，协议报文和端口控制信息的结构可以设置为被排除端口的数目加上各端口信息的形式，具体实现包括：
如图4所示，被排除端口的数目(也可称为端口信息长度)设置在紧邻协议报文的第一个字段(即端口控制信息的第一字段)，表示端口控制信息中总的包含了几个端口信息，因为具体的应用环境中被排除的端口数量并不是固定的，通过这种方式，则可随时的调整排除端口的数目。被排除端口的数目字段之后顺序排列各被排除端口的端口信息。
在第二业务卡CPU收到该协议报文后，第二业务卡和引擎卡双方根据软件上的约定，直接从协议报文尾部读取端口控制信息，得到发送协议报文时，需要排除端口的数目，以及每个具体的端口信息，然后在发送到业务卡端口时根据读取到的端口信息，排除指定的端口进行发送。
本发明实施例2提供一种协议报文透传方法，当交换机收到协议报文，接收该协议报文的第一业务卡也可以接收所述协议报文，并根据所述端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文，该方法具体包括，如图6所示：
步骤601，引擎卡接收到第一业务卡发送来的协议报文后，获取第一业务卡发送所述协议报文时的端口控制信息；
在本发明实施例中，所述端口控制信息可以标示第一业务卡发送所述协议报文时所使用的端口的相关信息，也可表示协议报文发送时被排除端口的相关信息。
因为在不同的交换机中可能设置有某些业务卡的某些端口不能发送某些协议报文，所以所述端口控制信息是根据所述交换机的配置确定的。
其中，当所述端口控制信息标示协议报文发送时被排除端口的相关信息，时候，则该端口控制信息中包括被排除端口的数目和每个被排除端口的端口信息，为了便于业务卡读取被排除端口的相关信息，可以将被排除端口的数目设置在所述端口控制信息的第一字段。
协议报文在发送时，需要排除的发送端口数目并不固定，因此控制信息的长度也不固定，在实际的应用中可以适当设计控制信息的格式来实现上述要求，本实施中端口控制信息的具体实现方式可以是如图4所示的结构。
步骤602，将所述端口控制信息填充到所述协议报文中，并将该协议报文发送至第一业务卡；
由于需要中继的协议报文是在引擎卡CPU和业务卡CPU之间传递用，走交换机内部通道，适当增加该通道上的报文长度并不会明显影响报文的传输效率。所以在本发明实施例中所述引擎卡CPU直接将所述端口控制信息填充到原协议报文中。
在本发明实施例中，所述端口控制信息可以设置在所述协议报文的尾部，填充端口控制信息后的协议报文的具体结构如图5所示。
步骤603，第一业务卡根据所述端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文。
在具体的应用环境中，如果所述协议报文和端口控制信息的结构设置为端口控制信息填充在协议报文尾部的形式，则本发明实施例的具体实现包括：
如图4所示，被排除端口的数目设置在紧邻协议报文的第一个字段(即端口控制信息的第一字段)，表示端口控制信息中包含了几个端口信息，因为具体的应用环境中被排除的端口数量并不是固定的，通过这种方式，则可随时地调整需要排除的端口的数目。被排除端口的数目字段之后顺序排列各被排除端口的端口信息。
在业务卡CPU收到该协议报文后，业务卡和引擎卡双方根据约定，直接从协议报文尾部读取端口控制信息，得到发送协议报文时，需要排除端口的数目，以及每个具体的端口信息，然后在发送到业务卡端口时根据读取到的端口信息，排除指定的端口进行发送。
综上所述，端口控制信息总长度＝被排除的端口数目*每个端口信息的长度+被排除的端口数目字段本身的长度；端口数目一般是一个整数，通常设备上的长度是固定的4字节。
在具体的应用环境中，如果转发协议报文的业务卡从第一端口接收到协议报文，发送时，不从1端口和5、6、7端口发送，这里一共需要排除的端口数目是4个，每个端口号用一个整数来标识，这里为简化描述，用p1、p5、p6、p7表示对应端口，所以填充到报文尾部的端口控制信息如图7所示；
其中每一个字段均为一个整数(现有技术中交换机每个字段的长度一般都设置为4字节)，则该实施例中端口控制信息的总长度则为：(4+4*4)=20个字节。
接收方解析时：
首先读取控制信息起始地址，因为控制信息紧临协议报文尾部，所述起始地址既是普通报文数据段尾地址，该尾地址在通常的报文中有保存，无需额外修订；
从尾地址开始读取第一个整数(4字节)，得知总共有4个端口需要排除；
从尾地址+4字节的位置开始，继续读取4*4字节的信息，得到4个端口信息，根据读取到的端口信息转发所述协议报文。
如图8所示，本发明实施例还提供一种协议报文透传的装置，该装置包括第一业务卡801，引擎卡802和至少一个第二业务卡803：
第一业务卡801，用于将协议报文发送至引擎卡；
引擎卡802，用于接收第一业务卡发送来的协议报文，确定该协议报文需要透传处理，则获取第二业务卡发送该协议报文的端口控制信息，将所述端口控制信息填充到所述协议报文中，并将该协议报文发逆至第二业务卡；
第二业务卡803，用于接收引擎卡返回的协议报文，读取该协议报文中的端口控制信息，并根据所述端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文。
另外，当所述第一业务卡还需要将接收到的协议报文转发到其他业务卡时，则所述引擎卡802还用于在确定所述协议报文需要透传处理之后，获取第一业务卡发送所述协议报文时的端口控制信息；将所述端口控制信息填充到所述协议报文中，并将该协议报文发送至第一业务卡；
则所述第一业务卡801还用于接收引擎卡802返回的协议报文，读取该协议报文中的端口控制信息，并根据该端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文。
当所述端口控制信息用于标示发送所述协议报文时被排除端口的相关信息时，则所述第二业务卡803还用于从端口控制信息中读取被排除端口的数目和每个被排除端口的端口信息，并从所述被排除端口之外的端口发送所述协议报文。
本发明实施例还提供一种网络设备，该网络设备包括所述协议报文透传的装置，其中，在实际的应用中所述网络设备可以是交换机。
在交换机内部，端口控制信息与原协议报文合并为一个报文发送，与现有技术中发送两个报文相比，没有额外的带宽浪费，为正常业务流转发节省了更多带宽。
由于端口控制信息与原协议报文在一个报文中传输，所以不存在两个报文不同步的问题，既提高了协议报文传输的效率，降低网络延迟，也简化了软件处理逻辑。
本发明所述的方法、装置和网络设备并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其它的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种协议报文透传方法，第一业务卡将接收到的协议报文发送至引擎卡，其特征在于，该协议报文透传方法包括：
引擎卡接收到第一业务卡发送来的协议报文后，确定该协议报文需要透传处理，则获取第二业务卡发送所述协议报文时的端口控制信息；
将所述端口控制信息填充到所述协议报文中，并将该协议报文发送至第二业务卡，使第二业务卡根据所述端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二业务卡为一个或多个。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述确定该协议报文需要透传处理之后，还包括：获取第一业务卡发送所述协议报文时的端口控制信息；将所述端口控制信息填充到所述协议报文中，并将该协议报文发送至第一业务卡，使第一业务卡根据所述端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述端口控制信息中包括被排除端口的数目和每个被排除端口的端口信息。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述端口控制信息的长度与被排除端口的个数对应。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述端口控制信息的第一字段保存被排除端口的数目。
7.一种协议报文透传的装置，其特征在于，该装置包括第一业务卡，引擎卡和至少一个第二业务卡：
第一业务卡，用于将协议报文发送至引擎卡；
引擎卡，用于接收第一业务卡发送来的协议报文，确定该协议报文需要透传处理，则获取第二业务卡发送该协议报文的端口控制信息，将所述端口控制信息填充到所述协议报文中，并将该协议报文发送至第二业务卡；
第二业务卡，用于接收引擎卡返回的协议报文，读取该协议报文中的端口控制信息，并根据所述端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述引擎卡还用于在确定所述协议报文需要透传处理之后，获取第一业务卡发送所述协议报文时的端口控制信息；将所述端口控制信息填充到所述协议报文中，并将该协议报文发送至第一业务卡；
则所述第一业务卡还用于接收引擎卡返回的协议报文，读取该协议报文中的端口控制信息，并根据该端口控制信息从对应的端口发送所述协议报文。
9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述端口控制信息用于标示发送所述协议报文时被排除端口的相关信息，则所述第二业务卡具体用于从所述被排除端口之外的端口发送所述协议报文。
10.一种网络设备，其特征在于，该网络设备包括权利要求7～9任一权项所述的装置。
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