CN101938399B - 一种路由方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路由的方法和装置，属于通信领域。通过配置接收到的报文的下一跳地址以及路由更新标志，根据所述路由更新标志判断是否进行过路由更新：当确定进行过路由更新，则进行路由查找，为所述报文重新配置下一跳地址，更新并保存所述报文的路由更新标志，以及所述重新配置的下一跳地址与所述报文的流类型映射关系，根据所述报文的重新配置的下一跳地址发送所述报文，可以减少了路由查找的损耗，占用硬件资源较少。

Description

一种路由方法、装置

技术领域

本发明涉及通信技术，具体涉及路由的方法和装置。

背景技术

流分类是一种在路由器等网络转发设备中被广泛使用的技术。它的基本过程是：依据预先配置的一定的规则，对收到报文进行分类，划分为不同的流，其后针对每种流进行预先指定的处理，能提升数据转发的性能，并增加灵活性。路由查找是指根据目标地址，通过查找转发表，找到下一跳地址的过程，在IP环境中，由于转发表一般比较庞大，即使使用较优化的算法，也需要进行多次I/O操作，对性能影响比较大。

在现有技术中，对接收到的报文进行路由的方法为：首先通过流分类模块对所述接收到的报文进行流分类，所述流分类模块预先由流分类配置模块进行流分类配置，根据所述报文中的分类信息通过路由查找获得所述报文的下一跳地址再对所述报文进行转发，同时在路由查找模块中可以建立一定的缓存，或者使用专用的CAM硬件，缓存经常使用的目标地址以及所述目标地址与下一跳地址的映射，通过获取接收到的报文的目标地址可以直接获得下一跳地址。所述的流分类配置过程以及路由配置模块对路由进行更新均由通用处理器处理完成，而路由查找过程由数据面处理器处理完成。

在现有技术中还可以在流分类配置时预先对报文指定下一跳地址，当流分类模块接收到报文并对所述报文进行流分类时根据所述流分类配置直接指定下一跳地址。在路由更改时，在通用处理器中进行查找所有涉及的流分类配置，并重新计算下一跳地址，并将重新计算后的下一跳地址写回到流分类配置中。

综上所述，发明人发现：现有技术中的应用缓存的路由方案的性能取决于缓存的大小、速度，常用目标流的数量等。如果缓存太小、速度不够，以及常用目标流数量较多时，则该方案将不具备实用性。在通用处理器中进行路由计算，当流分类配置数量太多时，由于通用处理器的性能限制，可能会占用过多资源，甚至超出处理器能力。

发明内容

本发明实施例提供了一种路由方法和装置，能够有效的解决现有技术中实用性不足以及使用通用处理器进行路由计算的性能限制的问题。

一种路由方法，配置接收到的报文的下一跳地址以及路由更新标志，根据所述路由更新标志判断是否进行过路由更新：当确定进行过路由更新，则进行路由查找，为所述报文重新配置下一跳地址，更新并保存所述报文的路由更新标志，以及所述重新配置的下一跳地址与所述报文的流类型映射关系，根据所述报文的重新配置的下一跳地址发送所述报文，或根据所述报文的重新配置的下一跳地址发送所述报文，更新并保存所述报文的路由更新标志，以及所述重新配置的下一跳地址与所述报文的流类型映射关系；或

当确定没有进行过路由更新，根据所述报文配置的下一跳地址发送所述报文。

一种路由装置，所述装置包括流分类模块，路由模块和调度发送模块，

所述流分类模块，用于配置接收到的报文的下一跳地址以及与所述报文的流类型相对应的第一计数器，将所述第一计数器及其值，以及配置的所述报文的下一跳地址发送给所述路由模块。所述路由模块，用于接收所述流分类模块发送的所述第一计数器及其值，以及配置的所述报文的下一跳地址，并配置第二计数器，比较所述第二计数器的值和所述第一计数器的值确定进行过路由更新，所述路由模块进行路由查找，为所述报文重新配置下一跳地址，将所述第二计数器的值赋值给所述第一计数器，将所述更新后的第一计数器及其值以及所述重新配置的下一跳地址与所述报文的流类型映射关系发送给所述流分类模块，将所述重新配置下一跳地址的报文发送给所述调度发送模块。所述流分类模块，还用于接收并保存所述路由模块发送的更新后的所述第一计数器的值，以及所述报文的流类型与重新配置的下一跳地址的映射关系。所述调度发送模块，用于根据所述路由模块重新配置的下一跳地址，发送所述报文。

一种路由装置，所述装置包括配置模块、路由查找模块以及发送模块，所述配置模块，用于配置接收到的报文的下一跳地址，将所述报文发送给路由查找模块。路由查找模块，用于当确定进行过路由更新，则进行路由查找，为所述报文重新配置下一跳地址，更新并保存所述报文的路由更新标志以及所述重新配置的下一跳地址与所述报文的流类型映射关系，将所述重新配置下一跳地址的报文发送给发送模块。所述发送模块，用于根据所述路由查找模块重新配置的下一跳地址，发送所述报文。

本发明避免了低性能的通用处理器查找和更改流分类配置时的大量资源占用，减少了路由查找的损耗；不需要大量的缓存，直接利用了已有的流分类配置资源，占用硬件资源较少。

附图说明

图1为本发明实施例提供的路由方法实现流程图；

图2为本发明实施例提供的一种路由方法实现流程图；

图3为本发明实施例提供的一种路由装置结构图；

图4为本发明实施例提供的另一种路由装置结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种路由方法和装置，能够有效的解决现有技术中实用性不足以及使用通用处理器进行路由计算的性能限制的问题。

如图1所示，本发明实施例提供了一种路由方法，

步骤101，配置接收到的报文的下一跳地址以及路由更新标志；

步骤102，根据所述路由更新标志判断是否进行过路由更新：

步骤103，当确定进行过路由更新，则进行路由查找，为所述报文重新配置下一跳地址，更新并保存所述报文的路由更新标志，以及所述重新配置的下一跳地址与所述报文的流类型映射关系；

步骤104，根据所述报文的重新配置的下一跳地址发送所述报文；

步骤103和步骤104的进行没有时间顺序，可以先进行步骤103也可以先进行步骤104；

步骤105，当没有进行过路由更新，根据所述报文配置的下一跳地址发送所述报文。

在本发明实施例中，通过应用数据面处理器处理所述进行路由查找过程、为所述报文重新配置下一跳地址过程、和更新并保存所述报文的路由更新标志，以及所述下一跳地址与所述报文的流类型映射关系的过程，能够实现避免低性能的通用处理器查找和更改流分类配置时的大量资源占用，减少了路由查找的损耗；不需要大量的缓存，直接利用了已有的流分类配置资源，占用硬件资源较少。

下面结合图2来阐述本发明实施例提供的路由方法的实现流程。本发明实施例将流分类配置模块以及路由配置模块部署在网络处理器的通用处理器中，将流分类模块以及路由模块部署在数据面处理器中，其中，在数据面处理器的路由模块中增加计数器CounterA，当所述通用处理器处理完所述路由配置模块的路由更新后通知所述数据面处理器的路由模块，所述路由模块将所述计数器CounterA的值递增。优选的，当所述路由配置模块进行所述路由更新后，所述路由配置模块可以向所述路由模块发送路由更新通知消息，所述路由模块接收到所述路由更新通知消息后将所述路由模块中的计数器CounterA的值加一，本领域技术人员可以理解，在其他的实施例中加二或进行其他递增都是可以的。在通用处理器的流分类模块中增加计数器CounterB(n)，所述计数器CounterB(n)中的n表示所述流分类模块对报文进行分类的类别标识，n可以为自然数，则相应的自然数对应相应类型的流，并对应相应的计数器。如图2所示，初始配置所述计数器CounterA和计数器CounterB(n)的值相等，

步骤201表示，数据面处理器中的流分类模块接收到报文，所述流分类模块对所述报文进行流分类，并对所述报文配置下一跳地址，将分类后的带有类别标识的报文、带有所述类别标识的计数器CounterB(n)的值以及所述报文所配置的下一跳地址发送给所述路由模块，在一个实施例中，所述类别标识n可以为自然数(1、2、3等)，并建立所述类别标识与所述流的映射，同时所述计数器CounterB(n)对应流类型为n的流；

步骤202表示，所述路由模块接收所述报文及其配置的下一跳地址和计数器CounterB(n)的值，比较所述路由模块中计数器CounterA的值与所述计数器CounterB(n)的值，如果所述计数器CounterA的值小于或等于所述计数器CounterB(n)的值，则执行步骤203；如果所述计数器CounterA的值大于所述计数器CounterB(n)的值，则执行步骤204；

步骤203表示，所述路由模块直接将所述报文及其配置的下一跳地址发送给调度发送模块，所述调度发送模块根据所述报文的下一跳地址将所述报文发送出去；

步骤204表示，所述路由模块执行路由查找，获得所述报文的下一跳地址，将所述查找到的新的下一跳地址配置给所述报文，将所述原来配置的下一跳地址丢弃，本领域技术人员可以理解，同时所述新获得的下一跳地址也对应所述报文对应的流，优选的，所述路由模块可以根据所述报文的具体内容或是所述报文的五元组进行所述查找；

步骤205表示，所述路由模块将所述计数器CounterA的值赋值给所述报文对应的流所对应的计数器CounterB(n)；

步骤206表示，所述路由模块将所述报文的流类型与所对应的新的下一跳地址的映射关系和相应的计数器CounterB(n)及其值发送给所述流分类模块，所述流分类模块接收到所述计数器CounterB(n)及其值，以及所述报文的流类型与所对应的下一跳地址的映射关系后进行相应的保存，可选的，本方法可以采用后入先出的栈结构来实现，也可以直接重新擦写所述计数器CounterB(n)来实现；

步骤207表示，路由模块将所述配置有下一跳地址的报文发送给所述调度发送模块，所述调度发送模块根据所述报文配置的下一跳地址将所述报文发送出去。

本领域技术人员可以理解，步骤206和步骤207没有次序的限制，可以先执行步骤207然后再执行步骤206。

在另一个实施例中，也可以通过预先设置路由更新标志以代替上述的计数器设置，可选的，该路由更新标志可以为一个寄存器，当某个类型的流的路由进行了更新，则设置所述路由更新标志为，可选的，可设置为1。当后续有相应的流类型的已经预配置下一跳的报文到达时，若所述路由更新标志为1，则执行路由查找，为所述报文配置新的下一跳地址，根据新的下一跳地址将所述报文发送出去，并清除所述路由更新标志，可选的，将所述路由更新标志设置为0，更新并保存所述报文的流类型与所述更新的下一跳地址的映射关系。若当后续有相应的流类型的报文到达时，为所述报文配置更新的下一跳地址，若所述路由更新标志为0，则直接根据所述下一跳地址将所述报文发送出去。

本发明实施例避免了低性能的通用处理器查找和更改流分类配置时的大量资源占用；同时又能够在路由更新后，只需对路由更新后的流的第一个报文进行一次路由查找，减少了路由查找的损耗，并且不需要高速缓存，直接利用了已有的流分类配置资源，节省了资源和成本。

下面结合图3具体阐述本发明实施例提供的路由装置的结构及其各模块功能。

所述路由装置包括部署于通用处理器的流分类配置模块301和路由配置模块302，还包括部署于数据面处理器的流分类模块303，路由模块304和调度发送模块305，

所述流分类配置模块301用于对所述流分类模块303进行流分类配置，以使得所述流分类模块303根据所述流分类配置以及接收到的报文中的内容进行流分类，所述流分类配置包括建立流类型与所述报文中的内容的映射，所述报文的内容可以包括五元组，即源网络地址、源端口、传输协议、目的网络地址和目的端口，还可以是所述报文的净荷的具体内容。所述流分类模块303用于根据所述流分类配置模块301中的流类型与所述报文中的内容的映射，在接收到报文之后确定所述报文的流类型，并根据保存的报文流类型与下一跳地址的映射确定所述报文的下一跳地址。所述流分类模块303还包括第一计数器，所述第一计数器与报文的流类型相对应，所述流分类模块303将所述配置有下一跳地址的报文和与该报文的流类型相对应的第一计数器及其值发送给路由模块304。

所述路由配置模块302用于更新路由表，在所述路由配置模块302更新路由表后发送通知消息给路由模块304，所述路由模块304包括第二计数器，所述第二计数器用于当在所述路由配置模块302更新路由表后，接收所述路由配置模块302发送的通知消息，所述第二计数器的值递增，可选的，该第二计数器的值可以增加1。初始配置所述第一计数器和第二计数器的值相等。所述路由模块304接收到所述流分类模块303向其发送的配置有下一跳地址的报文和与该报文的流类型相对应的第一计数器及其值，比较所述第一计数器和第二计数器的值：如果所述第二计数器的值小于或等于所述第一计数器的值，则将配置有下一跳地址的报文发送给所述调度发送模块305，所述调度发送模块305根据所述下一跳地址发送所述报文；如果所述第二计数器的值大于所述第一计数器的值，则所述路由模块304进行路由查找，为所述报文重新配置下一跳地址，将所述第二计数器的值赋值给所述第一计数器，将所述更新后的第一计数器的值，以及所述报文的流类型与所述重新配置的下一跳地址的映射关系发送给所述流分类模块303，所述流分类模块303保存所述更新后的第一计数器的值，以及所述报文的流类型与所述重新配置的下一跳地址的映射关系，所述路由模块304将所述重新配置了下一跳地址的报文发送给所述调度发送模块305，所述调度发送模块305根据所述重新配置的下一跳地址发送所述报文。

通过本发明实施例提供的路由装置，将流分类模块、路由模块以及调度发送模块部署在数据面处理器，并进行相应工作流程优化，能够避免低性能的通用处理器查找和更改流分类配置时的大量资源占用，减少了路由查找的损耗；不需要大量的缓存，直接利用了已有的流分类配置资源，占用硬件资源较少。

本发明实施例还提供了另一种路由装置，如图4所示，所述装置包括配置模块401、路由查找模块402以及发送模块403，所述配置模块401配置接收到的报文的下一跳地址，将所述配置有下一跳地址的报文发送给所述路由查找模块402；路由查找模块402配置路由更新标志，接收所述报文，根据所述路由更新标志判断接收到的报文的路由是否进行了更新，所述路由更新标志可以为一个寄存器，当某个类型的流的路由进行了更新，则设置所述路由更新标志为，可选的，可设置为1，当确定所述报文的路由进行了更新，则进行路由查找，为所述报文重新配置下一跳地址，更新并保存所述报文的路由更新标志，将所述重新配置的下一跳地址与所述报文的流类型映射关系发送给配置模块401，所述配置模块401更新并保存重新配置的下一跳地址与所述报文的流类型映射关系，所述路由查找模块402将所述重新配置下一跳地址的报文发送给发送模块403；所述发送模块403根据所述路由查找模块重新配置的下一跳地址，发送所述报文。

所述路由查找模块402，还用于当确定所述报文的路由没有进行更新，将所述配置有包括下一跳地址的报文发送给所述发送模块403，所述发送模块403接收配置有包括下一跳地址的报文，根据所述下一跳地址发送所述报文。

通过本发明实施例提供的路由装置，将配置模块、路由查找模块以及发送模块部署在数据面处理器，能够避免低性能的通用处理器查找和更改流分类配置时的大量资源占用，减少了路由查找的损耗；不需要大量的缓存，直接利用了已有的流分类配置资源，占用硬件资源较少。

本领域技术人员应该理解，本发明实施例中所述的部署在通用处理器或是数据面处理器中既可以表示在所述处理器的内部实现，又可以表示所述处理器用于控制处理各个模块实现各模块功能。

本领域技术人员应该理解，本发明实施例中装置模块的划分为功能划分，实际具体结构可以为上述功能模块的拆分或合并。

上述发明实施例中的“接收”一词可以理解为主动从其他单元获取也可以是接收其他单元发送来的信息。

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。

权利要求的内容记载的方案也是本发明实施例的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例方法中的全部或部分处理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。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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)

1.一种路由方法，其特征在于，

数据面处理器配置接收到的报文的下一跳地址以及路由更新标志，根据所述路由更新标志判断是否进行过路由更新：

当所述数据面处理器确定进行过路由更新，则进行路由查找，为所述报文重新配置下一跳地址，

更新并保存所述报文的路由更新标志，以及所述重新配置的下一跳地址与所述报文的流类型映射关系，根据所述报文的重新配置的下一跳地址发送所述报文，或根据所述报文的重新配置的下一跳地址发送所述报文，更新并保存所述报文的路由更新标志，以及所述重新配置的下一跳地址与所述报文的流类型映射关系；或

当所述数据面处理器确定没有进行过路由更新，根据所述报文配置的下一跳地址发送所述报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配置接收到的报文的下一跳地址具体包括，

根据所述报文对应的流类型，以及保存的所述报文的流类型与下一跳地址的映射关系配置所述报文的下一跳地址。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配置报文的路由更新标志以及根据所述路由更新标志判断接收到的报文的路由是否进行了更新具体包括，

配置第一计数器和第二计数器，初始配置所述第一计数器和第二计数器的值相等，所述第二计数器与所述报文的流类型相对应，所述第一计数器的值在发生路由更新后递增，通过比较所述第一计数器和与所述报文流类型相对应的 第二计数器的值得到是否进行过路由更新；或

配置路由更新标志，当发生路由更新后，设置所述路由更新标志，当进行路由查找后，清除所述路由更新标志。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过比较所述第一计数器和与所述报文流类型相对应的第二计数器的值得到是否进行过路由更新具体包括：

当所述第一计数器的值大于所述第二计数器的值，则得到进行过路由更新；或

所述通过比较所述第一计数器和与所述报文流类型相对应的第二计数器的值得到是否进行过路由更新具体包括：

当所述第一计数器的值小于或等于所述第二计数器的值，则得到没有进行过路由更新。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述更新并保存所述报文的路由更新标志具体包括，

将所述发生路由更新后的第一计数器的值赋值给与所述报文的流类型相对应的所述第二计数器，所述第二计数器保存所述值以使得再次接收所述相同流类型的报文时，用所述第二计数器保存所述值与第一计数器的值相比较；或

进行路由查找后，清除所述路由更新标志。

6.如权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，

应用数据面处理器处理所述进行路由查找过程、为所述报文重新配置下一跳地址过程、和更新并保存所述报文的路由更新标志，以及所述下一跳地址与所述报文的流类型映射关系的过程。 

7.一种路由装置，其特征在于，所述装置包括部署于数据面处理器的流分类模块，路由模块和调度发送模块，

所述流分类模块，用于配置接收到的报文的下一跳地址以及与所述报文的流类型相对应的第一计数器，将所述第一计数器及其值，以及配置的所述报文的下一跳地址发送给所述路由模块；

所述路由模块，用于接收所述流分类模块发送的所述第一计数器及其值，以及配置的所述报文的下一跳地址，并配置第二计数器，比较所述第二计数器的值和所述第一计数器的值确定进行过路由更新，所述路由模块进行路由查找，为所述报文重新配置下一跳地址，将所述第二计数器的值赋值给所述第一计数器，将所述更新后的第一计数器及其值以及所述重新配置的下一跳地址与所述报文的流类型映射关系发送给所述流分类模块，将所述重新配置下一跳地址的报文发送给所述调度发送模块；

所述流分类模块，还用于接收并保存所述路由模块发送的更新后的所述第一计数器的值，以及所述报文的流类型与重新配置的下一跳地址的映射关系；

所述调度发送模块，用于根据所述路由模块重新配置的下一跳地址，发送所述报文。

8.如权利要求7所述的路由装置，其特征在于，

所述路由模块，还用于当比较所述第二计数器的值和所述第一计数器的值确定没有进行过路由更新，所述路由模块将流分类模块配置有下一跳地址的报文发送给所述调度发送模块；

所述调度发送模块，还用于接收所述配置有下一跳地址的报文，根据所述下一跳地址发送所述报文。

9.一种路由装置，其特征在于，所述装置包括部署于数据面处理器的配置 模块、路由查找模块以及发送模块，

所述配置模块，用于配置接收到的报文的下一跳地址，将所述报文发送给路由查找模块；

路由查找模块，用于当确定进行过路由更新，则进行路由查找，为所述报文重新配置下一跳地址，更新并保存所述报文的路由更新标志以及所述重新配置的下一跳地址与所述报文的流类型映射关系，将所述重新配置下一跳地址的报文发送给发送模块；

所述发送模块，用于根据所述路由查找模块重新配置的下一跳地址，发送所述报文。

10.如权利要求9所述的路由装置，其特征在于，

所述路由查找模块，还用于当确定没有进行过路由更新，将所述配置有包括下一跳地址的报文发送给所述发送模块；

所述发送模块，还用于接收所述配置有下一跳地址的报文，根据所述下一跳地址发送所述报文。 

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