CN102035735A - 用于提供转发信息和服务质量信息的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在基于流的网络环境中提供转发和QoS信息的设备在预定流的状态信息的基础上，从其中的流表中获取第一信息和第二信息，以便在基于流的网络环境中提供动态更新的信息。当确定基于一系列信息的路由ID获取的第一信息和第二信息被更新时，更新该流表，且提供更新的信息。

Description

用于提供转发信息和服务质量信息的设备和方法

相关申请的交叉引用 

本申请要求于2009年10月6日和2010年9月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2009-0094782号和第10-2010-0093951号的优先权和利益，在此通过参考而并入其全部内容。 

技术领域

本发明涉及一种用于在基于流的网络环境中提供转发信息和QoS信息的设备和方法。 

背景技术

通常，当预定流中的第一个分组被输入到基于流的网络设备上的系统中时，需要获取转发信息和QoS处理信息以进行流处理。在IP的情况下，除了IPv4或IPv6转发表之外，转发信息还可以从用于确定IP分组的目的地的各种表来提取。相反，QoS处理信息可以从多个业务分类表来提取。 

每个流可以被映射到存在于多个业务分类表中的多个规则，并且如果每个流被映射到多个规则，则有关具有最高优先级的规则的信息被用作有关最终流的信息。该提取的信息被存储在流表中，该流表可以为每个流存储流的状态信息。 

关于转发信息和QoS处理信息被存储在流表中的流，一贯在输入第一个分组之后输入的分组的分组转发和QoS处理是基于存储在流表中的转发信息和QoS处理信息而执行的。在第一个分组被输入之后更新的转发信息和QoS处理信息并不应用到对应的流。 

在背景技术部分中公开的以上信息仅仅用于增强对于本发明背景技术的理解，并因此其可以包含没有形成在本国中对于本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。 

发明内容

已经做出本发明，以致力于提供一种用于在基于流的网络环境中提供转发信息和QoS信息的设备和方法，其具有将转发信息和QoS处理信息动态应用到对应流的优点。 

本发明的一个示范实施例提供了一种用于在基于流的网络环境中提供转发信息和QoS信息的方法，包括： 

在流的状态信息的基础上，从流表中获取第一信息和第二信息； 

在有关为该流所输入的分组的信息的路由ID的基础上，确定获取的第一信息和第二信息是否被更新；以及 

当确定该第一信息和该第二信息被更新时，更新该流表。 

本发明的另一个示范实施例提供了一种用于在基于流的网络环境中提供转发信息和QoS信息的设备，包括： 

表存储单元，用于存储用以处理流的分组的信息并处理更新信息；以及转发引擎单元，用于确定被输入的分组是否是首先被输入的分组，并且根据被输入的分组的状态，在先前存储在该表存储单元中的信息的基础上，更新第一信息和第二信息。 

附图说明

图1是根据本发明的示范实施例的、用于在基于流的网络环境中提供转发信息和QoS信息的设备的示范图，可以向该基于流的网络环境应用转发信息和QoS规则的动态更新； 

图2是根据本发明的示范实施例的流表的示范图； 

图3是根据本发明的示范实施例的转发表的示范图； 

图4是根据本发明的示范实施例的业务分类表的示范图； 

图5是根据本发明的示范实施例的路由更新验证表的示范图； 

图6是根据本发明的示范实施例的QoS规则更新验证表的示范图；以及 

图7是图示了根据本发明的示范实施例的、用于在基于流的网络环境中提供转发信息和QoS信息的方法的流程图。 

具体实施方式

在以下详细描述中，已经简单地通过阐释的方式而仅仅示出并且描述了 本发明的某些示范实施例。如本领域技术人员将认识到的，可以以各种不同的方式来修改所描述的实施例，而全部没有脱离本发明的精神或范围。相应地，附图和描述将被认为实际上是说明性而非限制性的。贯穿说明书中，同样的附图标记指定同样的元件。 

在说明书中，除非明确地相反描述，否则术语“包括(comprise)”及变型(例如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”)将被理解为暗指。 

以下，将参考附图来描述根据本发明的示范实施例的以下方法，该方法用于在基于流的网络设备上应用转发和QoS规则的动态更新。 

图1是根据本发明的示范实施例的、用于在基于流的网络环境中提供转发信息和QoS信息的设备的示范图，可以向该基于流的网络环境应用转发信息和QoS规则的动态更新。 

通常，流是由5元组(tuple)信息构成的。然而，根据运营商或应用特性的设立，可以添加IP分组的另一个头信息，或者可以从该5元组信息中减去某些字段。作为一个示范实施例，这意味着流可以仅仅通过IP源地址来定义。在此情况下，5元组信息通常包括IP源地址、IP目的地址、协议号、源传输层端口信息、以及目的传输端口信息。 

如图1所示，用于在取决于转发信息和QoS规则的动态更新的应用来处理分组的、基于流的网络环境中提供转发信息和QoS信息的设备包括：转发引擎单元100、流表存储单元200、转发表存储单元300、业务分类表存储单元400、路由更新验证表存储单元500、以及QoS规则更新验证表存储单元600。 

当预定流的分组被输入到网络设备中时，该转发引擎单元100确定该被输入的分组是否是首先输入的分组。为了检验该被输入的分组是否是第一个分组，该转发引擎单元100使用被保存在流表存储单元200的流表中的流的状态信息。 

也就是，如果该流的状态信息没有被存储在流表存储单元200的流表中，则该被输入的分组意味着第一个分组。这里，作为例子，状态信息是通过使用分配给分组的序列号来描述的，但其不限于此。 

换句话说，该转发引擎单元100检验分组的状态信息，并搜索存储在流表存储单元200中的流表，并此后，检验该被检验的状态信息是否被存储在流表中。如果被输入的分组是第一个分组，则该状态信息没有被存储在流表 中，而如果被输入的分组不是第一个分组，则该状态信息被存储在流表中。 

在此情况下，将首先参考图2来描述存储在流表存储单元200中的流表。 

图2是根据本发明的示范实施例的流表的示范图。 

如图2所示，根据本发明的示范实施例的流表可以具有各种类型的数据结构，该各种类型的数据结构包括树形数据结构、哈希数据结构、直接表(direct table)数据结构、三态内容可寻址存储器(TCAM)、其中合并了各种数据结构的结构等等。 

根据本发明的示范实施例的流表包括用于处理预定流的分组的转发信息和QoS信息。 

在此情况下，该转发信息意味着有关该分组应该被传送到的目的地的信息，并包括下一跳信息。下一跳信息允许根据本发明的示范实施例而动态处理转发更新，并包括路由ID和路由更新序列号。 

作为有关要被应用于传送该分组到目的地的QoS的信息的QoS信息包括以下信息，所述信息包括被应用到对应流的业务分类规则ID、被应用的业务分类规则更新序列号、业务类型、业务传送速率、有关该分组的带宽的信息、优先级信息等等。 

当将连续地描述图1的转发引擎单元100时，如果状态信息没有被存储在流表中，则被输入流的分组被首先输入。相应地，转发引擎单元100搜索分别存储在转发表存储单元300和业务分类表存储单元400中的转发表和业务分类表，并获取转发信息和QoS信息，并然后存储和更新获取的对应信息、连同在流表中的分组的状态信息。 

为此，将通过假定预定的在前信息先前已经存在于转发表和业务分类表中来对其进行描述。也就是，不考虑作为通过路由协议而动态获取的信息或者由运营商直接设置的信息的转发信息和QoS信息，假定先前通过任何方法来设置该信息。 

这里，将首先参考图3和4来描述分别存储在转发表存储单元300和业务分类表存储单元400中的转发表和业务分类表。 

图3是根据本发明的示范实施例的转发表的示范图，而图4是根据本发明的示范实施例的业务分类表的示范图。 

如图3所示，转发表可以具有各种类型的数据结构，该各种类型的数据结构包括树形结构、哈希结构、直接表、三态内容可寻址存储器(TCAM)、 其中合并了各种数据结构的结构等等。此外，在本发明的示范实施例中，在用来配置转发信息的软件中将唯一的路由ID分配给每一个路由。为此，将通过假定软件模块(未示出)包括在转发表存储单元300中来对其进行描述。 

也就是，当添加一个路由时，唯一ID被分配给每一个路由，并且在转发信息的情况下，提供用来将通过路由协议获取的路由信息反映到转发信息的软件分配路由ID。在此，由于该软件不必被实现为任何一种类型，且可以根据系统的设计而变化，因此在本发明的示范实施例中，对于该软件的限制将被忽略。 

在其中对应路由器的转发信息改变的情况下，不分配新的路由ID，且使用相同的路由ID，并且另外，对应路由的路由更新序列号仅仅是被增加。在其中发生路由更新的情况下，将路由更新验证表和转发表的路由更新序列号更新为被增加一的值。在此情况下，序列号的更新可以可选地应用或不应用于转发表。在本发明的示范实施例中，用于表达路由ID的比特数应该足够大，以表达可以在该系统中提供的路由条目的总数。 

图3所示的转发表具有多比特树形结构。如果该转发表具有其中为每一个路由分配路由ID的结构，则该转发表可以满足根据本发明的示范实施例的目标。这里，如果路由更新序列号在路由表中没有给出，则该给出的值可以使用在图5的路由更新验证表中。 

接下来，图4所示的业务分类表可以具有各种类型的数据结构，该各种类型的数据结构包括树形结构、哈希结构、直接表、三态内容可寻址存储器(TCAM)、其中合并了各种数据结构的结构等等。此外，根据本发明的示范实施例的QoS软件模块(未示出)为每一个QoS规则分配唯一的QoS规则ID。在此情况下，当运营商通常通过命令行界面(CLI)来设置信息时，作为用来将设置的信息反映到实际表的模块的QoS软件模块并不限于本发明的示范实施例中的任何一种形式。 

用于表达QoS规则ID的比特数应该足够大，以表达可以在该系统中提供的QoS规则的总数。图4示出了在图4的示范实施例中的业务分类表的配置的示范实施例，多个业务分类表被示出。此外，多个业务分类表存储每个QoS规则ID的规则，并彼此共享规则表。也就是，每个业务分类表的最终结果具有用于QoS规则表的指针。然而，作为根据本发明的示范实施例的一个例子，这可以被生成为其中业务分类表可以存储每个QoS规则的QoS规则的 任何类型的数据结构。 

当连续地描述图1的转发引擎单元100时，根据本发明示范实施例的转发信息包括以下信息，该信息包括分配到每个转发条目的路由ID、路由更新序列号等等，如图3所示。如果路由更新序列没有存在于转发表中，则可以通过利用路由ID作为关键值、搜索存储在路由更新验证表存储单元500中的路由更新验证表，来获取当前RUSN值。 

根据本发明的示范实施例的QoS信息包括：分配给QoS规则的QoS规则ID、QoS规则更新序列号等等。如果QoS规则更新序列号没有在业务分类表中给出，则可以通过利用QoS规则ID作为关键值、搜索存储在QoS规则更新验证表存储单元600中的QoS规则更新验证表，来获取当前QUSN值。根据获取的转发信息和QoS信息，转发引擎单元100执行QoS处理和分组转发。 

在此情况下，将首先参考图5和6来描述路由更新验证表和QoS规则更新验证表。 

图5是根据本发明的示范实施例的路由更新验证表的示范图，而图6是根据本发明的示范实施例的QoS规则更新验证表的示范图。 

首先如图5所示，路由更新验证表可以具有各种类型的数据结构，该各种类型的数据结构包括哈希结构、直接表、TCAM、其中合并了各种数据结构的结构等等。此外，在根据本发明的示范实施例的路由更新验证表中，只要针对每个路由ID更新该路由，路由更新序列号就增加。 

在此情况下，在其中由于大量路由而发生搜索速度等等上的问题的情况下，多个路由可以通过将路由ID缩短到较小的比特数来共享相同的路由更新序列号。 

其间，如图6所示，QoS规则更新验证表可以具有各种类型的数据结构，该各种类型的数据结构包括哈希结构、直接表、TCAM、其中合并了各种数据结构的结构等等。此外，只要针对每个QoS规则ID更新QoS规则，该QoS更新序列号(QUSN)就增加。 

如果由于大量QoS规则而导致搜索速度慢，则实际的多个QoS规则ID可以通过将QoS规则ID缩短到较小的比特数来具有相同的QoS规则更新序列号。 

将参考图7来描述用于在基于流的网络设备上动态提供转发信息和QoS 信息的方法。 

图7是图示了根据本发明的示范实施例的、用于在基于流的网络环境中提供转发信息和QoS信息的方法的流程图。 

如图7所示，当预定流的分组被输入到基于流的网络设备中(S100)时，转发引擎单元100检验该被输入的分组是否是首先输入的分组(S110)。将在下面进行描述用于确定该被输入的分组是否是首先输入的分组的方法。有关每个流的信息被保存在流表中，并且该流的信息(也就是，状态信息)被存储在流表中。 

也就是，当分组被输入时，该转发引擎单元100检验该分组的状态信息是否存在于流表中以及对应流是否存在。在该处理期间，如果该流的状态信息没有存在于流表中，则先前没有产生该流，且该分组在那时成为第一个分组。 

如果该分组被首先输入，则对应流的表没有被存储在流表存储单元200中。因此，转发引擎单元100搜索分别在转发表存储单元300和业务分类表存储单元400中存储的转发表和业务分类表，以获取转发信息和QoS信息(S120)。在此情况下，通过不使用第一个数据分组，而使用用于通过控制消息来设置在前信息的方法，该流的转发信息和QoS信息可以被存储在流表中。 

当在步骤S120中获取了转发信息和QoS信息时，通过在流表300中存储获取的转发信息和QoS信息、连同对应分组的状态信息，来更新流表(S130)。 

其间，在步骤S110中的确定的基础上，如果被输入的分组不是对应流的第一个分组，则首先搜索存储在流表存储单元200中的流表，且搜索匹配的流表条目(S150)。此后，获取存储在流表中的转发信息和QoS信息(S 160)，并且在获取的信息的基础上，检验转发更新或QoS规则更新是否发生(S170和S180)。 

为此，首先，通过使用从流表中读取的路由ID值作为关键值，来搜索路由更新验证表，以便检验转发更新。转发引擎单元100比较从流表中获取的路由更新序列号和通过搜索路由更新验证表获取的路由更新序列号。 

另外，如果在该比较结果的基础上、比较的值彼此不同，则确定转发信息被更新，且通过搜索转发表而找到改变的转发信息，并且将其再次存储在流表中(S190)。然而，如果比较的值彼此相同，则转发信息不被更新，并且 仅仅使用现有的序列号。 

当转发更新被检验时，通过使用从流表中读取的QoS规则ID作为关键值，转发引擎单元100搜索QoS规则更新验证表，以便检验QoS信息的更新。此外，转发引擎单元100比较从流表中获取的QoS规则更新序列号和通过搜索QoS规则更新验证表而获取的QoS规则更新序列号。另外，如果比较的值彼此不同，则确定QoS信息被改变，且通过搜索业务分类表而找到改变的QoS信息，并且将其再次存储在流表中(S190)。 

通过利用这样的过程，转发信息和QoS信息可以被动态应用到基于流的网络设备上，以有助于流的处理。 

根据本发明的示范实施例，当在基于流的网络设备上曾经设置流信息之后、新的转发信息和QoS信息被更新时，动态更新的信息可以被应用和使用。 

尽管已经结合目前被认为是实用示范实施例的内容而描述了本发明，但是要理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反地，意欲覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效安排。 

Claims (12)

1.一种用于在基于流的网络环境中提供转发信息和服务质量(QoS)信息的方法，包括：

在流的状态信息的基础上，从网络设备的流表中获取第一信息和第二信息；

在有关为该流所输入的分组的信息的路由ID的基础上，确定获取的第一信息和第二信息是否被更新；以及

当确定该第一信息和该第二信息被更新时，更新该流表。

2.根据权利要求1的方法，包括：

在所述获取第一信息和第二信息的步骤之前，

确定为该流所输入的分组是否是首先被输入的分组；以及

如果输入的分组不是第一个分组，则获取该分组的信息。

3.根据权利要求2的方法，其中：

所述确定更新是否发生的步骤包括：

该第一信息包括路由ID和第一路由更新序列号，

在路由ID的基础上，检验在该网络设备中的路由更新验证表存储单元中存储的第二路由更新序列号；

检验第一路由更新序列号与第二路由更新序列号是否彼此相同；以及

如果第一路由更新序列号与第二路由更新序列号彼此不同，则通过确定该第一信息被更新来更新该流表中的该第一信息。

4.根据权利要求3的方法，其中：

所述确定更新是否发生的步骤包括：

该第二信息包括QoS规则ID和第一QoS规则更新序列号，

在QoS规则ID的基础上，检验在该网络设备中的QoS规则更新验证表存储单元中存储的第二QoS规则更新序列号；

检验第一QoS规则更新序列号与第二QoS规则更新序列号是否彼此相同；以及

如果第一QoS规则更新序列号与第二QoS规则更新序列号彼此不同，则通过确定该第二信息被更新来更新该流表中的该第二信息。

5.根据权利要求2的方法，包括：

在所述确定被输入的分组是否是首先被输入的分组的步骤之后，

如果被输入的分组是第一个分组，则获取先前存储在该网络设备中的该第一信息和该第二信息；

存储并更新获取的该第一信息和该第二信息以及流表中的第一个分组的状态信息；以及

为预定流来处理QoS和转发分组。

6.根据权利要求1的方法，其中：

该第一信息是转发信息，而该第二信息是QoS信息。

7.一种用于在基于流的网络环境中提供转发信息和QoS信息的设备，包括：

表存储单元，用于存储用以处理流的分组的信息并处理更新信息；以及

转发引擎单元，用于确定被输入的分组是否是首先被输入的分组，并且根据被输入的分组的状态，在先前存储在该表存储单元中的信息的基础上，更新第一信息和第二信息。

8.根据权利要求7的设备，其中：

该表存储单元包括：

流表存储单元，包括用于处理预定流的分组的第一信息和第二信息，并为该流来存储路由ID、路由更新序列号、QoS规则ID、QoS规则更新序列号、以及该流的状态信息；

转发表存储单元，包括软件模块，其中为每一个路由分配唯一的路由ID，并存储第一信息，该第一信息包括通过该软件模块生成的路由ID和路由更新序列号；以及

业务分类表存储单元，包括QoS软件模块，其中分配QoS规则ID，并存储第二信息，该第二信息包括通过QoS软件模块生成的QoS规则ID和QoS规则更新序列号。

9.根据权利要求8的设备，其中：

该表存储单元还包括：

路由更新验证表存储单元，用于当针对每个路由ID更新路由时，更新并存储路由更新序列号；以及

QoS规则更新验证表存储单元，用于当针对每个QoS规则ID更新QoS规则时，更新并存储QoS更新序列号。

10.根据权利要求7的设备，其中：

该QoS信息包括应用于对应流的业务分类规则ID、被应用的业务分类规则更新序列号、业务类型、业务传送速率、分组的带宽信息、以及优先级信息中的至少一个信息。

11.根据权利要求7的设备，其中：

该第一信息包括路由ID、路由更新序列号、以及下一跳信息。

12.根据权利要求7的设备，其中：

该第一信息是转发信息，而该第二信息是QoS信息。

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