CN102123095A - 数据转发控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据转发控制方法及装置，该方法包括：入接口接收到数据时，判断入接口的数据流速是否超过设置的入接口流速阈值；若是，丢弃数据；否则控制入接口将数据向下一级接口转发；中间接口接收到上一级的入接口或中间接口转发的数据时，判断该中间接口的数据流速是否超过对应的中间接口流速阈值；若是，则丢弃数据；否则确定中间接口的下一级接口，并将数据向下一级接口转发；出接口接收到上一级的入接口或中间接口转发的数据时，判断出接口的数据流速是否超过设置的出接口流速阈值；若是，则丢弃数据；否则通过出接口将数据转发出去。实现了多层次接口上带宽资源的合理分配，有效地减少了各接口出现阻塞和资源浪费的可能性。

Description

数据转发控制方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，尤指一种适用于具有数据转发功能的网络设备的数据转发控制方法及装置。

背景技术

具有数据转发功能的网络设备可以实现从某个接口接收数据，然后经多层接口转发，从该设备的某个接口将接收的数据转发出去。在实现接收和转发的过程中，为了有效利用和保护网络资源，一般会引用流量监管机制，通过对网络设备转发的流量进行控制，将数据转发流量限制在一个合理的范围内。这种流量监管可以针对某一类数据流的具体特征(比如TCP报文的协议号6)，也可以是针对某个物理接口(比如设备的物理端口)或者虚拟的接口(比如专有用户的实例接口)。

在现有网络中，一般会采用对进入网络设备的数据流速做两次限速的方式控制数据流速：一是接收到数据流时的入口限速；二是转发数据流时的出口限速。现有数据转发流量控制的流程如图1所示。当接收到数据时，对数据报文进行分类，首先判断是不是启用了流分类限速，若启用了则进行流限速数据丢弃判断，确定是否需要丢弃超过流限速范围的数据；若未启用流分类限速，则直接进入接口限速。依次进行入接口限速的数据丢弃判断和出接口的限速丢弃判断，将超出限速范围的数据丢弃并转发未被丢弃的数据。

这种流量控制方法应用在接口配置繁多的复杂网络环境中时，由于只在入口和出口出配置了流量控制，在入口和出口处超出流量指标的部分数据将被丢弃，达到了在出入口上整体控制流量的目的，但是对于出口和入口之间存在的多个层次的其他接口，则不能进行合理的流量控制和监管。例如：多协议标签交换的虚拟私有网络(Multi Protocol Label Switching Virtual PrivateNetwork，MPLS VPN)中的供应商边界设备(Provider Edge，PE)节点，从物理端口接收报文，根据报文信息匹配出的入接口为接口链路(ActtachmentCircuit，AC)侧客户端接口，具有AC属性，根据AC属性确定接收到报文所属的VPN实例，再根据VPN实例得到私有网络的伪线(Pseudo Wire，PW)，然后根据该PW追溯得到所承载的隧道，最后从隧道所指定的出接口转发出去。由于一个VPN实例可以有多个AC接口，多个VPN实例又可以绑定同一个PW，同时多个PW可以绑定在同一条隧道(Tunnel)上，且同一AC接口也可以有不同的入接口或说接收端口，因此，报文从入接口接收到从隧道发送出去的整个转发过程中，经历了多层次的网络接口的转发。当只在出入接口控制流量时，无法满足多个层次的限速需求。

可见，现有网络设备中数据转发的流量控制，不能针对多层次接口很好的实现流量转发控制，无法满足不同客户不同属性的报文对不同带宽的需求，也不能实现在多层次接口上合理的分配带宽资源，从而可能由于带宽资源分配不合理导致网络资源浪费或某一层接口的数据转发拥塞，也可能导致数据转发过程中的带宽使用率降低，无形中增加了网络设备的维护成本。

发明内容

本发明实施例提供一种数据转发控制方法及装置，用以解决现有数据转发流量控制过程中存在的不能满足多层次带宽控制需求，导致网络资源浪费和网络带宽使用率低的问题。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的数据转发控制方法及装置，在网络设备的多层次接口上设置流速限制，针对各层接口均进行流量限制，允许流量限速范围内的数据通过，将超过流量限制的数据丢弃，从而实现了在多层次接口上对流速的控制，实现了带宽资源的合理分配，避免了当只在出入接口处控制流速时，导致的中间各层接口中出现有些接口资源闲置，而有些接口出现拥塞的问题，使各层接口的带宽资源分配利用更合理，有效地减少了各接口出现阻塞和资源浪费的可能性，提高带宽资源利用率同时尽可能的避免了数据拥堵。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中数据转发流量控制的流程图；

图2为本发明实施例一中数据转发控制方法的流程图；

图3为本发明实施例二中数据转发控制方法的流程图；

图4为本发明实施例二中网络设备中的多层次接口示意图；

图5为本发明实施例中数据转发控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由于网络设备在实现数据转发时，可以从入接口(一般是设备上用于接收数据的物理端口)接收数据，经过多层次的接口转发，从出接口(一般是设备上用于发送数据的物理端口)转发出去。也就是说，数据在网络设备中是经多层次接口完成转发的。而现有出入接口处进行限速处理的方式，对于具有复杂接口配置的网络环境而言，过于简单，无法对不同层次接口设置带宽。针对现有技术中数据转发过程中存在的无法满足多层次接口的流量转发控制需求的问题，本发明实施例提供一种数据转发控制方法，在网络设备中针对多层次接口进行多层次的限速，根据各层次的接口之间的关联关系，逐层比较是否满足各接口的限速要求。下面通过具体的实施例进行详细说明。

实施例一

本发明实施例一提供一种数据转发控制方法，其流程如图2所示，包括如下步骤：

步骤S101：入接口接收到数据。

入接口为网络设备上用于接收数据的物理端口，一个网络设备可能有多个入接口。

步骤S102：判断入接口的数据流速是否超过设置的入接口流速阈值。

预先配置入接口的限速参数，如入接口流速阈值。对于到达入接口的数据，根据入接口流速阈值判断是否可以通过入接口并向下一级接口转发。

若否，执行步骤S103；若是，执行步骤S112。

步骤S103：确定入接口的下一级接口，并控制入接口将数据向下一级接口转发。

由于网络设备中入接口和出接口之间可能会有多个层次的虚拟接口，因此，入接口的下一级接口可能是中间接口或出接口。

确定入接口的下一级接口，具体包括根据入接口配置的下一级接口属性，确定入接口所关联的下一级接口，确定出的可能是中间接口或出接口；

步骤S104：判断下一级接口时中间接口还是出接口。

当入接口的下一级接口是中间接口时，执行步骤S105；当入接口的下一级接口是出接口时，执行步骤S109。

步骤S105：中间接口接收到上一级的入接口或中间接口转发的数据。

由于网络设备中中间接口可能有一个或多个，因此，中间接口的上一级接口可能是入接口或者其他的中间接口，且同一个中间接口的上一级接口可能是几个入接口或几个中间接口

网络设备中入接口和出接口之间的中间接口可能包括下列各级虚拟接口之一或组合：接口链路(Acttachment Circuit，AC)接口、虚拟私有网络(Virtual Private Network，VPN)接口和伪线(Pseudo Wire，PW)接口。

步骤S106：判断该中间接口的数据流速是否超过对应的中间接口流速阈值。

中间接口的限速参数也会预先配置，具体针对每个中间接口分别配置各自的中间接口流速阈值。对于到达中间接口的数据，根据中间接口流速阈值判断是否可以通过该中间接口并向下一级接口转发。

由于给同一个中间接口转发数据的上一级接口可能不止一个，因此，判断中间接口的数据流速是否超过该中间接口对应的中间接口流速阈值时，具体包括：计算中间接口接收到的上一级各入接口或上一级各中间接口转发的数据流速和；将计算得到的数据流速和与中间接口流速阈值进行比较，确定该中间接口的数据流速是否超过该中间接口对应的中间接口流速阈值。

若否，执行步骤S107，若是，执行步骤S112。

步骤S107：确定中间接口的下一级接口，并将数据向下一级接口转发。

由于网络设备中入接口和出接口之间可能会有多个层次的虚拟接口，因此，中间接口的下一级接口可能是中间接口或出接口。

确定中间接口的下一级接口，具体包括根据中间接口配置的下一级接口属性，确定中间接口的所关联的下一级中间接口或出接口。

步骤S108：判断下一级接口时中间接口还是出接口。

当入接口的下一级接口是中间接口时，执行步骤S105；当入接口的下一级接口是出接口时，执行步骤S109。

步骤S109：出接口接收到上一级的入接口或中间接口转发的数据。

由于网络设备中可能没有中间接口，也可能有一个或多个中间接口，因此，出接口的上一级接口可能是入接口或者中间接口，且同一个出接口的上一级接口可能是几个入接口或几个中间接口。

出接口为网络设备上用于转发数据的物理端口，网络设备上的出接口也可以不止有一个。

步骤S110：判断出接口的数据流速是否超过设置的出接口流速阈值。

出接口的限速参数也会预先配置，具体针对每个出接口分别配置各自的出接口流速阈值。对于到达中间接口的数据，根据出接口流速阈值判断是否可以通过该出接口并向下一级接口转发。

由于给同一个出接口转发数据的上一级接口可能不止一个，因此，判断出接口的数据流速是否超过设置的出接口流速阈值，具体包括：计算出接口接收到的上一级各入接口或上一级各中间接口转发的数据流速和；将计算得到的数据流速和与出接口流速阈值进行比较，确定出接口的数据流速是否超过设置的出接口流速阈值。

若否，执行步骤S111，若是，执行步骤S112。

步骤S111：通过出接口将数据转发出去。

对于通过多层次接口限速处理后，到达出接口的数据，由出接口将其转发至接收端。

步骤S112：丢弃数据。

对于在多层次接口限速处理中，任何一个层次的接口认为超出流速限制的数据，会控制接口进行丢弃处理。

实施例二

本发明实施例二提供一种数据转发控制方法，以入接口为接收端口(PORT)，中间接口依次为AC接口、VPN接口和PW接口，出接口为隧道(Tunnel)接口的多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switch，MPLS)虚拟私有(Virtual Private Network，VPN)网络为例进行详细说明。图3即为网络设备中的多层次接口的示意图，其中接收数据的入接口包括PORT1接口、PORT2接口、PORT3接口、......等，均与中间接口AC1接口绑定；各级中间接口中，AC接口包括的AC1接口、AC2接口、AC3接口、......等均与下一级的中间接口VPN1绑定，VPN接口包括的VPN1接口、VPN2接口、VPN3接口、......等均与下一级的中间接口PW1绑定，PW接口包括的PW1接口、PW2接口、PW3接口、......等均与下一级的出接口Tunnel1接口绑定。即该方法数据转发控制流程如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤S201：接收端口接收数据。

网络设备的接收端口接收的数据一般是需要经网络设备转发的数据报文。针对接收端口配置有限速参数，如入接口流速阈值v1。

步骤S202：判断接收端口的数据流速是否超过设置的入接口流速阈值v1。

若否，执行步骤S203；若是，执行步骤S220。

根据网络情况和用户对带宽的需求，在PORT1下配置入接口流速阈值v1，判断接收端口的数据流速是否大于v1，当大于时认为已经超过了接收端口允许通过的数据流速，需要将当前数据丢弃。

当接收端口未配置入接口流速阈值时，例如未配置是可以将流速阈值参数设置为无穷大或0，或设置为空，则此时不必再进行流速判断。

步骤S203：确定接收端口的下一级接口是否是AC1接口，

判断接收端口PORT1接口的端口属性是否是AC1，若是的话确定接收端口的下一级接口是AC1接口。

若是，执行步骤S204；否则执行步骤S221。

步骤S204：控制接收端口将数据向AC1接口转发。

接收端口PORT1接口将接收到的数据向AC1接口转发。

步骤S205：AC1接口接收接收端口转发的数据。

AC1接口除了接收PORT1接口转发的数据外，同时还接收其下绑定的PORT2、PORT3等接口的数据。

其中，AC1接口为中间端口，其上一级接口为接收端口，因此，AC1接口从上一级的接收端口接收转发的数据，如图4所示，当AC1的上一级接口——接收端口不止一个时，到达AC1的数据流速为所关联的几个接收端口的数据流速和。

步骤S206：判断AC1接口的数据流速是否超过AC1接口流速阈值。

根据网络情况和用户对带宽的需求，在AC1下配置中间接口流速阈值v2，判断AC1接口的数据流速是否大于v2，当大于时认为已经超过了AC1接口允许通过的数据流速，需要将当前数据丢弃。其中AC1接口的数据流速为其下绑定的PORT1、PORT2、PORT3等接口的数据流速之和。

若否，执行步骤S207，否则，执行步骤S220。

步骤S207：确定AC1接口的下一级接口是否是VPN1接口。

判断AC1接口的接口属性是否是VPN1，若是的话确定AC1接口的下一级接口是VPN1接口。

若是，执行步骤S208；否则，执行步骤S221。

步骤S208：控制AC1接口将数据向VPN1接口转发。

AC1接口将数据向下一级的VPN1接口转发。

步骤S209：VPN1接口接收AC1接口转发的数据。

VPN1接口除了接收AC1接口转发的数据外，同时还接收其下绑定的AC2、AC3等接口的数据。

步骤S210：判断VPN1接口的数据流速是否超过VPN1接口流速阈值。

根据网络情况和用户对带宽的需求，在VPN1下配置中间接口流速阈值v3，判断VPN1接口的数据流速是否大于v3，当大于时认为已经超过了VPN1接口允许通过的数据流速，需要将当前数据丢弃。其中VPN1接口的数据流速为其下绑定的AC1、AC2、AC3等接口的数据流速之和。

若否，执行步骤S211，否则，执行步骤S220。

步骤S211：确定VPN1接口的下一级接口是否是PW1接口。

根据VPN1接口的属性，判断VPN1接口的接口属性是否是PW1，若是的话确定VPN1接口的下一级接口是PW1接口。

若是，执行步骤S212，否则，执行步骤S221。

步骤S212：控制VPN1接口将数据向PW1接口转发。

VPN1接口将数据向下一级的PW1接口转发。

步骤S213：PW1接口接收到VPN1接口转发的数据。

PW1接口除了接收VPN1接口转发的数据外，同时还接收其下绑定的VPN2、VPN3等接口的数据。

步骤S214：判断PW1接口的数据流速是否超过PW1接口流速阈值。

根据网络情况和用户对带宽的需求，在PW1下配置中间接口流速阈值v4，判断PW1接口的数据流速是否大于v4，当大于时认为已经超过了PW1接口允许通过的数据流速，需要将当前数据丢弃。其中PW1接口的数据流速为其下绑定的VPN1、VPN2、VPN3等接口的数据流速之和。

若否，执行步骤S215，否则，执行步骤S220。

步骤S215：确定PW1接口的下一级接口是否是隧道1(Tunnel1)接口。

根据PW1接口的属性，判断PW1接口的接口属性是否是Tunnel1接口，若是的话确定PW1接口的下一级接口是Tunnel1接口。

若是，执行步骤S216，否则，执行步骤S221。

步骤S216：控制PW1接口将数据向Tunnel1接口转发。

PW1接口将数据向下一级的Tunnel1接口转发。

步骤S217：Tunnel1接口接收到PW1接口转发的数据。

Tunnel1接口除了接收PW1接口转发的数据外，同时还接收其下绑定的Tunnel2、Tunnel3等接口的数据。

步骤S218：判断Tunnel1接口的数据流速是否超过设置的Tunnel接口流速阈值。

根据网络情况和用户对带宽的需求，在Tunnel1下配置出接口流速阈值v5，判断Tunnel1接口的数据流速是否大于v5，当大于时认为已经超过了Tunnel1接口允许通过的数据流速，需要将当前数据丢弃。其中Tunnel1接口的数据流速为其下绑定的PW1、PW2、PW3等接口的数据流速之和。

若否，执行步骤S219，若是，执行步骤S220。

步骤S219：通过Tunnel1接口将数据转发出去。

通过出接口Tunnel1接口将数据转发出去，完成数据转发操作。

步骤S220：丢弃数据。

对于PORT1、AC1、VPN1、PW1、Tunnel1等各级接口判断出超出流量限制的数据，将这些数据丢弃。

步骤S221：查询对应的下一级接口再进行处理。

当上述步骤S203、步骤S207、步骤S211、步骤S215判断为否时，在查询是否是对应其他的下一级端口，再进行处理。

根据本发明实施例提供的数据转发控制方法，本发明实施例还提供一种数据转发控制装置，该装置可以设置在能够实现数据转发功能的网络设备中，该装置的结构如图5所示，包括：第一判断模块10、第二判断模块20和第三判断模块30。

第一判断模块10，用于入接口接收到数据时，判断入接口的数据流速是否超过设置的入接口流速阈值；若是，丢弃数据；否则确定入接口的下一级接口，并控制入接口将数据向下一级接口转发；其中入接口的下一级接口为中间接口或出接口。

优选的，上述第一判断模块10，具体用于根据入接口配置的下一级接口属性，确定入接口所关联的下一级中间接口或出接口。

第二判断模块20，用于中间接口接收到上一级的入接口或中间接口转发的数据时，判断该中间接口的数据流速是否超过该中间接口对应的中间接口流速阈值；若是，则丢弃数据；否则确定该中间接口的下一级接口，并将数据向下一级接口转发；其中中间接口的下一级接口为中间接口或出接口。

优选的，上述第二判断模块20，具体用于：计算中间接口接收到的上一级各入接口或上一级各中间接口转发的数据流速和；将计算得到的数据流速和与中间接口流速阈值进行比较，确定该中间接口的数据流速是否超过该中间接口对应的中间接口流速阈值。

优选的，上述第二判断模块20，具体用于根据中间接口配置的下一级接口属性，确定中间接口的所关联的下一级中间接口或出接口。

第三判断模块30，用于出接口接收到上一级的入接口或中间接口转发的数据时，判断出接口的数据流速是否超过设置的出接口流速阈值；若是，则丢弃数据；否则通过出接口将数据转发出去。

优选的，上述第三判断模块30，具体用于：计算出接口接收到的上一级各入接口或上一级各中间接口转发的数据流速和；将计算得到的数据流速和与出接口流速阈值进行比较，确定出接口的数据流速是否超过设置的出接口流速阈值。

本发明实施例提供的数据转发控制方法及装置，在网络设备的多层次接口上，根据各个接口的不同带宽需求，设置流速限制，针对各层接口均进行流量限制，允许流量限速范围内的数据通过，将超过流量限制的数据丢弃，从而实现了在多层次接口上对流速的控制，满足了不同接口接入的用户对带宽的需求；该方法通过有选择的在各层次接口上配置限速，达到更好的层次化的限速效果，避免了当只在出入接口处控制流速时，导致的中间各层接口中出现有些接口资源闲置，而有些接口出现拥塞的问题，使各层接口的带宽资源分配利用更合理，有效地减少了各接口出现阻塞和资源浪费的可能性，提高带宽资源利用率和网络资源的使用效率的同时尽可能的避免了数据拥堵，实现了更好、更有效的管理网络。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种数据转发控制方法，其特征在于，包括：

入接口接收到数据时，判断入接口的数据流速是否超过设置的入接口流速阈值；若是，丢弃数据；否则确定入接口的下一级接口，并控制入接口将数据向下一级接口转发；所述入接口的下一级接口为中间接口或出接口；

中间接口接收到上一级的入接口或中间接口转发的数据时，判断该中间接口的数据流速是否超过对应的中间接口流速阈值；若是，则丢弃数据；否则确定中间接口的下一级接口，并将数据向下一级接口转发；所述中间接口的下一级接口为中间接口或出接口；

出接口接收到上一级的入接口或中间接口转发的数据时，判断出接口的数据流速是否超过设置的出接口流速阈值；若是，则丢弃数据；否则通过出接口将数据转发出去。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断该中间接口的数据流速是否超过该中间接口对应的中间接口流速阈值，具体包括：

计算中间接口接收到的上一级各入接口或上一级各中间接口转发的数据流速和；

将计算得到的数据流速和与中间接口流速阈值进行比较，确定该中间接口的数据流速是否超过该中间接口对应的中间接口流速阈值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断出接口的数据流速是否超过设置的出接口流速阈值，具体包括：

计算出接口接收到的上一级各入接口或上一级各中间接口转发的数据流速和；

将计算得到的数据流速和与出接口流速阈值进行比较，确定出接口的数据流速是否超过设置的出接口流速阈值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定入接口的下一级接口，具体包括根据入接口配置的下一级接口属性，确定入接口所关联的下一级中间接口或出接口；

所述确定中间接口的下一级接口，具体包括根据中间接口配置的下一级接口属性，确定中间接口的所关联的下一级中间接口或出接口。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述入接口为网络设备上用于接收数据的物理端口，所述出接口为网络设备上用于转发数据的物理端口；

所述中间接口包括下列各级虚拟接口之一或组合：AC接口、VPN接口、PW接口。

6.一种数据转发控制装置，其特征在于，包括：

第一判断模块，用于入接口接收到数据时，判断入接口的数据流速是否超过设置的入接口流速阈值；若是，丢弃数据；否则确定入接口的下一级接口，并控制入接口将数据向下一级接口转发；所述入接口的下一级接口为中间接口或出接口；

第二判断模块，用于中间接口接收到上一级的入接口或中间接口转发的数据时，判断该中间接口的数据流速是否超过该中间接口对应的中间接口流速阈值；若是，则丢弃数据；否则确定该中间接口的下一级接口，并将数据向下一级接口转发；所述中间接口的下一级接口为中间接口或出接口；

第三判断模块，用于出接口接收到上一级的入接口或中间接口转发的数据时，判断出接口的数据流速是否超过设置的出接口流速阈值；若是，则丢弃数据；否则通过出接口将数据转发出去。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二判断模块，具体用于：

计算中间接口接收到的上一级各入接口或上一级各中间接口转发的数据流速和；将计算得到的数据流速和与中间接口流速阈值进行比较，确定该中间接口的数据流速是否超过该中间接口对应的中间接口流速阈值。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三判断模块，具体用于：

计算出接口接收到的上一级各入接口或上一级各中间接口转发的数据流速和；将计算得到的数据流速和与出接口流速阈值进行比较，确定出接口的数据流速是否超过设置的出接口流速阈值。

9.如权利要求6-8任一所述的装置，其特征在于，所述第一判断模块，具体用于根据入接口配置的下一级接口属性，确定入接口所关联的下一级中间接口或出接口；

所述第二判断模块，具体用于根据中间接口配置的下一级接口属性，确定中间接口的所关联的下一级中间接口或出接口。

10.一种网络设备，其特征在于，包括如权利要求6-9任一所述的数据转发控制装置。

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