CN102136989B - 报文传输的方法、系统和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种报文传输的方法，该方法包括：提取隧道入口处的报文流信息；对提取到的报文流信息进行哈希运算；根据哈希运算结果获得TTL值；根据获取的TTL值对报文进行封装，将封装后的报文进行传输；所述TTL值用作中间节点进行负载分担的哈希因子。本发明实施例中，隧道入口节点根据报文流信息进行哈希运算，根据哈希运算结果获得TTL值。这样一来，中间节点可以根据该TTL值进行负载分担链路的选择，从而利用TTL值的随机性防止多条IP报文流被分配到同一个链路上而导致的流量分配不均，可以提高系统的可靠性。

Description

报文传输的方法、系统和设备
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种报文传输的方法、系统和设备。
背景技术
在网络中的某个节点上，路由转发时有可能存在2条以上的等价链路，为了保证每条链路的流量均匀，通常需要按照某种方法将流量均匀地分布在每条链路上。目前通常使用的是哈希(HASH)算法进行流量分配，此方法就是根据流量的属性，比如报文的IP(Internet Protocol，互联网协议)地址或MAC(Media Access Control，介质访问控制地址等可以标识某一条流属性的参数，将不同属性的流量散列到不同的链路上去。而且，在大多数情况下，流量在传输中是需要保证顺序的，因此在哈希的过程中还要保证同一条流选择同一个链路，以免乱序。
VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网)隧道是指在PSN(PacketSwitched Network，分组交换网)骨干网的VPN节点(一般指边缘设备)之间或VPN节点与用户节点之间建立的用来传输VPN数据的虚拟连接。对于VPN隧道，其中间节点的负载分担场景由于隧道封装的原因很难做到均衡，原因在于：VPN隧道建立数目在数量级上总是少于原始流的数量，大量的原始流信息被少量的隧道信息掩盖，在中间节点用作负载分担的依据信息量不够，从而导致多条流被分配到同一个链路上，被选择的链路会产生拥塞和丢包，而其他链路可能空闲。
发明内容
本发明实施例提供一种报文传输的方法、系统和设备，以实现报文的负载分担。
本发明实施例提供了一种报文传输的方法，包括：
提取隧道入口处的报文流信息；
对提取到的报文流信息进行哈希运算；
根据哈希运算结果获得生存时间TTL值；
根据获取的TTL值对报文进行封装，将封装后的报文进行传输，所述TTL值用作中间节点进行负载分担的哈希因子。
本发明实施例提供了一种报文传输的方法，包括：
接收来自隧道入口节点的报文，所述报文包含所述隧道入口节点封装的生存时间TTL值，所述TTL值由所述隧道入口节点对提取到的报文流信息进行第一哈希运算后，根据所述第一哈希运算的结果获得；
将所述报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路选择；
将所述报文通过负载分担选择的链路进行传输。
本发明实施例提供了一种节点设备，包括：
提取单元，用于提取隧道入口处的报文流信息；
运算单元，用于对所述提取单元提取到的报文流信息进行哈希运算，得到哈希运算结果；
获取单元，用于根据所述运算单元得到的哈希运算结果获得生存时间TTL值；
封装单元，用于根据获取单元获取的TTL值对报文进行封装，所述TTL值用作中间节点进行负载分担的哈希因子；
第一传输单元，用于将所述封装单元封装后的报文进行传输。
本发明实施例提供了一种节点设备，包括：
接收单元，用于接收来自隧道入口节点的报文，所述报文包含所述隧道入口节点封装的生存时间TTL值，所述TTL值由所述隧道入口节点对提取到的报文流信息进行第一哈希运算后，根据所述第一哈希运算的结果获得；
第二选择单元，用于将所述接收单元接收的报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路的选择；
第二传输单元，用于通过所述第二选择单元选择的链路传输所述报文。
本发明实施例提供了一种报文传输的系统，包括：
入口节点，用于提取隧道入口处的报文流信息；对提取到的报文流信息进行哈希运算；根据所述哈希运算的结果获得生存时间TTL值；根据获取的TTL值对报文进行封装，将封装后的报文进行传输；所述TTL值用作中间节点进行负载分担的哈希因子；
中间节点，用于接收来自所述入口节点的报文；将所述来自所述入口节点的报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路选择；将所述来自所述入口节点的报文通过负载分担选择的链路进行传输。
采用本发明实施例中的技术方案，在隧道入口节点，根据报文流信息进行哈希运算，根据哈希运算结果获得TTL值，利用该TTL值封装报文。这样一来，中间节点可以利用TTL值作为负载分担的因子，从而很好地解决隧道中间节点的负载分担问题，使中间节点处理简单，处理性能高，并且不需要对每种隧道都作专门的解析，通用性和可扩展性强，可以提高系统的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的报文传输的方法流程图；
图2为本发明实施例二提供的报文传输的方法流程图；
图3为本发明实施例二的应用场景示意图；
图4为本发明实施例三提供的节点设备结构示意图；
图5为本发明实施例四提供的节点设备结构示意图；
图6为本发明实施例五提供的报文传输的系统示意图；
图7为本发明实施例六提供的报文传输的系统示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的报文传输的方法流程图，现有技术中，TTL(Time to Live，生存时间)字段为一固定值，例如255，本实施例中，根据报文流信息的哈希运算结果设置TTL值，并根据该TTL值进行负载分担，具体包括：
101，提取隧道入口处的报文流信息。
举例来说，报文流信息可以为原始报文的两元组信息、或原始报文的五元组信息、或原始报文MAC地址等。其中，隧道可以是VPN隧道，具体可以为IP隧道或MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)隧道，当然，也可以是其它类型的隧道。
102，对提取到的报文流信息进行哈希运算。
103，根据哈希运算结果获得TTL值。
其中，TTL字段指定了报文的生存时间，即报文可以经过的最多路由器数。TTL的初始值由源主机设置(通常为32或64)，一旦经过一个处理它的路由器，它的值就减去1。当该字段的值为0时，该报文就被丢弃。
举例来说，可以把哈希计算的结果直接作为TTL值，即TTL＝HASH(flowinfo)，其中，flow info即为报文流信息，TTL的取值范围可以设置为0-255之间的任意整数区间，例如32-255或64-255。TTL最小取值为隧道的最大跳数，与隧道上的设备数相关。
再举例来说，也可以将哈希运算结果与网络最大跳数的和作为TTL值，即TTL＝N+HASH(flow info)，其中，N即为网络最大跳数，可以预先对网络最大跳数进行设置，一般的，可以将网络最大跳数设置为32或64。
104，根据获取的TTL值对报文进行封装，将封装后的报文进行传输。
举例来说，可以根据隧道类型不同对报文进行IP头封装或MPLS标签封装。
并且，所述TTL值用作中间节点进行负载分担的哈希因子。
在104之后还可以包括，
105，隧道中的中间节点设备接收到来自隧道入口节点的报文后，将报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路的选择。
106，中间节点将报文通过负载分担选择的链路进行传输。
本实施例中，隧道入口节点根据报文流信息进行哈希运算，根据哈希运算结果进行负载分担链路选择并设置TTL值，中间节点根据该TTL值进行负载分担链路选择，从而利用TTL值的随机性防止多条IP报文流被分配到同一个链路上而导致的流量分配不均，可以提高系统的可靠性。
实施例二
根据实施例一提供的报文传输的方法，本发明进一步提供了如图2所示的报文传输的方法，应用在图3所示的GRE(Generic Routing Encapsulation，通用路由封装)隧道场景中，GRE隧道中包含两个PE节点和若干个中间节点P，其中，GRE隧道入口的PE节点为PE_A，GRE隧道出口的PE节点为PE_B，GRE隧道的源IP地址为SIP，GRE隧道的目的IP地址为DIP，本实施例中，根据IP报文的报文流信息设置TTL值，并根据该TTL值进行负载分担，具体包括：
201，PE_A提取GRE隧道入口处的IP报文的报文流信息。
举例来说，该报文流信息包括GRE隧道的源IP地址为SIP，GRE隧道的目的IP地址为DIP。
202，PE_A对提取到的IP报文流信息进行哈希运算，并根据哈希运算结果进行负载分担链路选择。
举例来说，可以采用CRC32(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)算法进行哈希运算，得到32位的Hash_result＝CRC32(flow_DIP，flow_SIP)。
举例来说，PE_A需要根据这个哈希运算结果进行负载分担选路，可以采用模N取余算法或者其他Map算法进行负载分担选路，例如：Path_select＝Hash_reslut2 MOD N。
203，PE_A根据哈希运算结果获得TTL值。
举例来说，可以取Hash_reslult的低7bit，加上网络的最大跳数，假设是127，得到TTL值，即TTL_value＝127+hash_result[6:0]。
并且，所述TTL值用作中间节点进行负载分担的哈希因子。
204，PE_A根据获取的TTL值对IP报文进行GRE封装，将封装后的IP报文通过负载分担选择的链路进行传输。
205，GRE隧道中的中间节点P接收到IP报文后，将IP报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路选择。
206，中间节点P将IP报文通过负载分担选择的链路进行传输。
举例来说，上述中间节点P进行负载分担链路选择过程可以包括：
301，中间节点P根据接收到的IP报文的流信息进行哈希运算。
举例来说，中间节点P可以CRC32算法进行哈希运算，例如：Hash_result2＝CRC32(DIP，SIP，TTL)。
302，中间节点P根据哈希运算结果进行负载分担链路选择。
举例来说，中间节点P可以采用模N取余算法进行选路，例如：Path_select＝Hash_reslut2 MOD N。
本实施例中，GRE隧道入口节点根据报文流信息进行哈希运算，根据哈希运算结果进行负载分担链路选择并设置TTL值，GRE隧道中间节点根据该TTL值进行负载分担链路选择，从而利用TTL值的随机性防止多条IP报文流被分配到同一个链路上而导致的流量分配不均，可以提高系统的可靠性。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的节点设备结构示意图，包括：
提取单元401，用于提取隧道入口处的报文流信息；
运算单元402，用于对提取单元401提取到的报文流信息进行哈希运算，得到哈希运算结果；
获取单元403，用于根据运算单元402得到的哈希运算结果获得TTL值；封装单元404，用于根据获取单元403获取的TTL值对报文进行封装，所述TTL值用作中间节点进行负载分担的哈希因子；
第一传输单元405，用于将封装单元404封装后的报文进行传输。
进一步的，上述节点设备还可以包括第一选择单元406，用于根据运算单元402得到的哈希运算结果进行负载分担链路的选择；则第一传输单元405，用于将封装单元404封装后的报文通过第一选择单元406选择的链路进行传输。
举例来说，上述提取单元401，用于提取隧道入口处的报文流信息，该报文流信息包括原始报文的两元组信息、或原始报文的五元组信息、或原始报文MAC地址等。
又举例来说，上述获取单元403包括下述中的一种：
第一获取单元4031，用于根据运算单元402得到的哈希运算结果获得TTL值，例如：将运算单元402得到的哈希运算结果直接作为所述TTL值；和第二获取单元4032，用于将运算单元402得到的哈希运算结果与网络最大跳数的和作为所述TTL值。
本实施例的节点设备可以执行本发明实施例所提供的报文传输的方法，以便中间节点基于TTL值进行报文的负载分担，可以防止多条流被分配到同一个链路上而导致的流量分配不均，从而提高系统的可靠性。
实施例四
图5为本发明实施例四提供的节点设备结构示意图，包括：
接收单元501，用于接收来自隧道入口节点的报文，所述报文包含所述隧道入口节点封装的生存时间TTL值，所述TTL值由所述隧道入口节点对提取到的报文流信息进行第一哈希运算后，根据所述第一哈希运算的结果获得；
第二选择单元502，用于将接收单元501接收的报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路的选择；
第二传输单元503，用于通过第二选择单元502选择的链路传输所述报文。
举例来说，上述第二选择单元502包括：
哈希单元5021，用于根据包含所述TTL值的报文流信息进行哈希运算；
负载分担单元5022，用于根据所述哈希运算的结果进行负载分担链路的选择；
例如：根据包含所述TTL值的报文流信息进行哈希运算，并根据哈希运算结果进行负载分担链路选择。
本实施例的节点设备可以执行本发明实施例所提供的报文传输的方法，基于TTL值进行报文的负载分担，可以防止多条流被分配到同一个链路上而导致的流量分配不均，从而提高系统的可靠性。
实施例五
图6为本发明实施例五提供的报文传输的系统示意图，包括：
入口节点601，用于提取隧道入口处的报文流信息；对提取到的报文流信息进行哈希运算；根据所述哈希运算的结果获得生存时间TTL值；根据获取的TTL值对报文进行封装，将封装后的报文进行传输；所述TTL值用作中间节点进行负载分担的哈希因子；
中间节点602，用于接收来自所述入口节点的报文；将所述来自所述入口节点的报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路的选择；将所述来自所述入口节点的报文通过负载分担选择的链路进行传输。
实施例六
图7为本发明实施例六提供的报文传输的系统示意图，包括：
入口节点701，用于提取隧道入口处的报文流信息；对提取到的报文流信息进行哈希运算；根据所述哈希运算的结果获得生存时间TTL值；根据获取的TTL值对报文进行封装，将封装后的报文进行传输；所述TTL值用作中间节点进行负载分担的哈希因子；
中间节点702，用于接收来自所述入口节点的报文；将所述来自所述入口节点的报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路的选择；将所述来自所述入口节点的报文通过负载分担选择的链路进行传输。
转发节点703，用于透传负载中间节点702转发的报文；
出口节点704，用于接收转发节点703透传的报文，解析该报文，当报文为出隧道报文时，对所述报文进行解封装，去掉该报文的报文头，并对所述报文进行出隧道处理。
上述隧道负载分担的系统，中间节点702接收入口节点701发送的包含TTL值的报文流信息，并将报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路选择，转发该报文。从而利用TTL值的随机性防止多条IP报文流被分配到同一个链路上而导致的流量分配不均，可以提高系统的可靠性。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种报文传输的方法，其特征在于，包括：
入口节点提取隧道入口处的报文流信息；
所述入口节点对提取到的报文流信息进行哈希运算；
所述入口节点根据哈希运算结果获得生存时间TTL值；
所述入口节点根据获取的TTL值对报文进行封装，将封装后的报文进行传输，所述TTL值用作中间节点进行负载分担的哈希因子；
所述中间节点接收到来自所述入口节点的所述封装后的报文后，将所述封装后的报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路的选择；
所述中间节点将报文通过负载分担选择的链路进行传输。
2.根据权利要求1所述报文传输的方法，其特征在于，所述根据哈希运算结果获得TTL值，包括下述中的一种：
所述入口节点将所述哈希运算结果作为所述TTL值；和
所述入口节点将所述哈希运算结果与网络最大跳数的和作为所述TTL值。
3.一种报文传输的方法，其特征在于，包括：
中间节点接收来自隧道入口节点的报文，所述报文包含所述隧道入口节点封装的生存时间TTL值，所述TTL值由所述隧道入口节点对提取到的报文流信息进行第一哈希运算后，根据所述第一哈希运算的结果获得；
所述中间节点将所述报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路的选择；
所述中间节点将所述报文通过负载分担选择的链路进行传输。
4.根据权利要求3所述报文传输的方法，其特征在于，所述将报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路的选择包括：
所述中间节点根据包含所述TTL值的报文流信息进行第二哈希运算，并根据所述第二哈希运算的结果进行所述负载分担链路的选择。
5.一种节点设备，其特征在于，包括：
提取单元，用于提取隧道入口处的报文流信息；
运算单元，用于对所述提取单元提取到的报文流信息进行哈希运算，得到哈希运算结果；
获取单元，用于根据所述运算单元得到的哈希运算结果获得生存时间TTL值；
封装单元，用于根据所述获取单元获取的TTL值对报文进行封装，所述TTL值用作中间节点进行负载分担的哈希因子；
第一传输单元，用于将所述封装单元封装后的报文进行传输；
第一选择单元，用于根据所述运算单元得到的哈希运算结果进行负载分担链路的选择；
则所述第一传输单元，用于将所述封装单元封装后的报文通过所述第一选择单元选择的链路进行传输。
6.根据权利要求5所述节点设备，其特征在于，所述获取单元包括下述中的一种：
第一获取单元，用于将所述运算单元得到的哈希运算结果作为所述TTL值；和
第二获取单元，用于将所述运算单元得到的哈希运算结果与网络最大跳数的和作为所述TTL值。
7.一种节点设备，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收来自隧道入口节点的报文，所述报文包含所述隧道入口节点封装的生存时间TTL值，所述TTL值由所述隧道入口节点对提取到的报文流信息进行第一哈希运算后，根据所述第一哈希运算的结果获得；
第二选择单元，用于将所述接收单元接收的报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路的选择；
第二传输单元，用于通过所述第二选择单元选择的链路传输所述报文。
8.根据权利要求7所述节点设备，其特征在于，所述第二选择单元包括：
哈希单元，用于根据包含所述TTL值的报文流信息进行哈希运算；
负载分担单元，用于根据所述哈希运算的结果进行负载分担链路的选择。
9.一种报文传输的系统，其特征在于，包括：
入口节点，用于提取隧道入口处的报文流信息；对提取到的报文流信息进行哈希运算；根据所述哈希运算的结果获得生存时间TTL值；根据获取的TTL值对报文进行封装，将封装后的报文进行传输；所述TTL值用作中间节点进行负载分担的哈希因子；
中间节点，用于接收来自所述入口节点的报文；将所述来自所述入口节点的报文中的TTL值作为负载分担的哈希因子进行负载分担链路的选择；将所述来自所述入口节点的报文通过负载分担选择的链路进行传输。
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