CN102137025A - 报文转发方法、装置及交换芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种报文转发方法、装置及交换芯片，该方法包括步骤：在需要转发报文时，在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口；若确定出的转发端口处于断开状态，则将所述报文转发到预先设定的内部回环端口；当报文到达所述内部回环端口后，将所述内部回环端口作为该报文的输入端口，重新在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口，并通过重新确定出的转发端口转发该报文。采用本发明技术方案，解决了现有技术中交换芯片通过处于断开状态的成员端口转发报文，使得报文转发失败，从而导致报文丢失的问题。
Description
技术领域
本发明涉及报文转发技术领域，尤其涉及一种报文转发方法、装置及交换芯片。
背景技术
现有技术一般采用端口汇聚的方式来增大交换设备和网络节点之间的带宽，以及实现物理链路的冗余，端口汇聚的方式主要是将至少两个物理端口聚合在一起成为一条逻辑上的路径，各物理端口聚合后的逻辑实体称为聚合端口，各物理端口称为该聚合端口的成员端口。
在进行报文转发时，交换设备中的交换芯片需要在聚合端口的多个成员端口中选择一个成员端口来转发报文，转发报文的端口可以称为转发端口，选择转发端口的方法也可以称为选路算法。现有的选路算法一般根据需转发的报文的控制信息来选择转发端口，其中，报文的控制信息包括：报文的输入端口的端口标识、报文的源介质访问控制(MAC，Medium Access Control)地址信息、报文的目的MAC地址信息、报文的源互联网协议(IP，Internet Protocol)地址信息、报文的目的IP地址信息、报文的以太网类型信息、报文的虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Area Network)信息等。具体的：交换芯片在需要转发报文时，首先判断该报文的目的出口是否为聚合端口，若是，则交换芯片根据该报文的控制信息进行哈希运算，得到端口索引值，然后根据得到的端口索引值，在预设的端口索引表中查找该端口索引值对应的成员端口，查找到的成员端口为该报文的转发端口，交换芯片基于查找到的成员端口转发该报文，其中上述端口索引表是由交换设备中的中央处理器(CPU，Central Processing Unit)进行设置的，端口索引表为处于连接状态的成员端口的端口标识信息和端口索引值之间的对应关系，上述端口索引表也可以称为选路位图。
现有技术中，若聚合端口中的某个成员端口从连接状态转为断开状态，则需要CPU将该成员端口从选路位图中删除，这样就可以避免交换芯片选择转发报文的成员端口时选择了处于断开状态的成员端口，因此需要CPU监控所有成员端口的状态，若检测到某成员端口处于断开状态，则将该成员端口从选路位图中删除。
但是从成员端口开始处于断开状态的时间点T1到被CPU检测出为断开状态并从选路位图中删除的时间点T2之间，存在一定的时间长度ΔT，在该时间长度ΔT内，交换芯片可能将该处于断开状态的成员端口选择为转发报文的转发端口，虽然交换芯片能够确定该成员端口处于断开状态，但是由于该成员端口并没有被CPU从选路位图中删除，因此交换芯片依然会通过该处于断开状态的成员端口转发报文，使得报文转发失败，从而导致报文丢失，在聚合端口的转发流量非常大的交换设备中，这种问题更为严重。
发明内容
本发明实施例提供一种报文转发方法、装置及交换芯片，用以解决现有技术中交换芯片通过处于断开状态的成员端口转发报文，使得报文转发失败，从而导致报文丢失的问题。
本发明实施例技术方案如下：
一种报文转发方法，该方法包括步骤：在需要转发报文时，在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口；若确定出的转发端口处于断开状态，则将所述报文转发到预先设定的内部回环端口；当报文到达所述内部回环端口后，将所述内部回环端口作为该报文的输入端口，重新在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口，并通过重新确定出的转发端口转发该报文。
一种报文转发装置，包括：第一确定单元，用于在需要转发报文时，在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口；第二确定单元，用于确定第一确定单元确定出的转发端口是否处于断开状态；第一转发单元，用于在第二确定单元确定出转发端口处于断开状态时，将所述报文转发到预先设定的内部回环端口；第三确定单元，用于当报文到达所述内部回环端口后，将所述内部回环端口作为该报文的输入端口，重新在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口；第二转发单元，用于通过第三确定单元重新确定出转发端口转发该报文。
本发明实施例技术方案中，交换芯片在需要转发报文时，首先在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口，若交换芯片确定出该转发端口处于断开状态，则将报文转发到预先设定的内部回环端口，当报文到达内部回环端口后，将内部回环端口作为该报文的输入端口，重新在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口，并通过重新确定出的转发端口转发该报文。由上可见，本发明实施例技术方案中，交换芯片将转发报文的转发端口为断开状态的报文，重定向到预先设定的内部回环端口进行二次选路，由于报文进行二次选路时的输入端口与第一次选路时的输入端口不同，那么进行二次选路时重新确定出的转发端口和第一次选路时确定出的转发端口就可能不同，因此可以将报文通过处于连接状态的成员端口进行转发，从而能够有效地减少报文丢失的数量，且提高了网络运行的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例中，报文转发方法流程示意图；
图2为本发明实施例中，报文转发方法具体实现流程示意图；
图3为本发明实施例中，报文转发装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。
如图1所示，为本发明实施例中，报文转发方法流程图，其具体处理过程如下：
步骤11，交换芯片在需要转发报文时，在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口；
步骤11实质上为第一次选路的步骤，交换芯片在需要转发报文时，首先判断该报文的目的出口是否为聚合端口，若是，则交换芯片根据交换设备中的CPU预先设置的选路算法，在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口，确定转发该报文的转发端口的具体过程可以但不限于为下述：
交换芯片首先获得该报文的控制信息，该报文的控制信息包括该报文的输入端口的端口标识信息，此时输入端口为交换芯片的报文入端口，上述控制信息还可以进一步包括：该报文的源MAC地址信息、目的MAC地址信息、源IP地址信息、目的IP地址信息、以太网类型信息、VLAN信息等，交换芯片根据获得的控制信息确定转发该报文的转发端口，从而完成了第一次选路的过程。
其中，交换芯片根据获得的控制信息确定转发该报文的转发端口时，可以但不限于通过端口索引值来确定转发端口，具体为：
交换芯片对获得的控制信息进行哈希运算，得到对应的端口索引值，在各成员口的端口索引值和端口标识信息之间的对应关系中，查找得到的端口索引值所对应的端口标识信息，然后将查找到的端口标识信息对应的成员端口，确定为转发该报文的转发端口。其中成员端口的端口索引值和端口标识信息之间的对应关系(也可以称为端口索引表)可以但不限于如表1所示：
表1：
本发明实施例中，交换设备中的CPU可以采用轮询遍历的方式检测各成员端口的状态，若轮询的时间间隔过短，则会极大消耗CPU的处理资源，若轮询的时间间隔过长，则会使得成员端口的状态变化不能被及时的处理，因此需要根据实际情况设置轮询的时间间隔。
当CPU检测到某成员端口由连接状态转换为断开状态，则CPU将该成员端口从选路位图中删除，交换芯片从索引表包含的各端口标识信息对应的成员端口中，确定转发报文的转发端口。例如CPU检测到端口标识信息为“端口h”的成员端口处于断开状态，则将该成员端口从表1所示的索引表中删除，
此时端口索引表如表2所示：
表2：
| 端口索引值 | 端口标识信息 |
| 0 | 端口a |
| 1 | 端口b |
| 2 | 端口c |
| 3 | 端口d |
| 4 | 端口e |
| 5 | 端口f |
| 6 | 端口g |
步骤12，若确定出的转发端口处于断开状态，则将所述报文转发到预先设定的内部回环端口；
若确定出的转发端口处于断开状态，则将所述报文重定向到预先设定的内部回环端口，而不是通过步骤11确定出的转发端口进行转发，此时报文的实际出口为内部回环端口。
交换设备中的CPU可以预先设置转发端口处于断开状态的报文所对应的转发策略为：将报文转发到预先设定的内部回环端口进行二次选路。交换芯片在确定出转发该报文的转发端口处于断开状态后，查找转发端口处于断开状态的报文所对应的转发策略，然后将报文转发到预先设定的内部回环端口进行二次选路。
其中，CPU可以但不限于在快速过滤引擎(FFP，Fast Filter Processer)中设置转发端口处于断开状态的报文所对应的转发策略，即在FFP中配置一条重定向表项，该重定向表项表明转发端口处于断开状态的报文对应的转发策略为：将报文转发到预先设定的内部回环端口进行二次选路，也就是说将转发端口处于断开状态的报文重定向到预先设置的内部回环端口。
本发明实施例中，可以将回送(LoopBack)端口或未被使用的端口设置为内部回环端口。
步骤13，当报文到达所述内部回环端口后，将所述内部回环端口作为该报文的输入端口，重新在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口，并通过重新确定出的转发端口转发该报文。
根据内部回环端口的固有特性，当报文到达内部回环端口之后，交换芯片会重新转发该报文，也就是说将内部回环端口作为该报文的输入端口，相当于报文又从内部回环端口重新输入到交换芯片进行转发。
步骤13中重新确定转发该报文的转发端口的步骤也可以称为二次选路步骤，具体为：交换芯片获得该报文的控制信息，该报文的控制信息包括该报文的输入端口的端口标识信息，此时该报文的输入端口为内部回环端接口，上述控制信息还可以进一步包括：该报文的源MAC地址信息、目的MAC地址信息、源IP地址信息、目的IP地址信息、以太网类型信息、VLAN信息等，交换芯片根据获得的控制信息确定转发该报文的转发端口，从而完成了二次选路的过程。由于报文进行二次选路时的输入端口和进行第一次选路时的输入端口不同，因此报文进行二次选路时的控制信息与进行第一次选路时的控制信息不同，那么两次选路确定出的转发端口就可能不同，二次选路时确定出的转发端口可能不再是处于断开状态的成员端口，而是处于连接状态的成员端口，通过处于连接状态的成员端口可以实现报文的成功转发。
其中，交换芯片根据获得的控制信息确定转发该报文的转发端口时，可以但不限于通过端口索引值来确定转发端口，具体为：
交换芯片对获得的控制信息进行哈希运算，得到对应的端口索引值，在成员端口的端口索引值和端口标识信息之间的对应关系(即端口索引表)中，查找得到的端口索引值所对应的端口标识信息，然后将查找到的端口标识信息对应的成员端口，确定为转发该报文的转发端口。
若交换芯片通过二次选路步骤确定出的转发端口仍然为处于断开状态的成员端口，则可以丢弃该报文，也可以将该报文再一次重定向到内部回环端口进行选路，直至选择出处于连接状态的成员端口，由于CPU在检测出成员端口处于断开状态后，会在端口索引表中将处于断开状态的成员端口的端口标识删除，因此交换芯片循环执行上述步骤就可以为报文选择到处于连接状态的成员端口。
由上述处理过程可知，本发明实施例技术方案中，交换芯片在需要转发报文时，首先在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口，若交换芯片确定出该转发端口处于断开状态，则将报文转发到预先设定的内部回环端口，当报文到达内部回环端口后，将内部回环端口作为该报文的输入端口，重新在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口，并通过重新确定出的转发端口转发该报文。由上可见，本发明实施例技术方案中，交换芯片将转发报文的转发端口为断开状态的报文，重定向到预先设定的内部回环端口进行二次选路，由于报文进行二次选路时的输入端口与第一次选路时的输入端口不同，那么进行二次选路时重新确定出的转发端口和第一次选路时确定出的转发端口就可能不同，因此可以将报文通过处于连接状态的成员端口进行转发，从而能够有效地减少报文丢失的数量，且提高了网络运行的稳定性。
下面给出更为详细的实施方式。
如图2所示，为本发明实施例中报文转发方法具体实现流程图，其具体处理流程如下：
步骤21，交换芯片在需要转发报文时，确定出该报文的目的出口为聚合端口，然后执行步骤22～步骤25，进行第一次选路；
步骤22，交换芯片获得该报文的控制信息，该报文的控制信息包括该报文的输入端口的端口标识信息，此时输入端口为交换芯片的报文入端口，上述控制信息还可以进一步包括：该报文的源MAC地址信息、目的MAC地址信息、源IP地址信息、目的IP地址信息、以太网类型信息、VLAN信息等；
步骤23，交换芯片对步骤22获得的控制信息进行哈希运算，得到对应的端口索引值；
步骤24，交换芯片在聚合端口包含的各成员端口的端口索引值和端口标识信息之间的对应关系中，查找步骤23得到的端口索引值所对应的端口标识信息；
步骤25，交换芯片将步骤24查找到的端口标识信息对应的成员端口，确定为转发该报文的转发端口，交换芯片从而完成了第一次选路的过程；
步骤26，交换芯片判断步骤25确定出的转发端口是否处于断开状态，若判断结果为是，则转至步骤27，若判断结果为否，则转至步骤213；
步骤27，交换芯片在FFP中查找转发端口处于断开状态的报文所对应的转发策略；
步骤28，若步骤27查找到的转发策略为：将报文转发到预先设定的内部回环端口进行二次选路，则交换芯片将预先设定的内部回环端口作为该报文的实际出口，将该报文转发到内部回环端口；
根据内部回环端口的固有特性，当报文到达内部回环端口之后，交换芯片会重新转发该报文，也就是说将内部回环端口作为该报文的输入端口，交换芯片执行步骤29～步骤212，进行二次选路。
步骤29，当报文到达内部回环端口之后，交换芯片获得该报文的控制信息，该报文的控制信息包括该报文的输入端口的端口标识信息，此时输入端口为内部回环端口，上述控制信息还可以进一步包括：该报文的源MAC地址信息、目的MAC地址信息、源IP地址信息、目的IP地址信息、以太网类型信息、VLAN信息等；
步骤210，交换芯片对步骤29获得的控制信息进行哈希运算，得到对应的端口索引值；
步骤211，交换芯片在成员端口的端口索引值和端口标识信息之间的对应关系中，查找步骤210得到的端口索引值所对应的端口标识信息；
步骤212，交换芯片将步骤211查找到的端口标识信息对应的成员端口，确定为转发该报文的转发端口，交换芯片从而完成了二次选路的过程；
步骤213，交换芯片通过确定出的、转发该报文的转发端口转发该报文。
相应的，本发明实施例还提供一种报文转发装置，其结构如图3所示，包括第一确定单元31、第二确定单元32、第一转发单元33、第三确定单元34和第二转发单元35，其中：
第一确定单元31，用于在需要转发报文时，在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口；
第二确定单元32，用于确定第一确定单元31确定出的转发端口是否处于断开状态；
第一转发单元33，用于在第二确定单元32确定出转发端口处于断开状态时，将报文转发到预先设定的内部回环端口；
第三确定单元34，用于当报文到达所述内部回环端口后，将所述内部回环端口作为该报文的输入端口，重新在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口；
第二转发单元35，用于通过第三确定单元34重新确定出的转发端口转发该报文。
较佳地，所述第一确定单元具体包括第一获得子单元和第一确定子单元，其中：
第一获得子单元，用于获得该报文的控制信息，所述控制信息中包含该报文的输入端口的端口标识信息；
第一确定子单元，用于根据第一获得子单元获得的控制信息，确定转发该报文的转发端口；
所述第三确定单元具体包括第二获得子单元和第二确定子单元，其中：
第二获得子单元，用于当报文到达所述内部回环端口后，获得该报文的控制信息，所述控制信息中包含该报文的输入端口的端口标识信息；
第二确定子单元，用于根据第二获得子单元获得的控制信息，确定转发该报文的转发端口。
更佳地，所述第一确定子单元具体包括第一确定模块、第一查找模块和第二确定模块，其中：
第一确定模块，用于根据第一获得子单元获得的控制信息，确定对应的端口索引值；
第一查找模块，用于在聚合端口的各成员端口的端口索引值和端口标识信息之间的对应关系中，查找第一确定模块确定出的端口索引值对应的端口标识信息；
第二确定模块，用于将第一查找模块查找到的端口标识信息对应的成员端口，确定为转发该报文的转发端口；
所述第二确定子单元具体包括第三确定模块、第二查找模块和第四确定模块，其中：
第三确定模块，用于根据第二获得子单元获得的控制信息，确定对应的端口索引值；
第二查找模块，用于在聚合端口的各成员端口的端口索引值和端口标识信息之间的对应关系中，查找第三确定模块确定出的端口索引值对应的端口标识信息；
第四确定模块，用于将第二查找模块查找到的端口标识信息对应的成员端口，确定为转发该报文的转发端口。
更佳地，所述控制信息还包括下述至少一种信息：
该报文的源MAC地址信息；
该报文的目的MAC地址信息；
该报文的源IP地址信息；
该报文的目的IP地址信息；
该报文的以太网类型信息；
该报文的VLAN信息。
较佳地，所述报文转发装置还包括查找单元和第四确定单元，其中：
查找单元，用于在第一转发单元33将所述报文转发到预先设定的内部回环端口之前，查找转发端口处于断开状态的报文对应的转发策略；
第四确定单元，用于确定查找单元查找到的转发策略为将报文转发到预先设定的内部回环端口进行二次选路。
较佳地，所述内部回环端口为回送端口或未被使用的端口。
本发明实施例还提供一种交换芯片，至少包括上述报文转发装置。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
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 (12)
1.一种报文转发方法，其特征在于，包括：
在需要转发报文时，在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口；
若确定出的转发端口处于断开状态，则将所述报文转发到预先设定的内部回环端口；
当报文到达所述内部回环端口后，将所述内部回环端口作为该报文的输入端口，重新在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口，并通过重新确定出的转发端口转发该报文。
2.如权利要求1所述的报文转发方法，其特征在于，确定转发该报文的转发端口，具体包括：
获得该报文的控制信息，所述控制信息中包含该报文的输入端口的端口标识信息；
根据获得的控制信息，确定转发该报文的转发端口。
3.如权利要求2所述的报文转发方法，其特征在于，所述控制信息还包括下述至少一种信息：
该报文的源介质访问控制MAC地址信息；
该报文的目的MAC地址信息；
该报文的源互联网协议IP地址信息；
该报文的目的IP地址信息；
该报文的以太网类型信息；
该报文的虚拟局域网VLAN信息。
4.如权利要求2所述的报文转发方法，其特征在于，根据获得的控制信息，确定转发该报文的转发端口，具体包括：
根据获得的控制信息，确定对应的端口索引值；
在聚合端口的各成员端口的端口索引值和端口标识信息之间的对应关系中，查找确定出的端口索引值对应的端口标识信息；
将查找到的端口标识信息对应的成员端口，确定为转发该报文的转发端口。
5.如权利要求1所述的报文转发方法，其特征在于，将所述报文转发到预先设定的内部回环端口之前，还包括：
查找转发端口处于断开状态的报文对应的转发策略；
确定查找到的转发策略为将报文转发到预先设定的内部回环端口进行二次选路。
6.如权利要求1所述的报文转发方法，其特征在于，所述内部回环端口为回送端口或未被使用的端口。
7.一种报文转发装置，其特征在于，包括：
第一确定单元，用于在需要转发报文时，在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口；
第二确定单元，用于确定第一确定单元确定出的转发端口是否处于断开状态；
第一转发单元，用于在第二确定单元确定出转发端口处于断开状态时，将所述报文转发到预先设定的内部回环端口；
第三确定单元，用于当报文到达所述内部回环端口后，将所述内部回环端口作为该报文的输入端口，重新在聚合端口包含的各成员端口中，确定转发该报文的转发端口；
第二转发单元，用于通过第三确定单元重新确定出的转发端口转发该报文。
8.如权利要求7所述的报文转发装置，其特征在于，所述第一确定单元具体包括：
第一获得子单元，用于获得该报文的控制信息，所述控制信息中包含该报文的输入端口的端口标识信息；
第一确定子单元，用于根据第一获得子单元获得的控制信息，确定转发该报文的转发端口；
所述第三确定单元具体包括：
第二获得子单元，用于当报文到达所述内部回环端口后，获得该报文的控制信息，所述控制信息中包含该报文的输入端口的端口标识信息；
第二确定子单元，用于根据第二获得子单元获得的控制信息，确定转发该报文的转发端口。
9.如权利要求8所述的报文转发装置，其特征在于，所述第一确定子单元具体包括：
第一确定模块，用于根据第一获得子单元获得的控制信息，确定对应的端口索引值；
第一查找模块，用于在聚合端口的各成员端口的端口索引值和端口标识信息之间的对应关系中，查找第一确定模块确定出的端口索引值对应的端口标识信息；
第二确定模块，用于将第一查找模块查找到的端口标识信息对应的成员端口，确定为转发该报文的转发端口；
所述第二确定子单元具体包括：
第三确定模块，用于根据第二获得子单元获得的控制信息，确定对应的端口索引值；
第二查找模块，用于在聚合端口的各成员端口的端口索引值和端口标识信息之间的对应关系中，查找第三确定模块确定出的端口索引值对应的端口标识信息；
第四确定模块，用于将第二查找模块查找到的端口标识信息对应的成员端口，确定为转发该报文的转发端口。
10.如权利要求7所述的报文转发装置，其特征在于，还包括：
查找单元，用于在第一转发单元将所述报文转发到预先设定的内部回环端口之前，查找转发端口处于断开状态的报文对应的转发策略；
第四确定单元，用于确定查找单元查找到的转发策略为将报文转发到预先设定的内部回环端口进行二次选路。
11.如权利要求7所述的报文转发装置，其特征在于，所述内部回环端口为回送端口或未被使用的端口。
12.一种交换芯片，其特征在于，包括权利要求7～11任一权利要求所述的报文转发装置。
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