CN102148768A - 报文转发方法和报文转发设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了报文转发方法和报文转发设备，其中，一种方法包括：A，针对每一报文类型，配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节；B，所述报文转发设备针对接收的不属于分片报文的每一报文，在确定出该报文的出接口为聚合组时，根据步骤A中的配置确定与该报文所属报文类型对应的参与字节，从该报文中获取该确定的参与字节上的信息；依据该获取的信息从所述聚合组中确定出用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发该报文。采用本发明，以实现聚合组中成员端口负载分担均衡，节省资源。

Description

报文转发方法和报文转发设备

技术领域

本发明涉及数据通信技术，特别涉及报文转发方法和报文转发设备。

背景技术

以太网链路聚合，简称链路聚合，其是将多个物理以太网端口聚合在一起形成一个逻辑上的聚合组，从而增加链路带宽的目的。其中，聚合组中被聚合的以太网端口称为成员端口，其相互间动态备份，以有效提高链路的可靠性。

通常，聚合组中包含多个成员端口，一般为8个、12个或者16个。为高效利用带宽，需要实现聚合组中各个成员端口的负载均衡分担。目前，常用的方案为：针对经由聚合组转发的报文按照轮询成员端口的方式发送，即第一个报文通过聚合组的第一个成员端口发送，第二个报文通过聚合组的第二个成员端口发送，第三个报文通过聚合组的第三个成员端口发送，依次类推，实现了报文均衡分担在聚合组中各个成员端口上的目的。

但是，上述方案中，在经由聚合组转发的报文为一个长报文被分成的分片报文时，如果只是简单地按照上述的轮询成员端口的方式来发送分片报文，则会导致目的端接收的分片报文失序，进而导致分片报文重组时出现错误。

为了解决上述技术问题，现有技术又提出了哈希分担方案，该方案不是通过轮询成员端口的方式发送经由聚合组的报文，而是从经由聚合组的报文中获取对应的知名字段，对该获取的知名字段进行哈希运算得到哈希值，将该哈希值与聚合组中成员端口总数进行模运算得到成员端口编号，通过该成员端口编号对应的成员端口转发所述报文。其中，报文中的知名字段具体为用于识别报文的字段，其与报文的类型有关，下面针对不同的报文类型描述对应的知名字段：

L2类型的报文：具体为在第二层(数据链路层，简称L2)传输的没有IP字段的普通以太网报文，对应的知名字段为：报文中的源MAC地址和目的MAC地址中的至少一个。

L3类型的报文：具体为在第三层(网络层，简称L3)传输的有IP字段的以太网报文，对应的知名字段为：报文中的源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址中的至少一个。

L4类型的报文，具体为在第四层(传输层，简称L4)传输的有IP字段和L4字段的以太网报文，对应的知名字段为：报文中的源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、四层源端口号、四层目的端口号中的至少一个。

多协议标签交换(MPLS)类型的报文，对应的知名字段为：报文中的源MAC地址、目的MAC地址、MPLS标签中的至少一个。

基于上面描述的知名字段可以知道，被同一长报文分成的各个分片报文，由于其是通过对同一个报文分片得到的，其肯定具有相同的报文类型，且具有相同内容的知名字段，如此，在上述哈希分担方案中，最终得到的用于发送该各个分片报文的成员端口的标识是相同的，即实现了被同一长报文分成的多个分片报文通过同一成员端口转发的目的，避免了目的端接收的分片报文失序，以及分片报文重组错误的问题。

但是，上述的哈希分担方案实现聚合组中各个成员端口均衡负担的效果并不理想，很可能出现部分成员端口承担了绝大多数甚至全部的报文转发工作，而其他部分成员端口只转发少量报文、甚至不转发报文的情况。例如，一源端在一段时间内向一目的端发送了一些L2类型的报文，这些报文携带了相同的源MAC地址和目的MAC地址，依据上述哈希分担方案，就会将这些报文全部分给同一个成员端口转发，而其他成员端口处于空闲状态。这会导致成员端口负载分担不均，资源浪费。

发明内容

本发明提供了报文转发方法和报文转发设备，以实现聚合组中成员端口负载分担均衡，节省资源。

本发明提供的技术方案包括：

一种报文转发方法，该方法应用于报文转发设备中，该方法包括：

A，针对每一报文类型，配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节；

B，所述报文转发设备针对接收的不属于分片报文的每一报文，在确定出该报文的出接口为聚合组时，根据步骤A中的配置确定与该报文所属报文类型对应的参与字节，从该报文中获取该确定的参与字节上的信息；依据该获取的信息从所述聚合组中确定出用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发该报文。

一种报文转发方法，该方法应用于报文转发设备中，该方法包括：

A，针对每一报文类型，配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节、该参与字节上的信息和与成员端口标识相关的参数值之间的对应关系；

B，所述报文转发设备针对接收的不属于分片报文的每一报文，在确定出该报文的出接口为聚合组时，根据步骤A中的配置确定与该报文所属报文类型对应的参与字节，判断该报文中该参与字节上的信息是否与步骤A针对该报文所属报文类型配置的对应关系中该参与字节上的信息匹配，如果是，依据步骤A针对该报文所属报文类型配置的对应关系中的参数值确定用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发。

一种报文转发设备，其特征在于，所述报文转发设备上述的第一个报文转发方法，包括：

配置单元，用于针对每一报文类型，配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节；

转发单元，用于针对接收的不属于分片报文的每一报文，在确定出该报文的出接口为聚合组时，根据所述配置单元的配置确定与该报文所属报文类型对应的参与字节，并从该报文中获取该确定的参与字节上的信息，依据该获取的信息从所述聚合组中确定出用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发该报文。

一种报文转发设备，其特征在于，所述报文转发设备应用于上述的第二个报文转发方法，包括：

配置单元，针对每一报文类型，配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节、该参与字节上的信息和与成员端口标识相关的参数值之间的对应关系；

转发单元，用于针对接收的不属于分片报文的每一报文，在确定出该报文的出接口为聚合组时，根据所述配置单元的配置确定与该报文所属报文类型对应的参与字节，判断该报文中该参与字节上的信息是否与所述配置单元针对该报文所属报文类型配置的对应关系中该参与字节上的信息匹配，如果是，依据所述配置单元针对该报文所属报文类型配置的对应关系中的参数值确定用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发。

由以上技术方案可以看出，本发明中，通过配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节，这样，在接收到不属于分片报文的报文时，根据所述配置确定与该报文所属报文类型对应的参与字节，从该报文中获取该确定的参与字节上的信息；依据该获取的信息从所述聚合组中确定出用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发该报文，即实现了聚合组中成员端口均衡负担。

进一步地，本发明中，通过配置参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节，能够保证本发明根据实际情况进行合理配置，提高了本发明实现的灵活性。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的流程图；

图2为本发明实施例2提供的流程图；

图3为本发明提供的对应实施例1的报文转发设备结构图；

图4为本发明提供的对应实施例2的报文转发设备结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明提供的报文转发方法，既能实现长报文分成的所有分片报文通过聚合组中同一成员端口转发，又能实现聚合组中成员端口之间的负载均衡负担，下面通过两个实施例进行描述：

实施例1：

本实施例1提供了如图1所示的流程：

参见图1，图1为本发明实施例1提供的流程图。该流程应用于报文转发设备中，这里报文转发设备可为网络处理器(NP)芯片或者专用集成电路(ASIC)芯片。如图1所示，该流程可包括以下步骤：

步骤101，针对每一报文类型，配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节。

通常，报文转发设备可解析的报文长度并不局限于报文头，比如NP芯片或者ASIC芯片能够解析报文的前128个字节，而报文头(包含了上述哈希分担方案中的知名字段)的长度一般不超过60个字节。也就是说，报文转发设备可解析的报文长度远远大于报文头，其还能解析报文中数据字段的部分字节。而本步骤101配置的参与字节具体可为从报文转发设备可解析的报文长度比如前128个字节中选择出的字节。其中，由于同一源端和同一目的端之间的报文具有的报文头内容可能相同，而数据字段中的内容却不会完全相同，为了实现同一源端和同一目的端之间的报文也被均衡负担在聚合组的不同成员端口上，该选择的字节至少包含数据字段中的若干个字节。

优选地，本步骤101的配置可通过用户自定义字节(UDB：User Define Byte)的定义方法实现。这里，UDB的定义方法为定义报文类型、偏移位置(offset point)和偏移长度。其中，偏移位置和偏移长度一起用于表示上述的参与字节。而报文类型可为L2类型、L3类型、L4类型或MPLS类型等。下面以报文类型为L2类型、L3类型、L4类型、MPLS类型为例，分别描述对应的偏移位置和偏移长度(即参与字节)：

其中，针对L2类型，其偏移位置优选为报文的目的MAC地址，偏移长度为报文转发设备可解析的报文长度与目的MAC地址之前的字节之差，或者为该差中的任意一个数值。

针对L3类型，其偏移位置优选为以太网协议字段，偏移长度为报文转发设备可解析的报文长度与以太网协议字段之前的字节之差，或者为该差中的任意一个数值。

针对L4类型，其偏移位置优选为UDP/TCP首部，偏移长度为报文转发设备可解析的报文长度与UDP/TCP首部之前的字节之差，或者为该差中的任意一个数值。

针对MPLS类型，其偏移位置优选为MPLS首部减去2个字节，偏移长度为报文转发设备可解析的报文长度与MPLS首部减去2个字节之前的字节之差，或者为该差中的任意一个数值。

步骤102，报文转发设备接收报文。

步骤103，报文转发设备确定出用于转发该报文的出接口为聚合组时，执行步骤104，否则，通过确定出的用于转发该报文的出接口转发该报文。

本步骤103与现有技术确定转发报文的出接口流程类似。

步骤104，判断该报文是否为分片报文，如果是，执行步骤105，否则，执行步骤106。

通常，分片报文中都会含有一种标识比如M标志，用于表示该报文为分片报文。

步骤105，按照现有哈希分担方案从该聚合组中确定出用于转发该分片报文的成员端口，通过该确定的成员端口转发该报文。至此，结束该报文的转发操作。

根据背景技术描述的现有哈希分担方案，能够得到通过本步骤105能够实现同一长报文被划分的所有分片报文通过同一成员端口转发。

步骤106，确定该报文所属的类型，根据步骤101的配置确定对应该报文类型的参与字节。

步骤107，从该报文中获取该确定的参与字节上的信息，对该获取的信息进行哈希运算得到哈希值。

步骤108，对所述哈希值和聚合组中成员端口总数进行模运算，得到成员端口标识，通过该成员端口标识对应的成员端口转发所述报文。至此，结束该报文的转发操作。

通过图1所示的流程可以看出，本实施例1中，一方面，通过合理、灵活配置参与成员端口均衡负担的参与字节，而不像现有哈希分担方案中固定依赖于报文中的知名字段，这能够保证本实施例1的灵活实现；另一方面，配置的参与字节并不固定为报文中的知名字段，其最好还为数据字段中的部分字节，由于不同数据字段携带的数据信息不同，这相比于现有哈希分担方案仅依赖于知名字段确定成员端口，更容易实现聚合组中成员端口负载均衡负担。

实施例2：

本实施例2提供的流程也应用于报文转发设备如NP芯片、ASIC芯片中，只不过，相比于实施例1，本实施例2实现比较简单，具体通过图2体现：

参见图2，图2为本发明实施例2提供的流程图。如图2所示，该流程可包括以下步骤：

步骤201，针对每一报文类型，配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节、参与字节上的信息和与成员端口标识相关的参数值之间的对应关系。

本步骤201中的参与字节，其与上述步骤101中描述的参与字节类似，这里不再描述。不过需要说明的是，由于上述对应关系中还包括参与字节上的信息，为节省配置资源，建议配置的参与字节不要太多。

另外，本步骤201中的对应关系可通过访问控制列表(ACL：Access Control List)实现，具体与现有ACL的实现原理类似，不再赘述。

还有，上述与成员端口标识相关的参数值可为成员端口的标识，也可为用于确定成员端口标识的哈希值，该哈希值由对应的参与字节上的信息进行哈希运算得到。

步骤202至步骤205分别与上述步骤102至步骤105类似。

步骤206，确定该报文所属的报文类型，依据步骤201的配置确定对应该报文类型的参与字节，判断该报文中该参与字节上的信息是否与步骤201针对该报文类型配置的对应关系中该参与字节上的信息匹配，如果是，执行步骤207，否则，结束当前报文转发流程，或者按照现有哈希分担方案从聚合组中确定用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发该报文。

步骤207，依据步骤201针对该报文类型配置的对应关系中的参数值确定用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发。

其中，如果该参数值为成员端口的标识，则本步骤207的确定为：直接确定该成员端口标识对应的成员端口为用于转发该报文的成员端口。至此，结束该报文的转发操作

如果该参数值为用于确定成员端口标识的哈希值，则本步骤207的确定为：将该哈希值和聚合组中成员端口总数进行模运算，得到成员端口标识，通过该成员端口标识对应的成员端口转发所述报文。

通过图2所示的流程可以看出，本实施例2相比于实施例1，不需要报文转发设备对从该报文中获取的参与字节上的信息进行哈希运算，而是直接通过配置的对应关系从聚合组中确定用于转发报文的成员端口，实现比较简单。

至此，完成本发明提供的方法描述。下面对本发明提供的设备进行描述：

参见图3，图3为本发明提供的对应实施例1的报文转发设备结构图。如图3所示，该报文转发设备包括：

配置单元，用于针对每一报文类型，配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节；

转发单元，用于针对接收的不属于分片报文的每一报文，在确定出该报文的出接口为聚合组时，根据所述配置单元的配置确定与该报文所属报文类型对应的参与字节，并从该报文中获取该确定的参与字节上的信息，依据该获取的信息从所述聚合组中确定出用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发该报文。

其中，如图3所示，所述转发单元通过以下子单元确定出用于转发该报文的成员端口：

运算子单元，用于对该获取的信息进行哈希运算得到哈希值；

确定子单元，用于对所述哈希值和聚合组中成员端口总数进行模运算，得到成员端口标识，将该成员端口标识对应的成员端口确定为用于转发该报文的成员端口。

优选地，所述配置单元配置的参与字节为从所述报文转发设备可解析的报文长度中选择出的字节，其至少包含报文中数据字段的多个字节。

作为本发明实施例的一种扩展，本发明还提供了报文转发设备的另一结构图。该报文转发设备的另一结构主要应用于实施例2，具体可参见图4所示。

参见图4，图4为本发明提供的对应实施例2的报文转发设备结构图。如图4所示，该报文转发设备可包括：

配置单元，针对每一报文类型，配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节、该参与字节上的信息和与成员端口标识相关的参数值之间的对应关系；

转发单元，用于针对接收的不属于分片报文的每一报文，在确定出该报文的出接口为聚合组时，根据所述配置单元的配置确定与该报文所属报文类型对应的参与字节，判断该报文中该参与字节上的信息是否与所述配置单元针对该报文所属报文类型配置的对应关系中该参与字节上的信息匹配，如果是，依据所述配置单元针对该报文所属报文类型配置的对应关系中的参数值确定用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发。

优选地，所述参数值为成员端口的标识或者为用于确定成员端口标识的哈希值，其中，当所述参数值为成员端口的标识时，所述转发单元依据参数值确定用于转发该报文的成员端口包括：确定该成员端口标识对应的成员端口为用于转发该报文的成员端口；当所述参数值为用于确定成员端口标识的哈希值时，所述转发单元依据参数值确定用于转发该报文的成员端口包括：将该哈希值和聚合组中成员端口总数进行模运算得到成员端口标识，确定该成员端口标识对应的成员端口为用于转发该报文的成员端口。

另外，上述的参与字节为从所述报文转发设备可解析的报文长度中选择出的字节，其至少包含报文中数据字段的多个字节。

至此，完成本发明的描述。

由以上技术方案可以看出，本发明中，报文转发设备接收到报文时，判断该报文是否为分片报文，如果是，按照现有哈希分担方案从该聚合组中确定出用于转发该分片报文的成员端口，根据背景技术的描述可以知道这能够实现同一长报文被划分的所有分片报文通过同一成员端口转发；如果否，依据本发明配置的参与字节进行实施例1或实施例2中描述的相应处理，由于同一源端和同一目的端之间的报文具有的报文头内容可能相同，而数据字段中的内容却不会完全相同，为了实现同一源端和同一目的端之间的报文也被均衡负担在聚合组的不同成员端口上，该选择的字节至少包含数据字段中的若干个字节，如此，通过该参与字节能实现聚合组中成员端口之间的负载均衡负担。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种报文转发方法，该方法应用于报文转发设备中，其特征在于，该方法包括：

A，针对每一报文类型，配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节；

B，所述报文转发设备针对接收的不属于分片报文的每一报文，在确定出该报文的出接口为聚合组时，根据步骤A中的配置确定与该报文所属报文类型对应的参与字节，从该报文中获取该确定的参与字节上的信息；依据该获取的信息从所述聚合组中确定出用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发该报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述依据获取的信息从聚合组中确定出用于转发该报文的成员端口包括：

B1，对该获取的信息进行哈希运算得到哈希值；

B2，对所述哈希值和聚合组中成员端口总数进行模运算，得到成员端口标识，将该成员端口标识对应的成员端口确定为用于转发该报文的成员端口。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中的参与字节为从所述报文转发设备可解析的报文长度中选择出的字节，其至少包含报文中数据字段的多个字节。

4.一种报文转发方法，该方法应用于报文转发设备中，其特征在于，该方法包括：

A，针对每一报文类型，配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节、该参与字节上的信息和与成员端口标识相关的参数值之间的对应关系；

B，所述报文转发设备针对接收的不属于分片报文的每一报文，在确定出该报文的出接口为聚合组时，根据步骤A中的配置确定与该报文所属报文类型对应的参与字节，判断该报文中该参与字节上的信息是否与步骤A针对该报文所属报文类型配置的对应关系中该参与字节上的信息匹配，如果是，依据步骤A针对该报文所属报文类型配置的对应关系中的参数值确定用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述参数值为成员端口的标识，步骤B中，依据参数值确定用于转发该报文的成员端口包括：确定该成员端口标识对应的成员端口为用于转发该报文的成员端口；或者，

所述参数值为用于确定成员端口标识的哈希值，步骤B中，依据参数值确定用于转发该报文的成员端口包括：将该哈希值和聚合组中成员端口总数进行模运算得到成员端口标识，确定该成员端口标识对应的成员端口为用于转发该报文的成员端口。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤A中的参与字节为从所述报文转发设备可解析的报文长度中选择出的字节，其至少包含报文中数据字段的多个字节。

7.一种报文转发设备，其特征在于，所述报文转发设备应用于权利要求1所述的方法，包括：

配置单元，用于针对每一报文类型，配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节；

转发单元，用于针对接收的不属于分片报文的每一报文，在确定出该报文的出接口为聚合组时，根据所述配置单元的配置确定与该报文所属报文类型对应的参与字节，并从该报文中获取该确定的参与字节上的信息，依据该获取的信息从所述聚合组中确定出用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发该报文。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述转发单元通过以下子单元确定出用于转发该报文的成员端口：

运算子单元，用于对该获取的信息进行哈希运算得到哈希值；

确定子单元，用于对所述哈希值和聚合组中成员端口总数进行模运算，得到成员端口标识，将该成员端口标识对应的成员端口确定为用于转发该报文的成员端口。

9.一种报文转发设备，其特征在于，所述报文转发设备应用于权利要求4所述的方法，包括：

配置单元，针对每一报文类型，配置与该报文类型对应的用于参与聚合组中成员端口均衡负担的参与字节、该参与字节上的信息和与成员端口标识相关的参数值之间的对应关系；

转发单元，用于针对接收的不属于分片报文的每一报文，在确定出该报文的出接口为聚合组时，根据所述配置单元的配置确定与该报文所属报文类型对应的参与字节，判断该报文中该参与字节上的信息是否与所述配置单元针对该报文所属报文类型配置的对应关系中该参与字节上的信息匹配，如果是，依据所述配置单元针对该报文所属报文类型配置的对应关系中的参数值确定用于转发该报文的成员端口，并通过该确定的成员端口转发。

10.根据权利要求7或9所述的报文转发设备，其特征在于，所述配置单元配置的参与字节为从所述报文转发设备可解析的报文长度中选择出的字节，其至少包含报文中数据字段的多个字节。

Images