CN102195931A - 一种设备内部多播流量转发的方法、网络设备及线卡 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种设备内部多播流量转发的方法和网络设备，涉及网络通信技术领域，为减少多播流量在设备内部转发时延进而提升多播转发效率而设计。该方法包括：对多播流量进行归类，形成至少一个分类流量，其中，一个所述分类流量包括多播流量中的至少一路流量；发送所述至少一个分类流量至交换平面，其中，同一分类流量的各路流量发送至同一交换平面；将同一分类流量中的各路流量通过该同一分类流量中的各路流量发送至的所述交换平面进行转发。本发明提供的网络设备包括源线卡阵列、交换网卡和目的线卡阵列。本发明用于网络数据传输。本发明还提供一种线卡，包括网络处理模块和流量管理模块，能够使同一路多播流量的各报文在同一交换平面模块转发。

Description

一种设备内部多播流量转发的方法、网络设备及线卡

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种设备内部多播流量转发的方法和网络设备及线卡。

背景技术

随着多方视频语音会议、交互式网络电视(IPTV：Interactive PersonalityTelevision)等大流量视频点播的推广，路由器和交换机等网络设备的交换网卡很多都采用多平面的交换矩阵形式来满足传送带宽的需求，即采用多个交换平面来形成流量分担，来有效降低系统的设计难度。交换平面是交换矩阵的最小单位，交换矩阵由多个交换平面构成。交换矩阵所有的输入联接接至所有的输出，形成全连接形式，线卡之间的通信流量通过交换网卡来完成转发。多播技术是一种一个发送者向一组接收者传送数据的有效传输方式。多播转发是路由器或交换机等网络设备将多播流量转发到其他多播设备正在侦听的网络上。

在现有技术中，路由器和交换机等网络设备内部进行多播流量转发采用的技术方案为：多播流量由报文组成，各路多播流量的报文按照时间顺序进入设备内部的源线卡，源线卡对来自于同一路流量的各报文进行随机分发，将来自于同一路流量的各报文分发到交换网卡中不同的交换平面模块上，通过交换网卡的多个交换平面模块根据报文所要到达的目的线卡对报文进行转发，将各报文转发到目的线卡上，目的线卡对接收到的各报文进行重排序，进行下一步的发送。例如，如图1所示，两路流量L1和L2进入线卡1，线卡1将来自于L1路流量的第一个报文L1a发送到交换平面模块I，接着将来自于L1路流量的第二个报文L1b发送到交换平面模块II，将L1路流量的第三个报文L1c发送到交换平面模块III，最终目的线卡2接收到来自于交换平面模块I、交换平面模块II和交换平面模块III的L1路流量各报文，由于目的线卡2上接收L1路流量的各报文来自于不同的交换平面模块，且可能各交换平面模块存在着的性能差异，使目的线卡2接收的各报文L1a、L1b和L1c是乱序的，需要对接收到的报文L1a、L1b和L1c在缓存区重排序之后再进行下一步的发送。同理，L2路流量的各报文L2a、L2b和L2c被随机发送到各交换平面模块后转发至目的线卡3，目的线卡3需要对各报文L2a、L2b和L2c进行重排序后进行下一步地的发送。

本发明人在实现上述设备内部多播流量转发的过程中，发现现有技术中存在如下缺点：同一路流量的各报文经过不同的交换平面后再转发至目的线卡，当目的线卡接收同一路流量的报文时，所述同一路流量的报文是乱序的，目的线卡需要对接收到的来自不同交换平面模块的同一路流量的报文进行重排序，重排序所需的时间会使报文转发的时延增加，降低多播流量转发的及时性，影响多播流量转发的效率。视频业务对数据时延的要求比较苛刻，现有技术中按报文进行多播流量转发的方式不能满足业务转发需求。

发明内容

本发明的实施例提供一种设备内部多播流量转发的方法，能够减少多播流量在设备内部转发的时延，提升多播流量转发的效率。

本发明实施例提供的设备内部多播流量转发的方法，采用的技术方案为：

对多播流量进行归类，形成至少一个分类流量，其中，一个所述分类流量包括所述多播流量中的至少一路流量；

发送所述至少一个分类流量至交换平面，其中，同一分类流量的各路流量发送至同一交换平面；

将所述同一分类流量中的各路流量通过该同一分类流量中的各路流量发送至的所述交换平面进行转发。

本发明实施例提供的设备内部多播流量转发的方法，在设备内部对各路多播流量进行归类，形成至少一个分类流量，使多播流量在转发过程中按类别转发，对于同一分类流量转发至同一个交换平面上，该类别中的各路流量均通过该交换平面进行转发，交换平面根据同一分类流量中的各路流量的内部接收端进行转发，设备内部接收端接收到的同一路流量的所有报文均按照时间顺序来自于同一个交换平面，不需要在设备内部对来自于同一路流量的各报文进行重排序，从而减少了因重排序产生的转发时延，进而提升设备内部多播流量转发的效率。

本发明实施例还提供了一种网络设备，能够减少多播流量在设备内部转发的时延，提升多播流量转发的效率。

本发明实施例提供的网络设备，采用的技术方案包括源线卡阵列、交换网卡和目的线卡阵列，其中：

源线卡阵列，用于对多播流量进行归类，形成至少一个分类流量，其中一个所述分类流量包括所述多播流量中的至少一路流量；

发送所述至少一个分类流量至交换平面，其中，同一分类流量的各路流量发送至同一交换平面模块；

交换网卡，包括多个交换平面模块，用于接收源线卡阵列发送的所述至少一个分类流量，并将所述至少一个分类流量发送给目的线卡阵列；

目的线卡阵列，用于接收来自各交换平面模块转发的所述至少一个分类流量。

本发明实施例提供的网络设备，在源线卡阵列中对各路多播流量进行分类，形成至少一个分类流量，使多播流量在设备内部转发的过程中按类别进行转发，对于同一个分类流量中的各路流量转发至交换网卡的同一个交换平面模块上，该类别中的各路流量均通过该交换平面模块进行转发，即交换平面根据同一分类流量中的各路流量的目的线卡向目的线卡阵列进行转发，目的线卡阵列接收的同一路流量的所有报文均按照时间顺序来自于同一个交换平面模块，目的线卡阵列对于来自同一路流量的各报文不需要进行重排序，从而减少了因重排序产生的转发时延，进而提升设备内部多播路流量转发的效率。

本发明实施例还提供了一种线卡，能够使同一路多播流量的各报文在同一交换平面模块转发。

本发明实施例提供的线卡，采用的技术方案包括：

网络处理模块，用于对多播流量进行归类，形成至少一个分类流量；其中一个所述分类流量包括所述多播流量中的至少一路流量；

流量管理模块，用于发送所述至少一个分类流量至交换平面模块，其中，同一分类流量的各路流量发送至同一交换平面模块；

本发明实施例提供的线卡，对进入线卡的各路多播流量进行归类，并按照分类确定各分类流量所要转发到交换网卡中的交换平面模块，对于同类的分类流量中的各路流量总是转发至同一个交换平面模块，各路流量中的各报文按照时间顺序均通过该交换平面模块转发。

附图说明

图1为现有技术设备内部多播转发的示意图；

图2为本发明实施例一设备内部多播流量转发的方法流程图；

图3为本发明实施例三的网络设备框图；

图4为本发明实施例三的网络设备内部多播流量转发的示意图；

图5为本发明实施例四的线卡框图。

具体实施方式

本发明旨在提供一种设备内部多播流量转发的方法、系统和线卡，减少现有技术中多播流量设备内部重排序的步骤，能够减少多播流量在设备内部转发的时延，提升多播转发的效率。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明实施例的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

实施例一

参见图2，本发明实施例提供的设备内部多播流量转发的方法，包括如下步骤：

S101、对多播流量进行归类，形成至少一个分类流量，其中，一个所述分类流量包括所述多播流量中的至少一路流量。。

依据特定的归类策略，将多播流量中的各路流量进行归类，形成至少一个分类流量。

S102、发送所述至少一个分类流量至交换平面，其中，同一分类流量的各路流量发送至同一交换平面。

在对多播流量进行归类后，将同一分类流量发送至同一交换平面，使同一交换平面接收到的同一分类流量均来自于同一个设备内部发送端。

S103、将同一分类流量中的各路流量通过该同一分类流量中的各路流量发送至的所述交换平面进行转发。

基于现有技术，所述至少一个分类流量通过交换平面进行转发，从而交换平面建立起多播流量设备内部发送与接收之间的链接通路关系。在本发明实施例中，对于同一分类流量中的各路流量，该路流量的链接通路是不变的，该路流量按照报文进入设备的时间顺序进行转发。

各路流量需要到达的设备内部接收端是固定的，该路流量的接收端基于现有技术，由设备的输入端决定。交换平面基于输入端的决定将接收到的流量报文转发至该路流量的设备内部接收端。

本发明实施例提供的设备内部多播流量转发的方法，在设备内部对多播流量进行分类，形成至少一个分类流量，使多播流量在转发过程中按类别转发，对于同一分类流量转发至同一个交换平面上，该类别中的各路流量均通过该交换平面进行转发，即交换平面根据同一分类流量中的各路流量的内部接收端进行转发，设备内部接收端接收到的同一路流量的所有报文均按照时间顺序来自于同一个交换平面，不需要在设备内部对来自于同一路的流量报文进行重排序，从而减少了因重排序产生的转发时延，进而提升多播转发的效率。

实施例二

本发明实施例提供的设备内部多播流量转发的方法，包括如下步骤：

S201、对各路多播流量进行信息标识识别，采用分类算法对各路多播流量的信息标识进行归类，形成至少一个分类流量。

其中，信息标识包括多播流量的硬件位址，即MAC(Media Access Control)地址、因特网协议地址，即IP(Internet Protocol)地址、协议端口号、虚拟局域网号，即VLAN(Virtual Local Area Network)号和协议号中的至少一种。

本发明实施例所采用的分类算法可以基于现有算法，该算法能够使各路多播流量进行归类，该归类是收敛的，也就是多播流量的种类数目远少于流量的路数，例如可以采用异或算法对多播流量的信息标识进行归类，或者还可以采用循环冗余校验(CRC，Cyclical Redundancy Check)算法对多播流量的信息标识进行归类，形成分类流量。需要说明的是，本发明实施例的分类算法并不限于所列举的分类算法，同样可以采用其他使多播流量每类流量的路数趋于平均的现有算法。

S202、将所述至少一个分类流量按照类别数目均衡地分担到各交换平面，其中所述同一分类流量的各路流量发送至同一个交换平面。

将所述至少一个分类流量按照类别数目均衡地分担到各交换平面，即各交换平面所负担的分类流量种类数目相当，可以使各交换平面处理的数据数量趋于均衡，各交换平面所负载的流量相当，保证各交换平面能够进行快速公平高效的转发。

S203、将同一分类流量中的各路流量通过该同一分类流量中的各路流量发送至的交换平面进行转发。

基于现有技术，交换平面根据同一分类流量中的各路流量的内部接收端进行转发，设备内部接收端接收到的同一路流量的所有报文按照报文进入设备的顺序均来自于同一个交换平面，则不需要对各报文进行重排序，从而减少了报文重排序所需要的时延，进而减少多播流量转发的时延，提高了多播转发的效率。本发明实施例的多播流量转发方法可以应用于框式路由器，还可以是框式交换机等设备，特别适用于实时视频或大流量视频点播等应用场合。

实施例三

参见图3，本发明实施例提供了一种网络设备1，包括源线卡阵列2、交换网卡3和目的线卡阵列4，其中源线卡阵列2，用于对多播流量进行归类，形成至少一个分类流量，其中一个所述分类流量包括所述多播流量中的至少一路流量；发送所述至少一个分类流量至交换平面，其中同一分类流量的各路流量发送至同一交换平面模块；交换网卡3，包括多个交换平面模块(n个，n为大于等于1的自然数)，用于接收源线卡阵列发送所述至少一个分类流量，并将所述至少一个分类流量发送给目的线卡阵列；目的线卡阵列4，用于接收来自各交换平面模块转发的所述至少一个分类流量。

交换平面之间是并行的，没有依赖关系。交换平面是逻辑实体，交换网卡是交换平面的物理实现。本发明实施例的网络设备，源线卡阵列和目的线卡阵列分别包括多个源线卡(n个)和目的线卡(n个)。源线卡对进入设备的各路多播流量进行分类，形成至少一个分类流量，并将同一分类流量向同一交换平面模块进行发送，多播流量按照分类进入交换网卡，源线卡与目的线卡通过交换网卡的各交换平面模块建立多播流量转发的链接通路，对于同一分类流量中的各路流量，该路流量的链接通路只有一个，该路流量的报文进入设备有时间顺序，该路流量的链接通路是不变的，即该路流量的各报文按照时间顺序总是通过同一个交换平面模块进行转发，进入目的线卡的各路多播流量的各报文与进入源线卡顺序相同，不需要进行重排序，从而减少了报文重排序所需要的时延，进而减少多播流量转发的时延，提高了设备内部多播流量转发的效率。本发明实施例的网络设备可以是框式路由器，还可以是框式交换机，特别适用于实时视频或大流量视频点播等应用场合。

进一步地，本发明实施例的网络设备，源线卡包括：信息识别模块，用于对各路多播流量进行信息标识识别，采用分类算法对各路多播流量的信息标识进行归类，形成至少一个分类流量；流量管理模块，用于将同一分类流量中的各路流量发送至同一个交换平面模块。

多播流量进入源线卡时本身携带各自的信息标识，信息识别模块对进入到源线卡的多播流量进行信息标志识别，本实施例中信息识别模块为线卡中的网络处理器(NP，Network Processor)。多播流量的信息标识包括多播流量的MAC地址、IP地址、TCP端口号、VLAN号和/或协议号，信息识别模块采用基于现有技术的分类算法对多播流量进行归类，该归类是收敛的，也就是多播流量的种类数目远少于流量的路数，例如本实施例的信息识别模块采用异或算法对多播流量的信息标识进行归类。同样地，本发明实施例的信息识别模块还可以采用循环冗余校验(CRC)算法对多播流量的信息标识进行归类或者可以采用其他可以使多播流量每类流量的路数趋于平均的现有算法。源线卡中的流量管理模块，本实施例中为线卡中的流量管理(TM，Traffic Management)芯片确定所述至少一个分类流量所分发到达交换网卡中的交换平面模块，同一分类流量的各路报文向同一个交换平面模块发送。

进一步地，本发明实施例流量管理模块包括，流量分配模块，用于将所述至少一个分类流量按照类别数目均衡地分担到交换网卡中的各交换平面模块。

各交换平面模块所负担的分类流量种类数目相当，可以使各交换平面模块处理的流量数量趋于均衡，使交换网卡能够进行快速公平高效的转发。

参见图4，本发明实施例在网络设备内部进行多播转发的流程如下：多播流量A，进入源线卡1，多播流量A包括来自各路的流量L1-L6，源线卡1的信息识别模块将流量A进行归类，形成分类流量，分类流量分别为a类，b类和c类，各类流量路数平均，每类流量包括两路流量。源线卡1的流量管理模块将a类流量转发至交换平面模块I，交换平面I将a类流量的L1和L2路流量转发至各路流量的目的线卡，L1路流量进入目的线卡2，L2路流量进入目的线卡3，目的线卡2和目的线卡3分别接收来自L2路和L 3路流量的所有报文，其接收顺序是按照各路流量报文进入源线卡1的时间顺序，目的线卡2和目的线卡3不需要对来自于L2路和L3路流量的各报文进行重排序；同理，流量管理模块将b类流量的L3路和L4路流量转发至交换平面模块II，然后分别转发至L3路流量和L4路流量的目的线卡3和目的线卡4；流量管理模块将c类流量转发至交换平面模块III，然后将c类流量的L5路和L6路流量按照各路流量报文的时间顺序分别转发至目的线卡2和目的线卡4，各目的线卡不需要对各路流量的报文进行重排序，从而提高了设备内部多播流量转发的效率。

实施例四

本发明实施例还提供了一种线卡，能够使同一路多播流量的各报文在同一交换平面模块转发。

本发明实施例的线卡5，包括：网络处理模块6，用于对多播流量进行归类，形成至少一个分类流量，其中一个所述分类流量包括所述多播流量中的至少一路流量；；流量管理模块7，用于发送所述至少一个分类流量至交换平面模块，其中，同一分类流量的各路流量发送至同一交换平面模块。

本发明实施例提供的线卡，对进入线卡的各路多播流量进行归类，并按照分类确定各分类流量所要转发到交换网卡中的交换平面模块，对于同类的分类流量中的各路流量总是转发至同一个交换平面模块，各路流量中的各报文按照时间顺序均通过该交换平面模块转发。

进一步地，本发明实施例网络处理模块6包括信息识别模块601，用于对各路多播流量进行信息标识识别，采用分类算法对各路多播流量的信息标识进行归类，形成至少一个分类流量。

多播流量进入源线卡时本身携带各自的信息标识，信息识别模块对进入到源线卡的多播流量进行信息标志识别。多播流量的信息标识包括多播流量的MAC地址、IP地址、TCP端口号、VLAN号和/或协议号，信息识别模块采用基于现有技术的分类算法对多播流量进行归类，例如本实施例的信息识别模块采用异或算法对多播流量的信息标识进行归类。同样地，本发明实施例的信息识别模块还可以采用循环冗余校验(CRC)算法对多播流量的信息标识进行归类或者可以采用其他可以使多播流量每类流量的路数趋于平均的现有算法。

进一步地，本发明实施例流量管理模块7包括流量分配模块701，用于将所述至少一个分类流量按照类别数目均衡地分担到交换网卡中的各交换平面模块。

这样可以使与线卡连接的各交换平面模块所负担的分类流量种类数目相当，可以使各交换平面模块处理的数据数量趋于均衡，使交换网卡能够进行快速公平高效的转发。

本发明实施例中信息识别模块对进入线卡的各路多播流量进行分类，流量分配模块将分类流量按照类别数目均衡地分担到交换网卡中的各交换平面模块，对于同一分类流量中的各路流量转发至同一个交换平面模块上，使该类别中的各路流量均通过该交换平面模块进行转发，使下行接收模块收到的该路流量的所有报文按照时间顺序来自于同一个交换平面模块。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种设备内部多播流量转发的方法，其特征在于，该方法包括：

对多播流量进行归类，形成至少一个分类流量，其中，一个所述分类流量包括所述多播流量中的至少一路流量；

发送所述至少一个分类流量至交换平面，其中，同一分类流量的各路流量发送至同一交换平面；

将所述同一分类流量中的各路流量通过该同一分类流量中的各路流量发送至的所述交换平面进行转发。

2.按照权利要求1所述的设备内部多播流量转发的方法，其特征在于，所述对多播流量进行归类，形成至少一个分类流量，具体为：对各路多播流量进行信息标识识别，采用分类算法对所述各路多播流量的所述信息标识进行归类，形成至少一个分类流量；其中所述信息标识包括所述多播流量的硬件位址、因特网协议地址、协议端口号、虚拟局域网号和协议号中的至少一种。

3.按照权利要求1所述的设备内部多播流量转发的方法，其特征在于，所述发送所述至少一个分类流量至交换平面，其中，同一分类流量的各路流量发送至同一交换平面，具体为：将所述至少一个分类流量按照类别数目均衡地分担到各交换平面，其中所述同一分类流量的各路流量发送至同一个交换平面。

4.一种网络设备，其特征在于，包括源线卡阵列、交换网卡和目的线卡阵列，其中：

源线卡阵列，用于对多播流量进行归类，形成至少一个分类流量，其中，一个所述分类流量包括所述多播流量中的至少一路流量；

发送所述至少一个分类流量至交换平面，其中，同一分类流量的各路流量发送至同一交换平面模块；

交换网卡，包括多个交换平面模块，用于接收所述源线卡阵列发送的所述至少一个分类流量，并将所述至少一个分类流量发送给所述目的线卡阵列；

目的线卡阵列，用于接收来自各所述交换平面模块转发的所述至少一个分类流量。

5.按照权利要求4所述的网络设备，其特征在于，所述源线卡阵列，包括多个源线卡；其中各所述源线卡包括：

信息识别模块，用于对所述各路多播流量进行信息标识识别，采用分类算法对所述各路多播流量的所述信息标识进行归类，形成至少一个分类流量；

流量管理模块，用于将同一分类流量的各路流量发送至同一交换平面模块。

6.按照权利要求5所述的网络设备，其特征在于，所述流量管理模块包括：流量分配模块，用于将所述至少一个分类流量按照类别数目均衡地分担到所述交换网卡中的各所述交换平面模块。

7.按照权利要求5所述的网络设备，其特征在于，所述信息标识包括所述多播流量的硬件位址、因特网协议地址、协议端口号、虚拟局域网号和协议号中的至少一种。

8.一种线卡，其特征在于，包括：

网络处理模块，用于对多播流量进行归类，形成至少一个分类流量；其中，一个所述分类流量包括所述多播流量中的至少一路流量；

流量管理模块，用于发送所述至少一个分类流量至交换平面模块，其中，同一分类流量的各路流量发送至同一交换平面模块。

9.按照权利要求8所述的线卡，其特征在于，所述网络处理模块包括信息识别模块，用于对所述各路多播流量进行信息标识识别，采用分类算法对所述各路多播流量的所述信息标识进行归类，形成至少一个分类流量。

10.按照权利要求8所述的线卡，其特征在于，所述流量管理模块包括：

流量分配模块，用于将所述至少一个分类流量按照类别数目均衡地分担到所述交换网卡中的各所述交换平面模块。

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