CN102255808B - 拥塞通告方法、装置、系统及网络设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种拥塞通告方法、装置、系统及网络设备。其中方法包括：第一三层网络设备对拥塞点发送的第一CNM进行解析，获取拥塞源的IP地址，第一三层网络设备是与拥塞点在同一网段的三层网络设备；第一三层网络设备根据拥塞源的IP地址，对第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将IP报文发送出去；第二三层网络设备接收IP报文，并根据IP报文中的协议类型标识，对IP报文进行还原处理，生成第二CNM，并将第二CNM发送给拥塞源；第二三层网络设备是与所述拥塞源在同一网段的三层网络设备。本发明技术方案实现了CNM跨三层网络设备的发送，解决了三层网络中存在的拥塞问题。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术，尤其涉及一种拥塞通告方法、装置、系统及网络设备。
背景技术
在以太网的网络传输过程中，当网络流量达到最大带宽后，就会造成网络拥塞。传统的解决网络拥塞的方法是网络设备丢掉部分报文，即不是将所有报文都传输。而发送端会因为超时而重传被网络设备丢掉的报文，这种长时间的报文重传会降低网络中有效传输的数据流量，从而缓解发生拥塞的网络设备(或称拥塞点)的压力，直到网络传输恢复畅通状态。该方式可以使网络传输恢复到畅通状态，解决网络拥塞问题，但是该方式速度较慢，效率不高。针对该问题，IEEE 802.1 Qau标准提出了一种拥塞通告(Congestion Notification；简称为：CN)机制，用以解决网络拥塞。
当以太网中的网络设备(例如数据中心中的交换机)检测到拥塞时，从产生拥塞的报文中采样部分报文，并将采样到的部分报文封装在拥塞通告消息(Congestion Notification Message；简称为：CNM)中，发送给数据源。其中，数据源是指向网络设备发送报文的设备，例如数据中心中的服务器。当数据源收到CNM时，会根据CNM中的信息降低报文的发送速率，使网络拥塞从根源上解决。同时，数据源还会周期性的尝试增加报文的发送速率，如果此时拥塞已经消除，增加报文的发送速率不会引起拥塞，也就不会收到CNM，报文的发送速率最终恢复到拥塞之前。
但是，上述CN机制仅适用于二层网络，CNM属于以太网报文，是基于介质访问控制(Medium Access Control；简称为：MAC)地址发送的。如果网络中存在三层设备(例如三层路由器、三层交换机等)，报文经过一台三层网络设备后，三层网络设备会将报文的生存时间(Time To Live；简称为：TTL)减1，并重新进行网际协议(Internet Protocol；简称为：IP)校验，然后把报文的源MAC地址填写成三层网络设备自己的MAC地址，把报文的目的MAC地址填写成下一跳设备的MAC地址，这样报文到达发生拥塞的网络设备时，报文的源MAC地址和目的MAC地址都发生了变化。此时，发生拥塞的网络设备按照接收到的报文中的源MAC地址，仅能将CNM发送到与之相距最近的一台三层网络设备上，而不能发送到数据源，从而达不到拥塞控制的目的。
发明内容
本发明提供一种拥塞通告方法、装置、系统及网络设备，用以实现跨三层网络设备的拥塞通告消息的发送，解决拥塞问题。
本发明提供一种拥塞通告方法，包括：
第一三层网络设备对拥塞点发送的第一拥塞通告消息CNM进行解析，获取拥塞源的网际协议IP地址，所述第一三层网络设备是与所述拥塞点在同一网段的三层网络设备；
所述第一三层网络设备根据所述拥塞源的IP地址，对所述第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将所述IP报文发送出去；所述IP报文的目的IP地址为所述拥塞源的IP地址；
第二三层网络设备接收所述IP报文，并根据所述IP报文中的协议类型标识，对所述IP报文进行还原处理，生成第二CNM，并将所述第二CNM发送给所述拥塞源；所述第二CNM的目的介质访问控制MAC地址为所述拥塞源的MAC地址，所述第二三层网络设备是与所述拥塞源在同一网段的三层网络设备。
本发明提供一种拥塞通告装置，包括：
解析获取模块，用于对拥塞点发送的第一拥塞通告消息CNM进行解析，获取拥塞源的网际协议IP地址；
封装发送模块，用于根据所述拥塞源的IP地址，对所述第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将所述IP报文发送出去以供与所述拥塞源在同一网段的三层网络设备接收并将所述IP报文还原为第二CNM后发送给所述拥塞源；所述IP报文的目的IP地址为所述拥塞源的IP地址。
本发明另提供一种拥塞通告装置，包括：
接收模块，用于接收网际协议IP报文，所述IP报文是由与拥塞点在同一网段的三层网络设备对所述拥塞点发送的第一拥塞通告消息CNM进行重封装生成并发送的；
还原发送模块，用于根据所述IP报文中的协议类型标识，对所述IP报文进行还原处理，生成第二CNM，并将所述第二CNM发送给拥塞源；所述第二CNM的目的介质访问控制MAC地址为所述拥塞源的MAC地址。
本发明提供一种网络设备，包括本发明提供的任一拥塞通告装置。
本发明提供一种拥塞通告系统，包括：拥塞点、拥塞源、与所述拥塞点在同一网段的第一拥塞通告装置和与所述拥塞源在同一网段的第二拥塞通告装置；
所述第一拥塞通告装置，用于对所述拥塞点发送的第一拥塞通告消息CNM进行解析，获取所述拥塞源的网际协议IP地址，并根据所述拥塞源的IP地址，对所述第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将所述IP报文发送出去；所述IP报文的目的IP地址为所述拥塞源的IP地址；
所述第二拥塞通告装置，用于接收所述IP报文，并根据所述IP报文中的协议类型标识，对所述IP报文进行还原处理，生成第二CNM，并将所述第二CNM发送给所述拥塞源；所述第二CNM的目的介质访问控制MAC地址为所述拥塞源的MAC地址。
本发明的拥塞通告方法、装置、系统及网络设备，与拥塞点在同一网段的三层路由设备接收到CNM之后，对CNM进行解析从CNM中获取拥塞源的IP地址，然后对CNM进行重封装生成目的IP地址为拥塞源的IP地址的IP报文并发送出去，与拥塞源在同一网段的三层网络设备接收到IP报文后，根据IP报文的协议类型标识对IP报文进行还原处理，重新生成CNM消息，并将CNM消息发送给拥塞源，实现了CNM跨三层网络设备的发送，解决了三层网络中存在的拥塞问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为本发明一实施例提供的拥塞通告方法的流程图；
图1B为本发明一实施例中CNM的结构示意图；
图2A为本发明一实施例提供的步骤102的一种实施方法的流程图；
图2B为本发明一实施例中IP报文的结构示意图；
图3A为本发明一实施例提供的步骤103的一种实施方法的流程图；
图3B为本发明另一实施例提供的拥塞通告方法的流程图；
图4为本发明一实施例提供的拥塞通告装置的结构示意图；
图5为本发明另一实施例提供的拥塞通告装置的结构示意图；
图6为本发明又一实施例提供的拥塞通告装置的结构示意图；
图7为本发明一实施例提供的拥塞通告系统的结构示意图。
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。
图1A为本发明一实施例提供的拥塞通告方法的流程图。如图1A所示，本实施例的方法包括：
步骤101、第一三层网络设备对拥塞点发送的第一CNM进行解析，获取拥塞源的IP地址。
其中，拥塞点是指发生拥塞的设备，例如数据中心网络中的交换机等。例如：一台设备向另一台设备发数据报文，途中经过第三台设备，当第三台设备检测到拥塞时，第三台设备即为拥塞点。第一三层网络设备是与拥塞点在同一网段的三层网络设备，也就是与拥塞点相距最近的三层网络设备，或者说是最后一台将产生拥塞的数据报文转发到拥塞点的三层网络设备。三层网络设备主要是指具有路由功能的设备，例如三层交换机、三层路由器等。
由于802.1Qau标准规定拥塞通告只适用于二层网络，是基于MAC地址进行发送的，而数据报文经过三层网络设备路由之后其源MAC地址和目的MAC地址均会发生变化，故拥塞点根据接收到的产生拥塞的数据报文仅能将生成的CNM发送给直接将产生拥塞的数据报文发送到拥塞点的设备。也就是说，当产生拥塞的数据报文由第一三层网络设备发送给拥塞点时，拥塞点仅能将生成的CNM发送给第一三层网络设备。
在本实施例中，CNM的结构如图1B所示，其中各字段的含义如表1所示。
表1
其中，拥塞点检测到发生拥塞时，会从产生拥塞的数据报文中采样一些数据报文，在将采样到的数据报文中的源MAC地址和目的MAC地址去除掉后，封装为CNM的MSDU。在本发明各实施例中，将MSDU中封装的触发CNM的数据报文称为拥塞源报文。其中，拥塞源报文可能是IP报文、网桥协议数据单元(Bridge Protocol Data Unit；简称为：BPDU)报文或者以太网光纤通道(Fibre Channel over Ethernet；简称为：FCOE)报文等，本发明各实施例以IP报文为基础。其中，MSDU中的数据报文的格式与现有封装IP报文的以太网帧的格式基本相同，其区别仅在于没有源MAC地址和目的MAC地址字段。
基于上述，当第一三层网络设备接收到第一CNM后，按照以太网报文格式对第一CNM进行解析，获取第一CNM中的MSDU，也就是获取拥塞源报文。然后，第一三层网络设备将拥塞源报文中的以太网帧头解析掉后，继续根据IP报文格式对拥塞源报文进行解析，获取拥塞源报文中的源IP地址。其中，拥塞源报文中的源IP地址也就是拥塞源(是指发送拥塞源报文的设备)的IP地址。具体的，第一三层网络设备对拥塞源报文中的以太网帧头进行解析，获取以太网帧头中的以太网类型字段的值，根据以太网类型字段的值确定拥塞源报文是使用IP协议的报文；然后继续按照IP报文格式对拥塞源报文进行解析，获取拥塞源报文中的源IP地址。不同协议的协议类型标识的值不同，例如：地址解析协议(address resolution Protocol；简称为：ARP)报文的协议类型标识的值为0x0806，IPv6报文的协议类型标识的值为0x0866。其中，第一三层网络设备结合现有IP协议所使用的协议类型标识的值，可以确定拥塞源报文是否为IP报文。
另外，第一三层网络设备在对拥塞源报文进行解析，获取拥塞源报文中的源IP地址时，还可以获取拥塞源报文中的目的IP地址。其中，拥塞源报文中的目的IP地址标识的设备可以是拥塞点本身，也可以不是拥塞点，其中，当拥塞源报文中的目的IP地址标识的设备为拥塞点时，则第一三层网络设备还可以根据接收到的CNM消息中的源MAC地址，查询本地路由表，获取拥塞点的IP地址。
步骤102、第一三层网络设备根据拥塞源的IP地址，对第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将IP报文发送出去。
根据802.1Qau标准的规定，第一CNM消息被发送给第一三层网络设备后，就会视为被发送到了拥塞源，但是第一三层网络设备实际上并不是真正的拥塞源，故第一三层网络设备需要将第一CNM转发给真正的拥塞源。在本步骤中，第一三层网络设备根据获取的拥塞源的IP地址，对第一CNM进行重新封装，将第一CNM封装为IP报文。其中，该IP报文的目的IP地址是拥塞源的IP地址、源IP地址不做限定。这样携带有CNM内容的IP报文就可以根据路由表被转发出去。其中，第一三层网络设备根据生成的IP报文中的目的IP地址，也就是拥塞源的IP地址，查询路由表，首先获取其下一跳的地址信息，并将IP报文发送给下一跳，再由其下一跳将IP报文发送给其下一跳，通过逐跳转发最终将IP报文发送给拥塞源所在网段的三网网络设备(即网关设备)。
步骤103、第二三层网络设备接收IP报文，并根据IP报文中的协议类型标识，对IP报文进行还原处理，生成第二CNM，并将第二CNM发送给拥塞源。
其中，第二三层网络设备是与拥塞源在同一网段的三层网络设备，也就是拥塞源所在网段的网关设备，例如可以是三层交换机、三层路由器等具有路由功能的各种设备。
当IP报文经过逐跳转发被转发到第二三层网络设备时，第二三层网络设备接收IP报文，按照IP报文格式对IP报文进行解析，首先根据IP报文中的目的IP地址识别该IP报文是要发送给本网段的设备，再获取IP报文的协议类型标识；然后，根据协议类型标识，识别出该IP报文是由CNM重封装而成，需要对其进行还原处理，以重新生成CNM。在本步骤中，第二三层网络设备根据预先约定的重封装策略，对IP报文进行还原处理，生成第二CNM。其中第二CNM是由第二三层网络设备发送给拥塞源，故第二CNM的目的MAC地址为拥塞源的MAC地址，源MAC地址为第二三层网络设备的MAC地址，而第二CNM的内容或PDU与第一CNM中的PDU相同。
其中，预先约定的重封装策略也就是第一三层网络设备将第一CNM重新封装为IP报文的策略。而第二三层网络设备对IP报文进行还原处理的操作是第一三层网路设备对第一CNM进行重新封装生成IP报文的逆过程。
在网络中，不同协议类型标识的值不同，例如传输控制协议(TransmissionControl Protocol；简称为：TCP)报文的协议类型标识的值为6，用户数据包协议(User Datagram Protocol；简称为：UDP)报文的协议类型标识的值为17。接收到IP报文的网络设备可以根据协议类型标识的不同值，识别出具体的报文。在本实施例中，网络预先约定了由CNM重封装生成的IP报文的协议类型标识的值，例如：0xEE，用于标识该IP报文是由CNM重封装而成，并标识需要对该IP报文进行还原处理。
当拥塞源接收到第二CNM后，就可以根据第二CNM的内容或PDU，识别出需要降低数据报文的发送速率，以减轻网络拥塞。其中，拥塞源根据第二CNM降低数据报文的发送速率的实现方式属于现有技术，在此不再赘述。
本实施例的拥塞通告方法，与拥塞点在同一网段的三层路由设备接收到CNM之后，对CNM进行解析从CNM中获取拥塞源的IP地址，然后对CNM进行重封装生成目的IP地址为拥塞源的IP地址的IP报文并发送出去，与拥塞源在同一网段的三层网络设备接收到IP报文后，根据IP报文的协议类型标识对IP报文进行还原处理，重新生成CNM消息，并将CNM消息发送给拥塞源，实现了CNM跨三层网络设备的发送，实现了三层网络中的拥塞通告，解决了三层网络中的拥塞问题。
图2A为本发明一实施例提供的步骤102的一种实施方法的流程图。如图2A所示，本实施例的方法包括：
步骤201、第一三层网络设备获取第一CNM的PDU，将PDU封装在IP报文的数据字段中。
具体的，第一三层网络设备按照以太网报文格式对第一CNM进行解析，获取第一CNM的PDU，也就是图1B中所示PDU type字段之后的内容，包括版本号、保留字段、量化反馈、拥塞点标识符、空闲字节数、空闲字节数差值、封装优先级、封装目的MAC地址、封装MSDU的长度和封装MSDU。然后，第一三层网络设备将上述PDU作为IP报文的数据字段内容，将PDU整个封装在IP报文的数据字段中。
步骤202、第一三层网络设备将拥塞源的IP地址封装在IP报文的目的IP地址字段中，并将预设协议类型标识的值封装在IP报文的协议类型字段中，以生成IP报文。
其中，第一三层网络设备将由拥塞点发送的第一CNM重封装为IP报文，具体是指将第一CNM重新封装为发送给拥塞源的IP报文，故将拥塞源的IP地址作为IP报文的目的IP地址。同时，为了标识该IP报文是由CNM重新封装而成，且需要最后的三层网络设备(即第二三层网络设备)对该IP报文进行还原处理，第一三层网络设备将预先约定的协议类型标识的值设置在IP报文的协议类型字段中。其中，本实施例的IP报文的结构如图2B所示，各字段的含义如表2所示。
表2
步骤203、第一三层网络设备根据IP报文的目的IP地址字段查询本地路由表，将IP报文封装在以太网报文中发送出去。
当第一三层网络设备生成IP报文后，需要将IP报文发送出去。具体的，第一三层网络设备根据IP报文的目的IP地址字段中的IP地址，即根据拥塞源的IP地址查询本地路由表，从路由表中获取该IP地址对应的下一跳设备的MAC地址。然后，第一三层网络设备将整个IP报文作为以太网报文的PDU封装在以太网报文中，并设置以太网报文的目的MAC地址为获取的下一跳设备的MAC地址，源MAC地址为第一三层网络设备的MAC地址，将以太网报文发送出去，从而实现将IP报文发送出去的目的。
在本实施例中，第一三层网络设备直接将第一CNM中的PDU作为IP报文的数据字段封装在IP报文中，并设置IP报文的目的IP地址为拥塞源的IP地址，最终通过查找路由表将IP地址封装为以太网报文发送出去，具有实现简单、封装效率较高的优势。
进一步，在图2A所示实施例中，并未对所生成的IP报文的源IP地址做限定。例如：该IP报文的源IP地址字段中可以填充拥塞点的IP地址，也可以填充其他IP地址，其中最为优选的是填充拥塞源报文的接收设备的IP地址，即拥塞源报文中的目的IP地址。具体的，当第一三层网络设备对拥塞源报文进行解析，获取拥塞源报文中的源IP地址时，还可以获取拥塞源报文中的目的IP地址；而在对第一CNM进行重新封装生成IP报文时，将获取的拥塞源报文中的目的IP地址封装在IP报文的源IP地址字段中，以生成由拥塞源报文的接收者发送给拥塞源报文的发送者的IP报文，这种方式生成的IP报文更加符合IP协议的规范。
图3A为本发明一实施例提供的步骤103的一种实施方法的流程图。本实施例在图2A所示实施例的基础上实现，如图3A所示，本实施例的方法包括：
步骤301、第二三层网络设备接收IP报文，并按照IP报文格式对IP报文进行解析，获取IP报文的协议类型标识。
步骤302、第二三层网络设备根据协议类型标识，识别IP报文是由CNM重封装而成。
在本实施例中，网络中各网络设备预先约定了由CNM重封装而成的IP报文的协议类型标识的值，例如0xEE，故第二三层网络设备可以直接根据协议类型标识的值确定该IP报文的类型。例如：第二三层网络设备根据值为6的协议类型标识，可以确定出接收到的报文为TCP报文，根据值为17的协议类型标识，可以确定出接收到的报文为UDP报文。而在本实施例中，第二三层网络设备根据值为0xEE的协议类型标识，可以确定出接收到的报文是由CNM重封装而成且需要最后一个三层网络设备对其进行还原处理的IP报文。
步骤303、第二三层网络设备根据预先约定的重封装策略，获取IP报文的数据字段中封装的内容，将获取的内容作为第二CNM的PDU，并将第二三层网络设备的MAC地址和拥塞源的MAC地址分别作为第二CNM的源MAC地址和目的MAC地址，以生成第二CNM。
第二三层网络设备根据第一三层网络设备重封装第一CNM为IP报文的相反过程，将第一CNM的PDU从IP报文的数据字段中解析出来，作为第二CNM的数据字段，并设置第二CNM的源MAC地址和目的MAC地址分别为第二三层网络设备的MAC地址和拥塞源的MAC地址，最终形成第二CNM。在第二CNM中携带有与发生拥塞有关的信息。其中，第二CNM的结构可参见图1B所示，其与第一CNM的区别仅在于源MAC地址和目的MAC地址不同。
步骤304、第二三层网络设备将第二CNM发送给拥塞源。
当生成第二CNM之后，第二三层网络设备将第二CNM发送给拥塞源，以使拥塞源根据第二CNM的PDU进行拥塞处理，即降低发送数据报文的速率。
在本实施例中，第二三层网络设备从IP报文的数据字段中获取第一CNM的PDU，并直接将其作为第二CNM的PDU，然后添加源MAC地址和目的MAC地址后，即可将第二CNM发送给拥塞源，具有实现简单、转发效率较高的优势，解决了三层网路中存在的拥塞问题，且具有解决网络拥塞的效率较高。
在上述各实施例中，第一三层网络设备和第二三层网络属于不同网段的不同三层网络设备。其中，当拥塞源和拥塞点之间仅经过一台三层网络设备时，第一三层网络设备和第二三层网络设备为同一网络设备。对于拥塞源和拥塞点仅跨越一台三层网络设备的情况，采用上述各实施例的方法也可以将CNM发送到拥塞源，其具体过程为：第一三层网络设备将第一CNM重封装为IP报文，在转发IP报文时会根据路由表发现该IP报文的接收者与自己属于同一网段，因此第一三层网络设备会直接对IP报文进行解析并根据IP报文的协议类型标识对IP报文进行还原处理，最终生成第二CNM并发送给拥塞源。
由上述可见，在拥塞源和拥塞点仅经过一台三层网络设备的情况下，第一三层网络设备是不需要将第一CNM重封装为IP报文的，为了简化第一三层网络设备的处理过程，提高CNM的转发效率，本实施例提供一种解决方法。如图3B所示，本实施例的网络拥塞通告方法包括：
步骤401、第一三层网络设备对拥塞点发送的第一CNM进行解析，获取拥塞源的IP地址。
步骤402、第一三层网络设备根据拥塞源的IP地址判断拥塞源是否与第一三层网络设备处于同一网段；如果判断结果为否，执行步骤403；如果判断结果为是，执行步骤405。
当第一三层网络设备解析获取拥塞源的IP地址之后，可以将拥塞源的IP地址和第一三层网络设备上与该拥塞源连接的三层接口的IP地址进行比较处理，来判断两者是否属于同一网段。其中，判断两个IP地址是否属于同一网段的过程属于现有技术，在此不做详述。
步骤403、第一三层网络设备根据拥塞源的IP地址，对第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将IP报文发送出去。
步骤404、第二三层网络设备接收IP报文，并根据IP报文中的协议类型标识，对IP报文进行还原处理，生成第二CNM，并将第二CNM发送给拥塞源，结束此次操作。
其中，步骤401、步骤403、步骤404可参见步骤101-步骤103的描述，在此不再赘述。
步骤405、第一三层网络设备直接将第一CNM转发给拥塞源。
其中，当第一三层网络设备与拥塞源在同一网段时，第一三层网络设备可以将第一CNM的源MAC地址替换为第一三层网络设备的MAC地址，将第一CNM的目的MAC地址替换为拥塞源的MAC地址后直接将第一CNM转发给拥塞源。
本实施例的拥塞通告方法，第一三层网络设备获取拥塞源的IP地址后，首先判断拥塞源是否与自己在同一网段，并在判断结果为是时直接转发第一CNM给拥塞源，简化了第一三层网络设备的处理流程，提高了转发CNM的效率。
图4为本发明一实施例提供的拥塞通告装置的结构示意图。如图4所示，本实施例的装置包括：解析获取模块41和封装发送模块42。
其中，解析获取模块41，与拥塞点连接，用于对拥塞点发送的第一CNM进行解析，获取拥塞源的IP地址。封装发送模块42，与解析获取模块41连接，用于根据拥塞源的IP地址，对第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将IP报文发送出去，以供与拥塞源在同一网段的三层网络设备接收并将IP报文还原为第二CNM后发送给拥塞源；其中，IP报文的目的IP地址为拥塞源的IP地址。
本实施例的拥塞通告装置是与拥塞点处于同一网段的三层网络设备，例如可以为三层交换机、三层路由器等。
本实施例拥塞通告装置的各功能模块可用于执行图1A所示拥塞通告方法的流程，其具体工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。
本实施例的拥塞通告装置，在接收到CNM之后，对CNM进行解析从CNM中获取拥塞源的IP地址，然后对CNM进行重封装生成目的IP地址为拥塞源的IP地址的IP报文并发送出去，使得与拥塞源在同一网段的三层网络设备接收到IP报文后对IP报文进行还原处理，重新生成CNM消息，并将CNM消息发送给拥塞源，实现了CNM跨三层网络设备的发送，实现了三层网络中的拥塞通告，解决了三层网络中的拥塞问题。
图5为本发明另一实施例提供的拥塞通告装置的结构示意图。本实施例基于图4所示实施例实现，如图5所示，本实施例的解析获取模块41包括：第一解析获取单元411和第二解析获取单元412。
第一解析获取单元411，用于按照以太网报文格式对第一CNM进行解析，获取封装在第一CNM中的拥塞源报文。第二解析获取单元412，与第一解析获取单元411连接，用于按照IP报文格式对拥塞源报文进行解析，获取拥塞源报文中的源IP地址。
进一步，解析获取模块41还包括确定单元413。确定单元413用于在第二解析获取单元412按照IP报文格式对拥塞源报文进行解析，获取拥塞源报文的源IP地址之前，对拥塞源报文中的以太网帧头进行解析，获取拥塞源报文的以太网类型字段的值，根据拥塞源报文的以太网类型字段的值确定拥塞源报文为使用IP协议的报文。
本实施例的封装发送模块42包括：第一封装单元421、第二封装单元422和第一发送单元423。
其中，第一封装单元421，用于获取第一CNM的PDU，将PDU封装在IP报文的数据字段中。第二封装单元422，与第二解析获取单元412连接，用于将拥塞源的IP地址封装在IP报文的目的IP地址字段中，并将预设协议类型标识的值封装在IP报文的协议类型字段中，以生成IP报文。第一发送单元423，与第二封装单元422连接，用于根据IP报文的源地址字段查询本地路由表，将IP报文封装在以太网报文中发送出去。
上述封装发送模块42的各功能单元可用于执行图2A所示方法的流程，其具体工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。
进一步，本实施例的解析获取模块41还包括：第三解析获取单元414，用于按照IP报文格式对拥塞源报文进行解析，获取拥塞源报文中的目的IP地址。
基于上述第三解析获取单元获取的拥塞源报文中的目的IP地址，上述第二封装单元422还用于将拥塞源报文中的目的IP地址封装在IP报文的源IP地址字段中。
本实施的拥塞通告装置，可用于执行图1A或图2A所示方法实施例的流程，其具体工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。
本实施例的拥塞通告装置，在接收到CNM之后，对CNM进行解析从CNM中获取拥塞源的IP地址，然后对CNM进行重封装生成目的IP地址为拥塞源的IP地址的IP报文并发送出去，使得与拥塞源在同一网段的三层网络设备接收到IP报文后对IP报文进行还原处理，重新生成CNM消息，并将CNM消息发送给拥塞源，实现了CNM跨三层网络设备的发送，实现了三层网络中的拥塞通告，解决了三层网络中的拥塞问题。
进一步，如图5所示，本实施例的装置还可以包括：判断模块51、触发模块52和转发模块53。
其中，判断模块51，与解析获取模块41和封装发送模块42连接，用于在封装发送模块42对第一CNM进行重封装处理之前，根据解析获取模块41获取的拥塞源的IP地址判断拥塞源是否与拥塞通告装置处于同一网段。触发模块52，与判断模块51和封装发送模块42连接，用于在判断模块51的判断结果为否时，触发封装发送模块42执行根据拥塞源的IP地址，对第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将IP报文发送出去的操作。转发模块53，与判断模块51连接，用于在判断模块51的判断结果为是时，直接将第一CNM转发给拥塞源。
其中，上述各功能模块可用于执行图3B所示拥塞通告方法中的相应流程，其具体工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。本实施例的装置通过上述各功能模块可以判断拥塞源是否与自己在同一网段，并在判断结果为是时直接转发第一CNM给拥塞源，简化了拥塞通告装置的处理流程，提高了转发CNM的效率。
图6为本发明又一实施例提供的拥塞通告装置的结构示意图。如图6所示，本实施例的装置包括：接收模块61和还原发送模块62。
其中，接收模块61，用于接收IP报文，所述IP报文是由与拥塞点在同一网段的三层网络设备对拥塞点发送的第一CNM进行重封装生成并发送的。其中，与拥塞点在同一网段的三层网络设备可以是图4或图5所示的拥塞通告装置，其具体工作原理和结构不再赘述。还原发送模块62，与接收模块61连接，用于根据IP报文中的协议类型标识，对IP报文进行还原处理，生成第二CNM，并将第二CNM发送给拥塞源；所述第二CNM的目的MAC地址为拥塞源的MAC地址。
本实施例的拥塞通告装置是与拥塞源在同一网段的三层网络设备，例如可以是三层交换机、三层路由器等。
进一步，本实施例的还原发送模块62包括第四解析获取单元621、识别单元622、还原单元623和第二发送单元624。其中，第四解析获取单元621，用于按照IP报文格式对IP报文进行解析，获取IP报文的协议类型标识。识别单元622，与第四解析获取单元621连接，用于根据协议类型标识，识别IP报文是由CNM重封装而成。还原单元623，与识别单元622连接，用于根据预先约定的重封装策略，获取IP报文的数据字段中封装的内容，将获取的内容作为第二CNM的PDU，并将拥塞通告装置的MAC地址和拥塞源的MAC地址分别作为第二CNM的源MAC地址和目的MAC地址，以生成第二CNM。第二发送单元624，与还原单元623连接，用于将第二CNM发送出去。
上述各功能单元可用于执行图3A所示方法实施例的流程，其具体工作原理不再赘述。
本实施例的拥塞通告装置，与图4或图5所示的拥塞通告装置相配合，用于接收由CNM重逢装成的IP报文，并对IP报文进行还原处理，重新生成CNM并通过设置重新生成的CNM的目的MAC地址为拥塞源的MAC地址，将重新生成的CNM发送给拥塞源，实现了CNM跨三层网络设备的发送，解决了三层网络存在的拥塞问题。
图7为本发明一实施例提供的拥塞通告系统的结构示意图。如图7所示，本实施例的系统包括：拥塞点71、拥塞源72、与拥塞点71在同一网段的第一拥塞通告装置73和与拥塞源72在同一网段的第二拥塞通告装置74。
其中，拥塞点71在检测到拥塞时，采集产生拥塞的数据报文，并将采集到的数据报文作为拥塞源报文封装在第一CNM中发送给第一拥塞通告装置73。
第一拥塞通告装置73，用于对拥塞点71发送的第一CNM进行解析，获取拥塞源的IP地址，并根据拥塞源的IP地址，对第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将IP报文发送出去；所述IP报文的目的IP地址为拥塞源的IP地址。
第二拥塞通告装置74，与第一拥塞通告装置73连接，用于接收IP报文，并根据IP报文中的协议类型标识，对IP报文进行还原处理，生成第二CNM，并将第二CNM发送给拥塞源72；所述第二CNM的目的MAC地址为拥塞源72的MAC地址。
拥塞源72，用于接收第二CNM，并根据第二CNM进行拥塞处理，即降低数据报文的发送速率。
进一步，第一拥塞通告装置73用于根据拥塞源72的IP地址，对第一CNM进行重新封装处理，生成IP报文具体为：第一拥塞通告装置73用于获取第一CNM的PDU，将PDU封装在IP报文的数据字段中，并将拥塞源72的IP地址封装在IP报文的目的IP地址字段中，将预设协议类型标识的值封装在IP报文的协议类型字段中，以生成IP报文。
第二拥塞通告装置74用于根据IP报文中的协议类型标识，对IP报文进行还原处理，生成第二CNM具体为：第二拥塞通告装置74用于按照IP报文格式对IP报文进行解析，获取IP报文的协议类型标识，根据协议类型标识，识别IP报文是由CNM重封装而成，然后根据预先约定的重封装策略，获取IP报文的数据字段中封装的内容，将获取的内容作为第二CNM的PDU，并将第二拥塞通告装置74的MAC地址和拥塞源72的MAC地址分别作为第二CNM的源MAC地址和目的MAC地址，以生成第二CNM。
本实施例中的第一拥塞通告装置73可以是图4或图5所示的拥塞通告装置，其具体结构和工作原理不再赘述。第二拥塞通告装置可以是图6所示的拥塞通告装置，其具体结构和工作原理不再赘述。
本实施例的拥塞通告系统，第一拥塞通告装置在接收到CNM之后，对CNM进行解析从CNM中获取拥塞源的IP地址，然后对CNM进行重封装生成目的IP地址为拥塞源的IP地址的IP报文并发送出去，第二拥塞通告装置接收IP报文，并根据IP报文的协议类型标识对IP报文进行还原处理，重新生成CNM消息，并将CNM消息发送给拥塞源，实现了CNM跨三层网络设备的发送，解决了三层网络中存在的拥塞问题。
本发明一实施例提供一种网络设备，包括拥塞通告装置。其中，拥塞通告装置可以是图4或图5所示的拥塞通告装置，其结构详见图4或图5所示，在此不再赘述。拥塞通告装置的工作原理可参见图1A和图2A所示的流程，在此也不再赘述。
其中，本实施例的网络设备主要是指具有路由功能的三层网络设备，例如：三层交换机、三层路由器等，拥塞通告装置作为其部分功能模块而设置于其内。
本实施例的网络设备，在接收到CNM之后，对CNM进行解析从CNM中获取拥塞源的IP地址，然后对CNM进行重封装生成目的IP地址为拥塞源的IP地址的IP报文并发送出去，使得与拥塞源在同一网段的三层网络设备接收到IP报文后对IP报文进行还原处理，重新生成CNM消息，并将CNM消息发送给拥塞源，实现了CNM跨三层网络设备的发送，实现了三层网络中的拥塞通告，解决了三层网络中的拥塞问题。
本发明另一实施例提供了网络设备，包括拥塞通告装置。其中，拥塞通告装置可以是图6所示的拥塞通告装置，其结构详见图6所示，在此不再赘述。拥塞通告装置的工作原理可参见图1A、图3A或图3B所示方法实施例中的相应流程，在此也不再赘述。
其中，本实施例的网络设备主要是指具有路由功能的三层网络设备，例如：三层交换机、三层路由器等，拥塞通告装置作为其部分功能模块而设置于其内。
本实施例的网络设备，用于接收由CNM重逢装成的IP报文，并对IP报文进行还原处理，重新生成CNM并通过设置重新生成的CNM的目的MAC地址为拥塞源的MAC地址，将重新生成的CNM发送给拥塞源，实现了CNM跨三层网络设备的发送，解决了三层网络存在的拥塞问题。
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 (18)
1.一种拥塞通告方法，其特征在于，包括：
第一三层网络设备对拥塞点发送的第一拥塞通告消息CNM进行解析，获取拥塞源的网际协议IP地址，所述第一三层网络设备是与所述拥塞点在同一网段的三层网络设备；
所述第一三层网络设备根据所述拥塞源的IP地址，对所述第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将所述IP报文发送出去；所述IP报文的目的IP地址为所述拥塞源的IP地址；
第二三层网络设备接收所述IP报文，并根据所述IP报文中的协议类型标识，对所述IP报文进行还原处理，生成第二CNM，并将所述第二CNM发送给所述拥塞源；所述第二CNM的目的介质访问控制MAC地址为所述拥塞源的MAC地址，所述第二三层网络设备是与所述拥塞源在同一网段的三层网络设备。
2.根据权利要求1所述的拥塞通告方法，其特征在于，所述第一三层网络设备对拥塞点发送的第一拥塞通告消息CNM进行解析，获取拥塞源的网际协议IP地址包括：
所述第一三层网络设备按照以太网报文格式对所述第一CNM进行解析，获取封装在所述第一CNM中的拥塞源报文；
所述第一三层网络设备按照IP报文格式对所述拥塞源报文进行解析，获取所述拥塞源报文中的源IP地址。
3.根据权利要求1所述的拥塞通告方法，其特征在于，所述第一三层网络设备根据所述拥塞源的IP地址，对所述第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将所述IP报文发送出去包括：
所述第一三层网络设备获取所述第一CNM的协议数据单元，将所述协议数据单元封装在所述IP报文的数据字段中；
所述第一三层网络设备将所述拥塞源的IP地址封装在所述IP报文的目的IP地址字段中，并将预设协议类型标识的值封装在所述IP报文的协议类型字段中，以生成所述IP报文；
所述第一三层网络设备根据所述IP报文的目的IP地址字段查询本地路由表，将所述IP报文封装在以太网报文中发送出去。
4.根据权利要求2所述的拥塞通告方法，其特征在于，还包括：
所述第一三层网络设备按照IP报文格式对所述拥塞源报文进行解析，获取所述拥塞源报文中的目的IP地址；
所述第一三层网络设备根据所述拥塞源的IP地址，对所述第一CNM进行重封装处理，生成IP报文还包括：
所述第一三层网络设备将所述拥塞源报文中的目的IP地址封装在所述IP报文的源IP地址字段中。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的拥塞通告方法，其特征在于，所述第二三层网络设备接收所述IP报文，并根据所述IP报文中的协议类型标识，对所述IP报文进行还原处理，生成第二CNM包括：
所述第二三层网络设备接收所述IP报文，并按照IP报文格式对所述IP报文进行解析，获取所述IP报文的协议类型标识；
所述第二三层网络设备根据所述协议类型标识，识别所述IP报文是由CNM重封装而成；
所述第二三层网络设备根据预先约定的重封装策略，获取所述IP报文的数据字段中封装的内容，将所述获取的内容作为所述第二CNM的协议数据单元，并将所述第二三层网络设备的MAC地址和所述拥塞源的MAC地址分别作为所述第二CNM的源MAC地址和目的MAC地址，以生成所述第二CNM。
6.根据权利要求2所述的拥塞通告方法，其特征在于，所述第一三层网络设备按照IP报文格式对所述拥塞源报文进行解析，获取所述拥塞源报文中的源IP地址之前包括：
所述第一三层网络设备对所述拥塞源报文中的以太网帧头进行解析，获取所述拥塞源报文的以太网类型字段的值，根据所述拥塞源报文的以太网类型字段的值确定所述拥塞源报文为使用IP协议的报文。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的拥塞通告方法，其特征在于，所述第一三层网络设备根据所述拥塞源的IP地址，对所述第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将所述IP报文发送出去之前包括：
所述第一三层网络设备根据所述拥塞源的IP地址判断所述拥塞源是否与所述第一三层网络设备处于同一网段；
如果判断结果为否，所述第一三层网络设备执行根据所述拥塞源的IP地址，对所述第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将所述IP报文发送出去的操作；
如果判断结果为是，所述第一三层网络设备直接将所述第一CNM转发给所述拥塞源。
8.一种拥塞通告装置，其特征在于，包括：
解析获取模块，用于对拥塞点发送的第一拥塞通告消息CNM进行解析，获取拥塞源的网际协议IP地址；
封装发送模块，用于根据所述拥塞源的IP地址，对所述第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将所述IP报文发送出去以供与所述拥塞源在同一网段的三层网络设备接收并将所述IP报文还原为第二CNM后发送给所述拥塞源；所述IP报文的目的IP地址为所述拥塞源的IP地址。
9.根据权利要求8所述的拥塞通告装置，其特征在于，所述解析获取模块包括：
第一解析获取单元，用于按照以太网报文格式对所述第一CNM进行解析，获取封装在所述第一CNM中的拥塞源报文；
第二解析获取单元，用于按照IP报文格式对所述拥塞源报文进行解析，获取所述拥塞源报文中的源IP地址。
10.根据权利要求8所述的拥塞通告装置，其特征在于，所述封装发送模块包括：
第一封装单元，用于获取所述第一CNM的协议数据单元，将所述协议数据单元封装在所述IP报文的数据字段中；
第二封装单元，用于将所述拥塞源的IP地址封装在所述IP报文的目的IP地址字段中，并将预设协议类型标识的值封装在所述IP报文的协议类型字段中，以生成所述IP报文；
第一发送单元，用于根据所述IP报文的源地址字段查询本地路由表，将所述IP报文封装在以太网报文中发送出去。
11.根据权利要求9所述的拥塞通告装置，其特征在于，所述解析获取模块还包括：
第三解析获取单元，用于按照IP报文格式对所述拥塞源报文进行解析，获取所述拥塞源报文中的目的IP地址；
所述第二封装单元还用于将所述拥塞源报文中的目的IP地址封装在所述IP报文的源IP地址字段中。
12.根据权利要求9所述的拥塞通告装置，其特征在于，所述解析获取模块还包括：
确定单元，用于在所述第二解析获取单元按照IP报文格式对所述拥塞源报文进行解析，获取所述拥塞源报文的源IP地址之前，对所述拥塞源报文中的以太网帧头进行解析，获取所述拥塞源报文的以太网类型字段的值，根据所述拥塞源报文的以太网类型字段的值确定所述拥塞源报文为使用IP协议的报文。
13.根据权利要求8或9或10或11或12所述的拥塞通告装置，其特征在于，还包括：
判断模块，用于根据所述拥塞源的IP地址判断所述拥塞源是否与所述拥塞通告装置处于同一网段；
触发模块，用于在所述判断模块的判断结果为否时，触发所述封装发送模块执行根据所述拥塞源的IP地址，对所述第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将所述IP报文发送出去的操作；
转发模块，用于在所述判断模块的判断结果为是时，直接将所述第一CNM转发给所述拥塞源。
14.一种拥塞通告装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收网际协议IP报文，所述IP报文是由与拥塞点在同一网段的三层网络设备对所述拥塞点发送的第一拥塞通告消息CNM进行重封装生成并发送的；
还原发送模块，用于根据所述IP报文中的协议类型标识，对所述IP报文进行还原处理，生成第二CNM，并将所述第二CNM发送给拥塞源；所述第二CNM的目的介质访问控制MAC地址为所述拥塞源的MAC地址。
15.根据权利要求14所述的拥塞通告装置，其特征在于，所述还原发送模块包括：
第四解析获取单元，用于按照IP报文格式对所述IP报文进行解析，获取所述IP报文的协议类型标识；
识别单元，用于根据所述协议类型标识，识别所述IP报文是由CNM重封装而成；
还原单元，用于根据预先约定的重封装策略，获取所述IP报文的数据字段中封装的内容，将所述获取的内容作为所述第二CNM的协议数据单元，并将所述拥塞通告装置的MAC地址和所述拥塞源的MAC地址分别作为所述第二CNM的源MAC地址和目的MAC地址，以生成所述第二CNM；
第二发送单元，用于将所述第二CNM发送出去。
16.一种拥塞通告系统，其特征在于，包括：拥塞点、拥塞源、与所述拥塞点在同一网段的第一拥塞通告装置和与所述拥塞源在同一网段的第二拥塞通告装置；
所述第一拥塞通告装置，用于对所述拥塞点发送的第一拥塞通告消息CNM进行解析，获取所述拥塞源的网际协议IP地址，并根据所述拥塞源的IP地址，对所述第一CNM进行重封装处理，生成IP报文，并将所述IP报文发送出去；所述IP报文的目的IP地址为所述拥塞源的IP地址；
所述第二拥塞通告装置，用于接收所述IP报文，并根据所述IP报文中的协议类型标识，对所述IP报文进行还原处理，生成第二CNM，并将所述第二CNM发送给所述拥塞源；所述第二CNM的目的介质访问控制MAC地址为所述拥塞源的MAC地址。
17.根据权利要求16所述的拥塞通告系统，其特征在于，所述第一拥塞通告装置用于根据所述拥塞源的IP地址，对所述第一CNM进行重新封装处理，生成IP报文具体为：
所述第一拥塞通告装置用于获取所述第一CNM的协议数据单元，将所述协议数据单元封装在所述IP报文的数据字段中，并将所述拥塞源的IP地址封装在所述IP报文的目的IP地址字段中，将预设协议类型标识的值封装在所述IP报文的协议类型字段中，以生成所述IP报文；
所述第二拥塞通告装置用于根据所述IP报文中的协议类型标识，对所述IP报文进行还原处理，生成第二CNM具体为：
所述第二拥塞通告装置用于按照IP报文格式对所述IP报文进行解析，获取所述IP报文的协议类型标识，根据所述协议类型标识，识别所述IP报文是由CNM重封装而成，然后根据预先约定的重封装策略，获取所述IP报文的数据字段中封装的内容，将所述获取的内容作为所述第二CNM的协议数据单元，并将所述第二拥塞通告装置的介质访问控制MAC地址和所述拥塞源的MAC地址分别作为所述第二CNM的源MAC地址和目的MAC地址，以生成所述第二CNM。
18.一种网络设备，其特征在于，包括权利要求8-15任一项所述的拥塞通告装置。
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