CN102821051B - 通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方法和系统，在发现数据源的数据报文进行通用路由封装隧道封装后的长度将超过隧道接口的最大传输单元时能够动态通知数据源更改链路的路径最大传输单元。本发明支持IPv4通用路由封装隧道和IPv6通用路由封装隧道两种类型的路径最小单元的动态更改，避免超过路径最大传输单元的数据报文走数据分片的流程，提高了数据转发效率，而且具有灵活的故障通知机制，在数据源不支持动态更改路径最大传输单元时，可以及时通知网络网管人员，由网络网管人员采取其它措施保证网络的连通性。

Description

通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方法

技术领域

本发明涉及计算机网络通讯领域，尤其涉及一种通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方法和系统。

背景技术

通用路由封装（GenericRoutingEncapsulation，GRE）规定了如何用一种网络协议去封装另一种网络协议的方法，它是一种隧道技术，是虚拟专用网络（VirtualPrivateNetwork，VPN）的第三层隧道协议。目前，通用路由封装隧道主要用于以太网中网络之间互联协议（IP）报文的封装。以太网中通用路由封装隧道的原理是在原有数据报文的基础上封装增加通用路由封装头部和网络之间互联协议头部，因此在链路的路径最大传输单元（PathMaximumTransmissionUnit,PMTU）一定的情况下，原始数据报文的最大长度将比不进行通用路由封装隧道封装时小，否则在经过通用路由封装隧道封装后，数据报文的长度将超过链路的路径最大传输单元。

解决上述问题的传统方法是对数据报文进行数据分片，将数据报文分割为几个长度较小报文进行传输。但是，通用路由封装隧道的边缘设备的芯片不支持数据报文的数据分片，这样将导致数据报文的转发错误，况且即使可以送边缘设备的处理器（CPU）对数据报文进行数据分片，软件数据分片也将严重影响数据报文转发的性能。因此，对于通用路由封装隧道的边缘设备，在封装前检测到原始数据报文进行封装后的长度超过隧道接口的最大传输单元时需要有一种方法能够通知发送数据报文的数据源更改当前链路的路径最大传输单元，使数据报文符合通用路由封装隧道的传输要求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方法和系统,解决了现有技术中由于各个边缘设备的路径最大传输单元不一致而导致的数据丢失及数据转发效率低的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方法，包括如下步骤：

A、边缘设备的芯片发现数据源发送的原始数据报文进行通用路由封装隧道封装后的长度将超过隧道接口的最大传输单元；

B、所述边缘设备的芯片将所述原始数据报文发送给边缘设备的处理器（CPU）进行处理，并通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为所述隧道接口的最大传输单元。

特别地，所述步骤B中，将所述原始数据报文发送给边缘设备的处理器进行处理之后还包括：

判断通用路由封装隧道是否是版本号为4的互联网协议（IPv4）通用路由封装隧道。

特别地，所述步骤B中，通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为所述隧道接口的最大传输单元，具体包括：

边缘设备的处理器发送互联网控制消息协议(ICMP)报文通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为所述隧道接口的最大传输单元。

特别地，所述步骤B中，边缘设备的处理器发送互联网控制消息协议报文通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为所述隧道接口的最大传输单元，具体包括：

当通用路由封装隧道是IPv4通用路由封装隧道时，边缘设备的处理器发送互联网控制消息协议报文通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为IPv4通用路由封装隧道接口的最大传输单元；

当通用路由封装隧道是IPv6通用路由封装隧道时，边缘设备的处理器发送互联网控制消息协议报文通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为版本号为6的互联网协议（IPv6）通用路由封装隧道接口的最大传输单元。

特别地，通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方法还包括步骤C：

所述边缘设备根据所述数据源再次发送的数据报文的长度，判断数据源更改链路的路径最大传输单元是否成功。

特别地，所述步骤C之后还包括步骤D：

当所述边缘设备判断数据源更改链路的路径最大传输单元成功时，边缘设备的芯片对所述数据源再次发送的数据报文进行封装后通过通用路由封装隧道转发。

特别地，所述步骤D之后还包括步骤E：

当边缘设备判断数据源更改链路的路径最大传输单元失败时，边缘设备通知网管人员更改路径最大传输单元出现故障，需要采取其它措施更改链路的路径最大传输单元。

特别地，所述步骤E中，边缘设备通知网管人员更改路径最大传输单元出现故障，具体包括：

边缘设备通过发送警告消息（TRAP）或记录日志通知网管人员更改路径最大传输单元出现故障。

特别地，所述步骤E之后还包括步骤F：

当数据源更改路径最大传输单元出现故障时，在所述数据源和边缘设备之间设置防火墙，通过配置防火墙使数据源与目的设备连接时链路的路径最大传输单元不大于所述隧道接口的最大传输单元。

本发明还公开了一种通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改系统，包括数据源、边缘设备以及防火墙；

数据源，用于发送和接收数据报文，并根据边缘设备或防火墙的配置，更改链路的路径最大传输单元；

边缘设备，用于在其芯片发现数据源发送的原始数据报文进行通用路由封装隧道封装后的长度将超过隧道接口的最大传输单元时，将所述原始数据报文发送给该边缘设备的处理器处理，并通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为所述隧道接口的最大传输单元；

防火墙，用于在数据源更改链路的路径最大传输单元失败时，通过相关配置使数据源与目的设备连接时链路的路径最大传输单元不大于所述隧道接口的最大传输单元。

本发明的技术方案的有益效果如下：

1）边缘设备能够动态通知数据源更改链路的路径最大传输单元，避免超过链路的路径最大传输单元的数据报文走数据分片的流程，提高了数据转发效率。

2）具有灵活的故障通知机制。在数据源不支持动态更改链路的路径最大传输单元时，可以及时通知网络网管人员采取其它措施及时处理，减少出现故障的时间。

3）支持IPv4通用路由封装隧道和IPv6通用路由封装隧道两种类型的路径最小单元的动态更改。

附图说明

图1为本发明实施例提供的通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方法流程图；

图2为本发明实施例提供的通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方系统框图。

图3为本发明实施例提供的通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方系统网络应用示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

请参照图1所示，本实施例中通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方法，以边缘设备选用交换机为例，包括如下步骤：

步骤S101、交换机的芯片发现数据源发送的原始数据报文进行通用路由封装隧道封装后的长度将超过隧道接口的最大传输单元。

步骤S102、所述交换机的芯片将所述原始数据报文发送给交换机的处理器（CPU）进行处理。

步骤S103、所述交换机的处理器对所述原始数据报文进行处理后，判断通用路由封装隧道是否是IPv4通用路由封装隧道，如果是，则执行步骤S104，如果不是，则执行步骤S105。

步骤S104、交换机的处理器发送互联网控制消息协议(ICMP)报文通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为IPv4通用路由封装隧道接口的最大传输单元。其中，IPv4通用路由封装隧道接口的最大传输单元为1476字节。

步骤S105、交换机的处理器发送互联网控制消息协议报文通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为IPv6通用路由封装隧道接口的最大传输单元。其中，IPv6通用路由封装隧道接口的最大传输单元为1456字节。

步骤S106、所述交换机根据所述数据源再次发送的数据报文的长度，判断数据源更改链路的路径最大传输单元是否成功，如果成功，则执行步骤S107，如果失败，则执行步骤S108。

步骤S107、交换机的芯片对所述数据源再次发送的数据报文进行封装后通过通用路由封装隧道转发。

步骤S108、交换机通过发送警告消息（TRAP）或记录日志通知网管人员更改路径最大传输单元出现故障，需要采取其它措施更改链路的路径最大传输单元。

步骤S109、当网管人员发现数据源更改路径最大传输单元出现故障时，在所述数据源和交换机之间设置防火墙，通过配置防火墙使数据源与目的设备连接时链路的路径最大传输单元不大于所述隧道接口的最大传输单元。

当通用路由封装隧道为IPv4通用路由封装隧道时，通过配置防火墙将数据源与目的设备连接时链路的路径最大传输单元调整到交换机进行通用路由封装隧道封装的要求。当通用路由封装隧道为IPv4通用路由封装隧道时，通过配置防火墙使数据源和目的设备建立连接时，链路的路径最大传输单元不大于1476字节。当通用路由封装隧道为IPv6通用路由封装隧道时，通过配置防火墙使数据源和目的设备建立连接时，链路的路径最大传输单元不大于1456字节。其中，所述目的设备是指数据源发送数据报文的目的地址所在的设备，例如当数据源为用户终端时，目的设备就是指服务器。

如图2所示，本实施例中通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改系统包括数据源201、边缘设备202以及防火墙203。

所述数据源201用于发送和接收数据报文，并根据边缘设备202或防火墙203的配置，更改链路的路径最大传输单元。

在实际的网络应用中，数据源201的种类很多，可以为普通的用户终端，也可以为服务器。当数据源201收到边缘设备202发送的互联网控制消息协议报文时，将链路的路径最大传输单元更改为边缘设备202隧道接口的最大传输单元。当数据源201无法根据边缘设备202的要求更改链路的路径最大传输单元时，此时可以在边缘设备202和数据源201之间的增加防火墙203解决，通过防火墙203的相关配置使数据源201和目的设备建立连接时，链路的路径最大传输单元不大于所述隧道接口的最大传输单元。

所述边缘设备202用于在其芯片发现数据源201发送的原始数据报文进行通用路由封装隧道封装后的长度将超过隧道接口的最大传输单元时，将所述原始数据报文发送给该边缘设备202的处理器处理，并通知所述数据源201将链路的路径最大传输单元更改为所述隧道接口的最大传输单元。

边缘设备202的处理器对所述原始数据报文进行处理后，判断通用路由封装隧道是否是IPv4通用路由封装隧道，如果是，则边缘设备202的处理器发送互联网控制消息协议(ICMP)报文通知所述数据源201将链路的路径最大传输单元更改为IPv4通用路由封装隧道接口的最大传输单元；如果不是，则边缘设备202的处理器发送互联网控制消息协议报文通知所述数据源201将链路的路径最大传输单元更改为IPv6通用路由封装隧道接口的最大传输单元。

另外，边缘设备202还用于根据所述数据源201再次发送的数据报文的长度，判断数据源201更改链路的路径最大传输单元是否成功，如果成功，则边缘设备202的芯片对所述数据源201再次发送的数据报文进行封装后通过通用路由封装隧道转发，如果不成功，则边缘设备202通过发送警告消息（TRAP）或记录日志通知网管人员更改路径最大传输单元出现故障，需要采取其它措施更改链路的路径最大传输单元。此时，网管人员将通过在数据源201和边缘设备202之间增加防火墙203来解决数据源201不能更改链路最大传输单元的问题。

所述防火墙203用于在数据源201更改链路的路径最大传输单元失败时，通过相关配置使数据源201与目的设备连接时链路的路径最大传输单元不大于所述隧道接口的最大传输单元。此处的防火墙203是指硬件实体的防火墙设备。

防火墙203在数据源201不能根据边缘设备202的要求更改链路的路径最大传输单元时才启用。当网管人员获得边缘设备202发送警告消息（TRAP）或记录日志时，将在数据源201和边缘设备202之间设置防火墙203，当通用路由封装隧道为IPv4通用路由封装隧道时，通过配置防火墙203使数据源201和目的设备建立连接时，链路的路径最大传输单元不大于1476字节。当通用路由封装隧道为IPv6通用路由封装隧道时，通过配置防火墙203使数据源201和目的设备建立连接时，链路的路径最大传输单元不大于1456字节。其中，所述目的设备是指数据源发送数据报文的目的地址所在的设备，例如当数据源为用户终端时，目的设备就是指服务器。

如图3所示，图3为本发明实施例提供的通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方系统网络应用示意图。

本实施例中所有的边缘设备均选交换机，并将图3中的三个交换机分别命名为第一交换机301、第二交换机302和第三交换机303，数据源为用户终端304，目的设备为服务器305。

以太网中第一交换机301和第二交换机302之间建立IPv6通用路由封装隧道，第一交换机301和第二交换机302均是一个接口支持IPv4网络，另一个接口支持IPv6网络，第三交换机303只支持IPv6网络。第一交换机301支持IPv4网络的接口下联用户终端304，第二交换机302支持IPv4网络的接口通过防火墙306下联服务器305。第一交换机301和第二交换机302的隧道接口配置IPv4接口地址，并在IPv6通用路由封装隧道上启动开放式最短路径优先（OSPF）协议，用于学习隧道路由。

用户终端304要访问服务器305的数据时，需要通过IPv6通用路由封装隧道穿过IPv6网络。因为IPv6通用路由封装隧道接口的最大传输单元为1456字节，而用户终端304默认的按照以太网链路的路径最大传输单元为1500字节发送原始数据报文，第一交换机301在收到所述原始数据报文时，将判断出数据报文经过通用路由封装隧道进行封装后的长度将超过隧道接口的最大传输单元1456字节，从而导致数据报文无法通过IPv6通用路由封装隧道进行转发。此时，第一交换机301的芯片将不会转发该数据报文，而是将该数据报文发送给第一交换机301的处理器进行处理，该处理器发送互联网控制消息协议(ICMP)报文通知用户终端304将链路的路径最大传输单元更改为1456字节，即IPv6通用路由封装隧道接口的最大传输单元。当第一交换机301再次收到用户终端304发送的数据报文时，根据该数据报文的长度判断用户终端304是否成功更改了链路的路径最大传输单元，如果更改成功，则在第一交换机301的芯片进行IPv6通用路由封装隧道的封装，如果更改失败，则通过发送警告消息或记录日志通知网管人员更改路径最大传输单元出现故障，防止用户终端304的数据不同。

正常情况下，当服务器305的下行数据报文发送给用户终端304时，服务器305默认的按照以太网链路的路径最大传输单元为1500字节发送数据报文，第二交换机302在收到所述数据报文时，将判断出数据报文经过通用路由封装隧道进行封装后的长度将超过隧道接口的最大传输单元1456字节，第二交换机302的芯片将不会转发该数据报文，而是将该数据报文发送给第二交换机302的处理器进行处理，该处理器发送互联网控制消息协议报文通知用户终端304将链路的路径最大传输单元更改为1456字节。但是，在实际网络应用中，服务器305为了安全性，并不支持链路的路径最大传输单元的更改，在收到第二交换机302的互联网控制消息协议报文时，并不去更改链路的路径最大传输单元。为了解决这个问题，在服务器305和第二交换机302之间增加了防火墙306，通过在防火墙306上配置用户终端304和服务器305建立连接时的路径最大传输单元协商就小于1456字节，使得数据报文在第二交换机302的IPv6通用路由封装隧道进行封装后的长度也不会超过链路的路径最大传输单元，数据报文就可以正常的完成转发和接收了。

本发明的技术方案不仅能够动态更改链路的路径最大传输单元，避免数据报文走数据分片流程，提高了数据转发效率，而且具有灵活的故障通知机制，在动态更改链路的路径最大传输单元失败时，可以及时通知网络网管人员采取其它措施及时处理，减少出现故障的时间。

上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、边缘设备的芯片发现数据源发送的原始数据报文进行通用路由封装隧道封装后的长度将超过隧道接口的最大传输单元；

B、所述边缘设备的芯片将所述原始数据报文发送给边缘设备的处理器(CPU)进行处理，并通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为所述隧道接口的最大传输单元；

其中，所述步骤B中，通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为所述隧道接口的最大传输单元，具体包括：

边缘设备的处理器发送互联网控制消息协议(ICMP)报文通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为所述隧道接口的最大传输单元；

所述步骤B中，边缘设备的处理器发送互联网控制消息协议报文通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为所述隧道接口的最大传输单元，具体包括：

当通用路由封装隧道是IPv4通用路由封装隧道时，边缘设备的处理器发送互联网控制消息协议报文通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为IPv4通用路由封装隧道接口的最大传输单元；

当通用路由封装隧道是IPv6通用路由封装隧道时，边缘设备的处理器发送互联网控制消息协议报文通知所述数据源将链路的路径最大传输单元更改为IPv6通用路由封装隧道接口的最大传输单元；

还包括步骤C：

所述边缘设备根据所述数据源再次发送的数据报文的长度，判断数据源更改链路的路径最大传输单元是否成功；

所述步骤C之后还包括步骤D：

当所述边缘设备判断数据源更改链路的路径最大传输单元成功时，边缘设备的芯片对所述数据源再次发送的数据报文进行封装后通过通用路由封装隧道转发；

所述步骤D之后还包括步骤E：

当边缘设备判断数据源更改链路的路径最大传输单元失败时，边缘设备通知网管人员更改路径最大传输单元出现故障，需要采取其它措施更改链路的路径最大传输单元；

所述步骤E中，边缘设备通知网管人员更改路径最大传输单元出现故障，具体包括：

边缘设备通过发送警告消息(TRAP)或记录日志通知网管人员更改路径最大传输单元出现故障；

所述步骤E之后还包括步骤F：

当数据源更改路径最大传输单元出现故障时，在所述数据源和边缘设备之间设置防火墙，通过配置防火墙使数据源与目的设备连接时链路的路径最大传输单元不大于所述隧道接口的最大传输单元。

2.根据权利要求1所述的通用路由封装隧道中路径最大传输单元更改方法，其特征在于，所述步骤B中，将所述原始数据报文发送给边缘设备的处理器进行处理之后还包括：

判断通用路由封装隧道是否是IPv4通用路由封装隧道。