CN103441927A - 报文处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种报文处理方法及装置。本发明实施例通过根据所获得的待处理的目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，所述哈希流表组包括至少两个哈希流表，使得能够根据所述处理操作，对所述目标报文进行处理，由于采用至少两个哈希流表，来实现转发设备本地的流表表项查询，因此，与一个哈希流表相比，本发明采用的每个哈希流表所支持的字段有所减少，从而降低了解决报文处理的冲突所需要的处理资源。
Description
技术领域
本发明涉及报文转发技术，尤其涉及一种报文处理方法及装置。
背景技术
随着互联网的发展，分布式系统无法更好的满足网络扩展性和管理上的需求，因此，控制和转发分离的集中式系统应运而生。例如：开放流（OpenFlow）系统就是控制和转发分离的集中式系统的一种，OpenFlow交换机（OpenFlow Switch）将原来完全由交换机/路由器控制的报文处理过程转化为由OpenFlow交换机和控制服务器（Controller）来共同完成，从而实现了数据转发和路由控制的分离。OpenFlow交换机接收到报文后，首先利用报文中所包含的匹配字段在本地的流表上查询相关的处理操作。现有技术中，可以利用哈希技术，创建OpenFlow交换机本地的一个流表即哈希流表。
然而，由于一个哈希流表的表项所支持的字段较多，可能会使得报文处理发生冲突的可能性较大，因此，需要较多的处理资源来解决报文处理的冲突。
发明内容
本发明的多个方面提供一种报文处理方法及装置，用以降低解决报文处理的冲突所需要的处理资源。
本发明的一方面，提供一种报文处理方法，应用于控制和转发分离的集中式系统，所述方法包括：
获得待处理的目标报文；
根据所述目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，所述哈希流表组包括至少两个哈希流表；
根据所述处理操作，对所述目标报文进行处理。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述哈希流表组包括第一哈希流表和第二哈希流表；所述根据所述目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，包括：
根据所述目标报文，查询第一哈希流表，以获得与所述目标报文对应的第一流表表项，所述第一流表表项包括第一匹配字段和关联数据；
根据所述目标报文和所述关联数据，查询第二哈希流表，以获得与所述目标报文、所述关联数据对应的第二流表表项，所述第二流表表项包括第二匹配字段、所述关联数据和所述处理操作。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，
所述第一匹配字段包括基于二层网络的至少一个字段；所述第二匹配字段包括基于三层网络的至少一个字段；或者基于三层网络的至少一个字段和基于四层网络的至少一个字段；或者
所述第一匹配字段包括基于三层网络的至少一个字段；或者基于三层网络的至少一个字段和基于四层网络的至少一个字段；所述第二匹配字段包括基于二层网络的至少一个字段。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一哈希流表中所包括的流表表项的数目小于所述第二哈希流表中所包括的流表表项的数目。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述控制和转发分离的集中式系统包括OpenFlow系统。
本发明的另一方面，提供一种报文处理装置，应用于控制和转发分离的集中式系统，所述装置包括：
获得单元，用于获得待处理的目标报文；
查询单元，用于根据所述目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，所述哈希流表组包括至少两个哈希流表；
处理单元，用于根据所述处理操作，对所述目标报文进行处理。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述哈希流表组包括第一哈希流表和第二哈希流表；所述查询单元，具体用于
根据所述目标报文，查询第一哈希流表，以获得与所述目标报文对应的第一流表表项，所述第一流表表项包括第一匹配字段和关联数据；以及
根据所述目标报文和所述关联数据，查询第二哈希流表，以获得与所述目标报文、所述关联数据对应的第二流表表项，所述第二流表表项包括第二匹配字段、所述关联数据和所述处理操作。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，
所述第一匹配字段包括基于二层网络的至少一个字段；所述第二匹配字段包括基于三层网络的至少一个字段；或者基于三层网络的至少一个字段和基于四层网络的至少一个字段；或者
所述第一匹配字段包括基于三层网络的至少一个字段；或者基于三层网络的至少一个字段和基于四层网络的至少一个字段；所述第二匹配字段包括基于二层网络的至少一个字段。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一哈希流表中所包括的流表表项的数目小于所述第二哈希流表中所包括的流表表项的数目。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述控制和转发分离的集中式系统包括OpenFlow系统。
由上述技术方案可知，本发明实施例通过根据所获得的待处理的目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，所述哈希流表组包括至少两个哈希流表，使得能够根据所述处理操作，对所述目标报文进行处理，由于采用至少两个哈希流表，来实现转发设备本地的流表表项查询，因此，与一个哈希流表相比，本发明采用的每个哈希流表所支持的字段有所减少，从而降低了解决报文处理的冲突所需要的处理资源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的报文处理方法的流程示意图；
图2为本发明另一实施例提供的报文处理装置的结构示意图。
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全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的技术方案可以适用于控制和转发分离的集中式系统，例如：OpenFlow系统等。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
图1为本发明一实施例提供的报文处理方法的流程示意图，如图1所示。
101、获得待处理的目标报文。
102、根据所述目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，所述哈希流表组包括至少两个哈希流表。
103、根据所述处理操作，对所述目标报文进行处理。
需要说明的是，本实施例提供的报文处理方法可以应用于控制和转发分离的集中式系统，上述101~103的执行主体可以为转发设备，在OpenFlow系统下，转发设备可以为OpenFlow交换机（OpenFlow Switch）。所述转发设备所对应的控制设备，在OpenFlow系统下，可以为控制服务器（Controller）。
在OpenFlow系统下，OpenFlow交换机可以将原来完全由交换机/路由器控制的报文处理过程转化为由OpenFlow交换机和控制服务器来共同完成，从而实现了数据转发和路由控制的分离。OpenFlow交换机针对进入OpenFlow交换机的报文，首先利用报文中所包含的匹配字段在本地的流表上查询相关的处理操作，该处理操作例如可以是转发到目的端口、丢弃、上报控制服务器等。
这样，通过根据所获得的待处理的目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，所述哈希流表组包括至少两个哈希流表，使得能够根据所述处理操作，对所述目标报文进行处理，由于采用至少两个哈希流表，来实现转发设备本地的流表表项查询，因此，与一个哈希流表相比，本发明采用的每个哈希流表所支持的字段有所减少，从而降低了解决报文处理的冲突所需要的处理资源。
可选地，在本实施例的一个可能的实现方式中，所述哈希流表组可以包括第一哈希流表和第二哈希流表。相应地，在102中，转发设备具体可以根据所述目标报文，查询第一哈希流表，以获得与所述目标报文对应的第一流表表项，所述第一流表表项包括第一匹配字段和关联数据。然后，所述转发设备还可以进一步根据所述目标报文和所述关联数据，查询第二哈希流表，以获得与所述目标报文、所述关联数据对应的第二流表表项，所述第二流表表项包括第二匹配字段、所述关联数据和所述处理操作。
其中，
所述第一匹配字段可以包括基于二层网络的至少一个字段；相应地，所述第二匹配字段则可以包括基于三层网络的至少一个字段；或者基于三层网络的至少一个字段和基于四层网络的至少一个字段。
或者
所述第一匹配字段可以包括基于三层网络的至少一个字段；或者基于三层网络的至少一个字段和基于四层网络的至少一个字段；相应地，所述第二匹配字段则可以包括基于二层网络的至少一个字段。
其中，基于二层网络的字段可以包括但不限于媒体访问控制（Media Access Control，MAC）源地址（Source Address，SA）、MAC目的地址（Destination Address，DA）、以太网类型（Ether Type）和虚拟局域网（Virtual Local Area Network，VLAN）信息，本实施例对此不进行特别限定。
其中，基于三层网络的字段可以包括但不限于IPSA、IPDA、协议类型和服务类型（Type Of Service，TOS），本实施例对此不进行特别限定。
其中，基于四层网络的字段可以包括但不限于传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）/用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）源端口号和TCP/UDP目的端口号，本实施例对此不进行特别限定。
具体地，可以根据字段范围、字段变化范围和字段重复出现次数，灵活调整第一哈希流表中所包括的第一匹配字段的类型与第二哈希流表中所包括的第二匹配字段的类型。例如，将字段范围大、字段变化范围小和字段重复出现次数多的基于二层网络的字段，或者基于三层网络的字段设置在第一哈希流表中，以使得所述第一哈希流表中所包括的流表表项的数目小于所述第二哈希流表中所包括的流表表项的数目，如表1和表2所示。
其中，关联数据与第一匹配字段是一一对应的，关联数据的位宽可以决定第一匹配字段的数目，例如，位宽为2个比特的关联数据，可以标识4中状态，分别可以对应4个第一匹配字段。
转发设备将表1与表2进行结合使用，即可以实现现有技术中的一个一级哈希流表的查询操作，如表3所示。也就是说，从现有技术中的一个一级哈希流表拆分成2个两级哈希流表，也可以达到一级哈希流表的精确匹配功能，并且大量节省了处理资源。
从表1和表2中可以看出，与表3中所需要支持的6个流表表项相比，第一匹配字段所属的第一哈希流表的流表表项的数目为仅为3个，这样，可以占用较少的处理资源，从而节省了处理资源。
本实施例中，通过根据所获得的待处理的目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，所述哈希流表组包括至少两个哈希流表，使得能够根据所述处理操作，对所述目标报文进行处理，由于采用至少两个哈希流表，来实现转发设备本地的流表表项查询，因此，与一个哈希流表相比，本发明采用的每个哈希流表所支持的字段有所减少，从而降低了解决报文处理的冲突所需要的处理资源。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
图2为本发明另一实施例提供的报文处理装置的结构示意图，如图2所示。本实施例的报文处理装置可以包括获得单元21、查询单元22和处理单元23。其中，获得单元21，用于获得待处理的目标报文；查询单元22，用于根据所述目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，所述哈希流表组包括至少两个哈希流表；处理单元23，用于根据所述处理操作，对所述目标报文进行处理。
需要说明的是，本实施例提供的报文处理装置可以应用于控制和转发分离的集中式系统，上述装置可以为转发设备，在OpenFlow系统下，转发设备可以为OpenFlow交换机（OpenFlow Switch）。所述转发设备所对应的控制设备，在OpenFlow系统下，可以为控制服务器（Controller）。
在OpenFlow系统下，OpenFlow交换机可以将原来完全由交换机/路由器控制的报文处理过程转化为由OpenFlow交换机和控制服务器来共同完成，从而实现了数据转发和路由控制的分离。OpenFlow交换机针对进入OpenFlow交换机的报文，首先利用报文中所包含的匹配字段在本地的流表上查询相关的处理操作，该处理操作例如可以是转发到目的端口、丢弃、上报控制服务器等。
这样，通过查询单元根据获得单元所获得的待处理的目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，所述哈希流表组包括至少两个哈希流表，使得处理单元能够根据所述处理操作，对所述目标报文进行处理，由于采用至少两个哈希流表，来实现转发设备本地的流表表项查询，因此，与一个哈希流表相比，本发明采用的每个哈希流表所支持的字段有所减少，从而降低了解决报文处理的冲突所需要的处理资源。
可选地，在本实施例的一个可能的实现方式中，所述哈希流表组可以包括第一哈希流表和第二哈希流表。相应地，所述查询单元22，具体可以用于根据所述目标报文，查询第一哈希流表，以获得与所述目标报文对应的第一流表表项，所述第一流表表项包括第一匹配字段和关联数据；以及根据所述目标报文和所述关联数据，查询第二哈希流表，以获得与所述目标报文、所述关联数据对应的第二流表表项，所述第二流表表项包括第二匹配字段、所述关联数据和所述处理操作。
其中，
所述第一匹配字段可以包括基于二层网络的至少一个字段；相应地，所述第二匹配字段则可以包括基于三层网络的至少一个字段；或者基于三层网络的至少一个字段和基于四层网络的至少一个字段。
或者
所述第一匹配字段可以包括基于三层网络的至少一个字段；或者基于三层网络的至少一个字段和基于四层网络的至少一个字段；相应地，所述第二匹配字段则可以包括基于二层网络的至少一个字段。
其中，基于二层网络的字段可以包括但不限于媒体访问控制（Media Access Control，MAC）源地址（Source Address，SA）、MAC目的地址（Destination Address，DA）、以太网类型（Ether Type）和虚拟局域网（Virtual Local Area Network，VLAN）信息，本实施例对此不进行特别限定。
其中，基于三层网络的字段可以包括但不限于IPSA、IPDA、协议类型和服务类型（Type Of Service，TOS），本实施例对此不进行特别限定。
其中，基于四层网络的字段可以包括但不限于传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）/用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）源端口号和TCP/UDP目的端口号，本实施例对此不进行特别限定。
具体地，可以根据字段范围、字段变化范围和字段重复出现次数，灵活调整第一哈希流表中所包括的第一匹配字段的类型与第二哈希流表中所包括的第二匹配字段的类型。例如，将字段范围大、字段变化范围小和字段重复出现次数多的基于二层网络的字段，或者基于三层网络的字段设置在第一哈希流表中，以使得所述第一哈希流表中所包括的流表表项的数目小于所述第二哈希流表中所包括的流表表项的数目，如表1和表2所示。
其中，关联数据与第一匹配字段是一一对应的，关联数据的位宽可以决定第一匹配字段的数目，例如，位宽为2个比特的关联数据，可以标识4中状态，分别可以对应4个第一匹配字段。
查询单元22将表1与表2进行结合使用，即可以实现现有技术中的一个一级哈希流表的查询操作，如表3所示。也就是说，从现有技术中的一个一级哈希流表拆分成2个两级哈希流表，也可以达到一级哈希流表的精确匹配功能，并且大量节省了处理资源。
从表1和表2中可以看出，与表3中所需要支持的6个流表表项相比，第一匹配字段所属的第一哈希流表的流表表项的数目为仅为3个，这样，可以占用较少的处理资源，从而节省了处理资源。
本实施例中，通过查询单元根据获得单元所获得的待处理的目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，所述哈希流表组包括至少两个哈希流表，使得处理单元能够根据所述处理操作，对所述目标报文进行处理，由于采用至少两个哈希流表，来实现转发设备本地的流表表项查询，因此，与一个哈希流表相比，本发明采用的每个哈希流表所支持的字段有所减少，从而降低了解决报文处理的冲突所需要的处理资源。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以2个或2个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置（可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等）或处理器（processor）执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，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 (10)
1.一种报文处理方法，其特征在于，应用于控制和转发分离的集中式系统，所述方法包括：
获得待处理的目标报文；
根据所述目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，所述哈希流表组包括至少两个哈希流表；
根据所述处理操作，对所述目标报文进行处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述哈希流表组包括第一哈希流表和第二哈希流表；所述根据所述目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，包括：
根据所述目标报文，查询第一哈希流表，以获得与所述目标报文对应的第一流表表项，所述第一流表表项包括第一匹配字段和关联数据；
根据所述目标报文和所述关联数据，查询第二哈希流表，以获得与所述目标报文、所述关联数据对应的第二流表表项，所述第二流表表项包括第二匹配字段、所述关联数据和所述处理操作。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述第一匹配字段包括基于二层网络的至少一个字段；所述第二匹配字段包括基于三层网络的至少一个字段；或者基于三层网络的至少一个字段和基于四层网络的至少一个字段；或者
所述第一匹配字段包括基于三层网络的至少一个字段；或者基于三层网络的至少一个字段和基于四层网络的至少一个字段；所述第二匹配字段包括基于二层网络的至少一个字段。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述第一哈希流表中所包括的流表表项的数目小于所述第二哈希流表中所包括的流表表项的数目。
5.根据权利要求1~4任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述控制和转发分离的集中式系统包括OpenFlow系统。
6.一种报文处理装置，其特征在于，应用于控制和转发分离的集中式系统，所述装置包括：
获得单元，用于获得待处理的目标报文；
查询单元，用于根据所述目标报文，查询哈希流表组，以获得与所述目标报文对应的处理操作，所述哈希流表组包括至少两个哈希流表；
处理单元，用于根据所述处理操作，对所述目标报文进行处理。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述哈希流表组包括第一哈希流表和第二哈希流表；所述查询单元，具体用于
根据所述目标报文，查询第一哈希流表，以获得与所述目标报文对应的第一流表表项，所述第一流表表项包括第一匹配字段和关联数据；以及
根据所述目标报文和所述关联数据，查询第二哈希流表，以获得与所述目标报文、所述关联数据对应的第二流表表项，所述第二流表表项包括第二匹配字段、所述关联数据和所述处理操作。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述第一匹配字段包括基于二层网络的至少一个字段；所述第二匹配字段包括基于三层网络的至少一个字段；或者基于三层网络的至少一个字段和基于四层网络的至少一个字段；或者
所述第一匹配字段包括基于三层网络的至少一个字段；或者基于三层网络的至少一个字段和基于四层网络的至少一个字段；所述第二匹配字段包括基于二层网络的至少一个字段。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述第一哈希流表中所包括的流表表项的数目小于所述第二哈希流表中所包括的流表表项的数目。
10.根据权利要求6~9任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述控制和转发分离的集中式系统包括OpenFlow系统。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131211 |