CN103825831A

CN103825831A - 报文转发方法以及交换机

Info

Publication number: CN103825831A
Application number: CN201410073541.7A
Authority: CN
Inventors: 张少太; 向阳朝; 陈翔
Original assignee: Digital China Networks Beijing Co Ltd
Current assignee: Digital China Networks Beijing Co Ltd
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明公开了一种报文转发方法和交换机。所述报文转发方法包括：如果从通用路由封装GRE隧道上的交换机接收端口接收的待转发报文是已封装报文，对所述待转发报文进行GRE解封装；根据与所述GRE隧道预先绑定的VPN路由与转发实例VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口；如果所述交换机不是所述GRE隧道上的末端节点，对所述待转发报文进行GRE封装；从所述发送端口发送所述待转发报文。本发明提供的报文转发方法和交换机使得网络中每一个GRE隧道都与唯一的一个VRF对应，并根据该VRF的配置对该GRE隧道的流量进行转发，方便了对网络中GRE隧道流量的管理和监控。

Description

报文转发方法以及交换机

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，尤其涉及报文转发方法以及交换机。

背景技术

通用路由协议封装（Generic routing encapsulation,GRE）是一种隧道技术，是虚拟专用网（Virtual private network,VPN）的第三层隧道协议。它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。

如果两台设备所在的网络运行着相同的网络协议B，而两台设备之间是通过一个运行着网络协议A的网络相连，则两台设备之间进行通信时，可以利用GRE对网络协议B的数据进行封装。在这种情况下，我们将网络协议A称为承载协议，并将网络协议B称为载荷协议。图1是现有技术提供的GRE封包格式的示意图。参见图1，所述GRE封包包括链路层协议数据101、承载协议数据102、封装协议数据103（也即GRE数据）、载荷协议数据104以及原始载荷数据105。经过这样的封装，原来符合载荷协议的格式要求的数据就可以无损的通过运行着承载协议的网络，被发送至数据的目的地。目前GRE隧道主要用于以太网中IP协议报文的封装。

然而，在VPN中，当多个GRE隧道通过同一台交换机进行数据发送时，会对这台交换机的数据管理和监控造成一定的困难。图2是现有技术提供的实现GRE隧道中的报文转发的网络拓扑示意图。参见图2，第一局域网210内的第一终端211通过第一GRE隧道261将数据发送至第二局域网220内的第二终端221，同时第三局域网230内的第三终端231通过第二GRE隧道271将数据发送至第四局域网240内的第四终端241。所述第一GRE隧道261与所述第二GRE隧道271都经过交换机251，并且该交换机251处于公共网络250内。现有技术中，不论交换机251承载了多少个GRE隧道，交换机251对所有接收到的数据建立统一的路由表来对接收的数据进行路由。这样一来，如果第一局域网210内的终端与第三局域网230内的终端使用了相同的IP地址，则在交换机251出无法对第一GRE隧道261及第二GRE隧道271的数据进行分别，造成无法对接收到的数据进行正确的路由。这使得对网络的GRE隧道流量的管理和监控十分不便。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种报文转发方法以及交换机，以方便网络中GRE隧道流量的管理和监控。

第一方面，本发明实施例提供了一种报文转发方法，所述方法包括：

如果从通用路由封装GRE隧道上的交换机接收端口接收的待转发报文是已封装报文，对所述待转发报文进行GRE解封装；

根据与所述GRE隧道预先绑定的VPN路由与转发实例VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口；

如果所述交换机不是所述GRE隧道上的末端节点，对所述待转发报文进行GRE封装；

从所述发送端口发送所述待转发报文。

第二方面，本发明实施例提供了一种交换机，所述交换机包括：

GRE解封装模块，用于在从通用路由封装GRE隧道上的交换机接收端口接收的待转发报文是已封装报文时，对所述待转发报文进行GRE解封装；

发送端口确定模块，用于根据与所述GRE隧道预先绑定的VPN路由与转发实例VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口；

GRE封装模块，用于如果所述交换机不是所述GRE隧道上的末端节点，对所述待转发报文进行GRE封装；

报文发送模块，用于从所述发送端口发送所述待转发报文。

本发明实施例提供的报文转发方法以及交换机，从GRE隧道上的交换机接收端口接收待转发报文之后，根据与所述GRE隧道预先绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口，再从所述发送端口转发所述待转发报文，使得GRE隧道流量能够根据各自的VRF中的路由信息进行转发，方便了对网络中GRE隧道流量的管理和监控。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是现有技术提供的GRE封包格式的示意图；

图2是现有技术提供的实现GRE隧道中的报文转发的网络拓扑示意图；

图3是本发明第一实施例提供的报文转发方法的流程图；

图4是应用本发明第一实施例提供的报文转发方法的交换机的结构示意图；

图5是本发明第二实施例提供的报文转发方法的流程图；

图6是本发明第三实施例提供的报文转发方法中报文丢弃的流程图；

图7是本发明第四实施例提供的交换机的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

图3及图4示出了本发明的第一实施例。

图3是本发明第一实施例提供的报文转发方法的流程图。参见图3，所述报文转发方法包括：

S310，如果从GRE隧道上的交换机接收端口接收的待转发报文是已封装报文，对所述待转发报文进行GRE解封装。

从GRE隧道上的交换机接收端口接收的待转发报文有可能是经过GRE封装过的报文。在这里将经过GRE封装过的报文称为已封装报文。由于所述已封装报文被封装了多个外层头，所以不便于对所述已封装报文进行处理。因此，在对所述已封装报文进行进一步处理之前需要对所述已封装报文进行GRE解封装。

优选的，对所述待转发报文进行解封装时，将所述待转发报文的链路层协议数据、承载协议数据以及封装协议数据进行剥离，使得所述待转发报文只包含载荷协议数据以及原始载荷数据。这样一来，对所述待转发报文的进一步处理就变得十分简单。

S320，根据与所述GRE隧道预先绑定的VPN路由与转发实例（VPN routingand forwarding instance,VRF）中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口。

VRF是PE为直接连接的站点建立并维护的一个专门实体，它可以被看做是一个虚拟的路由器。一个VRF至少包括一个独立的路由表、一个属于该VRF的接口集合以及一个只应用于该VRF的路由协议。其中，所述路由表中存储了到达网络中每一个终端的路径信息；所述接口集合是与该VRF向连接的网络接口的集合；所述路由协议是该VRF对报文进行路由时采用的协议。在本实施例中，交换机中的每一个VRF都与唯一的一个GRE隧道进行预先的绑定。

由于每个VRF都包括一个独立的路由表，当VRF接收到来自位于所述GRE隧道上的接收端口的报文时，就可以根据与所述GRE隧道绑定的VRF的路由表中的路由信息进行路由。在交换机上，对报文进行路由的过程就是查找报文的发送链路的过程，也就是确定所述待转发报文的发送端口。

一旦所述待转发报文的发送端口确定，则完成了利用VRF对所述待转发报文进行路由的过程。

S330，如果所述交换机不是所述GRE隧道上的末端节点，对所述待转发报文进行GRE封装。

交换机不是所述GRE隧道上的末端节点，说明所述报文的发送链路仍然处于运行承载协议的网络的内部，所以仍然需要对所述待转发报文进行GRE封装。

优选的，经过对所述待转发报文的GRE封装后，所述待转发报文不仅包含载荷协议数据以及原始载荷数据，还包含链路层协议数据、承载协议数据以及封装协议数据。

如果交换机是所述GRE隧道上的末端节点，说明所述报文的发送链路已经处于运行承载协议的网络之外，所以不再需要对所述待转发报文进行GRE封装。

S340，从所述发送端口发送所述待转发报文。

在利用交换机内部的与GRE隧道绑定的VRF确定了待转发报文的发送端口后，从确定的发送端口发送所述待转发报文。这样，就完成了对所述待转发报文的转发。

图4示出了应用本实施例提供的报文转发方法的交换机的结构。参见图4，所述交换机410上运行有与连接至所述交换机410的GRE隧道420数目相等的VRF411，并且每个VRF411与所述交换机410上的GRE隧道420预先绑定。在绑定之后，所述交换机410上运行的VRF411与其上的GRE隧道420一一对应。并且，由于该GRE隧道420绑定的VRF411对该GRE隧道420的报文进行路由和转发处理。这样一来就实现了对不同GRE隧道420的数据的隔离转发，方便了网络中GRE隧道流量的管理和监控。

本实施例通过在交换机上设置多个VRF，并将不同的GRE隧道与不同的VRF进行绑定，实现了对不同GRE隧道中的报文的隔离处理，使得GRE隧道流量能够根据各自的VRF中的路由信息进行转发，方便了对网络中GRE隧道流量的管理和监控。

图5示出了本发明的第二实施例。

图5是本发明第二实施例提供的报文转发方法的流程图。所述报文转发方法以本发明第一实施例为基础，进一步的，在根据所述GRE隧道预先绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口之后，所述报文转发方法还包括：如果不能根据所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口，则将所述待转发报文丢弃。参见图5，所述报文转发方法包括：

S510，如果从通用路由封装GRE隧道上的交换机接收端口接收的待转发报文是已封装报文，对所述待转发报文进行GRE解封装。

S520，根据与所述GRE隧道预先绑定的VPN路由与转发实例VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口。

S530，如果所述交换机不是所述GRE隧道上的末端节点，对所述待转发报文进行GRE封装。

S540，从所述发送端口发送所述待转发报文。

S550，如果不能根据所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口，则将所述待转发报文丢弃。

根据所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口时，交换机需要根据VRF的路由表中的路由信息查找所述待转发报文的发送端口。如果VRF的路由表中包括这样的路由信息，则交换机能够查找到所述待转发报文的发送端口。但是，有时VRF的路由表中不包括这样的路由信息，则交换机不能查找到所述待转发报文的发送端口，也就不能对所述待转发报文进行有效的路由和转发。

此时，为了对后来接收到的报文进行有效的处理，交换机将该不能确定发送端口的报文进行丢弃，以节省交换机的报文处理资源，对后来的报文进行有效的处理。

本实施例通过在不能根据VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口时，将所述待转发报文进行丢弃，节省了交换机的报文处理资源，方便了对后来接收的报文的有效处理。

图6示出了本发明的第三实施例。

图6是本发明第三实施例提供的报文转发方法中报文丢弃的流程图。参见图6，所述报文转发方法以本发明第二实施例为基础，进一步的，如果不能根据所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口，将所述待转发报文丢弃包括：

S551，如果不能根据所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口，则每隔固定的时间间隔重复的从所述VRF中的路由信息中查找所述待转发报文的发送端口。

在本实施例中，如果不能根据所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口，在将所述待转发报文丢弃之前，作为补救措施，以固定的时间间隔重复的查询所述待转发报文的发送端口。并且，优选的，所述固定的时间间隔小于10毫秒。

S552，如果执行重复查找的次数达到重复查找次数上限，将所述待转发报文丢弃。

在对所述待转发报文的发送端口进行重复查找的同时，对所述重复查找的次数进行计数。当重复查找的次数到达重复查找次数上限时，将所述待转发报文丢弃。

本实施例通过在不能从与所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息中查找到所述待转发报文的发送端口时，每隔固定时间间隔重复的再次查找所述待转发报文的发送端口，直至所述重复查找次数上限，使得对不能找到对应的发送端口的报文不仅仅是简单的丢弃，为不能确定发送端口的报文的转发提供的补救措施。

图7示出了本发明的第四实施例。

图7是本发明第四实施例提供的交换机的结构图。参见图7，所述交换机包括：GRE解封装模块710、发送端口确定模块720、GRE封装模块730以及报文发送模块740。

所述GRE解封装模块710用于在从通用路由封装GRE隧道上的交换机接收端口接收的待转发报文是已封装报文时，对所述待转发报文进行GRE解封装。

所述发送端口确定模块720用于根据与所述GRE隧道预先绑定的VPN路由与转发实例VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口。

所述GRE封装模块730用于如果所述交换机不是所述GRE隧道上的末端节点，对所述待转发报文进行GRE封装。

所述报文发送模块740用于从所述发送端口发送所述待转发报文。

优选的，所述GRE隧道与VRF一一对应。

优选的，所述交换机还包括报文丢弃模块750。

所述报文丢弃模块750用于在根据所述GRE隧道预先绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口之后，如果不能根据所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口，则将所述待转发报文丢弃。

优选的，所述报文丢弃模块包括：发送端口重复查找单元751以及丢弃单元752

所述发送端口重复查找单元751用于在不能根据所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口之时，则每隔固定的时间间隔重复的从所述VRF中的路由信息中查找所述待转发报文的发送端口。

所述丢弃单元752用于在执行重复查找的次数达到重复查找次数上限之时，将所述待转发报文丢弃。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，可选地，他们可以用计算机装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间的相同或相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系属于仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种报文转发方法，应用于交换机，其特征在于，包括：

从所述发送端口发送所述待转发报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经过预先绑定之后，所述GRE隧道与VRF一一对应。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述GRE隧道预先绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口之后，还包括：

如果不能根据所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口，则将所述待转发报文丢弃。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果不能根据所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口，则将所述待转发报文丢弃包括：

如果不能根据所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口，则每隔固定的时间间隔重复的从所述VRF中的路由信息中查找所述待转发报文的发送端口；

如果执行重复查找的次数达到重复查找次数上限，将所述待转发报文丢弃。

5.一种交换机，其特征在于，包括：

报文发送模块，用于从所述发送端口发送所述待转发报文。

6.根据权利要求5所述的交换机，其特征在于，经过预先绑定之后，所述GRE隧道与VRF一一对应。

7.根据权利要求5所述的交换机，其特征在于，还包括：

报文丢弃模块，用于在根据所述GRE隧道预先绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口之后，如果不能根据所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口，则将所述待转发报文丢弃。

8.根据权利要求7所述的交换机，其特征在于，所述报文丢弃模块包括：

发送端口重复查找单元，用于在不能根据所述GRE隧道绑定的VRF中的路由信息确定所述待转发报文的发送端口之时，则每隔固定的时间间隔重复的从所述VRF中的路由信息中查找所述待转发报文的发送端口；

丢弃单元，用于在执行重复查找的次数达到重复查找次数上限之时，将所述待转发报文丢弃。