CN104734984B - 一种报文转发方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种报文转发方法及装置，用以解决现有技术中存在的在IPv6的网络环境中进行负载分担运算时运算效率低的技术问题。方法包括：步骤A、接收基于IPv6地址的业务访问请求报文，从业务访问请求报文的IPv6地址中选择部分比特位参与负载分担运算；步骤B、根据当前参与负载分担运算的IPv6地址的比特位进行负载分担运算，得到目标等价转发路径；步骤C、计算目标等价转发路径当前的负载分担比例，如果当前的负载分担比例小于预设比例阈值，则转入步骤D，否则转入步骤E；步骤D、通过目标等价转发路径转发业务访问请求报文；步骤E、增加参与负载分担运算的IPv6地址的比特位，并转入步骤B。

Description

一种报文转发方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种报文转发方法及装置。

背景技术

随着网络的普及，网站的访问量飞速增长，提供高质量、高效率的服务已经成为每个网站运营商迫在眉睫的问题。

为了解决这一问题，一般的做法是在现有的网络结构之上使用负载均衡，以扩展网络设备和服务器的带宽，增加吞吐量和网络数据处理能力，并提高网络的灵活性和可用性。

负载均衡是将负载平衡分摊到多个操作单元上进行执行，从而共同完成工作任务。负载均衡有两种实施方式：第一，单个负载的运算分担到多个节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总返回给用户。第二，大量的并发访问或者数据流量分担到多台节点设备上分别处理。

负载分担的系统拓扑图如图1所示，描述了采用上述方案二进行流量负载分担的一种典型应用场景的示意图，其中：客户端1，客户端2和客户端3这分别向路由器发送业务访问请求报文，路由器将业务访问请求报文转发给负载均衡器，负载均衡器根据路由器发送的业务请求报文进行负载分担运算，将客户端1，客户端2和客户端3发送的业务访问请求报文分担到相应的链路上进行转发。在负载分担运算的过程中，若业务请求报文的IP地址是IPv4地址，则根据IPv6地址的32位比特位进行负载分担运算。若业务请求报文的IP地址是IPv6地址，则根据IPv6地址的128位比特位进行负载分担运算。

从上面的技术方案可知，在IPv6的网络环境中，将IPv6地址的128位比特位全部作为输入参数进行负载分担运算时运算效率低。

发明内容

本发明实施例提供一种报文转发方法及装置，用以解决现有技术中存在的在IPv6的网络环境中进行负载分担运算时运算效率低的技术问题。

一方面，本发明通过本发明的一个实施例，提供如下技术方案：

一种报文转发方法，包括：步骤A、接收基于IPv6地址的业务访问请求报文，从所述业务访问请求报文的IPv6地址中选择部分比特位参与负载分担运算；步骤B、根据当前参与负载分担运算的IPv6地址的比特位进行负载分担运算，得到目标等价转发路径；步骤C、计算所述目标等价转发路径当前的负载分担比例，如果所述当前的负载分担比例小于预设比例阈值，则转入步骤D，否则转入步骤E；步骤D、通过所述目标等价转发路径转发所述业务访问请求报文；步骤E、增加所述参与负载分担运算的IPv6地址的比特位，并转入步骤B。由于选用IPv6地址的部分比特位作为输入参数进行负载分担运算，并在运算获得的目标等价转发路径的负载分担比例不满足预设比例阈值的情况下增加参与负载分担运算的比特位，从而实现自适应的调整方法，能够灵活地调整参与负载分担运算的IPv6地址的位数，能够以较少的IPv6地址的比特位数计算得到符合要求的目标路径，与现有技术相比提高了负载分担运算的效率，并且能够有效的节省设备的存储空间和计算资源。

优选的，所述步骤A具体为：接收基于IPv6地址的业务访问请求报文，从所述业务访问请求报文的IPv6地址中优先选择部分低位比特位参与负载分担运算。能够快速的确定出业务访问请求报文的目标等价转发路径。

优选的，所述步骤E具体为：增加所述参与负载分担运算的IPv6地址的低位比特位，并转入所述步骤B。能够快速的确定出业务访问请求报文的目标等价转发路径。

优选的，在所述步骤D之后，所述方法还包括：步骤F、发送所述业务访问响应报文。以告知路由器其发送的业务访问请求报文已经转发成功。

另一方面，本发明通过本发明的另一个实施例提供：

一种报文转发装置，包括：接收单元，用于执行步骤A、接收基于IPv6地址的业务访问请求报文，从所述业务访问请求报文的IPv6地址中选择部分比特位参与负载分担运算；负载分担单元，用于执行步骤B、根据当前参与负载分担运算的IPv6地址的比特位进行负载分担运算，得到目标等价转发路径；比较单元，用于执行步骤C、计算所述目标等价转发路径当前的负载分担比例，如果所述当前的负载分担比例小于预设比例阈值，则转入步骤D，否则转入步骤E；发送单元，用于执行步骤D、通过所述目标等价转发路径转发所述业务访问请求报文；增量单元，用于执行步骤E、增加所述参与负载分担运算的IPv6地址的比特位，并转入步骤B。由于选用IPv6地址的部分比特位作为输入参数进行负载分担运算，并在运算获得的目标等价转发路径的负载分担比例不满足预设比例阈值的情况下增加参与负载分担运算的比特位，从而实现自适应的调整方法，能够灵活地调整参与负载分担运算的IPv6地址的位数，能够以较少的IPv6地址的比特位数计算得到符合要求的目标路径，与现有技术相比提高了负载分担运算的效率，并且能够有效的节省设备的存储空间和计算资源。

优选的，所述接收单元具体用于接收基于IPv6地址的业务访问请求报文，从所述业务访问请求报文的IPv6地址中优先选择部分低位比特位参与负载分担运算。能够快速的确定出业务访问请求报文的目标等价转发路径。

优选的，所述增量单元具体用于增加所述参与负载分担运算的IPv6地址的低位比特位，并转入所述步骤B。能够快速的确定出业务访问请求报文的目标等价转发路径。

优选的，所述发送单元，还用于在执行所述步骤D之后执行步骤F、发送所述业务访问响应报文。以告知路由器其发送的业务访问请求报文已经转发成功。

上述技术方案中的一个或多个技术方案，具有如下技术效果或优点：

在本发明实施例中，由于选用IPv6地址的部分比特位作为输入参数进行负载分担运算，并在运算获得的目标等价转发路径的负载分担比例不满足预设比例阈值的情况下增加参与负载分担运算的比特位，从而实现自适应的调整方法，能够灵活地调整参与负载分担运算的IPv6地址的位数，能够以较少的IPv6地址的比特位数计算得到符合要求的目标路径，与现有技术相比提高了负载分担运算的效率，并且能够有效的节省设备的存储空间和计算资源。

附图说明

图1为现有技术中的系统拓扑图；

图2为本发明实施例中报文转发的流程图；

图3为本发明实施例中报文转发装置的示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中存在的在IPv6的网络环境中进行负载分担运算速度较慢，并且对设备存储空间和计算资源占用率较大的技术问题，本发明实施例提出了一种报文转发方法及装置。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例和实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1，为本发明实施例所应用的一种典型的系统拓扑图，下面以图1所示的系统拓扑图为例描述本发明实施例提供的报文转发流程。

如图1所示，该系统拓扑中包括客户端、路由器、负载均衡器和服务器。路由器接收到客户端发送的数据报文后转发给负载均衡器，负载均衡器对接收到的数据报文进行负载分担运算，通过运算得到的转发路径转发到目的服务器。

下面请参看图2，在IPv6的环境下，本发明中报文转发的具体实施步骤如下：

步骤A、接收基于IPv6地址的业务访问请求报文，从业务访问请求报文的IPv6地址中选择部分比特位参与负载分担运算。

在具体的实施过程中，基于IPv6地址的业务访问请求报文是由客户端发送给路由器，然后由路由器转发给负载均衡器的。负载均衡器接收到基于IPv6地址的业务访问请求报文之后，从业务访问请求报文的IPv6地址（源IPv6地址或目的IPv6地址）中选择部分比特位参与负载分担运算。优选的，可从IPv6地址的低比特位开始选取，选取的比特位数可预先规定，比如可规定选取16个比特位。当然也可以规定从IPv6地址的其他特定的位置开始选取，本发明不再赘述。

步骤B、根据当前参与负载分担运算的IPv6地址的比特位进行负载分担运算，得到目标等价转发路径。

进行负载分担运算所采用的算法，可采用目前常用的负载分担算法或未来可能的算法，比如可采用HASH算法，本发明实施例对此不做限制。

步骤C、计算目标等价转发路径当前的负载分担比例，如果当前的负载分担比例小于预设比例阈值，则转入步骤D，否则转入步骤E。

在具体的实施过程中，目标等价转发路径当前的负载分担比例，具体指的是目标等价转发路径的转发次数与所有等价转发路径总的转发次数的比例。预设比例阈值可以表示为目标等价转发路径的最大负载比，若当前的负载分担比例小于预设比例阈值，则表示目标等价转发路径的负载较低；若当前的负载分担比例大于或等于预设比例阈值，则表示目标等价转发路径的负载较高。

具体实施时，可针对每个等价转发路径设置对应的计数器。当步骤B中计算得到目标等价转发路径后，则在步骤C中将该目标等价转发路径对应的计数器数值递增，并用该目标等价转发路径对应的计数器数值除以所有等价转发路径各自对应的计数器数值之和，得到该目标等价转发路径当前的负载分担比例。

步骤D、通过目标等价转发路径转发业务访问请求报文。

在具体的实施过程中，在负载均衡器转发了业务访问请求报文之后，还会执行步骤F、发送业务访问响应报文给路由器。

步骤E、增加参与负载分担运算的IPv6地址的比特位，并转入步骤B。

若步骤A中从IPv6报文的低比特位开始选择参与负载分担运算的比特位，则在步骤E中，可再增加选取比当前已选择的比特位更高的比特位参与负载分担运算，比如，在步骤E之前已经选取了IPv6地址的低16比特位参与负载分担运算，则在步骤E中，可选取该IP地址的低32比特位参与负载分担运算。以上是以每次增加16个比特位来描述的，当然每次增加的比特位数可以预先约定，且不限于上述的16个比特。其中，第一次选取的参与负载分担运算的比特位数以及后续每次增加的比特位数越少，则每次负载分担运算的计算效率越高，反之，第一次选取的参与负载分担运算的比特位数以及后续每次增加的比特位数越多，则可以较快确定出符合负载分担比例要求的目标等价转发路径。

若可以将负载均衡器内设于路由器，则上面的流程中的执行主体则为路由器。

下面通过具体的实施例对上面进行说明。

假设客户端A需要发送业务访问请求报文给服务器B。

首先客户端A会生成业务访问请求报文并转发给路由器。路由器接收到该报文之后，会根据目的MAC地址进一步查找到服务器B的IP地址（此时的IP地址隶属于IPv6），并将此目的IP地址封装到业务访问请求报文中。然后业务访问请求报文转发给负载均衡器。

其中，业务访问请求报文至少包括三部分，如表1所示。

表1

目的IP地址

源IP地址

数据载荷

而对于负载均衡器来说，若以IPv6的低16为比特位为例，则会首先选取128位IPv6地址的后16位比特位作为输入参数进行负载分担运算。而此时的负载分担运算有多种算法，在此本发明不再举例说明。

在进行负载分担运算之后，得到目标等价转发路径。然后计算目标等价转发路径当前的负载分担比例。此处的负载分担比例，具体指的是目标等价转发路径的转发次数与负载均衡器中的所有路径总的转发次数的比例。而预设比例阈值指的是目标等价转发路径的最大负载比。如果当前的负载分担比例小于预设比例阈值，则表示目标等价转发路径能够承载业务访问请求报文的转发，因此则使用目标等价转发路径转发业务访问请求报文。若当前的负载分担比例大于或者等于预设比例阈值，那么则依次增加16位地址作为输入参数重新进行负载分担运算，此时参与负载分担运算的则是128位IPv6地址的后32位比特位，然后再重复与预设比例阈值进行比较，并进行后续的步骤，直到转发业务访问请求报文为止。

本发明实施例列举的是业务访问请求报文的转发过程，其他报文（例如业务数据报文）的转发过程类似，在此不再赘述。

基于同一发明构思，下面的实施例描述了一种报文转发装置。

下面请参看图3，该装置具体包括：

接收单元301，用于执行步骤A、接收基于IPv6地址的业务访问请求报文，从业务访问请求报文的IPv6地址中选择部分比特位参与负载分担运算；

负载分担单元302，用于执行步骤B、根据当前参与负载分担运算的IPv6地址的比特位进行负载分担运算，得到目标等价转发路径；

比较单元303，用于执行步骤C、计算目标等价转发路径当前的负载分担比例，如果当前的负载分担比例小于预设比例阈值，则转入步骤D，否则转入步骤E；

发送单元304，用于执行步骤D、通过目标等价转发路径转发业务访问请求报文；

增量单元305，用于执行步骤E、增加参与负载分担运算的IPv6地址的比特位，并转入步骤B。

在本发明的另一个实施例中，接收单元301具体用于接收基于IPv6地址的业务访问请求报文，从业务访问请求报文的IPv6地址中优先选择部分低位比特位参与负载分担运算。

在本发明的另一个实施例中，增量单元305具体用于增加参与负载分担运算的IPv6地址的低位比特位，并转入步骤B。

在本发明的另一个实施例中，发送单元304，还用于在执行步骤D之后执行步骤F、发送业务访问响应报文。

通过本发明的一个或多个实施例，可以实现如下技术效果：

在本发明实施例中，由于选用IPv6地址的部分比特位作为输入参数进行负载分担运算，并在运算获得的目标等价转发路径的负载分担比例不满足预设比例阈值的情况下增加参与负载分担运算的比特位，从而实现自适应的调整方法，能够灵活地调整参与负载分担运算的IPv6地址的位数，能够以较少的IPv6地址的比特位数计算得到符合要求的目标路径，与现有技术相比提高了负载分担运算的效率，并且能够有效的节省设备的存储空间和计算资源。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器，CD-ROM，光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种报文转发方法，其特征在于，包括：

步骤A、接收基于IPv6地址的业务访问请求报文，从所述业务访问请求报文的IPv6地址中选择部分比特位参与负载分担运算；

步骤B、根据当前参与负载分担运算的IPv6地址的比特位进行负载分担运算，得到目标等价转发路径；

步骤C、计算所述目标等价转发路径当前的负载分担比例，如果所述当前的负载分担比例小于预设比例阈值，则转入步骤D，否则转入步骤E，其中，负载分担比例为目标等价转发路径的转发次数与所有等价转发路径总的转发次数的占比；

步骤D、通过所述目标等价转发路径转发所述业务访问请求报文；

步骤E、增加所述参与负载分担运算的IPv6地址的比特位，并转入步骤B。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体为：

接收基于IPv6地址的业务访问请求报文，从所述业务访问请求报文的IPv6地址中优先选择部分低位比特位参与负载分担运算。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤E具体为：

增加所述参与负载分担运算的IPv6地址的低位比特位，并转入所述步骤B。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤D之后，所述方法还包括：

步骤F、发送业务访问响应报文。

5.一种报文转发装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于执行步骤A、接收基于IPv6地址的业务访问请求报文，从所述业务访问请求报文的IPv6地址中选择部分比特位参与负载分担运算；

负载分担单元，用于执行步骤B、根据当前参与负载分担运算的IPv6地址的比特位进行负载分担运算，得到目标等价转发路径；

比较单元，用于执行步骤C、计算所述目标等价转发路径当前的负载分担比例，如果所述当前的负载分担比例小于预设比例阈值，则转入步骤D，否则转入步骤E，其中，负载分担比例为目标等价转发路径的转发次数与所有等价转发路径总的转发次数的占比；

发送单元，用于执行步骤D、通过所述目标等价转发路径转发所述业务访问请求报文；

增量单元，用于执行步骤E、增加所述参与负载分担运算的IPv6地址的比特位，并转入步骤B。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述接收单元具体用于接收基于IPv6地址的业务访问请求报文，从所述业务访问请求报文的IPv6地址中优先选择部分低位比特位参与负载分担运算。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述增量单元具体用于增加所述参与负载分担运算的IPv6地址的低位比特位，并转入所述步骤B。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述发送单元，还用于在执行所述步骤D之后执行步骤F、发送业务访问响应报文。