CN105634944A

CN105634944A - 路由环路确定方法及设备

Info

Publication number: CN105634944A
Application number: CN201410697434.1A
Authority: CN
Inventors: 李斌
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2034-11-26
Also published as: CN105634944B; US20160149800A1; EP3026862A1; EP3026862B1; US10003524B2

Abstract

本发明公开了一种路由环路确定方法及设备，属于网络技术领域。所述方法包括：三层网络中的转发设备获取第一报文，所述第一报文的TTL值被所述转发设备减为0；转发设备获取与所述第一报文的目的IP地址相同的第二报文；所述转发设备记录所述第二报文的特征；所述转发设备转发所述第二报文；所述转发设备根据所述第二报文的特征获取第三报文，所述第三报文的特征和所述第二报文的特征相同，确定存在路由环路。本发明解决了无法检测三层网络中环路的问题，达到了提高报文发送的准确性的效果。

Description

路由环路确定方法及设备

技术领域

本发明涉及网络技术领域，特别涉及一种路由环路确定方法及设备。

背景技术

三层网络是开放系统互联(英文：OpenSystemsInterconnection；简称：OSI)模型中的第三层。路由器、网络交换机等应用于三层网络中的转发设备根据路由表来转发数据包。该路由表是根据因特网协议(英文：InternetProtocol；简称：IP)地址建立的。

在三层网络中，当网络拓扑变化时，若路由表未更新，路由表中的路由条目之间可能矛盾，从而产生路由环路。路由环路使得报文在网络中固定的几个路由器中循环传输，而不能到达目的主机。

发明内容

为了解决检测三层网络中环路的问题，本发明实施例提供了一种路由环路确定方法及设备。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种路由环路确定方法，所述方法包括：

三层网络中的转发设备获取第一报文，所述第一报文的生存时间TTL值被所述转发设备减为0；

所述转发设备获取与所述第一报文的目的因特网协议IP地址相同的第二报文；

所述转发设备记录所述第二报文的特征；

所述转发设备转发所述第二报文；

所述转发设备根据所述第二报文的特征获取第三报文，所述第三报文的特征和所述第二报文的特征相同，确定存在路由环路。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述确定存在路由环路之后，还包括：

所述转发设备进行路由跟踪得到地址列表，所述路由跟踪的目的地址是所述第二报文的目的IP地址，所述地址列表中的每个转发设备地址是根据所述路由跟踪得到的各个转发设备的地址；

若所述地址列表包含出现次数为至少两次的转发设备地址，则所述转发设备确定所述出现次数为至少两次的转发设备地址所指示的转发设备在所述路由环路中。

根据第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述转发设备根据所述第二报文的特征获取第三报文，所述第三报文的特征和所述第二报文的特征相同，确定存在路由环路，包括：

所述转发设备根据所述第二报文的特征尝试获取第N报文，所述第N报文的特征和所述第二报文的特征相同，N为大于3的正整数；

若所述转发设备获取到第N报文，则计算所有TTL差值，所有TTL差值包括所述第三报文与所述第二报文之间的TTL差值，以及所述第N报文与第N-1报文之间的TTL差值；

所述转发设备检测计算得到的所有TTL差值中是否存在相等的TTL差值；

若检测出所有TTL差值中存在相等的TTL差值，则所述转发设备确定存在所述路由环路。

根据第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述获取与所述第一报文的目的IP地址相同的第二报文，包括：

所述转发设备建立第一访问控制列表ACL，所述第一ACL的目的地址匹配项的值为所述第一报文的目的IP地址；

所述转发设备用所述第一ACL匹配接收到的所有报文以获取与所述第一报文的目的IP地址相同的第二报文。

根据第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式或第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述

根据所述第二报文的特征获取第三报文，包括：

所述转发设备获取第一IP地址、第二IP地址和报文序列号，所述第一IP地址为所述第二报文的源IP地址，所述第二IP地址为所述第二报文的目的IP地址，所述报文序列号为所述第二报文的序列号；

所述转发设备建立第二ACL，所述第二ACL的源地址匹配项的值为所述第一IP地址，所述第二ACL的目的地址匹配项的值为所述第二IP地址，所述第二ACL的序列号匹配项的值为所述报文序列号；

所述转发设备用所述第二ACL匹配接收到的所有报文以获取与所述第二报文的源IP地址，目的IP地址以及序列号都相同的第三报文。

第二方面，本发明实施例提供了一种转发设备，用于三层网络中，所述转发设备包括：

第一获取模块，用于获取第一报文，所述第一报文的生存时间TTL值被所述转发设备减为0；

第二获取模块，用于获取与所述第一获取模块获取到的所述第一报文的目的因特网协议IP地址相同的第二报文；

特征记录模块，用于记录所述第二获取模块获取到的所述第二报文的特征；

报文转发模块，用于转发所述第二报文；

环路确定模块，用于根据所述特征记录模块记录的所述第二报文的特征获取第三报文，所述第三报文的特征和所述第二报文的特征相同，确定存在路由环路。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述转发设备，还包括：

列表获取模块，用于在所述路由环路模块确定存在路由环路之后，进行路由跟踪得到地址列表，所述路由跟踪的目的地址是所述第二报文的目的IP地址，所述地址列表中的每个转发设备地址是根据所述路由跟踪得到的各个转发设备的地址；

设备确定模块，用于在所述列表获取模块获取到的所述地址列表包含出现次数为至少两次的转发设备地址时，确定所述出现次数为至少两次的转发设备地址所指示的转发设备在所述路由环路中。

根据第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述环路确定模块，具体用于根据所述第二报文的特征尝试获取第N报文，所述第N报文的特征和所述第二报文的特征相同，N为大于3的正整数；在获取到第N报文时，计算所有TTL差值，所有TTL差值包括所述第三报文与所述第二报文之间的TTL差值，以及所述第N报文与所述第N-1报文之间的TTL差值；检测所有TTL差值中是否存在相等的TTL差值；在检测出所有TTL差值中存在相等的TTL差值时，确定存在所述路由环路。

根据第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述第二获取模块，具体用于建立第一访问控制列表ACL，所述第一ACL的目的地址匹配项的值为所述第一报文的目的IP地址；用所述第一ACL匹配接收到的所有报文以获取与所述第一报文的目的IP地址相同的第二报文。

根据第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式或第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述环路确定模块，具体用于获取第一IP地址、第二IP地址和报文序列号，所述第一IP地址为所述第二报文的源IP地址，所述第二IP地址为所述第二报文的目的IP地址，所述报文序列号为所述第二报文的序列号；建立第二ACL，所述第二ACL的源地址匹配项的值为所述第一IP地址，所述第二ACL的目的地址匹配项的值为所述第二IP地址，所述第二ACL的序列号匹配项的值为所述报文序列号；用所述第二ACL匹配接收到的所有报文以获取与所述第二报文的源IP地址，目的IP地址以及序列号都相同的第三报文。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

通过三层网络中的转发设备获取第一报文，第一报文的TTL值被转发设备减为0；获取与第一报文的目的IP地址相同的第二报文；记录第二报文的特征；转发第二报文；根据第二报文的特征获取第三报文，该第三报文的特征和第二报文的特征相同，确定存在路由环路，由于第一报文的TTL值被三层网络中的转发设备减为0，因此，第一报文无法被转发到目的主机，此时可以获取与第一报文的目的地址相同的第二报文，若转发第二报文后获取到与第二报文的特征相同的第三报文，则确定第三报文是第二报文被转发设备转发后，再次被转发设备获取到的报文，通常一个报文不会多次经过同一个转发设备，因此，确定转发设备与目的主机之间存在路由环路，解决了无法检测三层网络中环路的问题，达到了提高报文发送的准确性的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明一个实施例提供的路由环路确定方法的方法流程图；

图1B是本发明一个实施例提供的一种路由环路的结构示意图；

图2是本发明一个实施例提供的转发设备的结构框图；

图3是本发明再一实施例提供的转发设备的结构框图。

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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1A，其示出了本发明一个实施例提供的路由环路确定方法的方法流程图，该路由环路确定方法可以应用于三层网络中的转发设备中。该路由环路确定方法，包括：

步骤101，三层网络中的转发设备获取第一报文，第一报文的生存时间(英文：timetolive；简称：TTL)值被转发设备减为0。

其中，转发设备是三层网络中用于转发报文的设备，可以是路由器、三层交换机等。

TTL是报文在网络中的生存周期。在报文被发送方发送到三层网络中之后，三层网络中的转发设备会根据TTL值处理报文。具体地，在转发设备接收到报文后，转发设备将该报文的TTL值减1，若得到的TTL值大于0，则转发设备转发该报文；若得到的TTL值等于0，转发设备丢弃该报文。其中，TTL值可以从报文中的TimetoLive字段中读取到。

本实施例中，在转发设备接收到第一报文时，第一报文的TTL值为1，转发设备将该TTL值减1，使得第一报文的TTL值为0。此时，第一报文会被转发设备丢弃，而不能到达目的主机，这可能是转发设备中的路由表出错造成的，因此，为了确定转发设备中的路由表是否出错，转发设备可以第一报文进行分析。

具体地，三层网络中的转发设备获取第一报文，包括：

1)转发设备建立访问控制列表(英文：accesscontrollist；简称：ACL)，该ACL的TTL匹配项的值为0；

2)转发设备用该ACL匹配接收到的所有报文以获取TTL值为0的第一报文。

步骤102，转发设备获取与第一报文的目的IP地址相同的第二报文。

当第一报文的TTL值被转发设备减为0时，可能是转发设备中的路由表出错，形成路由环路，也可能是TTL的初始值设置错误，因此，为了确定是否存在路由环路，转发设备获取与第一报文的目的IP地址相同但TTL大于0的第二报文，以分析出在转发设备与目的主机之间是否存在路由环路。其中，路由环路是指当网络拓扑结构发生改变，而相应的路由表却未能得到更新，导致路由表中的路由条目之间产生矛盾，使得报文在网络中固定的几个转发设备中循环传输的现象。

其中，获取与第一报文的目的IP地址相同的第二报文，包括：

1)转发设备建立第一ACL，第一ACL的目的地址匹配项的值为第一报文的目的IP地址；

2)转发设备用第一ACL匹配接收到的所有报文以获取与第一报文的目的IP地址相同的第二报文。

在建立完第一ACL之后，转发设备在每次接收到报文时，用第一ACL检测该报文的目的IP地址是否等于目的地址匹配项的值，若转发设备检测出目的IP地址等于目的地址匹配项的值，则确定该报文为第二报文。其中，目的IP地址可以从报文中的DestinationAddress字段中读取到。

步骤103，转发设备记录第二报文的特征。

第二报文的特征至少包括第二报文的源IP地址、目的IP地址、序列号和TTL值。第二报文的特征还可以包括头部校验和或者段偏移量。其中，源IP地址可以从报文中的SourceAddress字段中读取到。序列号可以从报文中的Identification字段中读取到。头部校验可以从报文中的HeaderChecksum字段中读取到。段偏移量可以从报文中的FragmentOffset字段中读取到。

序列号用于指示一个发送主机和一个目的主机之间发送的报文的序号，发送主机向不同的目的主机发送的报文的序列号可能相同，不同的发送主机向同一目的主机发送的报文的序列号也可能相同，因此，为了唯一地标识第二报文，除了需要记录第二报文的序列号，还需要记录发送主机的源IP地址和目的主机的目的IP地址。

步骤104，转发设备转发第二报文。

在将第二报文的TTL值减1得到的TTL值不为0时，转发设备按照目的IP地址和路由表转发第二报文。

步骤105，转发设备根据第二报文的特征获取第三报文，第三报文的特征和第二报文的特征相同，确定存在路由环路。

第二报文被转发设备转发后，转发设备尝试获取特征和第二报文的特征相同的报文，即第三报文。为了确定第三报文和第二报文的特征是否相同，可以提取第三报文的若干特征，若对第三报文提取的这些特征符合对第二报文记录的特征，则说明转发设备再次获取到了同一报文。例如，可以用源IP地址、目的IP地址和序列号的组合作为报文的特征，也可以用源IP地址、目的IP地址、序列号和头部校验和作为报文的特征，还可以用源IP地址、目的IP地址、序列号和段偏移量作为报文的特征。

具体地，根据所述第二报文的特征获取第三报文，包括：

1)转发设备获取第一IP地址、第二IP地址和报文序列号，第一IP地址为第二报文的源IP地址，第二IP地址为第二报文的目的IP地址，报文序列号为第二报文的序列号；

2)转发设备建立第二ACL，第二ACL的源地址匹配项的值为第一IP地址，第二ACL的目的地址匹配项的值为第二IP地址，第二ACL的序列号匹配项的值为报文序列号；

3)转发设备用第二ACL匹配接收到的所有报文以获取与第二报文的源IP地址，目的IP地址以及序列号都相同的第三报文。

在建立完第二ACL之后，转发设备在每次接收到报文时，用第二ACL检测该报文的源IP地址是否等于源地址匹配项的值，目的IP地址是否等于目的地址匹配项的值，序列号是否等于报文序列号匹配项的值；若转发设备检测出源IP地址、目的IP地址和序列号分别等于各自的匹配项的值，则确定该报文为第三报文。

一个报文通常不会两次经过同一个转发设备，因此，在转发设备获取到第三报文且第三报文与第二报文的特征相同时，基本可以确定存在路由环路。当然，也不能完全排除一个报文两次经过同一个转发设备且不存在路由环路的情况，因此，为了进一步确定是否存在路由环路，还可以多次尝试获取与第二报文特征相同的报文来进行分析。

具体地，转发设备根据第二报文的特征获取第三报文，第三报文的特征和第二报文的特征相同，确定存在路由环路，包括：

1)转发设备根据第二报文的特征尝试获取第N报文，第N报文的特征和第二报文的特征相同，N为大于3的正整数；

2)若转发设备获取到第N报文，则计算所有TTL差值，所有TTL差值包括第三报文与第二报文之间的TTL差值，以及第N报文与第N-1报文之间的TTL差值；

3)转发设备检测计算得到的所有TTL差值中是否存在相等的TTL差值；

4)若检测出所有TTL差值中存在相等的TTL差值，则转发设备确定存在路由环路。

第N-1报文被转发设备转发后，转发设备尝试获取特征和第二报文的特征相同的报文，即第N报文，N为大于3的正整数。比如，当N为4时，转发设备转发第三报文，并尝试获取特征和第二报文的特征相同的第四报文；当N为5时，转发设备转发第四报文，并尝试获取特征和第二报文的特征相同的第五报文。

当仅存在单个路由环路时，由于路由环路中的转发设备的个数是固定的，因此，第三报文和第二报文之间的TTL差值与第N报文和第N-1报文之间的TTL差值相等。比如，转发设备获取到第二报文的TTL值为12，第三报文的TTL值为8，第四报文的TTL值为4，第五报文的TTL值为0；对第二报文和第三报文进行计算，得到的TTL差值为4，对第三报文和第四报文进行计算，得到TTL差值为4，对第四报文和第五报文进行计算，得到TTL差值为4；由于所有的TTL差值均为4，转发设备确定存在大小为4的路由环路。

当存在嵌套的路由环路时，由于报文会在范围最小的路由环路中循环传输且转发设备能够再次获取到该报文经至少一个其它转发设备转发之后的报文，则转发设备确定其在范围最小的路由环路中。由于范围最小的路由环路中转发设备的个数是固定的，因此，第N报文和第N-1报文之间的所有TTL差值中存在相等的TTL差值。转发设备可以根据TTL差值来进一步确定转发设备中是否存在路由环路，以提高检测路由环路的准确性。

可选的，确定存在路由环路之后，还包括：

1)转发设备进行路由跟踪得到地址列表，路由跟踪的目的地址是第二报文的目的IP地址，地址列表中的每个转发设备地址是根据路由跟踪得到的各个转发设备的地址；

2)若地址列表包含出现次数为至少两次的转发设备地址，则转发设备确定出现次数为至少两次的转发设备地址所指示的转发设备在路由环路中。

在确定出存在路由环路之后，转发设备还可以对路由环路上的转发设备进行确定，再将确定出的转发设备提示给网络管理员，网络管理员可以对这些转发设备中的路由表进行修改，以解决在路由环路中传输报文，使得报文无法到达目的主机，浪费网络资源的问题，达到了提高报文的发送的准确性和节省网络资源的效果。其中，转发设备提示转发设备地址的方法有很多种，本实施例不作限定。

具体地，转发设备可以发起路由跟踪，将路由跟踪的目的地址设置为第二报文的目的IP地址，这样，转发设备可以在转发第二报文后，获取到第二报文经过的每个转发设备的转发设备地址，将每个转发设备地址按照获取顺序进行排列，生成地址列表。其中，路由跟踪可以通过路由跟踪工具来实现，本实施例不作赘述。转发设备地址可以是转发设备的入口地址，即下一跳IP地址。

比如，转发设备A转发第二报文后，进行路由跟踪，假设第二报文依次经过转发设备B、转发设备C、转发设备A、转发设备B、转发设备C和转发设备A，则生成的地址列表为：转发设备B地址、转发设备C地址、转发设备A地址、转发设备B地址、转发设备C地址和转发设备A地址。

转发设备还可以对生成的地址列表进行分析，查找出其中出现次数为至少两次的转发设备地址，将查找出的出现次数为至少两次的转发设备地址所指示的转发设备确定为在路由环路中的转发设备。

比如，转发设备生成的地址列表为：转发设备B地址、转发设备C地址、转发设备A地址、转发设备B地址、转发设备C地址和转发设备A地址，转发设备可以确定在路由环路中的转发设备为转发设备B、转发设备C和转发设备A。

若存在嵌套的路由环路，在确定出范围最小的路由环路后，网络管理员可以消除范围最小的路由环路，继续触发转发设备执行步骤101至103，从而在存在的路由环路中确定出范围最小的路由环路，直至消除所有的路由环路。

本实施例以发送主机向目的主机发送报文为例进行说明，请参考图1B所示的路由环路的结构示意图。由图1B可知，发送主机的地址为191.168.0.1，路由器R1、R2、R3和R4的出口地址分别为192.168.1.1、192.168.2.1、192.168.3.1和192.168.4.1，路由器R1、R2、R3和R4的入口地址分别为192.168.4.2、192.168.1.2、192.168.2.2和192.168.3.2，目的主机的地址为192.168.5.2。

若各转发设备中的路由表如下：

路由器	目的主机	下一跳路由器	下一跳IP
				R1	192.168.5.2	R2	192.168.1.2
R2	192.168.5.2	R3	192.168.2.2
				R3	192.168.5.2	R4	192.168.3.2
R4	192.168.5.2	R1	192.168.4.2

本实施例中，R1、R2、R3、R4和交换机中分别部署有ACL，虽然图1B中交换机并未在路由环路中，但也可能存在交换机的下一跳为R4的路由环路，因此，需要在交换机中部署ACL。其中，ACL的TTL匹配项的值为0，R1可以用ACL获取TTL值被R1减为0的第一报文。

假设R1用ACL获取到第一报文，R1记录该第一报文的源IP地址191.168.0.1、目的IP地址192.168.5.2和报文序列号，将第一ACL的源地址匹配项的值设置为第一报文的源IP地址191.168.0.1、将目的地址匹配项的值设置为第一报文的目的IP地址192.168.5.2、将报文序列号匹配项的值设置为第一报文的序列号，R1用第一ACL获取源IP地址为191.168.0.1、目的IP地址为192.168.5.2、报文序列号为该序列号的第二报文。

当R1用第一ACL获取到第二报文后，对第二报文的特征进行记录，并转发第二报文。其中，第二报文的特征至少包括源IP地址、目的IP地址和序列号。

若R1获取到第三报文和第N(N＞3)报文且第三报文和第N报文的特征分别和第二报文的特征相同，R1计算第三报文与第二报文的TTL差值以及第N报文与第N-1报文之间的TTL差值，检测计算得到的所有TTL差值中是否存在相等的TTL差值；若检测出所有TTL差值中存在相等的TTL差值，则确定存在路由环路。比如，R1分别获取到的TTL值为16、12、8、4，计算得到各个TTL值差值均为4，即所有的TTL差值相等，则确定存在路由环路。

R1进行路由跟踪，获取第二报文从R1到目的主机所经过的路由器的入口地址，生成地址列表，本实施例中地址列表如下表示：

1	192.168.1.2
		2	192.168.2.2
3	192.168.3.2
		4	192.168.4.2
5	192.168.1.2
		6	192.168.2.2
7	192.168.3.2
		8	192.168.4.2
……	……

可以发现，R1到目的主机之间，存在出现次数为两次的四个路由器的入口地址：192.168.1.2、192.168.2.2、192.168.3.2、192.168.4.2，R1将这四个路由器入口地址所指示的R1、R2、R3和R4确定为在路由环路中的路由器。R1还可以以告警的方式将R1、R2、R3和R4形成路由环路的消息通知给网络管理员，网络管理员对R1、R2、R3和R4的路由表进行设置，消除路由环路。

综上所述，本发明实施例提供的路由环路确定方法，通过三层网络中的转发设备获取第一报文，第一报文的TTL值被转发设备减为0；获取与第一报文的目的IP地址相同的第二报文；记录第二报文的特征；转发第二报文；根据第二报文的特征获取第三报文，该第三报文的特征和第二报文的特征相同，确定存在路由环路，由于第一报文的TTL值被三层网络中的转发设备减为0，因此，第一报文无法被转发到目的主机，此时可以获取与第一报文的目的地址相同的第二报文，若转发第二报文后获取到与第二报文的特征相同的第三报文，则确定第三报文是第二报文被转发设备转发后，再次被转发设备获取到的报文，通常一个报文不会多次经过同一个转发设备，因此，确定转发设备与目的主机之间存在路由环路，解决了无法检测三层网络中环路的问题，达到了提高报文发送的准确性的效果。

通过进行路由跟踪得到地址列表，该路由跟踪的目的地址是第二报文的目的IP地址，该地址列表中的每个转发设备地址是根据路由跟踪得到的各个转发设备的地址；若地址列表包含出现次数为至少两次的转发设备地址，则确定次数为至少两次的转发设备地址所指示的转发设备在路由环路中，可以根据地址列表中包含的转发设备地址的出现次数确定出在路由环路中的转发设备，使得网络管理员可以对这些转发设备进行管理，以解决在路由环路中传输报文，使得报文无法到达目的主机，浪费网络资源的问题，达到了提高报文的发送的准确性和节省网络资源的效果。

请参考图2，其示出了本发明一个实施例提供的转发设备的结构框图，该转发设备可以应用于三层网络中。该转发设备，包括：

第一获取模块210，用于获取第一报文，第一报文的TTL值被转发设备减为0；

第二获取模块220，用于获取与第一获取模块210获取到的第一报文的目的IP地址相同的第二报文；

特征记录模块230，用于记录第二获取模块220获取到的第二报文的特征；

报文转发模块240，用于转发第二报文；

环路确定模块250，用于根据特征记录模块记录230的第二报文的特征获取第三报文，第三报文的特征和第二报文的特征相同，确定存在路由环路。

可选的，转发设备，还包括：

列表获取模块260，用于在路由环路模块250确定存在路由环路之后，进行路由跟踪得到地址列表，路由跟踪的目的地址是第二报文的目的IP地址，地址列表中的每个转发设备地址是根据路由跟踪得到的各个转发设备的地址；

设备确定模块270，用于在列表获取模块260获取到的地址列表包含出现次数为至少两次的转发设备地址时，确定出现次数为至少两次的转发设备地址所指示的转发设备在路由环路中。

可选的，环路确定模块250，具体用于根据第二报文的特征尝试获取第N报文，第N报文的特征和第二报文的特征相同，N为大于3的正整数；在获取到第N报文时，计算所有TTL差值，所有TTL差值包括第三报文与第二报文之间的TTL差值，以及第N报文与第N-1报文之间的TTL差值；检测所有TTL差值中是否存在相等的TTL差值；在检测出所有TTL差值中存在相等的TTL差值时，确定存在路由环路。

可选的，第二获取模块220，具体用于建立第一ACL，第一ACL的目的地址匹配项的值为第一报文的目的IP地址；用第一ACL匹配接收到的所有报文以获取与第一报文的目的IP地址相同的第二报文。

可选的，环路确定模块250，具体用于获取第一IP地址、第二IP地址和报文序列号，第一IP地址为第二报文的源IP地址，第二IP地址为第二报文的目的IP地址，报文序列号为第二报文的序列号；建立第二ACL，第二ACL的源地址匹配项的值为第一IP地址，第二ACL的目的地址匹配项的值为第二IP地址，第二ACL的序列号匹配项的值为报文序列号；用第二ACL匹配接收到的所有报文以获取与第二报文的源IP地址，目的IP地址以及序列号都相同的第三报文。

综上所述，本发明实施例提供的转发设备，通过三层网络中的转发设备获取第一报文，第一报文的TTL值被转发设备减为0；获取与第一报文的目的IP地址相同的第二报文；记录第二报文的特征；转发第二报文；根据第二报文的特征获取第三报文，该第三报文的特征和第二报文的特征相同，确定存在路由环路，由于第一报文的TTL值被三层网络中的转发设备减为0，因此，第一报文无法被转发到目的主机，此时可以获取与第一报文的目的地址相同的第二报文，若转发第二报文后获取到与第二报文的特征相同的第三报文，则确定第三报文是第二报文被转发设备转发后，再次被转发设备获取到的报文，通常一个报文不会多次经过同一个转发设备，因此，确定转发设备与目的主机之间存在路由环路，解决了无法检测三层网络中环路的问题，达到了提高报文发送的准确性的效果。

请参考图3，其示出了本发明一个实施例提供的转发设备的结构框图，该转发设备可以应用于三层网络中。该转发设备，包括：总线301以及分别和总线301相连的第一接口302、第二接口303和处理器304。其中，处理器304被配置成执行以下指令：

第一接口302，用于获取第一报文，第一报文的TTL值被减为0；获取与第一报文的目的IP地址相同的第二报文；

处理器304，用于记录第一接口302接收到的第二报文的特征；

第二接口303，用于转发第一接口302接收到的第二报文；

第一接口302，还用于根据处理器304记录的第二报文的特征获取第三报文，第三报文的特征和第二报文的特征相同，确定存在路由环路。

可选的，处理器304，还用于进行路由跟踪得到地址列表，路由跟踪的目的地址是第二报文的目的IP地址，地址列表中的每个转发设备地址是根据路由跟踪得到的各个转发设备的地址；若地址列表包含出现次数为至少两次的转发设备地址，则转发设备确定出现次数为至少两次的转发设备地址所指示的转发设备在路由环路中。

可选的，第一接口302，还用于根据第二报文的特征尝试获取第N报文，第N报文的特征和第二报文的特征相同，N为大于3的正整数；

处理器304，还用于在第一接口302获取到第N报文时，计算所有TTL差值，所有TTL差值包括第三报文与第二报文之间的TTL差值，以及第N报文与第N-1报文之间的TTL差值；检测计算得到的所有TTL差值中是否存在相等的TTL差值；若检测出所有TTL差值中存在相等的TTL差值，则确定存在路由环路。

可选的，处理器304，具体用于建立第一ACL，第一ACL的目的地址匹配项的值为第一报文的目的IP地址；

第一接口302，具体用于用处理器304建立的第一ACL匹配接收到的所有报文以获取与第一报文的目的IP地址相同的第二报文。

可选的，处理器304，具体用于获取第一IP地址、第二IP地址和报文序列号，第一IP地址为第二报文的源IP地址，第二IP地址为第二报文的目的IP地址，报文序列号为第二报文的序列号；建立第二ACL，第二ACL的源地址匹配项的值为第一IP地址，第二ACL的目的地址匹配项的值为第二IP地址，第二ACL的序列号匹配项的值为报文序列号；

第一接口302，具体用于用第二ACL匹配接收到的所有报文以获取与第二报文的源IP地址，目的IP地址以及序列号都相同的第三报文。

在第一种可能的实现方式中，处理器304由中央处理单元(英文：centralprocessingunit；简称：CPU)3041实现。当CPU3041具有存储功能时，可以通过CPU3041存储并执行上述实现路由环路确定方法的若干个指令；当CPU3041不具有存储功能时，转发设备还包括存储器305，可以通过存储器305存储上述实现路由环路确定方法的若干指令，CPU3041执行该若干指令。

在第二种可能的实现方式中，处理器304由可编程的网络处理器(英文：networkprocessor；简称：NP)3042实现。当NP3042具有存储功能时，可以通过NP3042存储并执行上述实现路由环路确定方法的若干个指令；当NP3042不具有存储功能时，转发设备还包括存储器305，可以通过存储器305存储上述实现路由环路确定方法的若干指令，NP3042执行该若干指令；或，转发设备还包括三态内容寻址存储器(英文：ternarycontent-addressablememory；简称：TCAM)306，可以通过TCAM306存储上述实现路由环路确定方法的若干指令，NP3042执行该若干指令。其中，TCAM306还可以存储第一ACL和第二ACL，且TCAM306和NP3042直接相连。

在第三种可能的实现方式中，处理器304可以同时由CPU3041和NP3042实现。当CPU3041和NP3042中的至少一个具有存储功能时，CPU3041和/或NP3042可以执行上述实现路由环路确定方法的若干指令；当CPU3041和NP3042都不具有存储功能时，转发设备还包括存储器305和TCAM306中的至少一个，用于存储上述实现路由环路确定方法的若干指令，CPU3041和/或NP3042可以执行上述若干指令。其中，NP3042和TCAM306直接相连。

另外，通过进行路由跟踪得到地址列表，该路由跟踪的目的地址是第二报文的目的IP地址，该地址列表中的每个转发设备地址是根据路由跟踪得到的各个转发设备的地址；若地址列表包含出现次数为至少两次的转发设备地址，则确定出现次数为至少两次的转发设备地址所指示的转发设备在路由环路中，可以根据地址列表中包含的转发设备地址的出现次数确定出在路由环路中的转发设备，使得网络管理员可以对这些转发设备进行管理，以解决在路由环路中传输报文，使得报文无法到达目的主机，浪费网络资源的问题，达到了提高报文的发送的准确性和节省网络资源的效果。

上述实施例提供的转发设备在确定路由环路时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将转发设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的转发设备与路由环路确定方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

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可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

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。

在本申请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，可以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，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令处理器完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，所述存储介质是非短暂性(英文：non-transitory)介质，可以是随机存取存储器(英文：random-accessmemory，缩写：RAM)，只读存储器(英文：read-onlymemory，缩写：ROM)，快闪存储器(英文：flashmemory)，硬盘(英文：harddiskdrive，缩写：HDD)，固态硬盘(英文：solid-statedrive，缩写：SSD)，磁带(英文：magnetictape)，软盘(英文：floppydisk)，光盘(英文：opticaldisc)及其任意组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种路由环路确定方法，其特征在于，所述方法包括：

所述转发设备记录所述第二报文的特征；

所述转发设备转发所述第二报文；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定存在路由环路之后，还包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述转发设备根据所述第二报文的特征获取第三报文，所述第三报文的特征和所述第二报文的特征相同，确定存在路由环路，包括：

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述获取与所述第一报文的目的IP地址相同的第二报文，包括：

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二报文的特征获取第三报文，包括：

6.一种转发设备，其特征在于，应用于三层网络中，所述转发设备包括：

报文转发模块，用于转发所述第二报文；

7.根据权利要求6所述的转发设备，其特征在于，所述转发设备，还包括：

8.根据权利要求6或7所述的转发设备，其特征在于，所述环路确定模块，具体用于根据所述第二报文的特征尝试获取第N报文，所述第N报文的特征和所述第二报文的特征相同，N为大于3的正整数；在获取到第N报文时，计算所有TTL差值，所有TTL差值包括所述第三报文与所述第二报文之间的TTL差值，以及所述第N报文与所述第N-1报文之间的TTL差值；检测所有TTL差值中是否存在相等的TTL差值；在检测出所有TTL差值中存在相等的TTL差值时，确定存在所述路由环路。

9.根据权利要求6至8任意一项所述的转发设备，其特征在于，所述第二获取模块，具体用于建立第一访问控制列表ACL，所述第一ACL的目的地址匹配项的值为所述第一报文的目的IP地址；用所述第一ACL匹配接收到的所有报文以获取与所述第一报文的目的IP地址相同的第二报文。

10.根据权利要求6至9任意一项所述的转发设备，其特征在于，所述环路确定模块，具体用于获取第一IP地址、第二IP地址和报文序列号，所述第一IP地址为所述第二报文的源IP地址，所述第二IP地址为所述第二报文的目的IP地址，所述报文序列号为所述第二报文的序列号；建立第二ACL，所述第二ACL的源地址匹配项的值为所述第一IP地址，所述第二ACL的目的地址匹配项的值为所述第二IP地址，所述第二ACL的序列号匹配项的值为所述报文序列号；用所述第二ACL匹配接收到的所有报文以获取与所述第二报文的源IP地址，目的IP地址以及序列号都相同的第三报文。