CN105703997A - 一种隧道控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种隧道控制方法及装置，所述方法应用于本端网关，所述本端网关与对端网关之间创建了GRE隧道，所述方法包括：根据控制报文创建数据型保活报文；按预设定时周期，将所述数据型保活报文通过所述GRE隧道发送至所述对端网关；当收到所述对端网关返回的所述控制报文时，通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。因此本发明可以通过GRE隧道中的数据通道向对端网关发送数据型保活报文，根据对端网关是否根据所述数据型保活报文返回控制报文，来探测GRE隧道是否正常连接，并在GRE隧道正常连接的状态下与对端网关进行报文传输，从而保证报文在GRE隧道中顺利传输，避免网络带宽浪费。

Description

一种隧道控制方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种隧道控制方法及装置。

背景技术

随着网络带宽应用的增加，越来越多的公司开始部署基于GRE(GenericRoutingEncapsulation，通用路由封装协议)的网络应用。GRE是一种三层无状态的封装技术，能够对不同网络层协议的数据报文进行封装，使这些被封装的数据报文能够在同一个网络层协议中传输，这种封装技术常用于GRE隧道中网关对网关传输的应用场景。

但是，在网关间基于GRE隧道传输时，当对端网关不可达时，本端网关可能会因无法感知到对端网关的状况，而向对端网关发送报文，造成网络带宽浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种隧道控制方法及装置来解决GRE隧道中对端网关不可达时造成的网络带宽浪费问题。

一种隧道控制方法，所述方法应用于本端网关，所述本端网关与对端网关之间创建了GRE隧道，所述方法包括：

根据控制报文创建数据型保活报文；

按预设定时周期，将所述数据型保活报文通过所述GRE隧道发送至所述对端网关；

当收到所述对端网关返回的所述控制报文时，通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

进一步的，所述根据控制报文创建数据型保活报文，包括：

生成控制报文；

对所述控制报文进行内层GRE封装，得到目的网络互联协议IP地址为本端网关IP地址的中间报文；

对所述中间报文进行外层GRE封装，得到目的IP地址为对端网关IP地址的数据型保活报文。

进一步的，所述方法还可以包括：

在第一个数据型保活报文发送后，启动计数器；

在所述数据型保活报文发送后的定时周期内，若未收到所述对端网关返回的控制报文，则控制所述计数器的计数值加1；

当所述计数值大于等于预设阈值时，则关闭自身的GRE隧道接口，以禁止通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

进一步的，所述当收到所述对端网关返回的所述控制报文时，所述方法还可以包括：

控制所述计数器的计数值清零。

进一步的，所述本端网关与对端网关之间创建了多条GRE隧道时；

所述根据控制报文创建数据型保活报文，包括：

根据控制报文为每条GRE隧道创建数据型保活报文，所述数据型保活报文中包含所述GRE隧道的隧道标识；

所述按预设定时周期，将所述数据型保活报文通过所述GRE隧道发送至所述对端网关，包括：

按预设定时周期，根据数据型保活报文中的隧道标识，将所述数据型保活报文通过所述隧道标识对应的GRE隧道，发送至所述对端网关；

所述当收到所述对端网关返回的所述控制报文时，通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输，包括：

当收到所述对端网关返回的所述控制报文时，获取所述控制报文中的隧道标识，通过所述隧道标识对应的GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

基于相同的构思，本发明还一种隧道控制装置，所述装置应用于本端网关，所述装置包括：

隧道创建单元，用于在本端网关与对端网关之间创建GRE隧道；

报文创建单元，用于根据控制报文创建数据型保活报文；

隧道保活单元，用于按预设定时周期，将所述数据型保活报文通过所述GRE隧道发送至所述对端网关；

报文传输单元，用于在收到所述对端网关返回的所述控制报文时，通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

进一步的，所述报文创建单元，具体用于，生成控制报文，并将所述控制报文进行内层GRE封装，得到目的网络互联协议IP地址为本端网关IP地址的中间报文；再将所述中间报文进行外层GRE封装，得到目的IP地址为对端网关IP地址的数据型保活报文。

进一步的，所述装置还可以包括：

计数单元，用于在第一个数据型保活报文发送后，启动计数器；在所述数据型保活报文发送后的定时周期内，若未收到所述对端网关返回的控制报文，则控制计数器的计数值加1；

所述报文传输单元，还用于当所述计数值大于等于预设阈值时，则关闭自身的GRE隧道接口，以禁止通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

进一步的，所述计数单元，还可以用于在收到所述对端网关返回的所述控制报文时，控制计数器的计数值清零。

进一步的，所述隧道创建单元，还可以用于在本端网关与对端网关之间创建多条GRE隧道；

所述报文创建单元，具体用于根据控制报文为每条GRE隧道创建数据型保活报文，所述数据型保活报文中包含所述GRE隧道的隧道标识；

所述隧道保活单元，具体用于按预设定时周期，根据数据型保活报文中的隧道标识，将所述数据型保活报文通过所述隧道标识对应的GRE隧道，发送至所述对端网关；

所述报文传输单元，具体用于在收到所述对端网关返回的所述控制报文时，获取所述控制报文中的隧道标识，通过所述隧道标识对应的GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

由此可见，本发明可以通过GRE隧道中的数据通道向对端网关发送数据型保活报文，根据对端网关是否根据所述数据型保活报文返回控制报文，来探测GRE隧道是否正常连接，并在GRE隧道正常连接的状态下与对端网关进行报文传输，从而保证报文在GRE隧道中顺利传输，避免网络带宽浪费。

附图说明

图1是本发明提供的一种隧道控制方法的处理流程图；

图2是本发明实施例中GRE隧道的示意图；

图3是本发明实施例中一种报文结构示意图；

图4是本发明实施例中一种隧道控制装置的结构示意图；

图5是本发明实施例中另一种隧道控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为解决上述问题，本发明提供一种隧道控制方法及装置，可以通过GRE隧道中的数据通道向对端网关发送数据型保活报文，根据对端网关是否根据所述数据型保活报文返回控制报文，来探测GRE隧道是否正常连接，并在GRE隧道正常连接的状态下与对端网关进行报文传输，从而保证报文在GRE隧道中顺利传输。

参见图1，本实施例提供的一种隧道控制方法的处理流程图。其中，所述隧道保活方法应用于本端网关，所述本端网关与对端网关之间创建了GRE隧道，所述隧道控制方法包括：

步骤101、根据控制报文创建数据型保活报文；

在可选的实施例中，所述控制报文一般为UDP(UserDatagramProtocol，用户数据包协议)报文，其目的IP地址为本端网关的IP地址，源IP地址为对端网关的IP地址，UDP端口号为本端网关的UDP端口号。为了使控制报文在GRE隧道的数据层传输，本发明将所述控制报文先进行内层GRE封装，得到目的网络互联协议IP地址为本端网关IP地址的中间报文；再将所述中间报文进行外层GRE封装，得到目的IP地址为对端网关IP地址的数据型保活报文。所谓数据型保活报文就是带有GRE协议封装的可以在GRE隧道的数据层传输的保活报文。

步骤102、按预设定时周期，将所述数据型保活报文通过所述GRE隧道发送至所述对端网关；

在本实施例中，本端网关通常会按照预设的定时周期，周期性的通过所述GRE隧道向对端网关发送所述数据型保活报文。在发送过程中可以根据所述数据型保活报文的外层GRE封装中的目的IP地址，将所述数据型保活报文通过所述GRE隧道的数据层发送至所述目的IP地址对应的对端网关上。

由于在GRE隧道内的数据层传输报文不需要特殊的配置，因此通过所述数据型保活报文进行保活探测，可以摆脱网关配置方面的制约。

步骤103、当收到所述对端网关返回的所述控制报文时，通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输；

当对端网关收到所述数据型保活报文后，会对该数据型保活报文解封装，然后根据所述内层GRE封装中的目的IP地址将带有所述中间报文通过GRE隧道的数据层返回到所述本端网关上。

在GRE隧道连接正常的情况下，本端网关可以收到带有内层GRE封装的所述中间报文，将该中间报文解封装后，可以得到GRE封装内的控制报文。由于所述控制报文的目的IP地址为本端网关的IP地址，源IP地址为对端网关的IP地址，因此该控制报文可以视为由对端网关发送而来的控制报文。于是本端网关可以根据是否收到所述对端网关返回的控制报文，判断所述GRE隧道是否正常连接。

当收到所述对端网关返回的所述控制报文时，可说明所述GRE隧道正常连接，因此可以通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

由此可见，本发明可以通过GRE隧道中的数据通道向对端网关发送数据型保活报文，根据对端网关是否根据所述数据型保活报文返回控制报文，来探测GRE隧道是否正常连接，并在GRE隧道正常连接的状态下与对端网关进行报文传输，从而保证报文在GRE隧道中顺利传输，避免网络带宽浪费。

实际应用中，当对端网关损坏、撤除、网络异常或是网关中的GRE隧道接口被关闭时，本端网关都有可能收不到对端网关返回的控制报文。为了更准确地进行隧道保活探测，在本发明可选的实施例中，可以在本端网关上设置计数器。在第一个数据型保活报文发送后，启动该计数器；在所述数据型保活报文发送后的定时周期内，若未收到所述对端网关返回的控制报文，则控制计数器的计数值加1；当所述计数值大于等于预设阈值时，说明该GRE隧道连接异常。当所述GRE隧道连接异常时，本端网关可将与所述GRE隧道对应的隧道接口关闭。后续若有报文要从本端网关通过GRE隧道向对端网关发送时，本端网关若检测到所述隧道接口关闭，则可知所述GRE隧道连接异常，因此便可以停止转发该报文，从而提高隧道中带宽的有效利用率。

需要说明的是，在若所述隧道接口关闭后，本端网关依旧会周期性的向对端网关发送所述数据型保活报文。当本端网关收到所述对端网关返回的所述控制报文时，说明所述GRE隧道的连接恢复正常，因此可以控制计数器的计数值清零，并开启所述隧道接口，以允许通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

在本发明可选的实施例中，当本端网关与对端网关之间创建了多条GRE隧道时，为了区分不同的GRE隧道，本发明可以在所述控制报文中添加GRE隧道对应的隧道标识，并为每条GRE隧道创建数据型保活报文，以使每个数据型保活报文携带有不同的隧道标识；然后按预设定时周期，根据数据型保活报文中的隧道标识，将所述数据型保活报文通过所述隧道标识对应的GRE隧道，发送至所述对端网关。由于该隧道标识通常添加在所述控制型保活报文的数据区中。对端网关解封装时不会改变内层GRE封装中的控制型保活报文，从而可以保证该隧道标识不被修改。

当收到所述对端网关返回的所述控制报文时，可以将所述控制报文解封装并获取所述控制报文中的隧道标识，根据该隧道标识可确定哪条GRE隧道连接正常。因此，当某GRE隧道异常时，本端网关可以按照上述保活方法选择正常的GRE隧道与所述对端网关进行报文传输，从而保证报文在隧道异常的情况下可以正常传输。

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细阐述。

图2为GRE隧道的网络架构示意图，在服务器A和服务器B面向公网一侧分别设有网关A和网关B，按照现有的GRE协议在网关A和网关B之间分别架设隧道A和隧道B以使服务器A与服务器B通过隧道进行通信。网关A与网关B根据本发明提供的隧道保活方法进行隧道保活的过程如下：

假设网关A为本端网关，网关A可以生成控制报文，再将该控制报文封装成数据型保活报文。由于网关A和网关B之间存在两条GRE隧道，因此网关A会为这两条GRE隧道分别创建数据型保活报文。假设隧道A和隧道B的隧道标识分别是01和02，通过隧道A传输到对端网关的数据型保活报文称为保活报文a，通过隧道B传输到对端网关的数据型保活报文称为保活报文b，所述保活报文a和保活报文b的报文格式如图3所示。

其中，“1.1.1.1”是网关A的公网IP地址，“2.2.2.2”是网关B的公网IP地址。上述控制报文即最内层的UDP报文，在UDP报文中还携带隧道标识；UDP报文外有两层GRE封装，内层GRE封装的目的IP地址为网关A的IP地址，外层GRE封装的目的IP地址为网关B的IP地址。

在本实施例中，网关A上可设定时器，每当定时器到达预设的定时周期时，网关A会分别通过隧道A和隧道B向网关B发送保活报文a和保活报文b。假设隧道A连接正常，隧道B连接异常，那么保活报文a可以到达网关B，而保活报文b无法到达网关B。

当网关B收到保活报文a时，将该保活报文a解封装，得到带有所述内层GRE封装的中间报文a，然后网关B根据该中间报文a的内层GRE封装中的目的IP地址1.1.1.1，将中间报文a返回到网关A上。

网关A可以收到网关B发送的所述中间报文a。网关A将收到的所述中间报文a解封装后，得到最内层的UDP报文，然后将UDP报文上送到该网关的控制层处理。

需要说明的是，所述本实施例中的网关的数据层和控制层可以集成于一个物理设备上，也可以分布在不同设备上。当该网关是分布系统时，该系统的业务板卡可将所述UDP报文通过板间通道上送到主控板卡上，主控板卡将该UDP报文解封装后得到UDP报文中携带的所述隧道标识01。

当控制层将隧道标识01上送到网关A时，网关A可认为隧道标识01对应的隧道A通信正常。因此网关A可将自身面向隧道A的隧道接口a保持开启状态，以使网关A可以通过GRE隧道A对网关B进行报文传输。

在本实施例中，由于保活报文b未能正常转发至网关B，因此网关A可能无法收到网关B返回的中间报文b，此时网关A可令计数器的计数值加1，然后在定时器到达下个定时周期时，继续发送保活报文a和保活报文b。

假设保活报文b一直无法转发，那么当网关A的计数值到达预设阈值时，则可以认为隧道B连接异常，于是网关A会将面向隧道B的隧道接口b关闭。

当服务器A需要通过隧道A和隧道B向服务器B转发数据报文时，网关A会查询隧道接口a和隧道接口b当前的状态，由上可知隧道接口a开启，因此可以通过隧道A转发所述数据报文；而隧道接口b关闭，因此不使用隧道B转发所述数据报文，从而保证服务器A和服务器B可以正常通信。

因此，本发明可以通过GRE隧道中的数据通道向对端网关发送数据型保活报文，根据对端网关是否根据所述数据型保活报文返回控制报文，来探测GRE隧道是否正常连接，并在GRE隧道正常连接的状态下与对端网关进行报文传输，从而保证报文在GRE隧道中顺利传输，避免网络带宽浪费。

基于相同的构思，本发明还提供一种隧道控制装置，所述装置可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，本发明的隧道控制装置作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行而成。

请参考图3及图4，本发明实施例中提供的一种隧道控制装置400，所述装置应用于本端网关，所述装置基本运行环境包括CPU，非易失性存储器、内存、以及其他硬件，从逻辑层面上来看，所述装置400包括：

隧道创建单元401，用于在本端网关与对端网关之间创建GRE隧道；

报文创建单元402，用于根据控制报文创建数据型保活报文；

隧道保活单元403，用于按预设定时周期，将所述数据型保活报文通过所述GRE隧道发送至所述对端网关；

报文传输单元404，用于在收到所述对端网关返回的所述控制报文时，通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

进一步的，所述报文创建单元402，可以具体用于，生成控制报文；并将所述控制报文进行内层GRE封装，得到目的网络互联协议IP地址为本端网关IP地址的中间报文；再将所述中间报文进行外层GRE封装，得到目的IP地址为对端网关IP地址的数据型保活报文。

进一步的，所述装置还可以包括计数单元(图4中未示出)，所述计数单元，用于在第一个数据型保活报文发送后，启动计数器；在所述数据型保活报文发送后的定时周期内，若未收到所述对端网关返回的控制报文，则控制计数器的计数值加1；

所述报文传输单元403，还可以用于当所述计数值大于等于预设阈值时，则关闭自身的GRE隧道接口，以禁止通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

进一步的，所述计数单元还可以用于，当收到所述对端网关返回的所述控制报文时，控制计数器的计数值清零。

进一步的，所述隧道创建单元401，还可以用于在本端网关与对端网关之间创建多条GRE隧道；

所述报文创建单元402，具体用于根据控制报文为每条GRE隧道创建数据型保活报文，所述数据型保活报文中包含所述GRE隧道的隧道标识；

所述隧道保活单元403，具体用于按预设定时周期，根据数据型保活报文中的隧道标识，将所述数据型保活报文通过所述隧道标识对应的GRE隧道，发送至所述对端网关；

所述报文传输单元404，具体用于在收到所述对端网关返回的所述控制报文时，获取所述控制报文中的隧道标识，通过所述隧道标识对应的GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

由此可见，本发明可以通过GRE隧道中的数据通道向对端网关发送数据型保活报文，根据对端网关是否根据所述数据型保活报文返回控制报文，来探测GRE隧道是否正常连接，并在GRE隧道正常连接的状态下与对端网关进行报文传输，从而保证报文在GRE隧道中顺利传输，避免网络带宽浪费。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种隧道控制方法，所述方法应用于本端网关，所述本端网关与对端网关之间创建了通用路由封装协议GRE隧道，其特征在于，所述方法包括：

根据控制报文创建数据型保活报文；

按预设定时周期，将所述数据型保活报文通过所述GRE隧道发送至所述对端网关；

当收到所述对端网关返回的所述控制报文时，通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据控制报文创建数据型保活报文，包括：

生成控制报文；

对所述控制报文进行内层GRE封装，得到目的网络互联协议IP地址为本端网关IP地址的中间报文；

对所述中间报文进行外层GRE封装，得到目的IP地址为对端网关IP地址的数据型保活报文。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在第一个数据型保活报文发送后，启动计数器；

在所述数据型保活报文发送后的定时周期内，若未收到所述对端网关返回的控制报文，则控制所述计数器的计数值加1；

当所述计数值大于等于预设阈值时，则关闭自身的GRE隧道接口，以禁止通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当收到所述对端网关返回的所述控制报文时，所述方法还包括：

控制所述计数器的计数值清零。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本端网关与对端网关之间创建了多条GRE隧道时；

所述根据控制报文创建数据型保活报文，包括：

根据控制报文为每条GRE隧道创建数据型保活报文，所述数据型保活报文中包含所述GRE隧道的隧道标识；

所述按预设定时周期，将所述数据型保活报文通过所述GRE隧道发送至所述对端网关，包括：

按预设定时周期，根据数据型保活报文中的隧道标识，将所述数据型保活报文通过所述隧道标识对应的GRE隧道，发送至所述对端网关；

所述当收到所述对端网关返回的所述控制报文时，通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输，包括：

当收到所述对端网关返回的所述控制报文时，获取所述控制报文中的隧道标识，通过所述隧道标识对应的GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

6.一种隧道控制装置，所述装置应用于本端网关，其特征在于，所述装置包括：

隧道创建单元，用于在本端网关与对端网关之间创建GRE隧道；

报文创建单元，用于根据控制报文创建数据型保活报文；

隧道保活单元，用于按预设定时周期，将所述数据型保活报文通过所述GRE隧道发送至所述对端网关；

报文传输单元，用于在收到所述对端网关返回的所述控制报文时，通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述报文创建单元，具体用于，生成控制报文，并将所述控制报文进行内层GRE封装，得到目的网络互联协议IP地址为本端网关IP地址的中间报文；再将所述中间报文进行外层GRE封装，得到目的IP地址为对端网关IP地址的数据型保活报文。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

计数单元，用于在第一个数据型保活报文发送后，启动计数器；在所述数据型保活报文发送后的定时周期内，若未收到所述对端网关返回的控制报文，则控制计数器的计数值加1；

所述报文传输单元，还用于当所述计数值大于等于预设阈值时，则关闭自身的GRE隧道接口，以禁止通过所述GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述计数单元，还用于在收到所述对端网关返回的所述控制报文时，控制计数器的计数值清零。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述隧道创建单元，还用于在本端网关与对端网关之间创建多条GRE隧道；

所述报文创建单元，具体用于根据控制报文为每条GRE隧道创建数据型保活报文，所述数据型保活报文中包含所述GRE隧道的隧道标识；

所述隧道保活单元，具体用于按预设定时周期，根据数据型保活报文中的隧道标识，将所述数据型保活报文通过所述隧道标识对应的GRE隧道，发送至所述对端网关；

所述报文传输单元，具体用于在收到所述对端网关返回的所述控制报文时，获取所述控制报文中的隧道标识，通过所述隧道标识对应的GRE隧道与所述对端网关进行报文传输。