CN105743807A - 一种ip网络节点处理报文的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种IP网络节点处理报文的方法及装置，涉及数据通信领域技术，所述方法包括：网络节点在收到报文后，确定所述报文是普通报文还是环回报文；在确定所述报文为普通报文时，判断所述普通报文到达下一跳节点的链路是否拥塞，若链路拥塞，则对所述普通报文进行丢弃或第一环回处理；反之，则直接发送报文；在确定所述报文是环回报文时，根据所述环回报文的源节点信息，对所述环回报文进行丢弃或第二环回处理。本发明能够在网络节点某条链路发生拥塞时，对相邻节点间的其他链路的空闲带宽加以利用，提高突发流量报文通过的数目，缓解IP网络节点的瞬时突发流量造成的拥塞情况，提高网络利用率和服务质量。

Description

一种IP网络节点处理报文的方法及装置

技术领域

本发明涉及数据通信领域技术，尤其是服务质量(QOS：QualityofService)领域，特别涉及一种解决网络之间互连的协议(IP：InternetProtocol)网络节点瞬时拥塞的方法及装置。

背景技术

信息化推动了人类文明的进步，而IP互联网在其中扮演了尤为重要的角色。在需求推动下互联网技术高速发展，IP互联网取得巨大成功的一个重要原因是它所使用的IP的简单性。IP的基本设计原理来自于“端到端”的理念，即把“智能”放到网络边缘结点(源和目的主机)，留下“傻瓜型”的核心网络。网络核心结点(路由器)除了把IP包的目的地址与转发表对照，确定它的下一个目的节点并转发外，几乎不需要做任何其他工作。由于网络带宽的限制，如果本节点发往下一跳节点的队列较长，则IP包的转发可能会被延迟；如果发往下一跳节点的队列满或者不可用，则允许节点丢弃IP包。IP网络目前主要的服务模式是尽力而为(BE：BestEffort)。虽然网络带宽日益增长，但由于网络流量是无序的，不可能均匀分布，因此，发生拥塞是目前IP网络的一个特点。虽然IP网络有针对拥塞的尽力而为的服务模式，但是，在网络节点某条链路发生拥塞时，链路的报文缓存队列容量是有限的，缓存队列满以后，就只能丢弃报文，而丢包会对用户应用产生影响，造成数据缺失，或是报文重传增大时延，影响用户体验，造成服务质量下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种IP网络节点处理报文的方法及装置，能够解决传统的尽力而为的服务模式IP网络节点瞬时拥塞，导致网络协议丢包或重传，以及网络利用率低和网络服务质量差的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种IP网络节点处理报文的方法，包括：

网络节点在收到报文后，确定所述报文是普通报文还是环回报文；

在确定所述报文为普通报文时，判断所述普通报文到达下一跳节点的链路是否拥塞，若链路拥塞，则对所述普通报文进行丢弃或第一环回处理；反之，则直接发送报文；

在确定所述报文是环回报文时，根据所述环回报文的源节点信息，对所述环回报文进行丢弃或第二环回处理。

优选地，所述的若链路拥塞，则对所述普通报文进行丢弃或第一环回处理的步骤包括：

若判断所述普通报文不需要进行第一环回处理，则进行丢弃处理，丢弃所述普通报文；

若判断所述普通报文需要进行第一环回处理，则通过检测是否存在有效链路，确定进行丢弃或第一环回处理。

优选地，所述的通过检测是否存在有效链路，确定进行丢弃或第一环回处理的步骤包括：

若检测不存在其他有效链路，则进行丢弃处理，丢弃所述普通报文；

若检测存在其他有效链路，则对所述普通报文进行环回标记后，将所述普通报文经由所述其他有效链路发送给其他节点。

优选地，所述的环回标记是指，在所述普通报文的前面添加一层报文头，用于标记所述普通报文的源节点，转发链路，以及报文环回次数。

优选地，所述的在确定所述报文是环回报文时，根据所述环回报文的源节点信息，对所述环回报文进行丢弃或第二环回处理的步骤包括：

根据所述环回报文的源节点信息，确定所述环回报文是本节点的环回报文，还是其他节点的环回报文；

在确定所述环回报文是本节点的环回报文时，根据所述本节点的环回报文的下一跳节点信息，确定到达所述下一跳节点的链路是否拥塞，若链路拥塞，则对所述本节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理；反之，则去掉环回标记后发送给所述下一跳节点；

在确定所述环回报文是其他节点的环回报文时，根据所述其他节点的环回报文的源节点信息，对所述其他节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理。

优选地，所述的若链路拥塞，则对所述本节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理的步骤包括：

判断所述本节点的环回报文中的环回标记的报文环回次数是否为零；

若所述报文环回次数为零，则对所述本节点的环回报文进行丢弃处理，丢弃所述本节点的环回报文；

若所述报文环回次数为不零，则对所述报文环回次数进行减一操作后进行丢弃或第二环回处理。

优选地，所述的根据所述其他节点的环回报文的源节点信息，对所述其他节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理的步骤包括：

根据所述其他节点的环回报文的源节点信息，判断到达上一跳节点的链路是否拥塞；

若链路拥塞，则对所述其他节点的环回报文进行丢弃处理，丢弃所述其他节点的环回报文；

若链路不拥塞，则将所述其他节点的环回报文经由所述链路发送给所述上一跳节点。

根据本发明的另一方面，提供了一种IP网络节点处理报文的装置，包括：

接收模块，用于网络节点在收到报文后，确定所述报文是普通报文还是环回报文；

普通模块，用于在确定所述报文为普通报文时，判断所述普通报文到达下一跳节点的链路是否拥塞，若链路拥塞，则对所述普通报文进行丢弃或第一环回处理；反之，则直接发送报文；

环回模块，用于在确定所述报文是环回报文时，根据所述环回报文的源节点信息，对所述环回报文进行丢弃或第二环回处理。

优选地，所述普通模块进一步包括：

丢弃子模块，用于若判断所述普通报文不需要进行第一环回处理，则进行丢弃处理，丢弃所述普通报文；

检测子模块，用于若判断所述普通报文需要进行第一环回处理，则通过检测是否存在有效链路，确定进行丢弃或第一环回处理。

优选地，所述环回模块进一步包括：

确定子模块，用于根据所述环回报文的源节点信息，确定所述环回报文是本节点的环回报文，还是其他节点的环回报文；

本节点子模块，用于在确定所述环回报文是本节点的环回报文时，根据所述本节点的环回报文的下一跳节点信息，确定到达所述下一跳节点的链路是否拥塞，若链路拥塞，则对所述本节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理；反之，则去掉环回标记后发送给所述下一跳节点；

其他节点子模块，用于在确定所述环回报文是其他节点的环回报文时，根据所述其他节点的环回报文的源节点信息，对所述其他节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：能够通过提供一种IP网络节点瞬时拥塞的解决方法，在网络节点某条链路发生拥塞时，对相邻网络节点间的其他链路的空闲带宽加以利用，一定程度上提高突发流量报文通过的数目，缓解IP网络节点的瞬时突发流量造成的拥塞情况，提高网络利用率和服务质量。同时，从整个网络部署和长久的运行时间来看，实现总体收益的提高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的IP网络节点处理报文的方法原理图；

图2是本发明实施例提供的IP网络节点处理报文的装置结构图；

图3是本发明实施例提供的IP网络节点处理报文的网络拓扑图；

图4是本发明实施例提供的IP网络节点处理报文的网络节点协作方式示意图；

图5是本发明实施例提供的IP网络节点处理报文的环回报文处理的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明实施例提供的IP网络节点处理报文的方法原理图，如图1所示，具体步骤如下：

步骤S101：网络节点在收到报文后，确定所述报文是普通报文还是环回报文。

在步骤S101中，获取所述报文的报文头信息；

若所述报文头信息中没有环回标记，则确定所述报文是普通报文，反之，则确定所述报文是环回报文。

步骤S102：在确定所述报文为普通报文时，根据转发所述普通报文的下一跳节点信息，确定到达所述下一跳节点的链路是否拥塞，若链路拥塞，则对所述普通报文进行丢弃或第一环回处理；反之，则直接发送报文。

在步骤S102中，所述的在确定所述报文为普通报文时，判断所述普通报文到达下一跳节点的链路是否拥塞的步骤包括：

将所述普通报文的目的地址与转发表比对，确定转发所述普通报文的下一跳节点；

根据所确定的下一跳节点，检测到达所述下一跳节点的链路是否拥塞。

进一步地，所述的若链路拥塞，则对所述普通报文进行丢弃或第一环回处理的步骤包括：

若判断所述普通报文不需要进行第一环回处理，则进行丢弃处理，丢弃所述普通报文；

若判断所述普通报文需要进行第一环回处理，则通过检测是否存在有效链路，确定进行丢弃或第一环回处理。

进一步地，所述的通过检测是否存在有效链路，确定进行丢弃或第一环回处理的步骤包括：

若检测不存在其他有效链路，则进行丢弃处理，丢弃所述普通报文；

若检测存在其他有效链路，则对所述普通报文进行环回标记后，将所述普通报文经由所述其他有效链路发送给其他节点。

进一步地，所述的环回标记是指，在所述普通报文的前面添加一层报文头，用于标记所述普通报文的源节点，转发链路，以及报文环回次数。

步骤S103：在确定所述报文是环回报文时，根据所述环回报文的源节点信息，对所述环回报文进行丢弃或第二环回处理。

在步骤S103中，根据所述环回报文的源节点信息，确定所述环回报文是本节点的环回报文，还是其他节点的环回报文；

在确定所述环回报文是本节点的环回报文时，根据所述本节点的环回报文的下一跳节点信息，确定到达所述下一跳节点的链路是否拥塞，若链路拥塞，则对所述本节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理；反之，则去掉环回标记后发送给所述下一跳节点；

在确定所述环回报文是其他节点的环回报文时，根据所述其他节点的环回报文的源节点信息，对所述其他节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理。

进一步地，所述的若链路拥塞，则对所述本节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理的步骤包括：

判断所述本节点的环回报文中的环回标记的报文环回次数是否为零；

若所述报文环回次数为零，则对所述本节点的环回报文进行丢弃处理，丢弃所述本节点的环回报文；

若所述报文环回次数为不零，则对所述报文环回次数进行减一操作后进行丢弃或第二环回处理。

进一步地，所述的根据所述其他节点的环回报文的源节点信息，对所述其他节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理的步骤包括：

根据所述其他节点的环回报文的源节点信息，判断到达上一跳节点的链路是否拥塞；

若链路拥塞，则对所述其他节点的环回报文进行丢弃处理，丢弃所述其他节点的环回报文；

若链路不拥塞，则将所述其他节点的环回报文经由所述链路发送给所述上一跳节点。

图2是本发明实施例提供的IP网络节点处理报文的装置结构图，如图2所示，包括：接收模块、普通模块和环回模块。

所述接收模块用于网络节点在收到报文后，确定所述报文是普通报文还是环回报文。

所述普通模块用于在确定所述报文为普通报文时，根据转发所述普通报文的下一跳节点信息，确定到达所述下一跳节点的链路是否拥塞，若链路拥塞，则对所述普通报文进行丢弃或第一环回处理；反之，则直接发送报文。其中，所述普通模块的丢弃子模块用于若判断所述普通报文不需要进行第一环回处理，则进行丢弃处理，丢弃所述普通报文。所述普通模块的检测子模块用于若判断所述普通报文需要进行第一环回处理，则通过检测是否存在有效链路，确定进行丢弃或第一环回处理。

所述环回模块用于在确定所述报文是环回报文时，根据所述环回报文的源节点信息，对所述环回报文进行丢弃或第二环回处理。其中，所述环回模块的确定子模块用于根据所述环回报文的源节点信息，确定所述环回报文是本节点的环回报文，还是其他节点的环回报文。所述环回模块的本节点子模块用于在确定所述环回报文是本节点的环回报文时，根据所述本节点的环回报文的下一跳节点信息，确定到达所述下一跳节点的链路是否拥塞，若链路拥塞，则对所述本节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理；反之，则去掉环回标记后发送给所述下一跳节点。所述环回模块的其他节点子模块用于在确定所述环回报文是其他节点的环回报文时，根据所述其他节点的环回报文的源节点信息，对所述其他节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理。

图3是本发明实施例提供的IP网络节点处理报文的网络拓扑图，图4是本发明实施例提供的IP网络节点处理报文的网络节点协作方式示意图，如图3，图4所示，在网络节点某条链路发生拥塞时，网络节点的具体协作方式如下：

步骤S401：网络节点1收到报文，通过查转发表，获知报文应该转发给网络节点2，发送报文给网络节点2。

步骤S402：网络节点2收到网络节点1发来的报文，查转发表后获得下一跳节点为网络节点3，需要转发给网络节点3，但此时检测发现网络节点2到网络节点3之间的链路2发生拥塞，链路2的发送队列已满，报文无法发送。

步骤S403：网络节点2检测可达的邻居节点，发现到网络节点4的链路3此时收发方向负载都较低。网络节点2给报文打上标记，典型的可以新加一层报文头，通过目的地址或者标记告诉对方将报文环回回来，然后通过链路3发送报文给网络节点4。

步骤S404：网络节点4收到报文，根据转发表或者特殊流程识别到该报文是要求环回的报文。

步骤S405：网络节点4通过链路3将该报文发回给网络节点2。

步骤S406：网络节点2收到环回的报文，检测发现此时到网络节点3的链路2的发送缓存队列已经不再堵塞，有可用缓存，则去掉标记，并通过链路2发送报文给网络节点3。

其中，环回报文的优先级为最低，以保证不影响其他网络节点的正常报文，带宽不足时优先丢弃环回报文。环回报文可设置报文环回次数，即报文生存计数字段，对报文做一定次数的环回后再丢弃。此外，也可设置对特定报文才做环回，其他报文拥塞时直接丢弃。比如，对于报文优先级高于某值的报文进行环回。

图5是本发明实施例提供的IP网络节点瞬时拥塞的环回报文处理的工作流程图，如图5所示，网络节点通过协作方式，对收到的报文进行处理的具体流程如下：

一、普通报文处理流程，即收到的为正常报文(非环回标记报文)。

步骤S501：收到报文数据包。

步骤S502：通过检查报文是否是拥塞环回报文，若发现是普通报文，进入步骤S503；若发现是环回报文，进入步骤S512。

步骤S503：若报文是普通报文，则查转发表，获取报文转发的下一目的节点信息。

步骤S504：检测到达目的节点的链路是否拥塞，若不拥塞，则进入步骤S505；若拥塞，则报文无法发出，进入步骤S506。

步骤S505：直接转发报文给目的节点。

步骤S506：根据用户配置的策略，可以是根据报文的优先级字段或者其他报文特征，判断报文是否需要进行拥塞环回处理，若不需要进行拥塞环回处理，则进入步骤S507；若需要进行拥塞环回处理，则进入步骤S508。

步骤S507：直接丢弃报文。

步骤S508：判断节点的其他有效链路是否有收发双方向负载都比较低的，若没有，无法进行环回处理，则进入步骤S509；若有，则进入步骤S510。

步骤S509：直接丢弃报文。

步骤S510：给报文添加标记，生成堵塞环回报文。典型的可以在原报文前面再加一层报文头，并加一定数目数据，这些标记标识了报文源自哪个节点，在源节点上原本应该转发哪个链路，报文生存计数(即，报文可以被环回处理几次)等相关信息。当报文处理好后，选取一条负载比较低的链路。

步骤S511：经由所选取的链路，发送报文给邻居节点做环回处理。

二、收到该节点的环回报文。

步骤S512：通过检查报文标记中的源节点标识，判断是否是该节点发送，被邻居节点环回的拥塞环回报文，若是该节点的环回报文，则进入步骤S513；若不是该节点的环回报文，进入步骤S521。

步骤S513：从环回报文标识中获取目的节点信息，检查到达目的节点的链路是否依然拥塞，若不再拥塞，可以发送报文，则进入步骤S514；若依然拥塞，无法发送报文，则进入步骤S515。

步骤S514：去掉报文标记，转发报文给目的节点。

步骤S515：检查环回报文标记中的报文生存计数字段是否为0，若为0，则进入步骤S516；若不为0，则进入步骤S517。

步骤S516：丢弃该环回报文。

步骤S517：环回报文的生存计数字段进行减一操作。

步骤S518：判断该节点的其他有效链路，是否有收发双方向负载都比较低的，若没有，无法进行环回处理，则进入步骤S519；若有，则进入步骤S520。

步骤S519：丢弃报文。

步骤S520：再次发送环回报文给邻居节点做环回处理。

三、收到其他节点的环回报文。

步骤S521：通过检查报文标记中的源节点标识，判断是否是邻居节点发送的要求环回给邻居节点的拥塞环回报文，若不是邻居节点的环回报文，则进入步骤S522；若是邻居节点的环回报文，则进入步骤S523。

步骤S522：丢弃报文。

步骤S523：检查到达发送该环回报文的邻居节点的链路是否繁忙，若繁忙，则进入步骤S524，若不繁忙，则进入步骤S525。

步骤S524：直接丢弃该环回报文。

步骤S525：发还报文给发送该报文的邻居节点。

综上所述，本发明具有以下技术效果：能够通过提供一种IP网络节点瞬时拥塞的解决方法，在网络节点某条链路发生拥塞时，对相邻网络节点间的其他链路的空闲带宽加以利用，一定程度上提高突发流量报文通过的数目，缓解IP网络节点的瞬时突发流量造成的拥塞情况，提高网络利用率和服务质量。同时，从整个网络部署和长久的运行时间来看，实现总体收益的提高。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种IP网络节点处理报文的方法，其特征在于，包括：

网络节点在收到报文后，确定所述报文是普通报文还是环回报文；

在确定所述报文为普通报文时，判断所述普通报文到达下一跳节点的链路是否拥塞，若链路拥塞，则对所述普通报文进行丢弃或第一环回处理；反之，则直接发送报文；

在确定所述报文是环回报文时，根据所述环回报文的源节点信息，对所述环回报文进行丢弃或第二环回处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的若链路拥塞，则对所述普通报文进行丢弃或第一环回处理的步骤包括：

若判断所述普通报文不需要进行第一环回处理，则进行丢弃处理，丢弃所述普通报文；

若判断所述普通报文需要进行第一环回处理，则通过检测是否存在有效链路，确定进行丢弃或第一环回处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的通过检测是否存在有效链路，确定进行丢弃或第一环回处理的步骤包括：

若检测不存在其他有效链路，则进行丢弃处理，丢弃所述普通报文；

若检测存在其他有效链路，则对所述普通报文进行环回标记后，将所述普通报文经由所述其他有效链路发送给其他节点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的环回标记是指，在所述普通报文的前面添加一层报文头，用于标记所述普通报文的源节点，转发链路，以及报文环回次数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在确定所述报文是环回报文时，根据所述环回报文的源节点信息，对所述环回报文进行丢弃或第二环回处理的步骤包括：

根据所述环回报文的源节点信息，确定所述环回报文是本节点的环回报文，还是其他节点的环回报文；

在确定所述环回报文是本节点的环回报文时，根据所述本节点的环回报文的下一跳节点信息，确定到达所述下一跳节点的链路是否拥塞，若链路拥塞，则对所述本节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理；反之，则去掉环回标记后发送给所述下一跳节点；

在确定所述环回报文是其他节点的环回报文时，根据所述其他节点的环回报文的源节点信息，对所述其他节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述的若链路拥塞，则对所述本节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理的步骤包括：

判断所述本节点的环回报文中的环回标记的报文环回次数是否为零；

若所述报文环回次数为零，则对所述本节点的环回报文进行丢弃处理，丢弃所述本节点的环回报文；

若所述报文环回次数为不零，则对所述报文环回次数进行减一操作后进行丢弃或第二环回处理。

7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述的根据所述其他节点的环回报文的源节点信息，对所述其他节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理的步骤包括：

根据所述其他节点的环回报文的源节点信息，判断到达上一跳节点的链路是否拥塞；

若链路拥塞，则对所述其他节点的环回报文进行丢弃处理，丢弃所述其他节点的环回报文；

若链路不拥塞，则将所述其他节点的环回报文经由所述链路发送给所述上一跳节点。

8.一种IP网络节点处理报文的装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于网络节点在收到报文后，确定所述报文是普通报文还是环回报文；

普通模块，用于在确定所述报文为普通报文时，判断所述普通报文到达下一跳节点的链路是否拥塞，若链路拥塞，则对所述普通报文进行丢弃或第一环回处理；反之，则直接发送报文；

环回模块，用于在确定所述报文是环回报文时，根据所述环回报文的源节点信息，对所述环回报文进行丢弃或第二环回处理。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述普通模块进一步包括：

丢弃子模块，用于若判断所述普通报文不需要进行第一环回处理，则进行丢弃处理，丢弃所述普通报文；

检测子模块，用于若判断所述普通报文需要进行第一环回处理，则通过检测是否存在有效链路，确定进行丢弃或第一环回处理。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述环回模块进一步包括：

确定子模块，用于根据所述环回报文的源节点信息，确定所述环回报文是本节点的环回报文，还是其他节点的环回报文；

本节点子模块，用于在确定所述环回报文是本节点的环回报文时，根据所述本节点的环回报文的下一跳节点信息，确定到达所述下一跳节点的链路是否拥塞，若链路拥塞，则对所述本节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理；反之，则去掉环回标记后发送给所述下一跳节点；

其他节点子模块，用于在确定所述环回报文是其他节点的环回报文时，根据所述其他节点的环回报文的源节点信息，对所述其他节点的环回报文进行丢弃或第二环回处理。