CN106100994A - 一种基于分布式设备的报文转发方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于分布式设备的报文转发方法和装置，并提供了一种应用该方法的分布式设备，所述方法包括：接口板接收到数据报文后，确定所述数据报文的报文类型，如果所述数据报文是二层数据报文，接口板在本地的表项资源中查找二层转发表，并基于查找到的二层转发表项，转发所述数据报文，如果所述数据报文是三层数据报文，接口板将所述数据报文转发至交换网板，以由交换网板在其本地的表项资源中查找三层转发表，并基于查找到的三层转发表项，转发所述数据报文。本申请实施例中，交换网板的芯片替换为具有转发功能的芯片，集中处理三层转发，取消现有技术中接口板处理三层转发的功能，扩充了设备转发表项。

Description

一种基于分布式设备的报文转发方法及装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种基于分布式设备的报文转发方法和装置，以及应用该方法的分布式转发设备。

背景技术

网络设备的性能，主要是由网络设备上的芯片决定的。芯片性能的高低直接影响网络设备的整体性能。芯片中的表项资源的大小是衡量芯片性能的重要指标。因此网络设备的性能取决于芯片硬件表项资源的大小。

现有的技术方案中，网络设备装置包括一个主控板、一个交换网板和若干个接口板。接口板的转发芯片学习并存储二层转发表，并在接收到二层转发的数据报文后基于二层转发表转发数据报文。交换网板连接各个板卡，用于交换各个板卡之间的数据报文；交换网板上的fabric芯片不具备转发功能，只用于各个板卡之间的流量交换。主控板负责路由学习，在学习到三层转发表后，将三层转发表下发至接口板。接口板接收到三层转发的数据报文后，根据主控板下发的三层转发表转发数据报文。

现有技术的缺点在于，用于接口板的转发芯片既要存储二层转发表又要存储三层转发表，两种转发表项的规格都不高。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种基于分布式设备的报文转发方法和装置，以及应用该方法的分布式转发设备，用于解决现有技术中，二层转发表和三层转发表项都由接口板的转发芯片存储，导致两种转发表项的规格不高的问题。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

一种基于分布式设备的报文转发方法，应用于分布式转发设备，所述分布式转发设备包括接口板、交换网板以及主控板，其中，所述接口板用于处理二层报文的转发；所述交换网板包括具有报文转发能力的转发芯片，用于集中处理三层报文的转发；所述主控板用于路由学习，并将学习到的三层转发表下发至交换网板，所述方法包括：

所述接口板接收到数据报文后，确定所述数据报文的报文类型；

如果所述数据报文是二层数据报文，所述接口板在本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的二层转发表，并基于查找到的二层转发表项，转发所述数据报文；

如果所述数据报文是三层数据报文，所述接口板将所述数据报文转发至所述交换网板，以由所述交换网板在其本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的三层转发表，并基于查找到的三层转发表项，转发所述数据报文。

在所述基于分布式设备的报文转发方法中，还包括：

所述接口板的转发芯片的表项资源中的二层转发表项，基于统一传送表UFT被配置，为所述UFT所允许的最大值。

在所述基于分布式设备的报文转发方法中，还包括：

所述交换网板的转发芯片的表项资源中的三层转发表，基于UFT被配置，为所述UFT所允许的最大值。

在所述基于分布式设备的报文转发方法中，还包括：

所述交换网板上的转发芯片预先开启了针对所述接口板的芯片代理功能，使得所述接口板接收到的三层数据报文，代理至交换网板，进行集中转发。

一种基于分布式设备的报文转发装置，包括：

判断单元，用于在接口板接收到数据报文后，确定所述数据报文的报文类型；

接口板转发单元，用于在所述数据报文是二层数据报文时，在本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的二层转发表，并基于查找到的二层转发表项，转发所述数据报文；

接口板发送单元，用于在所述数据报文是三层数据报文时，将所述数据报文转发至交换网板，以由所述交换网板在其本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的三层转发表，并基于查找到的三层转发表项，转发所述数据报文。

所述基于分布式设备的报文转发装置中，还包括：

所述接口板的转发芯片的表项资源中的二层转发表项，基于统一传送表UFT被配置，为所述UFT所允许的最大值。

所述基于分布式设备的报文转发装置中，还包括：

所述交换网板的转发芯片的表项资源中的三层转发表，基于UFT被配置，为所述UFT所允许的最大值。

所述基于分布式设备的报文转发装置中，还包括：

所述交换网板上的转发芯片预先开启了针对所述接口板的芯片代理功能，使得所述接口板接收到的三层数据报文，代理至交换网板，进行集中转发。

一种分布式转发设备，包括：

接口板，用于接收到数据报文后，确定所述数据报文的报文类型；如果所述数据报文是二层数据报文，在本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的二层转发表，并基于查找到的二层转发表项，转发所述数据报文；如果所述数据报文是三层数据报文，将所述数据报文转发至交换网板；

交换网板，用于接收到接口板转发的所述数据报文后，在本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的三层转发表，并基于查找到的三层转发表项，转发所述数据报文；

主控板，用于路由学习，并将学习到的三层转发表下发至交换网板。

所述分布式转发设备中，还包括：

所述交换网板包括具有报文转发能力的转发芯片。

本申请实施例中，接口板接收到三层数据报文后，将该三层数据报文发送至交换网板，由交换网板查询表项资源中的三层转发表，并根据查找到的三层转发表项，转发上述三层数据报文。由于本申请中，交换网板上不具备转发功能的fabric芯片替换成了具有转发功能的转发芯片；且通过UFT配置，接口板的转发芯片上的二层转发表为最大值，交换网板的转发芯片上的三层转发表为最大值。交换网板取代了接口板转发三层数据报文的功能，通过将二层转发和三层转发在硬件上分离的方式，显著扩充了转发设备的转发表项。

附图说明

图1是现有技术方案的转发设备的一个硬件结构图；

图2是本申请示出的一种分布式转发设备的硬件结构图；

图3是本申请示出的一种基于分布式设备的报文转发方法的流程图；

图4是本申请示出的一种基于分布式设备的报文转发装置的逻辑框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对现有技术方案和本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。

参见图1，为现有技术方案的转发设备的一个硬件结构图，如图所示，该转发设备包括接口板、交换网板、主控板。

其中，接口板上的转发芯片可以学习、存储二层转发表(比如：MAC地址表)，用于转发二层数据报文。交换网板上的fabric芯片不具备转发功能，只用于负责各个网板之间的流量交换。主控板负责路由学习，并将学习到的三层转发表下发至接口板。接口板上的转发芯片在存储二层转发表的同时还存储主控板下发的三层转发表。

当二层数据报文到达接口板时，接口板上的转发芯片根据该二层数据报文的报文特征(比如：目标MAC地址)查询二层转发表。如果二层转发表中有该二层数据报文对应的二层转发表项，转发芯片将该二层数据报文按照二层转发表项中的接口，将该二层数据报文转发出去。如果二层转发表中没有该二层数据报文对应的二层转发表项，转发芯片可以将该二层数据报文从非接收接口的所有接口转发出去。

当三层数据报文到达接口板时，接口板上的转发芯片根据该三层数据报文的报文特征(比如：目标IP地址)查询存储三层转发表。如果三层转发表中有该三层数据报文对应的三层转发表项，转发芯片将该三层数据报文按照三层转发表项转发出去。

可见，现有技术中二层数据报文和三层数据报文的转发都由接口板完成，接口板的转发芯片同时存储二层转发表和三层转发表。对于一些网络环境，可能无法完全利用转发芯片的表项资源，造成转发芯片存储表项资源的空间的浪费。例如：在只处理二层转发的网络环境，三层转发表没有被利用却占据了转发芯片的存储空间。这使得转发芯片存储的有用的表项资源的规格不够大。

有鉴于此，本申请对转发设备的架构进行改进，改进后的转发设备，接口板将不处理三层转发，取而代之的是由交换网板代替接口板执行三层转发功能。通过在硬件上分离三层转发和二层转发，扩充转发设备的表项资源。

参见图2，本申请示出的一种分布式转发设备的硬件结构图，包括：

至少一个接口板，可以自主地进行二层转发表项的学习，并基于学习到的二层转发表项转发二层数据报文。同时，接口板还可以将接收到的三层数据报文转发至交换网板，由交换网板代理进行转发处理。

主控板，可以运行相关的路由协议，进行自主的路由学习，并将学习到的三层转发表下发至交换网板

至少一个交换网板，原有的不具备转发功能的fabric芯片，将被替换为具有报文转发处理功能的转发芯片，用于接收到接口板转发的三层数据报文后，基于主控板下发的三层转发表项，转发该三层数据报文。

以下结合图2示出的改进后的设备架构进行报文转发的过程进行详述。

参加图3，为本申请示出的一种基于分布式设备的报文转发方法的流程图，该实施例的执行主体是图2中的分布式转发设备，该分布式转发设备包括至少一个接口板、至少一个交换网板和一个主控板。所述方法包括以下步骤：

步骤301：接口板接收到数据报文后，确定所述数据报文的报文类型。

步骤302：如果所述数据报文是二层数据报文，所述接口板在本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的二层转发表，并基于查找到的所述二层转发表项，转发所述数据报文。

步骤303：如果所述数据报文是三层数据报文，所述接口板将所述数据报文转发至交换网板，以由所述交换网板在其本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的三层转发表，并基于查找到的所述三层转发表项，转发所述数据报文。

如前所述，在现有技术中，接口板的转发芯片既要存储二层转发表又要存储三层转发表。而在一些网络环境中，无法使用的表项资源占用了转发芯片的存储空间，使得转发芯片的可使用表项资源的规格不够大。

在本实施例中，接口板接收到三层数据报文后，将发送至交换网板。因交换网板的芯片是具有报文转发功能的转发芯片，交换网板将可以自主地转发三层数据报文，可以存储主控板下发的三层转发表，所以接口板的转发芯片不必存储三层转发表。

转发设备的性能，通常取决于转发设备所使用的芯片。芯片性能的高低直接影响转发设备的整体性能。而芯片中表项资源的大小通常是衡量芯片性能的重要指标，因而转发设备的性能是依赖于芯片硬件表项资源大小的。

因此，在本例中，为了提升交换网板和接口板上的转发芯片的性能，可以对交换网板和接口板上的转发芯片所能支持的表项资源的大小进行扩充。

在示出的一种实施方式中，可以使用UFT(unified forwarding table，统一传送表)技术对交换网板和接口板上的转发芯片所能支持的表项资源的大小进行扩充。UFT技术允许用户独立定制转发芯片的表项资源，根据应用环境扩充MAC地址表和路由表。

一方面，可以使用UFT技术对接口板的转发芯片进行功能配置，接口板的转发芯片被UFT功能配置，将转发芯片的表项资源中的二层转发表配置为UFT所允许的最大值。因接口板的转发芯片只用于处理二层数据报文的转发，因此转发芯片的资源表项中二层转发表越大越好，而用于三层数据报文转发的路由表则不需要。

另一方面，可以使用UFT技术对交换网板的转发芯片进行功能配置，交换网板的转发芯片被UFT技术配置，将转发芯片的表项资源中的三层转发表配置为UFT所允许的最大值。因交换网板的转发芯片集中处理三层数据报文的转发，因此转发芯片的表项资源中路由表越大越好，而用于二层数据报文转发的MAC地址表则不需要。

当使用UFT技术对交换网板和接口板上的转发芯片所能支持的表项资源的大小进行扩充后，还可以在交换网板的转发芯片上开启芯片代理功能。交换网板的转发芯片因此可以集中处理接口板发送的三层数据报文的转发工作。接口板的转发芯片确定接收到的数据报文是三层数据报文后，将该三层数据报文发送至交换网板，交换网板接收接口板发送的该三层数据报文。接口板配置掩码为0的默认路由，默认路由的出口是代理口。接口板将接收到的三层数据报文从交换网板的代理口转发至交换网板。

当针对交换网板和接口板上的转发芯片所能支持的资源表项的大小进行扩充，并将交换网板上的转发芯片开启芯片代理功能后，后续接口板和交换网板可以同时参与数据报文的转发。

在本例中，接口板接收到数据报文后，首先可以根据数据报文的报文特征判断该数据报文是二层数据报文还是三层数据报文。

一方面，接口板接收到数据报文后，判断该数据报文是二层数据报文还是三层数据报文可以根据该数据报文的目的地址。如果该数据报文的目的地址是MAC地址，则该数据报文是二层数据报文；如果该数据报文的目的地址是IP地址，则该数据报文是三层数据报文。

另一方面，接口板接收到数据报文后，判断该数据报文是二层数据报文还是三层数据报文可以根据该数据报文携带的标签。如果该数据报文携带的是二层数据报文的标签，则该数据报文是二层数据报文；如果该数据报文携带的是三层数据报文的标签，则该数据报文是三层数据报文。

当接口板的转发芯片确定接收到的数据报文是二层数据报文后，接口板的转发芯片可以根据该二层数据报文的目的MAC查找本地的二层转发表，即MAC地址表。如果转发芯片在MAC地址表中找到了包含目的MAC的二层转发表项，则将该二层数据报文通过二层转发表项中目的MAC对应的接口转发出去；如果转发芯片在MAC地址表中没有找到包含目的MAC的二层转发表项，则将该二层数据报文从除了接收该数据报文以外的所有接口转发出去。

当交换网板的转发芯片接收到三层数据报文后，根据该三层数据报文的目标IP查找本地的路由表，如果在路由表中查到包含目标IP的三层转发表项，则将出接口MAC替换该三层数据报文的源MAC，用下一跳MAC替换报文的目的MAC，将该三层数据报文转发出去。如果在路由表中没有查到包含目的IP的三层转发表项，则将该三层数据报文丢弃。

由上述实施例可见，该实施例中交换网板的转发芯片预先开启了针对接口板的芯片代理功能，使交换网板的转发芯片在接收到接口板发送的三层数据报文后可以自主集中转发。并且基于UFT配置，使接口板的转发芯片的二层转发表最大，使交换网板的转发芯片的三层转发表最大。通过以上措施，使得转发设备的转发表项得到了扩充。

与本申请基于分布式设备的报文转发方法的实施例相对应，本申请还提供了用于执行上述方法实施例的装置的实施例。

参见图4，为本申请基于分布式设备的报文转发装置的一个实施例框图：

如图4所示，该基于分布式设备的报文转发装置40包括：

判断单元410，用于在接口板接收到数据报文后，确定所述数据报文的报文类型。

接口板转发单元420，用于在所述数据报文是二层数据报文时，在本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的二层转发表，并基于查找到的二层转发表项，转发所述数据报文。

接口板发送单元430，用于在所述数据报文是三层数据报文时，将所述数据报文转发至交换网板，以由所述交换网板在其本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的三层转发表，并基于查找到的三层转发表项，转发所述数据报文。

在本例中，所述基于分布式设备的报文转发装置，还包括：

所述接口板的转发芯片的表项资源中的二层转发表项，基于统一传送表UFT被配置，为所述UFT所允许的最大值。

在本例中，所述基于分布式设备的报文转发装置，还包括：

所述交换网板的转发芯片的表项资源中的三层转发表，基于UFT被配置，为所述UFT所允许的最大值。

在本例中，所述基于分布式设备的报文转发装置，还包括：

所述交换网板上的转发芯片预先开启了针对所述接口板的芯片代理功能，使得所述接口板接收到的三层数据报文，代理至交换网板，进行集中转发。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

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

Claims (10)

1.一种基于分布式设备的报文转发方法，其特征在于，应用于分布式转发设备，所述分布式转发设备包括接口板、交换网板以及主控板，其中，所述接口板用于处理二层报文的转发；所述交换网板包括具有报文转发能力的转发芯片，用于集中处理三层报文的转发；所述主控板用于将学习到的三层转发表下发至所述交换网板，所述方法包括：

所述接口板接收到数据报文后，确定所述数据报文的报文类型；

如果所述数据报文是二层数据报文，所述接口板在本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的二层转发表，并基于查找到的二层转发表项，转发所述数据报文；

如果所述数据报文是三层数据报文，所述接口板将所述数据报文转发至所述交换网板，以由所述交换网板在其本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的三层转发表，并基于查找到的三层转发表项，转发所述数据报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述接口板的转发芯片的表项资源中的二层转发表项，基于统一传送表UFT被配置，为所述UFT所允许的最大值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述交换网板的转发芯片的表项资源中的三层转发表，基于UFT被配置，为所述UFT所允许的最大值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述交换网板上的转发芯片预先开启了针对所述接口板的芯片代理功能，使得所述接口板接收到的三层数据报文，代理至交换网板，进行集中转发。

5.一种基于分布式设备的报文转发装置，其特征在于，包括：

判断单元，用于在接口板接收到数据报文后，确定所述数据报文的报文类型；

接口板转发单元，用于在所述数据报文是二层数据报文时，在本地的表项 资源中查找与所述数据报文对应的二层转发表，并基于查找到的二层转发表项，转发所述数据报文；

接口板发送单元，用于在所述数据报文是三层数据报文时，将所述数据报文转发至交换网板，以由所述交换网板在其本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的三层转发表，并基于查找到的三层转发表项，转发所述数据报文。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

所述接口板的转发芯片的表项资源中的二层转发表项，基于统一传送表UFT被配置，为所述UFT所允许的最大值。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

所述交换网板的转发芯片的表项资源中的三层转发表，基于UFT被配置，为所述UFT所允许的最大值。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

所述交换网板上的转发芯片预先开启了针对所述接口板的芯片代理功能，使得所述接口板接收到的三层数据报文，代理至所述交换网板，进行集中转发。

9.一种分布式转发设备，其特征在于，包括：

接口板，用于接收到数据报文后，确定所述数据报文的报文类型；如果所述数据报文是二层数据报文，在本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的二层转发表，并基于查找到的二层转发表项，转发所述数据报文；如果所述数据报文是三层数据报文，将所述数据报文转发至交换网板；

交换网板，用于接收到接口板转发的所述数据报文后，在本地的表项资源中查找与所述数据报文对应的三层转发表，并基于查找到的三层转发表项，转发所述数据报文；

主控板，用于路由学习，并将学习到的三层转发表下发至交换网板。

10.根据权利要求9所述的分布式转发设备，其特征在于，还包括：

所述交换网板包括具有报文转发能力的转发芯片。