CN106209664A - 一种数据传输方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供一种数据传输方法、装置及系统，涉及通信技术领域，能够在不对GRE报文进行解封装的前提下，根据净荷报文对GRE报文进行分流，包括：获取净荷报文并根据净荷报文的报文头获取分流信息，分流信息用于计算将净荷报文封装为待发送的通用路由封装GRE报文后的转发路径；将净荷报文封装为待发送的GRE报文并根据分流信息进行报文发送。本发明用于实现GRE报文的负载均衡。

Description

一种数据传输方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据传输方法、装置及系统。
背景技术
通用路由封装(英文全称：Generic Routing Encapsulation，英文简称：GRE)协议是一种用来将任意一种传输协议的数据报文封装在另一种协议报文中的协议，根据GRE协议封装后的数据报文在网络中的传输路径被称为GRE隧道。通常情况下，GRE隧道是一个虚拟的点对点连接，在使用GRE隧道进行报文传输时，需要在GRE隧道入口端设备与GRE隧道出口端设备分别对数据报文进行封装及解封装。其中经过GRE隧道入口端设备封装后的GRE报文包括净荷报文(英文全称：Payload packet)、GRE头部(英文全称：GRE header)以及传输协议(即网络层协议)报文头(英文全称：Delivery header)。GRE隧道设备支持IPv4和IPv6两种传输协议：当传输协议为IPv4时，GRE隧道称为GRE over IPv4隧道；当传输协议为IPv6时，GRE隧道称为GRE over IPv6隧道。
其中净荷报文为需要封装和传输的数据报文，净荷报文的协议类型被称为乘客协议(英文全称：Passenger Protocol)；GRE头部为采用GRE协议对净荷报文进行封装所添加的报文头，包括封装层数、版本、乘客协议类型、校验和信息、Key信息等内容，添加GRE头后的报文称为GRE报文。对净荷报文进行封装的GRE协议，称为封装协议(英文全称：Encapsulation Protocol)，此后还要进行传输协议的封装，即在GRE头部上添加的传输协议报文头，生成待发送的GRE报文，以便传输协议对净荷报文进行转发处理。参见图1为封装后的待发送的GRE报文格式示意图。
随着互联网技术的进步，GRE隧道所传输的数据流量逐渐增大，因此在使用GRE隧道进行数据传输时，会在GRE隧道中设置多条链路，同时为了避免由于某些链路负担过重而造成阻塞，通常会根据GRE报文的GRE报文头或传输协议报文头对待发送的GRE报文的传输路径进行选择，从而将GRE隧道中的数据分流到多条链路上进行传输。实际应用中，GRE隧道实际上是在做一种汇聚，多条流信息进入隧道入口端设备后，报文的源目的地址都变成相同的(即附图1中的传输协议的报文头中的源目的IP地址相同)，无法进行负载均衡。
发明内容
本申请提供一种数据传输方法、装置及系统，能够在不对GRE报文进行解封装的前提下，根据净荷报文对GRE报文进行分流。
第一方面，本发明的实施例提供了一种数据传输方法，包括：获取净荷报文并根据净荷报文的报文头获取分流信息，分流信息用于在将净荷报文封装为待发送的通用路由封装GRE报文后计算待发送的GRE报文的转发路径；将净荷报文封装为待发送的GRE报文，并根据分流信息计算转发路径后进行报文发送。
第二方面，本发明的实施例提供了一种数据传输装置，用于执行上述第一方面中的实施例所提供的数据传输方法，包括：获取模块，用于获取净荷报文并根据净荷报文的报文头获取分流信息，分流信息用于在将净荷报文封装为待发送的通用路由封装GRE报文后计算待发送的GRE报文的转发路径；封装发送模块，用于将净荷报文封装为待发送的GRE报文，并根据分流信息计算转发路径后进行报文发送，待发送的GRE报文的GRE报文头包括分流信息。
第三方面，本发明的实施例提供了一种数据传输系统，包括上述第二方面中的实施例所提供的数据传输装置和中间节点设备，中间节点设备用于接收数据传输装置发送的通用路由封装GRE报文，从GRE报文的GRE头部中读取分流信息，并根据分流信息转发GRE报文。
本发明的实施例提供的一种数据传输方法、装置及系统，通过获取净荷报文，并在净荷报文的报文头中选取信息，并根据所选取的信息获取分流信息，将净荷报文封装为待发送的GRE报文，使发送该待发送的GRE报文的设备根据分流信息按照预设计算规则计算待发送的GRE报文在隧道中的转发路径，从而能够将承载不同特征的净荷报文的GRE报文在不同的路径上进行传输。因此本发明的实施例提供的数据传输方法能够根据净荷报文的特征对GRE报文进行分流，从而实现了报文的负载均衡，改善了GRE隧道数据传输的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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1为现有技术中封装后的待发送的GRE报文示意图；
图2为本发明实施例所提供的一种GRE通用路由封装隧道的示意性结构图；
图3为本发明的实施例所提供的一种数据传输方法的示意性流程图；
图4为本发明的实施例所提供的一种数据传输装置的示意性结构图；
图5为本发明的实施例所提供的一种数据传输系统的示意性结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。
如附图2所示，本发明的实施例提供了一种GRE通用路由封装隧道201，其中GRE隧道201的一端设置有隧道入口端设备211，GRE隧道201的另一端设置有隧道出口端设备212，隧道入口端设备211与隧道出口端设备212间可以存在多条路径，其中每条路径中均设置有中间节点设备213。
如附图3所示，本发明的实施例提供了一种数据传输方法，应用于如附图2所示的GRE隧道中的隧道入口端设备211，该数据传输方法包括：
301、隧道入口端设备获取净荷报文。
其中，净荷报文为需要封装和传输的数据报文，示例性的，净荷报文可以为满足网络之间互连的协议(英文全称：Internet Protocol，英文简称：IP)或互联网数据包交换协议(英文全称：Internet Work Packet Exchange protocol，英文简称：IPX)的报文。
302、隧道入口端设备根据净荷报文获取分流信息。
其中，分流信息用于在将净荷报文封装为待发送的GRE报文后，计算该待发送的GRE报文在GRE隧道中的路由路径。
具体的，隧道入口端设备可以从净荷报文的报文头中选取一个或多个信息，并根据该一个或多个信息获取分流信息。具体的，分流信息可以包括分流特征值，分流特征值与净荷报文的报文头中的五元组信息对应。
示例性的，隧道入口端设备可以从净荷报文的报文头中选取该净荷报文的五元组信息，并根据净荷报文的五元组信息按照预设哈希Hash算法进行计算得到分流特征值。哈希算法规则可以为事先设置在隧道入口端设备中，也可以为隧道入口端设备从其他装置或系统处获取。
303、隧道入口端设备将净荷报文封装为待发送的GRE报文。
隧道入口端设备对净荷报文进行隧道封装后生成待发送的GRE报文，待发送的GRE报文包括净荷报文、GRE头部以及传输协议报文头，其中净荷报文为隧道入口端设备需要封装和传输的数据报文，GRE头部为采用GRE协议对净荷报文进行封装所添加的报文头，GRE头部包括步骤202中获取的分流信息。
在本步骤中，在对净荷报文进行GRE头部的封装时，可以将步骤302中获取的分流信息放入待发送的GRE报文的GRE头部中。示例性的，将分流信息放入待发送的GRE报文的GRE头部中的其中一个保留字段中，如Reserve 0中，其中字段Reserve 0的长度为12比特。更进一步，也可以将分流信息放入待发送的GRE报文的GRE头部中的两个保留字段中，如Reserve 0与Reserve 1均设置为分流信息，其中字段Reserve 1的长度为16比特。
实际上，本发明技术人员很容易想到，在对净荷报文进行GRE头部的封装时，将步骤302中获取的分流信息放入待发送的GRE报文的GRE头部中仅仅是一个优选实施例，并不是解决本发明技术问题的一个必要技术特征，对于隧道入口端设备来说，只要计算得到了分流信息，就可以作为报文分流的计算依据。
304、隧道入口端设备根据分流信息计算转发路径后发送待发送的GRE报文。
隧道入口端设备根据分流信息发送待发送的GRE报文，可以为隧道入口端设备根据分流信息，采用预设计算规则计算待发送的GRE报文的转发路径，并按照计算出的该转发路径向隧道出口端设备发送待发送的GRE报文。
优选的，隧道入口端设备还可以根据分流信息与待发送的GRE报文的报文头中携带的其他信息按照预设计算规则计算生成路径选取参数，当路径选取参数相同时，隧道入口端设备将路径选取参数不相同的待发送的GRE报文分流至不同转发路径上进行传输。示例性的，待发送的GRE报文的报文头中携带的其他信息可以为待发送的GRE报文的源IP地址与待发送的GRE报文的目的IP地址。
优选的，当在步骤303中，隧道入口端设备将分流特征值封装到GRE头部的保留字段中，隧道入口端设备依据待发送的GRE报文的源IP地址、待发送的GRE报文的目的IP地址、待发送的GRE报文的GRE头部中的协议类型和GRE头部中的以及分流特征值，按照预设计算规则确定转发路径，并根据确定的转发路径发送待发送的GRE报文。
需要提醒说明的是，当在步骤303中，没有将步骤302中获取的分流信息封装到GRE头部的保留字段中时，隧道入口端设备依据待发送的GRE报文的源IP地址、待发送的GRE报文的目的IP地址、待发送的GRE报文的GRE头部中的协议类型以及分流特征值，按照预设计算规则确定转发路径，并根据确定的转发路径发送待发送的GRE报文。
特别需要说明的是，具体采用何种预设计算规则计算转发路径，根据转发路径有几条来确定，例如采用Hash算法，属于本领域技术熟知的技术，此处不再赘述。
本发明的实施例提供的一种数据传输方法，在获取到需要通过GRE隧道转发的净荷报文后，在净荷报文的报文头中选取信息，并根据所选取的信息按照预设计算规则获取分流信息，将净荷报文封装为待发送的GRE报文，使发送该待发送的GRE报文的设备根据分流信息并按照预设计算规则确定待发送的GRE报文在隧道中的转发路径，从而能够将承载不同特征的净荷报文的待发送GRE报文在不同的转发路径上进行传输。因此本发明的实施例提供的数据传输方法能够根据净荷报文的特征对GRE报文进行分流，从而实现了报文的负载均衡，改善了GRE隧道数据传输的可靠性。
如附图4所示，本发明的实施例提供了一种数据传输装置401，用于执行上述实施例中提供的数据传输方法，该数据传输装置位于如附图2所示的隧道入口端设备211，该数据传输装置包括：
获取模块411，用于获取净荷报文并根据净荷报文的报文头获取分流信息，分流信息用于计算将净荷报文封装为待发送的GRE报文后该待发送的GRE报文的转发路径。
其中，净荷报文为需要封装和传输的数据报文，示例性的，净荷报文可以为满足网络之间互连的协议(英文全称：Internet Protocol，英文简称：IP)或互联网数据包交换协议(英文全称：Internet Work Packet Exchange protocol，英文简称：IPX)的报文。
其中，分流信息用于计算将净荷报文封装为待发送的GRE报文后待发送的GRE报文的转发路径。
具体的，隧道入口端设备可以按照预设计算规则从净荷报文的报文头中选取一个或多个信息，并根据该一个或多个信息获取分流信息。根据净荷报文的报文头中选取的一个或多个信息，作为将不同净荷报文发送到不同转发路径的依据。
具体的，分流信息可以包括分流特征值，分流特征值与净荷报文的五元组信息对应。
示例性的，隧道入口端设备可以从净荷报文的报文头中选取该净荷报文的五元组信息，并根据净荷报文的五元组信息按照哈希Hash运算产分流特征值。哈希算法规则可以为预先设置在该数据传输装置中，也可以为该数据传输装置从其他装置或系统处获取。
封装发送模块412，用于将净荷报文封装为待发送的GRE报文，并根据分流信息计算转发路径后发送待发送的GRE报文。
封装发送模块412对净荷报文进行隧道封装后生成的待发送的GRE报文，待发送的GRE报文包括净荷数据、GRE头部以及传输协议报文头，其中净荷报文为隧道入口端设备需要封装和传输的数据报文，GRE头部为采用GRE协议对净荷报文进行封装所添加的报文头。
优选的，封装发送模块412在对净荷报文进行GRE头部的封装时，可以将获取模块411获取的分流信息放入待发送的GRE报文的GRE头部中。示例性的，将分流信息放入待发送的GRE报文的GRE头部中的其中一个保留字段中，如Reserve 0中，其中字段Reserve 0的长度为12比特。更进一步，也可以将分流信息放入待发送的GRE报文的GRE头部中的两个保留字段中，如Reserve 0与Reserve 1均设置为分流信息，其中字段Reserve 1的长度为16比特。
封装发送模块412根据分流信息发送待发送的GRE报文，可以为封装发送模块412根据分流信息按照预设计算规则计算待发送的GRE报文的转发路径，并按照计算出的该转发路径向隧道出口端设备发送待发送的GRE报文。此时的分流信息可以是放入GRE头部中，也可以是获取模块411直接获取到的。
优选的，封装发送模块412还可以根据分流信息与待发送的GRE报文的报文头中携带的其他信息按照预设计算规则计算生成路径选取参数，当选取参数相同时，选取将路径选取参数不相同的待发送的GRE报文分流至不同转发路径上进行传输。示例性的，待发送的GRE报文的报文头中携带的其他信息可以为待发送的GRE报文的源IP地址与待发送的GRE报文的目的IP地址。
优选的，当封装发送模块412将分流特征值封装到GRE头部的保留字段中，封装发送模块412依据待发送的GRE报文的源IP地址、待发送的GRE报文的目的IP地址、待发送的GRE报文的GRE头部中的协议类型和GRE头部中的分流特征值，按照预设计算规则确定转发路径，并根据确定的转发路径发送待发送的GRE报文。同理，此时的分流信息可以是放入GRE头部中，也可以是获取模块411直接获取到的。
需要提醒说明的是，当封装发送模块412没有将分流特征值封装到GRE头部的保留字段中时，封装发送模块412依据待发送的GRE报文的源IP地址、待发送的GRE报文的目的IP地址、待发送的GRE报文的GRE头部中的协议类型以及分流特征值，按照预设计算规则确定转发路径，并根据确定的转发路径发送待发送的GRE报文。
特别需要说明的是，具体采用何种预设计算规则计算转发路径，根据转发路径有几条来确定，例如采用Hash算法，属于本领域技术熟知的技术，此处不再赘述。
本发明的实施例提供的一种数据传输装置，获取净荷报文后，在获取到需要通过GRE隧道转发的净荷报文后，按照预设计算规则在净荷报文的报文头中选取信息，并根据所选取的信息获取分流信息，将净荷报文封装为待发送的GRE报文，使发送该待发送的GRE报文的设备根据分流信息确定待发送的GRE报文在隧道中的转发路径，从而能够将承载不同特征的净荷报文的待发送GRE报文在不同的转发路径上进行传输。因此本发明的实施例提供的数据传输装置能够根据净荷报文的特征对GRE报文进行分流，从而实现了报文的负载均衡，改善了GRE隧道数据传输的可靠性。
如附图5所示，本发明的实施例提供了一种数据传输系统501，包括隧道入口端设备511与隧道出口端设备512，其中隧道入口端设备511包括上述实施例中提供的数据传输装置。数据传输系统501还包括中间节点设备513，中间节点设备513设置于隧道入口端设备511与隧道出口端设备512间网络中。
中间节点设备513，用于接收隧道入口端设备511发送的GRE报文，从GRE报文的GRE头部中读取分流信息，并根据分流信息转发GRE报文。
具体的，中间节点设备513根据GRE报文的GRE头部获取分流信息，即根据收到的GRE报文读取该GRE报文的GRE头部，并获取GRE头部中所携带的分流特征值。
中间节点设备513根据分流特征值，按照预设规则计算生成路径选取参数，对GRE报文进行分流。
进一步的，中间节点设备513还可以根据GRE报文的报文头中携带的其他信息、并根据分流特征值按照预设计算规则计算生成路径选取参数，当路径选取参数不相同时，隧道入口端设备将路径选取参数不相同的GRE报文分流至不同路径上进行传输。示例性的，GRE报文的报文头中携带的其他信息可以为GRE报文的源IP地址与GRE报文的目的IP地址。
特别需要说明的是，具体采用何种预设规则计算转发路径，根据转发路径有几条来确定，例如采用Hash算法，属于本领域技术熟知的技术，此处不再赘述。
本发明的实施例提供的一种数据传输系统，通过获取净荷报文，并按照预设计算规则在净荷报文的报文头中选取信息，根据所选取的信息获取分流信息，将净荷报文封装为待发送的GRE报文，使发送该待发送的GRE报文的GRE隧道入口端设备根据分流信息确定待发送的GRE报文在隧道中的转发路径，从而能够使携带不同净荷报文的GRE报文在不同的路径上进行传输。同时在系统中，当GRE隧道入口端设备发送的GRE报文被转发到中间节点设备后，中间节点设备也可以在不对GRE报文进行解封装的前提下，根据GRE头部中的分流信息对GRE报文进行分流，从而实现设备的负载均衡，改善了GRE隧道数据传输的可靠性。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以用硬件实现，或固件实现，或它们的组合方式来实现。当使用软件实现时，可以将上述功能存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。以此为例但不限于：计算机可读介质可以包括随机存储器(英文全称：Random AccessMemory，英文简称：RAM)、只读存储器(英文全称：Read Only Memory，英文简称：ROM)、电可擦可编程只读存储器(英文全称：Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory，英文简称：EEPROM)、只读光盘(英文全称：Compact Disc Read Only Memory，英文简称：CD-ROM)或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。此外。任何连接可以适当的成为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户专线(英文全称：Digital Subscriber Line，英文简称：DSL)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或者其他远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在计算机可读介质的定义中。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，当以软件方式实现本发明时，可以将用于执行上述方法的指令或代码存储在计算机可读介质中或通过计算机可读介质进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。以此为例但不限于：计算机可读介质可以包括RAM、ROM、电可擦可编程只读存储器(全称：electrically erasable programmable read-only memory，简称：EEPROM)、光盘、磁盘或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
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 (10)

1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
获取净荷报文并根据所述净荷报文的报文头获取分流信息，所述分流信息用于在将所述净荷报文封装为待发送的通用路由封装GRE报文后计算所述待发送的GRE报文的转发路径；
将所述净荷报文封装为所述待发送的GRE报文，并根据所述分流信息计算转发路径后进行报文发送。
2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述分流信息包括分流特征值，所述分流特征值与所述净荷报文中的五元组信息对应。
3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述根据所述净荷报文的报文头获取分流信息，包括：
获取所述净荷报文的五元组信息；
根据所述净荷报文的五元组信息进行哈希Hash运算以获得所述分流特征值。
4.根据权利要求2或3所述的数据传输方法，其特征在于，所述将所述净荷报文封装为待发送的GRE报文，并根据分流信息计算转发路径后进行报文发送，包括：
将所述净荷报文封装为GRE报文，并将所述分流特征值封装到GRE头部的保留字段中；
对所述GRE报文进行传输协议封装，生成所述待发送的GRE报文；
依据所述待发送的GRE报文的源IP地址、所述待发送的GRE报文的目的IP地址、所述待发送的GRE报文的GRE头部中的协议类型以及分流特征值，按照预设计算规则确定转发路径，并根据所述转发路径发送所述待发送的GRE报文。
5.一种数据传输装置，用于执行权利要求1-4任一项所述的数据传输方法，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取净荷报文并根据所述净荷报文的报文头获取分流信息，所述分流信息用于在将所述净荷报文封装为待发送的通用路由封装GRE报文后计算所述待发送的GRE报文的转发路径；
封装发送模块，用于将所述净荷报文封装为所述待发送的GRE报文，并根据所述分流信息计算转发路径后进行报文发送，所述待发送的GRE报文的GRE报文头包括所述分流信息。
6.根据权利要求5所述的数据传输装置，其特征在于，所述分流信息包括分流特征值，所述分流特征值与所述净荷报文的五元组信息对应。
7.根据权利要求6所述的数据传输装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于：
获取所述净荷报文的五元组信息；
根据所述净荷报文的五元组信息进行哈希Hash运算以获得所述分流特征值。
8.根据权利要求6或7所述的数据传输装置，其特征在于，所述封装发送模块，具体用于：
将所述净荷报文封装为GRE报文，并将所述分流特征值封装到所述GRE报文的GRE头部的保留字段中；
对所述GRE报文进行传输协议封装，生成所述待发送的GRE报文；
依据所述待发送的GRE报文的源IP地址、所述待发送的GRE报文的目的IP地址、所述待发送的GRE报文的GRE头部中的协议类型和GRE头部中的所述分流特征值，按照预设计算规则确定转发路径并根据所述转发路径发送所述待发送的GRE报文。
9.根据权利要求6或7所述的数据传输装置，其特征在于，所述封装发送模块，具体用于：
将所述净荷报文封装为GRE报文，对所述GRE报文进行传输协议封装，生成所述待发送的GRE报文；
依据所述待发送的GRE报文的源IP地址、所述待发送的GRE报文的目的IP地址、所述待发送的GRE报文的GRE头部中的协议类型以及所述分流特征值，按照预设计算规则确定转发路径并根据所述转发路径发送所述待发送的GRE报文。
10.一种数据传输系统，其特征在于，包括如权利要求5-8所述的数据传输装置和中间节点设备；
所述中间节点设备，用于接收所述数据传输装置发送的隧道入口端设备通用路由封装GRE报文，从所述GRE报文的GRE头部中读取分流信息，并根据所述分流信息转发所述GRE报文。
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