CN106341336B - 一种通过聚合口转发报文的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种通过聚合口转发报文的方法，包括：创建包含n个有效成员链路的聚合口，为所述聚合口分配唯一标识，其中n为大于等于1的正整数；获取第一类型报文，根据所述第一类型报文中的特征值确定与所述第一类型报文对应的密钥；根据所述唯一标识和所述密钥生成报文特征标识；根据所述报文特征标识匹配预先配置的包含与所述聚合口中的有效成员链路一一对应的出口链路索引的出口链路表；根据匹配结果转发所述第一类型报文。同时，本发明实施例还提供了一种通过聚合口转发报文的装置。通过本发明可以对报文特征更加有效的利用，保证链路冗余的同时，还可保证流量的稳定性。

Description

一种通过聚合口转发报文的方法和装置

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其是涉及一种通过聚合口转发报文的方法和装置。

背景技术

聚合口(Aggregate Port，简称AP)是将多个物理链路捆绑在一起形成一个逻辑链路，可以用于扩展链路带宽，提供更高的连接可靠性。

AP支持流量平衡，可以把流量均匀地分配给各成员链路。AP还实现了链路备份，当AP中的一条成员链路断开时，系统会将该成员链路的流量自动地分配到AP中的其它有效成员链路上。

AP可以根据报文的源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、L4层源端口号、L4层目的端口号等，使用一种因子模式或几种因子组合模式对报文流进行区分，将属于同一报文流的报文从同一条成员链路通过，不同报文流的报文则平均分配到各个成员链路中。分配成员链路的过程，一般是根据以上列举的报文的指定特征域，通过哈希计算，得到一串哈希密钥，通过这个密钥MOD成员链路数，得到出口成员链路索引。

一般来说，当聚合口出现某个成员链路断开或加入时，聚合口的所有出口流量需要根据当前的有效成员链路重新进行负载分担计算，在拓扑链路收敛之后，重新负载分担的流量在余下有效链路上达成稳定状态。因为成员链路的变化触发负载分担重新分配，可能原来从某个成员链路出去的流量，在变化之后切换到了另外一个成员链路。

如图1所示，成员链路A,B,C组成聚合口，此时聚合口的出口流量在三个成员链路负载分担，以小球表示成员链路上的报文流1～9。初始时，成员链路A分担1,4,7，成员链路B分担2,5,8，成员链路C分担3,6,9。成员链路C断开之后，所有的流量1～9需要重新进行负载分担，在达到稳态后，成员链路A分担1,3,5,7,9，成员链路B分担2,4,6,8。可以看到原本在成员链路A的流量4已经被重新分配到成员链路B上，原本在成员链路B的流量5被重新分配到成员链路A上。也就是说在只有成员链路C变动，成员链路A和成员链路B都不变的情况下，成员链路A和成员链路B上原本的出口流量也被重新划分了。

如图2所示，成员链路A,B,C组成聚合口，此时聚合口的出口流量在三个成员链路负载分担，以小球表示成员链路上的报文流1～9。初始时，成员链路A分担1,4,7，成员链路B分担2,5,8，成员链路C分担3,6,9。新增成员链路D之后，所有的流量1～9需要重新进行负载分担，在达到稳态之后，成员链路A分担1,5,9，成员链路B分担2,6，成员链路C分担3,7，成员链路D分担4,8。可以看到原本在成员链路A的流量4，7分别被重新分配到成员链路D和成员链路C上，原本在成员链路B的流量5和8被重新分配到成员链路A和成员链路D上，原本在成员链路C的流量6和9分别被分配到成员链路B和成员链路A，新增成员链路D分担了流量4和8。也就是说在只有新增成员链路D，而成员链路A，成员链路B和成员链路C都不变的情况下，成员链路A，成员链路B和成员链路C上原本的出口流量也被重新划分了。

在以上的2种情况下，在聚合口只有部分成员链路发生变动的情况下，聚合口的所有成员链路上的流量都需要进行重新分配，可能造成流量震荡。

正常情况下，如果聚合口的对端设备是同一台普通交换机，这种链路震荡不会造成任何影响。

如果聚合口的对端设备是堆叠设备并且堆叠设备上联不同的服务器，流量震荡将会造成用户迁移。

如果对端设备属于非对称部署，流量重新分配将导致对端设备认为这是一条新的流，需要重新进行地址学习，导致TCP断开，服务器丢失了用户信息，会引起用户断网。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种通过聚合口转发报文的方法，包括：

创建包含n个有效成员链路的聚合口，为所述聚合口分配唯一标识，其中n为大于等于1的正整数；

获取第一类型报文，根据所述第一类型报文中的特征值确定与所述第一类型报文对应的密钥；

根据所述唯一标识和所述密钥生成报文特征标识；

根据所述报文特征标识匹配预先配置的包含与所述聚合口中的有效成员链路一一对应的出口链路索引的出口链路表；

根据匹配结果转发所述第一类型报文。

可选的，所述方法还包括：

当所述聚合口包含的有效成员链路的数量减少时，删除所述出口链路表中与所述减少的有效成员链路对应的包含出口链路索引的表项。

可选的，所述方法还包括：

当所述聚合口包含的有效成员链路的数量增加时，添加所述出口链路表中与所述增加的有效成员链路对应的包含出口链路索引的表项。

可选的，所述根据匹配结果转发所述第一类型报文的步骤包括：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引匹配时，根据所述匹配的出口链路索引确定与所述出口链路索引对应的第一成员链路，从所述第一成员链路发送所述第一类型报文。

可选的，所述根据匹配结果转发所述第一类型报文的步骤包括：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引不匹配时，根据所述密钥和所述有效成员链路的数量计算与所述第一类型报文对应的第二成员链路的出口链路标识，并将所述报文特征标识与所述第二成员链路对应的出口链路标识做为第二成员链路的出口链路索引保存在所述出口链路表中，并从所述第二成员链路发送所述第一报文。

可选的，所述根据匹配结果转发所述第一类型报文的步骤包括：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引不匹配时，从所述新增有效成员链路中选择第三成员链路，并将所述报文特征标识与所述第三成员链路对应的出口链路标识做为第三成员链路的出口链路索引保存在所述出口链路表中，并从所述第三成员链路发送所述第一报文。

本发明实施例还提供一种通过聚合口转发报文的装置，包括：

创建模块，用于创建包含n个有效成员链路的聚合口，为所述聚合口分配唯一标识，其中n为大于等于1的正整数；

获取模块，用于获取第一类型报文，根据所述第一类型报文中的特征值确定与所述第一类型报文对应的密钥；

生成模块，用于根据所述唯一标识和所述密钥生成报文特征标识；

匹配模块，用于根据所述报文特征标识匹配预先配置的包含与所述聚合口中的有效成员链路一一对应的出口链路索引的出口链路表；

转发模块，用于根据匹配结果转发所述第一类型报文。

可选的，该装置还包括：

删除模块，用于当所述聚合口包含的有效成员链路的数量减少时，删除所述出口链路表中与所述减少的有效成员链路对应的包含出口链路索引的表项。

可选的，该装置还包括：

增加模块，用于当所述聚合口包含的有效成员链路的数量增加时，添加所述出口链路表中与所述增加的有效成员链路对应的包含出口链路索引的表项。

可选的，所述转发模块具体用于：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引匹配时，根据所述匹配的出口链路索引确定与所述出口链路索引对应的第一成员链路，从所述第一成员链路发送所述第一类型报文。

可选的，所述转发模块具体用于：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引不匹配时，根据所述密钥和所述有效成员链路的数量计算与所述第一类型报文对应的第二成员链路的出口链路标识，并将所述报文特征标识与所述第二成员链路对应的出口链路标识做为第二成员链路的出口链路索引保存在所述出口链路表中，并从所述第二成员链路发送所述第一报文。

可选的，所述转发模块具体用于：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引不匹配时，从所述新增有效成员链路中选择第三成员链路，并将所述报文特征标识与所述第三成员链路对应的出口链路标识做为第三成员链路的出口链路索引保存在所述出口链路表中，并从所述第三成员链路发送所述第一报文。

本发明实施例的有益效果在于：通过创建包含n个有效成员链路的聚合口，为所述聚合口分配唯一标识，其中n为大于等于1的正整数；获取第一类型报文，根据所述第一类型报文中的特征值确定与所述第一类型报文对应的密钥；根据所述唯一标识和所述密钥生成报文特征标识；根据所述报文特征标识匹配预先配置的包含与所述聚合口中的有效成员链路一一对应的出口链路索引的出口链路表；根据匹配结果转发所述第一类型报文。解决了在聚合口成员链路变动时，未变动成员链路上的流量保持稳定，只有退出或新增链路的流量被重新分配，避免出现聚合口流量在成员链接间震荡的问题，可以对报文特征更加有效的利用，保证链路冗余的同时，还可保证流量的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为现有技术的一种聚合口链路流量分担示意图；

图2为现有技术的一种聚合口链路流量分担示意图；

图3为本发明实施例提供的一种方法流程图；

图4为本发明实施例提供的一种方法流程图；

图5为本发明实施例提供的一种方法流程图；

图6为本发明实施例提供的一种装置结构图；

图7为本发明实施例提供的一种装置结构图；

图8为本发明实施例提供的一种装置结构图；

图9为本发明实施例提供的一种系统状态图。

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作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。

本发明一实施例提供一种通过聚合口转发报文的方法，包括以下步骤：

S101，创建包含n个有效成员链路的聚合口，为所述聚合口分配唯一标识，其中n为大于等于1的正整数；

其中，在一个设备中可能包含多个不同的聚合口，这里为不同的聚合口分配唯一的标识。

S103，获取第一类型报文，根据所述第一类型报文中的特征值确定与所述第一类型报文对应的密钥；

其中，第一类型报文可以为具有相同特征值的归属于同一类型的报文，例如，源IP地址相同的报文、目的IP地址相同的报文、源端口号相同的报文或者目的端口号相同的报文。当然，也可以是报文经过应用识别后，具有相同应用识别特征的报文，比如MPEG(MovingPicture Experts Group，动态图像专家组)流媒体报文、FTP(File Transfer Protocol文件传输协议)报文。

可选的，获得报文中的特征值后，可以对该特征值进行哈希Hash计算，得到与该报文对应的密钥。

S105，根据所述唯一标识和所述密钥生成报文特征标识；

S107，根据所述报文特征标识匹配预先配置的包含与所述聚合口中的有效成员链路一一对应的出口链路索引的出口链路表；

可选的，出口链路表有老化机制。当某一索引的表项，长时间没有命中时，将该表项的Hit位置0。老化时间到时，遍历所有表项，将Hit位为0的表项删除。

S109，根据匹配结果转发所述第一类型报文。

可选的，所述方法还包括：

S111，当所述聚合口包含的有效成员链路的数量减少时，删除所述出口链路表中与所述减少的有效成员链路对应的包含出口链路索引的表项。

可选的，所述方法还包括：

S113，当所述聚合口包含的有效成员链路的数量增加时，添加所述出口链路表中与所述增加的有效成员链路对应的包含出口链路索引的表项。

可选的，步骤S109包括：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引匹配时，根据所述匹配的出口链路索引确定与所述出口链路索引对应的第一成员链路，从所述第一成员链路发送所述第一类型报文。

可选的，步骤S109包括：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引不匹配时，根据所述密钥和所述有效成员链路的数量计算与所述第一类型报文对应的第二成员链路的出口链路标识，并将所述报文特征标识与所述第二成员链路对应的出口链路标识做为第二成员链路的出口链路索引保存在所述出口链路表中，并从所述第二成员链路发送所述第一报文。

可选的，步骤S109包括：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引不匹配时，从所述新增有效成员链路中选择第三成员链路，并将所述报文特征标识与所述第三成员链路对应的出口链路标识做为第三成员链路的出口链路索引保存在所述出口链路表中，并从所述第三成员链路发送所述第一报文。

该实施例解决了在聚合口成员链路变动时，未变动成员链路上的流量保持稳定，只有退出或新增链路的流量被重新分配，避免出现聚合口流量在成员链接间震荡的问题，可以对报文特征更加有效的利用，保证链路冗余的同时，还可保证流量的稳定性。

本发明实施例还提供一种通过聚合口转发报文的装置，包括：

创建模块201，用于创建包含n个有效成员链路的聚合口，为所述聚合口分配唯一标识，其中n为大于等于1的正整数；

获取模块203，用于获取第一类型报文，根据所述第一类型报文中的特征值确定与所述第一类型报文对应的密钥；

生成模块205，用于根据所述唯一标识和所述密钥生成报文特征标识；

匹配模块207，用于根据所述报文特征标识匹配预先配置的包含与所述聚合口中的有效成员链路一一对应的出口链路索引的出口链路表；

转发模块209，用于根据匹配结果转发所述第一类型报文。

可选的，该装置还包括：

删除模块211，用于当所述聚合口包含的有效成员链路的数量减少时，删除所述出口链路表中与所述减少的有效成员链路对应的包含出口链路索引的表项。

可选的，该装置还包括：

增加模块213，用于当所述聚合口包含的有效成员链路的数量增加时，添加所述出口链路表中与所述增加的有效成员链路对应的包含出口链路索引的表项。

可选的，所述转发模块209具体用于：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引匹配时，根据所述匹配的出口链路索引确定与所述出口链路索引对应的第一成员链路，从所述第一成员链路发送所述第一类型报文。

可选的，所述转发模块209具体用于：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引不匹配时，根据所述密钥和所述有效成员链路的数量计算与所述第一类型报文对应的第二成员链路的出口链路标识，并将所述报文特征标识与所述第二成员链路对应的出口链路标识做为第二成员链路的出口链路索引保存在所述出口链路表中，并从所述第二成员链路发送所述第一报文。

可选的，所述转发模块209具体用于：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引不匹配时，从所述新增有效成员链路中选择第三成员链路，并将所述报文特征标识与所述第三成员链路对应的出口链路标识做为第三成员链路的出口链路索引保存在所述出口链路表中，并从所述第三成员链路发送所述第一报文。

该实施例的有益效果在于：通过创建包含n个有效成员链路的聚合口，为所述聚合口分配唯一标识，其中n为大于等于1的正整数；获取第一类型报文，根据所述第一类型报文中的特征值确定与所述第一类型报文对应的密钥；根据所述唯一标识和所述密钥生成报文特征标识；根据所述报文特征标识匹配预先配置的包含与所述聚合口中的有效成员链路一一对应的出口链路索引的出口链路表；根据匹配结果转发所述第一类型报文。解决了在聚合口成员链路变动时，未变动成员链路上的流量保持稳定，只有退出或新增链路的流量被重新分配，避免出现聚合口流量在成员链接间震荡的问题，可以对报文特征更加有效的利用，保证链路冗余的同时，还可保证流量的稳定性。

下面再结合具体应用场景，说明本发明实施例的具体操作过程。

场景一：成员链路断开时的处理流程

聚合口拥有唯一标识：ap-label-id，聚合口包含三个有效成员链路：成员链路A、B、C，则出口链路表中包含三条记录，每条记录都包含一个命中标识，“1”标识该记录被命中，系统的初始化状态图如图9所示。报文1,4,7为同一类型报文，对该同一类型报文的特征值进行哈希Hash计算，得到与该同一类型报文对应的密钥Hash key(1)，则报文特征标识为：ap-label-id+Hash key(1)，出口为成员链路A，命中标识为1，报文2,5,8为同一类型报文，对该同一类型报文的特征值进行哈希Hash计算，得到与该同一类型报文对应的密钥Hash key(2)，则报文特征标识为：ap-label-id+Hash key(2)，出口为成员链路B，命中标识为1，报文3,6,9为同一类型报文，对该同一类型报文的特征值进行哈希Hash计算，得到与该同一类型报文对应的密钥Hash key(3)，则报文特征标识为：ap-label-id+Hash key(3)，出口为成员链路C，命中标识为1。

由于成员链路C断开，需要更新出口链路表，成员链路C这条表项被删除。

分析报文1,4,7,2,5,8的情况，由于这些报文在处理时，会先查找出口链路表，而此时报文特征标识ap-label-id+hash key(1)和ap-label-id+hash key(2)都还在并生效，因此报文出口使用出口链路表中的成员链路索引，对应分别是成员链路A和成员链路B。也就是说报文1,4,7,2,5,8的负载分担出口链路不变。

分析报文3,6,9的情况。由于这些报文的报文特征标识ap-label-id+hash key(3)在出口链路表中没查到。因此走正常的哈希算法流程。新算法在进行求余计算时，是以当前有效成员链路数(这时只剩下成员链路A、B)进行计算，将得到成员链路A或成员链路B，其中报文3和9计算对应成员链路A，报文6计算对应成员链路B。因此，报文3和9，重新分配到成员链路A，报文6重新分配到成员链路B。

场景二：成员链路增加时的处理流程

系统的初始化状态图如图9所示，新增成员链路D，下面分析报文1～9，在聚合口负载分担的情况。

由于这些报文1～9在处理时，会先查找出口链路表，而此时ap-label-id+hashkey(1)，ap-label-id+hash key(2)和ap-label-id+hash key(3)都还在并生效，因此报文出口使用出口链路表中的成员链路索引，出口为成员链路A，成员链路B，成员链路C的所有流量都不发生变化。

此时，考虑新增报文10～12的情况。

报文10，根据报文特征计算得到密钥，根据报文特征标识在出口链路表查找，匹配到了成员链路B。报文11，根据报文特征计算得到密钥，根据报文特征标识在出口链路表查找，匹配到了成员链路C。报文12，根据报文特征计算得到密钥hash key(4)，根据新的报文特征标识ap-label-id+hash key(4)在出口链路表查找，没查到对应的表项，将进行求余计算，得到出口索引为成员链路D。报文从成员链路D转发。需要在出口链路表中，新增ap-label-id+hash key(4)为索引，内容为成员链路D的表项。根据hash key(4)和所述有效成员链路的数量4计算与报文12对应的成员链路D的出口链路标识，并将所述报文特征标识ap-label-id+hash key(4)与所述成员链路D对应的出口链路标识做为成员链路D的出口链路索引保存在所述出口链路表中。

可选的，在新增报文12时，可以优先选择新增的成员链路D，这样可以更加有效的利用成员链路D的带宽。即，当所述报文特征标识ap-label-id+hash key(4)与所述出口链路索引不匹配时，从所述新增有效成员链路中选择成员链路D，并将所述报文特征标识与所述成员链路D对应的出口链路标识做为成员链路D的出口链路索引保存在所述出口链路表中，并从所述成员链路D发送所述第一报文。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种通过聚合口转发报文的方法，其特征在于，包括：

创建包含n个有效成员链路的聚合口，为所述聚合口分配唯一标识，其中n为大于等于1的正整数；

获取第一类型报文，根据所述第一类型报文中的特征值确定与所述第一类型报文对应的密钥；

根据所述唯一标识和所述密钥生成报文特征标识；

根据所述报文特征标识匹配预先配置的包含与所述聚合口中的有效成员链路一一对应的出口链路索引的出口链路表；

根据匹配结果转发所述第一类型报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述聚合口包含的有效成员链路的数量减少时，删除所述出口链路表中与所述减少的有效成员链路对应的包含出口链路索引的表项。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述聚合口包含的有效成员链路的数量增加时，添加所述出口链路表中与所述增加的有效成员链路对应的包含出口链路索引的表项。

4.如权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据匹配结果转发所述第一类型报文的步骤包括：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引匹配时，根据所述匹配的出口链路索引确定与所述出口链路索引对应的第一成员链路，从所述第一成员链路发送所述第一类型报文。

5.如权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据匹配结果转发所述第一类型报文的步骤包括：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引不匹配时，根据所述密钥和所述有效成员链路的数量计算与所述第一类型报文对应的第二成员链路的出口链路标识，并将所述报文特征标识与所述第二成员链路对应的出口链路标识做为第二成员链路的出口链路索引保存在所述出口链路表中，并从所述第二成员链路发送所述第一类型报文。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据匹配结果转发所述第一类型报文的步骤包括：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引不匹配时，从所述增加的有效成员链路中选择第三成员链路，并将所述报文特征标识与所述第三成员链路对应的出口链路标识做为第三成员链路的出口链路索引保存在所述出口链路表中，并从所述第三成员链路发送所述第一类型报文。

7.一种通过聚合口转发报文的装置，其特征在于，包括：

创建模块，用于创建包含n个有效成员链路的聚合口，为所述聚合口分配唯一标识，其中n为大于等于1的正整数；

获取模块，用于获取第一类型报文，根据所述第一类型报文中的特征值确定与所述第一类型报文对应的密钥；

生成模块，用于根据所述唯一标识和所述密钥生成报文特征标识；

匹配模块，用于根据所述报文特征标识匹配预先配置的包含与所述聚合口中的有效成员链路一一对应的出口链路索引的出口链路表；

转发模块，用于根据匹配结果转发所述第一类型报文。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

删除模块，用于当所述聚合口包含的有效成员链路的数量减少时，删除所述出口链路表中与所述减少的有效成员链路对应的包含出口链路索引的表项。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

增加模块，用于当所述聚合口包含的有效成员链路的数量增加时，添加所述出口链路表中与所述增加的有效成员链路对应的包含出口链路索引的表项。

10.如权利要求7-9任意一项所述的装置，其特征在于，所述转发模块具体用于：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引匹配时，根据所述匹配的出口链路索引确定与所述出口链路索引对应的第一成员链路，从所述第一成员链路发送所述第一类型报文。

11.如权利要求7-9任意一项所述的装置，其特征在于，所述转发模块具体用于：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引不匹配时，根据所述密钥和所述有效成员链路的数量计算与所述第一类型报文对应的第二成员链路的出口链路标识，并将所述报文特征标识与所述第二成员链路对应的出口链路标识做为第二成员链路的出口链路索引保存在所述出口链路表中，并从所述第二成员链路发送所述第一类型报文。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转发模块具体用于：

当所述报文特征标识与所述出口链路索引不匹配时，从所述增加的有效成员链路中选择第三成员链路，并将所述报文特征标识与所述第三成员链路对应的出口链路标识做为第三成员链路的出口链路索引保存在所述出口链路表中，并从所述第三成员链路发送所述第一类型报文。