CN106572009A - 一种多运营商链路环境下报文转发方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种多运营商链路环境下报文转发方法，包括：接收用户发送的第一报文，判断所述第一报文是否为DNS请求报文，当所述第一报文不为DNS请求报文时，根据预先设置的运营商路由表转发所述第一报文，当所述第一报文为DNS请求报文时，判断所述用户的标识是否在预先保存的用户缓存路由表中，当所述用户的标识不在所述用户缓存路由表中时，根据预先设置的端口负载均衡策略发送所述第一报文，当所述用户的标识在所述用户缓存路由表中时，根据所述用户缓存路由表发送所述第一报文。本发明实施例还提供一种多运营商链路环境下报文转发装置。针对多运营商多链路环境，实现高效负载均衡逻辑，业务延迟小，带宽利用率高，不影响业务访问。

Description

一种多运营商链路环境下报文转发方法和装置

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，尤其是一种多运营商链路环境下报文转发方法和装置。

背景技术

在现有的上网访问Internet网络资源过程中，如图1所示，多运营商链路网络环境是比较常见的，用户可以选择通过中国电信、中国移动、中国联通等运营商提供的链路接入因特网，在该环境中，会存在以下几个问题：

一、跨运营商网络延迟的问题是普遍现象，除了因为跨运营商访问的时候数据需要经过更多节点，还因为运营商之间网络带宽不足，会出现瓶颈，出现延迟丢包等不稳定现象。

域名注册也是分运营商的，同一个内容提供商可以在所有运营商注册IP，也可以只在单个运营商注册IP，并发布到其他运营商。访问采用后者形式注册的域名，就可能出现跨运营商访问。极端情况，甚至会出现无法访问情况。

二、多会话业务(同一个应用不止一个会话)往往会因为安全问题检查源IP地址，如果是采用不同源IP地址进行访问，会被认为是异常访问。这种逻辑很常见，比如网络游戏，网银等多会话业务。

三、在多运营商链路网络环境中，还广泛采用了负载均衡技术，负载均衡可以分为四种类型：按照源IP地址均衡，按照目的IP地址均衡，按照会话均衡，按照业务负载。

按照源IP地址均衡，一个用户所有IP地址都会通过一条路由发出，这样就会有跨运营商访问问题。

按照目的IP地址均衡，相同目的IP地址走向同一个路由出口，这样多业务会话可能出现异常，也有可能业务负载不均匀，因为流量中大部分应用都来自几个视频服务器，流量很难均衡到所有链路。

按照会话均衡同样可能会出现多会话业务异常，还会出现跨运营商访问的问题，访问效果大打折扣。

按照业务负载可以实现相对比较可预计的负载效果，但是因为业务识别带来的开销也会很大，整体效率会存在性能瓶颈。而且业务扩展很快，需要不断更新业务识别能力，适应应用变化，还需要周期性更新负载逻辑，维护工作量也不小。

综上所述，现有技术中还没有比较完善的解决跨运营商链路访问，保障多会话业务工作正常的技术方案。

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：

一种多运营商链路环境下报文转发方法，接收用户发送的第一报文，判断所述第一报文是否为DNS请求报文，当所述第一报文不为DNS请求报文时，根据预先设置的运营商路由表转发所述第一报文，当所述第一报文为DNS请求报文时，判断所述用户的标识是否在预先保存的用户缓存路由表中，当所述用户的标识不在所述用户缓存路由表中时，根据预先设置的端口负载均衡策略发送所述第一报文，当所述用户的标识在所述用户缓存路由表中时，根据所述用户缓存路由表发送所述第一报文。

可选的，所述根据预先设置的运营商路由表转发所述第一报文的步骤包括：

根据所述第一报文的目的地址确定与所述目的地址对应的运营商链路，当所述对应的运营商链路有多条时，根据所述运营商链路对应的剩余带宽信息确定最终的运营商链路，根据所述最终的运营商链路中确定的路由信息转发所述第一报文。

可选的，所述根据预先设置的端口负载均衡策略发送所述第一报文的步骤具体包括：

设置周期T，在周期T开始时，获取各个端口当前剩余带宽，对所述剩余带宽从大到小进行排序，选择最大剩余带宽所对应的第一端口，通过所述第一端口对应的运营商链路发送所述第一报文，将所述用户的标识和所述第一端口对应的运营商链路信息添加到所述用户缓存路由表中。

可选的，所述方法还包括：

在周期T内，每接入一个新用户，则用所述第一端口的最大剩余带宽扣除所述新用户在所述第一端口上对应的预估流量值，随着新用户的不断接入，当第一端口的最大剩余带宽递减下降到与所述排序中其他端口的剩余带宽相等时，在该递减后的最大剩余带宽对应的包含所述第一端口和所述排序中递减遍历的其他端口在内的所有端口分别对应的链路中平均分配新接入的用户流量，在所述周期T结束时，更新所述各个端口当前剩余带宽。

可选的，所述通过所述第一端口对应的运营商链路发送所述第一报文的步骤具体包括：

通过所述第一端口将所述第一报文发送到内部DNS服务器，以便所述内部DNS服务器根据所述第一端口与运营商链路的对应关系确定与所述运营商链路对应的外部DNS服务器地址，并根据所述外部DNS服务器地址发送所述第一报文。

本发明实施例的另一方面还提供一种多运营商链路环境下报文转发装置，包括：

接收模块，用于接收用户发送的第一报文，

第一判断模块，用于判断所述第一报文是否为DNS请求报文，

第一转发模块，用于当所述第一报文不为DNS请求报文时，根据预先设置的运营商路由表转发所述第一报文，

第二判断模块，用于当所述第一报文为DNS请求报文时，判断所述用户的标识是否在预先保存的用户缓存路由表中，

第二转发模块，用于当所述用户的标识不在所述用户缓存路由表中时，根据预先设置的端口负载均衡策略发送所述第一报文，

第三转发模块，用于当所述用户的标识在所述用户缓存路由表中时，根据所述用户缓存路由表发送所述第一报文。

可选的，所述第一转发模块具体用于：

当所述第一报文不为DNS请求报文时，根据所述第一报文的目的地址确定与所述目的地址对应的运营商链路，当所述对应的运营商链路有多条时，根据所述运营商链路对应的剩余带宽信息确定最终的运营商链路，根据所述最终的运营商链路中确定的路由信息转发所述第一报文。

可选的，所述第二转发模块具体包括，

链路选择单元，用于设置周期T，在周期T开始时，获取各个端口当前剩余带宽，对所述剩余带宽从大到小进行排序，选择最大剩余带宽所对应的第一端口，

转发单元，用于通过所述第一端口对应的运营商链路发送所述第一报文，添加单元，用于将所述用户的标识和所述第一端口对应的运营商链路信息添加到所述用户缓存路由表中。

可选的，所述链路选择单元还用于，在周期T内，每接入一个新用户，则用所述第一端口的最大剩余带宽扣除所述新用户在所述第一端口上对应的预估流量值，

所述转发单元，还用于随着新用户的不断接入，当第一端口的最大剩余带宽递减下降到与所述排序中其他端口的剩余带宽相等时，在该递减后的最大剩余带宽对应的包含所述第一端口和所述排序中递减遍历的其他端口在内的所有端口分别对应的链路中平均分配新接入的用户流量，

所述链路选择单元，还用于在所述周期T结束时，更新所述各个端口当前剩余带宽。

可选的，所述转发单元具体用于，

通过所述第一端口将所述第一报文发送到内部DNS服务器，以便所述内部DNS服务器根据所述第一端口与运营商链路的对应关系确定与所述运营商链路对应的外部DNS服务器地址，并根据所述外部DNS服务器地址发送所述第一报文。

本发明实施例的有益效果在于：通过一种多运营商链路环境下报文转发方法，接收用户发送的第一报文，判断所述第一报文是否为DNS请求报文，当所述第一报文不为DNS请求报文时，根据预先设置的运营商路由表转发所述第一报文，当所述第一报文为DNS请求报文时，判断所述用户的标识是否在预先保存的用户缓存路由表中，当所述用户的标识不在所述用户缓存路由表中时，根据预先设置的端口负载均衡策略发送所述第一报文，当所述用户的标识在所述用户缓存路由表中时，根据所述用户缓存路由表发送所述第一报文。这样，针对多运营商多链路环境，实现高效的负载均衡逻辑，业务延迟小，带宽利用率高，不影响业务访问。

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为现有技术的一种系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种方法流程图；

图3为本发明实施例提供的一种装置结构图；

图4为本发明实施例提供的一种装置结构图。

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多运营商链路环境下报文转发方法，如图2所示，包括以下步骤：

S101，接收用户发送的第一报文，

S103，判断所述第一报文是否为DNS(Domain Name System，域名系统)请求报文，

S105，当所述第一报文不为DNS请求报文时，根据预先设置的运营商路由表转发所述第一报文，

S107，当所述第一报文为DNS请求报文时，判断所述用户的标识是否在预先保存的用户缓存路由表中，

S109，当所述用户的标识不在所述用户缓存路由表中时，根据预先设置的端口负载均衡策略发送所述第一报文，

S111，当所述用户的标识在所述用户缓存路由表中时，根据所述用户缓存路由表发送所述第一报文。

本发明实施例的有益效果在于，针对多运营商多链路环境，实现高效的负载均衡逻辑，业务延迟小，带宽利用率高，不影响业务访问。

可选的，所述根据预先设置的运营商路由表转发所述第一报文的步骤包括：

根据所述第一报文的目的地址确定与所述目的地址对应的运营商链路，当所述对应的运营商链路有多条时，根据所述运营商链路对应的剩余带宽信息确定最终的运营商链路，根据所述最终的运营商链路中确定的路由信息转发所述第一报文。

可选的，所述根据预先设置的端口负载均衡策略发送所述第一报文的步骤具体包括：

设置周期T，在周期T开始时，获取各个端口当前剩余带宽，对所述剩余带宽从大到小进行排序，选择最大剩余带宽所对应的第一端口，通过所述第一端口对应的运营商链路发送所述第一报文，将所述用户的标识和所述第一端口对应的运营商链路信息添加到所述用户缓存路由表中。

可选的，所述方法还包括：

在周期T内，每接入一个新用户，则用所述第一端口的最大剩余带宽扣除所述新用户在所述第一端口上对应的预估流量值，随着新用户的不断接入，当第一端口的最大剩余带宽递减下降到与所述排序中其他端口的剩余带宽相等时，在该递减后的最大剩余带宽对应的包含所述第一端口和所述排序中递减遍历的其他端口在内的所有端口分别对应的链路中平均分配新接入的用户流量，在所述周期T结束时，更新所述各个端口当前剩余带宽。

例如，环境中有两个端口，分别对应带宽为500m的电信链路以及带宽为500m的联通链路，电信端口当前流量250m，联通端口当前流量200m，那么当前联通端口剩余带宽300m，电信端口剩余带宽250m，因为联通端口的剩余带宽最大，那么当前用户会被分配到联通链路。假定当前环境中用户在联通端口上对应的预估流量值用用户平均带宽来表示，用户平均带宽是1m，那么每分配一个用户到联通链路，联通端口剩余带宽减1m，那么在下一次带宽采样周期到来前的采样周期T开始后，有50个用户被分配到联通链路后，联通端口剩余带宽从300m变成250m，那么当前联通端口剩余带宽等于电信端口剩余带宽250m，采样周期T结束前，新接入的用户，将会有50％的比率分配到电信链路。如果采样周期T为10秒，10秒内新接入100个用户，本实施例中，这10秒内的前5秒有50个用户被分配到联通链路，而后5秒有25个用户被分配到联通链路，同时会有25个用户被分配到电信链路，最终，将会有75个用户被分配到联通链路，25个用户被分配到电信链路。而10秒后将更新所述电信端口和联通端口当前剩余带宽后进入下一次带宽采样周期。

再例如，如果有三个运营商，电信、联通、移动，在周期T内，开始时，最大剩余带宽300m只对应第一端口对应的电信链路，第二端口剩余带宽250m对应联通链路，第三端口剩余带宽200m对应移动链路，按剩余带宽从大到小排序，就是电信链路、联通链路和移动链路，每接入一个新用户，则用所述第一端口的最大剩余带宽300m扣除所述新用户在所述第一端口上对应的预估流量值1m，随着50个新用户的接入，第一端口的最大剩余带宽300m逐渐递减下降到与所述排序中第二端口的剩余带宽250m相等，在该递减后的最大剩余带宽250m对应的端口就是两个端口，即所述第一端口和第二端口，然后就在第一端口和第二端口分别对应的电信链路和联通链路中平均分配新接入的用户流量，然后，又随着50个用户的接入，这时的最大剩余带宽从250m逐渐递减下降到与所述排序中第三端口的剩余带宽200m相等，在该递减后的最大剩余带宽200m对应的端口就是在递减遍历过程中对应的三个端口，即第一端口、第二端口和第三端口，然后就在第一端口、第二端口和第三端口分别对应的电信链路、联通链路和移动链路中平均分配后续新接入的用户流量，在所述周期T结束时，更新所述各个端口当前剩余带宽。

该实施例避免了周期采样带来的时间差问题。假设不这么做，就可能会出现比较极端问题，两条100m的链路，移动链路和电信链路，移动链路带宽剩余90m，电信链路带宽剩余80m，均衡逻辑判断移动链路剩余带宽多，在这个采样周期内所有新用户都会被分配到移动，采样周期越长问题就越极端，会出现每个采样周期内某一条链路负载暴涨，无法达到负载效果。

可选的，所述通过所述第一端口对应的运营商链路发送所述第一报文的步骤具体包括：

通过所述第一端口将所述第一报文发送到内部DNS服务器，以便所述内部DNS服务器根据所述第一端口与运营商链路的对应关系确定与所述运营商链路对应的外部DNS服务器地址，并根据所述外部DNS服务器地址发送所述第一报文。

本发明另一实施例提供一种多运营商链路环境下报文转发装置，如图3所示，包括：

接收模块201，用于接收用户发送的第一报文，

第一判断模块203，用于判断所述第一报文是否为DNS请求报文，

第一转发模块205，用于当所述第一报文不为DNS请求报文时，根据预先设置的运营商路由表转发所述第一报文，

第二判断模块207，用于当所述第一报文为DNS请求报文时，判断所述用户的标识是否在预先保存的用户缓存路由表中，

第二转发模块209，用于当所述用户的标识不在所述用户缓存路由表中时，根据预先设置的端口负载均衡策略发送所述第一报文，

第三转发模块211，用于当所述用户的标识在所述用户缓存路由表中时，根据所述用户缓存路由表发送所述第一报文。

本发明实施例的有益效果在于，针对多运营商多链路环境，实现高效的负载均衡逻辑，业务延迟小，带宽利用率高，不影响业务访问。

可选的，第一转发模块205具体用于：

当所述第一报文不为DNS请求报文时，根据所述第一报文的目的地址确定与所述目的地址对应的运营商链路，当所述对应的运营商链路有多条时，根据所述运营商链路对应的剩余带宽信息确定最终的运营商链路，根据所述最终的运营商链路中确定的路由信息转发所述第一报文。

可选的，如图4所示，第二转发模块209具体包括，

链路选择单元2091，用于设置周期T，在周期T开始时，获取各个端口当前剩余带宽，对所述剩余带宽从大到小进行排序，选择最大剩余带宽所对应的第一端口，

转发单元2093，用于通过所述第一端口对应的运营商链路发送所述第一报文，

添加单元2095，用于将所述用户的标识和所述第一端口对应的运营商链路信息添加到所述用户缓存路由表中。

可选的，

链路选择单元2091还用于，在周期T内，每接入一个新用户，则用所述第一端口的最大剩余带宽扣除所述新用户在所述第一端口上对应的预估流量值，

所述转发单元2093，还用于随着新用户的不断接入，当第一端口的最大剩余带宽递减下降到与所述排序中其他端口的剩余带宽相等时，在该递减后的最大剩余带宽对应的包含所述第一端口和所述排序中递减遍历的其他端口在内的所有端口分别对应的链路中平均分配新接入的用户流量，

链路选择单元2091还用于，在所述周期T结束时，更新所述各个端口当前剩余带宽。

可选的，转发单元2093具体用于，

通过所述第一端口将所述第一报文发送到内部DNS服务器，以便所述内部DNS服务器根据所述第一端口与运营商链路的对应关系确定与所述运营商链路对应的外部DNS服务器地址，并根据所述外部DNS服务器地址发送所述第一报文。

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 (10)

1.一种多运营商链路环境下报文转发方法，其特征在于，包括：

接收用户发送的第一报文，判断所述第一报文是否为DNS请求报文，当所述第一报文不为DNS请求报文时，根据预先设置的运营商路由表转发所述第一报文，当所述第一报文为DNS请求报文时，判断所述用户的标识是否在预先保存的用户缓存路由表中，当所述用户的标识不在所述用户缓存路由表中时，根据预先设置的端口负载均衡策略发送所述第一报文，当所述用户的标识在所述用户缓存路由表中时，根据所述用户缓存路由表发送所述第一报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的运营商路由表转发所述第一报文的步骤包括：

根据所述第一报文的目的地址确定与所述目的地址对应的运营商链路，当所述对应的运营商链路有多条时，根据所述运营商链路对应的剩余带宽信息确定最终的运营商链路，根据所述最终的运营商链路中确定的路由信息转发所述第一报文。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的端口负载均衡策略发送所述第一报文的步骤具体包括：

设置周期T，在周期T开始时，获取各个端口当前剩余带宽，对所述剩余带宽从大到小进行排序，选择最大剩余带宽所对应的第一端口，通过所述第一端口对应的运营商链路发送所述第一报文，将所述用户的标识和所述第一端口对应的运营商链路信息添加到所述用户缓存路由表中。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在周期T内，每接入一个新用户，则用所述第一端口的最大剩余带宽扣除所述新用户在所述第一端口上对应的预估流量值，随着新用户的不断接入，当第一端口的最大剩余带宽递减下降到与所述排序中其他端口的剩余带宽相等时，在该递减后的最大剩余带宽对应的包含所述第一端口和所述排序中递减遍历的其他端口在内的所有端口分别对应的链路中平均分配新接入的用户流量，在所述周期T结束时，更新所述各个端口当前剩余带宽。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过所述第一端口对应的运营商链路发送所述第一报文的步骤具体包括：

通过所述第一端口将所述第一报文发送到内部DNS服务器，以便所述内部DNS服务器根据所述第一端口与运营商链路的对应关系确定与所述运营商链路对应的外部DNS服务器地址，并根据所述外部DNS服务器地址发送所述第一报文。

6.一种多运营商链路环境下报文转发装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收用户发送的第一报文，

第一判断模块，用于判断所述第一报文是否为DNS请求报文，

第一转发模块，用于当所述第一报文不为DNS请求报文时，根据预先设置的运营商路由表转发所述第一报文，

第二判断模块，用于当所述第一报文为DNS请求报文时，判断所述用户的标识是否在预先保存的用户缓存路由表中，

第二转发模块，用于当所述用户的标识不在所述用户缓存路由表中时，根据预先设置的端口负载均衡策略发送所述第一报文，

第三转发模块，用于当所述用户的标识在所述用户缓存路由表中时，根据所述用户缓存路由表发送所述第一报文。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一转发模块具体用于：

当所述第一报文不为DNS请求报文时，根据所述第一报文的目的地址确定与所述目的地址对应的运营商链路，当所述对应的运营商链路有多条时，根据所述运营商链路对应的剩余带宽信息确定最终的运营商链路，根据所述最终的运营商链路中确定的路由信息转发所述第一报文。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二转发模块具体包括，

链路选择单元，用于设置周期T，在周期T开始时，获取各个端口当前剩余带宽，对所述剩余带宽从大到小进行排序，选择最大剩余带宽所对应的第一端口，

转发单元，用于通过所述第一端口对应的运营商链路发送所述第一报文，

添加单元，用于将所述用户的标识和所述第一端口对应的运营商链路信息添加到所述用户缓存路由表中。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述链路选择单元还用于，在周期T内，每接入一个新用户，则用所述第一端口的最大剩余带宽扣除所述新用户在所述第一端口上对应的预估流量值，

所述转发单元，还用于随着新用户的不断接入，当第一端口的最大剩余带宽递减下降到与所述排序中其他端口的剩余带宽相等时，在该递减后的最大剩余带宽对应的包含所述第一端口和所述排序中递减遍历的其他端口在内的所有端口分别对应的链路中平均分配新接入的用户流量，

所述链路选择单元，还用于在所述周期T结束时，更新所述各个端口当前剩余带宽。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述转发单元具体用于，

通过所述第一端口将所述第一报文发送到内部DNS服务器，以便所述内部DNS服务器根据所述第一端口与运营商链路的对应关系确定与所述运营商链路对应的外部DNS服务器地址，并根据所述外部DNS服务器地址发送所述第一报文。