CN108259330B - 报文转发方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了报文转发方法和装置。本申请中，当环形堆叠系统中成员设备至对端成员设备的最短路径为两条跳数相等的路径时，若成员设备向对端成员设备转发已知单播报文，则成员设备是依据已知单播报文的报文特征从上述两条跳数相等的路径中选择一条路径，而依据已知单播报文的报文特征从上述两条跳数相等的路径中选择一条路径，则会出现依据不同已知单播报文的报文特征选择的路径不同，防止了只通过一条固定的路径转发所有已知单播报文，实现了两条跳数相等的路径的已知单播报文转发负载分担。

Description

报文转发方法和装置

技术领域

本申请涉及网络通信技术，特别涉及报文转发方法和装置。

背景技术

堆叠的核心思想是将多台设备连接在一起，进行必要的配置后，虚拟化成一台设备，该设备也称堆叠系统。使用这种虚拟化技术可以集合多台设备的硬件资源和软件处理能力，实现多台设备的协同工作、统一管理和不间断维护。

堆叠系统中每台设备都称为成员设备(Slot)，都有唯一设备标识。成员设备按照功能不同，分为两种角色：

主用设备，简称主设备，负责管理和控制整个堆叠系统。

从属设备，简称从设备，负责处理业务、转发报文，并作为主设备的备份设备运行。

当主设备故障时，堆叠系统中各正常运行的从设备会自动从所有从设备中选举一个作为新的主设备，接替原主设备工作。

主设备和从设备均由角色选举产生。一个堆叠系统中同时只能存在一台主设备，其它成员设备都是从设备。

发明内容

本申请提供了报文转发方法和装置，以在环形堆叠系统中成员设备至对端成员设备的最短路径为两条跳数相等的路径时实现该两条跳数相等的路径的负载分担。

本申请提供的技术方案包括：

一种报文转发方法，该方法应用于环形堆叠系统中的成员设备，所述成员设备本地设有用于堆叠连接的第一堆叠口、第二堆叠口，该方法包括：

当依据收集的所述环形堆叠系统的网络拓扑计算出从本成员设备至非相邻的对端成员设备的最短路径为两条跳数相等的路径时，生成用于指示从本成员设备向所述对端成员设备转发报文的转发表项，所述转发表项的出端口为第三堆叠口，所述第三堆叠口包含本第一堆叠口、第二堆叠口的成员端口；

当向所述对端成员设备转发已知单播报文时，依据所述已知单播报文的报文特征从所述转发表项的出堆叠口包含的所有成员端口中选择一个成员端口，通过选择的成员端口转发所述单播已知报文。

一种报文转发装置，该装置应用于环形堆叠系统中的成员设备，所述成员设备本地设有用于堆叠连接的第一堆叠口、第二堆叠口，该装置包括：

表项单元，用于当依据收集的所述环形堆叠系统的网络拓扑计算出从本成员设备至非相邻的对端成员设备的最短路径为两条跳数相等的路径时，生成用于指示从本成员设备向所述对端成员设备转发报文的转发表项，所述转发表项的出端口为第三堆叠口，所述第三堆叠口包含本第一堆叠口、第二堆叠口的成员端口；

转发单元，用于当向所述对端成员设备转发已知单播报文时，依据所述已知单播报文的报文特征从所述转发表项的出堆叠口包含的所有成员端口中选择一个成员端口，通过选择的成员端口转发所述单播已知报文。

由以上技术方案可以看出，本申请中，当环形堆叠系统中成员设备至对端成员设备的最短路径为两条跳数相等的路径时，若成员设备向对端成员设备转发已知单播报文，则成员设备是依据已知单播报文的报文特征从上述两条跳数相等的路径中选择一条路径，而依据已知单播报文的报文特征从上述两条跳数相等的路径中选择一条路径，则会出现依据不同已知单播报文的报文特征选择的路径不同，防止了只通过一条固定的路径转发所有已知单播报文，实现了两条跳数相等的路径的已知单播报文转发负载分担。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为环形堆叠系统结构示意图；

图2为本申请提供的方法流程图；

图3为本申请提供的环形堆叠系统示意图；

图4为本申请提供的装置结构示意图。

具体实施方式

在环形堆叠系统中，当成员设备数量大于2且为偶数时，环形堆叠系统中每一个成员设备都有一个对应的关联设备，成员设备与其关联设备满足以下条件：成员设备至其对应的关联设备的路径为两条跳数相等的最短路径。

如图1所示的环形堆叠系统，存在4个成员设备(Slot)，其中，Slot1至Slot3存在两条最短路径：

路径1，Slot1->Slot2->Slot3，路径1包含两跳；

路径2，Slot1->Slot4->Slot3，路径2包含两跳；

也即，Slot1至Slot3存在两条跳数相等的最短路径。

针对这种情况，则当Slot1向Slot3转发已知单播报文时，需要从上述两条跳数相等的最短路径中选择一条路径，以保证唯一一个已知单播报文到达Slot3。

至于如何从上述两条跳数相等的最短路径中选择一条固定的路径，常用的方式是：可按照固定的路径选择方式从上述两条跳数相等的最短路径中选择一条固定的路径。该固定的路径选择方式依赖于堆叠口的编号。在描述路径选择方式之前，先描述一下本申请涉及的环形堆叠系统的结构：

在环形堆叠系统中，各成员设备上都设有两个堆叠口：第一堆叠口(记为堆叠口1)和第二堆叠口(记为堆叠口2)。堆叠口1为小堆叠口，堆叠口2为大堆叠口。环形堆叠系统中，各成员设备按照菊花链形结构结构，具体为：一个成员设备的堆叠口1连接相邻成员设备的堆叠口2，一个成员设备的堆叠口2连接另一相邻成员设备的堆叠口1。以图1为例，图1中的Slot1上的堆叠口1连接Slot2上的堆叠口2连接，Slot1上的堆叠口2连接Slot3上的堆叠口1连接，最终实现了环形堆叠系统中各成员设备按照如下方式连接：堆叠口1连接堆叠口2。

基于上面描述的环形堆叠系统的结构，则上述固定的路径选择方式具体为选择小堆叠口所在的路径。如图1所示，Slot1至Slot3的两条跳数相等的最短路径中，小堆叠口(堆叠口1)在路径1，则Slot1就固定选择路径1(Slot1->Slot2->Slot3)转发所有的已知单播报文至Slot3。

但是，按照固定的路径方式选择路径就会导致上述两条跳数相等的最短路径中只有一条路径始终处于已知单播报文转发状态，而另一条路径始终处于空闲状态，比如图1所示Slot1就会始终沿着上述路径1(Slot1->Slot2->Slot3)转发已知单播报文至Slot3，而上述的路径2(Slot1->Slot4->Slot3)始终处于空闲状态，不能达到两条跳数相等的最短路径进行已知单播报文转发分担。

为了解决上述问题，本申请提供了如图2所示的方法。在描述图2所示的流程之前，先对本申请涉及的环形堆叠系统进行补充说明：

为了解决上述问题，在本申请中，需要对现有环形堆叠系统进行如下改进：环形堆叠系统中各成员设备增加一个第三堆叠口(记为堆叠口3)。

其中，成员设备增加的堆叠口3并不影响成员设备已有的堆叠口1、堆叠口2。环形堆叠系统中各成员设备仍然是按照堆叠口1连接堆叠口2的方式连接。

在本申请中，成员设备增加的堆叠口3包含成员设备上已有的堆叠口1、堆叠口2的所有成员端口。图3中的椭圆虚线示出了Slot301上的堆叠口3，其他Slot类似。

基于如上描述，则如图2所示，该流程可包括以下步骤：

步骤201，环形堆叠系统中成员设备依据收集的环形堆叠系统的网络拓扑计算出从本成员设备至非相邻的对端成员设备的最短路径为两条跳数相等的路径时，生成从本成员设备至对端成员设备的转发表项。

作为一个实施例，本步骤201中生成的转发表项的出端口为堆叠口3，堆叠口3包含本成员设备上堆叠口1、堆叠口2的所有成员端口。

步骤202，环形堆叠系统中成员设备向上述对端成员设备转发已知单播报文时，依据所述已知单播报文的报文特征从所述转发表项的出堆叠口包含的所有成员端口中选择一个成员端口，通过选择的成员端口转发单播已知报文。

作为一个实施例，在本申请中，步骤202中依据已知单播报文的报文特征从转发表项的出端口包含的所有成员端口中选择一个成员端口包括：

对已知单播报文的报文特征进行哈希(HASH)运算；

从转发表项的出端口即堆叠口3包含的所有成员端口中选择编号与HASH运算结果对应的成员端口。

在一个例子中，已知单播报文的报文特征可为已知单播报文的五元组中的至少一个参数，或者为其他参数，本申请并不具体限定。

至此，完成图2所示的流程。

从图2所示流程可以看出，在本申请中，当环形堆叠系统中成员设备至对端成员设备的最短路径为两条跳数相等的路径时，若成员设备向对端成员设备转发已知单播报文，则成员设备是依据已知单播报文的报文特征从上述两条跳数相等的路径中选择一条路径，而依据已知单播报文的报文特征从上述两条跳数相等的路径中选择一条路径，则会出现依据不同已知单播报文的报文特征选择的路径不同，防止了只通过一条固定的路径转发所有已知单播报文，实现了两条跳数相等的路径的已知单播报文转发负载分担。

下面结合图3所示的堆叠结构对图2所示流程进行描述：

在图3所示的环形堆叠系统中存在4个成员设备：Slot301至Slot304。Slot301设有三个堆叠口：堆叠口1、堆叠口2、堆叠口3，其中，Slot301上的堆叠口3包含Slot301上堆叠口1的所有成员端口、以及Slot301上堆叠口2的所有成员端口。Slot2至Slot304的堆叠口类似Slot301，不再赘述。

在图3中，各成员设备按照堆叠口1连接堆叠口2的方式形成环形堆叠系统。如图3所示，Slot301的堆叠口1连接Slot302的堆叠口2，Slot302的堆叠口1连接Slot303的堆叠口2，Slot303的堆叠口1连接Slot304的堆叠口2，Slot304的堆叠口1连接Slot301的堆叠口2，最终形成了如图3所示的环形堆叠系统300。

以Slot301为例，Slot302至Slot304原理类似：

在图3中，Slot301收集环形堆叠系统300的网络拓扑。作为一个实施例，这里Slot301收集网络拓扑的方式类似现有网络拓扑收集方式，不再赘述。

Slot301依据收集的网络拓扑计算出从本Slot301至Slot303的最短路径为两条跳数相等的路径，该两条跳数相等的路径分别为：

路径a：Slot301(Slot301的堆叠口1，包含堆叠口1的所有成员端口)->Slot302->Slot303；

路径b：Slot301(Slot301的堆叠口2，包含堆叠口2的所有成员端口)->Slot304->Slot303；

Slot301基于上述计算出的路径a、路径b，则生成从本Slot301至Slot303的转发表项，转发表项的出端口为Slot301上的堆叠口3，将生成的转发表项保存在本地芯片转发表中。

当Slot301跨设备发送已知单播报文时，以Slot301向Slot303发送已知单播报文为例：

对于已知单播报文1(记为报文1)，Slot301先在本地芯片转发表中查找到用于向Slot303发送报文1的转发表项。

Slot301查找到的转发表项为上述Slot301生成的转发表项，该查找到的转发表项的出端口为堆叠口3。

如上描述，Slot301上的堆叠口3包含Slot301上堆叠口1的所有成员端口、以及Slot301上堆叠口2的所有成员端口，则Slot301依据报文1的报文特征(比如五元组)按照哈希算法从Slot301上堆叠口1的所有成员端口、以及Slot301上堆叠口2的所有成员端口中选择一个成员端口，假如该选择的成员端口为Slot301上堆叠口1的成员端口，则Slot301通过选择的Slot301上堆叠口1的成员端口转发报文1。因为该选择的成员端口为Slot301上堆叠口1的成员端口，Slot301通过选择的Slot301上堆叠口1的成员端口转发报文1，则实质意味着Slot301按照上述路径a转发报文1。

对于已知单播报文2(记为报文2)，Slot301先在本地芯片转发表中查找到用于向Slot303发送报文2的转发表项。

Slot301查找到的转发表项为上述Slot301生成的转发表项，该查找到的转发表项的出端口为堆叠口3。

如上描述，Slot301上的堆叠口3包含Slot301上堆叠口1的所有成员端口、以及Slot301上堆叠口2的所有成员端口，则Slot301依据报文2的报文特征(比如五元组，其与报文1的报文特征不同)按照哈希算法从Slot301上堆叠口1的所有成员端口、以及Slot301上堆叠口2的所有成员端口中选择一个成员端口，假如该选择的成员端口为Slot301上堆叠口2的成员端口，则Slot301通过选择的Slot301上堆叠口2的成员端口转发报文2。因为该选择的成员端口为Slot301上堆叠口2的成员端口，Slot301通过选择的Slot301上堆叠口2的成员端口转发报文2，则实质意味着Slot301按照上述路径b转发报文2。

通过上面描述可以看出，Slot301向Slot303发送不同的已知单播报文时，Slot301并非固定通过一条至Slot303的最短路径转发，而是依据已知单播报文的报文特征按照哈希算法从Slot301上堆叠口1的所有成员端口、以及Slot301上堆叠口2的所有成员端口中选择一个成员端口，这实现了Slot301至Slot303的两条跳数相等的最短路径的负载分担。

至此，完成图3所示实施例的描述。

需要说明的是，本申请中，环形堆叠系统中成员设备去使能本设备针对单播已知报文的源过滤功能，以控制本设备转发的已知单播报文不执行源过滤，以避免与多播源过滤冲突。

至此，完成本申请提供的方法描述，下面对本申请提供的装置进行描述：

参见图4，图4为本申请提供的装置结构图。该装置应用于环形堆叠系统中的成员设备，所述成员设备本地设有用于堆叠连接的第一堆叠口、第二堆叠口。

如图4所示，该装置包括：

表项单元，用于当依据收集的所述环形堆叠系统的网络拓扑计算出从本成员设备至非相邻的对端成员设备的最短路径为两条跳数相等的路径时，生成用于指示从本成员设备向所述对端成员设备转发报文的转发表项，所述转发表项的出端口为第三堆叠口，所述第三堆叠口包含本第一堆叠口、第二堆叠口的成员端口；

转发单元，用于当向所述对端成员设备转发已知单播报文时，依据所述已知单播报文的报文特征从所述转发表项的出堆叠口包含的所有成员端口中选择一个成员端口，通过选择的成员端口转发所述单播已知报文。

作为一个实施例，所述转发单元依据已知单播报文的报文特征从转发表项的出端口包含的所有成员端口中选择一个成员端口包括：

对所述已知单播报文的报文特征进行哈希HASH运算；

从所述转发表项的出端口包含的所有成员端口中选择编号与HASH运算结果对应的成员端口。

作为一个实施例，该装置进一步包括：

去使能单元，用于去使能本设备针对单播已知报文的源过滤功能，以控制本设备转发的已知单播报文不执行源过滤。

作为一个实施例，所述装置应用的成员设备的第一堆叠口与环形堆叠系统中第一相邻成员设备上的第二堆叠口连接；

所述装置应用的成员设备的第二堆叠口与环形堆叠系统中第二相邻成员设备上的第一堆叠口连接。

至此，完成图4所示的装置结构描述。

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 (8)

1.一种报文转发方法，其特征在于，该方法应用于成员设备数量大于2且为偶数的环形堆叠系统中的成员设备，所述成员设备本地设有用于堆叠连接的第一堆叠口、第二堆叠口，该方法包括：

当依据收集的所述环形堆叠系统的网络拓扑计算出从本成员设备至非相邻的对端成员设备的最短路径为两条跳数相等的路径时，生成用于指示从本成员设备向所述对端成员设备转发报文的转发表项，所述转发表项的出端口为第三堆叠口，所述第三堆叠口包含本第一堆叠口、第二堆叠口的成员端口；

当向所述对端成员设备转发已知单播报文时，依据所述已知单播报文的报文特征从所述转发表项的出堆叠口包含的所有成员端口中选择一个成员端口，通过选择的成员端口转发所述单播已知报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据已知单播报文的报文特征从转发表项的出端口包含的所有成员端口中选择一个成员端口包括：

对所述已知单播报文的报文特征进行哈希HASH运算；

从所述转发表项的出端口包含的所有成员端口中选择编号与HASH运算结果对应的成员端口。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法之前进一步包括：

去使能本设备针对单播已知报文的源过滤功能，以控制本设备转发的已知单播报文不执行源过滤。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

本成员设备的第一堆叠口与第一相邻成员设备上的第二堆叠口连接；

本成员设备的第二堆叠口与第二相邻成员设备上的第一堆叠口连接。

5.一种报文转发装置，其特征在于，该装置应用于成员设备数量大于2且为偶数的环形堆叠系统中的成员设备，所述成员设备本地设有用于堆叠连接的第一堆叠口、第二堆叠口，该装置包括：

表项单元，用于当依据收集的所述环形堆叠系统的网络拓扑计算出从本成员设备至非相邻的对端成员设备的最短路径为两条跳数相等的路径时，生成用于指示从本成员设备向所述对端成员设备转发报文的转发表项，所述转发表项的出端口为第三堆叠口，所述第三堆叠口包含本第一堆叠口、第二堆叠口的成员端口；

转发单元，用于当向所述对端成员设备转发已知单播报文时，依据所述已知单播报文的报文特征从所述转发表项的出堆叠口包含的所有成员端口中选择一个成员端口，通过选择的成员端口转发所述单播已知报文。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述转发单元依据已知单播报文的报文特征从转发表项的出端口包含的所有成员端口中选择一个成员端口包括：

对所述已知单播报文的报文特征进行哈希HASH运算；

从所述转发表项的出端口包含的所有成员端口中选择编号与HASH运算结果对应的成员端口。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：

去使能单元，用于去使能本设备针对单播已知报文的源过滤功能，以控制本设备转发的已知单播报文不执行源过滤。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述装置应用的成员设备的第一堆叠口与环形堆叠系统中第一相邻成员设备上的第二堆叠口连接；

所述装置应用的成员设备的第二堆叠口与环形堆叠系统中第二相邻成员设备上的第一堆叠口连接。

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