CN108900420A - 流限速方法、装置和服务器 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种流限速方法、装置和服务器；其中，该方法包括：如果第一端口接收到流量，提取流量的特性参数；查找与特性参数匹配的第一流表项，并按照第一流表项的限速策略在第一端口对流量进行限速处理；第一流表项为预先配置的匹配域包含的入端口号为第一端口的流表项；如果第一流表项的动作域指示进行特定转发操作，获取转发流量的第二端口和跳转至与特性参数匹配的第二流表项；第二流表项为预先配置的匹配域包含的出端口号为第二端口的流表项；应用第二流表项的限速策略在第二端口对流量进行限速处理。本公开可以实现更加丰富、灵活的限速控制方式。

Description

流限速方法、装置和服务器

技术领域

本公开涉及云计算技术领域，尤其是涉及流限速方法、装置和服务器。

背景技术

OVS(Openvswitch，开放虚拟交换机)是一种广泛应用于虚拟平台的开源软件；OVS通过软件的方式形成交换机部件，可以实现传统物理交换机的网桥(Bridge)转发功能，及其他网络特性；相对于物理交换机，OVS具备配置更灵活、部署更方便、开发新特性更快捷等优势。

随着云计算的发展，虚拟机应用日益普遍，OVS技术通过对虚拟机进行流量限速，从而实现云环境中的用户管理、网络控制等应用。现有的OVS流表通常仅针对入端口进行限速，且限速策略局限在各个入端口上，有的流量经入端口限速后正常转发，难以满足实际应用的多样化需求，影响了虚拟机用户的体验度。

发明内容

有鉴于此，本公开的目的在于提供一种流限速方法、装置和服务器，以实现更加丰富、灵活的限速控制方式。

为了实现上述目的，本公开采用的技术方案如下：

第一方面，本公开提供了一种流限速方法，应用于虚拟交换机，该方法包括：如果第一端口接收到流量，提取流量的特性参数；查找与特性参数匹配的第一流表项，并按照第一流表项的限速策略在第一端口对流量进行限速处理；第一流表项为预先配置的匹配域包含的入端口号为第一端口的流表项；如果第一流表项的动作域指示进行特定转发操作，获取转发流量的第二端口和跳转至与特性参数匹配的第二流表项；第二流表项为预先配置的匹配域包含的出端口号为第二端口的流表项；应用第二流表项的限速策略在第二端口对流量进行限速处理。

第二方面，本公开提供了一种流限速装置，设置于虚拟交换机，该装置包括：参数提取模块，用于如果第一端口接收到流量，提取流量的特性参数；第一限速模块，用于查找与特性参数匹配的第一流表项，并按照第一流表项的限速策略在第一端口对流量进行限速处理；第一流表项为预先配置的匹配域包含的入端口号为第一端口的流表项；流表项获取模块，用于如果第一流表项的动作域指示进行特定转发操作，获取转发流量的第二端口和跳转至与特性参数匹配的第二流表项；第二流表项为预先配置的匹配域包含的出端口号为第二端口的流表项；第二限速模块，用于应用第二流表项的限速策略在第二端口对流量进行限速处理。

第三方面，本公开实施方式提供了一种服务器，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器执行所述机器可执行指令以实现上述流限速方法。

第四方面，本公开实施方式提供了一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现上述流限速方法。

上述流限速方法、装置、服务器和机器可读存储介质，虚拟交换机的第一端口接收到流量时，根据流量的特性参数查找对应的第一流表项，按照第一流表项的限速策略在第一端口对该流量进行限速处理；如果该第一流表项的动作域指示进行特定转发操作，则应用第二流表项的限速策略在转发该流量的第二端口对该流量进行限速处理；该方式通过第一流表项和第二流表项，实现了入方向流量和出方向流量的共同限速，且各流表项均基于流量的特性参数，可以实现按照流量特性进行限速，无论限速方向和限速策略均优于现有技术中通过在入端口设置限速策略的方式，使限速控制方式更加丰富、灵活，满足了用户差异化、个性化的流量管理需求。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，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为本公开实施方式提供的流限速方法的应用场景的示意图；

图2为本公开实施方式提供的通过TC队列实现端口出流量限速的示意图；

图3为本公开实施方式提供的一种流限速方法的流程图；

图4为本公开实施方式提供的另一种流限速方法的应用场景示意图；

图5为本公开实施方式提供的通过meter通道限速的示意图；

图6为本公开实施方式提供的流量转发过程示意图；

图7为本公开实施方式提供的特定转发操作流程图；

图8为本公开实施方式提供的流表项查找过程示意图；

图9为本公开实施方式提供的一种流限速装置的结构示意图；

图10为本公开实施方式提供的一种服务器的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，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方式，都属于本公开保护的范围。

为了更好地理解本公开的技术方案，下面首先对流限速方法的应用场景进行描述。如图1所示，主机1和主机2通过物理网络连接，且主机1和主机2上分别配置有虚拟机VM(Virtual Machine，虚拟机)和虚拟交换机，虚拟交换机内设置有多个虚拟端口，虚拟端口用于连接虚拟机内部端口(即虚拟网卡)，实现虚拟机和虚拟交换机的连通。虚拟机可以通过虚拟交换机转发数据，虚拟交换机通过物理端口与外界通信，物理端口设置在物理网卡上；连接主机上物理网卡的虚拟端口与外部的物理网络进行通信；连接虚拟网卡的虚拟端口与该主机上的虚拟机连接，用于实现虚拟机与外部网络，或虚拟机之间的数据交换，一台虚拟交换机可以管理一台主机上的虚拟机(如图1所示)。虚拟网卡通常设置在虚拟机上；一台虚拟机可以设置一个或多个虚拟网卡，当虚拟机设置多个虚拟网卡时，可以使该虚拟机连接不同的虚拟网络。下述实施方式中，虚拟机也可以简称为VM，如VM1即虚拟机1。

虚拟交换机在对所连接的虚拟机进行限速时，除了OVS流表方式，还有一种TC(Traffic Control，流量控制)队列的方式。如图2所示的通过TC队列实现端口出流量限速的示意图。对于虚拟交换机的出流量，即虚拟交换机输出至虚拟机或外部的物理网络的流量，对应虚拟端口可以根据流量的特性(例如，协议类型、地址、协议端口等)将出流量进行分类，归类至不同的队列中，再依照各队列设置的限速措施进行限速处理。如图2所示，每个虚拟端口可以设置多个root qdisc，每个root qdisc下，还可以设置多个child class，且该child class可以设置多级，直至leaf class。

上述这种基于TC队列的流限速方式中，因为TC队列是针对各个端口进行配置的，因此最大限速生效范围为端口，端口间相互独立，导致无法实现共同限速。同时，随着流量特性和端口数量的增加，TC队列配置较为复杂，不如流表配置灵活，不利于后续的扩展和维护。另外，基于TC队列的流限速方式还存在如下缺陷：入端口的TC功能不支持队列，导致入端口的方向上不能实现多种参数特性流量的共同限速；并且，TC可配置的队列数有限，通常仅适用于流量限速需求简单、限速配置规模较小的OVS中。

通过流表实现流量限速中，通常根据流量对应的匹配域确定meter带宽通道(也可以简称为meter通道或通道)，meter带宽通道定义了带宽限速参数，该限速参数通常包括平均带宽、突发缓冲(可选项)和限速单位等，而匹配域可以是流量所支持的字段中的一个或多个字段对应的内容，如，协议类型、IP地址和端口号等。但是目前的流表通常仅针对入端口进行流量限速，经过入端口流量限速后，该流量可能被丢弃或者被正常转发，仍然存在限速方式单一，无法满足实际应用需求的问题。

为了满足用户差异化、个性化的流量管理需求，需要更加丰富、灵活的限速控制方式，基于此，本公开实施方式提供了一种流限速方法、装置和服务器；该技术可以应用于云计算、大数据平台等多种虚拟化网络的控制管理中，下面进行具体描述。

参见图3所示为一种流限速方法的流程图；该方法应用于虚拟交换机，该虚拟交换机可以是支持normal动作的openflow虚拟交换机。该方法包括如下步骤：

步骤S302，如果第一端口接收到流量，提取该流量的特性参数；

上述第一端口为虚拟交换机上的虚拟端口，该虚拟端口可以是连接虚拟机的虚拟网卡的端口，通过该端口实现虚拟机和虚拟交换机间的通信。该第一端口也可以是连接物理网卡的虚拟端口，通过该端口实现虚拟交换机和外界物理网络间的通信。

本步骤中，第一端口接收到流量，该流量可以视为入方向流量，指该流量为进入虚拟交换机内部的流量，因此该第一端口此时也可以视为入端口。

上述流量可以为物理网络发送的下行流量，也可以为虚拟机发送的上行流量；虚拟交换机可以对该流量的报文头进行解析，得到特性参数；该特性参数通常包括流量的地址、协议类型、协议端口和是否共享带宽中的一种或多种；

其中，流量的地址具体可以为IP地址，或其他可以唯一标识设备和虚拟设备的地址；该地址可以为源地址，也可以为目的地址；通过地址进行限速时，可以根据地址的版本类型进行区分，例如，IPV6(Internet Protocol Version 6，互联网协议第6版)版本的IP地址、IPV4(Internet Protocol Version 4，互联网协议第4版)版本的IP地址等；还可以根据地址的地址段进行区分，例如，目的地址为IP地址段172.21.0.0/16的数据流量限速50M。

上述协议类型可以包括IPV4、IPV6、ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)、ICMP(Internet Control Message Protocol，互联网控制报文协议)、TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)、UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)等。上述协议端口通常为流量报文中携带的端口号，例如，FTP数据端口号20、Telnet服务端口号21、域名服务端口号53等。

关于是否共享带宽，可以设置不同的IP地址字段共享同一带宽，还可以设置不同的协议类型之间、不同的协议端口、以及不同的虚拟端口之间共享同一带宽，例如，IP地址段A和B共同限速为100M；虚拟端口vnet1和vnet2共同限速为50M。

步骤S304，查找与上述特性参数匹配的第一流表项，并按照第一流表项的限速策略在第一端口对上述流量进行限速处理；其中，第一流表项为预先配置的匹配域包含的入端口号为第一端口的流表项；

本公开实施方式中，流表flow table为流表项flow entry的集合。流表项可以是OVS流表中的流表项，也可以是其他形式的流表中的流表项。上述流表项通常包括匹配域和动作域，其中匹配域可以包括上述特性参数中的任意组合。动作域通常包括正常转发normal、定向到某端口output_port、丢弃(drop)、更改源/目的mac地址mod_dl_src/mod_dl_dst等，一个动作域中可以有多个动作，各个动作执行按指定的先后顺序依次完成。

在查找第一流表项时，首先根据各个流表项的优先级顺序查找是否有与上述特性参数匹配的流表项。在支持多级流表的情况下，虚拟交换机在接收到流量后，会根据流表的优先级首先在优先级最高的流表中匹配，如果匹配不到流表项，会自动进入下一优先级的流表中进行匹配，以此类推。本实施例中，对于接收到的流量，即入方向流量，可以在流表项的匹配域中配置入端口号，以实现在该入端口号的端口上实现入方向流量的限速处理。例如以端口标识字段为in_port为例，如果在流表项的匹配域中包括in_port＝A字段，则该流表项表示对从端口A接收的流量进行限速。当然如果该流表项的匹配域还包括其他特性参数，则需要此流量的特性参数也得与其它特性参数匹配。

上述第一流表项的动作域中还可以包括限速策略，该限速策略可以是针对匹配的流执行与meter标识对应的限速等；例如：如果动作域中包含meter-1，则表明需要针对匹配的流执行与meter-1对应的限速。

另外，上述动作域还可以包括特定动作，该特定动作域以表明对匹配的流执行特定转发操作，而不是相关技术中的正常转发(normal)。因此通过在动作域中配置或不配置该特定动作，能够指示出对匹配的流是执行正常转发还是执行特定转发操作，本实施例中的特定转发操作通常指限速转发，但本发明并不限于限速处理，本发明的创新性点之一体现在提出了一种对现有流表转发处理模式的新的扩展方法。

考虑到上述特定动作主要用于指示对匹配的流执行特定转发操作，因此也可以将特定动作视为特定转发标识，特定动作可以采用多种形式实现，例如：将1写入reg0寄存器，然后执行normal处理，然后再将0写入reg0，reg0是一个共用的寄存器，用于判断是否执行特定转发操作。除了采用共用寄存器的方式，上述特定动作也可以采用对特定变量赋值的方式，例如：特定动作为：A＝1，normal，A＝0。

步骤S306，如果第一流表项的动作域指示进行特定转发操作，获取转发上述流量的第二端口和跳转至与上述特性参数匹配的第二流表项；第二流表项为预先配置的匹配域包含的出端口号为第二端口的流表项。

该特定转发操作与上述正常转发的区别在于：该流量不仅在第一端口处受到第一流表项中限速策略的限制，流量通过第一端口传输到虚拟交换机内部后，也需要在转发该流量的第二端口处按照第二流表项的限速策略对其进行处理。此处的限速策略可以与第一流表项的限速策略相同，也可以与第一流表项的限速策略不同，具体限速策略如何配置，可以结合实际应用场景制定。例如：如果该流量通过第二端口转发至另一个虚拟机，则可以配置较高的平均带宽，以使此端口转发之虚拟机的流量均能及时快速转发出去。如果该流量通过第二端口转发至外界物理网络，考虑到流量消耗和负载压力，可以对为某些流量配置较低的平均带宽，如针对目的IP地址是视频采集类网站对应地址的流，进行限速，在该端口的流量超过配置的平均带宽时，丢弃后续匹配的流。

步骤S308，应用第二流表项的限速策略在第二端口对流量进行限速处理。

上述流限速方法中，虚拟交换机的第一端口接收到流量时，根据流量的特性参数查找对应的第一流表项，按照第一流表项的限速策略在第一端口对该流量进行限速处理；如果该第一流表项的动作域指示进行特定转发操作，则应用第二流表项的限速策略在转发该流量的第二端口对该流量进行限速处理；该方式通过第一流表项和第二流表项，实现了入方向流量和出方向流量的共同限速，且各流表项均基于流量的特性参数，可以实现按照流量特性进行限速，无论限速方向和限速策略均优于现有技术中通过在入端口设置限速策略的方式，使限速控制方式更加丰富、灵活，满足了用户差异化、个性化的流量管理需求。

在一种实现方式中，为了实现对流量的转发限速，上述第一流表项的动作域可以包括：设置特定转发标识为第一指定值、特定转发操作和设置所述特定转发标识为第二指定值；其中，特定转发标识可以为预先指定的字段，该字段可以存储于指定的寄存器，因此该字段可以以寄存器的标识命名，例如reg0。第一指定值和第二指定值不同，均为预先设定的值，可以为数字形式的0，1。也可以为字母形式的x，y等。只要二者能够相互区分即可，本实施例对此不进行限制。

本实施例中，如果上述第一流表项的动作域包括设置上述特定转发标识为第一指定值，确定动作域的指示为进行特定转发操作。

上述特定转发操作的流程包括：判断特定转发标识是否为上述第一指定值，如果是，获取转发当前流量的端口和跳转至与当前流量的特性参数匹配的流表项；如果否，获取转发该流量的端口，从该端口直接转发该流量。

通过上述动作域的设置和特定转发操作的流程，可以实现从出端口直接转发流量和从出端口限速转发流量两种转发机制，提升了转发流量的控制方式，能够针对流量特性提供差异化的服务，进而增强了流量的转发性能。

在上述方法中，如果上述特定转发标识为上述第一指定值，需要获取转发该流量的端口和跳转至与当前流量的特性参数匹配的流表项，具体获取过程也就是上述动作域的执行过程，由上述内容可知该动作域中，第一个动作为设置特定转发标识为第一指定值，第二个动作为特定转发操作，第三个动作为设置该特定转发标识为第二指定值。因此在特定转发标识为第一指定值时，获取流量对应的出端口和跳转至与当前流量的特性参数匹配的流表项的过程可以包括：启动特定转发操作流程，通过上述特定转发操作流程的具体内容可知，在特定转发标识为第一指定值时，将执行获取转发该流量的端口和跳转至与当前流量的特性参数匹配的流表项，进而得到转发上述流量的第二端口和跳转至与当前流量的特性参数匹配的流表项；如果上述特定转发操作流程结束，执行上述动作域中的第三个动作，即设置上述特定转发标识为第二指定值。

本实施例中，通过在完成上述操作流程之后，将特定转发标识修改回第二指定值，可以保障下一个流量按照其匹配的流表项执行相应动作，避免因为特定转发标识还是第一指定值而引起的误操作。

具体实现时，第一流表项的限速策略和/或第二流表项的限速策略均可以包括：与限速通道标识对应的限速参数，该限速参数包括平均带宽和限速单位，可选的还可包括突发缓冲。以限速通道标识的方式设置限速参数，可以根据限速参数设置不同的限速通道，并以限速通道标识记录，例如用上述meter带宽通道记录。如果限速参数分为50Mbps，20Mbps和10Mbps，则仅需要配置meter1(对应50Mbps)、meter2(对应20Mbps)，meter3(对应10Mbps)三个限速通道标识，各个流表项根据流量特性参数对应的限速要求选择其中一种限速通道标识即可，配置方式简单，易于实现。

在对流量进行限速处理的过程中，如果多个流量对应的当前限速策略中的限速通道标识相同，以共享限速通道标识对应的限速参数的方式，对多个流量进行限速处理。通过标识相同的限速通道，多个流量即可共享上述限速参数中的平均带宽和突发缓冲等，能够在多个端口间实现共同限速，而通过在流表项中配置不同的限速通道标识，又可以在多个端口间分别限速，配置方式灵活多样，能够满足实际的多样化需求。

下面以虚拟交换机Openvswitch为例进行说明，该Openvswitch也可以理解为一种开放虚拟交换标准；该标准中，通过meter测量流量的速率并执行相应的动作，流量的速率＝平均带宽除以限速单位。通常，包含多个meter带宽通道，每个通道对应一个平均带宽和执行动作，即，如果所测量的流量超过了通道指定的平均带宽，就执行相应的动作。因此，本实施方式中，通过meter配置上述第一流表项和第二流表项中的限速策略。

该方法中，首先需要配置每个meter带宽通道的限速规则，如下述表1中，配置了meter1和meter2两个通道，其中，meter1通道的带宽速率为50Mbps，突发流量为50Mbps；meter2通道的带宽速率为10Mbps，突发流量为10Mbps；流量超出该带宽速率或突发流量时，对该流量做丢弃处理。

表1

下面首先介绍入端口方向的流量限速，为便于理解，参见图4所示的另一种流限速方法的应用场景示意图和图5所示的通过meter通道限速的示意图；该虚拟交换机的虚拟端口vnet0和vnet1分别连接虚拟机1的虚拟端口ens1和虚拟机2的虚拟端口ens2，考虑到虚拟交换机和虚拟机的虚拟端口的逻辑规则不同，本实施例用vent表示虚拟交换机上的虚拟端口，用ens表示虚拟机上的虚拟端口。图4的虚拟交换机上的物理网络端口eth0用于连接物理网络。

如图5所示，针对vnet0和vnet1的上行流量配置OVS流表的流表项，其中，上行流量可以是虚拟机发往外部物理网络的流量，也即虚拟交换机的入方向流量。第一个流表项：针对输入端口＝vnet0，匹配域为匹配域1，动作域为meter1；第二个流表项：输入端口＝vnet1，匹配域为匹配域2，动作域为meter2，xnormal；假设虚拟机2发送流量至物理网络，且该流量的特性参数与匹配域2中的参数匹配，当该流量到达vnet1时，查找流表项，命中上述第二个流表项，按照动作域中的meter2在vnet1进行限速处理，vnet1限速处理后，如果该流量未被丢弃，因为该流表项动作域中第二个动作是xnormal，所以会根据该流量的目的地址查找MAC转发表得到出端口eth0，同时，调转至eth0对应的流表项，该流表项也需要预先基于eth0和限速策略配置，再按照eth0对应的流表项在eth0进行限速处理，经过eth0处的限速处理，该流量可能被转发至物理网络，也可能被丢弃。

例如，下述表2中的命令实现的限速策略为：虚拟机VM1访问IP地址段192.168.0.0/16时，限速为50Mbps(即采用上述meter1)；访问其他IP地址段时，限速为10Mbps(即采用上述meter2)。这种限速策略可以根据访问地址进行限速，例如校园环境下，访问内网时，设置较高的限速值，访问外网时，设置较低的限速值；再如公司环境下，访问视频和购物网站时，设置较低的限速值，访问资料下载服务器时，则设置较高的限速值。

表2

继续参见图4和图5，对于虚拟机的下行流量，也即外部网络发往虚拟机的流量，入端口为虚拟交换机的eth0，以出端口为vnet1为例，也即流量是由外部网络发往虚拟机2；预先可以为eth0配置两个流表项，其中一个流表项的匹配域为匹配域3，动作域为meter1；另一个流表项的匹配域为匹配域4，动作域为meter2。如果当前流量的特性参数与匹配域3匹配，执行相应的meter1进行限速，限速完毕后，发送至出端口vnet1，再转发至虚拟机2中。

下述表3示例的命令实现的限速策略为：虚拟机1(对应的端口为in_port＝vnet0)作为服务器，提供ftp文件下载和网页访问(即http服务)时，限速为50Mbps(即采用上述meter1)。

表3

如图6所示流量转发过程示意图。以vnet0接收到流量为例，首先按照流表的优先级进行匹配，例如按流表号由小到大的顺序查找该流量匹配的流表项，即首先在流表0中匹配，其输入端口＝vnet0，故该流量符合，按照该流表项动作域中的执行动作进行下一步操作，跳转至流表5，流表5有两个优先级均为10，且输入端口也都是vnet0的流表项，随机选取一个流表项，如果该流表项的匹配域与该流量的特性参数匹配，则执行该流表项动作域中的动作，否转再选择下一个流表项进行匹配操作，通常该流量会命中这两个流表项中的一个；如果流量与匹配域1匹配成功，则跳转至流表10，依据流表10的执行动作做丢弃处理；如果流量与匹配域2匹配成功，则正常转发该流量。

上述实施方式中可以实现入端口方向的流量限速，为了同时实现出端口方向的流量限速，本实施方式中，查询到流量在入端口处的动作为normal后，将该流量通过入端口接入，根据流量的目的地址查找出端口，缓存该出端口，再根据该出端口配置的流表项进行限速处理。为了实现该目的，本实施方式中，在为端口配置流表项时，可以根据实际转发策略，配置流表项的动作域，例如为了对某特定流量既在入端口进行限速处理，又在出端口进行限速处理，则可以更改入端口对应流表项的动作域，在动作域中设置相关动作后，使该流量在转发时跳转至出端口对应的流表项，进行限速处理。其中，动作域中设置相关动作可以是：设置特定转发标识为第一指定值、特定转发操作和设置特定转发标识为第二指定值。这三个动作将顺序执行，即先设置特定转发标识为第一指定值，再执行特定转发操作，最后设置特定转发标识为第二指定值。其中，这里特定转发操作对应的流程是对现有normal流程的扩展，因此也可以表示为XNORMAL，或者称为特定转发操作。

如图7所示的本实施例特定转发操作流程图，包括如下步骤：

步骤S700，如果查找到的流表项的动作域包含特定转发操作(即normal)时，查找特定转发标识的当前值；

该特定转发标识可以是预先设定的变量，也可以是某个寄存器。

步骤S702，判断特定转发标识的当前值是否为第一指定值；如果是，执行步骤S704；如果否，执行步骤S708；

其中，步骤S704所在的流程分支，是本发明实施例在现有normal流程基础上新增加的分支，如果特点转发标识的当前值为第一指定值，说明该流量在出端口需要进行限速处理。

步骤S704，获取转发该流量的第二端口和跳转至与当前流量的特性参数匹配的流表项。

步骤S706，按照跳转后的流表项在第二端口对这个流量进行限速处理。

步骤S708，获取该流量对应的出端口，从该出端口直接转发该流量。

上述特定转发操作执行完之后，就会执行设置特定转发标识为第二指定值的动作，之所以将特点转发标识由第一指定值修改为第二指定值，是为了避免后续流程在进行流表项匹配操作时，如果匹配到的流表项的动作域仅为normal，也会继续执行图7所示流程，而因为之前流表项动作域中将特定转发标识设置为了第一指定值，本次本应该执行图7左侧分支的操作，会错误地执行右侧分支的操作，引起不必要的错误，因此上述动作域中第三个动作将特定转发标识设置为第二指定值。在实际实现时，可以设置特定转发标识的初始值为第二指定值，第一指定值和第二指定值不同即可。

图8所示为本实施例提供的流表项查找过程示意图，在虚拟交换机上保存有多项与用户的网络控制需求相匹配的流表项。虚拟交换机接收到流量时，会将该流量与流表项进行匹配，匹配过程中，通常可以先按照流表号顺序(即table0，table1，table2，table3，…)先后匹配判断，如果当前流表有两个流表项，则优先按照流表项的优先级值(priority的值)进行选取判断，如果同一流表中存在多个优先级相同的流表项，则会按照匹配域进行进一步筛选，直到命中流表项，则根据该流表项动作域中的动作处理该流量。

图8开始的查表过程与图6类似，以vnet0接收到流量为例，首先按照流表号由小到大的顺序查找该流量匹配的流表项，即首先查找到流表0，流表0包括一个流表项，其匹配域中的输入端口＝vnet0，故该流量符合，按照该流表项动作域中的执行动作跳转至流表5，流表5有三个优先级均为10，且输入端口也都是vnet0的流表项，随机选取一个流表项，如果匹配域与该流量的特性参数匹配，则执行该流表项动作域中的动作，否则再选择下一个流表项进行匹配操作，通常该流量会命中这三个流表项中的一个，以该流量与匹配域3匹配成功为例，则先设置寄存器reg0＝1，再执行NORMAL，即图7所示流程，会跳转至流表128，再由流表128跳转至流表138，流表138有两个流表项，一个用于匹配IPv4流量，另一个用于匹配IPv6流量，根据当前流量从中选择一个流表项，执行该流表项的动作。执行结束后，设置寄存器reg0＝0。

下述表4为另一种转发设计流表；包括优先级、流量、执行动作和注释共四列内容；其中，该流表中“A”代表的优先级最高，“B”次之，“Z”的优先级最低。流表5主要用于如端口的流量限速，并执行特定转发操作(即XNORMAL)，该操作后，流量跳转至流表128，以及流表138；通过流表138中的meter通道，对流量进行限速和转发。

表4

可以理解，上述方法中，如果流表项的动作域包括设置特定转发标识为第一指定值，即可确定动作域的指示为进行特定转发操作，进而实现流量的入端口和出端口的限速；该方式通过在配置流表项时，引入特定转发标识，控制当前流量是否进行出端口的限速处理。同一个端口，既可以针对入方向配置流表项，也可以针对出方向配置流表项，可以实现同一端口不同方向的限速控制。进而能够根据用户的需求灵活设置流量入端口和出端口两个方向的流量控制，同时通过采用上述meter通道匹配流量的特性参数，实现了基于流量特征的限速控制。

同时，上述OVS中，netlink接口可支持的最大meter数量为4294967295，netdev接口可支持的最大meter数量为65535；而虚拟端口TC队列的子队列和末端队列的最大数量为9999；相对而言，上述meter配置限速策略的方式资源更加丰富，从而可以提供丰富的限速策略。

上述第一流表项的限速策略和第二流表项的限速策略通常包括与限速通道标识对应的限速参数，该限速参数包括平均带宽、突发缓冲(可选项)和限速单位；其中，限速通道标识可以为上述meter通道的标识，例如，meter1；上述限速参数还可以包括流量单位(unit)、突发流量(burst)、业务类型(type)等。上述虚拟交换机中可以仅设置一个流表项进行限速，例如匹配域包含的入端口号的流表项，可以实现入方向流量的限速；也可以仅匹配域包含的出端口号的流表项，可以实现出方向流量的限速。

在另外一种实施方式中，如果与多个流量匹配的流表项的动作域中的限速通道标识相同，则以共享限速通道标识对应的限速参数的方式，对多个流量进行限速处理。例如，下述表5中的命令实现的限速策略为：对于来自虚拟机1和虚拟机2的IPv6流量，共同限速速率为10Mbps(即采用上述meter2)。

表5

上述实施方式提供的流限速方法，对NORMAL进行了扩展，从而支持虚拟交换机出端口方向的流表项匹配和流量限速，该方式基于虚拟交换机实现流限速功能，能够支持丰富、灵活多变的流限速配置方式，包括端口出入方向的分别限速和共同限速、不同数据流量共享带宽的限速、在虚拟交换机范围内多个虚拟端口分别限速和共同限速等；满足了用户差异化、个性化的流量管理需求。

需要说明的是，上述各方法实施方式均采用递进的方式描述，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处，各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可。

对应于上述方法实施方式，图9所示为一种流限速装置的结构示意图；该装置设置于虚拟交换机，该装置包括：

参数提取模块90，用于如果第一端口接收到流量，提取流量的特性参数；

第一限速模块91，用于查找与特性参数匹配的第一流表项，并按照第一流表项的限速策略在第一端口对流量进行限速处理；第一流表项为预先配置的匹配域包含的入端口号为第一端口的流表项；

流表项获取模块92，用于如果第一流表项的动作域指示进行特定转发操作，获取转发流量的第二端口和跳转至与特性参数匹配的第二流表项；第二流表项为预先配置的匹配域包含的出端口号为第二端口的流表项；

第二限速模块93，用于应用第二流表项的限速策略在第二端口对流量进行限速处理。

上述第一流表项的动作域包括设置特定转发标识为第一指定值、特定转发操作和设置特定转发标识为第二指定值；其中，特定转发操作的流程包括：判断特定转发标识是否为第一指定值，如果是，获取转发当前流量的端口和跳转至与当前流量的特性参数匹配的流表项；如果否，获取转发当前流量对应的端口，从该端口直接转发当前流量；上述装置还包括：操作确定模块，用于如果第一流表项的动作域包括设置特定转发标识为第一指定值，确定动作域的指示为进行特定转发操作。

上述流表项获取模块还用于：启动特定转发操作流程，得到转发流量的第二端口和跳转至与特性参数匹配的第二流表项；如果特定转发操作流程结束，设置特定转发标识为第二指定值。

上述第一流表项的限速策略和/或第二流表项的限速策略包括：与限速通道标识对应的限速参数，限速参数包括平均带宽、突发缓冲和限速单位。

上述第二限速模块，还用于：如果多个流量对应的当前限速策略中的限速通道标识相同，以共享限速通道标识对应的限速参数的方式，对多个流量进行限速处理。

上述流限速装置中，虚拟交换机的第一端口接收到流量时，根据流量的特性参数查找对应的第一流表项，按照第一流表项的限速策略在第一端口对该流量进行限速处理；如果该第一流表项的动作域指示进行特定转发操作，则应用第二流表项的限速策略在转发该流量的第二端口对该流量进行限速处理；该方式通过第一流表项和第二流表项，实现了入方向流量和出方向流量的共同限速，且各流表项均基于流量的特性参数，可以实现按照流量特性进行限速，无论限速方向和限速策略均优于现有技术中通过在入端口设置限速策略的方式，使限速控制方式更加丰富、灵活，满足了用户差异化、个性化的流量管理需求。

本实施方式提供了一种与上述方法实施方式相对应的服务器。图10为该实现装置的结构示意图，如图10所示，该设备包括处理器1001和存储器1002；其中，存储器1002用于存储一条或多条计算机指令，一条或多条计算机指令被处理器执行，以实现上述流限速方法。

图10所示的服务器还包括总线1003和转发芯片1004，处理器1001、转发芯片1004和存储器1002通过总线1003连接。该报文传输的实现装置可以是网络边缘设备。

其中，存储器1002可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。总线1003可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

转发芯片1004用于通过网络接口与至少一个用户终端及其它网络单元连接，将封装好的IPv4报文或IPv6报文通过网络接口发送至用户终端。

处理器1001可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器1001中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器1001可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施方式中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施方式所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器1002，处理器1001读取存储器1002中的信息，结合其硬件完成前述实施方式的方法的步骤。

本发明实施方式还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现上述流限速方法，具体实现可参见方法实施方式，在此不再赘述。

本发明实施方式所提供的流限速装置及服务器，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施方式相同，为简要描述，装置实施方式部分未提及之处，可参考前述方法实施方式中相应内容。

最后应说明的是：以上所述实施方式，仅为本公开的具体实施方式，用以说明本公开的技术方案，而非对其限制，本公开的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施方式对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开实施方式技术方案的精神和范围，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种流限速方法，其特征在于，应用于虚拟交换机，所述方法包括：

如果第一端口接收到流量，提取所述流量的特性参数；

查找与所述特性参数匹配的第一流表项，并按照所述第一流表项的限速策略在所述第一端口对所述流量进行限速处理；所述第一流表项为预先配置的匹配域包含的入端口号为所述第一端口的流表项；

如果所述第一流表项的动作域指示进行特定转发操作，获取转发所述流量的第二端口和跳转至与所述特性参数匹配的第二流表项；所述第二流表项为预先配置的匹配域包含的出端口号为所述第二端口的流表项；

应用所述第二流表项的限速策略在所述第二端口对所述流量进行限速处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一流表项的动作域包括：设置特定转发标识为第一指定值、特定转发操作和设置所述特定转发标识为第二指定值；其中，所述特定转发操作的流程包括：判断所述特定转发标识是否为所述第一指定值，如果是，获取转发当前流量的端口和跳转至与当前流量的特性参数匹配的流表项；如果否，获取转发所述当前流量对应的端口，从该端口直接转发所述当前流量；

所述方法还包括：如果所述第一流表项的动作域包括所述设置特定转发标识为第一指定值，确定所述动作域的指示为进行特定转发操作。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取转发所述流量的第二端口和跳转至与所述特性参数匹配的第二流表项的步骤，包括：

启动所述特定转发操作流程，得到转发所述流量的第二端口和跳转至与所述特性参数匹配的第二流表项；

如果所述特定转发操作流程结束，设置所述特定转发标识为所述第二指定值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一流表项的限速策略和/或所述第二流表项的限速策略包括：与限速通道标识对应的限速参数，所述限速参数包括平均带宽和限速单位。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述流量进行限速处理的步骤，包括：

如果多个所述流量对应的当前限速策略中的限速通道标识相同，以共享所述限速通道标识对应的限速参数的方式，对多个所述流量进行限速处理。

6.一种流限速装置，其特征在于，设置于虚拟交换机，所述装置包括：

参数提取模块，用于如果第一端口接收到流量，提取所述流量的特性参数；

第一限速模块，用于查找与所述特性参数匹配的第一流表项，并按照所述第一流表项的限速策略在所述第一端口对所述流量进行限速处理；所述第一流表项为预先配置的匹配域包含的入端口号为所述第一端口的流表项；

流表项获取模块，用于如果所述第一流表项的动作域指示进行特定转发操作，获取转发所述流量的第二端口和跳转至与所述特性参数匹配的第二流表项；所述第二流表项为预先配置的匹配域包含的出端口号为所述第二端口的流表项；

第二限速模块，用于应用所述第二流表项的限速策略在所述第二端口对所述流量进行限速处理。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一流表项的动作域包括设置特定转发标识为第一指定值、特定转发操作和设置所述特定转发标识为第二指定值；其中，所述特定转发操作的流程包括：判断所述特定转发标识是否为所述第一指定值，如果是，获取转发当前流量的端口和跳转至与当前流量的特性参数匹配的流表项；如果否，获取转发所述当前流量对应的端口，从该端口直接转发所述当前流量；

所述装置还包括：操作确定模块，用于如果所述第一流表项的动作域包括所述设置特定转发标识为第一指定值，确定所述动作域的指示为进行特定转发操作。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述流表项获取模块还用于：

启动所述特定转发操作流程，得到转发所述流量的第二端口和跳转至与所述特性参数匹配的第二流表项；

如果所述特定转发操作流程结束，设置所述特定转发标识为所述第二指定值。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一流表项的限速策略和/或所述第二流表项的限速策略包括：与限速通道标识对应的限速参数，所述限速参数包括平均带宽和限速单位。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二限速模块还用于：

如果多个所述流量对应的当前限速策略中的限速通道标识相同，以共享所述限速通道标识对应的限速参数的方式，对多个所述流量进行限速处理。

11.一种服务器，其特征在于，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器执行所述机器可执行指令以实现权利要求1至5任一项所述的方法。

12.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现权利要求1至5任一项所述的方法。