CN109039945B - 一种协议报文的传输方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种协议报文的传输方法及装置，涉及通信技术领域。协议报文的传输方法包括：当协议报文的总长度超过发送接口的最大传输单元MTU时，将协议报文切分为多个IP分片后向外发送；其中，每个IP分片的长度均不超过MTU，且IP分片包括外层IP头部以及带有内层IP头部的报文净荷，内层IP头部的协议类型为协议报文的协议类型。本发明实现超长协议报文的发送和接收，能够确保协议报文内容的完整性。

Description

一种协议报文的传输方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体是涉及一种协议报文的传输方法及装置。

背景技术

自动交换光网络(Automatically Switched Optical Network，ASON)可依据网络资源和业务类型及流量对网络进行智能化配置，赋予了光传送网实时提供可配置带宽和动态的端到端连接管理能力。通过能自动发现和动态连接建立功能的分布式控制平面，是在光传送网络(Optical Transmit Network，OTN)或同步数字体系(Synchronous DigitalHierarchy，SDH)网络的基础上，可实现动态的、基于信令的和策略驱动控制的一种网络。例如，在多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，GMPLS)网络中，协议报文包括资源预留协议(Resource Reservation Protocol，RSVP)信令报文、路由协议报文、链路管理协议(Link Management Protocol，LMP)报文等。

上述的协议报文都是在控制通道上进行传送，以RSVP信令报文为例，RSVP信令报文主要负责连接的建立、删除与维护，具备资源预留标签分配、标签分发和绑定、软状态维护和刷新、Hello消息和邻居关系的建立等功能。资源预留的过程从应用程序流的源节点发送路径Path消息开始，通过中间节点直到目的节点，该消息会沿着流所经路径传到目的节点，并沿途建立路径状态；目的节点收到该Path消息后，会向源节点回送预留(Reservation，Resv)消息，沿途建立预留状态，如果源节点成功收到预期的Resv消息，则认为在整条路径上资源预留成功。RSVP消息中的Path或Resv消息的长度会随着路径长度增加而增加。也就是说，一条业务的路径多增加一跳，RSVP消息会增加一定的长度，如果经过的是中继节点，Path或Resv消息的长度更会额外增加一定的长度。

随着网络规模的增长，ASON网络的规模越来越大，一张ASON网络中的节点数量增长到一百个节点以上，长路径的业务也随之出现，一条业务经过上十个节点。这就产生了超长的协议报文，即协议报文的长度超过了网络接口的最大传输单元(Maximum TransferUnit，MTU)的限制，造成协议报文被直接丢弃，进而影响业务的建立。因此，如何传输、解析长路径下的超长协议报文成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种协议报文的传输方法及装置，实现超长协议报文的发送和接收。

本发明提供一种协议报文的传输方法，其包括：

当所述协议报文的总长度超过发送接口的最大传输单元MTU时，将所述协议报文切分为多个IP分片后向外发送；

其中，每个所述IP分片的长度均不超过所述MTU，且所述IP分片包括外层IP头部以及带有内层IP头部的报文净荷，内层IP头部的协议类型为所述协议报文的协议类型。

在上述技术方案的基础上，所述协议报文为资源预留协议RSVP信令报文。

在上述技术方案的基础上，所述内层IP头部与所述协议报文的报文头部相同。

在上述技术方案的基础上，将所述协议报文切分为多个IP分片包括：

创建原始套接字，并设置原始套接字的选项字段，所述选项字段的协议号字段设为4，并取消IP_HDRINCL选项；

根据所述原始套接字和MTU，对所述协议报文进行分片，并按照IP协议生成所述外层IP头部。

在上述技术方案的基础上，所述方法还包括：

接收所述IP分片，对收到的所有所述IP分片进行重组，重组得到的报文包括所述外层IP头部以及作为报文净荷的所述协议报文；

剥掉所述外层IP头部，对所述协议报文进行协议处理。

本发明还提供一种协议报文的传输装置，其包括处理模块和分片模块；

所述处理模块用于判定所述协议报文的总长度超过发送接口的最大传输单元MTU时，通知所述分片模块进行切片操作；

所述分片模块用于将所述协议报文切分为多个IP分片后向外发送，每个所述IP分片的长度均不超过所述MTU，且所述IP分片包括外层IP头部以及带有内层IP头部的报文净荷，内层IP头部的协议类型为所述协议报文的协议类型。

在上述技术方案的基础上，所述协议报文为资源预留协议RSVP信令报文。

在上述技术方案的基础上，所述内层IP头部与所述协议报文的报文头部相同。

在上述技术方案的基础上，所述处理模块用于创建原始套接字，并设置原始套接字的选项字段，所述选项字段的协议号字段设为4，并取消IP_HDRINCL选项，以及将原始套接字和所述协议报文发送到所述分片模块；

所述分片模块根据所述原始套接字和MTU，对所述协议报文进行分片，并按照IP协议生成所述外层IP头部。

本发明还提供一种协议报文的传输装置，其包括重组模块和解封模块；

所述重组模块用于接收上述协议报文的传输装置发出的所述IP分片，对收到的所有所述IP分片进行重组，重组得到的报文包括所述外层IP头部以及作为所述报文净荷的所述协议报文；

所述解封模块用于剥掉所述外层IP头部，对得到的所述协议报文进行协议处理。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)将超长协议报文切分为自定义的多个IP分片后发送，IP分片包括外层IP头部以及带有内层IP头部的报文净荷，内层IP头部的协议类型为所述协议报文的协议类型，既保留了协议报文的报文头部设置，又能支持协议报文的自动分片和重组功能，能够确保协议报文内容的完整性，实现超长协议报文的发送和接收。

(2)采用现有的RSVP协议栈和IP协议栈进行封装和分片处理，无需对现有协议软件进行较大改动，便于实施。

附图说明

图1是本发明第一实施例IP分片的示意图；

图2是本发明第一实施例协议报文的传输方法流程图；

图3是本发明第四实施例协议报文的传输装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明实施例提供一种协议报文的传输方法，适用于网络中特定协议报文的发送和接收，例如，在通用多协议标签交换(Generalized Multi-Protocol Label Switching，GMPLS)网络中，协议报文包括RSVP信令报文、路由协议报文、LMP协议报文等。路由协议报文包括开放式最短路径优先(Open Shortest Path First-Traffic Engineering，OSPF-TE)等。

终端设备在进行网络通信时，大部分都是建立在传输控制协议(TransmissionControl Protocol，TCP)/因特网互联(Internet Protocol，IP)协议的传输层之上，IP协议允许IP分片，如果原始数据报文超过发送接口的MTU，就对原始数据报文进行分片，如果IP分片在链路上经过更小的MTU时，还会进行二次分片。IP报文具有分片和重组的功能，在IP报文头部有与分片和重组功能相关的字段。IP分片到达目的端后，按照报文ID+源IP地址+目的IP地址+协议类型对同一个原始数据报文的多个IP分片进行重组，根据分片的Flag和Fragment offset定位当前IP分片在整个原始数据报文中的位置。分片和重组过程发生在IP层(开放式系统互联OSI模型的第三层，即网络层)。

但是，在上层协议自己封装并填写IP头的情况下，操作系统的IP协议栈是不会对其协议报文进行分片和重组的。只有操作系统IP协议栈自己填写的IP头，操作系统的IP协议栈才会对它进行自动分片和重组。

协议报文的传输方法包括：

当协议报文的总长度超过发送接口的最大传输单元MTU时，将协议报文切分为多个IP分片后向外发送。其中，每个IP分片的长度均不超过MTU，且IP分片包括外层IP头部以及带有内层IP头部的报文净荷，内层IP头部的协议类型为协议报文的协议类型。

将超长协议报文切分为自定义的多个IP分片后发送，IP分片包括外层IP头部以及带有内层IP头部的报文净荷，内层IP头部的协议类型为协议报文的协议类型，既保留了协议报文的报文头部设置，又能支持协议报文的自动分片和重组功能，能够确保协议报文内容的完整性，实现超长协议报文的发送和接收。

本发明第一实施例提供一种协议报文的传输方法，协议报文为资源预留协议RSVP信令报文，RSVP信令报文包括RSVP通用头部和RSVP消息，RSVP消息为路径Path消息或者预留Resv消息。RSVP消息中的Path或Resv消息所携带的记录路由对象(Record RouteObject，RRO)具有记录路由和标签的功能。该RRO对象是可变长的，每经过一个节点，就在该RRO对象中加入其经过节点的入接口地址、出接口地址以及标签交换路由器标识(LabelSwitch Router-Identification，LSR-ID)等路径信息。

实际使用中，RSVP消息的通信基于原始套接字(RAW Socket)，由于RSVP是一个在IP上承载的信令协议，协议号为46。需要RSVP协议栈自行填写并解析IP头部，来完成RSVP协议的功能。目前的OTN/分组光传送网络(Packet Optical Transport Network，POTN)网络设备并不支持RSVP信令报文的分片和重组。

协议报文的传输方法包括：

S110判断协议报文的总长度是否超过发送接口的最大传输单元MTU，若否，进入步骤S120；若是，进入步骤S130。

S120直接发送RSVP信令报文，结束。

S130将协议报文切分为多个IP分片后向外发送，其中，每个IP分片的长度均不超过MTU，且IP分片包括外层IP头部以及带有内层IP头部的报文净荷，内层IP头部的协议类型为协议报文的协议类型。图1所示为IP分片的两层IP头部示意图。

参见图2所示，本发明第二实施例提供一种协议报文的传输方法，在本发明第一实施例的基础上，

协议报文的传输方法包括：

S110判断协议报文的总长度是否超过发送接口的最大传输单元MTU，若否，进入步骤S120；若是，进入步骤S130。

S120直接发送RSVP信令报文，结束。

S130将协议报文切分为多个IP分片后向外发送，其中，每个IP分片的长度均不超过MTU，且IP分片包括外层IP头部以及带有内层IP头部的报文净荷，内层IP头部的协议类型为协议报文的协议类型。图1所示为IP分片的两层IP头部示意图。

步骤S130具体包括：

S131发送方的RSVP协议栈创建原始套接字，并设置原始套接字的选项字段，选项字段的协议号字段设为4，并取消IP_HDRINCL选项。

RSVP协议栈对RSVP消息封装作为报文头部的IP头，内层IP头部与RSVP信令报文的报文头部相同。

RSVP协议栈将原始套接字和RSVP信令报文发送给IP协议栈。

S132IP协议栈根据原始套接字和MTU，对协议报文进行分片，并按照IP协议生成外层IP头部，将IP分片向外发送。

采用现有的RSVP协议栈和IP协议栈进行封装和分片处理，无需对现有协议软件进行较大改动，便于实施。

本发明第三实施例提供一种协议报文的传输方法，在本发明第二实施例的基础上，参见图2所示，协议报文的传输方法包括：

S200接收方的IP协议栈接收IP分片，对收到的所有IP分片进行重组，重组得到的报文包括外层IP头部以及作为报文净荷的协议报文。

接收方的RSVP协议栈剥掉外层IP头部，对协议报文进行协议处理。

这里采用两层IP头部来封装RSVP信令报文的方法，既保留了RSVP协议对IP头部的设置需要，又能支持RSVP信令报文的自动分片和重组功能。两层IP头部的外层IP头部由操作系统的IP协议栈封装，这样就可以利用操作系统的IP协议栈对IP报文进行分片和重组；内层IP头部与RSVP信令报文的IP头部一样，依然由RSVP协议栈负责填写和解析，这样可以保留RSVP协议所需的功能。

发送方的RSVP协议栈在发送RSVP信令报文的时候，自己负责填写内层IP头部，操作系统的IP协议栈负责填写外层IP头部。接收方的RSVP协议栈收到的报文有两层IP头部，直接剥掉外层IP头部，不需要处理，然后对内层IP头部做相应的处理。

参见图3所示，本发明第四实施例提供一种协议报文的传输装置，其设于发送方，传输装置包括处理模块和分片模块。

处理模块用于判定协议报文的总长度超过发送接口的最大传输单元MTU时，通知分片模块进行切片操作。

分片模块用于将协议报文切分为多个IP分片后向外发送，每个IP分片的长度均不超过MTU，且IP分片包括外层IP头部以及带有内层IP头部的报文净荷，内层IP头部的协议类型为协议报文的协议类型。

将超长协议报文切分为自定义的多个IP分片后发送，IP分片包括外层IP头部以及带有内层IP头部的报文净荷，内层IP头部的协议类型为协议报文的协议类型，既保留了协议报文的报文头部设置，又能支持协议报文的自动分片和重组功能，能够确保协议报文内容的完整性，实现超长协议报文的发送和接收。

在一种实施方式中，协议报文为资源预留协议RSVP信令报文，内层IP头部与协议报文的报文头部相同。IP分片的结构参见图1所示。

处理模块用于创建原始套接字，并设置原始套接字的选项字段，选项字段的协议号字段设为4，并取消IP_HDRINCL选项，以及将原始套接字和协议报文发送到分片模块。

分片模块根据原始套接字和MTU，对协议报文进行分片，并按照IP协议生成外层IP头部。

采用现有的RSVP协议栈和IP协议栈进行封装和分片处理，无需对现有协议软件进行较大改动，便于实施。

本发明第五实施例提供一种协议报文的传输装置，其设于接收方，传输装置包括重组模块和解封模块。

重组模块用于接收上述传输装置发出的IP分片，对收到的所有IP分片进行重组，重组得到的报文包括外层IP头部以及作为报文净荷的协议报文。

解封模块用于剥掉外层IP头部，对得到的协议报文进行协议处理。

本发明第六实施例提供一种网络节点，该网络节点用于发送和接收协议报文，协议报文包括RSVP信令报文、路由协议报文、LMP协议报文等。路由协议报文包括开放式最短路径优先OSPF报文等。该网络节点可以是发出协议报文的源节点，也可以是转发协议报文的中间/中继节点，也可以是目的节点。

该网络节点中包括发送端和接收端，发送端包括处理模块和分片模块。

处理模块用于判定协议报文的总长度超过发送接口的最大传输单元MTU时，通知分片模块进行切片操作。

分片模块用于将协议报文切分为多个IP分片后向外发送，每个IP分片的长度均不超过MTU，且IP分片包括外层IP头部以及带有内层IP头部的报文净荷，内层IP头部的协议类型为协议报文的协议类型。

接收端包括重组模块和解封模块。

重组模块用于接收上述传输装置发出的IP分片，对收到的所有IP分片进行重组，重组得到的报文包括外层IP头部以及作为报文净荷的协议报文。

解封模块用于剥掉外层IP头部，对得到的协议报文进行协议处理。

该网络节点中包括RSVP协议栈和IP协议栈，处理模块和解封模块设于RSVP协议栈，分片模块和重组模块设于IP协议栈。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种协议报文的传输方法，其特征在于，其包括：

当所述协议报文的总长度超过发送接口的最大传输单元MTU时，将所述协议报文切分为多个IP分片后向外发送；

其中，每个所述IP分片的长度均不超过所述MTU，且所述IP分片包括外层IP头部以及带有内层IP头部的报文净荷，内层IP头部的协议类型为所述协议报文的协议类型；

所述协议报文为资源预留协议RSVP信令报文；

所述内层IP头部与所述协议报文的报文头部相同；

所述外层IP头部由操作系统的IP协议栈封装；所述内层IP头部由RSVP协议栈负责填写和解析。

2.如权利要求1所述的协议报文的传输方法，其特征在于，将所述协议报文切分为多个IP分片包括：

创建原始套接字，并设置原始套接字的选项字段，所述选项字段的协议号字段设为4，并取消IP_HDRINCL选项；

根据所述原始套接字和MTU，对所述协议报文进行分片，并按照IP协议生成所述外层IP头部。

3.如权利要求1或2所述的协议报文的传输方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述IP分片，对收到的所有所述IP分片进行重组，重组得到的报文包括所述外层IP头部以及作为报文净荷的所述协议报文；

剥掉所述外层IP头部，对所述协议报文进行协议处理。

4.一种协议报文的传输装置，其特征在于：其包括处理模块和分片模块；

所述处理模块用于判定所述协议报文的总长度超过发送接口的最大传输单元MTU时，通知所述分片模块进行切片操作；

所述分片模块用于将所述协议报文切分为多个IP分片后向外发送，每个所述IP分片的长度均不超过所述MTU，且所述IP分片包括外层IP头部以及带有内层IP头部的报文净荷，内层IP头部的协议类型为所述协议报文的协议类型；

述协议报文为资源预留协议RSVP信令报文；

所述内层IP头部与所述协议报文的报文头部相同；

所述外层IP头部由操作系统的IP协议栈封装；所述内层IP头部由RSVP协议栈负责填写和解析。

5.如权利要求4所述的协议报文的传输装置，其特征在于：

所述处理模块用于创建原始套接字，并设置原始套接字的选项字段，所述选项字段的协议号字段设为4，并取消IP_HDRINCL选项，以及将原始套接字和所述协议报文发送到所述分片模块；

所述分片模块根据所述原始套接字和MTU，对所述协议报文进行分片，并按照IP协议生成所述外层IP头部。

6.一种协议报文的传输装置，其特征在于：其包括重组模块和解封模块；

所述重组模块用于接收权利要求4或5所述的协议报文的传输装置发出的所述IP分片，对收到的所有所述IP分片进行重组，重组得到的报文包括所述外层IP头部以及作为所述报文净荷的所述协议报文；

所述解封模块用于剥掉所述外层IP头部，对得到的所述协议报文进行协议处理。

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