CN109561004A - 报文转发方法、装置及交换机 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种报文转发方法、装置及交换机，所述方法包括：通过与转发平面设备之间的隧道接收转发平面设备转发的第一协议报文；根据第一协议报文的通信特征信息，确定第一协议报文的目的控制平面设备，并通过与目的控制平面设备之间的隧道将第一协议报文发送给目的控制平面设备；通过与控制平面设备之间的隧道接收控制平面设备发送的第二协议报文；确定第二协议报文的目的转发平面设备，并通过与目的转发平面设备之间的隧道将第二协议报文发送给目的转发平面设备。通过交换机在控制平面设备和转发平面设备之间隧道中继，使得转发平面设备对协议报文的收发处理都是针对交换机进行的，控制平面设备扩容或缩容不会对转发平面设备造成影响。

Description

报文转发方法、装置及交换机

技术领域

本公开涉及网络通信技术领域，具体而言，涉及一种报文转发方法、装置及交换机。

背景技术

随着信息技术的发展，有联网需求的终端设备越来越多，在通常的组网环境中，终端设备一般通过宽带远程接入服务器(Broadband Remote Access Server,简称BRAS)接入网络。BRAS作为进行宽带网络客户端的接入、认证、计费、控制、管理的重要设备，在面对大批量终端设备的联网需求时，可能出现数据转发性能不足、扩容困难、新计费业务上线困难等问题。现有技术中，采用转发与控制分离(以下简称转控分离)的BRAS架构，将BRAS业务中控制层面和转发层面的功能划分开，从而提升转发功能的利用率、简化运维的配置及提升新业务上线速度。在转控分离的BRAS架构中，由相对独立运行的转发平面和控制平面代替传统BRAS设备，其中，转发平面主要用于进行以上线的终端设备的流量转发，并负责将协议报文发送给控制平面处理。控制平面主要负责处理BRAS客户端协议报文，并向转发平面下发转发表项或通信配置。

发明内容

第一方面，本公开提供一种报文转发方法，应用于通信连接于转发平面设备与控制平面设备之间的交换机；所述方法包括：

通过与所述转发平面设备之间的隧道接收所述转发平面设备转发的第一协议报文，所述第一协议报文为由客户端发往所述控制平面设备的协议报文；

根据所述第一协议报文的通信特征信息，确定所述第一协议报文的目的控制平面设备，并通过与所述目的控制平面设备之间的隧道将所述第一协议报文发送给所述目的控制平面设备；

通过与所述控制平面设备之间的隧道接收所述控制平面设备发往客户端的第二协议报文；

根据所述第二协议报文的通信特征信息，确定所述第二协议报文的目的转发平面设备，并通过与所述目的转发平面设备之间的隧道将所述第二协议报文发送给所述目的转发平面设备。

第二方面，本公开提供一种报文转发装置，应用于通信连接于转发平面设备与控制平面设备之间的交换机；所述装置包括：

第一协议报文接收模块，通过与所述转发平面设备之间的隧道接收所述转发平面设备转发的第一协议报文，所述第一协议报文为由客户端发往所述控制平面设备的协议报文；

第一协议报文发送模块，根据所述第一协议报文的通信特征信息，确定所述第一协议报文的目的控制平面设备，并通过与所述目的控制平面设备之间的隧道将所述第一协议报文发送给所述目的控制平面设备；

第二协议报文接收模块，通过与所述控制平面设备之间的隧道接收所述控制平面设备发往客户端的第二协议报文；

第二协议报文发送模块，根据所述第二协议报文的通信特征信息，确定所述第二协议报文的目的转发平面设备，并通过与所述目的转发平面设备之间的隧道将所述第二协议报文发送给所述目的转发平面设备。

第三方面，本公开提供一种交换机，包括机器可读存储介质及处理器，所述机器可读存储介质中存储有机器可执行的指令，所述机器可执行的指令在被所述处理器执行时，促使所述交换机实现本公开提供的所述报文转发方法。

第四方面，本公开提供一种机器可读存储介质，其存储有机器可执行的指令，所述机器可执行的指令在被处理器执行时实现本公开提供的报文转发方法。

本公开实施例具有以下有益效果：

本公开提供的报文转发方法、装置及交换机，在转控分离的组网架构中，通过交换机在控制平面设备和转发平面设备之间隧道中继，使得转发平面设备对协议报文的收发处理都是针对交换机进行的，进而使得控制平面设备扩容或缩容不会对转发平面设备造成影响，不需要转发平面设备进行额外的配置。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为现有技术控制平面设备扩容组网示意图；

图2为本公开实施例提供的转控分离组网架构示意图；

图3为本公开实施例提供的报文转发方法的流程示意图之一；

图4为本公开实施例提供的隧道配置示意图；

图5为本公开实施例提供的报文转发方法的流程示意图之一；

图6为本公开实施例提供的交换机的示意图；

图7为本公开实施例提供的报文转发装置的功能模块示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本公开实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，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例，都属于本公开保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

转控分离的网络架构中，转发平面设备可能需要将协议报文转发到特定的控制平面设备，在一些实施方式中，转发平面设备会通过与控制平面设备之间预先建立VXLAN(Virtual Extensible LAN，虚拟扩展局域网)隧道进行协议报文转发。在一些场景中，可能出现控制平面设备资源不足的情况，需要扩展出新的控制平面设备一起分担处理转发控制任务的情况。

例如，请参照图1，转发平面设备UP 1原本经交换机SW与控制平面设备CP1-1建立了VXLAN隧道1进行协议报文转发，VXLAN隧道1与转发平面设备UP1的AC(Access Circuit，接入电路)端口AC1绑定。当CP1-1资源不足，需要扩容出控制平面设备CP1-2一起处理UP1转发的协议报文。在这种实施方式中，UP1需要与扩容出的CP1-2建立新的VXLAN隧道2，并绑定新的AC端口AC2。

采用这种方式会导致控制平面设备进行扩容或缩容时，需要转发平面设备也进行相应的配置，操作复杂，控制平面设备扩容后会占用转发平面设备的大量AC端口。并且AC端口与VXLAN是强相关，增加了客户端在控制平面设备上分配调度的难度和接入网络系统的难度。

因此，在本实施例中，提供一种通过交换机的中继转发，使转发平面设备对控制平面设备扩容或缩容无感知的方案，下面对本实施例提供的方案进行详细阐述。

请参照图2，图2为本实施例提供的转控分离的网络架构示意图，其中，转发平面设备UP与控制平面设备CP均连接至交换机SW，转发平面设备UP还与客户端Client连接，客户端Client可以为个人电脑、笔记本电脑、移动终端、平板电脑等终端设备。

在本实施例中，转发平面设备UP与交换机SW之间建立隧道，该隧道的端点为转发平面设备UP和交换机SW。控制平面设备CP与交换机SW之间建立有隧道，该隧道的端点为交换机SW和控制平面设备CP。

本实施例提供一种应用于图2所示交换机的一种报文转发方法，请参照图3，在上述报文转发方法中可以通过步骤S110和步骤S120处理客户端发往控制平面设备的协议报文。

步骤S110，通过与转发平面设备之间的隧道接收转发平面设备转发的第一协议报文，第一协议报文为由客户端发往控制平面设备的协议报文。

在本实施例中，与转发平面设备连接的客户端可能生成一些需要控制平面设备处理的协议报文，例如，客户端上线时产生的上线请求报文、ARP请求报文等。客户端发出的第一协议报文到达转发平面设备后，转发平面设备对第一协议报文进行隧道封装并通过隧道发往交换机，封装后的第一协议报文的隧道目的地址(即外层目的地址)为交换机的地址，隧道源地址(即外层源地址)为转发平面设备。

步骤S120，根据第一协议报文的通信特征信息，确定第一协议报文的目的控制平面设备，并通过与该目的控制平面设备之间的隧道将第一协议报文发送给该目的控制平面设备。

交换机接收第一协议报文并进行解封装，获得第一协议报文的通信特征信息。接着交换机可以根据第一协议报文的通信特征信息确定需要处理该第一协议报文的目的控制平面设备。然后根据确定出的目的控制平面设备的地址对第一协议报文再次进行隧道封装后发往该目的控制平面设备，封装后的第一协议报文的隧道目的地址为目的控制平面设备的地址，隧道源地址为交换机的地址。

基于上述设备，对于转发平面设备来说，在转发第一协议报文时都是针对交换机进行隧道封装，然后由交换机根据第一协议报文的通信特征选择接收第一协议报文的目的控制平面设备，从而使得控制平面设备扩容或缩容不会影响到转发平面设备对第一协议报文的处理动作。

可选地，一个客户端的协议报文通常均由一个控制平面设备来处理，因此在本实施例中，针对未与控制平面设备进行过协议报文交互的客户端，交换机可以根据第一协议报文的通信特征信息为该客户端确定一个目的控制平面设备，并记录该客户端与该目的控制平面设备的对应关系，后续接收到该客户端发送的第一协议报文时依据记录的对应关系确定目的控制平面设备。

例如，第一协议报文的通信特征信息包括该第一协议报文携带的客户端的标识信息及其他标识信息。客户端的标识信息可以为任何能够表示客户端唯一身份的信息，例如客户端的MAC地址。

在步骤S120中，交换机可以获取第一协议报文中携带的客户端的标识信息，并检测是否记录有与客户端的标识信息对应的目的控制平面设备。

若记录有与客户端的标识信息对应目的控制平面设备，则将第一协议报文发送给该目的控制平面设备；

若未记录有与客户端的标识信息对应的目的控制平面设备，则根据其他标识信息，为该客户端确定一个目的控制平面设备，记录该客户端的标识信息与该目的控制平面设备的对应关系，并将第一协议报文发送给该目的控制平面设备。

进一步地，为使客户端可以均匀地分配到各控制平面设备负责管理，在为新上线的客户端分配目的控制平面设备时，交换机可以根据各控制平面设备的当前负载情况来进行分配，将新上线的客户端分配至负载较轻的控制平面设备。

例如，交换机可以预先记录有各控制平面设备的当前负载信息，在步骤S120中，根据其他标识信息为客户端确定目的控制平面设备时，交换机可以根据其他标识信息确定至少一个备选控制平面设备，然后根据各控制平面设备的当前负载信息，在至少一个备选控制平面设备中为客户端确定一个目的控制平面设备。

通过上述设计，在控制平面设备扩容后，针对新上线的客户端发送的第一协议报文，转发平面设备还是都统一发往交换机，然后由交换机根据各控制平面设备的负载情况，将新上线的客户端的第一协议报文分配至新扩容出的控制平面设备进行处理。因此对于控制平面设备的扩容，转发平面设备对第一协议报文的转发不需要进行额外的配置，转发平面设备感知不到控制平面设备的扩容动作。

可选地，在本实施例的一个例子中，交换机可以与各控制平面设备进行保活报文交互，从交互中的保活报文中获取各控制平面设备的当前负载信息。其中，当前负载信息可以为控制平面设备已承载的客户端的数量。在其他例子中，交换机也可以采用其他交互方式获得各控制平面设备的当前负载信息。

可选地，由于不同的控制平面设备可能性能不同，可承载的客户端数量也就不同，故在本实施例中，交换机还可以获取各控制平面设备的负载阈值，该负载阈值可以为控制平面设备可承载客户端的最大数量。在步骤S120中，针对新上线的客户端发送的第一协议报文，交换机根据各控制平面设备的当前已承载客户数量和可承载客户端的最大数量确定目的控制平面设备。

进一步地，根据实际组网的需求，可能有不同的转发平面设备转发的第一协议报文需由同一控制平面设备处理，或者同一转发平面设备转发的第一协议报文需要由不同控制平面设备处理的情况。

故在本实施例中，可以通过网络分段信息区分转发平面设备与控制平面设备的对应关系。转发平面设备可以为第一协议报文添加网络分段信息，控制平面设备配置有具有相应网络分段的虚拟端口，交换机在对第一协议报文进行封装转发时，根据网络分段信息来确定相应的目的控制平面设备。其中，网络分段信息可以为VXLAN的VNI(VirtualNetwork Identifier，虚拟网络标识符)。

针对新上线的客户端发送的第一协议报文，交换机在确定目的控制平面设备时，根据第一协议报文中携带的网络分段信息，为客户端确定一个具有相同网络分段的控制平面设备作为目的控制平面设备。

例如，请参照图4，转发平面设备UP1配置有VNI 100，转发平面设备UP2配有VNI200和VNI 300；控制平面设备CP1-1和CP1-2配置有VNI 100和VNI 200，CP2-1和CP2-2配置有VNI 300。则CP1-1和CP1-2需要分担接收处理VNI 100的第一协议报文，并需要分担接收处理VNI 200的第一协议报文；CP2-1和CP2-2需要分担接收处理VNI 300的第一协议报文。

在图4所示场景中，当UP1发送新上线的客户端的第一协议报文时，该第一协议报文所携带的网络分段信息为VNI 100，则交换机SW将在具有相同VNI的CP 1-1和CP 1-2中为该客户端确定一个目标控制平面设备。

请参照图5，在本实施例提供的报文转发方法中，可以通过步骤S210和步骤S220处理控制平面设备发往客户端的协议报文。

步骤S210，通过与控制平面设备之间的隧道接收控制平面设备发往客户端的第二协议报文。

步骤S210，根据第二协议报文的通信特征信息，确定第二协议报文的目的转发平面设备，并通过与该目的转发平面设备之间的隧道将第二协议报文发送给该目的转发平面设备。

在本实施例中，第二协议报文可以为控制平面设备根据接收到的第一协议报文回复给客户端的报文，控制平面设备根据接收到的第一协议报文会回复具有相应通信特征的第二协议报文。其中，通信特征可以包括内从IP地址、内层MAC地址、网络分段信息等。

交换机从控制平面设备接收到的第二协议报文的隧道源地址为控制平面设备的地址，隧道目的地址为交换机的地址。在接收到第二协议报文后，交换机可以对第二协议报文进行解封装，并解析获得第二协议报文的通信特征信息。然后在步骤S220中，根据第二协议报文的通信特征确定需要接收该第二协议报文的目的转发平面设备，并对第二协议报文进行隧道封装后通过隧道发往该目的转发平面设备，再次封装后的第二协议报文的隧道源地址为交换机的地址，隧道目的地址为该目的转发平面设备的地址。

基于上述设计，交换机可以在对下行的第二协议报文进行转发时，根据第二协议报文的通信特征信息进行隧道中继转发，使得控制平面设备基于第一协议报文回复的第二协议报文可以正确地被转发至相应的转发平面设备。并且对于转发平面设备来说，接收到的第二协议报文的隧道源地址均是交换机，使得控制平面设备扩容或缩容不会影响到转发平面设备对第二协议报文的处理动作。

可选地，控制平面设备会根据接收到的第一协议报文携带的网络分段信息，会回复携带有相同网络分段信息的第二协议报文。在一种实施方式中，交换机记录有各转发平面设备的配置的网络分段信息。在步骤S210中，交换机根据第二协议报文携带的网络分段信息，查找具有相同网络分段的转发平面设备作为第二协议报文的目的转发平面设备。

可选地，在另一种实施方式中，所述交换机采用不同的隧道地址与不同网络分段的控制平面设备建立隧道，并且交换机可以采用相同的隧道地址与同一网络分段的控制平面设备建立隧道。交换机还预存有隧道地址对应表，隧道地址对应表中记录有同一网络分段中控制平面设备向交换机发送报文时使用的第一隧道目的地址和交换机向转发平面设备发送报文时使用的第二隧道目的地址的对应关系。

在步骤S210中，交换机可以以接收到的第二协议报文的隧道目的地址作为第一隧道目的地址，在隧道地址对应表中查找相应的第二隧道目的地址。然后将第二协议报文的隧道目的地址修改为查找的第二隧道目的地址，并将该第二协议报文发送给与该第二隧道目的地址对应的目的转发平面设备。

例如，请参照图6，对于VNI 100，交换机SW与控制平面设备CP1-1和CP1-2建立隧道中，采用CP-DIP1作为隧道端点地址，交换机SW与转发平面设备UP1建立隧道中，采用UP-SIP1作为隧道端点地址，并且交换机SW记录有CP-DIP1和UP-SIP1的对应关系。对于VNI200，交换机SW与控制平面设备CP1-1和CP 1-2建立隧道中，采用CP-DIP 2作为隧道端点地址，交换机SW与转发平面设备UP2建立隧道中，采用UP-SIP 2作为隧道端点地址，并且交换机SW记录有CP-DIP 2和UP-SIP 2的对应关系。

则控制平面设备CP1-1发送的网络分段信息为VNI 100的第二协议报文中，隧道目的地址为CP-DIP1，交换机SW根据CP-DIP1和UP-SIP1的对应关系，将该第二协议报文的隧道目的地址修改为UP-SIP1后发送给转发平面设备UP1。而控制平面设备CP 1-1发送的网络分段信息为VNI 200的第二协议报文中，隧道目的地址为CP-DIP 2，交换机SW根据CP-DIP 2和UP-SIP 2的对应关系，将该第二协议报文的隧道目的地址修改为UP-SIP 2后发送给转发平面设备UP2。

可选地，在本实施例中，在客户端下线后，交换机需要删除记录的该客户端的标识信息与其目的控制平面设备的对应关系。

具体地，控制平面设备在接收到客户端的下线申请报文后，生成发往客户端的下线回复报文和发往交换机的客户端删除通知，并将下线回复报文和客户端删除通知发送给交换机，其中，客户端删除通知包括下线的客户端的标识信息。

交换机根据对第二协议报文的转发流程将下线回复报文转发至相应的转发平面设备，并根据客户端删除通知中携带的下线的客户端的标识信息删除该下线的客户端的标识信息与目的控制平面设备的对应关系。

可选地，在本实施例中，控制平面设备之间可能因为缩容或其他业务需求需要进行客户端转移，即将有一个控制平面设备管理客户端转移至另一个控制平面设备管理。在这种场景中，接收转入客户端的控制平面设备会向交互机发送客户端转移通知，客户端转移通知包括转至该控制平面设备管理的已转移客户端的标识信息。交换机接收控制平面设备发送的客户端转移通知后，将与已转移客户端的标识信息对应的目的CP修改为发送该客户端转移通知的控制平面设备。

基于上述设计，对于控制平面设备的缩容或客户端在CP间的迁移，均由交换机完成客户端的标识信息与目的控制平面设备对应关系的修改，不需要转发平面设备相应的操作，因此转发平面设备不会感知到控制平面设备的缩容或客户端在CP间的迁移。

可选地，在本实施例中，交换机可以分别与各控制平面设备进行保活报文交互，未收到控制平面设备发送的保活报文回复的次数在超过预设次数时，判定为该控制平面设备已经下线，则该交换机删除记录的与该控制平面设备对应的客户端的标识信息。

可选地，在本实施例中，控制平面设备上可以配置中继客户端，交换机上可以配置有中继服务端，在本实施例中，控制平面设备可以针对每个网络分段配置一个中继客户端与交换机进行交互。通过中继客户端与中继交换机的交互，交换机可以获得控制平面设备的隧道端点地址、负载情况等信息，并且交换机通过中继服务端完成控制平面设备和转发平面设备之间的VXLAN报文中继转发。

可选地，在本实施例中可以通过以下方式预先建立交换机与控制平面设备和转发平面设备之间的隧道中继组网。下面通过一个示例性的例子说明隧道组网预先建立的方式。

首先，在交换机上预先配置以下表项和关键信息：

1、控制平面设备信息表。

请参见表1，在控制平面设备信息表，C-ID字段为控制平面设备的索引，由交换机生成，用于标识控制平面设备的唯一身份信息；C-IP字段为控制平面设备的与交换机建立隧道时采用的隧道端点地址，其中，当控制平面设备配置有多个VNI时，不同VNI可以对应配置不同的C-IP；LOAD字段为控制平面设备的负载情况，可以是控制平面设备当前承载的客户端数量；threshold字段为控制平面设备的负载阈值，可以是控制平面设备可承载的最大客户端数量。

表1控制平面设备信息表

C-ID

C-IP

LOAD

threshold

2、负载分担结果表。

在负载分担结果表中，记录了客户端的MAC地址与控制平面设备的对应关系。交换机在对第一协议报文进行中继转发时，根据第一协议报文中携带的客户端的MAC地址在该负载分担结果表中查询确定目的控制平面设备。

3、隧道地址对应表。

在隧道地址对应表中记录了同一网络分段中控制平面设备向交换机发送报文时使用的第一隧道目的地址CP-DIP和交换机向转发平面设备发送报文时使用的第二隧道目的地址UP-SIP的对应关系。交换机在对第二协议报文进行中继转发时，根据该隧道地址对应表确定目的转发平面设备。

控制平面设备上配置有中继客户端，交换机上配置有中继服务端。在中继客户端与中继服务端交互的报文中，交换机可以通过中继客户端的注册信息可以获取控制平面设备配置的隧道端点地址(即控制平面设备的C-IP)，交换机还可以通过中继客户端的扩/缩容通知调整控制平面设备信息表，交换机还可以通过与中继客户端的保活报文获知控制平面设备的负载情况。

请参照表2，中继客户端与中继服务器之间交互的报文主要包括以下关键字段：

表2报文关键字段表

C-IP

SER-IP

OPTION

PLAYLOAD

C-IP字段为控制平面设备与交换通信是采用的隧道源地址；

SER-IP字段为交换机中配置的继服务器的地址；

OPTION字段为报文类型，包含request、release、ack、info-request、info-replay、mac-dele、mac-move、mac-ack和keepalive等类型；

PLATLOAD字段为报文荷载，不同报文类型对应的荷载内容可能不同。

其中，request类型为控制平面设备的中级客户端加入中级服务的请求报文；

ack类型为交换机确认控制平面设备加入中级服务的确认报文；

release类型为退出中继服务报文，为双向报文；

info-request类型为控制平面设备请求交换机VXLAN信息的请求报文；

info-replay类型为交换机回复VXLAN信息的回应报文，该类型报文的荷载携带VXLAN信息；

mac-dele类型为负载分担结果表MAC地址删除请求，该类型报文的荷载携带下线的客户端的MAC地址；

mac-move类型为负载分担结果表MAC迁移请求，该类型报文的荷载携带已迁移的客户端的MAC地址；

mac-ack类型为负载分担结果表修改确认报文，该类型报文的荷载携带已迁移的客户端的MAC地址；

keepalive类型为保活报文，该类型报文的荷载控制平面设备的点前负载信息。

然后，需要预先建立交换机与转发平面设备之间的隧道(以下简称为UP-VXLAN隧道)及交换机与控制平面设备之间的隧道(以下简称CP-VXLAN隧道)，并进行相应的配置。其中，CP-VXLAN隧道的配置可以采用手动配置或自动配置两种方式。

CP-VXLAN隧道手动配置方式的步骤包括：

1)根据需求分别在多个转发平面设备上配置UP-VXLAN隧道，转发平面设备侧目UP-VXLAN隧道的隧道目的地址为交换机的地址；

2)在交换机上进行相应的VXLAN隧道配置，建立UP-VXLAN隧道，并且配置隧道端口的VNI。交换机侧UP-VXLAN隧道的隧道目的地址为转发平面设备的地址UP-SIP；

3)在交换机上根据UP-VXLAN隧道信息，配置对应的CP-VXLAN隧道源地址为CP-DIP并配置对应的隧道端口的VNI；

4)在控制平面设备上根据CP-VXLAN隧道信息，手动配置VXLAN隧道，隧道目的地址为CP-DIP；

5)交换机将相同VNI的CP-DIP和UP-SIP记录到隧道地址对应表中；

6)控制平面设备配置源地址C-IP，并开启中继客户端；

7)交换机开启中继服务端，与控制平面设备进行中继交互，获取C-IP；

8)交换机将C-IP配置为CP-VXLAN的隧道目的地址，完成隧道建立。

CP-VXLAN自动配置方式的步骤包括：

1)根据需求分别在多个转发平面设备上配置UP-VXLAN隧道，转发平面设备侧目UP-VXLAN隧道的隧道目的地址为交换机的地址；

2)在交换机上进行相应的VXLAN隧道配置，建立UP-VXLAN隧道，并且配置隧道端口的VNI，交换机侧UP-VXLAN隧道的隧道目的地址为转发平面设备的地址UP-SIP；

3)在交换机上配置CP-VXLAN隧道源地址地址池，根据UP-SIP数量从地址池中获取地址作为CP-DIP，并分配对应VNI，记录相同VNI的CP-DIP和UP-SIP的对应关系生成隧道地址对应表；

4)控制平面设备配置隧道源地址C-IP并开启中继客户端；

5)交换机开启中继服务端，与控制平面设备进行中继交互，获取C-IP，建立CP-VXLAN隧道，并回复ack报文建立中继组网；

6)控制平面设备收到ack报文后完成中继组网建立，发送info-request报文请求VXLAN隧道信息；

7)交换机接收info-request报文，后填入CP-DIP和对应VNI生成info-relay报文，回复给控制平面设备；

8)控制平面设备收到info-relay报文后，获取VXLAN隧道信息完成CP-VXLAN隧道建立。

值得说明的是，上述交换机与控制平面设备和转发平面设备建立隧道中继组网的方式为本实施例提供可选一种实施方式，在本实施例的其他实施方式中，也可以采用其他方式建立交换机与控制平面设备和转发平面设备建立隧道中继组网。

请参照图6，图6为本实施例提供的一种交换机SW的硬件结构示意图。交换机SW可包括处理器130及机器可读存储介质120。处理器130与机器可读存储介质120可经由系统总线140通信。并且，机器可读存储介质120存储有机器可执行指令，通过读取并执行机器可读存储介质120中与报文转发逻辑对应的机器可执行指令，处理器130可执行上文描述的报文转发方法。

本文中提到的机器可读存储介质120可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质120可以是：RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。

请参照图7，本实施例还提供一种报文转发装置110，报文转发装置110包括至少一个可以软件形式存储于机器可读存储介质120中的功能模块。从功能上划分，报文转发装置110可以包括第一协议报文接收模块111、第一协议报文发送模块112、第二协议报文接收模块113及第二协议报文发送模块114。

第一协议报文接收模块111，通过与转发平面设备之间的隧道接收转发平面设备转发的第一协议报文，第一协议报文为由客户端发往控制平面设备的协议报文。

本实施例中，第一协议报文接收模块111可用于执行图3所示的步骤S110，关于第一协议报文接收模块111的具体描述可参对步骤S110的描述。

第一协议报文发送模块112，根据第一协议报文的通信特征信息，确定第一协议报文的目的控制平面设备，并通过与目的控制平面设备之间的隧道将第一协议报文发送给目的控制平面设备。

本实施例中，第一协议报文发送模块112可用于执行图3所示的步骤S120，关于第一协议报文发送模块112的具体描述可参对步骤S120的描述。

第二协议报文接收模块113，通过与控制平面设备之间的隧道接收控制平面设备发往客户端的第二协议报文。

本实施例中，第二协议报文接收模块113可用于执行图5所示的步骤S210，关于第二协议报文接收模块113的具体描述可参对步骤S210的描述。

第二协议报文发送模块114，根据第二协议报文的通信特征信息，确定第二协议报文的目的转发平面设备，并通过与目的转发平面设备之间的隧道本将第二协议报文发送给目的转发平面设备。

实施例中，第二协议报文发送模块114可用于执行图5所示的步骤S220，关于第二协议报文发送模块114的具体描述可参对步骤S220的描述。

可选地，在本实施例中，第一协议报文的通信特征信息包括该第一协议报文携带的客户端的标识信息及其他标识信息；第一协议报文发送模块112具体用于获取第一协议报文中携带的客户端的标识信息；检测是否记录有与客户端的标识信息对应的目的控制平面设备；若记录有与客户端的标识信息对应目的控制平面设备，则将第一协议报文发送给目的控制平面设备；若未记录有与客户端的标识信息对应的目的控制平面设备，则根据其他标识信息，为客户端确定一个目的控制平面设备，记录客户端的标识信息与确定出的目的控制平面设备的对应关系，并将第一协议报文发送给目的控制平面设备。

可选地，在本实施例中，交换机记录有各控制平面设备的当前负载信息；第一协议报文发送模块112根据其他标识信息，为客户端确定一个目的控制平面设备时，根据其他标识信息确定至少一个备选控制平面设备；根据各控制平面设备的当前负载信息，在至少一个备选控制平面设备中为客户端确定一个目的控制平面设备。

可选地，在本实施例中，其他标识信息包括该第一协议报文携带的网络分段信息；第一协议报文发送模块112根据其他标识信息，为客户端确定一个目的控制平面设备时，根据第一协议报文中携带的网络分段信息，为客户端确定一个具有相同网络分段的控制平面设备作为目的控制平面设备。

可选地，在本实施例中，第二协议报文的通信特征信息包括第二协议报文携带的网络分段信息，交换机记录有各转发平面设备的网络分段信息；第二协议报文发送模块114具体用于根据第二协议报文携带的网络分段信息，查找具有相同网络分段的转发平面设备作为第二协议报文的目的转发平面设备。

可选地，在本实施例中，第二协议报文的通信特征信息包括第二协议报文的隧道目的地址；交换机预存有隧道地址对应表，隧道地址对应表中记录有同一网络分段中控制平面设备向交换机发送报文时使用的第一隧道目的地址和交换机向转发平面设备发送报文时使用的第二隧道目的地址的对应关系；第二协议报文发送模块114具体用于以接收到的第二协议报文的隧道目的地址作为第一隧道目的地址，在隧道地址对应表中查找相应的第二隧道目的地址；将第二协议报文的隧道目的地址修改为查找的第二隧道目的地址，并将第二协议报文发送给与该第二隧道目的地址对应的目的转发平面设备。

综上所述，本公开提供的报文转发方法、装置及交换机，在转控分离的组网架构中，通过交换机在控制平面设备和转发平面设备之间隧道中继，使得转发平面设备对协议报文的收发处理都是针对交换机进行的，进而使得控制平面设备扩容或缩容不会对转发平面设备造成影响，不需要转发平面设备进行额外的配置。

在本公开所提供的实施例中，应所述理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本公开各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者所述技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本公开的各种实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到变化或替换，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 (13)

1.一种报文转发方法，其特征在于，应用于通信连接于转发平面设备与控制平面设备之间的交换机；所述方法包括：

通过与所述转发平面设备之间的隧道接收所述转发平面设备转发的第一协议报文，所述第一协议报文为由客户端发往所述控制平面设备的协议报文；

根据所述第一协议报文的通信特征信息，确定所述第一协议报文的目的控制平面设备，并通过与所述目的控制平面设备之间的隧道将所述第一协议报文发送给所述目的控制平面设备；

通过与所述控制平面设备之间的隧道接收所述控制平面设备发往客户端的第二协议报文；

根据所述第二协议报文的通信特征信息，确定所述第二协议报文的目的转发平面设备，并通过与所述目的转发平面设备之间的隧道将所述第二协议报文发送给所述目的转发平面设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一协议报文的通信特征信息包括该第一协议报文携带的客户端的标识信息及其他标识信息；

所述根据所述第一协议报文的通信特征信息，确定所述第一协议报文的目的控制平面设备，并通过与所述目的控制平面设备之间的隧道将所述第一协议报文发送给所述目的控制平面设备的步骤，包括：

获取所述第一协议报文中携带的客户端的标识信息；

检测是否记录有与所述客户端的标识信息对应的目的控制平面设备；

若记录有与所述客户端的标识信息对应目的控制平面设备，则将所述第一协议报文发送给所述目的控制平面设备；

若未记录有与所述客户端的标识信息对应的目的控制平面设备，则根据所述其他标识信息，为所述客户端确定一个目的控制平面设备，记录所述客户端的标识信息与确定出的所述目的控制平面设备的对应关系，并将所述第一协议报文发送给该目的控制平面设备。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述交换机记录有各控制平面设备的当前负载信息；所述根据所述其他标识信息，为所述客户端确定一个目的控制平面设备的步骤，包括：

根据所述其他标识信息确定至少一个备选控制平面设备；

根据各控制平面设备的当前负载信息，在所述至少一个备选控制平面设备中为所述客户端确定一个目的控制平面设备。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

与各控制平面设备进行保活报文交互，从交互中的保活报文中获取各控制平面设备的当前负载信息。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述其他标识信息包括该第一协议报文携带的网络分段信息；所述根据所述其他标识信息，为所述客户端确定一个目的控制平面设备的步骤，包括：

根据所述第一协议报文中携带的网络分段信息，为所述客户端确定一个具有相同网络分段的控制平面设备作为所述目的控制平面设备。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述控制平面设备发送的客户端删除通知，所述客户端删除通知包括下线的客户端的标识信息；

删除所述下线的客户端的标识信息与目的控制平面设备的对应关系。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述控制平面设备发送的客户端转移通知，所述客户端转移通知包括已转移客户端的标识信息；

将与所述已转移客户端的标识信息对应的目的CP修改为发送该客户端转移通知的控制平面设备。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在检测到所述控制平面设备下线时，删除记录的与该控制平面设备对应的客户端的标识信息。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二协议报文的通信特征信息包括所述第二协议报文携带的网络分段信息，所述交换机记录有各转发平面设备的网络分段信息；所述根据所述第二协议报文的通信特征信息，确定所述第二协议报文的目的转发平面设备的步骤，包括：

根据所述第二协议报文携带的网络分段信息，查找具有相同网络分段的转发平面设备作为所述第二协议报文的目的转发平面设备。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二协议报文的通信特征信息包括所述第二协议报文的隧道目的地址；所述交换机采用不同的隧道地址与不同网络分段的控制平面设备建立隧道，所述交换机采用相同的隧道地址与同一网络分段的控制平面设备建立隧道；所述交换机预存有隧道地址对应表，所述隧道地址对应表中记录有同一网络分段中控制平面设备向所述交换机发送报文时使用的第一隧道目的地址和所述交换机向转发平面设备发送报文时使用的第二隧道目的地址的对应关系；

所述根据所述第二协议报文的通信特征信息，确定所述第二协议报文的目的转发平面设备，并通过与所述目的转发平面设备之间的隧道，将所述第二协议报文发送给所述目的转发平面设备的步骤，包括：

以接收到的所述第二协议报文的隧道目的地址作为第一隧道目的地址，在所述隧道地址对应表中查找相应的第二隧道目的地址；

将所述第二协议报文的隧道目的地址修改为查找的所述第二隧道目的地址，并将所述第二协议报文发送给与该第二隧道目的地址对应的目的转发平面设备。

11.一种报文转发装置，其特征在于，应用于通信连接于转发平面设备与控制平面设备之间的交换机；所述装置包括：

第一协议报文接收模块，通过与所述转发平面设备之间的隧道接收所述转发平面设备转发的第一协议报文，所述第一协议报文为由客户端发往所述控制平面设备的协议报文；

第一协议报文发送模块，根据所述第一协议报文的通信特征信息，确定所述第一协议报文的目的控制平面设备，并通过与所述目的控制平面设备之间的隧道将所述第一协议报文发送给所述目的控制平面设备；

第二协议报文接收模块，通过与所述控制平面设备之间的隧道接收所述控制平面设备发往客户端的第二协议报文；

第二协议报文发送模块，根据所述第二协议报文的通信特征信息，确定所述第二协议报文的目的转发平面设备，并通过与所述目的转发平面设备之间的隧道将所述第二协议报文发送给所述目的转发平面设备。

12.一种交换机，其特征在于，包括机器可读存储介质及处理器，所述机器可读存储介质中存储有机器可执行的指令，所述机器可执行的指令在被所述处理器执行时，促使所述交换机实现权利要求1-11任意一项所述的方法。

13.一种机器可读存储介质，其特征在于，存储有机器可执行的指令，所述机器可执行的指令在被处理器执行时实现权利要求1-11任意一项所述的方法。