CN109587087A - 一种报文处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种报文处理方法及系统。一种报文处理方法，其特征在于，所述方法包括：FPGA接收由交换芯片发送的报文，其中交换芯片通过第一类链路将报文发送至FPGA；FPGA判断所接收的报文是否为SYN报文；若是，FPGA则解析所接收的报文的头部信息，并修改所述头部信息；FPGA通过第一类链路将修改头部信息的报文发送给交换芯片；交换芯片接收由FPGA发送的报文，解析报文的头部信息，判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求；若是，交换芯片则将所接收的报文通过第二类链路发送至FPGA；FPGA通过第二类链路接收报文，并对所接收的报文进行处理。

Description

一种报文处理方法及系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种报文处理方法及系统。

背景技术

FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程阵列)芯片是一种可编程的逻辑芯片，通过编写不同的程序代码可以实现高速的业务处理能力，这与传统的CPU实现的处理能力相比，FPGA芯片具有明显的优势。因此目前的高性能网络设备基本采用FPGA芯片作为主力业务处理芯片，采用交换芯片作为接收和发送报文的辅助芯片，交换芯片所接收的报文交由FPGA来进行处理，并且交换芯片需要将FPGA处理过的报文转发出去，其中交换芯片与FPGA之间通过多个链路进行连接。

当前交换芯片在接收到报文之后，通过聚合分流算法将所接收到的报文平均分配到多个链路以发送到FPGA，后续FPGA可以对报文进行处理。

由于交换芯片所接收到的报文存在SYN(Synchronize Sequence Numbers，同步序列编号)报文，SYN报文是TCP建立连接的协议报文，需要快速处理，为了衡量开发难度，在交换芯片与FPGA之间的多个链路中只有极少数用于传输SYN报文的链路，虽然通过聚合分流算法将所接收到的报文平均分配到多个链路以发送到FPGA，但是SYN报文可能并不会分配到传输SYN报文的链路中，导致FPGA并不能及时高效的处理SYN报文，TCP建立连接失败。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种报文处理方法及系统。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

一种报文处理方法，其特征在于，应用于包含FPGA、交换芯片的网络设备，所述FPGA与交换芯片之间通过多个链路进行连接，所述多个链路分为第一类链路以及第二类链路，所述方法包括：

FPGA接收由交换芯片发送的报文，其中交换芯片通过第一类链路将报文发送至FPGA；

FPGA判断所接收的报文是否为SYN报文；

若是，FPGA则解析所接收的报文的头部信息，并修改所述头部信息；

FPGA通过第一类链路将修改头部信息的报文发送给交换芯片；

交换芯片接收由FPGA发送的报文，解析报文的头部信息，判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求；

若是，交换芯片则将所接收的报文通过第二类链路发送至FPGA；

FPGA通过第二类链路接收报文，并对所接收的报文进行处理。

一种报文处理系统，其特征在于，应用于包含FPGA、交换芯片的网络设备，所述FPGA与交换芯片之间通过多个链路进行连接，所述多个链路分为第一类链路以及第二类链路，所述系统包括：

FPGA接收由交换芯片发送的报文，其中交换芯片通过第一类链路将报文发送至FPGA；

FPGA判断所接收的报文是否为SYN报文；

若是，FPGA则解析所接收的报文的头部信息，并修改所述头部信息；

FPGA通过第一类链路将修改头部信息的报文发送给交换芯片；

交换芯片接收由FPGA发送的报文，解析报文的头部信息，判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求；

若是，交换芯片则将所接收的报文通过第二类链路发送至FPGA；

FPGA通过第二类链路接收报文，并对所接收的报文进行处理。

采用本申请提供的技术方案，FPGA对接收的报文进行初步识别，在通过第一类链路接收的报文存在SYN报文的情况下，通过修改报文的头部信息的方式，由交换芯片通过第二类链路重新发送到FPGA，利用FPGA内部第二类链路对应的专用处理引擎可以针对SYN报文进行快速高效的处理，TCP建立连接成功。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一示例性实施例示出的一种硬件连接示意图；

图2是本申请一示例性实施例示出的报文处理方法的实施流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

首先对本申请实施例提供的一种报文处理方法进行说明，该方法可以包括以下步骤：

FPGA接收由交换芯片发送的报文，其中交换芯片通过第一类链路将报文发送至FPGA；

FPGA判断所接收的报文是否为SYN报文；

若是，FPGA则解析所接收的报文的头部信息，并修改所述头部信息；

FPGA通过第一类链路将修改头部信息的报文发送给交换芯片；

交换芯片接收由FPGA发送的报文，解析报文的头部信息，判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求，若是，则将所接收的报文通过第二类链路发送至FPGA；

FPGA通过第二类链路接收报文，并对所接收的报文进行处理。

在背景技术中提到，如图1所示的一硬件连接示意图，FPGA与交换芯片之间通过多个链路进行连接，为了衡量开发难度，将FPGA与交换芯片之间的多个链路进行分类，分为第一类链路、第二类链路，其中该第一类链路中至少包括1个链路，同样第二类链路中至少包括1个链路，第二类链路为用于传输SYN报文以及其它报文(例如数据报文)的链路，而第一类链路为用于传输其它报文(例如数据报文)的链路，FPGA接收经由第二类链路传输的SYN报文，利用第二类链路对应的专用处理引擎可以针对SYN报文进行快速高效的处理。但是目前当交换芯片接收到报文之后，通过聚合分流算法将所接收到的报文平均分配到多个链路以发送到FPGA，后续FPGA可以对报文进行处理。由于交换芯片所接收到的报文存在SYN报文，SYN报文是TCP建立连接的协议报文，需要快速处理，虽然通过聚合分流算法将所接收到的报文平均分配到多个链路以发送到FPGA，可以提高网络设备的性能，但是SYN报文可能并不会分配到传输SYN报文的链路中，导致FPGA并不能及时高效的处理SYN报文，TCP建立连接失败。

针对上述问题，本申请实施例提供一种技术方案，FPGA接收交换芯片经由第一类链路发送的报文，该报文可能是数据报文，也可能是SYN报文，判断所接收的报文是否为SYN报文，若是，则解析该报文的头部信息，并修改该头部信息，然后通过第一类链路将修改头部信息的报文发送给交换芯片，交换芯片在接收到FPGA发送的报文之后，同样解析报文的头部信息，判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求，若是，则将所接收的报文通过第二类链路发送至FPGA，FPGA通过第二类链路接收报文，并对所接收的报文进行处理。如此一来，FPGA对接收的报文进行初步识别，在通过第一类链路接收的报文存在SYN报文的情况下，通过修改报文的头部信息的方式，由交换芯片通过第二类链路重新发送到FPGA，利用FPGA内部第二类链路对应的专用处理引擎可以针对SYN报文进行快速高效的处理，TCP建立连接成功。为了对本申请进一步说明，提供下列实施例：

如图2所示，为本申请实施例报文处理方法的一种实施流程图，其具体可以包括以下步骤：

S201，FPGA接收由交换芯片发送的报文，其中交换芯片通过第一类链路将报文发送至FPGA；

在本申请中，交换芯片在接收到外部设备发送的报文之后，通过聚合分流算法将所接收到的报文平均分配到多个链路以发送到FPGA，其中FPGA特别关注通过第一类链路接收的由交换芯片发送的报文。例如，交换芯片通过TrunkA链路接收外部设备发送的报文，交换芯片将接收的报文通过TrunkB链路(第一类链路)发送至FPGA，FPGA特别关注通过TrunkB链路接收的由交换芯片发送的报文。

S202，FPGA判断所接收的报文是否为SYN报文；

FPGA在通过第一类链路接收由交换芯片发送的报文之后，对报文进行初步识别，即判断所接收的报文是否为SYN报文，具体可以通过以下方式实现：

其中一种实现方式为：FPGA解析所接收的报文，获取所接收的报文中的SYN标志位，根据所述SYN标志位，判断所接收的报文是否为SYN报文。SYN标志位是TCP协议中的一个标志位，例如如果该位被置1，则表示该报文是一个请求建立连接的报文，即SYN报文，因此FPGA在接收到报文之后，解析所接收的报文，获取所接收的报文中的SYN标志位，根据所述SYN标志位对应的数值，可以判断所接收的报文是否为SYN报文。

S203，若是，FPGA则解析所接收的报文的头部信息，并修改所述头部信息；

若经过判断得知报文为SYN报文，FPGA可以解析所接收的报文的头部信息，并修改所述头部信息。其中该头部信息是一种特定的报文头格式，这种报文头格式适用于芯片与芯片之间的报文传输，暂且命名为hig报文头，意味着报文在进入芯片之后需要封装一种特定的报文头格式，不同于报文中的报文头。

FPGA可以对报文进行解析，得到报文的头部信息，将头部信息中的目的端口封装为交换芯片的SYN端口，源端口保持不变。例如头部信息中的目的端口是如图1所示交换芯片的B端口，B端口对应的第一类链路，重新封装为如图1所示交换芯片的C端口，C端口对应的第二类链路。

S204，FPGA通过第一类链路将修改头部信息的报文发送给交换芯片；

在对所接收的报文修改头部信息完毕以后，FPGA可以通过第一类链路将其重新发送给交换芯片，具体的FPGA可以按原路将其重新发送给交换芯片。

S205，交换芯片接收由FPGA发送的报文，解析报文的头部信息，判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求；

S206，若是，交换芯片则将所接收的报文通过第二类链路发送至FPGA；

交换芯片接收由FPGA返回的报文，特别关注通过第一类链路返回的报文，解析报文的头部信息，判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求，若是，则将所接收的报文通过第二类链路转发至FPGA。

具体的，交换芯片在接收到FPGA返回的报文，解析报文的头部信息，判断所接收的报文的头部信息中的目的端口是否为交换芯片的SYN端口，若所接收的报文的头部信息中的目的端口是交换芯片的SYN端口，则表示交换芯片需要重新将该报文通过第二类链路转发给FPGA。例如，解析报文的头部信息，得到头部信息中的目的端口为如图1所示交换芯片的C端口，可以将其通过第二类链路转发给FPGA。

S207，FPGA通过第二类链路接收报文，并对所接收的报文进行处理。

FPGA通过第二类链路接收报文，该报文有可能是交换芯片重新转发的报文(SYN报文)，也有可能是交换芯片直接转发的报文(SYN报文或数据报文)，对所接收的报文进行处理。其中在确定通过第二类链路接收的报文为SYN报文之后，检查所接收的报文对应的会话连接是否建立，若否，利用FPGA内部第二类链路对应的专用处理引擎根据报文的五元组信息建立会话连接。

在会话连接建立之后，当交换芯片接收到后续的数据报文时，交换芯片将通过聚合分流算法将所接收到的报文平均分配到多个链路以发送到FPGA，由于会话连接已经建立，可以直接命中会话信息，FPGA会将报文头部信息的目的端口(例如如图1所示交换芯片的A端口)封装好发送给交换芯片，交换芯片根据报文头部信息的目的端口进行转发，最终发送出网络设备。

通过上述对本申请实施例提供的技术方案的描述，FPGA接收交换芯片经由第一类链路发送的报文，判断所接收的报文是否为SYN报文，若是，则解析该报文的头部信息，并修改该头部信息，然后通过第一类链路将修改头部信息的报文发送给交换芯片，交换芯片在接收到FPGA发送的报文之后，同样解析报文的头部信息，判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求，若是，则将所接收的报文通过第二类链路发送至FPGA，FPGA通过第二类链路接收报文，并对所接收的报文进行处理。如此一来，FPGA对接收的报文进行初步识别，在通过第一类链路接收的报文存在SYN报文的情况下，通过修改报文的头部信息的方式，由交换芯片通过第二类链路重新发送到FPGA，利用FPGA内部第二类链路对应的专用处理引擎可以针对SYN报文进行快速高效的处理，TCP建立连接成功。

与上述报文处理方法的实施例相对应，本申请还提供了报文处理系统的实施例，应用于包含FPGA、交换芯片的网络设备，所述FPGA与交换芯片之间通过多个链路进行连接，所述多个链路分为第一类链路以及第二类链路，所述系统包括：

FPGA接收由交换芯片发送的报文，其中交换芯片通过第一类链路将报文发送至FPGA；

FPGA判断所接收的报文是否为SYN报文；

若是，FPGA则解析所接收的报文的头部信息，并修改所述头部信息；

FPGA通过第一类链路将修改头部信息的报文发送给交换芯片；

交换芯片接收由FPGA发送的报文，解析报文的头部信息，判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求；

若是，交换芯片则将所接收的报文通过第二类链路发送至FPGA；

FPGA通过第二类链路接收报文，并对所接收的报文进行处理。

上述系统实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

通过上述对本申请实施例提供的技术方案的描述，FPGA接收交换芯片经由第一类链路发送的报文，判断所接收的报文是否为SYN报文，若是，则解析该报文的头部信息，并修改该头部信息，然后通过第一类链路将修改头部信息的报文发送给交换芯片，交换芯片在接收到FPGA发送的报文之后，同样解析报文的头部信息，判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求，若是，则将所接收的报文通过第二类链路发送至FPGA，FPGA通过第二类链路接收报文，并对所接收的报文进行处理。如此一来，FPGA对接收的报文进行初步识别，在通过第一类链路接收的报文存在SYN报文的情况下，通过修改报文的头部信息的方式，由交换芯片通过第二类链路重新发送到FPGA，利用FPGA内部第二类链路对应的专用处理引擎可以针对SYN报文进行快速高效的处理，TCP建立连接成功。

对于系统实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本发明可以在由计算机执行的计算值可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种报文处理方法，其特征在于，应用于包含FPGA、交换芯片的网络设备，所述FPGA与交换芯片之间通过多个链路进行连接，所述多个链路分为第一类链路以及第二类链路，所述方法包括：

FPGA接收由交换芯片发送的报文，其中交换芯片通过第一类链路将报文发送至FPGA；

FPGA判断所接收的报文是否为SYN报文；

若是，FPGA则解析所接收的报文的头部信息，并修改所述头部信息；

FPGA通过第一类链路将修改头部信息的报文发送给交换芯片；

交换芯片接收由FPGA发送的报文，解析报文的头部信息，判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求；

若是，交换芯片则将所接收的报文通过第二类链路发送至FPGA；

FPGA通过第二类链路接收报文，并对所接收的报文进行处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述FPGA判断所接收的报文是否为SYN报文，包括：

FPGA解析所接收的报文，获取所接收的报文中的SYN标志位对应的数值；

根据所述SYN标志位对应的数值，判断所接收的报文是否为SYN报文。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述修改所述头部信息，包括：

将头部信息中的目的端口封装为交换芯片的SYN端口。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求，包括：

判断所接收的报文的头部信息中的目的端口是否为交换芯片的SYN端口。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所接收的报文进行处理，包括：

确定所接收的报文是否为SYN报文；

在所接收的报文为SYN报文的情况下，检查所接收的报文对应的会话连接是否建立；

若否，则建立所接收的报文对应的会话连接。

6.一种报文处理系统，其特征在于，应用于包含FPGA、交换芯片的网络设备，所述FPGA与交换芯片之间通过多个链路进行连接，所述多个链路分为第一类链路以及第二类链路，所述系统包括：

FPGA接收由交换芯片发送的报文，其中交换芯片通过第一类链路将报文发送至FPGA；

FPGA判断所接收的报文是否为SYN报文；

若是，FPGA则解析所接收的报文的头部信息，并修改所述头部信息；

FPGA通过第一类链路将修改头部信息的报文发送给交换芯片；

交换芯片接收由FPGA发送的报文，解析报文的头部信息，判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求；

若是，交换芯片则将所接收的报文通过第二类链路发送至FPGA；

FPGA通过第二类链路接收报文，并对所接收的报文进行处理。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述FPGA通过以下方式判断所接收的报文是否为SYN报文：

FPGA解析所接收的报文，获取所接收的报文中的SYN标志位对应的数值；

根据所述SYN标志位对应的数值，判断所接收的报文是否为SYN报文。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述FPGA具体通过以下方式修改所述头部信息：

将头部信息中的目的端口封装为交换芯片的SYN端口。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述交换芯片具体通过以下方式判断所接收的报文的头部信息是否满足预设的要求：

判断所接收的报文的头部信息中的目的端口是否为交换芯片的SYN端口。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述FPGA具体通过以下方式对所接收的报文进行处理：

确定所接收的报文是否为SYN报文；

在所接收的报文为SYN报文的情况下，检查所接收的报文对应的会话连接是否建立；

若否，则建立所接收的报文对应的会话连接。