CN109618014A

CN109618014A - 报文转发方法和装置

Info

Publication number: CN109618014A
Application number: CN201811339842.4A
Authority: CN
Inventors: 李国帅; 朱路
Original assignee: Hangzhou Dt Dream Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Dt Dream Technology Co Ltd
Priority date: 2018-11-12
Filing date: 2018-11-12
Publication date: 2019-04-12
Anticipated expiration: 2038-11-12
Also published as: CN109618014B

Abstract

本申请提供一种报文转发方法和装置，所述方法应用于客户端所在的网络设备中的转发进程，所述网络设备为包括多个网络设备的报文转发系统中的任一网络设备，所述多个网络设备中的转发进程对应的虚拟IP地址相同，所述方法包括：获取客户端发送的请求报文；其中，所述请求报文的目的IP地址为所述转发进程对应的虚拟IP地址；基于预设的转发策略，对所述请求报文进行网络地址转换；将转换后的请求报文转发给服务端，以使所述服务端返回所述转换后的请求报文对应的响应报文；其中，所述服务端的IP地址为所述转换后的请求报文的目的IP地址。本申请技术方案可以提高报文转发效率，保证报文转发的稳定性。

Description

报文转发方法和装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种报文转发方法和装置。

背景技术

SLB(Server Load Balancing，服务端负载均衡)是一种针对云计算平台而设计的网络负载均衡技术。在实际应用中，客户端可以基于SLB设备的VIP(Virtual IP Address，虚拟IP地址)将访问请求发送给SLB设备，再由SLB设备基于一定的转发策略，将客户端的访问请求转发给后端的服务端进行相应的业务处理。随着业务种类逐渐增多，业务复杂度也不断提高，客户端发送给服务端的访问请求也逐渐增多。在这种情况下，如何对客户端发送给服务端的访问请求进行负载均衡，成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种报文转发方法和装置。具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本申请提供一种报文转发方法，所述方法应用于客户端所在的网络设备中的转发进程，所述网络设备为包括多个网络设备的报文转发系统中的任一网络设备，所述多个网络设备中的转发进程对应的虚拟IP地址相同，所述方法包括：

获取客户端发送的请求报文；其中，所述请求报文的目的IP地址为所述转发进程对应的虚拟IP地址；

基于预设的转发策略，对所述请求报文进行网络地址转换；

将转换后的请求报文转发给服务端，以使所述服务端返回所述转换后的请求报文对应的响应报文；其中，所述服务端的IP地址为所述转换后的请求报文的目的IP地址。

第二方面，本申请提供一种报文转发装置，所述装置应用于客户端所在的网络设备，所述网络设备为包括多个网络设备的报文转发系统中的任一网络设备，所述多个网络设备中的报文转发装置对应的虚拟IP地址相同，所述装置包括：

获取模块，用于获取客户端发送的请求报文；其中，所述请求报文的目的IP地址为所述转发进程对应的虚拟IP地址；

第一转换模块，用于基于预设的转发策略，对所述请求报文进行网络地址转换；

第一转发模块，用于将转换后的请求报文转发给服务端，以使所述服务端返回所述转换后的请求报文对应的响应报文；其中，所述服务端的IP地址为所述转换后的请求报文的目的IP地址。

在上述技术方案中，由于同一台设备中的客户端在访问服务端时，可以由该客户端所在设备中的转发进程将该客户端发送给服务端的访问请求转发给服务端，而不再需要由同一台转发设备将所有设备中的客户端发送给服务端的访问请求转发给服务端，因此可以避免出现由转发设备故障导致的报文无法传输的问题，以及由访问请求过多导致的报文阻塞问题，从而可以提高报文转发效率，且可以保证报文转发的稳定性。

附图说明

图1是一种报文转发系统的示意图；

图2是本申请一示例性实施例示出的一种报文转发系统的示意图；

图3是本申请一示例性实施例示出的一种报文转发方法的流程图；

图4是本申请一示例性实施例示出的一种报文转发装置所在设备的硬件结构图；

图5是本申请一示例性实施例示出的一种报文转发装置的框图。

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”。

请参考图1，图1是一种报文转发系统的示意图。如图1所示，在实际应用中，由于服务端通常部署在私网中，而客户端则通常部署在公网中，且为了保证业务数据的安全性，通常不允许客户端与服务端之间无法直接进行通信，因此通常可以在客户端与服务端之间部署转发设备，从而使客户端可以通过转发设备访问服务端，获取服务端中的业务数据。

相关技术中，可以为转发设备配置一个虚拟IP地址，该虚拟IP地址为私网IP地址。转发设备与客户端之间可以部署网关设备，转发设备可以基于该虚拟IP地址，通过网关设备与客户端进行通信。另一方面，转发设备可以基于该虚拟IP地址，与服务端进行通信。

举例来说，假设客户端的IP地址为22.29.25.1；为转发设备配置的虚拟IP地址为10.159.100.13；服务端的IP地址为10.150.60.1。

客户端在访问服务端时，可以发送部分字段如下表1所示的请求报文：

源IP地址	目的IP地址
		22.29.25.1	10.159.100.13

表1

网关设备可以对该请求报文进行网络地址转换(Network Address Translation，NAT)，以将该请求报文转发给转发设备。

转发设备在接收到网关设备发送的该请求报文时，可以进一步地将该请求报文的源IP地址转换为转发设备对应的虚拟IP地址(即为转发设备配置的虚拟IP地址)10.159.100.13，并将该请求报文的目的IP地址转换为服务端的IP地址10.150.60.1。

转换后的请求报文的部分字段如下表2所示：

源IP地址	目的IP地址
		10.159.100.13	10.150.60.1

表2

后续，转发设备可以将转换后的请求报文转发给服务端，以由服务端基于该请求报文进行相应的业务处理，并返回基于处理得到的业务数据构造的响应报文，从而使客户端可以获取服务端中的业务数据。

在这种情况下，由于不同设备中的客户端在访问服务端时，都需要由同一台转发设备将各个客户端发送给服务端的访问请求转发给服务端，因此一旦转发设备故障，或者访问请求过多，都可能导致报文阻塞或报文无法传输等问题，对报文转发效率造成严重影响。

为了解决上述问题，本申请提供一种报文转发方法和装置，以提高报文转发效率，保证报文转发的稳定性。

请参考图2，图2是本申请一示例性实施例示出的一种报文转发系统的示意图。如图2所示，对于不同的网络设备来说，在同一台网络设备中可以装载有多个客户端，且在该网络设备中可以运行有一个转发进程。其中，网络设备可以是服务器，也可以是计算机等终端设备，本申请对此不作限制；转发进程可以是用于实现报文转发功能的一段程序代码，该网络设备中的客户端可以通过该转发进程访问服务端。

具体地，可以为该转发进程配置一个虚拟IP地址，该虚拟IP地址可以与服务端的IP地址在同一个私网中，从而使客户端可以基于该虚拟IP地址，通过该转发进程与服务端进行通信。

需要说明的是，为不同的网络设备中运行的转发进程配置的虚拟IP地址可以是相同的。举例来说，在图2所示的报文转发系统中，为网络设备1和网络设备2中运行的转发进程配置的虚拟IP地址可以是相同的。采用这样的方式，可以基于该报文转发系统，实现私有网络中的分布式负载均衡。

请参考图3，图3是本申请一示例性实施例示出的一种报文转发方法的流程图。该方法可以应用于图2所示的网络设备1中的转发进程1或网络设备2中的转发进程2，包括如下步骤：

步骤301：获取客户端发送的请求报文；其中，所述请求报文的目的IP地址为所述转发进程对应的虚拟IP地址。

步骤302：基于预设的转发策略，对所述请求报文进行网络地址转换。

步骤303：将转换后的请求报文转发给服务端，以使所述服务端返回所述转换后的请求报文对应的响应报文；其中，所述服务端的IP地址为所述转换后的请求报文的目的IP地址。

在本实施例中，客户端可以通过运行在该客户端所在的网络设备中的转发进程访问服务端。

具体地，客户端可以发送请求报文，该请求报文的源IP地址为该客户端的IP地址，该请求报文的目的IP地址则为该转发进程对应的虚拟IP地址(即为该转发进程配置的虚拟IP地址)。

在获取到该客户端发送的该请求报文后，可以先基于该请求报文的源IP地址，以及预设的转发策略，确定该请求报文对应的转发策略。其中，转发策略可以包括服务端的IP地址，即可以从该请求报文对应的转发策略中确定处理该请求报文的服务端的IP地址。另一方面，转发策略可以是采用ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)学习等方式确定并存储的，也可以是采用其他方式确定并存储的，本申请对此不作限制。

在确定了该请求报文对应的转发策略后，可以基于该转发策略，对该请求报文进行网络地址转换。

具体地，可以基于该转发策略，对该请求报文进行针对源IP地址和目的IP地址的网络地址转换(full NAT)，即将该请求报文的源IP地址转换为该转发进程对应的虚拟IP地址，并将该请求报文的目的IP地址转换为该服务端的IP地址。

后续，可以将该转换后的请求报文转发给该服务端。

在实际应用中，该服务端在接收该转换后的请求报文时，还可以基于该请求报文进行相应的业务处理，并基于处理得到的业务数据构造响应报文。后续，该服务端可以将该响应报文返回给发送该请求报文的客户端，从而使该客户端可以获取该服务端中的业务数据。

需要说明的是，该服务端在基于处理得到的业务数据构造响应报文时，可以构造源IP地址为该服务端的IP地址、目的IP地址为该转换后的请求报文的源IP地址的响应报文，并返回该响应报文。

在接收到该服务端返回的该响应报文后，可以对该响应报文进行针对源IP地址和目的IP地址的反向的网络地址转换，即将该响应报文的源IP地址转换为转发进程对应的虚拟IP地址，并将该响应报文的目的IP地址转换为发送该请求报文的该客户端的IP地址。

在实际应用中，为了减少对报文的处理步骤，以提高报文转发效率，可以基于该转发策略，对该请求报文进行针对目的IP地址的网络地址转换(Destination NetworkAddress Translation，DNAT)，即将该请求报文的目的IP地址转换为该服务端的IP地址，但可以不对该请求报文的源IP地址进行转换。

在这种情况下，该服务端在接收到该转换后的请求报文时，可以获取该转换后的请求报文的源IP地址，并将获取到的该转换后的请求报文的源IP地址确定为发送该请求报文的该客户端的IP地址，即该服务端可以存储该客户端的IP地址。采用这样的方式，可以为服务端处理某些需要服务端存储有客户端的IP地址的业务(例如：白名单业务)提供便利。

另一方面，在接收到该服务端返回的该响应报文后，可以仅对该响应报文进行针对源IP地址的反向的网络地址转换，即将该响应报文的源IP地址转换为转发进程对应的虚拟IP地址，但可以不对该响应报文的目的IP地址进行转换。

后续，可以将该转换后的响应报文转发给发送该请求报文的该客户端，从而使该客户端可以获取该服务端中的业务数据。

在示出的一种实施方式中，转发进程可以执行SLB功能。

在这种情况下，可以先基于该请求报文的源IP地址，以及预设的转发策略，确定该请求报文对应的转发策略，从而确定该客户端可以访问的服务端的IP地址。另一方面，可以基于预设的负载均衡策略，从这些服务端中选择一个服务端，并将该请求报文的目的IP地址转换为选择的该服务端的IP地址。其中，负载均衡策略可以由用户预先设置。举例来说，可以从这些服务端中选择当前负载最小的服务端，并将该请求报文的目的IP地址转换为当前负载最小的服务端的IP地址。

在完成对该请求报文的网络地址转换后，可以将该转换后的请求报文转发给该服务端。

下面对上述技术方案进行举例说明。

继续以图2所示的举例为例，假设客户端1的IP地址为22.23.24.2，客户端2的IP地址为25.29.24.2；为转发进程1和转发进程2配置的虚拟IP地址均为10.150.60.2；服务端的IP地址为10.150.60.3。

客户端1在访问服务端时，可以发送部分字段如下表3所示的请求报文：

源IP地址	目的IP地址
		22.23.24.2	10.150.60.2

表3

转发进程1在接收到该请求报文时，可以将该请求报文的目的IP地址转换为服务端的IP地址10.150.60.3，但可以不对该请求报文的源IP地址进行转换。

转换后的请求报文的部分字段如下表4所示：

源IP地址	目的IP地址
		22.23.24.2	10.150.60.3

表4

转发进程1可以将该转换后的请求报文转发给服务端。服务端在接收到该转换后的请求报文时，可以基于该请求报文进行相应的业务处理，并基于处理得到的业务数据构造源IP地址为服务端的IP地址、目的IP地址为客户端1的IP地址的响应报文。后续，服务端可以将该响应报文返回给客户端1，从而使客户端1可以获取服务端中的业务数据。

服务端返回的响应报文的部分字段如下表5所示：

源IP地址	目的IP地址
		10.150.60.3	22.23.24.2

表5

转发进程1在接收到服务端返回的该响应报文后，可以对该响应报文进行针对源IP地址的反向的网络地址转换，即将该响应报文的源IP地址转换为转发进程1对应的虚拟IP地址，但不需要对该响应报文的目的IP地址进行转换。

转换后的响应报文的部分字段如下表6所示：

表6

转发进程1可以将该转换后的响应报文转发给客户端1，从而使客户端1可以获取服务端中的业务数据。

客户端2在访问服务端时，可以发送部分字段如下表7所示的请求报文：

源IP地址	目的IP地址
		25.29.24.2	10.150.60.2

表7

转发进程2在接收到该请求报文时，可以将该请求报文的目的IP地址转换为服务端的IP地址10.150.60.3，但可以不对该请求报文的源IP地址进行转换。

转换后的请求报文的部分字段如下表8所示：

源IP地址	目的IP地址
		25.29.24.2	10.150.60.3

表8

转发进程2可以将该转换后的请求报文转发给服务端。服务端在接收到该转换后的请求报文时，可以基于该请求报文进行相应的业务处理，并基于处理得到的业务数据构造源IP地址为服务端的IP地址、目的IP地址为客户端2的IP地址的响应报文。后续，服务端可以将该响应报文返回给客户端2，从而使客户端2可以获取服务端中的业务数据。

服务端返回的响应报文的部分字段如下表9所示：

源IP地址	目的IP地址
		10.150.60.3	25.29.24.2

表9

转发进程2在接收到服务端返回的该响应报文后，可以对该响应报文进行针对源IP地址的反向的IP地址转换，即将该响应报文的源IP地址转换为转发进程2对应的虚拟IP地址，但不需要对该响应报文的目的IP地址进行转换。

转换后的响应报文的部分字段如下表10所示：

源IP地址	目的IP地址
		10.150.60.2	25.29.24.2

表10

转发进程2可以将该转换后的响应报文转发给客户端2，从而使客户端2可以获取服务端中的业务数据。

与前述报文转发方法的实施例相对应，本申请还提供了报文转发装置的实施例。

本申请报文转发装置的实施例可以应用在客户端所在的网络设备上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图4所示，为本申请报文转发装置所在网络设备的一种硬件结构图，除了图4所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的网络设备通常根据该报文转发的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

请参考图5，图5是本申请一示例性实施例示出的一种报文转发装置的框图。该装置500可以应用于图4所示的网络设备，包括：

获取模块501，用于获取客户端发送的请求报文；其中，所述请求报文的目的IP地址为所述转发进程对应的虚拟IP地址；

第一转换模块502，用于基于预设的转发策略，对所述请求报文进行网络地址转换；

第一转发模块503，用于将转换后的请求报文转发给服务端，以使所述服务端返回所述转换后的请求报文对应的响应报文；其中，所述服务端的IP地址为所述转换后的请求报文的目的IP地址。

在一个可选的实施例中，所述装置500还可以包括：

第二转换模块504，用于在接收到所述服务端发送的响应报文时，对所述响应报文进行反向的网络地址转换；

第二转发模块505，用于将转换后的响应报文转发给客户端；其中，所述客户端的IP地址为所述响应报文的目的IP地址。

在一个可选的实施例中，所述第一转换模块502具体可以用于：

基于预设的转发策略，以及预设的负载均衡策略，对所述请求报文进行针对目的IP地址的网络地址转换。

对所述请求报文进行针对目的IP地址的网络地址转换。

上述装置中各个单元的功能和作用的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。

对于装置实施例而言，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。以上所描述的装置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。

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

1.一种报文转发方法，其特征在于，所述方法应用于客户端所在的网络设备中的转发进程，所述网络设备为包括多个网络设备的报文转发系统中的任一网络设备，所述多个网络设备中的转发进程对应的虚拟IP地址相同，所述方法包括：

基于预设的转发策略，对所述请求报文进行网络地址转换；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收到所述服务端发送的响应报文时，对所述响应报文进行反向的网络地址转换；

将转换后的响应报文转发给客户端；其中，所述客户端的IP地址为所述响应报文的目的IP地址。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设的转发策略，对所述请求报文的目的IP地址进行网络地址转换，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述请求报文进行网络地址转换，包括：

对所述请求报文进行针对目的IP地址的网络地址转换。

5.一种报文转发装置，其特征在于，所述装置应用于客户端所在的网络设备，所述网络设备为包括多个网络设备的报文转发系统中的任一网络设备，所述多个网络设备中的报文转发装置对应的虚拟IP地址相同，所述装置包括：

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二转换模块，用于在接收到所述服务端发送的响应报文时，对所述响应报文进行反向的网络地址转换；

第二转发模块，用于将转换后的响应报文转发给客户端；其中，所述客户端的IP地址为所述响应报文的目的IP地址。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一转换模块具体用于：

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一转换模块具体用于：

对所述请求报文进行针对目的IP地址的网络地址转换。