CN110572330A - 实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法、装置及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法、装置及介质，该方法包括：获取被加速转发的数据流及时间阈值；在所述时间阈值内，根据所述被加速转发的数据流获得用于更新的数据包；将所述用于更新的数据包发送至协议栈，使得所述协议栈根据所述用于更新的数据包执行相应的功能。采用本发明实施例，能在转发加速功能启用时，实现转发加速功能和协议栈功能的兼容。

Description

实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法、装置及介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法、装置及介质。
背景技术
在通信技术领域，路由器为了提升吞吐量，提供了转发加速功能。但由于转发加速功能是采用Netfilter的连接跟踪来实现数据包的快速转发，使被加速转发的数据流中的数据包绕开协议栈，从而减少转发时协议栈对数据的处理，缩短转发路径，而协议栈的某些功能需要数据包经过协议栈才能正常生效，例如连接跟踪状态和计时器的更新功能，以及上网时长统计功能等，因此，目前在启用转发加速功能对数据进行加速转发时，协议栈的某些功能无法正常生效，导致转发加速功能和协议栈功能不兼容。
发明内容
本发明实施例提供一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法、装置及介质，能在加速转发功能启用时，实现转发加速功能和协议栈功能的兼容。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法，包括：
获取被加速转发的数据流及时间阈值；
在所述时间阈值内，根据所述被加速转发的数据流获得用于更新的数据包；
将所述用于更新的数据包发送至协议栈，使得所述协议栈根据所述用于更新的数据包执行相应的功能。
作为上述方案的改进，所述获取时间阈值具体为：
通过读取所述协议栈的连接跟踪表中与所述被加速转发的数据流对应的连接跟踪条目的老化时间，来获取所述时间阈值；或者，
通过读取预先设置的时间参数来获取所述时间阈值。
作为上述方案的改进，所述根据所述被加速转发的数据流获得所述用于更新的数据包，具体为：
从所述被加速转发的数据流中放行数据包，将放行的数据包作为所述用于更新的数据包。
作为上述方案的改进，所述根据所述被加速转发的数据流获得所述用于更新的数据包，具体为：
对所述被加速转发的数据流进行数据包拷贝，将拷贝的数据包作为所述用于更新的数据包。
作为上述方案的改进，所述根据所述被加速转发的数据流获得所述用于更新的数据包，具体为：
获取所述被加速转发的数据流的特征信息；其中，所述特征信息包括源IP、目的IP、源端口、目的端口和协议类型；
根据所述特征信息构造数据包，将构造的数据包作为所述用于更新的数据包。
作为上述方案的改进，所述协议栈在根据所述用于更新的数据包执行相应的功能后，丢弃所述用于更新的数据包。
作为上述方案的改进，所述丢弃所述用于更新的数据包，具体为：
根据所述用于更新的数据包的标记，丢弃所述用于更新的数据包；其中，所述用于更新的数据包是经过标记后被发送至所述协议栈的。
相应地，本发明实施例还提供了一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置，包括：
第一获取模块，用于获取被加速转发的数据流及时间阈值；
第二获取模块，用于在所述时间阈值内，根据所述被加速转发的数据流获得用于更新的数据包；
功能执行模块，用于将所述用于更新的数据包发送至协议栈，使得所述协议栈根据所述用于更新的数据包执行相应的功能。
本发明实施例还提供了一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上任一项所述的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法、装置及介质，首先，通过获取被加速转发的数据流及时间阈值；然后，在所述时间阈值内，根据所述被加速转发的数据流获得用于更新的数据包；最后，将所述用于更新的数据包发送至协议栈，使得所述协议栈根据所述用于更新的数据包执行相应的功能。在加速转发功能启用时，由于是通过将根据被加速转发的数据流得到的用于更新的数据包发送至协议栈，从而使得协议栈依靠其已有的机制即可执行相应的功能，解决了现有技术中转发加速功能与协议栈功能无法兼容的问题，并且在功能执行的过程中无需对协议栈的结构和记录状态等进行修改，实现复杂度低。
附图说明
图1是本发明提供的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法的一个实施例的流程示意图。
图2是本发明提供的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置的一个实施例的结构示意图。
图3是本发明提供的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置的另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本技术领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明提供的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法的一个实施例的流程示意图。
本发明实施例提供一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法，在通信设备进行加速转发功能时执行该方法，能有效实现转发加速功能和协议栈功能兼容。该方法包括步骤S1至步骤S3，具体如下：
S1、获取被加速转发的数据流及时间阈值。
其中，所述获取时间阈值具体为：
通过读取所述协议栈的连接跟踪表中与所述被加速转发的数据流对应的连接跟踪条目的老化时间，来获取所述时间阈值；或者，
通过读取预先设置的时间参数来获取所述时间阈值。
需要说明的是，每一被加速转发的数据流在协议栈中均有其对应的连接跟踪条目，且每一连接跟踪条目均有老化时间，只要在连接跟踪条目计时器的老化时间内更新该连接跟踪条目计时器，即可保证该连接跟踪条目不老化。因此，可以是通过从协议栈的连接跟踪表中读取与被加速转发的数据流对应的连接跟踪条目的老化时间来作为所述时间阈值，或者是通过预先设置一个比老化时间小的时间参数来作为时间阈值，来保证该连接跟踪条目不老化，从而保证后续协议栈可正常执行连接跟踪状态和计时器的更新功能。
S2、在所述时间阈值内，根据所述被加速转发的数据流获得用于更新的数据包。
在一个优选实施例中，上述步骤S2中的所述根据所述被加速转发的数据流获得用于更新的数据包，具体为：
从所述被加速转发的数据流中放行数据包，将放行的数据包作为所述用于更新的数据包。
在本实施例中，从被加速转发的数据流中放行的数据包不走加速路径，以供后续发送至协议栈用于执行相应的功能。
在另一个优选实施例中，上述步骤S2中的所述根据所述被加速转发的数据流获得所述用于更新的数据包，具体为：
对所述被加速转发的数据流进行数据包拷贝，将拷贝的数据包作为所述用于更新的数据包。
在本实施例中，通过对被加速转发的数据流进行数据包拷贝，从而得到用于更新的数据包，以供后续发送至协议栈用于执行相应的功能。由于拷贝的数据包与被加速转发的数据流中的数据包特征相同，因此后续协议栈在接收到拷贝的数据包后，可以根据拷贝的数据包，执行相应的功能，以使被加速转发的数据流中的数据包无需经过协议栈，从而避免从被加速转发的数据流中放行数据包经过协议栈而导致的数据乱序，能在实现转发加速功能和协议栈功能兼容的同时，提高数据转发的准确性。
在又一个优选实施例中，上述步骤S2中的所述根据所述被加速转发的数据流获得所述用于更新的数据包，具体包括步骤S21至步骤S22：
S21、获取所述被加速转发的数据流的特征信息；其中，所述特征信息包括源IP、目的IP、源端口、目的端口和协议类型。
S22、根据所述特征信息构造数据包，将构造的数据包作为所述用于更新的数据包。
在本实施例中，根据得到的特征信息，构造与被加速转发的数据流特征相同的数据包，并将构造的数据包作为用于更新的数据包，以供后续发送至协议栈用于执行相应的功能。由于构造的数据包与被加速转发的数据流中的数据包特征相同，因此后续协议栈在接收到构造的数据包后，可以根据构造的数据包，执行相应的功能，以使被加速转发的数据流中的数据包无需经过协议栈，从而避免从被加速转发的数据流中放行数据包经过协议栈而导致的数据乱序，能在实现转发加速功能和协议栈功能兼容的同时，提高数据转发的准确性。
S3、将所述用于更新的数据包发送至协议栈，使得所述协议栈根据所述用于更新的数据包执行相应的功能。
在得到用于更新的数据包后，将用于更新的数据包发送至协议栈，使得协议栈根据接收到的用于更新的数据包，执行相应的功能。
在步骤S3中，所述协议栈执行的功能有多种，例如连接跟踪状态和计时器的更新功能，或者上网时长统计功能等。本发明实施例不限于这些功能，所述协议栈执行的功能只要是有数据包经过协议栈即可实现的功能均可。
其中，连接指的是数据传输的通道，每一个数据包，都包含源地址，目的地址，协议等信息，协议栈会根据这些信息生成连接跟踪条目，拥有相同信息的数据包就对应同一个连接跟踪条目。连接跟踪条目的计时器是为该条目的老化功能服务，比如，老化时间是30秒，那么计时器会被设定到30秒后触发，触发的动作就是实现连接跟踪条目的老化。所述协议栈执行连接跟踪状态和计时器的更新功能的步骤具体为：当收到用于更新的数据包后，根据接收到的用于更新的数据包，将与其对应的连接跟踪条目计时器设定为在其老化时间后触发，从而更新与其对应的连接跟踪条目计时器，如果在其老化时间内与某个连接相关的一个数据包都没有收到，则该连接的计时器结束，触发老化动作，从而更新与其对应的连接跟踪状态。
其中，上网时长的统计由数据包触发。所述协议栈执行上网时长统计功能的步骤具体为：当收到用于更新的数据包后，根据用于更新的数据包，给与用于更新的数据包相对应的连接条目的上网时长增加1分钟，此后的1分钟内无论是否还有该连接的数据包发出都不影响时长统计结果，依此类推，以1分钟的粒度计算时长，超过1分钟无数据包不累加时长。
在另一个实施例中，所述协议栈在根据所述用于更新的数据包执行相应的功能后，丢弃所述用于更新的数据包。
具体的，协议栈在根据拷贝的数据包或构造的数据包，执行了相应的功能后，丢弃拷贝的数据包或构造的数据包，以避免数据接收方接收到的数据出错，从而使得在实现转发加速功能和协议栈功能兼容的同时，提高了数据转发的准确性。
进一步地，所述丢弃所述用于更新的数据包，具体为：
根据所述用于更新的数据包的标记，丢弃所述用于更新的数据包；其中，所述用于更新的数据包是经过标记后被发送至所述协议栈的。
具体的，拷贝的数据包或构造的数据包是在其mark被打上标记后，方被发送至协议栈的，协议栈在根据拷贝的数据包或构造的数据包，执行了相应的功能后，根据拷贝的数据包或构造的数据包上的标记进行识别，从而丢弃拷贝的数据包或构造的数据包。
为了对本发明的有益效果进行更好地说明，以连接跟踪状态和计时器的更新功能为例，在现有技术中，当转发加速功能启用时，为了使协议栈的连接跟踪状态和计时器的更新功能正常生效，一般是通过由转发加速功能同步对协议栈中连接跟踪条目的记录状态进行修改，或者是通过由转发加速功能同步删除协议栈中与被加速转发的数据对应的连接跟踪条目计时器，再在加速失效后重新建立连接跟踪条目计时器，其实现过程复杂，并且，转发加速功能与连接跟踪状态和计时器的更新功能耦合，导致转发加速功能的扩展性差。而在本发明实施例中，由于是通过将根据被加速转发的数据流得到的用于更新的数据包发送至协议栈，从而使得协议栈依靠其已有的机制即可更新相应的连接跟踪条目计时器和状态，实现了数据转发加速功能与协议栈的连接跟踪状态和计时器的更新功能的兼容，并且，在更新过程中无需对协议栈进行修改，因此能有效地降低更新过程的复杂度，解决了现有技术中由于需要通过转发加速功能对协议栈进行修改而导致的实现过程复杂的问题，同时也解决了现有技术中由于转发加速功能与连接跟踪条目计时器的更新功能耦合，而导致的转发加速功能的扩展性差的问题，提高了转发加速功能的扩展性。
为了对本发明的有益效果进行更好地说明，以上网时长统计功能为例，在现有技术中，当转发加速功能启用时，由于数据包被加速后不经过协议栈，因此，协议栈无法捕获数据包，无法实现协议栈的上网时长统计功能。而在本发明实施例中，由于是通过将根据被加速转发的数据流得到的用于更新的数据包发送至协议栈，从而使得协议栈依靠其已有的机制即可实现上网时长统计功能，实现了数据转发加速功能与协议栈的上网时长统计功能的兼容。
本发明实施例提供的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法，首先，通过获取被加速转发的数据流及时间阈值；然后，在所述时间阈值内，根据所述被加速转发的数据流获得用于更新的数据包；最后，将所述用于更新的数据包发送至协议栈，使得所述协议栈根据所述用于更新的数据包执行相应的功能。在加速转发功能启用时，由于是通过将根据被加速转发的数据流得到的用于更新的数据包发送至协议栈，从而使得协议栈依靠其已有的机制即可执行相应的功能，解决了现有技术中转发加速功能与协议栈功能无法兼容的问题，并且在功能执行的过程中无需对协议栈的结构和记录状态等进行修改，实现复杂度低。
本发明实施例还提供了一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置，能够实施上述实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法的所有流程。
参见图2，是本发明提供的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置的一个实施例的结构示意图。
本发明实施例提供的一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置，包括：
第一获取模块21，用于获取被加速转发的数据流及时间阈值；
第二获取模块22，用于在所述时间阈值内，根据所述被加速转发的数据流获得用于更新的数据包；
功能执行模块23，用于将所述用于更新的数据包发送至协议栈，使得所述协议栈根据所述用于更新的数据包执行相应的功能。
本发明实施例提供的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置，首先，通过获取被加速转发的数据流及时间阈值；然后，在所述时间阈值内，根据所述被加速转发的数据流获得用于更新的数据包；最后，将所述用于更新的数据包发送至协议栈，使得所述协议栈根据所述用于更新的数据包执行相应的功能。在加速转发功能启用时，由于是通过将根据被加速转发的数据流得到的用于更新的数据包发送至协议栈，从而使得协议栈依靠其已有的机制即可执行相应的功能，解决了现有技术中转发加速功能与协议栈功能无法兼容的问题，并且在功能执行的过程中无需对协议栈的结构和记录状态等进行修改，实现复杂度低。
参见图3，是本发明提供的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置的另一个实施例的结构示意图。
本发明实施例提供的一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置，包括处理器31、存储器32以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器31执行的计算机程序，所述处理器31执行所述计算机程序时实现如上任一实施例所述的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法。
另外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上任一实施例所述的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法。
所述处理器31执行所述计算机程序时实现上述各个实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法实施例中的步骤，例如图1所示的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法的所有步骤。或者，所述处理器31执行所述计算机程序时实现上述各实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置的各模块的功能。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器32中，并由所述处理器31执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成第一获取模块，用于获取被加速转发的数据流及时间阈值；第二获取模块，用于在所述时间阈值内，根据所述被加速转发的数据流获得用于更新的数据包；功能执行模块，用于将所述用于更新的数据包发送至协议栈，使得所述协议栈根据所述用于更新的数据包执行相应的功能。
所述实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置可包括，但不仅限于，处理器31、存储器32。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置的示例，并不构成对实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器31可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。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，所述处理器31是所述实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置的各个部分。
所述存储器32可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器31通过运行或执行存储在所述存储器32内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器32内的数据，实现所述实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置的各种功能。所述存储器32可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置集成的模块/单元如果以软件功能单元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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
需说明的是，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实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法，其特征在于，包括：
获取被加速转发的数据流及时间阈值；
在所述时间阈值内，根据所述被加速转发的数据流获得用于更新的数据包；
将所述用于更新的数据包发送至协议栈，使得所述协议栈根据所述用于更新的数据包执行相应的功能。
2.如权利要求1所述的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法，其特征在于，所述获取时间阈值具体为：
通过读取所述协议栈的连接跟踪表中与所述被加速转发的数据流对应的连接跟踪条目的老化时间，来获取所述时间阈值；或者，
通过读取预先设置的时间参数来获取所述时间阈值。
3.如权利要求1所述的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法，其特征在于，所述根据所述被加速转发的数据流获得所述用于更新的数据包，具体为：
从所述被加速转发的数据流中放行数据包，将放行的数据包作为所述用于更新的数据包。
4.如权利要求1所述的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法，其特征在于，所述根据所述被加速转发的数据流获得所述用于更新的数据包，具体为：
对所述被加速转发的数据流进行数据包拷贝，将拷贝的数据包作为所述用于更新的数据包。
5.如权利要求1所述的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法，其特征在于，所述根据所述被加速转发的数据流获得所述用于更新的数据包，具体为：
获取所述被加速转发的数据流的特征信息；其中，所述特征信息包括源IP、目的IP、源端口、目的端口和协议类型；
根据所述特征信息构造数据包，将构造的数据包作为所述用于更新的数据包。
6.如权利要求4或5所述的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法，其特征在于，所述协议栈在根据所述用于更新的数据包执行相应的功能后，丢弃所述用于更新的数据包。
7.如权利要求6所述的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法，其特征在于，所述丢弃所述用于更新的数据包，具体为：
根据所述用于更新的数据包的标记，丢弃所述用于更新的数据包；其中，所述用于更新的数据包是经过标记后被发送至所述协议栈的。
8.一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取被加速转发的数据流及时间阈值；
第二获取模块，用于在所述时间阈值内，根据所述被加速转发的数据流获得用于更新的数据包；
功能执行模块，用于将所述用于更新的数据包发送至协议栈，使得所述协议栈根据所述用于更新的数据包执行相应的功能。
9.一种实现转发加速功能和协议栈功能兼容的装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任意一项所述的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1-7中任意一项所述的实现转发加速功能和协议栈功能兼容的方法。
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