CN111092962A - 一种防止数据传输中丢包的方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止数据传输中丢包的方法，包括以下步骤：计算介质访问控制发生老化的时间；基于所述介质访问控制的地址确定对应的地址解析协议表，并判断所述地址解析协议表中的接口是否为虚拟局域网接口；响应于所述地址解析协议表中的接口为虚拟局域网接口，判断是否到达所述介质访问控制发生老化的时间；以及响应于到达所述介质访问控制发生老化的时间，删除所述地址解析协议表。本发明还公开了一种计算机设备和可读存储介质。本发明提出的防止数据传输中丢包的方法、设备及介质基于介质访问控制不可用，删除地址解析协议表，解决了三层转发因为介质访问控制表项老化而导致业务100秒级的丢包问题，方法简单并且安全有效。
Description
技术领域
本发明涉及数据传输领域，更具体地，特别是指一种防止数据传输中丢包的方法、设备及可读介质。
背景技术
由于云计算的兴起和大规模的应用，对于流量的转发时报文丢包的容忍性越来越低。数据中心交换机之间转发报文速率通常为25GBPS/100GBPS，秒级的丢包就会造成数据的大量丢失。而目前数据中心交换机业务之间相互转发，更是广泛地应用的BGP、VXLAN(虚拟可扩展局域网)等技术，但这些技术都直接或间接需要vlan interface(虚拟局域网接口)所涉及的三层转发，正是由于vlan interface所涉及的三层转发需要ARP(地址解析协议)表项和MAC(Media Access Control，介质访问控制)表项，就引入了两者老化时间不一致时，通常情况下两者老化时间差别100秒级别，就导致了100秒级别的丢包，这么长时间的丢包对于数据中心业务来说是致命的。然而这种传统控制层面逻辑并没有避免丢包的处理方式。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种防止数据传输中丢包的方法、设备及介质，当介质访问控制不可用，基于虚拟局域网接口删除地址解析协议表，解决了三层转发因为介质访问控制表项老化而导致业务100秒级的丢包问题，方法简单并且安全有效。
基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种防止数据传输中丢包的方法，包括如下步骤：计算介质访问控制发生老化的时间；基于所述介质访问控制的地址确定对应的地址解析协议表，并判断所述地址解析协议表中的接口是否为虚拟局域网接口；响应于所述地址解析协议表中的接口为虚拟局域网接口，判断是否到达所述介质访问控制发生老化的时间；以及响应于到达所述介质访问控制发生老化的时间，删除所述地址解析协议表。
在一些实施方式中，还包括：将所述介质访问控制的地址记录到介质访问控制表。
在一些实施方式中，还包括：响应于到达所述介质访问控制发生老化的时间，删除所述介质访问控制表。
在一些实施方式中，还包括：响应于未到达所述介质访问控制发生老化的时间，判断是否需要进行数据通信。
在一些实施方式中，还包括：响应于需要进行数据通信，基于所述介质访问控制表确定数据通信的物理接口。
本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：计算介质访问控制发生老化的时间；基于所述介质访问控制的地址确定对应的地址解析协议表，并判断所述地址解析协议表中的接口是否为虚拟局域网接口；响应于所述地址解析协议表中的接口为虚拟局域网接口，判断是否到达所述介质访问控制发生老化的时间；以及响应于到达所述介质访问控制发生老化的时间，删除所述地址解析协议表。
在一些实施方式中，步骤还包括：将所述介质访问控制的地址记录到介质访问控制表。
在一些实施方式中，步骤还包括：响应于到达所述介质访问控制发生老化的时间，删除所述介质访问控制表。
在一些实施方式中，步骤还包括：响应于未到达所述介质访问控制发生老化的时间，判断是否需要进行数据通信。
本发明实施例的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时实现如上方法步骤的计算机程序。
本发明具有以下有益技术效果：当介质访问控制不可用，基于虚拟局域网接口删除地址解析协议表，解决了三层转发因为介质访问控制表项老化而导致业务100秒级的丢包问题，方法简单并且安全有效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用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发明的一些实施例，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的实施例。
图1为本发明提供的防止数据传输中丢包的方法的实施例的示意图；
图2为本发明提供的防止数据传输中丢包的方法的实施例的流程图；
图3为本发明提供的防止数据传输中丢包的方法的实施例的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种防止数据传输中丢包的方法的实施例。图1示出的是本发明提供的防止数据传输中丢包的方法的实施例的示意图。如图1所示，本发明实施例包括如下步骤：
S1、计算介质访问控制发生老化的时间；
S2、基于介质访问控制的地址确定对应的地址解析协议表，并判断地址解析协议表中的接口是否为虚拟局域网接口；
S3、响应于地址解析协议表中的接口为虚拟局域网接口，判断是否到达介质访问控制发生老化的时间；以及
S4、响应于到达介质访问控制发生老化的时间，删除地址解析协议表。
对于三层路由接口，ARP(地址解析协议)表项中包含ip地址、MAC地址、物理接口三项就可以满足其三层转发；但对于vlan interface所涉及的三层转发，不仅需要ARP表项，还需要MAC表项才可以完成一次完整的转发流程。所以vlan interface接口所涉及的三层转发，交换机MAC表项老化时，刷新ARP表让MAC表对应的ARP表项也老化。这样就不会出现报文通过路由协议转发到交换机，交换机通过最长掩码匹配原则最终查找到ARP表，查到对应的vlan interface可以转发，但是其对应的MAC表项已经不存在，从而出现丢包的情况。
假设VM1(VM，虚拟机)设置成100.16.1.1/24，VM2设置成100.16.1.2/24，VM3设置成101.16.1.3/24，则VM1和VM3在不同网段，VM1与VM2在同一个网段，所以既要实现二层转发又要三层转发，需要在交换机上配置vlan interface，使得VM1和VM2属于同一个虚拟局域网，目前在交换机上可以使用VXLAN(虚拟可扩展局域网)技术，实现2个相同子网节点之间的数据通信。VM1和VM3属于不同虚拟局域网，VM1到VM3之间需要通信，交换机上需要查询FIB(Forwarding Info Base，转发信息基础)表，转发到最终设备需查询ARP表，查到ARP表后，还需要根据MAC表找到最终转发的物理接口。
如果交换机检测到ARP表项正常，控制层面就会认为转发流程是正常可行的，业务报文就会一直转发，但转发依赖的MAC表如果出现老化，而导致报文转发的接口不可知，则会出现业务报文大量丢包，直到新的流量触发，使得学到MAC地址，流量才能够继续转发。如果交换机在MAC老化的时候通知其对应的ARP表，使得ARP表也更新，则不会出现转发出接口未知而导致业务流丢包。
具体操作如下：
计算介质访问控制发生老化的时间。在一些实施方式中，还包括：将所述介质访问控制的地址记录到介质访问控制表。可以通过交换机计算MAC将要发生老化的时间，并记录将要老化的MAC地址。这里的发生老化的时间是指一个具体的时间点。
基于介质访问控制的地址确定对应的地址解析协议表，并判断地址解析协议表中的接口是否为虚拟局域网接口。通过MAC地址确定ARP表条目，并判断ARP表条目中的接口是虚拟局域网接口还是三层物理接口。
响应于地址解析协议表中的接口为虚拟局域网接口，判断是否到达介质访问控制发生老化的时间。如果ARP表条目中的接口是虚拟局域网接口，判断是否达到MAC将要发生老化的时间。
响应于到达介质访问控制发生老化的时间，删除地址解析协议表。在一些实施方式中，还包括：响应于到达所述介质访问控制发生老化的时间，删除所述介质访问控制表。到达MAC发生老化的时间，可以清除MAC表，也可以上报CPU，让CPU清除ARP表。
此时ARP删除后，则代表控制层面已知不可达，当流量想再次转发，则需要主动触发ARP学习、MAC学习，很好的避免了因为一个表项老化而造成数据流大量丢包的情况。
在一些实施方式中，还包括：响应于未到达所述介质访问控制发生老化的时间，判断是否需要进行数据通信。在一些实施方式中，还包括：响应于需要进行数据通信，基于所述介质访问控制表确定数据通信的物理接口。
本发明实施例不仅简单适用，并且在不投入大量研发资源的情况下，只需要将MAC表和其对应的ARP表同步老化，解决了目前数据中心交换机丢包的严重问题，实现了数据中心业务流量的零丢包。
图2示出的是本发明提供的防止数据传输中丢包的方法的实施例的流程图。如图2所示，从框101开始，接着前进到框102，计算介质访问控制发生老化的时间；接着前进到框103，基于介质访问控制的地址确定对应的地址解析协议表；接着前进到框104，判断地址解析协议表中的接口是否为虚拟局域网接口，如果否，直接结束，如果是，前进到框105，判断是否到达介质访问控制发生老化的时间，如果否，直接结束，如果是，前进到框106，删除地址解析协议表，然后前进到框107结束。
需要特别指出的是，上述防止数据传输中丢包的方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于防止数据传输中丢包的方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在实施例之上。
基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：S1、计算介质访问控制发生老化的时间；S2、基于介质访问控制的地址确定对应的地址解析协议表，并判断地址解析协议表中的接口是否为虚拟局域网接口；S3、响应于地址解析协议表中的接口为虚拟局域网接口，判断是否到达介质访问控制发生老化的时间；以及S4、响应于到达介质访问控制发生老化的时间，删除地址解析协议表。
在一些实施方式中，还包括：将所述介质访问控制的地址记录到介质访问控制表。
在一些实施方式中，还包括：响应于到达所述介质访问控制发生老化的时间，删除所述介质访问控制表。
在一些实施方式中，还包括：响应于未到达所述介质访问控制发生老化的时间，判断是否需要进行数据通信。
在一些实施方式中，还包括：响应于需要进行数据通信，基于所述介质访问控制表确定数据通信的物理接口。
如图3所示，为本发明提供的上述防止数据传输中丢包的方法的一个实施例的硬件结构示意图。
以如图3所示的装置为例，在该装置中包括一个处理器301以及一个存储器302，并还可以包括：输入装置303和输出装置304。
处理器301、存储器302、输入装置303和输出装置304可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
存储器302作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的防止数据传输中丢包的方法对应的程序指令/模块。处理器301通过运行存储在存储器302中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的防止数据传输中丢包的方法。
存储器302可以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、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据防止数据传输中丢包的方法的使用所创建的数据等。此外，存储器302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，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器302可选包括相对于处理器301远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置303可接收输入的用户名和密码等信息。输出装置304可包括显示屏等显示设备。
一个或者多个防止数据传输中丢包的方法对应的程序指令/模块存储在存储器302中，当被处理器301执行时，执行上述任意方法实施例中的防止数据传输中丢包的方法。
执行上述防止数据传输中丢包的方法的计算机设备的任何一个实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时执行如上方法的计算机程序。
最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，防止数据传输中丢包的方法的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由处理器执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被处理器执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
此外，应该明白的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。
结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性设计中，功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防止数据传输中丢包的方法，其特征在于，包括以下步骤：
计算介质访问控制发生老化的时间；
基于所述介质访问控制的地址确定对应的地址解析协议表，并判断所述地址解析协议表中的接口是否为虚拟局域网接口；
响应于所述地址解析协议表中的接口为虚拟局域网接口，判断是否到达所述介质访问控制发生老化的时间；以及
响应于到达所述介质访问控制发生老化的时间，删除所述地址解析协议表。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述介质访问控制的地址记录到介质访问控制表。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于到达所述介质访问控制发生老化的时间，删除所述介质访问控制表。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于未到达所述介质访问控制发生老化的时间，判断是否需要进行数据通信。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于需要进行数据通信，基于所述介质访问控制表确定数据通信的物理接口。
6.一种计算机设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令由所述处理器执行时实现以下步骤：
计算介质访问控制发生老化的时间；
基于所述介质访问控制的地址确定对应的地址解析协议表，并判断所述地址解析协议表中的接口是否为虚拟局域网接口；
响应于所述地址解析协议表中的接口为虚拟局域网接口，判断是否到达所述介质访问控制发生老化的时间；以及
响应于到达所述介质访问控制发生老化的时间，删除所述地址解析协议表。
7.根据权利要求6所述的计算机设备，其特征在于，步骤还包括：
将所述介质访问控制的地址记录到介质访问控制表。
8.根据权利要求7所述的计算机设备，其特征在于，步骤还包括：
响应于到达所述介质访问控制发生老化的时间，删除所述介质访问控制表。
9.根据权利要求8所述的计算机设备，其特征在于，步骤还包括：
响应于未到达所述介质访问控制发生老化的时间，判断是否需要进行数据通信。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任意一项所述方法的步骤。
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