CN111314219B

CN111314219B - 一种IPv6分段路由的高效转发方法及装置

Info

Publication number: CN111314219B
Application number: CN202010114313.5A
Authority: CN
Inventors: 崔兴龙; 杨曙军; 蒋震
Original assignee: Suzhou Centec Communications Co Ltd
Current assignee: Suzhou Centec Communications Co Ltd
Priority date: 2020-02-24
Filing date: 2020-02-24
Publication date: 2022-12-09
Anticipated expiration: 2040-02-24
Also published as: CN111314219A

Abstract

本发明揭示了一种IPv6分段路由的高效转发方法及装置，所述方法包括：使用报文的IPv6Da进行查找，若查找到结果且报文的SRH.SL非0，则根据SRH.SL得到UDF Index，并根据UDF Index配置如何抽取UDF data，在转发表查找时，根据UDF Index配置，将转发表查找关键字中的IPv6Da更换为UDF data，之后进行转发表查找，最后根据查找出的转发行为，完成路由处理，将报文转发出去。本发明节约了一半交换芯片的带宽，提高了实际部署能力；同时，在交换机硬件的设计上，硬件设计简单，易于实现。

Description

一种IPv6分段路由的高效转发方法及装置

技术领域

本发明属于IPv6分段路由技术领域，具体涉及一种IPv6分段路由的高效转发方法及装置。

背景技术

IPv6 Segment routing(IPv6分段路由，后续简称SRv6)，利用了IPv6扩展头机制，在IPv6 header后插入路由扩展头(routing extension header)，在这个扩展头中携带Segment。

实际使用的时候主要有2种模式：

1、在IPv6 header和payload之间插入SRH(segment routing header，分段路由报文头)：L2Header+IPv6+SRH+payload(TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)/UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)等)，如图1所示。

2、类似tunnel(隧道)，报文格式是：L2headr+IPv6+SRH+innerL2Header(可选)+innerL3Header+innerPayload，如图2所示。

现有SRv6的处理流程如下：

1、SourceNode(源节点)：增加SRH的节点；

a)按照策略(比如ACL)来决定添加什么样的SRH：

ⅰ、添加SRH的处理和插入vlanTag(虚拟局域网标签)类似，添加SRH；

1)、拷贝IPv6Hdr.NH到SRH.NH；

2)、更新IPv6Hdr.NH＝43；

3)、更新IPv6Hdr.PL+＝SRH.HDRLEN<<3+8；

4)、SRH其他字段从配置表中读取；其中，IPv6Hdr＝IPv6 Header,IPv6报文头，IPv6 Header.NH＝IPv6 Header.Next Protocol，IPv6报文头中指示下一个报文头的类型，SRH.HDRLEN＝SRH header length,SRH头部长度，SRH.SL＝SRH segment left,SRH中剩余待处理的分段数目。

2、EndNode：去除SRH的节点

a)首先，IPv6Hdr.IpDa在mySIDTable(本地分段路由标识表)中能查到，并且SRH.SL＝0；

ⅰ、删除SRH，

1)、拷贝SRH.NH到IPv6Hdr.NH，

2)、更新IPv6Hdr.PL-＝SRH.HDRLEN<<3+8，

ⅱ、转发方面，有2个策略：

1)、根据IPv6Da进行路由转发；

2)、根据mySIDTable的结果进行转发；

3、MidNode:更新SRH的节点；

a)首先，IPv6Hdr.IpDa在mySIDTable中能查到，并且SRH.SL！＝0

ⅰ、SRH.SL＝SRH.SL–1；

ⅱ、IPv6Hdr.IpDa＝SRH.SIDList[SRH.SL]；

ⅲ、Destination＝Lookup(IPv6Hdr.IpDa)；

在上述更新SRH的节点的过程中，MidNode的转发行为：由于MidNode再得到下一个SID后，需要根据新的SID查表得到转发目的地；传统的做法是在交换芯片中LOOP(环回)一次，等到IPDA已经更新成SID后，再使用IPDA进行查表，得到转发信息，具体先到报文编辑模块，完成报文编辑后，再环回到交换芯片入口，做普通的路由转发；但是LOOP方案处理复杂，且对带宽的要求很高，会造成带宽不足(带宽只能使用一半)，影响业务部署。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新型的IPv6分段路由的高效转发方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种IPv6分段路由的高效转发方法及装置。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种IPv6分段路由的高效转发方法，包括：

S1，使用报文的IPv6Da进行查找，若查找到结果且报文的SRH.SL！＝0，则进入步骤S2；

S2，根据所述SRH.SL得到UDF Index，并根据所述UDF Index配置如何抽取UDFdata；

S3，在转发表查找时，根据所述UDF Index配置，将转发表查找关键字中的IPv6Da更换为所述UDF data，之后进行转发表查找；

S4，根据查找出的转发行为，完成路由处理，将报文转发出去。

一实施例中，所述UDF Index＝SRH.SL-1。

一实施例中，S4中，转发表查找的结果就是下一个SID的转发行为。

一实施例中，S2中，所述UDF data为下一个SID。

一实施例中，S1中，若报文的SRH.SL＝0，则报文是END节点行为，报文做解封装或弹出SRH。

一实施例中，所述S2还包括：根据编辑指令进行SRH.SL-1的报文编辑操作。

一实施例中，S3中，根据IPv6Da使能信号，决定是否将转发表查找关键字中的IPv6Da更换为所述UDF data。

本发明还提供了另外一种技术方案：一种IPv6分段路由的高效转发装置，包括：

SID处理模块，用于使用报文的IPv6Da进行查找，若查找到结果且报文的SRH.SL！＝0，则进入UDF数据抽取模块；

UDF数据抽取模块，用于根据所述SRH.SL得到UDF Index，并根据所述UDF Index配置如何抽取UDF data；

关键字更换模块，用于在转发表查找时，根据所述UDF Index配置，将转发表查找关键字中的IPv6Da更换为所述UDF data，之后进行转发表查找；

报文转发模块，用于根据查找出的转发行为，完成路由处理，将报文转发出去。

一实施例中，所述装置还包括报文编辑模块，用于根据编辑指令进行SRH.SL--的报文编辑操作。

一实施例中，所述关键字更换模块中，根据IPv6Da使能信号，决定是否将转发表查找关键字中的IPv6Da更换为UDF data。

本发明具有以下有益效果：

通过本发明方案，IPv6分段路由的报文在END节点转发时，无需环回(LOOP)，节约一半交换芯片的带宽，提高了实际部署能力；同时，在交换机硬件的设计上，通过对既有UDF的优化和改造，硬件设计简单，易于实现。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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附图。

图1为本发明方法的流程示意图；

图2为本发明框架示意图；

图3为SRH.SL和NextSID的映射关系示意图；

图4为IPv6Da和UDF data选择的原理示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。

结合图1和图2所示，本发明所揭示的一种IPv6分段路由的高效转发方法，包括以下步骤：

S1，使用报文的IPv6Da进行查找，若查找到结果且报文的SRH.SL！＝0，则进入步骤S2。

具体地，在SID处理过程(SID Process)中，采用报文的目的IP地址IPv6Da进行查找，若查找到结果，说明该报文需要处理，对于SRH.SL＝＝0的报文(其UDF ID为100)，说明该报文的处理行为是END节点行为，END代表最后一个分段，即代表当前设备是最后一个分段，需要做解封装或者弹出SRH的操作。对于SRH.SL！＝0的报文，代表还有分段没有到达，则进入步骤S2。

S2，根据所述SRH.SL得到UDF Index，并根据所述UDF Index配置如何抽取UDFdata。

具体地，在报文转发方面，根据SRH.SL给出新的UDF Index，本实施例中，UDFIndex＝SRH.SL-1。在UDF模块，根据所述UDF Index配置如何抽取UDF data。最终抽取出的UDF data为16BUDF，且UDF data就是下一个SID(NextSID)，其中，如图3所示，NextSID与SRH.SL的映射关系为：NextSID＝SegmentList[SL-1]。

在报文编辑方面，SID处理过程中会给出一个编辑指令(editPtr)，根据该编辑指令，在芯片的编辑(EDIT)模块中完成SRH.SL-1操作。

S3，在转发表查找时，根据所述UDF Index配置，将转发表查找关键字中的IPv6Da更换为所述UDF data，之后进行转发表查找。

具体地，在转发表查找(FIB Lookup)的时候，根据UDF Index的配置，将转发表查找关键字(Lookup Key)中的IPv6Da更换为UDF data，之后进行转发表查找。转发表查找的结果就是下一个SID(NextSID)的转发行为。

其中，将IPv6Da更换为UDFdata的操作是根据IPv6Da使能信号(IPv6DaEn)来决定的，如图4所示，若IPv6Da使能信号使能，则将IPv6Da更换为UDF data，用于转发表查找，否则IPv6Da不变，即仍然采用IPv6Da进行转发表查找。

具体地，根据NextSID的转发行为，完成路由处理(RoutingProcess)，最终转发出去。

与上述一种IPv6分段路由的高效转发方法相对应的，本发明所揭示的一种一种IPv6分段路由的高效转发装置，包括：

进一步地，所述装置还包括报文编辑模块，用于根据编辑指令进行SRH.SL--的报文编辑操作。

其中，SID处理模块、UDF数据抽取模块、关键字更换模块、报文转发模块和报文编辑模块的具体工作原理可参照上述方法中的各步骤描述，这里不再赘述。

由以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：通过本发明方案，IPv6分段路由的报文在END节点转发时，无需环回(LOOP)，节约一半交换芯片的带宽，提高了实际部署能力；同时，在交换机硬件的设计上，通过对既有UDF的优化和改造，硬件设计简单，易于实现

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

还需要说明的是，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、商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、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本说明书一个或多个实施例的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书一个或多个实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机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说明书一个或多个实施例，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。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种IPv6分段路由的高效转发方法，其特征在于，所述方法包括：

S2，根据所述SRH.SL得到UDF Index，并根据所述UDF Index配置如何抽取UDF data，所述UDF data为下一个SID；

2.根据权利要求1所述的一种IPv6分段路由的高效转发方法，其特征在于，所述UDFIndex＝SRH.SL-1。

3.根据权利要求1所述的一种IPv6分段路由的高效转发方法，其特征在于，S4中，转发表查找的结果就是下一个SID的转发行为。

4.根据权利要求1所述的一种IPv6分段路由的高效转发方法，其特征在于，S1中，若报文的SRH.SL＝0，则报文是END节点行为，报文做解封装或弹出SRH。

5.根据权利要求1所述的一种IPv6分段路由的高效转发方法，其特征在于，所述S2还包括：根据编辑指令进行SRH.SL-1的报文编辑操作。

6.根据权利要求1所述的一种IPv6分段路由的高效转发方法，其特征在于，S3中，根据IPv6Da使能信号，决定是否将转发表查找关键字中的IPv6Da更换为所述UDF data。

7.一种IPv6分段路由的高效转发装置，其特征在于，所述装置包括：

UDF数据抽取模块，用于根据所述SRH.SL得到UDF Index，并根据所述UDF Index配置如何抽取UDF data，所述UDF data为下一个SID；

8.根据权利要求7所述的一种IPv6分段路由的高效转发装置，其特征在于，所述装置还包括报文编辑模块，用于根据编辑指令进行SRH.SL--的报文编辑操作。

9.根据权利要求7所述的一种IPv6分段路由的高效转发装置，其特征在于，所述关键字更换模块中，根据IPv6Da使能信号，决定是否将转发表查找关键字中的IPv6Da更换为UDFdata。