CN111416762B

CN111416762B - 一种建立网络隧道的方法、装置、系统及存储介质

Info

Publication number: CN111416762B
Application number: CN202010126807.5A
Authority: CN
Inventors: 杨清宇
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2021-06-04
Anticipated expiration: 2040-02-28
Also published as: CN111416762A

Abstract

本发明公开了一种建立网络隧道的方法、装置、系统及存储介质。该方法在软件定义广域网分支机构的客户终端设备之间建立动态隧道时，首先，获取网络接口所连接的运营商网络信息；然后，使用扩展后的下一跳解析协议NHRP生成包含扩展字段的下一跳解析协议请求报文，其中扩展字段携带有运营商网络信息；随后，发送下一跳解析协议请求报文以请求下一跳信息；之后，接收其他网络设备返回的、与运营商网络信息所匹配的下一跳信息；接下来，就可以根据下一跳信息建立网络隧道。如此，就可以通过以上操作优选运营商相同的网络建立mGRE隧道，从而大大提高了通信质量和传输效率。

Description

一种建立网络隧道的方法、装置、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种建立网络隧道的方法、装置、系统及存储介质。

背景技术

软件定义广域网(Software-Defined WAN，SDWAN)是将软件定义网络(SDN)技术应用到广域网场景中所形成的一种服务，这种服务用于连接广阔地理范围的企业网络、数据中心、互联网应用及云服务。在 SDWAN组网中，一般都采用一个中心站点加多个客户终端设备(Customer Premise Equipment，CPE)的架构，其中，中心站点一般部署在企业总部，而客户终端设备则部署在企业的分支机构。在客户终端设备之间会建立动态隧道进行相互通信。多点通用路由封装(Multipoint Generic Routing Encapsulation，mGRE)则是在客户终端设备之间会建立动态隧道的常用技术。通过多点通用路由封装协议可以在多个客户终端设备上的mGRE接口之间建立动态隧道。

一般来讲，建立隧道通常使用会分为在专线之间建立隧道和在互联网之间建立隧道两种方式，但在某些地区，为了成本的考虑，可能仅会使用在互联网之间建立隧道的方式，为了增加网络的可靠性，甚至采用两家甚至多家运营商的互联网组成可备用的多条链路。在这种情况下，由于在客户终端设备上多个mGRE接口建立隧道时，会随机选择mGRE 接口，就有可能在两个不同运营商的互联网之间建立隧道，造成网络传输效率下降。此外，这一方案还存在客户终端设备之间需要维护的隧道较多，增加链路探测负担和也会占用一定网络传输带宽的问题。

发明内容

针对以上问题，本发明人创造性地提供一种建立网络隧道的方法、装置、系统及存储介质。

根据本发明实施例第一方面，提供一种建立网络隧道的方法，应用于软件定义广域网SDWAN中的分支机构网络，该方法包括：获取网络接口所连接的运营商网络信息；使用扩展后的下一跳解析协议NHRP生成包含扩展字段的下一跳解析协议请求报文，其中扩展字段携带有运营商网络信息；发送下一跳解析协议请求报文以请求下一跳信息；接收其他网络设备返回的、与运营商网络信息所匹配的下一跳信息；根据下一跳信息建立网络隧道。

根据本发明实施例一实施方式，该方法还包括：使用扩展后的下一跳解析协议接收包含扩展字段的下一跳解析协议请求报文，其中扩展字段携带有运营商网络信息；从扩展字段中提取运营商网络信息；返回与运营商网络信息匹配的下一跳信息。

根据本发明实施例一实施方式，返回与运营商网络信息匹配的下一跳信息，包括：获取所有网络接口及其运营商网络信息；检测是否存在与运营商网络信息匹配的网络接口，若是，则选择网络接口作为下一跳，若否，则根据其他优选标准选择任一网络接口作为下一跳；返回使用下一跳生成的下一跳信息。

根据本发明实施例一实施方式，该方法还包括：将运营商网络信息存储在网络接口的属性中。

根据本发明实施例一实施方式，该方法还包括：向中心站点(Hub) 发送下一跳解析协议请求报文请求下一跳信息，经由中心站点转发到其他客户终端设备。

根据本发明实施例一实施方式，该方法还包括：向中心站点发送与运营商网络信息匹配的下一跳信息,经由中心站点转发到其他客户终端设备。

根据本发明实施例一实施方式，该方法还包括：向中心站点通告网络接口和与网络接口对应的运营商网络信息。

根据本发明实施例第二方面，提供一种建立网络隧道的装置，该装置包括：获取模块，用于获取网络接口所连接的运营商网络信息；报文生成模块，使用扩展后的下一跳解析协议生成包含扩展字段的下一跳解析协议请求报文，其中扩展字段携带有运营商网络信息；发送模块，用于发送下一跳解析协议请求报文以请求下一跳信息；接收模块，用于接收其他网络设备返回的、与运营商网络信息所匹配的下一跳信息；隧道建立模块，用于根据下一跳信息建立网络隧道。

根据本发明实施例一实施方式，该装置的接收模块还用于使用扩展后的下一跳解析协议接收包含扩展字段的下一跳解析协议请求报文，其中扩展字段携带有运营商网络信息；该装置还包括运营商网络信息提取模块，用于从扩展字段中提取运营商网络信息；该该装置还包括下一跳信息返回模块，用于返回与运营商网络信息匹配的下一跳信息。

根据本发明实施例一实施方式，下一跳信息返回模块包括：运营商网络信息获取单元，用于获取所有网络接口及其运营商网络信息；吓一跳选择单元，用于检测是否存在与运营商网络信息匹配的网络接口，若是，则选择网络接口作为下一跳，若否，则根据其他优选标准选择任一网络接口作为下一跳；返回单元，用于返回使用下一跳生成的下一跳信息。

根据本发明实施例一实施方式，该装置还包括：运营商网络信息你存储模块，用于将运营商网络信息存储在网络接口的属性中。

根据本发明实施例一实施方式，该装置的发送模块还用于向中心站点发送下一跳解析协议请求报文请求下一跳信息，经由中心站点转发到其他客户终端设备。

根据本发明实施例一实施方式，该装置的发送模块还用于向中心站点发送与运营商网络信息匹配的下一跳信息,经由中心站点转发到其他客户终端设备。

根据本发明实施例一实施方式，该装置的发送模块还用于向中心站点通告网络接口和与网络接口对应的运营商网络信息。

根据本发明实施例第三方面，一种建立网络隧道的系统，该系统包括：客户终端设备CPE，用于执行上述任一项的建立网络隧道的方法；中心站点，用于接收客户终端设备发送的携带有运营商网络信息的下一跳解析协议请求报文并转发到其他客户终端设备；或接收客户终端设备发送的与运营商网络信息匹配的下一跳信息并转发到其他客户终端设备。

根据本发明实施例第四方面，提供一种计算机存储介质，存储介质包括一组计算机可执行指令，当指令被执行时用于执行上述任一项的建立网络隧道的方法。

本发明实施例提供一种建立网络隧道的方法、装置、系统及存储介质，该方法在软件定义广域网分支机构的客户终端设备之间建立动态隧道进行相互通信时，首先，获取网络接口所连接的运营商网络信息；然后，使用扩展后的下一跳解析协议NHRP生成包含扩展字段的下一跳解析协议请求报文，其中扩展字段携带有运营商网络信息；随后，发送下一跳解析协议请求报文以请求下一跳信息；之后，接收其他网络设备返回的、与运营商网络信息所匹配的下一跳信息；接下来，就可以根据下一跳信息建立网络隧道。如此，就可以通过以上操作优选运营商相同的网络建立mGRE隧道，从而大大提高了通信质量和传输效率。此外，由于优选网络建立网络隧道的方法也会减少客户终端设备之间的隧道数量，也相应地减少了链路探测负担和维护成本。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1为本发明实施例建立网络隧道方法的一应用场景示意图；

图2为本发明实施例建立网络隧道方法的实现流程示意图；

图3为本发明实施例建立网络隧道装置的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面结合图1简单介绍下本发明实施例建立网络隧道的应用场景。如图1所示，这是一个软件定义广域网组网的应用场景，由1个中心站点和多个客户终端设备(比如，图1所示的客户终端设备A和客户终端设备A)组成，其中，中心站点一般部署在企业总部，而客户终端设备则部署在企业的分支机构。中心站点和客户终端设备彼此并不直接相连，但均与互联网相连，并通过互联网在客户终端设备之间(比如客户终端设备A和客户终端设备B之间)建立动态隧道进行相互通信。为了保证网络的高可用性，每个客户终端设备通常会与多个运营商的网络相连，如图1所示，客户终端设备A就通过网络接口11与运营商1的网络相连，通过网络接口12与运营商2的网络相连；类似的，客户终端设备B 就通过网络接口21与运营商1的网络相连，通过网络接口22与运营商 2的网络相连。在现有的技术方案中，在客户终端设备A和客户终端设备B之间建立动态隧道时，会随机选用在客户终端设备A和客户终端设备B上的网络接口，并建立2*2个网络隧道，比如：使用客户终端设备 A的网络接口11和客户终端设备B的网络接口22建立的网络隧道1122；使用客户终端设备A的网络接口11和客户终端设备B的网络接口21建立的网络隧道1121；使用客户终端设备A的网络接口12和客户终端设备B的网络接口22建立的网络隧道1222；使用客户终端设备A的网络接口12和客户终端设备B的网络接口21建立的网络隧道1221。其中，网络隧道1122和网络隧道1221是建立在不同网络运营商之间的网络隧道，相比于建立在相同网络运营商之间的网络隧道1221和网络隧道1222，网络隧道1122和网络隧道1221的通信质量和传输效率会相对差些。在本发明实施例采用的技术方案中，客户终端设备A在发送下一跳解析协议请求报文之前，会先查询出每个网络接口所连接的网络运营商网络信息，比如，经过查询得知网络接口11所连接的运营商是运营商1，并在下一跳解析协议请求报文中携带该运营商网络信息(即运营商1)，而接收到该下一跳解析协议请求报文的客户终端设备B，则会解析该报文并提取该网络运营商网络信息(即运营商1)，查找是否存在于该网络运营商相同的网络接口，而在此之前，客户终端设备B也会先查询出每个网络接口所连接的网络运营商网络信息，比如，经过查询得知网络接口21所连接的运营商是运营商1，网络接口22所连接的是运营商2，此时客户终端设备B就会查找到端口21所连接的运营商1与客户终端设备A发送的下一跳解析协议请求报文中所携带的运营商网络信息匹配，并把网络接口21返回给客户终端设备A作为建立网络隧道使用的下一跳地址，这样在客户终端设备A的网络接口11上只会与客户终端设备B 建立网络运营商相同的网络隧道1121，而不会再建立网络运营商不同的网络隧道1122了。因为，再客户终端设备A和客户网络终端设备B之间的网络隧道都是相同网络运营商上建立的，所以通信质量较好，传输效率也较高，且由于网络隧道数量由4降到了2，所以也降低了链路探测负担和维护成本。

需要说明的是，以上应用场景的示例说明仅是本发明实施例可以适用的场景之一，并不限定本发明实施了仅适用于该场景，实施者可以根据需要实施在各种适用的场景。

根据本发明实施例第一方面，提供一种建立网络隧道的方法，应用于软件定义广域网SDWAN中的分支机构网络，如图1所示，该方法包括：操作210，获取网络接口所连接的运营商网络信息；操作220，使用扩展后的下一跳解析协议NHRP生成包含扩展字段的下一跳解析协议请求报文，其中扩展字段携带有运营商网络信息；操作230，发送下一跳解析协议请求报文以请求下一跳信息；操作240，接收其他网络设备返回的、与运营商网络信息所匹配的下一跳信息；操作250，根据下一跳信息建立网络隧道。

在操作210中，这里的网络接口指的是在接入某个运营商提供的网络时将网线接入到客户终端设备所插入的接口。而获取网络接口所连接的运营商网络信息，则可以通过客户终端设备的查询模块向一些IP地址发送http请求并解析网站的返回获取运营商网络信息。这里的运营商网络信息可以是标识运营商的任何形式的信息，比如运营商名称、运营商代码或网络标识、网段信息等。

在操作220中，这里，使用的是扩展后的下一跳解析协议报文。在标准的下一跳解析协议报文中是没有可以携带运营商网络信息的字段或属性的，为了携带这样的信息进行比对，就需要对标准的下一跳解析协议进行扩展，增加一个可以携带运营商网络信息的字段或属性。在实现了对标准下一跳解析协议的扩展后，就可以在系统中加载扩展后的下一跳解析协议，并使用该扩展后的下一跳解析协议进行下一跳信息的交换。

在操作230中，这里除了使用的是扩展后的下一跳解析协议，并携带有运营商网络信息之外，其他均与其他标准的发送下一跳信息请求报文的过程相同，这里就不再赘述了。

在操作240中，其他网络设备返回的下一跳信息，是在解析操作230 中某一客户终端设备使用扩展后的下一跳解析协议发出的请求报文后，获取了该报文所携带的运营商网络信息后，与其网络接口所连的运营商网络信息比对后查找到的、与该运营商网络信息匹配的网络接口，这样才能实现使用相同网络运营商的网络接口进行连接建立网络隧道。这里需要说明的是，运营商相同的网络接口相连建立的网络隧道是比较好的一种选择，但本发明实施例并不限定匹配方案仅可以使用运营商相同这一条件，在没有相同运营商的网络接口的情况下，也可以选择合作网络、或网络互通性比较好的网络作为优选网络接口的匹配条件。

在操作250中，就是根据在操作240中返回的、与运营商网络信息所匹配的下一跳信息建立网络隧道。因为选用了与运营商网络信息匹配也就是相同或相近的网络，这样建立起来的网络隧道，通信质量更好，通信效率更高。

在本实施方式中，需要说明的是，解析下一跳解析协议请求报文时使用的或展会的下一跳解析协议需要和发送该报文请求的客户终端设备端使用的是同一协议，如此，才可以准确地提取到扩展字段中携带的运营商网络信息。同样的这里匹配最好是相同，在没有相同的网络接口时，也可以返回网络互联性较好的网络接口。

这里的下一跳信息就是选定的网络接口的网络地址。当发出下一跳解析协议请求报文的客户端设备获取到该地址后，就可以使用该地址建立与其他客户端设备的网络隧道了。

在本实施方式中，只需获取运营商网络信息一次，并把该信息存储在网络接口的属性中，如此，之后需要的时候不用再进行网络地址的查询，而只需读取网络接口的属性即可获得该网络接口连接的网络运营商的网络信息。

在以上两种实施方式中，客户终端设备都是通过中心站点，即Hub，将要交换的内容转发到其他客户终端设备的这一实施方式尤其适合由中心站点进行集中控制的网络部署环境下。

在这一实施方式中，各个客户终端设备将网络接口和与网络接口对应的运营商网络信息都通告给中心站点，则中心站点就以汇总所有信息并根据运营商网络信息进行匹配，直接将匹配的网络接口返回给请求下一跳信息的客户终端设备，而不用再进行转发。

根据本发明实施例第二方面，提供一种建立网络隧道的装置，如图 3所示，该装置30包括：获取模块301，用于获取网络接口所连接的运营商网络信息；报文生成模块302，使用扩展后的下一跳解析协议生成包含扩展字段的下一跳解析协议请求报文，其中扩展字段携带有运营商网络信息；发送模块303，用于发送下一跳解析协议请求报文以请求下一跳信息；接收模块304，用于接收其他网络设备返回的、与运营商网络信息所匹配的下一跳信息；隧道建立模块305，用于根据下一跳信息建立网络隧道。

根据本发明实施例一实施方式，该装置30的接收模块304还用于使用扩展后的下一跳解析协议接收包含扩展字段的下一跳解析协议请求报文，其中扩展字段携带有运营商网络信息；该装置30还包括运营商网络信息提取模块，用于从扩展字段中提取运营商网络信息；该装置30 还包括下一跳信息返回模块，用于返回与运营商网络信息匹配的下一跳信息。

根据本发明实施例一实施方式，该装置30还包括：运营商网络信息存储模块，用于将运营商网络信息存储在网络接口的属性中。

根据本发明实施例一实施方式，该装置30的发送模块303还用于向中心站点发送下一跳解析协议请求报文请求下一跳信息，经由中心站点转发到其他客户终端设备。

根据本发明实施例一实施方式，该装置30的发送模块303还用于向中心站点发送与运营商网络信息匹配的下一跳信息,经由中心站点转发到其他客户终端设备。

根据本发明实施例一实施方式，该装置30的发送模块303还用于向中心站点通告网络接口和与网络接口对应的运营商网络信息。

这里需要指出的是：以上针对建立网络隧道的装置实施例的描述、以上针对建立网络隧道的系统实施例的描述和以上针对计算机存储介质实施例的描述，与前述方法实施例的描述是类似的，具有同前述方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本发明对建立网络隧道的装置实施例的描述、对建立网络隧道的系统实施例的描述和对计算机存储介质实施例的描述尚未披露的技术细节，请参照本发明前述方法实施例的描述而理解，为节约篇幅，因此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，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全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以利用硬件的形式实现，也可以利用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储介质、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也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，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储介质、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种建立网络隧道的方法，应用于软件定义广域网SDWAN中的分支机构网络，所述方法包括：

获取网络接口所连接的运营商网络信息，所述运营商网络信息是标识运营商的信息；

使用扩展后的下一跳解析协议NHRP生成包含扩展字段的下一跳解析协议请求报文，其中所述扩展字段携带有所述运营商网络信息；

发送所述下一跳解析协议请求报文以请求下一跳信息；

接收其他网络设备返回的、与所述运营商网络信息所匹配的下一跳信息；

根据所述下一跳信息建立网络隧道。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

使用扩展后的下一跳解析协议接收包含扩展字段的下一跳解析协议请求报文，其中所述扩展字段携带有运营商网络信息；

从所述扩展字段中提取所述运营商网络信息；

返回与所述运营商网络信息匹配的下一跳信息。

3.根据权利要求2所述的方法，所述返回与所述运营商网络信息匹配的下一跳信息，包括：

获取所有网络接口及其运营商网络信息；

检测是否存在与所述运营商网络信息匹配的网络接口，若是，则选择所述网络接口作为下一跳，若否，则根据其他优选标准选择任一网络接口作为下一跳；

返回使用所述下一跳生成的下一跳信息。

4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

将所述运营商网络信息存储在所述网络接口的属性中。

5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

向中心站点Hub发送所述下一跳解析协议请求报文请求下一跳信息，经由所述中心站点转发到其他客户终端设备。

6.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括：

向中心站点发送所述与所述运营商网络信息匹配的下一跳信息,经由所述中心站点转发到其他客户终端设备。

7.根据权利要求5或6任一项所述的方法，所述方法还包括：

向中心站点通告网络接口和与网络接口对应的运营商网络信息。

8.一种建立网络隧道的装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取网络接口所连接的运营商网络信息，所述运营商网络信息是标识运营商的信息；

报文生成模块，使用扩展后的下一跳解析协议生成包含扩展字段的下一跳解析协议请求报文，其中所述扩展字段携带有所述运营商网络信息；

发送模块，用于发送所述下一跳解析协议请求报文以请求下一跳信息；

接收模块，用于接收其他网络设备返回的、与所述运营商网络信息所匹配的下一跳信息；

隧道建立模块，用于根据所述下一跳信息建立网络隧道。

9.一种建立网络隧道的系统，所述系统包括：

客户终端设备CPE，用于执行权利要求1至7任一项所述的建立网络隧道的方法；

中心站点，用于接收所述客户终端设备发送的携带有运营商网络信息的下一跳解析协议请求报文并转发到其他客户终端设备；或接收所述客户终端设备发送的与所述运营商网络信息匹配的下一跳信息并转发到其他客户终端设备。

10.一种存储介质，在所述存储介质上存储了程序指令，其中，所述程序指令在运行时用于执行如权利要求1至7任一项所述的建立网络隧道的方法。