CN111698161B - 报文处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种报文处理方法和装置，方法包括：控制器根据尾节点发送的INT报文确定是否存在路径异常，所述INT报文用于指示尾节点将INT报文上送控制器；若存在路径异常，则向首节点下发第一INT策略，所述第一INT策略用于指示接收到首节点向下一跳节点发送INT跟踪报文，以使得接收到INT跟踪报文的节点将INT跟踪报文上送控制器控制器能够在无需全部节点上送INT报文的情况下，及时监控INT应用流的丢包状态，能够精准确认INT报文所能达到的最远节点，大大改善了控制器和节点间的监控通道利用率，减少上送控制器的INT报文数量，从而提升整个网络的稳定性。

Description

报文处理方法和装置

技术领域

本公开涉及网络通信技术，特别涉及一种报文处理方法和装置。

背景技术

软件定义网络SDN(Software Defined Network，简称：SDN)是一种新型的网络创新架构，该网络创新架构通过将网络设备的控制层面和转发层面分离来实现对网络流量的灵活控制。带内网络遥测INT(Inband Network Telemetry，简称：INT)是一种网络收集技术，该网络收集技术可以在不需要网络设备的控制层面的参与的情况下，在网络设备的数据平面收集和报告网络的状态。

在INT的架构模型中，包括INT首节点(INT Source)、INT中转跳节点(INTtransitHop)和INT尾节点(INT Sink)。INT首节点也称为INT源设备，INT源设备通过向数据报文添加INT头部以将该数据报文转换为INT报文。INT中转跳节点也称为INT中间设备，INT中间设备在INT报文中(或末尾)添加指定信息。INT尾节点也称为INT目的设备，INT目的设备将INT报文的INT头部剥离以将INT报文转换为数据报文，并将转换得到的数据报文转发到下游设备。

在SDN网络中，INT尾节点将INT报文上送到控制器，由控制器解析INT报文里面的转发设备列表和时延信息，其中转发设备列表中包括INT报文所流经的设备，从而能够得到应用流实时的流路径和时延。当转发路径上存在报文丢弃，比如INT中间设备上存在丢包，那么报文就无法到达INT尾节点，控制器也无法监控到该报文。倘若用户强行将报文在所有设备都上送，可以解决这个问题，但会导致控制器接收大量的INT报文，占用大量控制器的CPU资源，且这些INT报文在内容上相互重复，绝大部分都是无效的上送报文，管理通道的使用效率大大降低，严重影响SDN网络的稳定。

发明内容

本公开提供了一种报文处理方法和装置，用于解决现有技术中尾节点上送INT报文，在转发路径上的设备存在故障等原因导致控制器无法接收到INT报文的问题。

本公开的第一方面提供一种报文处理方法，包括：根据尾节点发送的INT报文确定是否存在路径异常，所述INT报文用于指示尾节点将INT报文上送控制器；

若存在路径异常，则向首节点下发第一INT策略，所述第一INT策略用于指示接收到首节点向下一跳节点发送INT跟踪报文，以使得接收到INT跟踪报文的节点将INT跟踪报文上送控制器；

接收INT报文，根据发送INT报文的节点确定INT报文到达的最远节点。

可选的，所述第一INT策略指示首节点为监控的应用流添加带有跟踪标记的INT头部。

可选的，接收INT报文，根据发送INT报文的节点确定INT报文到达的最远节点，包括：比较上送INT报文的最后一个节点与尾节点是否为同一节点；若不为同一节点，则上报该最后一个节点为最远节点的告警信息。

可选的，根据首节点和尾节点发送的INT报文确定是否存在路径异常，包括：根据首节点上送的INT报文确定经过首节点的监控应用流的第一统计值；根据尾节点上送的INT报文确定经过尾节点的监控应用流的第二统计值；根据第一统计值和第二统计值的差值确定是否存在丢包。

可选的，所述方法还包括：若确定路径异常消除，则向首节点发送第二INT策略，所述第二INT策略用于指示首节点为监控的应用流添加不携带跟踪标记的INT报文。

本公开的第二方面还提供一种报文处理装置，该装置包括：

判断模块，用于根据尾节点发送的INT报文确定是否存在路径异常，所述INT报文用于指示尾节点将INT报文上送控制器；

发送模块，用于在确定存在路径异常时，向首节点下发第一INT策略，所述第一INT策略用于指示接收到首节点向下一跳节点发送INT跟踪报文，以使得接收到INT跟踪报文的节点将INT跟踪报文上送控制器；

接收模块，用于接收INT报文；判断模块还用于根据发送INT报文的节点确定INT报文到达的最远节点。

可选的，发送模块发送的第一INT策略指示首节点为监控的应用流添加带有跟踪标记的INT头部。

可选的，所述判断模块还用于比较上送INT报文的最后一个节点与尾节点是否为同一节点；若不为同一节点，则发送模块上报该最后一个节点为最远节点的告警信息。

可选的，判断模块具体用于根据首节点上送的INT报文确定经过首节点的监控应用流的第一统计值；根据尾节点上送的INT报文确定经过尾节点的监控应用流的第二统计值；根据第一统计值和第二统计值的差值确定是否存在丢包。

可选的，所述判断模块在确定路径异常消除之后，则发送模块向首节点发送第二INT策略，所述第二INT策略用于指示首节点为监控的应用流添加不携带跟踪标记的INT报文。

本公开提供的报文处理方法和装置，当控制器确定检测路径上存在路径故障时，则向首节点下发INT策略，使得接收到INT策略的首节点改变INT头部，从而使得接收到改变INT头部的节点均向控制器上送INT报文，使得INT报文的应用更加灵活，相对的减少了控制器和节点之间的INT报文的数量。

附图说明

图1为本公开提供的组网示意图；

图2为本公开实施例一提供的方法流程图；

图3为本公开实施例提供的改进后INT报文头的格式；

图4为本公开实施例提供的装置的结构示意图；

图5为本公开实施例提供的控制器的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

为了解决现有技术中尾节点上送INT报文，在转发路径上的设备存在故障等原因导致控制器无法接收到INT报文的问题，而若全部节点均上送INT报文将会导致控制器的CPU资源占用较大的问题，本公开的报文处理方法中，初始默认由尾节点上送INT报文，当确定检测路径上存在路径故障时，则向首节点下发INT策略，使得接收到INT策略的首节点改变INT头部，改变INT头部之后的INT报文本公开中称为INT跟踪报文，从而使得接收到INT跟踪报文的节点均向控制器上送INT跟踪报文，使得INT报文的应用更加灵活，相对的减少了控制器和节点之间的INT报文的数量。

为了更好的描述本公开所提供的报文处理方法，本公开以具体的示例进行说明。

实施例一

图1为本公开提供的一种组网结构图，在该组网中，可以应用本公开所提供的报文处理方法。在如图1所示组网结构图中，包括多个网络设备，其中：

leaf1、leaf2、leaf3、leaf4均为接入设备，各个Leaf设备之间存在以太网虚拟专用网EVPN(Ethernet Virtual Private Network，缩写为EVPN)隧道，Router1和Router2为中间设备；Controller为控制器。

本实施例中以控制器需要对用户设备1和用户设备2之间的应用流经由Leaf1—Router1—Router2--Leaf4的转发进行INT监控。INT报文待经过的路径在本实施例中称为转发路径。并接收尾节点leaf4上送的INT报文，leaf4可以通过INT报文监控应用流的转发时延。

本公开所提供的报文处理方法，可以在图1所示的组网中应用，首节点为监控的应用流添加INT头部，添加了INT头部的应用流本公开中称为INT报文。首节点leaf1可以将INT报文转发至下一节点Router1，假设Router2存在异常(比如拥塞、转发表错误等)，则INT报文无法被转发至尾节点leaf4。此时控制器可以通过执行本公开的报文处理方法，确定哪一个节点存在问题。

具体方法如图2所示，包括：

步骤202，控制器根据尾节点发送的INT报文确定是否存在路径异常，其中，INT报文用于指示尾节点将INT报文上送控制器。

路径异常指的是转发路径所包括的节点中可能存在某一个或者多个节点的异常。

INT报文可以仅指示尾节点leaf4将INT报文上送控制器，在对应用流进行流量统计时，INT报文也可以指示首节点leaf1将INT报文上送控制器。

具体的，控制器可以通过感知应用流发生丢包确定路径异常。在一种可以实现的方式中，可以对由用户设备1发往用户设备2的应用流进行流量统计，例如可以利用INT报文对尾节点leaf4和首节点leaf1进行流量统计，根据首节点leaf1上送的INT报文确定经过首节点的应用流的第一统计值，根据尾节点leaf4上送的INT报文确定经过尾节点的应用流的第二统计值；根据第一统计值和第二统计值的差值确定是否存在丢包，若二者的差值大于预设阈值，则说明首节点leaf1和尾节点leaf4之间存在丢包，若二者的差值小于等于预设阈值则说明首节点leaf1和尾节点leaf4之间不存在丢包。

或者，也可以通过尾节点leaf4上送的INT报文确定经过尾节点的应用流的流量为0或者、确定尾节点leaf4的应用流量急剧降低，而首节点leaf1上的该流量变化不大，说明该应用流在传输过程中发生了丢包。

步骤204，若存在路径异常，则向首节点下发第一INT策略，所述第一INT策略用于指示接收到首节点向下一跳节点发送INT跟踪报文，以使得接收到INT跟踪报文的节点将INT跟踪报文上送控制器。

步骤206，接收INT报文，根据发送INT报文的节点确定INT报文到达的最远节点。

控制器可以通过流表的方式向首节点下发第一INT策略，当首节点接收到INT报文之后，匹配到该第一INT策略，则首节点可以为监控的应用流(本实施例中监控的应用流即为用户设备1发往用户设备2的应用流)添加INT头部，添加的INT头部中携带跟踪标记。跟踪标记用于指示接收到INT报文的沿途设备需要将INT报文上送至控制器。与现有技术相比，本公开中对INT头部新增跟踪标记位。图3中的T标记位即为新增的标记位，用于携带跟踪标记。本公开中将添加了跟踪标记的INT报文称为跟踪报文，后续的中间节点和尾节点在接收INT跟踪报文之后，则会将INT跟踪报文上送至控制器。

首节点leaf1在添加INT头部之后，可以根据配置的INT策略将相应的统计信息填入到元数据metadata中，转发至下一跳节点，首节点leaf1在将报文转发至下一跳的之前还会将报文复制，上送到控制器。

由此控制器能记录到该应用流转发的首节点leaf1；中间节点Router1接收到INT跟踪报文时，首先按照原有流程增加本节点的INT Metadata内容，同时检查发现INT头部中的跟踪标记的位置，因此中间节点Router1也会将INT跟踪报文转发至下一跳之前，复制一份报文上送到控制器，控制器能记录到该应用流转发的第二个节点，以此类推，直到发生丢弃行为的设备Router2上，该Router2的前一个上游INT设备即Router1已经上送过INT跟踪报文到控制器，Router2丢弃报文后，控制器就不再收到应用流的INT报文，控制器根据该应用流的上送情况，就可以准确定位到发生丢弃行为的设备为Router2，该节点也为INT报文到达的最远节点。

需要说明的是，本公开中各个节点在接收到INT报文根据实际需要可能会将应用流的统计结果、带宽信息等信息添加至INT报文的metadata之后上送至控制器。即，各个节点接收到的INT报文和上送至控制器的INT报文可能并不是完全相同的报文，由于本公开的重点并不在于体现INT报文metadata的变化之处，因此对于控制器各个节点接收到的INT报文、以及各个节点上送至控制器的INT报文，均统称为INT报文。

另外，应用流可以为针对某一应用的多个有序报文，也可以为一个报文，本公开中并不关注报文的数量，因此统称为应用流。

作为上述报文处理方法的一种替换实施方式中，在控制器确定存在路径异常之后，控制器指示首节点向下一跳发送INT跟踪报文，一首节点除了按照原有的INT头部的添加方式为监控的应用流添加INT头部之外，还可以另外生成INT跟踪报文，该INT跟踪报文可以与INT头部的形式存在，即各个节点可以仅仅转发INT头部至控制器。

通过上述实施例提供的报文处理方法可以看出，控制器能够在无需全部节点上送INT报文的情况下，及时监控INT应用流的丢包状态，能够精准确认INT报文所能达到的最远节点，大大改善了控制器和节点间的监控通道利用率，减少上送控制器的INT报文数量，从而提升整个网络的稳定性。

在上述实施例的基础上，针对步骤206，控制器在接收INT报文之后，比较上送INT报文的最后一个节点与尾节点是否为同一节点；若不为同一节点，则可以上报告警信息，以通知管理员转发路径上存在故障，该告警信息中可以最后一个节点的信息，即指示该最后一个节点为INT报文到达的最远节点。

通过发送告警信息的方式，可以为管理员提供故障排查的相关信息。

若确定路径异常消除，控制器可以向首节点发送第二INT策略，第二INT策略用于指示首节点为监控的应用流添加不携带跟踪标记的INT报文。此时各个INT节点可以按照原有流程进行处理，不再每一个节点均上送INT报文至控制器，即仅有尾节点和/或首节点上送INT报文。

一种确定路径异常消除的方式是：当上送INT报文的最后一个节点与尾节点为同一节点时，控制器可以向首节点发送第二INT策略；或者，当确定上送INT报文的最后一个节点与尾节点为同一节点，且经过首节点和尾节点的的应用流的统计值之差小于等于预设阈值，则控制器向首节点发送第二INT策略。

本公开的上述实施例中可以在路径异常消除后，恢复原有的只有尾节点上送INT报文，使得各节点上送INT报文的方式更加灵活，同时也减少了节点和控制器的资源消耗，进一步改善了网络性能。

实施例二

本公开还提供报文处理装置，该装置用于执行上述实施所提供的方法，图4为本公开实施例三提供的段标识发布装置的结构示意图，如图4所示，该装置包括：

判断模块501，用于根据尾节点发送的INT报文确定是否存在路径异常，所述INT报文用于指示尾节点将INT报文上送控制器；

发送模块502，用于在确定存在路径异常时，向首节点下发第一INT策略，所述第一INT策略用于指示接收到首节点向下一跳节点发送INT跟踪报文，以使得接收到INT跟踪报文的节点将INT跟踪报文上送控制器；

接收模块503，用于接收INT报文；判断模块还用于根据发送INT报文的节点确定INT报文到达的最远节点。

可选的，发送模块502发送的第一INT策略指示首节点为监控的应用流添加带有跟踪标记的INT头部。

可选的，判断模块501还用于比较上送INT报文的最后一个节点与尾节点是否为同一节点；若不为同一节点，则发送模块上报该最后一个节点为最远节点的告警信息。

可选的，判断模块501具体用于根据首节点上送的INT报文确定经过首节点的监控应用流的第一统计值；根据尾节点上送的INT报文确定经过尾节点的监控应用流的第二统计值；根据第一统计值和第二统计值的差值确定是否存在丢包。

可选的，判断模块501在确定路径异常消除之后，则发送模块向首节点发送第二INT策略，所述第二INT策略用于指示首节点为监控的应用流添加不携带跟踪标记的INT报文。

本公开的报文处理装置具体的执行过程可以参照方法实施例，本实施例中不再赘述。

本公开还提供一种控制器60，图5为本公开另一实施例提供的控制器的结构示意图，如图5所示，该控制器60包括处理器601和存储器602，

所述存储器602用于存储程序指令，所述处理器601用于调用所述存储器中的存储的程序指令，当所述处理器601执行所述存储器602存储的程序指令时，用于执行上述实施例一的方法。另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

在本公开所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本公开的实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本公开各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能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，可以存储在一个可读存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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可读存储介质中，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)执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种报文处理方法，应用于控制器，其特征在于，包括：

根据尾节点发送的带内网络遥测INT报文确定是否存在路径异常，所述INT报文用于指示尾节点将INT报文上送控制器；

若存在路径异常，则向首节点下发第一INT策略，所述第一INT策略用于指示接收到首节点向下一跳节点发送INT跟踪报文，以使得接收到INT跟踪报文的节点将INT跟踪报文上送控制器；

接收INT报文，根据发送INT报文的节点确定INT报文到达的最远节点；

接收INT报文，根据发送INT报文的节点确定INT报文到达的最远节点，包括：

比较上送INT报文的最后一个节点与尾节点是否为同一节点；

若不为同一节点，则上报该最后一个节点为最远节点的告警信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一INT策略指示首节点为监控的应用流添加带有跟踪标记的INT头部。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据首节点和尾节点发送的INT报文确定是否存在路径异常，包括：

根据首节点上送的INT报文确定经过首节点的监控应用流的第一统计值；

根据尾节点上送的INT报文确定经过尾节点的监控应用流的第二统计值；

根据第一统计值和第二统计值的差值确定是否存在丢包。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若确定路径异常消除，则向首节点发送第二INT策略，所述第二INT策略用于指示首节点为监控的应用流添加不携带跟踪标记的INT报文。

5.一种报文处理装置，其特征在于，包括：

判断模块，用于根据尾节点发送的带内网络遥测INT报文确定是否存在路径异常，所述INT报文用于指示尾节点将INT报文上送控制器；

发送模块，用于在确定存在路径异常时，向首节点下发第一INT策略，所述第一INT策略用于指示接收到首节点向下一跳节点发送INT跟踪报文，以使得接收到INT跟踪报文的节点将INT跟踪报文上送控制器；

接收模块，用于接收INT报文；判断模块还用于根据发送INT报文的节点确定INT报文到达的最远节点；

所述判断模块还用于比较上送INT报文的最后一个节点与尾节点是否为同一节点；若不为同一节点，则发送模块上报该最后一个节点为最远节点的告警信息。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，发送模块发送的第一INT策略指示首节点为监控的应用流添加带有跟踪标记的INT头部。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，判断模块具体用于根据首节点上送的INT报文确定经过首节点的监控应用流的第一统计值；根据尾节点上送的INT报文确定经过尾节点的监控应用流的第二统计值；根据第一统计值和第二统计值的差值确定是否存在丢包。

8.根据权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于，所述判断模块在确定路径异常消除之后，则发送模块向首节点发送第二INT策略，所述第二INT策略用于指示首节点为监控的应用流添加不携带跟踪标记的INT报文。

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