CN111740900B - 一种基于业务功能链的报文转发方法和装置 - Google Patents

一种基于业务功能链的报文转发方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种基于业务功能链的报文转发方法和装置，其中该方法包括：识别收到的第一以太网报文所属租户的本地VPN虚拟局域网；在租户的VPN映射关系中查找映射于本地VPN的全局VPN ID；基于业务功能链转发表查找第一业务功能链节点；根据查找到的第一业务功能链节点将第一以太网报文封装为具有第一NSH网络服务头部的第一NSH报文；其中，第一NSH头部携带全局VPN ID；在业务功能链域的转发实例查找到达第一业务功能链节点的第一虚拟可扩展局域网VXLAN隧道；根据第一VXLAN隧道将第一NSH报文封装为第一VXLAN报文，通过第一VXLAN隧道的出端口发送。

Description

一种基于业务功能链的报文转发方法和装置
技术领域
本申请涉及通信技术，特别涉及一种基于业务功能链的报文转发方法和装置。
背景技术
SFC(Service Function Chain，业务功能链)是一种给应用层提供有序服务的技术。SFC用来将网络设备上的服务在逻辑层面上联接起来，从而形成一个有序的服务组合。SFC通过在原始报文中添加业务链路径信息来实现报文按照指定的路径依次经过服务设备。
图1所示为应用了SFC技术的SDN网络架构，网络设备11-15位于SFC域的SFF(Service Function Forwarder，业务功能转发节点)，SDN控制器通过虚线所示的链路连接到网络设备11-15。SFC域内的网络设备11-15需要在SFC域的VPN内进行通信。
这样，在图1所示的网络中存在的问题是，当租户在不同的站点被配置在不同的VPN(Virtual Private Network)时,租户发出的数据报文在SFC域沿着SDN(SoftwareDefined Network，软件定义网络)控制器设置的SFP(Service Function Path，服务功能路径)在SFC域VPN转发之后，租户的数据报文到达另一站点是，租户发出数据报文的VPN信息丢失，无法确定应当在最终到达的站点的哪个VPN内转发到租户。
譬如，租户1的数据报文从网络设备11进入SFC域的VPN，沿着SFP(设备11-设备14-设备12-设备15-设备12-设备14-设备13)转发。设备11为来自VPN1的租户1报文添加NSH(Network Service Header，网络服务头部)，在添加的NSH头设置SFC域的全局VPN标识，添加了NSH头的报文沿着SPF到达作为SF节点的设备15，设备15剥掉NSH头，对报文添加新NSH头，在新添加的NSD头添加SFC域的全局VPN标识，报文沿着SFP到达设备13。设备13作为最后一跳SF节点，剥掉NSH，需要在租户在本地的VPN内对原始报文进行转发。但是，由于设备13从到达的报文中只能获取SFC域的全局VPN标识，无法获取租户1在本地的VPN信息，无法将收到的报文发到本地VPN内的租户1导致了转发失败。
发明内容
本申请的目的提供一种，用以实现同一个租户的报文通过SFC域在不同VPN之间转发。
为实现上述目的本申请提供了一种基于业务功能链的报文转发方法，该方法包括：识别收到的第一以太网报文所属租户的本地VPN虚拟局域网；在租户的VPN映射关系中查找映射于本地VPN的全局VPN标识；基于业务功能链转发表查找第一业务功能链节点；根据查找到的第一业务功能链节点将第一以太网报文封装为具有第一NSH网络服务头部的第一NSH报文；其中，第一NSH头部携带全局VPN标识；在业务功能链域的转发实例查找到达第一业务功能链节点的第一虚拟可扩展局域网VXLAN隧道；根据第一VXLAN隧道将第一NSH报文封装为第一VXLAN报文，通过第一VXLAN隧道的出端口发送。
为实现上述目的，本申请还提供了一种基于业务功能链的报文转发装置，该装置包括：存储模块，存储VPN映射表、业务功能链转发表、业务功能链域转发表；识别模块，识别收到的第一以太网报文所属租户的本地VPN虚拟局域网；查找模块，在租户的VPN映射关系中查找映射于本地VPN的全局VPN标识；转发模块，基于业务功能链转发表查找第一业务功能链节点；根据查找到的第一业务功能链节点将第一以太网报文封装为具有第一NSH网络服务头部的第一NSH报文；其中，第一NSH头部携带全局VPN标识；在业务功能链域转发表中查找到达第一业务功能链节点的第一虚拟可扩展局域网VXLAN隧道；根据第一VXLAN隧道将第一NSH报文封装为第一VXLAN报文，通过第一VXLAN隧道的出端口发送。
本申请上述方法和装置的有益效果在于，能够实现同一个租户的报文通过SFC域在不同VPN之间转发，确保的租户的报文能够从一个VPN经过SFC域转发后继续在该租户的另一个VPN内转发。
附图说明
图1是业务功能链域的示意图；
图2是本申请基于业务功能链的报文转发实施例的流程图；
图3所示为本申请提供的向SFC域转发报文实施例的示意图；
图4A和4B所示为本申请提供的SFC域转发报文实施例的示意图；
图5所示为本申请提供的向SFC域外转发报文实施例的示意图；
图6所示为本申请提供的基于业务功能链的报文转发装置的示意图。
具体实施方式
将以多个附图所示的多个例子进行详细说明。在以下详细描述中，多个具体细节用于提供对本申请的全面理解。实例中没有详细地描述已知的方法、步骤、组件以及电路，以免使这些例子的难于理解。
使用的术语中，术语“包括”表示包括但不限于；术语“含有”表示包括但不限于；术语“以上”、“以内”以及“以下”包含本数；术语“大于”、“小于”表示不包含本数。术语“基于”表示至少基于其中一部分。本申请
图2是本申请基于业务功能链的报文转发实施例的流程图；该方法包括；
步骤201，识别收到的第一以太网报文所属租户的本地VPN虚拟局域网；
步骤202，在租户的VPN映射关系中查找映射于本地VPN的全局VPN标识；
步骤203，基于业务功能链转发表查找第一业务功能链节点；
步骤204，根据查找到的第一业务功能链节点将第一以太网报文封装为具有第一NSH网络服务头部的第一NSH报文；其中，第一NSH头部携带全局VPN标识；
步骤205，在业务功能链域的转发实例查找到达第一业务功能链节点的第一虚拟可扩展局域网VXLAN隧道；
步骤206，根据第一VXLAN隧道将第一NSH报文封装为第一VXLAN报文，通过第一VXLAN隧道的出端口发送。
图2所示方法的有益效果能够实现同一个租户的报文通过SFC域在不同VPN之间转发，确保的租户的报文能够从一个VPN经过SFC域转发后继续在该租户的另一个VPN内转发。
图3所示为本申请提供的向SFC域转发报文实施例的示意图，可以应用在图1所示网络环境。
在本实施例中，SDN控制器设置的SFP为设备11-设备14-设备12-设备15-设备12-设备14-设备13。设备11和设备13接入了租户1和租户2。设备11的设置如下表1；设备13的设置如下表2。
Figure BDA0002487181760000041
表1
Figure BDA0002487181760000042
表2
上述表1和表2中，租户1所在的本地VPN1和本地VPN3都绑定了一个VSI实施例VNIA；租户2所在的本地VPN2和本地VPN4都绑定了一个VSI实施例VNI B。SDN控制器通过OpenFlow协议报文将VPN映射表发送到设备11。设备11配置收到的VPN映射表；其中，记录租户1的全局VPN ID100映射本地VPN1；租户2的全局VPN ID101映射本地VPN2。
SDN控制器通过Open Flow协议报文将VPN映射表发送到设备12。设备12配置收到的VPN映射表；其中，记录租户2的全局VPN ID100映射本地VPN3；租户2的全局VPN ID101映射本地VPN4。但是，SFC域内的设备无需配置全局VPN ID对应的VPN网络。
租户1的以太网报文31在VNIA内发送到设备11。设备11可以根据收到的以太网报文的AC(Access Circuit，接入电路)识别属于VNI的本地VPN1。
设备11在租户的VPN映射关系中查找本地VPN1映射的全局VPN ID100；基于业务功能链转发表查找业务功能链节点设备12。
设备11根据查找到的SFC节点为以太网报文11封装NSH头，其中NSH保留字段携带全局VPN ID100，源MAC是设备11，目的MAC是SFC节点设备12的MAC12。设备11在业务功能链域的转发实例查找到达设备12虚拟可扩展局域网VXLAN隧道；根据连接设备12的VXLAN隧道将NSH报文封装为VXLAN报文32，其中，隧道源IP是设备11的IP地址；隧道目的IP地址是设备12的IP地址，VNI为SFC VPN对应的VNI1000；外层源MAC地址是设备11的MAC地址，外层目的MAC地址是到达设备12的下一跳设备14的MAC地址。设备11通过连接设备12的VXLAN隧道的出端口发送报文32。
图4A和4B所示为本申请提供的SFC域转发报文实施例的示意图。图4A中，设备14收到VXLAN报文32，根据隧道目的IP地址的下一跳将外层MAC地址修改设备12的MAC地址，将外层源MAC地址修改为自身的MAC地址；然后根据外层目的MAC地址的出端口发送VXLAN报文32。
设备12收到VXLAN报文32剥掉VXLAN隧道，然后根据NSH转发表将NSH头的目的MAC地址和源MAC地址分别修改为MAC15,和MAC地址12，即NSH报文33；设备12在NSH报文33的保留字段中携带租户1的全局VPN ID100。
设备15收到NSH报文33，识别收到的NSH报文33的NSH头部的全局VPN ID100，确定NSH报文33的最后一跳SFC节点不是本设备；移除第二NSH报文33的NSH头部；对以太网报文31执行指定服务功能处理。本申请再次对于SFC节点执行的服务功能处理不做限定。
图4B中设备15完成服务功能处理之后，在业务功能链转发表查找SFC节点设备12。设备15根据查找到的业务功能链节点设备12将以太网报文封装为NSH报文34，其中NSH头的保留字段携带识别的全局VPN ID100，NSH报文34的源MAC地址和目的MAC地址分别是MAC15和MAC12，NSH头部的保留字段携带全局VPN ID。
设备12收到NSH报文34，识别收到的NSH报文34的NSH头部的全局VPN ID100，确定NSH报文34的最后一跳SFC节点不是本设备；移除第二NSH报文34的NSH头部；查找下一跳SFC节点设备13，将NSH报文34的源MAC地址和目的MAC地址修改为MAC12和MAC13。
设备12在业务功能链域的转发实例查找到达设备13的VXLAN隧道；根据连接设备13的VXLAN隧道将NSH报文封装为VXLAN报文35，其中，隧道源IP是设备12的IP地址；隧道目的IP地址是设备13的IP地址，VNI为SFC VPN对应的VNI1000；外层源MAC地址是设备12的MAC地址，外层目的MAC地址是到达设备13的下一跳设备14的MAC地址。设备12通过连接设备13的VXLAN隧道的出端口发送报文35。
设备14收到VXLAN报文35，根据隧道目的IP地址的下一跳将外层MAC地址修改设备13的MAC地址，将外层源MAC地址修改为自身的MAC地址；然后根据外层目的MAC地址的出端口发送VXLAN报文35。
图5所示为本申请提供的向SFC域外转发报文实施例的示意图；设备13收到VXLAN报文35，识别收到VXLAN报文35中NSH头部携带的全局VPN ID1000；VPN映射关系中查找映射于全局VPN ID1000的本地VPN3。
设备13根据VXLAN报文的目的IP地址确定本设备是第三VXLAN报文35的隧道尾节点，移除VXLAN报文35的VXLAN封装，得到NSH报文。设备13根据业务功能链域转发表确定本设备是最后一跳业务功能链节点；移除NSH头部以得到经过设备15指定服务功能处理的以太网报文31。设备13根据通过本地VPN3的转发表中对应于以太网报文31的目的地址的出端口发送至租户1。
通过与图3-图6实施例相同的方法，租户2报文能够从一个VPN经过SFC域转发后继续在租户3的另一个VPN内转发，因此不再赘述。
图6所示为本申请提供的于业务功能链报文转发装置600的示意图，该装置600包括：接收模块601，存储模块602，识别模块603，查找模块604以及转发模块605。
接收模块601，接收来自软件定义网络SDN控制器的VPN映射表；VPN映射表记载了每个租户的全局VPN ID与映射与每个租户的多个本地VPN的映射关系。存储模块602，用于存储VPN映射表、业务功能链转发表、业务功能链域转发表。识别模块603，用于识别收到的第一以太网报文所属租户的本地VPN虚拟局域网。查找模块604，用于在租户的VPN映射关系中查找映射于本地VPN的全局VPN ID。转发模块605，用于基于业务功能链转发表查找第一业务功能链节点；根据查找到的第一业务功能链节点将第一以太网报文封装为具有第一NSH网络服务头部的第一NSH报文；其中，第一NSH头部携带全局VPN ID；在业务功能链域转发表中查找到达第一业务功能链节点的第一虚拟可扩展局域网VXLAN隧道；根据第一VXLAN隧道将第一NSH报文封装为第一VXLAN报文，通过第一VXLAN隧道的出端口发送。
识别模块603，还用于识别收到的第二NSH报文的第二NSH头部的全局VPN ID；转发模块605，还用于确定第二NSH报文的最后一跳业务功能链节点不是本设备；移除第二NSH报文的第二NSH头部；对移除了第二NSH头部的第二以太网报文执行指定服务功能处理；基于业务功能链转发表查找第二业务功能链节点；根据查找到的第二业务功能链节点将第二以太网报文封装为具有新第二NSH网络服务头部的新第二NSH报文；其中，新第二NSH头部携带全局VPN ID；在业务功能链域转发表查找到达第二业务功能链节点的出端口，通过出端口发送新第二NSH报文。
识别模块603，还用于识别收到的第三VXLAN报文中第三NSH头部携带的全局VPNID；查找模块604；还用于在VPN映射关系中查找映射于全局VPN ID的本地VPN；转发模块605，还用于确定本设备第三VXLAN报文的隧道尾节点，移除第三VXLAN报文的VXLAN封装移除以得到第三NSH报文；确定本设备是第三NSH报文的最后一跳业务功能链节点；移除第三NSH报文的第三NSH头部以得到第三以太网报文；通过本地VPN的转发表中对应于第三以太网报文的目的地址的出端口发送第三以太网报文。转发模块605发送的带有NSH头部报文中，NSH保留字段携带了上述全局VPN ID。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于业务功能链的报文转发方法，其特征在于，所述方法包括：
识别收到的第一以太网报文所属租户的本地VPN虚拟局域网；
在所述租户的VPN映射关系中查找映射于所述本地VPN的全局VPN标识；
基于业务功能链转发表查找第一业务功能链节点；
根据查找到的第一业务功能链节点将所述第一以太网报文封装为具有第一NSH网络服务头部的第一NSH报文；其中，所述第一NSH头部携带所述全局VPN标识；
在业务功能链域的转发实例查找到达所述第一业务功能链节点的第一虚拟可扩展局域网VXLAN隧道；
根据所述第一VXLAN隧道将所述第一NSH报文封装为第一VXLAN报文，通过所述第一VXLAN隧道的出端口发送。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
识别收到的第二NSH报文的第二NSH头部的所述全局VPN标识；
确定所述第二NSH报文的最后一跳业务功能链节点不是本设备；
移除所述第二NSH报文的第二NSH头部；
对移除了第二NSH头部的第二以太网报文执行指定服务功能处理；
基于所述业务功能链转发表查找第二业务功能链节点；
根据查找到的第二业务功能链节点将所述第二以太网报文封装为具有新第二NSH网络服务头部的新第二NSH报文；其中，所述新第二NSH头部携带所述全局VPN标识；
在所述业务功能链域的转发实例查找到达所述第二业务功能链节点的出端口，通过所述出端口发送所述新第二NSH报文。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
识别收到的第三VXLAN报文中第三NSH头部携带的所述全局VPN标识；
在所述VPN映射关系中查找映射于所述全局VPN标识的所述本地VPN；
确定本设备所述第三VXLAN报文的隧道尾节点，移除所述第三VXLAN报文的VXLAN封装移除以得到第三NSH报文；
确定所述本设备是所述第三NSH报文的最后一跳业务功能链节点；
移除所述第三NSH报文的所述第三NSH头部以得到第三以太网报文；
通过所述本地VPN的转发表中对应于所述第三以太网报文的目的地址的出端口发送所述第三以太网报文。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，识别收到的第一以太网报文所属租户的本地VPN虚拟局域网之前，接收来自软件定义网络SDN控制器的VPN映射表；所述VPN映射表记载了每个租户的全局VPN标识与每个租户的本地VPN的映射关系。
5.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述全局VPN标识携带于NSH保留字段。
6.一种基于业务功能链的报文转发装置，其特征在于，所述装置包括：
存储模块，还用于存储VPN映射表、业务功能链转发表、业务功能链域转发表；
识别模块，还用于识别收到的第一以太网报文所属租户的本地VPN虚拟局域网；
查找模块，还用于在所述租户的VPN映射关系中查找映射于所述本地VPN的全局VPN标识；
转发模块，还用于基于所述业务功能链转发表查找第一业务功能链节点；根据查找到的第一业务功能链节点将所述第一以太网报文封装为具有第一NSH网络服务头部的第一NSH报文；其中，所述第一NSH头部携带所述全局VPN标识；在所述业务功能链域转发表中查找到达所述第一业务功能链节点的第一虚拟可扩展局域网VXLAN隧道；根据所述第一VXLAN隧道将所述第一NSH报文封装为第一VXLAN报文，通过所述第一VXLAN隧道的出端口发送。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述识别模块，还用于识别收到的第二NSH报文的第二NSH头部的所述全局VPN标识；
所述转发模块，还用于确定所述第二NSH报文的最后一跳业务功能链节点不是本设备；移除所述第二NSH报文的第二NSH头部；对移除了第二NSH头部的第二以太网报文执行指定服务功能处理；基于所述业务功能链转发表查找第二业务功能链节点；根据查找到的第二业务功能链节点将所述第二以太网报文封装为具有新第二NSH网络服务头部的新第二NSH报文；其中，所述新第二NSH头部携带所述全局VPN标识；在所述业务功能链域转发表查找到达所述第二业务功能链节点的出端口，通过所述出端口发送所述新第二NSH报文。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
所述识别模块，还用于识别收到的第三VXLAN报文中第三NSH头部携带的所述全局VPN标识；
所述查找模块；还用于在所述VPN映射关系中查找映射于所述全局VPN标识的所述本地VPN；
所述转发模块，还用于确定本设备所述第三VXLAN报文的隧道尾节点，移除所述第三VXLAN报文的VXLAN封装移除以得到第三NSH报文；确定所述本设备是所述第三NSH报文的最后一跳业务功能链节点；移除所述第三NSH报文的所述第三NSH头部以得到第三以太网报文；通过所述本地VPN的转发表中对应于所述第三以太网报文的目的地址的出端口发送所述第三以太网报文。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置包括的接收模块；
所述接收模块，还用于接收来自软件定义网络SDN控制器的所述VPN映射表；所述VPN映射表记载了每个租户的全局VPN标识与映射与每个租户的本地VPN的映射关系。
10.根据权利要求6或7或8所述的装置，其特征在于，所述全局VPN标识携带于NSH保留字段。
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