CN112243010B - 一种基于SRv6的流量采集方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

一种基于SRv6的流量采集方法、装置、计算机设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于SRv6的流量采集方法及装置，其中，该方法包括：控制系统在采集层的节点配置分流规则，即配置五元组与SID的映射关系；采集层根据分流规则，为流量打上SID，并根据SID的信息转发流量；汇聚层根据SID的信息对流量进行预处理；分配层根据SID的信息，将流量分发给不同的业务处理节点。该方法及装置本发明通过SRv6 SID携带转发信息和业务标识，减少了流量处理的复杂度，提高了处理效率。

Description

一种基于SRv6的流量采集方法、装置、计算机设备及存储介质
技术领域
本发明涉及流量采集领域，尤其是一种基于SRv6的流量采集方法及装置。
背景技术
现有的技术都是通过会话即五元组方式，该五元组由源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口和传输层协议构成。采集层、汇聚层以及分配层，每个层次都需要按照五元组来匹配流量，按照五元组的匹配结果确定流量的处理方式，这种逐层识别流量的方式，处理较为复杂，效率低下。
发明内容
为解决采用五元组方式存在的上述问题，本发明提供一种基于 SRv6的流量采集方法及装置，实现了基于SRv6的流量的采集，减少了流量处理的复杂度。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
在本发明一实施例中，提出了一种基于SRv6的流量采集方法，该方法包括：
控制系统在采集层的节点配置分流规则，即配置五元组与SID的映射关系；
采集层根据分流规则，为流量打上SID，并根据SID的信息转发流量；
汇聚层根据SID的信息对流量进行预处理；
分配层根据SID的信息，将流量分发给不同的业务处理节点。
进一步地，分流规则按照优先级设置，当流量命中多个分流规则时，按照优先级最高的分流规则进行处理。
进一步地，采集层根据分流规则，为流量打上SID，并根据SID 的信息转发流量，包括：
采集层接收到流量之后，根据流量的五元组信息，查询五元组与 SID的映射关系，根据查询结果，为流量打上SID，并根据SID的信息转发流量至汇聚层。
进一步地，每个SID均由LOC:FUNCT:ARG构成，总长不超过 128BIT，其中LOC用来寻址，FUNCT中的BIT位用来标识需要对该流量进行处理的业务节点信息。
进一步地，汇聚层根据SID的信息对流量进行预处理，包括：
汇聚层接收到采集层的流量之后，根据SID中的FUNCT对流量进行预处理，对同一个采集点的流量进行去重和重组。
进一步地，分配层根据SID的信息将流量分发给不同的业务处理节点，包括：
分配层的节点接收到汇聚层的流量之后，首先根据流量的目的地址，确定是本节点，然后解析SID中的FUNCT中的BIT位，根据FUNCT 中的BIT位，将流量转发至该BIT位相关的业务处理节点。
进一步地，业务处理节点是安全能力节点，或者是流量分析系统。
在本发明一实施例中，还提出了一种基于SRv6的流量采集装置，该装置包括：
采集层，用于收集网络设备的流量，根据分流规则，为流量打上 SID，并根据SID的信息转发流量至汇聚层；
汇聚层，用于接收采集层的流量，根据SID的信息对流量进行预处理，并转发至分配层；
分配层，用于接收汇聚层的流量，根据SID的信息将流量分发给应用层；
应用层，用于接收分配层的流量，通过不同的业务处理节点对流量进行相应处理。
进一步地，控制系统在采集层的节点配置分流规则，即配置五元组与SID的映射关系。
进一步地，分流规则按照优先级设置，当流量命中多个分流规则时，按照优先级最高的分流规则进行处理。
进一步地，采集层具体用于：
收集到网络设备的流量之后，根据流量的五元组信息，查询五元组与SID的映射关系，根据查询结果，为流量打上SID，并根据SID 的信息转发流量至汇聚层。
进一步地，每个SID均由LOC:FUNCT:ARG构成，总长不超过 128BIT，其中LOC用来寻址，FUNCT中的BIT位用来标识需要对该流量进行处理的业务节点信息。
进一步地，汇聚层具体用于：
接收到采集层的流量之后，根据SID中的FUNCT对流量进行预处理，对同一个采集点的流量进行去重和重组。
进一步地，分配层具体用于：
分配层的节点接收到汇聚层的流量之后，首先根据流量的目的地址，确定是本节点，然后解析SID中的FUNCT中的BIT位，根据FUNCT 中的BIT位，将流量转发至该BIT位相关的业务处理节点。
进一步地，业务处理节点是安全能力节点，或者是流量分析系统。
在本发明一实施例中，还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现前述基于SRv6的流量采集方法。
在本发明一实施例中，还提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行基于SRv6的流量采集方法的计算机程序。
有益效果：
本发明通过使用SRv6(segment route IPv6:分段路由v6)进行流量采集，使得处理更加的灵活，同时还结合BIER(Bit Indexed Explicit Replication，位索引显式复制)的技术，通过对业务处理节点使用BIER的编码方式，大大提高了处理的效率和性能。
附图说明
图1是本发明一实施例的基于SRv6的流量采集方法流程示意图；
图2是本发明一实施例的基于SRv6的流量采集示例图；
图3是本发明一实施例的基于SRv6的流量采集装置结构示意图；
图4是本发明一实施例的计算机设备结构示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神，应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
根据本发明的实施方式，提出了一种基于SRv6的流量采集方法及装置，采集层根据分流规则，为流量打上SID，SID中携带转发信息和业务标识，通过SID中的FUNCT中的BIT位标识业务节点信息，汇聚层和分配层根据SID对流量进行处理，将流量分发给不同的业务处理节点；其中汇聚层根据SID将流量发送给分配层；分配层根据 SID中携带的业务标识，将流量分发给不同的业务处理节点，其中业务标识由标识业务节点的BIT位构成，从而实现了基于SRv6的流量的采集，减少了流量处理的复杂度。
本发明中，不限制SID(segment identification：段标识)的学习方式，可以由控制系统统一管控和分配，也可以由IGP(interior Gateway Protocols,内部网关协议)或者BGP-LS(BGP Link-state，BGP链路状态协议)进行通告。
本发明中，所有的SID都是指SRv6 SID，SID的转发方式，遵守 SRv6标准。
SRv6 SID由LOC：FUNCT：ARG构成，总长不超过128BIT。其中LOC 用来寻址，FUNCT可以用来标识各种功能，格式如下表1所示。
表1 SRv6 SID格式
LOC FUNCT ARG
在本发明中，FUNCT用来标识需要对该流量进行处理的业务处理节点。每个业务处理节点均作为一个BIT位存在于FUNCT中，分配层的节点根据FUNCT中的BIT占位将流量转发到不同的业务处理节点。若某个业务处理节点需要对某种流量进行处理，将该业务处理节点对应的BIT位置1，不需要进行处理的业务处理节点对应的BIT位置0。
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
图1是本发明一实施例的基于SRv6的流量采集方法流程示意图。如图1所示，该方法包括：
S1、控制系统在采集层的节点配置分流规则，即配置五元组与 SID的映射关系如下表2；
表2五元组与SID的映射关系
匹配项 SID<sub>s</sub>
srcIP，dstIP，srcPort，dstPort，protocol SID1，SID2...SIDn
S2、采集层根据分流规则，为流量打上SID，并根据SID的信息转发流量；
每个SID由LOC、FUNCT和ARG构成，LOC用来寻址。缺省流量也会被分配SID。一般的，缺省流量根据实际的应用场景，可以丢弃，也可以根据分流规则将其转发至汇聚层。
分流规则按照优先级设置，当流量命中多个分流规则时，按照优先级最高的分流规则进行处理。
S3、汇聚层根据SID的信息对流量进行预处理；
汇聚层接收到流量之后，根据SID中的FUNCT对流量进行预处理，对同一个采集点的流量进行去重，重组等。
S4、分配层根据SID的信息，将流量分发给不同的业务处理节点；
分配层的节点接收到流量之后，根据流量的目的地址，确定是本节点，进一步，解析SID中的FUNCT中的BIT位，根据FUNCT中的 BIT位，将流量转发至该BIT位相关的业务处理节点。
需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
为了对上述基于SRv6的流量采集方法进行更为清楚的解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。
图2是本发明一实施例的基于SRv6的流量采集示例图。如图2 所示，采集层、汇聚层以及分配层的网络设备都支持SRv6，应用层不需要支持SRv6。
在本实施例中，DPI(deep packet inspection，深度包检测) 作为流量分析系统。系统中，也可以由其他的流量分析检测系统，本实施例，仅仅是一个示例。
本实施例中，某些流量需要由WAF(web application firewall， web应用防火墙)和IDS(intrusion detection system，入侵检测系统)一起处理，某些流量仅仅需要DPI处理。
实现步骤如下：
S1、控制系统在采集层的节点配置分流规则，即配置五元组与 SID的映射关系；
流量1(目的地址：101.10.10.10，目的端口：80)，由WAF和 IDS处理；
流量2(目的地址：102.10.10.2)，由IDS处理；
其他未知流量，由DPI对其进行分析；
分配层的节点标识SID为：20AE::1。
汇聚层的节点标识SID为SIDz：20AD::1
在本实施例中，FUNCT的长度为8BIT，FUNCT的长度可变，由控制系统和网络层的转发能力确定。WAF占用第二BIT位，IDS占用第四BIT位，DPI占用最高位，右边为最低位。各个业务处理节点所占的BIT位，可以根据实际场景自定义。
针对这三种流量控制器所分配的分配层的SID如下表3所示：
表3
标识 LOC FUNCT
SID1 20AE::1 00001010
SID2 20AE::1 10000000
SID3 20AE::1 00001000
因此，在采集层所配置的五元组与SID的映射关系如下表4所示：
表4
Figure BDA0002776297090000091
每个分流规则匹配都关联一个优先级，当匹配多个分流规则时，优先执行优先级最高的匹配项。
S2、采集层根据分流规则，为流量打上SID，并根据SID的信息转发流量。
采集层接收到流量之后，根据流量的五元组信息，查询五元组与 SID的映射关系，根据查询结果，为其打上SID。
S3、汇聚层根据SID的信息发对流量进行预处理；
汇聚层接收到流量之后，根据IPv6的目的为本机地址，对其进行处理，将SID的指针进行偏移，修改流量的目的地址和MAC地址，并将其转发至下一个节点。
S4、分配层根据SID的信息对流量分发给不同的业务处理节点；
分配层的节点收到流量之后，根据流量的目的地址，确定是本节点，进一步，解析SID中的FUNCT中的BIT位，根据FUNCT中的BIT 位，将流量转发至该BIT位相关的业务处理节点。
本实施例中，对于FUNCT为00001010，标识需要将流量复制两份，转发至WAF以及IDS。分配层的节点根据SID指针的位置信息，确定本节点为SRv6的出口节点，弹出SRH头部，同时将内部载荷流量进行复制，转发至WAF以及IDS，其他的流量处理方式与之类似。
基于同一发明构思，本发明还提出一种基于SRv6的流量采集装置。该装置的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的术语“模块”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图3是本发明一实施例的基于SRv6的流量采集装置结构示意图。如图3所示，该装置包括：
采集层，用于收集网络设备的流量，根据分流规则，为流量打上 SID，并根据SID的信息转发流量至汇聚层；
控制系统在采集层的节点配置分流规则，即配置五元组与SID的映射关系；
分流规则按照优先级设置，当流量命中多个分流规则时，按照优先级最高的分流规则进行处理；
收集到网络设备的流量之后，根据流量的五元组信息，查询五元组与SID的映射关系，根据查询结果，为流量打上SID，并根据SID 的信息转发流量至汇聚层；
每个SID均由LOC:FUNCT:ARG构成，总长不超过128BIT，其中 LOC用来寻址，FUNCT中的BIT位用来标识需要对该流量进行处理的业务节点信息；
汇聚层，用于接收采集层的流量，根据SID的信息对流量进行预处理，并转发至分配层；
接收到采集层的流量之后，根据SID中的FUNCT对流量进行预处理，对同一个采集点的流量进行去重、重组等。
分配层，用于接收汇聚层的流量，根据SID的信息将流量分发给应用层；
分配层的节点接收到汇聚层的流量之后，首先根据流量的目的地址，确定是本节点，然后解析SID中的FUNCT中的BIT位，根据FUNCT 中的BIT位，将流量转发至该BIT位相关的业务处理节点；
应用层，用于接收分配层的流量，通过不同的业务处理节点对流量进行相应处理。
业务处理节点是安全能力节点，或者是流量分析系统等。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了基于SRv6的流量采集装置的若干模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
基于前述发明构思，如图4所示，本发明还提出一种计算机设备100，包括存储器110、处理器120及存储在存储器110上并可在处理器120上运行的计算机程序130，处理器120执行计算机程序130 时实现前述基于SRv6的流量采集方法。
基于前述发明构思，本发明还提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行前述基于SRv6的流量采集方法的计算机程序。
本发明提出的基于SRv6的流量采集方法及装置，通过使用SRv6 (segment routeIPv6:分段路由v6)进行流量采集，使得处理更加的灵活，同时还结合了BIER((Bit IndexedExplicit Replication，位索引显式复制))的技术，通过对业务处理节点使用BIER的编码方式，大大提高了处理的效率和性能。
需要说明：BIER即通过使用BITString(比特位字符串)的方式，对每个BIER域的边界节点进行编码，每个节点占用一个BIT位，BIER 域的每个节点按照BIER头部的BITString进行转发。
虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包含的各种修改和等同布置。
对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (11)

1.一种基于SRv6的流量采集方法，其特征在于，该方法包括：
控制系统在采集层的节点配置分流规则，即配置五元组与SID的映射关系；
采集层根据分流规则，为流量打上SID，并根据SID的信息转发流量，包括：采集层接收到流量之后，根据流量的五元组信息，查询五元组与SID的映射关系，根据查询结果，为流量打上SID，并根据SID的信息转发流量至汇聚层；每个SID均由LOC:FUNCT:ARG构成，总长不超过128BIT，其中LOC用来寻址，FUNCT中的BIT位用来标识需要对该流量进行处理的业务节点信息；
汇聚层根据SID的信息对流量进行预处理；
分配层根据SID的信息，将流量分发给不同的业务处理节点，包括：分配层的节点接收到汇聚层的流量之后，首先根据流量的目的地址，确定是本节点，然后解析SID中的FUNCT中的BIT位，根据FUNCT中的BIT位，将流量转发至该BIT位相关的业务处理节点。
2.根据权利要求1所述的基于SRv6的流量采集方法，其特征在于，所述分流规则按照优先级设置，当流量命中多个分流规则时，按照优先级最高的分流规则进行处理。
3.根据权利要求1所述的基于SRv6的流量采集方法，其特征在于，所述汇聚层根据SID的信息对流量进行预处理，包括：
汇聚层接收到采集层的流量之后，根据SID中的FUNCT对流量进行预处理，对同一个采集点的流量进行去重和重组。
4.根据权利要求1所述的基于SRv6的流量采集方法，其特征在于，所述业务处理节点是流量分析系统。
5.一种基于SRv6的流量采集装置，其特征在于，该装置包括：
采集层，用于收集网络设备的流量，根据分流规则，为流量打上SID，并根据SID的信息转发流量至汇聚层，具体用于收集到网络设备的流量之后，根据流量的五元组信息，查询五元组与SID的映射关系，根据查询结果，为流量打上SID，并根据SID的信息转发流量至汇聚层；每个SID均由LOC:FUNCT:ARG构成，总长不超过128BIT，其中LOC用来寻址，FUNCT中的BIT位用来标识需要对该流量进行处理的业务节点信息；
汇聚层，用于接收采集层的流量，根据SID的信息对流量进行预处理，并转发至分配层；
分配层，用于接收汇聚层的流量，根据SID的信息将流量分发给应用层，具体用于分配层的节点接收到汇聚层的流量之后，首先根据流量的目的地址，确定是本节点，然后解析SID中的FUNCT中的BIT位，根据FUNCT中的BIT位，将流量转发至该BIT位相关的业务处理节点；
应用层，用于接收分配层的流量，通过不同的业务处理节点对流量进行相应处理。
6.根据权利要求5所述的基于SRv6的流量采集装置，其特征在于，控制系统在采集层的节点配置分流规则，即配置五元组与SID的映射关系。
7.根据权利要求5或6所述的基于SRv6的流量采集装置，其特征在于，所述分流规则按照优先级设置，当流量命中多个分流规则时，按照优先级最高的分流规则进行处理。
8.根据权利要求5所述的基于SRv6的流量采集装置，其特征在于，所述汇聚层具体用于：
接收到采集层的流量之后，根据SID中的FUNCT对流量进行预处理，对同一个采集点的流量进行去重和重组。
9.根据权利要求5所述的基于SRv6的流量采集装置，其特征在于，所述业务处理节点是流量分析系统。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-4中任一项所述方法。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现权利要求1-4中任一项所述方法。
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Address before: Room 1004-4, 10 / F, 1112 Hanggui Road, Anting Town, Jiading District, Shanghai

Patentee before: CHINA UNITECHS