CN112311594B

CN112311594B - 一种规则下发方法、装置及网络设备

Info

Publication number: CN112311594B
Application number: CN202011060905.XA
Authority: CN
Inventors: 王中磊
Original assignee: New H3C Technologies Co Ltd Hefei Branch
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd Hefei Branch
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: CN112311594A

Abstract

本说明书提供一种规则下发方法、装置以及网络设备，应用于通信设备技术领域。一种规则下发方法，包括：接收QOS配置指令，获取应用于目的物理接口的QOS规则；向所述目的物理接口所连接的转发芯片下发所述QOS规则；向与所述目的物理接口所对应的交换芯片下发所述QOS规则，以使得所述交换芯片基于所述QOS规则对下发所述目的物理接口的报文进行调度。通过交换芯片实现物理接口上生效的QOS规则的前置调度，避免拥塞情况下物理接口的QOS调度无法实现的情况，提升网络设备的可靠性。

Description

一种规则下发方法、装置及网络设备

技术领域

本说明书涉及通信技术领域，尤其涉及一种规则下发方法、装置及网络设备。

背景技术

在网络设备中设置有交换芯片，交换芯片会连接多个转发芯片。其中，在交换芯片和转发芯片之间通过互联接口进行连接，转发芯片连接到网络设备的物理接口，在交换芯片接收到报文时，会通过互联接口将报文发送到多个转发芯片。用户可以在物理接口上配置QOS(Quality of Service，服务质量)规则，从而保证重要的报文(例如，协议报文)能够优先转发。

随着网络规模的扩大，网络设备将会承载更大的流量转发，这些流量可能超出物理接口的带宽上限而导致拥塞，交换芯片上也无法通过互联接口向该物理接口连接的转发芯片下发报文。此时，拥塞在交换芯片上的报文无法通过物理接口进行QOS规则的匹配，用户针对物理接口所配置的QOS规则失效，从而导致部分重要的报文被交换芯片丢弃，降低了网络设备转发报文时的可靠性。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本说明书提供了一种规则下发方法、装置以及网络设备。

根据本说明书实施方式的第一方面，提供了一种规则下发方法，包括：

接收QOS配置指令，获取应用于目的物理接口的QOS规则；

向目的物理接口所连接的转发芯片下发QOS规则；

向与目的物理接口所对应的交换芯片下发QOS规则，以使得交换芯片基于QOS规则对下发目的物理接口的报文进行调度。

进一步的，向与目的物理接口所对应的交换芯片下发QOS规则，具体为：

向交换芯片中与目的物理接口所对应的调度模块下发QOS规则，其中，调度模块，用于根据所调用的QOS规则对下发到所对应的物理接口的报文进行调度，其中，调度模块与物理接口一一对应。

进一步的，在接收QOS配置指令，获取应用于目的物理接口的QOS规则之前，还包括：

在交换芯片中创建调度模块，并建立调度模块与物理接口的对应关系。

根据本说明书实施方式的第二方面，提供了一种规则下发装置，包括：

获取单元，用于接收QOS配置指令，获取应用于目的物理接口的QOS规则；

下发单元，用于向目的物理接口所连接的转发芯片下发QOS规则；

下发单元，还用于向与目的物理接口所对应的交换芯片下发QOS规则，以使得交换芯片基于QOS规则对下发目的物理接口的报文进行调度。

进一步的，下发单元在向与目的物理接口所对应的交换芯片下发QOS规则的过程中，具体用于向交换芯片中与目的物理接口所对应的调度模块下发QOS规则；

调度模块，用于根据所调用的QOS规则对下发到所对应的物理接口的报文进行调度，其中，调度模块与物理接口一一对应。

进一步的，该装置，还包括：

创建单元，用于在交换芯片中创建调度模块，并建立调度模块与物理接口的对应关系。

根据本说明书实施方式的第三方面，提供了一种网络设备，包括处理器、存储器、交换芯片、转发芯片以及与转发芯片连接的物理接口；

处理器，用于接收QOS配置指令，获取应用于目的物理接口的QOS规则；向目的物理接口所连接的转发芯片下发QOS规则；向与目的物理接口所对应的交换芯片下发QOS规则；

交换芯片，用于根据QOS规则对下发目的物理接口的报文进行调度。

可选的，交换芯片中设置有调度模块，调度模块与物理接口一一对应；

存储器中存储有调度模块与物理接口的对应关系；

处理器在执行向与目的物理接口所对应的交换芯片下发QOS规则的过程中，具体用于根据存储器中存储的对应关系，向交换芯片中与目的物理接口所对应的调度模块下发QOS规则；

交换芯片，具体用于通过与目的物理接口所对应的调度模块，调用接收到的QOS规则对下发到目的物理接口的报文进行调度。

可选的，处理器还用于在交换芯片中创建调度模块，生成调度模块与物理接口的一一对应关系；将对应关系存储到存储器中。

可选的，的网络设备，包括线卡板；

处理器、存储器、交换芯片、转发芯片以及物理接口设置于线卡板上。

本说明书的实施方式提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本说明书实施方式中，将下发到转发芯片的物理接口的QOS规则复制到交换芯片，在报文被下发到转发芯片前通过交换芯片预先进行根据QOS规则的调度，从而避免转发芯片拥塞时，未能下发到转发芯片的报文无法根据QOS规则进行调度的问题，提升了网络设备转发报文时的可靠性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施方式，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。

图1是本申请所涉及的一种线卡板的结构示意图；

图2是本申请所涉及的一种规则下发方法的流程图；

图3是本申请实施方式中所涉及的一种线卡板的结构示意图；

图4是本申请所涉及的一种规则下发装置的结构示意图；

图5是本申请所涉及的一种网络设备的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施方式进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施方式中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。

本申请公开了一种线卡板，如图1所示，包括处理器(未图示)、交换芯片、转发芯片以及与转发芯片连接的物理接口1。其中，在一台网络设备中可以包含多个线卡板，线卡板之间可以通过交换芯片和背板进行连接。另外，网络设备还可以为集群路由器中的线卡框，在一个线卡框中设置有多个线卡板，一个线卡框通过交换框连接到其他的线卡框。当然，除了线卡板之外，图1所示的结构也可以是一个具有独立处理报文实现报文转发的路由交换设备，对此不做限制。

在线卡板上，设置有物理接口1，该物理接口1为网络设备的面板上露出的面板口，通过在面板口上插接线缆与其他设备进行通信。

在线卡板中，处理器通过系统总线连接交换芯片、转发芯片和存储器等结构连接，进行配置和数据传输。对于转发芯片和交换芯片而言，二者通过互联接口2进行连接，实现数据传输。

在网络设备中，用户可以为物理接口1配置QOS规则，并通过QOS配置指令下发到对应的物理接口1的转发芯片上进行生效。

为了避免交换芯片上的转发规则生效导致转发芯片上生效的QOS规则无法实现的问题。本申请提供了一种规则下发方法，如图2所示，包括：

S100、接收QOS配置指令，获取应用于目的物理接口的QOS规则。

用户配置完QOS配置指令后，该QOS配置指令会下发到线卡板。线卡板上的处理器接收后，对QOS配置指令进行解析和识别，获取QOS规则。

S102、向目的物理接口所连接的转发芯片下发QOS规则。

该QOS配置指令中携带有需要生效QOS规则的物理接口1的接口标识，处理器根据该接口标识确定需要目的物理接口，以及该目的物理接口所连接的转发芯片。在网络设备工作时，处理器会获取物理接口1的接口标识与其连接的转发芯片的器件标识之间的对应关系，并在网络设备的存储器中进行维护。通过该对应关系，可以确定出一个物理接口1所连接的转发芯片。

处理器通过系统总线将该QOS规则下发到转发芯片上，并对目的物理接口生效该QOS规则。

S104、向与目的物理接口所对应的交换芯片下发QOS规则，以使得交换芯片基于QOS规则对下发目的物理接口的报文进行调度。

在向转发芯片下发QOS规则的过程中，同样可以将该QOS规则下发给目的物理接口1所对应的交换芯片。在处理器中可以维护有物理接口1与转发芯片之间的对应关系中，还可以包含有物理接口1所对应的交换芯片的相关信息，比如交换芯片的器件标识，以此来确定三者之间的关系。

在交换芯片接收到QOS规则后，可以在交换芯片与转发芯片连接的互联接口2上生效该QOS规则。当确定出报文需要经过互联接口2向目的物理接口1发送时，交换芯片预先根据QOS规则对该报文进行调度，比如，用户配置的QOS规则为协议报文优先转发，数据报文次级转发，从而保证重要的协议报文优先进行转发。

这样一来，在转发芯片对报文进行转发的过程中，交换芯片已经根据用户配置的QOS规则对报文进行了调度，避免交换芯片上的调度方式与用户配置的QOS规则存在冲突而出现的交换芯片的调度先于QOS规则的调度完成，从而导致QOS规则无法生效的问题，提升了网络设备的可靠性。

在交换芯片中，还可以预先创建有多个调度模块3，即在获取QOS配置指令，生成应用于目的接口的QOS规则之前进行创建。该调度模块3可以在对交换芯片进行编译时创建，也可以在形成交换芯片的内部结构的过程中固化在交换芯片中。在具体实现时，可以是调度模块3对应有一个队列，该队列对应到一个物理接口，在交换芯片接收到报文并确定需要发送至该物理接口时，则会将报文放入到该队列中，在该队列中的报文将会通过其所对应的调度模块3进行调度。也就是说，交换芯片可以根据报文中携带的出方向的转发芯片的器件标识和物理接口的接口标识，通过对应的调度模块3实现QOS规则的调度。

每一个调度模块3配置与转发芯片所连接的一个物理接口1的对应关系，也就是说，调度模块与物理接口一一对应。举例来说，在网络设备中部署有4个物理接口，每2个物理接口连接于1个转发芯片，转发芯片通过互联接口2连接到交换芯片。对应关系可以保存在存储器中，物理接口1的接口标识、转发芯片的器件标识以及生效的QOS规则可以在一张表中进行记录，也可以在多张表中进行记录。在交换芯片的存储器中，可以为每一个调度模块分一段存储空间用于保存下发的QOS规则。

在向交换芯片下发QOS规则时，QOS规则被下发给对应的调度模块3，在交换芯片接收到报文时，根据报文中与物理接口1相对应的接口标识，匹配对应关系确定所需要引用的调度模块3进行调度。

另外，交换芯片的功能也可以由一个FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑阵列)来实现，那么，在FPGA中可以设置类似的功能，即存在一个模块关联到一个物理接口，在处理器下发QOS规则时，将一个物理接口的QOS规则应用到这个功能模块中，以对下发到物理接口的报文进行调度。

下面以一个具体的例子对本申请所涉及的一种规则下发方法进行说明。如图3所示，在线卡板上部署有8个物理接口10～17，4个转发芯片1～4，8个互联接口20～27，2个交换芯片1、2。其中，在交换芯片1上部署有互联接口20～23，互联接口20、21连接到转发芯片1，互联接口21、22连接到转发芯片2。

根据对交换芯片进行的编译，在交换芯片1上形成有4个调度模块30～33，根据对交换芯片2进行的编译，在交换芯片2上形成有4个调度单元34～37。其中，调度模块30对应到物理接口10，调度模块31对应到物理接口11，调度模块32对应到物理接口12，调度模块33对应到物理接口13，调度模块34对应到物理接口14，调度模块35对应到物理接口15，调度模块36对应到物理接口16，调度模块37对应到物理接口17。在处理器的存储器(未图示)中，可以保存调度模块30～33与物理接口10～13之间的对应关系，在交换芯片2的存储器(未图示)中，可以保存调度模块34～37与物理接口14～17之间的对应关系。在反映对应关系的表中，每一个物理接口1可以对应到一个转发芯片，并对应到一个交换芯片的调度模块3，并且每一个物理接口1对应一个生效的QOS规则，它们之间的关系可以用物理接口1的接口标识、转发芯片的器件标识、调度模块3的模块标识以及生效的QOS规则的规则标识进行对应和查找。

所涉及的一种规则下发方法，包括：

S1、线卡板上的处理器接收用户下发的QOS配置指令，从该QOS配置指令获中取QOS规则。

在上位机，用户编辑针对物理接口10和物理接口13的两条QOS配置指令，并向线卡板下发。处理器在接收到QOS配置指令后，解析和识别其中的QOS配置参数获取到QOS规则1和QOS规则2，并且根据QOS配置指令中携带的接口标识确定生成的QOS规则时针对物理接口10和物理接口13。

其中，下发到物理接口10的QOS规则1为协议报文优先转发，数据报文次级转发。下发到物理接口13的QOS规则2为接口过滤，仅对接收报文的物理接口为物理接口11、物理接口15和物理接口16的报文进行转发。

S2、处理器通过系统总线向物理接口下发QOS规则。

处理器在生成QOS规则后，根据QOS配置指令中的接口标识，将QOS规则1下发到物理接口10，将QOS规则2下发到物理接口11。

转发芯片1接收QOS规则1后，在其连接的物理接口10上生效QOS规则1，转发芯片2接收QOS规则2后，在其连接的物理接口13上生效QOS规则2。

通过生效的QOS规则1，转发芯片1可以对经过物理接口10发出的报文进行调度，通过生效的QOS规则2，转发芯片2可以对经过物理接口13发出的报文进行调度。

S3、处理器通过系统总线向交换芯片的调度模块下发QOS规则。

在步骤S2的执行过程中，S3可以分别进行。在处理器接收到下发的QOS配置指令后，根据其中携带的接口标识，查找所维护的对应关系确定该QOS配置指令中获取的QOS规则要生效的物理接口的接口标识。根据确定的接口标识确定QOS规则1需要生效到物理接口10，QOS规则2需要生效到物理接口13。

根据物理接口10的接口标识确定出该物理接口10对应调度模块30，根据物理接口13的接口标识确定出该物理接口13对应调度模块33。

处理器根据确定的调度模块，将QOS规则1下发到交换芯片1中的调度模块30，将QOS规则2下发到交换芯片1中的调度模块33。

至此，在转发芯片1连接的物理接口10以及调度模块30上生效了QOS规则1，在转发芯片2所连接的物理接口13以及调度模块33上生效了QOS规则2。

S4、转发芯片接收报文，并查询转发表对报文进行转发。

转发芯片3所连接的物理接口15接收到流量40，根据该流量40中报文的报文头确定该流量要发送到转发芯片1所连接的物理接口10进行发送。转发芯片1所连接的物理接口11接收到流量41，根据该流量41中报文的报文头确定该流量要发送到转发芯片2所连接的物理接口13进行发送。其中，在流量40中，可以包含协议报文和数据报文。

在物理接口15接收流量40，在流量40中分别包含有协议报文和数据报文。转发芯片3根据存储的转发表确定协议报文和数据报文需要上送交换芯片2。协议报文和数据报文经过互联接口25上送到交换芯片2，通过交换芯片2与交换芯片1的连接接口发送到交换芯片1。

在交换芯片2和转发芯片3对报文进行转发时，需要查找各自维护的MAC(MediaAccess Control，媒体接入控制)表、ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)表和FIB(Forward Information dataBase，转发信息库)表等，具体查表和转发过程为常规实现，在此不再展开描述。这里将转发过程中所需要查询的表统称为转发表。

此时，交换芯片1根据存储的转发表确定协议报文和数据报文需要经由物理接口10进行转发，而发往物理接口10的报文需要经过调度模块30进行调度。调度模块30根据生效的QOS规则1，将数据报文放置到次级队列中进行转发，将协议报文放置到优先队列中进行转发。

在交换芯片1通过互联接口20向转发芯片1下发报文时，采用优先级来确定转发的顺序，即在优先队列和次级队列中都存在报文时，优先转发优先队列中的报文。这样一来，在流量转发压力较大的时候，可以优先保证优先队列中的协议报文通过交换芯片1下发至通过转发芯片1，继而通过物理接口10向外发送。

相反的，在交换芯片1的调度模块30未生效物理接口10的QOS规则1时，交换芯片1需要分别转发数据报文和协议报文。此时，如果转发芯片1的拥塞反压至交换芯片1，则可能导致交换芯片1根据自身的转发规则，丢弃拥塞的协议报文，从而造成协议报文的交互无法完成，降低了线卡板乃至网络设备可靠性。例如，该协议报文可以为BFD(BidirectionalForwarding Detection，双向转发检测)协议的协议报文等。

同样的，当转发芯片1接收到流量41时，根据转发芯片1中存储的转发表确定流量41中的报文需要上送到交换芯片1进行转发。流量41被上送到交换芯片1，交换芯片1根据转发表确定流量41中的报文需要通过转发芯片2所连接的物理接口13进行转发。此时，在交换芯片1中通过调度模块33与物理接口13对应，根据对调度模块33所生效的QOS规则2对流量41中的报文进行调度。

由于流量41的报文中的入接口为物理接口11，在QOS规则2中物理接口13允许对物理接口11的流量进行转发，因此，交换芯片1通过互联接口23将流量41中的报文下发到转发芯片2，并最终经由物理接口13将报文转发出去。如果物理接口10进入的流量，在交换芯片1上根据转发表确定需要从物理接口13进行转发。此后，在经过调度模块33生效的QOS规则2进行调度时，确定物理接口13禁止转发非物理接口11、物理接口15和物理接口16之外的报文，则物理接口10流入的流量将被调度模块33确定丢弃。

相对应的，本申请还公开了一种规则下发装置，如图4所示，包括：

可选的，下发单元在向与目的物理接口所对应的交换芯片下发所QOS规则的过程中，具体用于向交换芯片中与目的物理接口所对应的调度模块下QOS规则；

可选的，该装置，还包括：创建单元，用于在交换芯片中创建调度模块，并建立所述调度模块与物理接口的一一对应关系。

相对应的，本申请还涉及一种网络设备，如图5所示，包括处理器、存储器、交换芯片、转发芯片以及与转发芯片连接的物理接口1；

可选的，交换芯片中设置有调度模块3，调度模块3与物理接口1一一对应；

存储器中存储有调度模块3与物理接口1的对应关系；

可选的，处理器还用于在交换芯片中创建调度模块3，生成调度模块3与物理接口1的一一对应关系；将调度模块3与物理接口的对应关系存储到存储器中。

可选的，网络设备，包括线卡板；

处理器、存储器、交换芯片、转发芯片以及物理接口1设置于线卡板上。

需要说明的是，该网络设备可以是独立实现报文转发和处理功能的路由交换设备，也可以是集群路由器中的线卡框。在网络设备中，可以包含一个或多个线卡板。在图5中，仅展示网络设备为独立的路由交换设备的结构示意图。

应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。

以上所述仅为本说明书的较佳实施方式而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

Claims

1.一种规则下发方法，其特征在于，包括：

接收QOS配置指令，获取应用于目的物理接口的QOS规则；

向所述目的物理接口所连接的转发芯片下发所述QOS规则；

向与所述目的物理接口所对应的交换芯片下发所述QOS规则，以使得所述交换芯片基于所述QOS规则对下发所述目的物理接口的报文进行调度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向与所述目的物理接口所对应的交换芯片下发所述QOS规则，具体为：

向交换芯片中与所述目的物理接口所对应的调度模块下发所述QOS规则，其中，所述调度模块，用于根据所调用的QOS规则对下发到所对应的物理接口的报文进行调度，其中，所述调度模块与所述物理接口一一对应。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述接收QOS配置指令，获取应用于目的物理接口的QOS规则之前，还包括：

在交换芯片中创建调度模块，并建立所述调度模块与物理接口的对应关系。

4.一种规则下发装置，其特征在于，包括：

下发单元，用于向所述目的物理接口所连接的转发芯片下发所述QOS规则；

所述下发单元，还用于向与所述目的物理接口所对应的交换芯片下发所述QOS规则，以使得所述交换芯片基于所述QOS规则对下发所述目的物理接口的报文进行调度。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述下发单元在向与所述目的物理接口所对应的交换芯片下发所述QOS规则的过程中，具体用于向交换芯片中与所述目的物理接口所对应的调度模块下发所述QOS规则；

所述调度模块，用于根据所调用的QOS规则对下发到所对应的物理接口的报文进行调度，其中，所述调度模块与所述物理接口一一对应。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

创建单元，用于在交换芯片中创建调度模块，并建立所述调度模块与物理接口的对应关系。

7.一种网络设备，其特征在于，包括处理器、存储器、交换芯片、转发芯片以及与所述转发芯片连接的物理接口；

所述处理器，用于接收QOS配置指令，获取应用于目的物理接口的QOS规则；向所述目的物理接口所连接的转发芯片下发所述QOS规则；向与所述目的物理接口所对应的交换芯片下发所述QOS规则；

所述交换芯片，用于根据所述QOS规则对下发所述目的物理接口的报文进行调度。

8.根据权利要求7所述的网络设备，其特征在于，所述交换芯片中设置有调度模块，所述调度模块与所述物理接口一一对应；

所述存储器中存储有所述调度模块与所述物理接口的对应关系；

所述处理器在执行向与所述目的物理接口所对应的交换芯片下发所述QOS规则的过程中，具体用于根据所述存储器中存储的对应关系，向所述交换芯片中与所述目的物理接口所对应的调度模块下发所述QOS规则；

所述交换芯片，具体用于通过与所述目的物理接口所对应的调度模块，调用接收到的QOS规则对下发到所述目的物理接口的报文进行调度。

9.根据权利要求7所述的网络设备，其特征在于，所述处理器还用于在所述交换芯片中创建调度模块，生成所述调度模块与所述物理接口的一一对应关系；将所述对应关系存储到存储器中。

10.根据权利要求7-9任一项所述的网络设备，其特征在于，包括线卡板；

所述处理器、所述存储器、所述交换芯片、所述转发芯片以及所述物理接口设置于所述线卡板上。