CN112738116B - 基于srv6协议的sid压缩方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于SRV6协议的SID压缩方法和装置，其中，所述方法包括：当匹配到报文中的cSID属于本设备时，根据IpDa中预设位置的cSID位置标识，判断是否标识为当前Prefix下的最后一个cSID；cSID位置标识用于标识当前报文中当前cSID在SRH中的位置；如果不是，则根据cSID位置标识，在IpDa中更新下一个压缩SID；如果是，判断是否所有Prefix下的cSID已经处理完成；如果已经处理完成，则执行数据转发操作；否则根据SRH.SL匹配到SID列表中的下一个Prefix以更新IpDa，以及将SRH.SL更新为SRH.SL减去IpDa中的cSID数目标识；cSID数目标识用于标识当前报文中共享当前Prefix的cSID总数。通过所述方法和装置，可以降低现有SRv6SID的高开销以及处理的复杂度。

Description

基于SRV6协议的SID压缩方法和装置
技术领域
本发明涉及网络技术领域，特别是涉及一种基于SRV6协议的SID压缩方法和装置。
背景技术
SRv6是基于IPv6和源路由(Source Routing)的新一代IP承载协议，可以统一传统的复杂网络协议，实现网络协议简化和应用级的SLA保障，将是 5G和云时代构建智能IP网络的基础。SRv6能够将IP转发和隧道转发统一，具备IPv6的灵活性和强大的可编程能力，为未来智能IP网络切片、确定性网络、业务链等的应用提供了强有力的支撑。因此SRv6目前已是网络技术领域研究的热点。
目前在SRv6推广过程种遇到一个很大的痛点，极大地影响SRv6的规模化和产业化。这个痛点就是SRv6 SID 16B的字节宽度。当需要携带10个SID 的时候，只算SID引入的开销就有160B，再结合IPv6(40)和SRH(8)的开销，总体开销来到208B；而目前的网络设备大多数不能够处理超过200B的报文，即使能够处理，成本或者功耗也是相当大。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是，如何降低现有SRv6 SID的高开销以及处理的复杂度。
为了解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
一种基于SRV6协议的SID压缩方法，其中，包括：当匹配到报文中的 cSID属于本设备时，根据IpDa中预设位置的cSID位置标识，判断是否标识为当前Prefix下的最后一个cSID；所述cSID位置标识用于标识当前报文中当前cSID在SRH中的位置；如果不是，则根据所述cSID位置标识，在IpDa 中更新下一个压缩SID；如果是，判断是否所有Prefix下的cSID已经处理完成；如果已经处理完成，则执行数据转发操作；否则根据SRH.SL匹配到SID 列表中的下一个Prefix以更新IpDa，以及将SRH.SL更新为SRH.SL减去IpDa 中的cSID数目标识；所述cSID数目标识用于标识当前报文中共享当前Prefix 的cSID总数。
如上所述的基于SRV6协议的SID压缩方法中，所述根据IpDa中预设位置的cSID位置标识，判断是否标识为当前Prefix下的最后一个cSID包括：判断cSID位置标识是否为0；如果是，则判定报文中的cSID为当前Prefix 下的最后一个cSID；否则判定为不是当前Prefix下的最后一个cSID。
如上所述的基于SRV6协议的SID压缩方法中，所述根据所述cSID位置标识，在IpDa中更新下一个压缩SID包括：执行IpDa.cSID＝ SRH.SID_LIST[SRH.SL]+IpDa.CL*cSID_Byte_Len；其中cSID_Byte_Len为 cSID的预设宽度。
如上所述的基于SRV6协议的SID压缩方法中，所述判断是否所有Prefix 下的cSID已经处理完成包括：判断SRH.SL是否为0；如果是，则判定所有 Prefix下的cSID已经处理完成；否则判定没有处理完成。
如上所述的基于SRV6协议的SID压缩方法中所述根据SRH.SL匹配到 SID列表中的下一个Prefix以更新IpDa，以及将SRH.SL更新为SRH.SL减去 IpDa中的cSID数目标识包括：执行IpDa＝SRH.SID_LIST[SRH.SL-1]以及 SRH.SL＝SRH.SL-IpDa.CE。
为了解决上述的技术问题，本发明还公开了一种基于SRV6协议的SID 压缩装置，包括：第一判断单元，用于当匹配到报文中的cSID属于本设备时，根据IpDa中预设位置的cSID位置标识，判断是否标识为当前Prefix下的最后一个cSID；所述cSID位置标识用于标识当前报文中当前cSID在SRH中的位置；第一更新单元，用于如果判定不是，则根据所述cSID位置标识，在IpDa 中更新下一个压缩SID；第二判断单元，用于如果判定是，则判断是否所有 Prefix下的cSID已经处理完成；处理单元，用于如果判定已经处理完成，则执行数据转发操作；第二更新单元，用于如果判定未处理完成，则根据SRH.SL 匹配到SID列表中的下一个Prefix以更新IpDa，以及将SRH.SL更新为SRH.SL 减去IpDa中的cSID数目标识；所述cSID数目标识用于标识当前报文中共享当前Prefix的cSID总数。
如上所述的基于SRV6协议的SID压缩装置中，所述第一判断单元用于判断cSID位置标识是否为0；如果是，则判定报文中的cSID为当前Prefix 下的最后一个cSID；否则判定为不是当前Prefix下的最后一个cSID。
如上所述的基于SRV6协议的SID压缩装置中，所述第一更新单元用于执行IpDa.cSID＝SRH.SID_LIST[SRH.SL]+IpDa.CL*cSID_Byte_Len；其中 cSID_Byte_Len为cSID的预设宽度。
如上所述的基于SRV6协议的SID压缩装置中，所述第二判断单元用于判断SRH.SL是否为0；如果是，则判定所有Prefix下的cSID已经处理完成；否则判定没有处理完成。
如上所述的基于SRV6协议的SID压缩装置中，所述第二更新单元用于执行IpDa＝SRH.SID_LIST[SRH.SL-1]以及SRH.SL＝SRH.SL-IpDa.CE。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明实施例通过在网际协议目的地址IpDa中引入压缩SID位置标识和压缩SID数目两个参数，一方面能够完全实现压缩SID的匹配更新功能，另一方面也简化了处理逻辑，兼顾了SID压缩效率和硬件处理复杂度，进而方便了SRv6方案的部署和推广。
附图说明
图1是现有技术中一种应用uSID的IPv6 SR的IPv6基本头和SID列表的示意图；
图2是本发明实施例1中IPv6 SR的IPv6基本头和SID列表的示意图；
图3是本发明实施例1中一种基于SRV6协议的SID压缩方法的流程示意图；
图4是本发明实施例1中一种基于SRV6协议的SID压缩方法在接收到cSID5时的处理示意图；
图5是本发明实施例1中一种基于SRV6协议的SID压缩方法在接收到 cSID0时的处理示意图；
图6是本发明实施例1中一种基于SRV6协议的SID压缩方法在接收到cSID1时的处理示意图；
图7是本发明实施例1中一种基于SRV6协议的SID压缩装置的结构示意图。
具体实施方式
目前在SRv6推广过程种遇到一个很大的痛点，极大地影响SRv6的规模化和产业化。这个痛点就是SRv6 SID 16B的字节宽度。当需要携带10个SID 的时候，只算SID引入的开销就有160B，再结合IPv6(40)和SRH(8)的开销，总体开销来到208B；而目前的网络设备大多数不能够处理超过200B的报文，即使能够处理，成本或者功耗也是相当大。
对此，现有用以减少SID开销的方法是，如图1所示，首先将IpDa拆分成通用前缀Prefix+uSID(Micro Segment)的格式。一般定义Prefix为64bit， gSID为32bit，这样在一个SID(128bit)中携带4个gSID。同时，通过引入 SID索引XL[1:0](SID index，SI)，来记录next SID在SRH中当前SID中的位置。
在实际应用中，当每次需要更新uSID的时候，需要判断SI中XL的值。以一个SID中携带4个uSID为例，当XL＝＝0时，需要将SRH.SL-1，然后根据XL的指示，取出对应位置的uSID。同时，设置XL＝3，当XL>0时，不能更新SRH.SL，从当前SRH.SID_LIST根据XL的指示取出uSID。在所述方法中，XL的更新和SRH.SL的更新会耦合在一起，因此导致uSID的设计相当复杂，硬件实现难点高，不利于SID压缩方案的推广和部署。
本发明实施例通过在网际协议目的地址IpDa中引入压缩SID位置标识和压缩SID数目两个参数，一方面能够完全实现压缩SID的匹配更新功能，另一方面也简化了处理逻辑，兼顾了SID压缩效率和硬件处理复杂度，进而方便了SRv6方案的部署和推广。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
实施例1
本实施例公开了一种基于SRV6协议的SID压缩方法。如图2所示，本实施例的IPv6SR的报文封装格式的IPv6基本头中，网际协议目的地址 (Internet ProtocolDestination Address，IpDa)的组成除了包括通用前缀Prefix 和压缩SID(compressedSID，cSID)外，同时，还包括压缩SID位置(cSID Location，CL)和压缩SID数目(cSID EntryNumber，CE)。其中CL用于标识当前cSID在SRH中的位置，CE用于标识该报文中共享当前通用前缀 Prefix的cSID总数。在具体实施中，一个cSID的宽度可以是4B，也可以是 2B。
本实施例的一种基于SRV6协议的SID压缩方法，如图3所示，可包括：
步骤S101，匹配cSID是否属于本设备；
对接收到的SRv6报文进行处理。在cSID处理过程中，采用报文的目的 IP地址，即网际协议目的地址进行查找，若匹配到结果，表明cSID是属于本设备，该报文需要处理。否则，作为一般数据包处理，本流程结束。
步骤S102，检测预设置的压缩SID位置标识是否为0；
本实施例的IpDa字段在预设位置设置有压缩SID位置标识CL，如果此时IpDa.CL！＝0，可判定后续还有相应的cSID没有处理完，因此进入步骤S103；否则，说明共享当前通用前缀的Prefix的cSID已经处理完毕，后续在当前通用前缀的Prefix下没有其他cSID需要处理了，因此进入步骤S104。
步骤S103，根据所述压缩SID位置标识，更新下一个压缩SID信息以及压缩SID位置标识；
根据压缩SID位置标识CL，在SID列表(Segment List)中，可以在SRH 路由扩展头中，定位到下一个SRH.SID_LIST[SRH.SL]+IpDa.CL* cSID_Byte_Len。其中，cSID_Byte_Len根据实际设定的cSID的宽度而定，如可以是2B或4B，SL为SRH路由扩展头中的SegmentLeft。
在定位到下一个cSID后，可以将其更新到IpDa.cSID中，然后将CL的值-1，从而完成了对下一个cSID匹配的准备。
步骤S104，检测SRH.SL是否为0；
如果是，则进入步骤S105；否则进入步骤S106。
步骤S105，更新IpDa信息以及SRH.SL；
当SRH.SL！＝0时，可判定需要处理下一个Prefix所关联的一串cSID。此时，首先更新IpDa，即新的IpDa＝SRH.SID_LIST[SRH.SL-1]，定位到所对应的IpDa，直接将其整体覆盖掉当前IPv6 Header中的IpDa。然后，再将 SRH.SL减去经更新替换后的IpDa中的CE，即SRH.SL＝SRH.SL-IpDa.CE，即可得到新的SRH.SL。
步骤S106，数据转发处理。
当SRH.SL＝＝0时，表明所有SID已经处理完成，后续按现有数据转发做正常处理即可。
图4～图6示出了cSID的一个处理实例。当匹配到cSID5属于本设备时，通过SRH.SID_LIST[SRH.SL]+CL*4B/2B定位到下一个cSID4，然后将IpDa 中的cSID5更新为cSID4，同时，CL减1，更新为4。
如图5所示，将CL更新为0，cSID更新为cSID0后，如果此时当匹配到cSID0，判定共享当前Prefix的cSID已经处理完成。由于SRH.SL！＝0，则后续需要准备处理下一个Prefix所关联的cSID。由于此时SRH.SL为2，因此通过IpDa＝SRH.SID_LIST[SRH.SL-1]＝SRH.SID_LIST[1]，对IpDa进行更新。更新后的IpDa.CE＝2，因此SRH.SL＝SRH.SL-IpDa.CE＝0。
如图6所示，当接收并匹配到cSID0后，由于此时IpDa.CL＝＝0，同时， SRH.SL＝0，因此此时可以去掉SRH扩展头，完成解封装后，获得报文数据，进行正常的转发处理。
本发明实施例的一种基于SRV6协议的SID压缩方法，通过引入使用CE 来代表共享同一个Prefix的cSID数目，以及CL代表当前处理的cSID的位置，可以实现：
1.cSID可以支持16bit、32bit或者任意bit宽度，大大提升了cSID的适用规格，便于SRv6的推广和部署，提升了压缩SID的灵活性，例如，cSID＝16bit 时，可以提升8倍的cSID数目，cSID＝32bit时，可以提升4倍cSID数目；
2.在对cSID的处理过程中，只需要做一次运算，即当CL！＝0时，将CL 的值减1；当CL＝＝0时，SRH.SL-CE，实现了和SRH.SL更新的分离，简化 cSID的逻辑处理，从而简化硬件设计。
实施例2
本实施例公开了一种基于SRV6协议的SID压缩装置。如图7所示，所述基于SRV6协议的SID压缩装置包括：第一判断单元，用于当匹配到报文中的cSID属于本设备时，根据IpDa中预设位置的cSID位置标识，判断是否标识为当前Prefix下的最后一个cSID；所述cSID位置标识用于标识当前报文中当前cSID在SRH中的位置；第一更新单元，用于如果判定不是，则根据所述cSID位置标识，在IpDa中更新下一个压缩SID；第二判断单元，用于如果判定是，则判断是否所有Prefix下的cSID已经处理完成；处理单元，用于如果判定已经处理完成，则执行数据转发操作；第二更新单元，用于如果判定未处理完成，则根据SRH.SL匹配到SID列表中的下一个Prefix以更新 IpDa，以及将SRH.SL更新为SRH.SL减去IpDa中的cSID数目标识；所述 cSID数目标识用于标识当前报文中共享当前Prefix的cSID总数。
在具体实施中，所述第一判断单元用于判断cSID位置标识是否为0；如果是，则判定报文中的cSID为当前Prefix下的最后一个cSID；否则判定为不是当前Prefix下的最后一个cSID。
在具体实施中，所述第一更新单元用于执行IpDa.cSID＝ SRH.SID_LIST[SRH.SL]+IpDa.CL*cSID_Byte_Len；其中cSID_Byte_Len为 cSID的预设宽度。
在具体实施中，所述第二判断单元用于判断SRH.SL是否为0；如果是，则判定所有Prefix下的cSID已经处理完成；否则判定没有处理完成。
在具体实施中，所述第二更新单元用于执行IpDa＝ SRH.SID_LIST[SRH.SL-1]以及SRH.SL＝SRH.SL-IpDa.CE。
本领域技术人员可以理解的是，本实施例2的一种基于SRV6协议的SID 压缩装置和实施例1的一种基于SRV6协议的SID压缩方法为基于同一发明构思。本领域技术人员可以理解的是，本实施例的相应实施可以参照实施例1 的相应内容，此处不再赘述。
以上是对本发明的实现方式的具体说明，但是本领域的技术人员将理解的是，前面实施方案是示例性的并且是出于清晰和理解的目地，而不限于本发明的范围，所意图的是，本领域的技术人员在阅读了数码说并研究了附图之后，会明了其所有置换形式，增强形式，等同形式，组合形式，改进形式都被包括在本发明的实质范围内。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种基于SRV6协议的SID压缩方法，其特征在于，包括：
当匹配到报文中的cSID属于本设备时，根据IpDa中预设位置的cSID位置标识，判断是否标识为当前Prefix下的最后一个cSID；所述cSID位置标识用于标识当前报文中当前cSID在SRH中的位置；
如果不是，则根据所述cSID位置标识，在IpDa中更新下一个压缩SID；
如果是，判断是否所有Prefix下的cSID已经处理完成；如果已经处理完成，则执行数据转发操作；否则根据SRH.SL匹配到SID列表中的下一个Prefix以更新IpDa，以及将SRH.SL更新为SRH.SL减去IpDa中的cSID数目标识；所述cSID数目标识用于标识当前报文中共享当前Prefix的cSID总数。
2.如权利要求1所述的基于SRV6协议的SID压缩方法，其特征在于，所述根据IpDa中预设位置的cSID位置标识，判断是否标识为当前Prefix下的最后一个cSID包括：
判断cSID位置标识是否为0；
如果是，则判定报文中的cSID为当前Prefix下的最后一个cSID；否则判定为不是当前Prefix下的最后一个cSID。
3.如权利要求1所述的基于SRV6协议的SID压缩方法，其特征在于，所述根据所述cSID位置标识，在IpDa中更新下一个压缩SID包括：
执行IpDa.cSID = SRH.SID_LIST[SRH.SL] + IpDa.CL * cSID_Byte_Len；其中cSID_Byte_Len为cSID的预设宽度；
其中，IpDa.CL为IpDa中的cSID位置标识，SL为SRH路由扩展头中的Segment Lef，SRH.SID_LIST为路由扩展头SID列表。
4.如权利要求1所述的基于SRV6协议的SID压缩方法，其特征在于，所述判断是否所有Prefix下的cSID已经处理完成包括：
判断SRH.SL是否为0；
如果是，则判定所有Prefix下的cSID已经处理完成；否则判定没有处理完成。
5.如权利要求1所述的基于SRV6协议的SID压缩方法，其特征在于，所述根据SRH.SL匹配到SID列表中的下一个Prefix以更新IpDa，以及将SRH.SL更新为SRH.SL减去IpDa中的cSID数目标识包括：
执行IpDa = SRH.SID_LIST[SRH.SL-1]以及SRH.SL = SRH.SL - IpDa.CE；
其中，IpDa.CE为IpDa中的cSID数目标识，SL为SRH路由扩展头中的Segment Lef，SRH.SID_LIST为路由扩展头SID列表。
6.一种基于SRV6协议的SID压缩装置，其特征在于，包括：
第一判断单元，用于当匹配到报文中的cSID属于本设备时，根据IpDa中预设位置的cSID位置标识，判断是否标识为当前Prefix下的最后一个cSID；所述cSID位置标识用于标识当前报文中当前cSID在SRH中的位置；
第一更新单元，用于如果判定不是，则根据所述cSID位置标识，在IpDa中更新下一个压缩SID；
第二判断单元，用于如果判定是，则判断是否所有Prefix下的cSID已经处理完成；
处理单元，用于如果判定已经处理完成，则执行数据转发操作；
第二更新单元，用于如果判定未处理完成，则根据SRH.SL匹配到SID列表中的下一个Prefix以更新IpDa，以及将SRH.SL更新为SRH.SL减去IpDa中的cSID数目标识；所述cSID数目标识用于标识当前报文中共享当前Prefix的cSID总数。
7.如权利要求6所述的基于SRV6协议的SID压缩装置，其特征在于，所述第一判断单元用于判断cSID位置标识是否为0；如果是，则判定报文中的cSID为当前Prefix下的最后一个cSID；否则判定为不是当前Prefix下的最后一个cSID。
8.如权利要求6所述的基于SRV6协议的SID压缩装置，其特征在于，所述第一更新单元用于执行IpDa.cSID = SRH.SID_LIST[SRH.SL] + IpDa.CL * cSID_Byte_Len；其中cSID_Byte_Len为cSID的预设宽度；
其中，IpDa.CL为IpDa中的cSID位置标识，SL为SRH路由扩展头中的Segment Lef，SRH.SID_LIST为路由扩展头SID列表。
9.如权利要求6所述的基于SRV6协议的SID压缩装置，其特征在于，所述第二判断单元用于判断SRH.SL是否为0；如果是，则判定所有Prefix下的cSID已经处理完成；否则判定没有处理完成。
10.如权利要求6所述的基于SRV6协议的SID压缩装置，其特征在于，所述第二更新单元用于执行IpDa = SRH.SID_LIST[SRH.SL-1]以及SRH.SL = SRH.SL - IpDa.CE；
其中，IpDa.CE为IpDa中的cSID数目标识，SL为SRH路由扩展头中的Segment Lef，SRH.SID_LIST为路由扩展头SID列表。
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