CN112910774B - 通信方法、系统以及网络转发设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种通信方法、系统以及网络转发设备,涉及通信技术领域。本公开的方法包括:网络转发设备解析各个基于IPv6的分段路由SRv6报文的分段路由头SRH;其中,SRH包括报文标识,不同SRv6报文的报文标识不同;网络转发设备根据解析结果确定下一跳设备相同的不同报文;网络转发设备将不同报文均衡地转发到连接下一跳设备的不同链路上。

Description

通信方法、系统以及网络转发设备
技术领域
本公开涉及通信技术领域,特别涉及一种通信方法、系统以及网络转发设备。
背景技术
SRv6(基于IPv6的分段路由)隧道技术是当前的热点技术,该技术通过将用户报文封装在IPv6报文和SRH(Segment Routing Header,分段路由头)中,以隧道形式转发用户报文。
目前,实现SRv6报文负载均衡的方法一般是IP地址哈希算法。
发明内容
发明人发现:现有的负载均衡算法无法适用于任何流量场景,例如,针对大象流的转发无法实现负载均衡。
本公开所要解决的一个技术问题是:提高SRv6报文转发的均衡性,提升路由效率。
根据本公开的一些实施例,提供的一种通信方法,包括:网络转发设备解析各个基于IPv6的分段路由SRv6报文的分段路由头SRH;其中,SRH包括报文标识,不同SRv6报文的报文标识不同;网络转发设备根据解析结果确定下一跳设备相同的不同报文;网络转发设备将不同报文均衡地转发到连接下一跳设备的不同链路上。
在一些实施例中,网络转发设备解析各个SRv6报文的SRH包括:网络转发设备解析各个SRv6报文的SRH,获取定位器Locator字段和功能Function字段;解析Locator字段获取下一跳设备的标签,解析Function字段获取报文标识。
在一些实施例中,在SRv6报文为传输控制协议TCP报文的情况下,报文标识为TCP序列字段值;或者,在SRv6报文为用户数据报协议UDP报文的情况下,报文标识为UDP校验字段值;报文标识被添加到Function字段中的魔术字段。
在一些实施例中,SRH还包括:负载均衡标识;网络转发设备根据解析结果确定下一跳设备相同的不同报文包括:网络转发设备在解析结果包括负载均衡标识的情况下,确定下一跳设备相同的不同报文。
在一些实施例中,负载均衡标识被添加到Function字段中从第一位开始的预设位数的字段中。
在一些实施例中,网络入口设备接收SRv6报文;网络入口设备在SRv6报文中添加报文标识,并发送至网络转发设备。
在一些实施例中,网络入口设备在SRv6报文中添加报文标识包括:网络入口设备识别SRv6报文的类型;在SRv6报文为TCP报文的情况下,网络入口设备提取TCP序列字段值,在SRv6报文的Function字段添加TCP序列字段值作为报文标识;或者,在SRv6报文为UDP报文的情况下,网络入口设备提取UDP校验字段值,在SRv6报文的Function字段添加UDP校验字段值作为报文标识。
在一些实施例中,网络入口设备在SRv6报文中添加报文标识还包括:在SRv6报文为UDP报文且UDP校验字段值为0的情况下,网络入口设备根据UDP报文计算UDP校验字段值,在SRv6报文的Function字段添加UDP校验字段值作为报文标识。
在一些实施例中,网络入口设备在SRv6报文中添加报文标识还包括:网络入口设备在SRv6报文中添加报文标识和负载均衡标识。
根据本公开的另一些实施例,提供的一种网络转发设备,包括:解析模块,用于解析各个基于IPv6的分段路由SRv6报文的分段路由头SRH;其中,SRH包括报文标识,不同SRv6报文的报文标识不同;确定模块,用于根据解析结果确定下一跳设备相同的不同报文;转发模块,用于将不同报文均衡地转发到连接下一跳设备的不同链路上。
在一些实施例中,解析模块用于解析各个SRv6报文的SRH,获取定位器Locator字段和功能Function字段;解析Locator字段获取下一跳设备的标签,解析Function字段获取报文标识。
在一些实施例中,在SRv6报文为传输控制协议TCP报文的情况下,报文标识为TCP序列字段值;或者,在SRv6报文为用户数据报协议UDP报文的情况下,报文标识为UDP校验字段值;报文标识被添加到Function字段中的魔术字段。
在一些实施例中,SRH还包括:负载均衡标识;确定模块用于在解析结果包括负载均衡标识的情况下,确定下一跳设备相同的不同报文。
在一些实施例中,负载均衡标识被添加到Function字段中从第一位开始的预设位数的字段中。
根据本公开的又一些实施例,提供的一种通信系统,包括:前述任意实施例的网络转发设备;以及网络入口设备,用于接收SRv6报文;在SRv6报文中添加报文标识,并发送至网络转发设备。
在一些实施例中,网络入口设备用于识别SRv6报文的类型;在SRv6报文为TCP报文的情况下,提取TCP序列字段值,在SRv6报文的Function字段添加TCP序列字段值作为报文标识;或者,在SRv6报文为UDP报文的情况下,提取UDP校验字段值,在SRv6报文的Function字段添加UDP校验字段值作为报文标识。
在一些实施例中,在SRv6报文为UDP报文且UDP校验字段值为0的情况下,网络入口设备用于根据UDP报文计算UDP校验字段值,在SRv6报文的Function字段添加UDP校验字段值作为报文标识。
在一些实施例中,网络入口设备还用于在SRv6报文中添加负载均衡标识。
本公开中网络转发设备解析SRv6报文中的SRH,SRH中包括报文标识,根据解析结果区分不同的报文确定下一跳设备相同的不同报文,将不同报文均衡地转发到连接下一跳设备的不同链路上。本公开的方法实现了SRv6技术在转发报文时根据SRH进行逐包负载均衡的功能。由于报文被逐包转发,而不是根据IP地址逐流进行转发,无论流量是大象流或其他形式,都会按照逐包进行负载均衡,提高了SRv6报文转发的均衡性,提升路由效率。通过在SRH中添加报文标识,原有的转发机制不会被破坏,具有良好的兼容性。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述,本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本公开的一些实施例的通信方法的流程示意图。
图2A示出本公开的一些实施例的SRv6报文格式示意图。
图2B示出本公开的另一些实施例的SRv6报文格式示意图。
图3示出本公开的另一些实施例的通信方法的流程示意图。
图4示出本公开的一些实施例的链路结构的示意图。
图5示出本公开的一些实施例的网络转发设备的结构示意图。
图6示出本公开的一些实施例的通信系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
针对现有技术中根据IP地址对SRv6隧道中的报文逐流进行转发的方案,负载均衡效果不好的问题,提出本方案。下面结合图1描述本公开通信方法的一些实施例。
本公开的方法包括报文标识的添加过程以及报文转发过程,可以分别由不同的标识添加装置和报文转发装置执行,两种装置可以分别部署在同一网络设备上,也可以分别部署在不同网络设备上。例如,标识添加装置可以设置于网络入口设备,例如,家庭网关、路由器等。报文转发装置可以设置于网络转发设备,例如,路由器、交换机等。网络入口设备和网络转发设备也可以为同一设备。标识添加装置主要用于在SRv6报文的SRH中添加报文标识,报文转发装置主要用于解析SRH实现报文的转发。下面首先结合图1描述本公开中报文标识的添加过程。
图1为本公开通信方法一些实施例的流程图。如图1所示,该实施例的方法包括:步骤S102~S104。
在步骤S102中,网络入口设备接收SRv6报文。
网络入口设备中的标识添加装置可以执行步骤S102的方法。根据SRv6标准,SRv6报文格式由标准IPv6报文携带SRH组成。如图2A所示,SRv6报文包括IPv6头,SRH和用户数据。SRH包括Locator(定位器)和Function(功能)两部分,Locator中包括下一跳设备的标签用来标识下一跳路由,Function用来指定报文在网络设备中的处理方法。通常SRH为128bit,Locator字段为64bit,Function字段为64bit。
在步骤S104中,网络入口设备在SRv6报文中添加报文标识,并发送至网络转发设备。
网络入口设备中的标识添加装置可以执行步骤S104的方法。报文标识可以为新的自定义标识,也可以采用现有的标识能够更好的兼容现有技术,减少新的功能的增加。在一些实施例中,在SRv6报文为TCP(传输控制协议)报文的情况下,报文标识为TCP序列(Sequence)字段值;或者,在SRv6报文为UDP(用户数据报协议)报文的情况下,报文标识为UDP校验(Checksum)字段值。
在一些实施例中,网络入口设备可以识别SRv6报文的类型,在SRv6报文为TCP报文的情况下,网络入口设备提取TCP序列字段值,在SRv6报文的Function字段添加TCP序列字段值作为报文标识。或者,在SRv6报文为UDP报文的情况下,网络入口设备提取UDP校验字段值,在SRv6报文的Function字段添加UDP校验字段值作为报文标识。
进一步,有些UDP报文会关闭校验(Checksum)功能,在SRv6报文为UDP报文且UDP校验字段值为0的情况下,网络入口设备根据UDP报文计算UDP校验字段值,在SRv6报文的Function字段添加UDP校验字段值作为报文标识。
进一步,网络入口设备还可以在SRv6报文中添加负载均衡标识,用于标识负载均衡策略为本公开的逐包转发策略,指示网络转发设备对SRv6报文进行逐包转发。
Function字段包括从第一位开始的预设位数(例如,8bit)的字段,以及魔术字段(例如56bit),如图2B所示。网络入口设备根据报文类型(TCP or UDP),提取TCP报文的Sequence(Seq)字段,或提取UDP报文的Checksum字段。对于TCP报文,魔术字段可以填写TCPSeq字段值(例如,32bit),对于UDP报文,魔术字段可以填写UDP报文的Checksum值(例如,16bit),剩余bit可以用0补齐,形成56bit的魔术字段值。由于TCP报文的Seq值和UDP报文的checksum值逐包不同,所以魔术字段值也逐包不同。有部分UDP报文发送时会关闭Checksum功能,则在这些UDP报文的Checksum字段值为0,此时需要网络入口设备代为计算UDP报文的Checksum值,添加到魔术字段。进一步,再添加例如8bit的负载均衡标识,则形成SRHFunction字段。
上述实施例利用SRv6的可编程性,在SRv6报文的Function字段对报文标识和负载均衡标识进行定义,不支持该功能的设备将会直接透传该报文,原有的转发机制不会被破坏。具有良好的兼容性。
下面结合图3描述本公开中报文转发过程的一些实施例。
图3为本公开通信方法另一些实施例的流程图。如图3所示,该实施例的方法包括:步骤S302~S306。
在步骤S302中,网络转发设备解析SRv6报文的SRH。
网络转发设备中的报文转发装置可以执行步骤S302~S306的方法。报文转发装置可以位于转发路径的所有设备上。如前述实施例SRH包括报文标识,不同SRv6报文的报文标识不同,即每条SRv6报文中携带的报文标识不同。
在一些实施例中,网络转发设备解析各个SRv6报文的SRH,获取定位器Locator字段和功能Function字段;解析Locator字段获取下一跳设备的标签,解析Function字段获取报文标识。Locator字段包括下一跳设备的标签,Function字段包括报文标识。
在一些实施例中,在SRv6报文为TCP报文的情况下,报文标识为TCP序列(Sequence)字段值;或者,在SRv6报文为UDP报文的情况下,报文标识为UDP校验(Checksum)字段值;报文标识可以被添加到Function字段中的魔术字段。网络转发设备从魔术字段解析出报文标识。
在步骤S304中,网络转发设备根据解析结果确定下一跳设备相同的不同报文。
网络转发设备每次接收到一个或多个报文,可以对SRH进行解析,得到下一跳设备的标签和报文标识,根据下一跳设备的标签和报文标识可以确定下一跳设备相同的不同报文。进一步,网络转发设备解析SRH还可以获得负载均衡标识,在解析结果包括负载均衡标识的情况下,确定下一跳设备相同的不同报文,以及后续的步骤,否则,可以按照现有机制进行转发。
在步骤S306中,网络转发设备将不同报文均衡地转发到连接下一跳设备的不同链路上。
由于Locator字段中的下一跳标签相同,所有报文都将被转发到同一台设备,而Function字段不同,报文将被逐包负载均衡的转发到连接下一跳设备的不同链路上。多条报文被均匀发送到不同链路上。如图4所示,设备A为网络入口设备,可以设置标识添加装置,设备B为网络转发设备,可以设置报文转发装置,多个报文的下一条设备为设备C,设备B和C之间有两条链路,则均衡通过两条链路转发到设备C。例如,报文为4条,则每条链路上转发2条。
本公开还提供一种网络转发设备,下面根据图5进行描述。
图5为本公开网络转发设备的一些实施例的结构图。如图5所示,该实施例的设备50包括:解析模块510,确定模块520,转发模块530。
解析模块510,用于解析各个基于IPv6的分段路由SRv6报文的分段路由头SRH;其中,SRH包括报文标识,不同SRv6报文的报文标识不同。
在一些实施例中,解析模块510用于解析各个SRv6报文的SRH,获取定位器Locator字段和功能Function字段;解析Locator字段获取下一跳设备的标签,解析Function字段获取报文标识。
在一些实施例中,在SRv6报文为传输控制协议TCP报文的情况下,报文标识为TCP序列字段值;或者,在SRv6报文为用户数据报协议UDP报文的情况下,报文标识为UDP校验字段值;报文标识被添加到Function字段中的魔术字段。
确定模块520,用于根据解析结果确定下一跳设备相同的不同报文。
在一些实施例中,SRH还包括:负载均衡标识;确定模块520用于在解析结果包括负载均衡标识的情况下,确定下一跳设备相同的不同报文。
在一些实施例中,负载均衡标识被添加到Function字段中从第一位开始的预设位数的字段中。
转发模块530,用于将不同报文均衡地转发到连接下一跳设备的不同链路上。
本公开还提供一种通信系统,下面根据图6进行描述。
图6为本公开通信系统的一些实施例的结构图。如图6所示,该实施例的系统6包括:前述任意实施例的网络转发设备50;以及网络入口设备62。
网络入口设备62,用于接收SRv6报文;在SRv6报文中添加报文标识,并发送至网络转发设备50。
在一些实施例中,网络入口设备62用于识别SRv6报文的类型;在SRv6报文为TCP报文的情况下,提取TCP序列字段值,在SRv6报文的Function字段添加TCP序列字段值作为报文标识;或者,在SRv6报文为UDP报文的情况下,提取UDP校验字段值,在SRv6报文的Function字段添加UDP校验字段值作为报文标识。
在一些实施例中,在SRv6报文为UDP报文且UDP校验字段值为0的情况下,网络入口设备62用于根据UDP报文计算UDP校验字段值,在SRv6报文的Function字段添加UDP校验字段值作为报文标识。
在一些实施例中,网络入口设备62还用于在SRv6报文中添加负载均衡标识。
上述实施例中网络转发设备解析SRv6报文中的SRH,SRH中包括报文标识,根据解析结果区分不同的报文确定下一跳设备相同的不同报文,将不同报文均衡地转发到连接下一跳设备的不同链路上。本公开的方法实现了SRv6技术在转发报文时根据SRH进行逐包负载均衡的功能。由于报文被逐包转发,而不是根据IP地址逐流进行转发,无论流量是大象流或其他形式,都会按照逐包进行负载均衡,提高了SRv6报文转发的均衡性,提升路由效率。通过在SRH中添加报文标识,原有的转发机制不会被破坏,具有良好的兼容性。
本领域内的技术人员应当明白,本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本公开的较佳实施例,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种通信方法,包括:
网络转发设备解析各个基于IPv6的分段路由SRv6报文的分段路由头SRH;其中,所述SRH包括报文标识,不同SRv6报文的报文标识不同;
所述网络转发设备根据解析结果确定下一跳设备相同的不同报文;
所述网络转发设备将所述不同报文均衡地转发到连接下一跳设备的不同链路上;
其中,所述网络转发设备解析各个SRv6报文的SRH包括:
所述网络转发设备解析各个SRv6报文的SRH,获取定位器Locator字段和功能Function字段;
解析所述Locator字段获取下一跳设备的标签,解析所述Function字段获取所述报文标识;
所述网络转发设备将所述不同报文均衡地转发到连接下一跳设备的不同链路上包括:
Locator字段中的下一跳标签相同,所有报文都将被转发到同一台设备,而Function字段不同,报文将被逐包负载均衡的转发到连接下一跳设备的不同链路上,多条报文被均匀发送到不同链路上。
2.根据权利要求1所述的通信方法,其中,
在所述SRv6报文为传输控制协议TCP报文的情况下,所述报文标识为TCP序列字段值;或者,在所述SRv6报文为用户数据报协议UDP报文的情况下,所述报文标识为UDP校验字段值;
所述报文标识被添加到所述Function字段中的魔术字段。
3.根据权利要求1所述的通信方法,其中,
所述SRH还包括:负载均衡标识;
所述网络转发设备根据解析结果确定下一跳设备相同的不同报文包括:
所述网络转发设备在所述解析结果包括所述负载均衡标识的情况下,确定下一跳设备相同的不同报文。
4.根据权利要求3所述的通信方法,其中,
所述负载均衡标识被添加到所述Function字段中从第一位开始的预设位数的字段中。
5.根据权利要求1所述的通信方法,还包括:
网络入口设备接收所述SRv6报文;
所述网络入口设备在所述SRv6报文中添加报文标识,并发送至所述网络转发设备。
6.根据权利要求5所述的通信方法,其中,
所述网络入口设备在所述SRv6报文中添加报文标识包括:
所述网络入口设备识别所述SRv6报文的类型;
在所述SRv6报文为TCP报文的情况下,所述网络入口设备提取TCP序列字段值,在所述SRv6报文的Function字段添加所述TCP序列字段值作为所述报文标识;
或者,在所述SRv6报文为UDP报文的情况下,所述网络入口设备提取UDP校验字段值,在所述SRv6报文的Function字段添加UDP校验字段值作为所述报文标识。
7.根据权利要求6所述的通信方法,其中,
所述网络入口设备在所述SRv6报文中添加报文标识还包括:
在所述SRv6报文为UDP报文且UDP校验字段值为0的情况下,所述网络入口设备根据所述UDP报文计算UDP校验字段值,在所述SRv6报文的Function字段添加UDP校验字段值作为所述报文标识。
8.根据权利要求6所述的通信方法,其中,
所述网络入口设备在所述SRv6报文中添加报文标识还包括:
所述网络入口设备在所述SRv6报文中添加报文标识和负载均衡标识。
9.一种网络转发设备,包括:
解析模块,用于解析各个基于IPv6的分段路由SRv6报文的分段路由头SRH;其中,所述SRH包括报文标识,不同SRv6报文的报文标识不同,其中,解析各个SRv6报文的SRH,获取定位器Locator字段和功能Function字段,解析所述Locator字段获取下一跳设备的标签,解析所述Function字段获取所述报文标识;
确定模块,用于根据解析结果确定下一跳设备相同的不同报文;
转发模块,用于将所述不同报文均衡地转发到连接下一跳设备的不同链路上,其中,Locator字段中的下一跳标签相同,所有报文都将被转发到同一台设备,而Function字段不同,报文将被逐包负载均衡的转发到连接下一跳设备的不同链路上,多条报文被均匀发送到不同链路上。
10.根据权利要求9所述的网络转发设备,其中,
在所述SRv6报文为传输控制协议TCP报文的情况下,所述报文标识为TCP序列字段值;或者,在所述SRv6报文为用户数据报协议UDP报文的情况下,所述报文标识为UDP校验字段值;所述报文标识被添加到所述Function字段中的魔术字段。
11.根据权利要求9所述的网络转发设备,其中,
所述SRH还包括:负载均衡标识;
所述确定模块用于在所述解析结果包括所述负载均衡标识的情况下,确定下一跳设备相同的不同报文。
12.根据权利要求11所述的网络转发设备,其中,
所述负载均衡标识被添加到所述Function字段中从第一位开始的预设位数的字段中。
13.一种通信系统,包括:
权利要求9-12任一项所述的网络转发设备;以及
网络入口设备,用于接收所述SRv6报文;在所述SRv6报文中添加报文标识,并发送至所述网络转发设备。
14.根据权利要求13所述的通信系统,其中,
所述网络入口设备用于识别所述SRv6报文的类型;在所述SRv6报文为TCP报文的情况下,提取TCP序列字段值,在所述SRv6报文的Function字段添加所述TCP序列字段值作为所述报文标识;或者,在所述SRv6报文为UDP报文的情况下,提取UDP校验字段值,在所述SRv6报文的Function字段添加UDP校验字段值作为所述报文标识。
15.根据权利要求14所述的通信系统,其中,
在所述SRv6报文为UDP报文且UDP校验字段值为0的情况下,所述网络入口设备用于根据所述UDP报文计算UDP校验字段值,在所述SRv6报文的Function字段添加UDP校验字段值作为所述报文标识。
16.根据权利要求14所述的通信系统,其中,
所述网络入口设备还用于在所述SRv6报文中添加负载均衡标识。
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