CN113746734B - 一种流量转发方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种流量转发方法、装置、设备及介质，包括：以预设周期，并基于每个周期内各路径的带宽利用率，确定各路径的转发参与值；当接收到任一条待转发数据流量，且所述待转发数据流量到目的地址存在多条参与转发的等价路径，则读取每条所述等价路径当前的所述转发参与值；基于所述转发参与值确定每条所述等价路径的转发权重；基于所述转发权重以及所述待转发数据流量的带宽，确定每条所述等价路径的分担流量；利用每条所述等价路径转发自身的所述分担流量，以将所述待转发数据流量转发至所述目的地址。这样，能够提高各路径的带宽利用率，且避免路径因为带宽小且带宽使用率太高，而出现拥塞的问题。
Description
技术领域
本申请涉及流量转发技术领域，特别涉及一种流量转发方法、装置、设备及介质。
背景技术
对于到达一个目的地可能存在多条相同度量值的路由项(路由路径)，交换机可以使用不超过设定数量的多条路径来转发流量，在转发去往该目的地址的报文时，依次通过各条路径发送，实现网络的负载分担，并提高系统吞吐率，从而提高转发效率。
实际情况中，各路径的带宽、时延和可靠性等不一样，但现有的ECMP(即EqualCost Multi-path，等价多路径路由)中，把Cost认可成一样，不能很好地利用带宽，尤其在路径间差异大时，效果会非常不理想。例如，路由器两个出口，两路径，一个带宽是100M，一个是2M，如果部署ECMP，则网络总带宽只能达到4M的利用率。并且，容易造成转发路径因为带宽小且带宽使用率太高，而出现拥塞的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种流量转发方法、装置、设备及介质，能够提高各路径的带宽利用率，且避免路径因为带宽小且带宽使用率太高，而出现拥塞的问题。其具体方案如下：
第一方面，本申请公开了一种流量转发方法，包括：
以预设周期，并基于每个周期内各路径的带宽利用率，确定各路径的转发参与值；
当接收到任一条待转发数据流量，且所述待转发数据流量到目的地址存在多条参与转发的等价路径，则读取每条所述等价路径当前的所述转发参与值；
基于所述转发参与值确定每条所述等价路径的转发权重；
基于所述转发权重以及所述待转发数据流量的带宽，确定每条所述等价路径的分担流量；
利用每条所述等价路径转发自身的所述分担流量，以将所述待转发数据流量转发至所述目的地址。
可选的，所述基于每个周期内各路径的带宽利用率，确定各路径的转发参与值，包括：
在每个周期内，以预设时间间隔记录各路径的带宽利用率；
在每个周期的结束时刻，对于任一路径，选取该路径最近记录的预设数量个带宽利用率以得到目标带宽利用率；
确定所述目标带宽利用率的均值以得到平均带宽利用率；
基于所述平均带宽利用率确定路径的转发参与值。
可选的，所述基于所述平均带宽利用率确定路径的转发参与值，包括：
基于所述平均带宽利用率确定路径的剩余带宽值；其中，所述剩余带宽值为表示剩余带宽的值；
基于所述剩余带宽值确定所述转发参与值；其中，所述剩余带宽值大于所述转发参与值。
可选的，所述基于所述平均带宽利用率确定路径的转发参与值，包括：
利用公式：转发参与值＝(1-平均带宽利用率)*100-(10+rand()％5)，确定路径的转发参与值。
可选的，所述基于所述转发参与值确定每条所述等价路径的转发权重，包括：
确定任一条所述等价路径的所述转发参与值与该条等价路径的路径带宽的乘积结果；
确定全部所述等价路径的所述乘积结果的和值；
针对任一条所述等价路径，将该条等价路径的所述乘积结果与所述和值的比值确定为该条等价路径的转发权重。
可选的，还包括：
根据设备性能，配置所述预设周期。
可选的，所述基于所述转发权重以及所述待转发数据流量的带宽，确定每条所述等价路径的分担流量之后，还包括：
基于所述分担流量实时更新每条所述等价路径的转发参与值。
第二方面，本申请公开了一种流量转发装置，包括：
转发参与值确定模块，用于以预设周期，并基于每个周期内各路径的带宽利用率，确定各路径的转发参与值；
转发参与值读取模块，用于当接收到任一条待转发数据流量，且所述待转发数据流量到目的地址存在多条参与转发的等价路径，则读取每条所述等价路径当前的所述转发参与值；
转发权重确定模块，用于基于所述转发参与值确定每条所述等价路径的转发权重；
分担流量确定模块，用于基于所述转发权重以及所述待转发数据流量的带宽，确定每条所述等价路径的分担流量；
数据流量转发模块，用于利用每条所述等价路径转发自身的所述分担流量，以将所述待转发数据流量转发至所述目的地址。
第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述的流量转发方法。
第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的流量转发方法。
可见，本申请以预设周期，并基于每个周期内各路径的带宽利用率，确定各路径的转发参与值，当接收到任一条待转发数据流量，且所述待转发数据流量到目的地址存在多条参与转发的等价路径，则读取每条所述等价路径当前的所述转发参与值，然后基于所述转发参与值确定每条所述等价路径的转发权重，之后基于所述转发权重以及所述待转发数据流量的带宽，确定每条所述等价路径的分担流量，最后利用每条所述等价路径转发自身的所述分担流量，以将所述待转发数据流量转发至所述目的地址。也即，本申请实时监测各路径的带宽利用率，并周期性的利用带宽利用率确定各路径的转发参与值，当接收到待转发数据流量时，利用多条等价路径当前的转发参与值计算转发权重，进而基于转发权重计算分担流量，由多条等价路径分担转发，这样转发参与值基于路径带宽利用率确定，转发权重基于转发参与值确定，使得确定出的分担流量考虑了各等价路径的带宽利用情况，能够提高各路径的带宽利用率，且避免路径因为带宽小且带宽使用率太高，而出现拥塞的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请公开的一种流量转发方法流程图；
图2为本申请公开的一种具体的流量转发方法流程图；
图3为本申请公开的一种流量转发装置结构示意图；
图4为本申请公开的一种电子设备结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
实际情况中，各路径的带宽、时延和可靠性等不一样，但现有的ECMP中，把Cost认可成一样，不能很好地利用带宽，尤其在路径间差异大时，效果会非常不理想。例如，路由器两个出口，两路径，一个带宽是100M，一个是2M，如果部署ECMP，则网络总带宽只能达到4M的利用率。并且，容易造成转发路径因为带宽小且带宽使用率太高，而出现拥塞的问题。为此，本申请提供了一种流量转发方案，能够提高各路径的带宽利用率，且避免路径因为带宽小且带宽使用率太高，而出现拥塞的问题。
参见图1所示，本申请实施例公开了一种流量转发方法，包括：
步骤S11：以预设周期，并基于每个周期内各路径的带宽利用率，确定各路径的转发参与值。
在具体的实施方式中，可以根据设备性能，配置所述预设周期。可以理解的是，各路径的带宽利用率即为各端口的带宽利用率。
并且，在具体的实施方式中，可以在每个周期内，以预设时间间隔记录各路径的带宽利用率；在每个周期的结束时刻，对于任一路径，选取该路径最近记录的预设数量个带宽利用率以得到目标带宽利用率；确定所述目标带宽利用率的均值以得到平均带宽利用率；基于所述平均带宽利用率确定路径的转发参与值。
例如，在周期结束时刻，选取最近10次带宽利用率，计算平均带宽利用率
平均带宽利用率＝(利用率n+利用率n-1+……利用率n-9)/10；n表示最近一次记录。
其中，预设时间间隔可以根据设备性能确定，比如500ms、1s等。
进一步的，可以基于所述平均带宽利用率确定路径的剩余带宽值；其中，所述剩余带宽值为表示剩余带宽的值；基于所述剩余带宽值确定所述转发参与值；其中，所述剩余带宽值大于所述转发参与值。这样，能够在计算分担流量时，为路径留一部分带宽。
在具体的实施方式中，可以利用公式：转发参与值＝(1-平均带宽利用率)*100-(10+rand()％5)，确定路径的转发参与值。
其中，(1-平均带宽利用率)*100即为剩余带宽值。
步骤S12：当接收到任一条待转发数据流量，且所述待转发数据流量到目的地址存在多条参与转发的等价路径，则读取每条所述等价路径当前的所述转发参与值。
在具体的实施方式中，可以经过计算，得到所述待转发数据流量到目的地址的多条参与转发的等价路径。
步骤S13：基于所述转发参与值确定每条所述等价路径的转发权重。
在具体的实施方式中，确定任一条所述等价路径的所述转发参与值与该条等价路径的路径带宽的乘积结果；确定全部所述等价路径的所述乘积结果的和值；针对任一条所述等价路径，将该条等价路径的所述乘积结果与所述和值的比值确定为该条等价路径的转发权重。
也即，如果设备收到一条数据流量，到目的IP存在多条等价路径，设备读取所有等价路径的当前转发参与值，然后根据转发参与值计算路径的转发权重：
转发权重＝当前路径的转发参与值*路径带宽/参与转发路径的转发参与值*路径带宽的总和。
步骤S14：基于所述转发权重以及所述待转发数据流量的带宽，确定每条所述等价路径的分担流量。
在具体的实施方式中，等价路径的分担流量＝待转发数据流量的带宽*转发权重。
步骤S15：利用每条所述等价路径转发自身的所述分担流量，以将所述待转发数据流量转发至所述目的地址。
这样，实现了流量转发的负载均衡。
可见，本申请实施例以预设周期，并基于每个周期内各路径的带宽利用率，确定各路径的转发参与值，当接收到任一条待转发数据流量，且所述待转发数据流量到目的地址存在多条参与转发的等价路径，则读取每条所述等价路径当前的所述转发参与值，然后基于所述转发参与值确定每条所述等价路径的转发权重，之后基于所述转发权重以及所述待转发数据流量的带宽，确定每条所述等价路径的分担流量，最后利用每条所述等价路径转发自身的所述分担流量，以将所述待转发数据流量转发至所述目的地址。也即，本申请实时监测各路径的带宽利用率，并周期性的利用带宽利用率确定各路径的转发参与值，当接收到待转发数据流量时，利用多条等价路径当前的转发参与值计算转发权重，进而基于转发权重计算分担流量，由多条等价路径分担转发，这样转发参与值基于路径带宽利用率确定，转发权重基于转发参与值确定，使得确定出的分担流量考虑了各等价路径的带宽利用情况，能够提高各路径的带宽利用率，且避免路径因为带宽小且带宽使用率太高，而出现拥塞的问题。
参见图2所示，本申请实施例公开了一种具体的流量转发方法，包括：
步骤S21：以预设周期，并基于每个周期内各路径的带宽利用率，确定各路径的转发参与值。
步骤S22：当接收到任一条待转发数据流量，且所述待转发数据流量到目的地址存在多条参与转发的等价路径，则读取每条所述等价路径当前的所述转发参与值。
步骤S23：基于所述转发参与值确定每条所述等价路径的转发权重；
步骤S24：基于所述转发权重以及所述待转发数据流量的带宽，确定每条所述等价路径的分担流量。
关于前述步骤S21至S24的具体内容可以参考前述实施例公开的内容，在此不再进行赘述。
步骤S25：利用每条所述等价路径转发自身的所述分担流量，以将所述待转发数据流量转发至所述目的地址。
步骤S26：基于所述分担流量实时更新每条所述等价路径的转发参与值。
在具体的实施方式中，可以根据公式：
转发参与值＝当前转发参与值-(分担流量/路径带宽*100)。
也即，本申请实施例除了周期性更新转发参与值，还可以根据流量转发情况实时更新转发参与值，使后续流量的转发更好的利用各路径带宽，以提升负载均衡性能。
需要指出的是，上述步骤S25和S26没有先后顺序。
参见图3所示，本申请实施例公开了一种流量转发装置，包括：
转发参与值确定模块11，用于以预设周期，并基于每个周期内各路径的带宽利用率，确定各路径的转发参与值；
转发参与值读取模块12，用于当接收到任一条待转发数据流量，且所述待转发数据流量到目的地址存在多条参与转发的等价路径，则读取每条所述等价路径当前的所述转发参与值；
转发权重确定模块13，用于基于所述转发参与值确定每条所述等价路径的转发权重；
分担流量确定模块14，用于基于所述转发权重以及所述待转发数据流量的带宽，确定每条所述等价路径的分担流量；
数据流量转发模块15，用于利用每条所述等价路径转发自身的所述分担流量，以将所述待转发数据流量转发至所述目的地址。
可见，本申请实施例以预设周期，并基于每个周期内各路径的带宽利用率，确定各路径的转发参与值，当接收到任一条待转发数据流量，且所述待转发数据流量到目的地址存在多条参与转发的等价路径，则读取每条所述等价路径当前的所述转发参与值，然后基于所述转发参与值确定每条所述等价路径的转发权重，之后基于所述转发权重以及所述待转发数据流量的带宽，确定每条所述等价路径的分担流量，最后利用每条所述等价路径转发自身的所述分担流量，以将所述待转发数据流量转发至所述目的地址。也即，本申请实时监测各路径的带宽利用率，并周期性的利用带宽利用率确定各路径的转发参与值，当接收到待转发数据流量时，利用多条等价路径当前的转发参与值计算转发权重，进而基于转发权重计算分担流量，由多条等价路径分担转发，这样转发参与值基于路径带宽利用率确定，转发权重基于转发参与值确定，使得确定出的分担流量考虑了各等价路径的带宽利用情况，能够提高各路径的带宽利用率，且避免路径因为带宽小且带宽使用率太高，而出现拥塞的问题。
其中，转发参与值确定模块11，具体包括：
带宽利用率记录子模块，用于在每个周期内，以预设时间间隔记录各路径的带宽利用率；
目标带宽利用率选取子模块，用于在每个周期的结束时刻，对于任一路径，选取该路径最近记录的预设数量个带宽利用率以得到目标带宽利用率；
平均带宽利用率确定子模块，用于确定所述目标带宽利用率的均值以得到平均带宽利用率；
转发参与值确定子模块，用于基于所述平均带宽利用率确定路径的转发参与值。
进一步的，转发参与值确定子模块，具体包括：
剩余带宽值确定单元，用于基于所述平均带宽利用率确定路径的剩余带宽值；其中，所述剩余带宽值为表示剩余带宽的值；
转发参与值确定单元，用于基于所述剩余带宽值确定所述转发参与值；其中，所述剩余带宽值大于所述转发参与值。
转发参与值确定子模块，具体用于：
利用公式：转发参与值＝(1-平均带宽利用率)*100-(10+rand()％5)，确定路径的转发参与值。
并且，转发权重确定模块13，具体包括：
单条路径乘积结果确定子模块，用于确定任一条所述等价路径的所述转发参与值与该条等价路径的路径带宽的乘积结果；
乘积结果和值确定子模块，用于确定全部所述等价路径的所述乘积结果的和值；
转发权重确定子模块，用于针对任一条所述等价路径，将该条等价路径的所述乘积结果与所述和值的比值确定为该条等价路径的转发权重。
另外，所述装置还包括周期配置模块，用于根据设备性能，配置所述预设周期。
进一步的，所述装置还包括转发参与值更新模块，用于基于所述分担流量实时更新每条所述等价路径的转发参与值。
参见图4所示，本申请实施例公开了一种电子设备20，包括处理器21和存储器22；其中，所述存储器22，用于保存计算机程序；所述处理器21，用于执行所述计算机程序，前述实施例公开的流量转发方法。
关于上述流量转发方法的具体过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
并且，所述存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。
另外，所述电子设备20还包括电源23、通信接口24、输入输出接口25和通信总线26；其中，所述电源23用于为所述电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；所述通信接口24能够为所述电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本申请技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；所述输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。
进一步的，本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述实施例公开的流量转发方法。
关于上述流量转发方法的具体过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本申请所提供的一种流量转发方法、装置、设备及介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (7)
1.一种流量转发方法，其特征在于，包括：
以预设周期，并基于每个周期内各路径的带宽利用率，确定各路径的转发参与值；
当接收到任一条待转发数据流量，且所述待转发数据流量到目的地址存在多条参与转发的等价路径，则读取每条所述等价路径当前的所述转发参与值；
基于所述转发参与值确定每条所述等价路径的转发权重；
基于所述转发权重以及所述待转发数据流量的带宽，确定每条所述等价路径的分担流量；
利用每条所述等价路径转发自身的所述分担流量，以将所述待转发数据流量转发至所述目的地址；
其中，所述基于每个周期内各路径的带宽利用率，确定各路径的转发参与值，包括：在每个周期内，以预设时间间隔记录各路径的带宽利用率；在每个周期的结束时刻，对于任一路径，选取该路径最近记录的预设数量个带宽利用率以得到目标带宽利用率；确定所述目标带宽利用率的均值以得到平均带宽利用率；基于所述平均带宽利用率确定路径的转发参与值；并且，所述基于所述平均带宽利用率确定路径的转发参与值，包括：基于所述平均带宽利用率确定路径的剩余带宽值；其中，所述剩余带宽值为表示剩余带宽的值；基于所述剩余带宽值确定所述转发参与值；其中，所述剩余带宽值大于所述转发参与值；
所述基于所述平均带宽利用率确定路径的转发参与值，包括：利用公式：转发参与值＝(1-平均带宽利用率)*100-(10+rand()％5)，确定路径的转发参与值。
2.根据权利要求1所述的流量转发方法，其特征在于，所述基于所述转发参与值确定每条所述等价路径的转发权重，包括：
确定任一条所述等价路径的所述转发参与值与该条等价路径的路径带宽的乘积结果；
确定全部所述等价路径的所述乘积结果的和值；
针对任一条所述等价路径，将该条等价路径的所述乘积结果与所述和值的比值确定为该条等价路径的转发权重。
3.根据权利要求1所述的流量转发方法，其特征在于，还包括：
根据设备性能，配置所述预设周期。
4.根据权利要求1至3任一项所述的流量转发方法，其特征在于，所述基于所述转发权重以及所述待转发数据流量的带宽，确定每条所述等价路径的分担流量之后，还包括：
基于所述分担流量实时更新每条所述等价路径的转发参与值。
5.一种流量转发装置，其特征在于，包括：
转发参与值确定模块，用于以预设周期，并基于每个周期内各路径的带宽利用率，确定各路径的转发参与值；
转发参与值读取模块，用于当接收到任一条待转发数据流量，且所述待转发数据流量到目的地址存在多条参与转发的等价路径，则读取每条所述等价路径当前的所述转发参与值；
转发权重确定模块，用于基于所述转发参与值确定每条所述等价路径的转发权重；
分担流量确定模块，用于基于所述转发权重以及所述待转发数据流量的带宽，确定每条所述等价路径的分担流量；
数据流量转发模块，用于利用每条所述等价路径转发自身的所述分担流量，以将所述待转发数据流量转发至所述目的地址；
其中，转发参与值确定模块，具体包括：
带宽利用率记录子模块，用于在每个周期内，以预设时间间隔记录各路径的带宽利用率；目标带宽利用率选取子模块，用于在每个周期的结束时刻，对于任一路径，选取该路径最近记录的预设数量个带宽利用率以得到目标带宽利用率；平均带宽利用率确定子模块，用于确定所述目标带宽利用率的均值以得到平均带宽利用率；转发参与值确定子模块，用于基于所述平均带宽利用率确定路径的转发参与值；
转发参与值确定子模块，具体包括：剩余带宽值确定单元，用于基于所述平均带宽利用率确定路径的剩余带宽值；其中，所述剩余带宽值为表示剩余带宽的值；转发参与值确定单元，用于基于所述剩余带宽值确定所述转发参与值；其中，所述剩余带宽值大于所述转发参与值；
转发参与值确定子模块，具体用于：
利用公式：转发参与值＝(1-平均带宽利用率)*100-(10+rand()％5)，确定路径的转发参与值。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求1至4任一项所述的流量转发方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于保存计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的流量转发方法。
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