CN113965525A - 一种负载均衡方法、装置、网络设备及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种负载均衡方法、装置、网络设备及系统，实现以应用作为逐流负载均衡的粒度，提高网络资源利用率。其中，方法包括：第一网络设备获取第一互联网协议第六版IPv6报文，第一IPv6报文包括第一负载均衡信息，第一负载均衡信息用于指示第一网络设备以负载均衡的方式发送第一IPv6报文，第一负载均衡信息包括第一应用特征信息，第一应用特征信息用于描述与第一IPv6报文相关联的第一应用的特征；第一网络设备基于哈希算法根据第一负载均衡信息确定第一链路，第一网络设备通过多条链路与第二网络设备通信，多条链路包括第一链路；第一网络设备经由第一链路向第二网络设备发送第一IPv6报文。

Description

一种负载均衡方法、装置、网络设备及系统

本申请要求于2020年7月6日提交国家知识产权局、申请号为202010641935.3、发明名称为“一种基于应用信息的负载分担方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种负载均衡方法、装置、网络设备及系统。

背景技术

逐流负载均衡(load balance)，也称逐流负载分担，是指网络设备在转发多条数据流 时，将该多条数据流分摊到多条链路上进行转发，同一条数据流通过一条链路传输，从而 降低多条链路上任意一条链路的负担，提高网络的可靠性。

在目前的技术中，网络设备基于数据流的五元组信息进行逐流负载均衡，具有不同五 元组信息的数据流通过不同的链路进行传输。其中，五元组信息包括数据流的源地址、目 的地址、源端口号、目的端口号和传输协议的协议号。

但是，基于五元组信息进行逐流负载均衡的粒度较粗，导致网络资源利用率较低。

发明内容

本申请实施例提供了一种负载均衡方法、装置、网络设备及系统，实现以应用作为逐 流负载均衡的粒度，提高网络资源利用率。

第一方面，提供了一种负载均衡方法，该方法应用于第一网络设备。该方法具体包括 如下步骤：第一网络设备获取第一互联网协议第六版(Internet Protocol version 6，IPv6) 报文，所述第一IPv6报文包括第一负载均衡信息，所述第一负载均衡信息用于指示所述第 一网络设备以负载均衡的方式发送所述第一IPv6报文。其中，所述第一负载均衡信息包括 第一应用特征信息，所述第一应用特征信息用于描述与所述第一IPv6报文相关联的第一应 用的特征。所述第一网络设备基于哈希算法根据所述第一负载均衡信息确定第一链路，第 一链路为与第一网络设备与第二网络设备通信的多条链路中的其中一条链路。其中，第二 网络设备为第一IPv6报文转发路径上的网络设备，例如目的节点、尾节点或第一网络设备 的下一跳网络设备等。该多条链路即可以是物理链路，也可以是逻辑链路。最后，所述第 一网络设备经由所述第一链路向所述第二网络设备发送所述第一IPv6报文。由于第一IPv6 报文中携带有包括第一应用特征信息的第一负载均衡信息，第一网络设备对第一负载均衡 信息进行哈希确定多条链路中的一条链路，从而实现基于应用的负载均衡。相对于传统的 基于五元组进行负载均衡的方式，应用的粒度更小，所以对网络资源的利用率更高。

在本申请中，第一应用特征信息可以至少有两种实现方式：

第一种可能实现的方式，所述第一应用特征信息包括第一应用的应用标识信息，所述 第一应用的应用标识信息用于标识所述第一应用。“标识”第一应用的含义，可以是唯一 标识该第一应用，也可以是唯一标识第一应用所属的一类应用。可选的，所述第一应用特 征信息还包括以下信息中的至少一种信息：所述第一应用的性能需求信息、所述第一IPv6 报文所属数据流的流标识信息和所述第一应用的用户标识信息。第一应用的性能需求信息 体现第一应用对网络性能的需求，例如带宽(bandwidth)、时延(latency)、时延抖动(jitter)、 丢包(packet loss)、可靠性(reliability)和安全(security)等一种或多种需求。第一IPv6 报文所属数据流的流标识信息用于唯一标识第一IPv6报文所属的数据流，例如第一IPv6 报文中携带的流标识(flow Identifier，flow ID)或者是会话(session)标识。第一应用的用 户标识信息用于标识第一应用对应的用户，例如，该用户标识信息可以是用户登录第一应 用所使用的用户名(user name)或绑定第一应用的邮箱、手机号等信息。

在第一种可能实现的方式中，所述第一应用特征信息可以携带在所述第一IPv6报文的 逐跳可选择头(hop-by-hop option header，HBH)、目的可选择头(destinationoption header， DOH)、段路由头(segment routing header，SRH)或IPv6基本头的流标签字段中。

如果第一应用特征信息携带在IPv6报文的HBH、DOH或SRH中，那么第一应用特征信息可以具体携带在该些扩展头的类型-长度-值(type-length-value，TLV)字段中。当IPv6报 文具体为基于IPv6的段路由(Segment Routing over IPv6，SRv6)报文时，第一应用特征信 息不仅可以携带在SRv6报文的TLV字段中，还可以携带在标签(tag)字段或者是段标识 列表(segment list)中的段标识(segment identification，SID)字段中。

在第一种可能实现的方式中，所述第一负载均衡信息还可以包括以下信息中的至少一 种信息：所述第一IPv6报文的源地址和所述第一IPv6报文的目的地址。

第二种可能的实现方式，第一应用特征信息是根据对第二负载均衡信息哈希得到的信 息，所述第二负载均衡信息包括第二应用特征信息，所述第二应用特征信息包括所述第一 应用的应用标识信息。可选的，第二应用特征信息还包括以下信息中的至少一种信息：所 述第一应用的性能需求信息、所述第一IPv6报文所属数据流的流标识信息和所述第一应用 的用户标识信息。

在第二种可能的实现方式中，当所述第一IPv6报文包括段路由头SRH，即第一IPv6报 文为SRv6报文时，第一IPv6报文可以包括两个基本头，其中，所述第一应用特征信息可以携带在所述第一IPv6报文的最外层的IPv6基本头的流标签字段中，该IPv6基本头被封装在所述SRH的最外层。

在第二种可能的实现方式中，当第一IPv6报文为段路由(segment routing，SR)多协 议标签交换(multiprotocol label switching，MPLS)报文，或MPLS报文，所述第一应用特 征信息携带在所述第一IPv6报文的多协议标签交换MPLS标签栈。具体的，作为一种可能的设计，所述标签栈包括熵标签指示信息和熵标签信息，所述熵标签指示信息用于指示所述熵标签信息在所述标签栈中的位置，所述熵标签信息包括所述第一应用特征信息。

基于第二种可能的实现方式，所述第二负载均衡信息还包括信息中的至少一种信息： 所述第一IPv6报文的源地址和所述第一IPv6报文的目的地址。

当然，上述两种可能的实现方式并不构成对本申请技术方案的限定，本领域技术人员 可以根据实际情况自行设计。

在一种可能的设计中，所述第一IPv6报文包括段路由头SRH，所述第一网络设备经由 所述第一链路向所述第二网络设备发送所述第一IPv6报文包括：所述第一网络设备在所述 第一IPv6报文的SRH外层封装IPv6基本头，得到第二IPv6报文，所述IPv6基本头携带第 二应用特征信息，所述第二应用特征信息为根据哈希算法对所述第一负载均衡信息哈希得 到的信息。所述第一网络设备经由第一链路向所述第二网络设备发送所述第二IPv6报文， 以使第二网络设备或其他网络设备能够根据第二IPv6报文中的第二应用特征信息进行负载 分担。

在一种可能的设计中，所述第一网络设备经由所述第一链路向所述第二网络设备发送 所述第一IPv6报文包括：所述第一网络设备在所述第一IPv6报文的外层封装多协议标签交 换MPLS标签栈，得到第二IPv6报文，所述多协议标签交换MPLS标签栈包括第二应用特 征信息，所述第二应用特征信息为根据哈希算法对所述第一负载均衡信息哈希得到的信 息。所述第一网络设备经由第一链路向所述第二网络设备发送所述第二IPv6报文，以使第 二网络设备或其他网络设备能够根据第二IPv6报文中的第二应用特征信息进行负载分担。

在一种可能的设计中，所述方法还包括：所述第一网络设备获取第三IPv6报文，所述 第三IPv6报文包括第三负载均衡信息，所述第三负载均衡信息用于指示所述第一网络设备 以负载均衡的方式发送所述第三IPv6报文，所述第三负载均衡信息包括第三应用特征信息， 所述第三应用特征信息用于描述与所述第三IPv6报文相关联的第二应用的特征。所述第一 网络设备基于哈希算法根据所述第三负载均衡信息确定第二链路，所述多条链路包括所述 第二链路。所述第一网络设备经由所述第二链路向所述第二网络设备发送所述第三IPv6报 文。也就是说，第一网络设备可以将携带不同应用对应的应用特征信息的IPv6报文通过不 同的链路进行发送，从而实现负载分担。

第二方面，提供了一种负载均衡装置，所述装置包括：第一获取单元，用于获取第一 互联网协议第六版IPv6报文，所述第一IPv6报文包括第一负载均衡信息，所述第一负载均 衡信息用于指示所述第一网络设备以负载均衡的方式发送所述第一IPv6报文，所述第一负 载均衡信息包括第一应用特征信息，所述第一应用特征信息用于描述与所述第一IPv6报文 相关联的第一应用的特征；第一确定单元，用于基于哈希算法根据所述第一负载均衡信息 确定第一链路，所述第一网络设备通过多条链路与第二网络设备通信，所述多条链路包括 所述第一链路；第一发送单元，用于经由所述第一链路向所述第二网络设备发送所述第一 IPv6报文。

在一种可能的设计中，所述第一应用特征信息包括第一应用的应用标识信息，所述第 一应用的应用标识信息用于标识所述第一应用。

在一种可能的设计中，所述第一应用特征信息还包括以下信息中的至少一种信息：所 述第一应用的性能需求信息、所述第一IPv6报文所属数据流的流标识信息和所述第一应用 的用户标识信息。

在一种可能的设计中，所述第一负载均衡信息还包括以下信息中的至少一种信息：所 述第一IPv6报文的源地址和所述第一IPv6报文的目的地址。

在一种可能的设计中，所述第一应用特征信息携带在所述第一IPv6报文的逐跳可选择 头HBH、目的可选择头DOH、段路由头SRH或IPv6基本头的流标签字段中。

在一种可能的设计中，所述第一IPv6报文包括段路由头SRH，所述第一应用特征信息 携带在所述第一IPv6报文的IPv6基本头的流标签字段中，其中，所述第一IPv6报文的IPv6 基本头被封装在所述SRH的外层。

在一种可能的设计中，所述第一应用特征信息携带在所述第一IPv6报文的多协议标签 交换MPLS标签栈。

在一种可能的设计中，所述标签栈包括熵标签指示信息和熵标签信息，所述熵标签指 示信息用于指示所述熵标签信息在所述标签栈中的位置，所述熵标签信息包括所述第一应 用特征信息。

在一种可能的设计中，所述第一应用特征信息是根据对第二负载均衡信息哈希得到的 信息，所述第二负载均衡信息包括第二应用特征信息，所述第二应用特征信息包括所述第 一应用的应用标识信息。

在一种可能的设计中，所述第二应用特征信息还包括以下信息中的至少一种信息：所 述第一应用的性能需求信息、所述第一IPv6报文所属数据流的流标识信息和所述第一应用 的用户标识信息。

在一种可能的设计中，所述第二负载均衡信息还包括信息中的至少一种信息：所述第 一IPv6报文的源地址和所述第一IPv6报文的目的地址。

在一种可能的设计中，所述第一IPv6报文包括段路由头SRH；

所述第一发送单元，用于在所述第一IPv6报文的SRH外层封装IPv6基本头，得到第二IPv6报文，并经由第一链路向所述第二网络设备发送所述第二IPv6报文，所述IPv6基 本头携带第二应用特征信息，所述第二应用特征信息为根据哈希算法对所述第一负载均衡信息哈希得到的信息。

在一种可能的设计中，所述第一发送单元，用于在所述第一IPv6报文的外层封装多协 议标签交换MPLS标签栈，得到第二IPv6报文，并经由第一链路向所述第二网络设备发送 所述第二IPv6报文，所述多协议标签交换MPLS标签栈包括第二应用特征信息，所述第二应用特征信息为根据哈希算法对所述第一负载均衡信息哈希得到的信息。

在一种可能的设计中，所述装置还包括：第二获取单元，用于获取第三IPv6报文，所 述第三IPv6报文包括第三负载均衡信息，所述第三负载均衡信息用于指示所述第一网络设 备以负载均衡的方式发送所述第三IPv6报文，所述第三负载均衡信息包括第三应用特征信 息，所述第三应用特征信息用于描述与所述第三IPv6报文相关联的第二应用的特征；第二 确定单元，用于基于哈希算法根据所述第三负载均衡信息确定第二链路，所述多条链路包 括所述第二链路；第二发送单元，用于经由所述第二链路向所述第二网络设备发送所述第 三IPv6报文。

第三方面，提供了一种第一网络设备，所述第一网络设备具有实现上述方法中第一网 络设备行为的功能。所述功能可以基于硬件实现，也可以基于硬件执行相应的软件实现。 所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。

在一个可能的设计中，第一网络设备的结构中包括处理器和接口，所述处理器被配置 为支持第一网络设备执行上述方法中相应的功能。所述接口用于支持第一网络设备与第二 网络设备之间的通信，向第二网络设备发送上述方法中所涉及的信息或者指令，或者从第 二网络设备接收上述方法中所涉及的信息或者指令。所述第一网络设备还可以包括存储 器，所述存储器用于与处理器耦合，其保存第一网络设备必要的程序指令和数据。

在另一个可能的设计中，所述第一网络设备包括：处理器、发送器、接收器、随机存取存储器、只读存储器以及总线。其中，处理器通过总线分别耦接发送器、接收器、随机 存取存储器以及只读存储器。其中，当需要运行第一网络设备时，通过固化在只读存储器 中的基本输入/输出系统或者嵌入式系统中的bootloader引导系统进行启动，引导第一网络设备进入正常运行状态。在第一网络设备进入正常运行状态后，在随机存取存储器中运行应用程序和操作系统，使得该处理器执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。

第四方面，提供一种第一网络设备，所述第一网络设备包括：主控板和接口板，进一 步，还可以包括交换网板。所述第一网络设备用于执行第一方面或第一方面的任意可能的 实现方式中的方法。具体地，所述第一网络设备包括用于执行第一方面或第一方面的任意 可能的实现方式中的方法的模块。

第五方面，提供一种第一网络设备，所述第一网络设备包括控制器和第一转发子设备。 所述第一转发子设备包括：接口板，进一步，还可以包括交换网板。所述第一转发子设备 用于执行第四方面中的接口板的功能，进一步，还可以执行第四方面中交换网板的功能。 所述控制器包括接收器、处理器、发送器、随机存取存储器、只读存储器以及总线。其中， 处理器通过总线分别耦接接收器、发送器、随机存取存储器以及只读存储器。其中，当需 要运行控制器时，通过固化在只读存储器中的基本输入/输出系统或者嵌入式系统中的bootloader引导系统进行启动，引导控制器进入正常运行状态。在控制器进入正常运行状态后，在随机存取存储器中运行应用程序和操作系统，使得该处理器执行第四方面中主控板的功能。

第五方面，提供了一种负载均衡系统，所述系统包括第一网络设备和第二网络设备。 所述第一网络设备，用于执行上述第一方面所述的负载均衡方法，所述第二网络设备，用 于接收所述第一IPv6报文。

第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，包括指令、程序或代码，当其在计算机 上执行时，使得所述计算机执行如上述第一方面所述的负载均衡方法。

第七方面，提供了一种芯片，包括存储器和处理器，存储器用于存储指令或程序代码， 处理器用于从存储器中调用并运行该指令或程序代码，以执行如上述第一方面的负载均衡 方法。

附图说明

图1为本申请实施例提供的负载均衡系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的负载均衡方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的IPv6报文的格式示意图；

图4为本申请实施例提供的SRv6报文的SRH的格式示意图；

图5为本申请实施例提供的第一IPv6报文的其中一种可能的格式示意图；

图6为本申请实施例提供的第一IPv6报文的另一种可能的格式示意图；

图7为本申请实施例提供的数据中心网络的网络架构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种负载均衡装置800的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种设备900的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种设备1000的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的一种负载均衡系统1100的结构示意图。

具体实施方式

传统方式基于数据流的五元组信息进行逐流负载均衡，这种方式粒度较粗，对网络资 源的利用率较低。此外，在获取五元组信息中包括的端口号时，由于端口号为第四层网络 的信息，所以当扩展头较长时，网络设备需要移动报文窗跨过扩展头获取端口号，影响报 文的转发效率。

本申请实施例提供了一种负载均衡方法、装置及设备，根据比五元组信息更细的粒度， 即根据应用(application，APP)进行逐流负载均衡，不同的应用或者不同类型的应用通过 不同的链路进行传输，提高对网络资源的利用率。

在介绍本申请实施例提供的负载均衡方法之前，首先结合图1介绍该方法适用的其中 一个硬件场景示例。图1为本申请实施例提供的负载均衡系统的结构示意图。

在图1中，负载均衡系统包括终端设备101、网络设备102、网络设备103、网络设备104、网络设备105、网络设备106、网络设备107、网络设备108、服务器109和终端设 备110。其中，终端设备101与网络设备102连接，网络设备102分别与网络设备103和 网络设备104连接，网络设备103分别与网络设备105和网络设备106连接，网络设备105 和网络设备106均与网络设备108连接，网络设备104和网络设备107连接，网络设备107 和网络设备108连接，网络设备108和服务器109连接，终端设备110与网络设备104连 接。

终端设备101和终端设备110例如可以是手机、个人计算机(personal computer，PC)， 例如平板电脑(tablet personal computer，Tablet PC)、笔记本电脑、超级移动个人计算机、 个人数字助理等。终端设备101和终端设备110上安装有应用(application，APP)。应用， 又称应用程序(application program，APP program)或应用软件(applicationsoftware，APP software)，是为完成某项或多项特定工作的计算机程序，通常需要与用户进行交互。在本 申请实施例中，应用例如可以是关于游戏、视频、邮件、即时通讯、交通信息、天气预报 等的APP。

网络设备102、网络设备103、网络设备104、网络设备105、网络设备106、网络设 备107和网络设备108可以是路由器(router)、交换机(switch)等转发设备，用于传输 终端设备101与服务器109之间的数据流以及终端设备110与服务器109之间的数据流， 并实现负载均衡。

下面结合图1和图2介绍本申请实施例提供的负载均衡方法。参见图2，该图为本申请实施例提供的负载均衡方法的流程图。

本申请实施例提供的负载均衡方法包括如下步骤：

S101：第一网络设备获取第一IPv6报文，第一IPv6报文包括第一负载均衡信息，第一负载均衡信息包括第一应用特征信息。

在本申请实施例中，第一网络设备可以例如是图1中的网络设备102、网络设备103、 网络设备104、网络设备105、网络设备106以及网络设备107中的任意一个。

在本申请实施例中，第一网络设备获取第一IPv6报文，该第一IPv6报文包括第一负 载均衡信息，其中，第一负载均衡信息用于指示所述第一网络设备以负载均衡的方式发送 所述第一IPv6报文。第一负载均衡信息至少包括第一应用特征信息，第一应用特征信息用 于描述与所述第一IPv6报文相关联的第一应用的特征。可选的，第一负载均衡信息还可以 包括第一IPv6报文的源地址和目的地址中的至少一个。其中，在IPv6场景下，源地址和目的地址均为IP地址。

例如，终端设备101上安装有应用A，应用A触发生成IPv6报文M1，该IPv6报文 M1的目的地址为服务器109。当第一网络设备为网络设备102时，第一网络设备可以接收 来自终端设备101的IPv6报文M1，该IPv6报文M1中包括负载均衡信息S1，该负载均 衡信息S1至少包括应用特征信息P1，该应用特征信息P1用于描述该应用A。可选的，负 载均衡信息S1还可以包括终端设备101的IP地址或服务器109的IP地址中的至少一个。

再例如，终端设备101上安装有应用B，应用B触发生成IPv6报文M2，该IPv6报 文M1的目的地址为服务器109。当第一网络设备为网络设备102时，第一网络设备可以 接收来自终端设备101的IPv6报文M2，该IPv6报文M2中包括负载均衡信息S2，该负 载均衡信息S2包括应用特征信息P2，该应用特征信息P2用于描述该应用B。可选的，负 载均衡信息S2还可以包括终端设备101的IP地址或服务器109的IP地址中的至少一个。

再例如，终端设备110上安装有应用C，应用C触发生成IPv6报文M3，该IPv6报文 M3的目的地址为服务器109。当第一网络设备为网络设备104时，第一网络设备可以接收 来自终端设备110的IPv6报文M3，该IPv6报文M3中包括负载均衡信息S3，该负载均 衡信息S3包括应用特征信息P3，该应用特征信息P3用于描述该应用C。可选的，负载均 衡信息S3还可以包括终端设备110的IP地址或服务器109的IP地址中的至少一个。

在本申请实施例中，第一应用特征信息可以有多种实现方式。作为第一种可能的实现 方式，第一应用特性信息包括第一应用的应用标识信息，该第一应用的应用标识信息用于 标识该第一应用。在本申请实施例中，“标识”第一应用的含义，可以是唯一标识该第一 应用，也可以是唯一标识第一应用所属的一类应用。

除了第一应用的应用标识信息以外，第一应用特征信息还可以包括第一应用的性能需 求信息、所述第一IPv6报文所属数据流的流标识信息和所述第一应用的用户标识信息等其 中的一项或多项信息。其中，第一应用的性能需求信息可以是服务等级协议(service level agreement，SLA)等级(level)，体现第一应用对网络性能的需求，该性能需求信息例如 为带宽(bandwidth)、时延(latency)、时延抖动(jitter)、丢包(packetloss)、可靠 性(reliability)和安全(security)等信息中的一种或多种。第一IPv6报文所属数据流的流 标识信息用于唯一标识第一IPv6报文所属的数据流，例如第一IPv6报文中携带的流标识 (flow Identifier，flow ID)或者是会话(session)标识。第一应用的用户标识信息用于标识 第一应用对应的用户，例如，该用户标识信息可以是用户登录第一应用所使用的用户名 (user name)或绑定第一应用的邮箱、手机号等信息。

在一些示例中，第一应用特征信息可以表达为一个值，在本申请实施例中可以叫做应 用感知标识(Application-aware ID)，或者叫应用感知的IPv6网络(Application-aware IPv6 Networking，APN6)APN ID。例如，假设Flow ID为0x01，User ID为0x02，APP ID为0x03，SLA level为0x04，那么Application-aware ID可以为0x04030201。

下面介绍当第一应用特征信息为上述第一种可能的实现方式时，第一应用特征信息在 第一IPv6报文中可以携带的位置。在详细介绍之前，先结合图3介绍一下IPv6报文的格式。 参见图3，IPv6报文包括基本头、扩展头(extension header，EH)和负载(payload)。其 中基本头包括版本(version)字段、通信分类(traffic class)字段、流标签(flowlabel)字 段、负载长度(payload length)字段、下一个头部(next header)字段(例如值为43)、 跳数限制(hop limit)字段、源地址(source address)字段和目的地址(destinationaddress) 字段。扩展头包括逐跳可选择头(hop-by-hop option header，HBH)、目的可选择头(destination option header，DOH)、路由头(routing header)(如果是SRv6报文，那么为段路由头(segment routing header，SRH))等。

在本申请实施例中，第一应用特征信息可以携带在上述IPv6报文的基本头中，也可以 携带在上述HBH、DOH或SRH等扩展头中。

如果第一应用特征信息携带在IPv6报文基本头中，那么具体可以携带在该基本头的流 标签(flow label)字段中。

如果第一应用特征信息携带在IPv6报文的HBH、DOH或SRH中，那么第一应用特征信息可以具体携带在该些扩展头的类型-长度-值(type-length-value，TLV)字段中。当IPv6报 文具体为SRv6报文时，第一应用特征信息不仅可以携带在SRv6报文的TLV字段中，还可以携带在其他字段中。

参见图4，该图为SRv6报文的SRH的格式示意图。在该图中，SRH包括next header字段、SRH的长度(Hdr Ext Len)字段、路由类型(routing type)、段剩余(segment left)字段、最末项目(last entry)字段、标志(flags)字段、标签(tag)字段、段列表(segmentlist)(128位的IPv6地址)以及可选的TLV对象字段。

其中，第一应用特征信息不仅可以携带在图4中可选的TLV字段中，还可以携带在tag 字段或者是segment list中的段标识(segment identification，SID)字段中。SID字段包括位 置(locator)字段、功能(function)字段和参数(argument)字段，其中参数字段用于存 储第一应用特征信息。

当第一应用特征信息携带在TLV字段中时，TLV字段中的类型T定义TLV的类型，在本 申请实施例中，TLV的类型为携带第一应用特征信息的TLV。TLV字段中的长度L表示TLV中的值V的长度。TLV字段中的值V为第一应用特征信息。TLV值的长度可以为128比特。 TLV值的格式可以例如是SRH中SID的格式。

上文介绍了第一应用特征信息的第一种可能的实现方式，作为第二种可能的实现方 式，第一应用特征信息是根据对第二负载均衡信息哈希(hash)得到的信息，所述第二负载均衡信息至少包括第二应用特征信息，所述第二应用特征信息至少包括所述第一应用的应用标识信息。可选的，第二应用特征信息还可以包括第一应用的性能需求信息、所述第一IPv6报文所属数据流的流标识信息和所述第一应用的用户标识信息等其中的一种或多种 信息。第二应用特征信息的表达方式可以参见第一应用特征信息的表达方式，此处不再赘 述。

若第一应用特征信息为第二种可能的实现方式，且第一IPv6报文为基于IPv6的段路由 (Segment Routing over IPv6，SRv6)报文，那么第一IPv6报文具有两个基本头，第一应用 特征信息可以携带在第一IPv6报文的最外层的基本头中，具体封装在最外层基本头的flow label字段中。除了flow label字段以外，该最外层的基本头中还可以包括源地址字段和目 的地址字段，其中，源地址字段携带第一IPv6报文的源地址，目的地址字段携带第一IPv6 报文的目的地址，该目的地址为第一IPv6报文中段标识列表(SID list)中的与segment left 对应的SID。在本申请实施例中，除了第二应用特征信息以外，可选的，第二负载均衡信 息还可以包括第一IPv6报文的源地址和目的地址中的至少一个。

在本申请实施例中，第一IPv6报文可以携带第二应用特征信息，也可以不携带。如若 携带，那么第二应用特征信息可以携带在该第一IPv6报文的内层基本头或者是上文中提到 的扩展头中。

例如，参见图5，该图为第一IPv6报文的其中一种可能的格式示意图。在该图中，第一IPv6报文包括基本头1、HBH和负载，在基本头1的外层封装有SRH，在SRH的外层封 装有基本头2。其中，基本头2中可以携带上述第一应用特征信息，HBH或者基本头1可 以携带上述第二应用特征信息。

若第一应用特征信息为第二种可能的实现方式，且第一IPv6报文为段路由(segment routing，SR)多协议标签交换(multiprotocol label switching，MPLS)报文，或MPLS报文， 那么第一应用特征信息可以携带在封装在第一IPv6报文最外层的标签栈中。具体的，标签 栈可以包括熵标签指示(entropy label indicator，ELI)和熵标签(entropylabel，EL)。ELI 用于指示EL在标签栈中的位置，EL包括第一应用特征信息。第一网络设备可以根据ELI指 示的位置从EL中获得第一应用特征信息。此外，第一IPv6报文可以携带第二应用特征信 息，也可以不携带。如若携带，那么第二应用特征信息可以携带在该第一IPv6报文的基本 头或者是上文中提到的扩展头中。

例如，参见图6，该图为第一IPv6报文的另一种可能的格式示意图。在该图中，第一IPv6报文包括基本头、HBH、负载和标签栈。其中，标签栈包括标签列表、ELI和EL，其中， 标签列表包括第一IPv6报文的转发路径对应的标签，EL中携带第一应用特征信息，HBH或 基本头中携带第二应用特征信息。

当然，上述两种可能的实现方式并不构成对第一应用特征信息的限定，本领域技术人 员还可以根据具体情况自行设计。

第一网络设备在获取到第一IPv6报文之后，可以继续执行S102。

S102：第一网络设备基于哈希算法根据所述第一负载均衡信息确定第一链路。

在本申请实施例中，第一网络设备可以对第一负载均衡信息进行哈希，得到第一负载 均衡信息的哈希值。哈希算法，也可以叫做散列算法，在本申请实施例中，通过哈希算法 可以将第一负载均衡信息转换为一个特定长度的数值，该数值为哈希值。

在得到第一负载均衡信息的哈希值之后，第一网络设备可以根据得到的哈希值确定第 一链路。其中，第一链路为与第一网络设备与第二网络设备通信的多条链路中的其中一条 链路。其中，第二网络设备为第一IPv6报文转发路径上的网络设备，例如目的节点、尾节 点或第一网络设备的下一跳网络设备等。比如说，当第一网络设备为图1中的网络设备102 时，第二网络设备可以是网络设备103、网络设备104或者是网络设备108等。

在本申请实施例中，在第一网络设备和第二网络设备之间进行负载均衡。第一网络设 备和第二网络设备可以直连，也可以非直连，二者之间的多条链路可以是物理链路，也可 以是逻辑链路。例如在虚拟专用网络(virtual private network，VPN)场景下，第一网络设 备可以为头节点，第二网络设备可以为尾节点，第一网络设备和第二网络设备之间可以建 立多条隧道，该多条隧道即为上述多条链路。再例如，在SR场景下，第一网络设备和第 二网络设备之间的多条链路可以表达为多个段标识(segment identifier，SID)列表(list)， 每个SID list表示一条转发路径。不同的SID list可以满足相同的网络性能需求，例如时延、 抖动等。再例如，第一网络设备和第二网络设备之间可以通过多个物理端口连接，这些多 个物理端口属于相同的链路层协议，并捆绑在一起视为一个链路捆绑(truck)接口，该接 口对应的链路为一条逻辑上的链路，每个物理接口对应的链路属于该逻辑链路中的一条成 员链路。

此外，在SR MPLS或SRv6场景下，第二网络设备可以是一个，也可以是多个。第一网络设备和多个第二网络设备之间的多条链路可以具有相同的邻接标签。以图1所示的架构图为例，假设网络设备102和网络设备103之间有两条链路，网络设备102和网络设备 104之间有一条链路，这三条链路的邻接标签均为1001，那么若IPv6报文M1中包括1001 的邻接标签时，网络设备102确定这三条链路均可以转发IPv6报文M1，且可以从这三条 链路中确定出一条链路作为第一链路。

第一网络设备根据第一负载均衡信息的哈希值确定第一链路的方法，可以有两种具体 的实现方式。

第一种实现方式为第一网络设备将哈希值与多条链路的数目进行相除，根据得到的余 数确定第一链路。

例如，图1中网络设备102到网络设备108有三条转发路径(可以视为三条链路)，这三条转发路径分别为转发路径1、转发路径2和转发路径3，均可以转发终端设备101 生成的到达服务器109的IPv6报文M1。其中，转发路径1为网络设备102-网络设备103- 网络设备105-网络设备108，转发路径2为网络设备102-网络设备103-网络设备106-网络 设备108，转发路径3为网络设备102-网络设备104-网络设备107-网络设备108。假设IPv6 报文M1中包括的负载均衡信息S1的哈希值为100，由于100除以3的余数为1，则网络 设备102可以将第二条链路，即转发路径2作为第一链路。假设IPv6报文M1中包括的负 载均衡信息S1的哈希值为101，由于101除以3的余数为2，则网络设备102可以将第三 条链路，即转发路径3作为第一链路。

在该实现方式中，第一网络设备可以预先生成第一IPv6报文的目的地址与可能的余数 之间的对应关系，该余数的数目可以视为链路的数目。当第一网络设备获取到第一IPv6 报文之后，根据该第一IPv6报文的目的地址以及该对应关系得到余数的数目，将该数目作 为上述多条链路的数目进行计算。

可选的，该对应关系可以体现在转发表项中。例如，上述转发路径1、转发路径2和转发路径3中，转发路径1和转发路径2对应的出接口均为网络设备102的与网络设备103 连接的接口，转发路径3对应的出接口为网络设备102的与网络设备104连接的接口。也 就是说，该三条链路对应两个出接口。网络设备102基于该三条转发路径的出接口生成两 个转发表项，即转发表项1和转发表项2。其中，转发表项1包括第一IPv6报文的目的地 址、出接口1和余数个数，该出接口1为与网络设备103连接的接口，余数的个数为2。 转发表项2包括第一IPv6报文的目的地址、出接口2和余数个数，该出接口2为与网络设 备104连接的接口，余数的个数为1。网络设备102根据第一IPv6报文的目的地址查找得 到该转发表项1和转发表项2，并将转发表项1的余数个数和转发表项2的余数个数之和 确定为多条链路的数目。

第二种实现方式为第一网络设备将哈希值与多条链路对应的出接口的数目进行相除， 根据得到的余数确定第一链路，其中的出接口可以是物理出接口，也可以是逻辑出接口。

例如，假设IPv6报文M1中包括的负载均衡信息S1的哈希值为100，由于100除以2的余数为0，则网络设备102可以将转发路径1或转发路径2作为第一链路，并通过第一 链路对应的出接口，即与网络设备103连接的接口转发IPv6报文M1。假设IPv6报文M1 中包括的负载均衡信息S1的哈希值为101，由于101除以2的余数为1，则网络设备102 将转发路径3作为第一链路，并通过第一链路对应的出接口，即与网络设备104连接的接 口转发IPv6报文M1。

在该实现方式中，第一网络设备根据第一IPv6报文的目的地址查找转发表项，将转发 表项的个数或出接口的个数确定为多条链路的数目。例如，网络设备102根据IPv6报文 M1查到转发表项1和转发表项2，每个转发表项分别包括一个出接口，所以链路的数目为2。

当然，可以理解的是，上述两种实现方式并不构成对本申请技术方案的限定，本领域 技术人员可以根据实际情况自行设计。

例如，第一网络设备和第二网络设备之间的多条链路可以是等价的，也可以是非等价 的，对于后者，业内也将这个多条链路称为非等价多路径(unequal cost multiplepath)， 具体是指第一网络设备与第二网络设备之间的多条链路具有不同的权重，权重可以根据链 路对应的带宽确定，即带宽越高权重越大。第一网络设备可以根据多条链路的权重确定第 一链路，以将不同的数据流按照带宽比例进行负载均衡，提高链路的带宽利用率。

S103：第一网络设备经由所述第一链路向所述第二网络设备发送所述第一IPv6报文。

在本申请实施例中，第一网络设备可以通过第一链路对应的出接口向第二网络设备发 送第一IPv6报文。

由于第一IPv6报文中携带有包括第一应用特征信息的第一负载均衡信息，第一网络设 备对第一负载均衡信息进行哈希确定多条链路中的一条链路，从而实现基于应用的负载均 衡。相对于传统的基于五元组进行负载均衡的方式，应用的粒度更小，所以对网络资源的 利用率更高。此外，由于第一应用特征信息携带在第一IPv6报文的三层网络信息中，所以 第一网络设备无需移动报文窗去获取，从而提高了报文转发效率。

与第一IPv6报文的处理方式类似，当第一网络设备获取到第三IPv6报文之后，可以 以负载均衡的方式发送第三IPv6报文。具体的，第三IPv6报文包括第三负载均衡信息，第三负载均衡信息用于指示第一网络设备以负载均衡的方式发送第三IPv6报文，第三负载均衡信息包括第三应用特征信息，第三应用特征信息用于描述与第三IPv6报文相关联的第二应用的特征。第一网络设备基于哈希算法根据第三负载均衡信息从到达第二网络设备的多条链路中的第二链路，具体实现方式与上文中根据第一负载均衡信息确定第一链路的实现方式类似，此处不再赘述。然后，第一网络设备经由第二链路向第二网络设备发送第三IPv6报文。

例如，网络设备102在接收到来自终端设备101的IPv6报文M2之后，根据IPv6报 文M2中的负载均衡信息S2进行哈希，得到哈希值。假设负载均衡信息S2的哈希值为102， 且因为IPv6报文M2的目的节点为网络设备108，而网络设备102到达网络设备108的链 路有三条，所以网络设备102可以将102与3相除，得到余数0，表明第二链路为转发路 径1。当然，网络设备102还可以根据上文中提到的将哈希值与多条链路出接口的数目相 除的方式确定第二链路，此处不再赘述。

本申请实施例提供的负载均衡方法可以应用于各种应用场景，下面结合这些应用场景 对本申请实施例提供的方法进行举例说明。

应用场景一：IPv6场景

以图1所示的网络架构应用于IPv6场景为例，本申请实施例提供的负载均衡方法可以 包括如下步骤：

S201：网络设备102接收来自终端设备101的IPv6报文M1，该IPv6报文M1中携带 有负载均衡信息S1，负载均衡信息S1包括终端设备101的IP地址、服务器109的IP地 址以及应用特征信息P1。

其中，应用特征信息P1包括应用A的应用标识信息、用户标识信息、性能需求信息以及IPv6报文M1所属数据流的流标识信息。

应用特征信息P1可以携带在IPv6报文M1的基本头的flow label字段，或者携带在IPv6 报文M1的HBH或DOH的TLV字段中。

S202：网络设备102根据IPv6报文M1的目的地址，即服务器109的IP地址，确认 到达服务器109有三条链路。

如前文所提，网络设备102到服务器109有三条转发路径，分别为转发路径1、转发路径2和转发路径3，这三条转发路径可以视为三条链路。

S203：网络设备102对负载均衡信息S1进行哈希，根据得到的哈希值从这三条链路中确定用于转发IPv6报文M1的链路。

在本申请实施例中，用于转发IPv6报文M1的链路例如为转发路径1，该转发路径对应的出接口为与网络设备103连接的接口。

S204：网络设备102通过用于转发IPv6报文M1的链路对应的出接口向网络设备103发送IPv6报文M1。

S205：网络设备103接收IPv6报文M1，根据IPv6报文M1的目的地址确定到达服务器109有两条链路。

该两条链路分别为网络设备103-网络设备105-网络设备108和网络设备103-网络设备 106-网络设备108。

S206：网络设备103对负载均衡信息S1进行哈希，根据得到的哈希值从这两条链路中确定用于转发IPv6报文M1的链路。

在本申请实施例中，用于转发IPv6报文M1的链路例如为网络设备103-网络设备105- 网络设备108。

S207：网络设备103通过用于转发IPv6报文M1的链路的出接口向网络设备105发送IPv6报文M1。

S208：网络设备105根据IPv6报文M1的目的地址向网络设备108发送IPv6报文M1。

S209：网络设备108根据IPv6报文M1的目的地址向服务器109发送IPv6报文M1。

在本申请实施例中，网络设备102和网络设备103分别进行了基于应用粒度的负载均 衡，提高资源的利用率。

应用场景二：SRv6场景

若图1所示的网络架构应用于SRv6场景，那么假设网络设备102可以是头节点，网络设备108可以为尾节点。在网络设备102和网络设备108之间的三条转发路径可以满足 不同的SR策略(policy)。例如转发路径1和转发路径2满足的低时延的SR policy，转发 路径3满足高可靠性的SR policy。该网络架构可以为源地址、目的地址以及SR policy相 同且关联的应用不同的数据流进行负载均衡。

相应的，本申请实施例提供的负载均衡方法可以包括如下步骤：

S301：网络设备102接收来自终端设备102的IPv6报文M1，该IPv6报文M1中携带 有负载均衡信息S1，负载均衡信息S1包括终端设备101的IP地址、服务器109的IP地 址以及应用特征信息P1。

其中，应用特征信息P1包括应用A的应用标识信息、用户标识信息、性能需求信息以及IPv6报文M1所属数据流的流标识信息。其中，应用A的性能需求信息指示应用A 的性能需求为低时延。

应用特征信息P1可以携带在IPv6报文M1的基本头的flow label字段，或者携带在HBH或DOH的TLV字段中。

S302：网络设备102根据IPv6报文M1的目的地址，即服务器109的IP地址，以及 应用A的性能需求信息确认满足应用A的性能需求且到达服务器109有两条转发路径，即 转发路径1和转发路径2。

在本申请实施例中，转发路径1和转发路径2的下一跳网络设备都是网络设备103。假设网络设备102通过一个物理接口与网络设备103连接，那么该物理接口可以对应两个逻辑接口，即逻辑接口1和逻辑接口2，逻辑接口1为隧道1的出接口，逻辑接口2隧道 2为隧道2的出接口。其中，转发路径1对应的出接口可以为逻辑接口1，转发路径2对 应的出接口可以为逻辑接口2。

S303：网络设备102对负载均衡信息S1进行哈希，根据哈希值确定转发路径2用于转发IPv6报文M1。

S304：网络设备102在IPv6报文M1的外层封装SRH和新的基本头，得到IPv6报文M1’。

其中IPv6报文M1’的SRH包括SID list，该SID list标识转发路径2。

IPv6报文M1’中新的基本头包括源地址字段、目的地址字段和flow label字段(下文 简称新flow label字段)，源地址字段携带网络设备102的IP地址，目的地址字段携带网络设备103的SID(即网络设备103的IP地址)，新flow label字段携带根据负载均衡信 息S1哈希得到的哈希值。

S305：网络设备102通过转发路径2对应的逻辑接口2向网络设备103发送IPv6报文M1’。

S306：网络设备103接收IPv6报文M1’，并根据SRH的SID list确定下一跳网络设备为网络设备105。

S307：若网络设备103和网络设备105之间通过多条隧道连接，则网络设备103将IPv6 报文M1’的负载均衡信息S1’进行哈希，并根据得到的哈希值从多条隧道中选择一条隧道 向网络设备105转发IPv6报文M1’。

其中IPv6报文M1’的负载均衡信息S1’包括网络设备102的IP地址、网络设备103的IP地址以及新flow label字段中根据负载均衡信息S1哈希得到的哈希值。

在向网络设备105转发IPv6报文M1’之前，网络设备103需要将IPv6报文M1’中新的基本头中目的地址字段的值修改为网络设备105的SID(即网络设备105的IP地址)。 所以，可选的，网络设备103不仅可以根据目的地址字段修改之前的值进行哈希计算，还 可以根据修改之后的值进行哈希计算。也就是说，如果是后者，那么网络设备103进行哈 希的负载均衡信息S1’可以包括网络设备102的IP地址、网络设备105的IP地址以及新 flow label字段中根据负载均衡信息S1哈希得到的哈希值。

S308：网络设备105接收IPv6报文M1’，并基于SID list向网络设备108发送IPv6报文M1’。

S309：网络设备108向服务器109发送IPv6报文M1’。

在本申请实施例中，网络设备102和网络设备103分别进行了基于应用粒度的负载均 衡，提高资源的利用率。

应用场景三：SR MPLS场景或MPLS场景

该场景和应用场景二在步骤上基本类似，不同之处在于网络设备102在IPv6报文M1 的外层封装的信息不同。在SR场景中，网络设备102在IPv6报文M1的外层封装SRH和 新的基本头，但在SR MPLS场景或MPLS场景中，网络设备102可以在IPv6报文M1的 外层封装标签栈。其中该标签栈中包括转发路径1对应的标签列表，该转发路径1为从到 达网络设备108的3条转发路径中根据IPv6报文M1的负载均衡信息S1的哈希值确定出 来的转发路径。除了标签列表以外，标签栈还可以包括ELI和EL，其中，ELI用于指示 EL在标签栈中的位置，EL包括根据IPv6报文M1的负载均衡信息S1哈希得到的哈希值。 当网络设备103在得到来自网络设备102的IPv6报文M1’之后的步骤可以参见上文，此处 不再赘述。

应用场景四：数据中心网络(data center network，DCN)场景

参见图7，该图为本申请实施例提供的数据中心网络的网络架构示意图。该网络架构 包括脊(spine)节点、叶(leaf)节点以及机架交换机(top of rack，TOR)节点，其中spine 节点包括节点31和节点32，leaf节点包括节点11、节点12、节点21以及节点22，TOR节点包括节点1、节点2、节点3以及节点4。各节点的连接关系如图5所示，此处不再赘 述。spine节点、leaf节点和TOR节点可以均为三层交换机。节点1连接终端设备1，节点 3连接终端设备2。终端设备1和终端设备2上分别安装8个APP，它们分别为APP1-APP8。

在本申请实施例中，DCN架构中的各节点中可以部署SR MPLS，各节点可以基于外部边界网关协议(external border gateway protocol，EBGP)向其他节点发布通告消息，通 告消息中包括自己的前缀标签。

例如，节点3发布通告消息，携带节点3的前缀标签。节点21和节点22在收到该通告消息之后，分别生成转发表项，该转发表项包括节点3的前缀标签和出接口，该出接口 为与节点3连接的接口。节点31分别接收到来自节点21和节点22的携带节点3的前缀 标签的通告消息，基于该通告消息分别生成转发表项，转发表项中除了包括节点3的前缀 标签以外，出接口分别为与节点21和节点22连接的接口。同理，节点32也会生成包括 节点3的前缀标签以及出接口分别为与节点21和节点22连接的接口的转发表项。类似的， 节点11和节点12均生成包括节点3的前缀标签以及出接口分别为节点31和节点32连接 的接口的转发表项。

假设节点1和节点3之间需要传输8个应用的数据流，而节点1和节点3之间一共有8条等价路径，那么这8个应用的数据流可以通过本申请实施例提供的负载均衡方法实现通过这个8条等价路径进行负载均衡，从而提高网络资源的利用率。

下面以这个8个应用中的应用1为例对本申请实施例提供的负载均衡方法进行说明：

S401:节点1接收到IPv6报文M2，该IPv6报文M2中携带有负载均衡信息S2，负载 均衡信息S2包括终端设备1的IP地址、终端设备2的IP地址以及应用特征信息P2。

其中，应用特征信息P2包括应用1的应用标识信息、用户标识信息、性能需求信息以及IPv6报文M2所属数据流的流标识信息。

S402:节点1对负载均衡信息S2进行哈希，得到哈希值100。

S403:节点1根据节点3的前缀标签查找转发表项，得到两条下一跳分别为节点11和 节点12的转发表项。节点1将100与2相除，得到余数0，则节点1向与余数0对应的节 点11发送IPv6报文M2。

S404:节点11接收IPv6报文M2，对负载均衡信息S2进行哈希，得到哈希值100。

S405:节点11根据节点3的前缀标签查找转发表项，得到两条下一跳分别为节点31和 节点32的转发表项。节点1将100与2相除，得到余数0，则节点1向与余数0对应的节 点31发送IPv6报文M2。

S406:节点31接收IPv6报文M2，对负载均衡信息S2进行哈希，得到哈希值100。

S407:节点31根据节点3的前缀标签查找转发表项，得到两条下一跳分别为节点21和 节点22的转发表项。节点1将100与2相除，得到余数0，则节点1向与余数0对应的节 点21发送IPv6报文M2。

S408:节点21接收IPv6报文M2，根据节点3的前缀标签查找转发表项，并基于转发表项中与节点3对应的出接口向节点3发送IPv6报文M2。

在本申请实施例中，节点1、节点11、节点31均进行了基于应用粒度的负载均衡，从而提高网络资源的利用率。

参见图8，本申请实施例还提供了一种负载均衡装置800，该负载均衡装置800可以实现图2所示实施例中第一网络设备的功能。该负载均衡装置800包括第一获取单元801、第一确定单元802和第一发送单元803。其中，第一获取单元801用于实现图2所示实施 例中的S101，第一确定单元802用于实现图2所示实施例中的S102，第一发送单元803 用于实现图2所示实施例中的S103。

具体的，第一获取单元801，用于获取第一互联网协议第六版IPv6报文，所述第一IPv6 报文包括第一负载均衡信息，所述第一负载均衡信息用于指示所述第一网络设备以负载均 衡的方式发送所述第一IPv6报文，所述第一负载均衡信息包括第一应用特征信息，所述第 一应用特征信息用于描述与所述第一IPv6报文相关联的第一应用的特征；

第一确定单元802，用于基于哈希算法根据所述第一负载均衡信息确定第一链路，所 述第一网络设备通过多条链路与第二网络设备通信，所述多条链路包括所述第一链路；

第一发送单元803，用于经由所述第一链路向所述第二网络设备发送所述第一IPv6报 文。

具体执行过程请参考上述图2所示实施例中相应步骤的详细描述，这里不再一一赘述。

需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分， 实际实现时可以有另外的划分方式。本申请实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单 元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。 例如，上述实施例中，获取单元和处理单元可以是同一个单元，也不同的单元。上述集成 的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

图9为本申请实施例的第一网络设备900的硬件结构示意图。图9所示的第一网络设 备900可以执行上述实施例的方法中第一网络设备执行的相应步骤。

如图9所示，所述第二网络设备900包括处理器901、存储器902、接口903和总线904。其中接口903可以通过无线或有线的方式实现，具体来讲可以是网卡。上述处理器901、存储器902和接口903通过总线904连接。

所述接口903具体可以包括发送器和接收器，用于第二网络设备与上述实施例中的第 一网络设备之间收发信息。例如，所述接口903用于支持向所述第二网络设备发送第一IPv6 报文。作为举例，所述接口903用于支持图2所示实施例的S103。所述处理器901用于执 行上述实施例中由第一网络设备进行的处理。例如，所述处理器901用于获取第一IPv6报文，以及基于哈希算法根据第一负载均衡信息确定第一链路；和/或用于本文所描述的技术的其他过程。作为举例，所述处理器901用于支持图2所示实施例的S101和S102。存 储器902包括操作系统9021和应用程序9022，用于存储程序、代码或指令，当处理器或 硬件设备执行这些程序、代码或指令时可以完成方法实施例中涉及第一网络设备的处理过 程。可选的，所述存储器902可以包括只读存储器(英文：Read-only Memory，缩写：ROM) 和随机存取存储器(英文：Random Access Memory，缩写：RAM)。其中，所述ROM包 括基本输入/输出系统(英文：Basic Input/Output System，缩写：BIOS)或嵌入式系统；所 述RAM包括应用程序和操作系统。当需要运行第一网络设备900时，通过固化在ROM 中的BIOS或者嵌入式系统中的bootloader引导系统进行启动，引导第一网络设备900进 入正常运行状态。在第一网络设备900进入正常运行状态后，运行在RAM中的应用程序 和操作系统，从而，完成方法实施例中涉及第一网络设备的处理过程。

可以理解的是，图9仅仅示出了第一网络设备900的简化设计。在实际应用中，第一网络设备可以包含任意数量的接口，处理器或者存储器。

图10为本申请实施例的另一种第一网络设备1000的硬件结构示意图。图10所示的第一网络设备1000可以执行上述实施例的方法中第一网络设备执行的相应步骤。

如图10所述，第一网络设备1000包括：主控板1010、接口板1030、交换网板1020 和接口板1040。主控板1010、接口板1030和接口板1040，以及交换网板1020之间通过 系统总线与系统背板相连实现互通。其中，主控板1010用于完成系统管理、设备维护、 协议处理等功能。交换网板1020用于完成各接口板(接口板也称为线卡或业务板)之间 的数据交换。接口板1030和1040用于提供各种业务接口(例如，POS接口、GE接口、 ATM接口等)，并实现数据包的转发

接口板1030可以包括中央处理器1031、转发表项存储器1034、物理接口卡1033和网络处理器1032。其中，中央处理器1031用于对接口板进行控制管理并与主控板上的中 央处理器进行通信。转发表项存储器1034用于保存转发表项。物理接口卡1033用于完成 流量的接收和发送。网络存储器1032用于根据所述转发表项控制物理接口卡1033收发流 量。

具体的，中央处理器1011用于获取第一IPv6报文，并基于哈希算法根据第一负载均 衡信息确定第一链路。

中央处理器1011将第一IPv6报文经由中央处理器1031向物理接口卡1033发送。物理接口卡1033发送所述第一IPv6报文。

中央处理器1031还用于控制网络存储器1032获取转发表项存储器1034中的转发表 项，并且，中央处理器1031还用于控制网络存储器1032经由物理接口卡1033完成流量的接收和发送。

应理解，本发明实施例中接口板1040上的操作与所述接口板1030的操作一致，为了 简洁，不再赘述。应理解，本实施例的第一网络设备1000可对应于上述方法实施例所具有的功能和/或所实施的各种步骤，在此不再赘述。

此外，需要说明的是，主控板可能有一块或多块，有多块的时候可以包括主用主控板 和备用主控板。接口板可能有一块或多块，第一网络设备的数据处理能力越强，提供的接 口板越多。接口板上的物理接口卡也可以有一块或多块。交换网板可能没有，也可能有一 块或多块，有多块的时候可以共同实现负荷分担冗余备份。在集中式转发架构下，第一网 络设备可以不需要交换网板，接口板承担整个系统的业务数据的处理功能。在分布式转发 架构下，第一网络设备可以有至少一块交换网板，通过交换网板实现多块接口板之间的数 据交换，提供大容量的数据交换和处理能力。所以，分布式架构的第一网络设备的数据接 入和处理能力要大于集中式架构的设备。具体采用哪种架构，取决于具体的组网部署场景， 此处不做任何限定。

参见图11，本申请实施例还提供了一种负载均衡系统1100，该系统1100用于实现图 2所示实施例的负载均衡方法。具体的，该负载均衡系统包括第一网络设备1101和第二网 络设备1102。第一网络设备1101用于实现图2所示实施例中的第一网络设备的功能或图8所示实例中负载均衡装置800的功能，第二网络设备1102用于实现图2所示实施例中第 二网络设备的功能。具体执行过程请参考上述图4或图10所示实施例中相应步骤的详细 描述，这里不再一一赘述。

本申请实施例还提供一种芯片系统，包括：处理器，所述处理器与存储器耦合，所述 存储器用于存储程序或指令，当所述程序或指令被所述处理器执行时，使得该芯片系统实 现上述图2所示实施例中第一网络设备的方法。

可选地，该芯片系统中的处理器可以为一个或多个。该处理器可以通过硬件实现也可 以通过软件实现。当通过硬件实现时，该处理器可以是逻辑电路、集成电路等。当通过软 件实现时，该处理器可以是一个通用处理器，通过读取存储器中存储的软件代码来实现。 可选地，该芯片系统中的存储器也可以为一个或多个。该存储器可以与处理器集成在一起， 也可以和处理器分离设置，本申请并不限定。示例性的，存储器可以是非瞬时性处理器， 例如只读存储器ROM，其可以与处理器集成在同一块芯片上，也可以分别设置在不同的芯 片上，本申请对存储器的类型，以及存储器与处理器的设置方式不作具体限定。

示例性的，该芯片系统可以是FPGA，可以是ASIC，还可以是系统芯片(system onchip， SoC)，还可以是CPU，还可以是NP，还可以是数字信号处理电路(digital signalprocessor， DSP)，还可以是微控制器(micro controller unit，MCU)，还可以是可编程控制器 (programmable logic device，PLD)或其他集成芯片。

应理解，上述方法实施例中的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软 件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法步骤可以直接体现为硬件处理器执行 完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时， 使得计算机执行前述实施例中的负载均衡方法。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、 “第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这 样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描 述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在 于覆盖不排他的包括，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备 不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、 方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请中“至少一项(个)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个)，可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或 a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。本申请中认为“A和/或B”包括单独A， 单独B，和A+B。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装 置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通 过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑模块划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显 示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的 部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络 单元上。可以根据实际的需要获取其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各模块单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各 个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既 可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件模块单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件模块单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可 以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者 说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现 出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备 (可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部 或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以 存储程序代码的介质。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可 以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存 储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计 算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一 个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可 用介质。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细 说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述 实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述 各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修 改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (32)

1.一种负载均衡方法，其特征在于，所述方法包括：

第一网络设备获取第一互联网协议第六版IPv6报文，所述第一IPv6报文包括第一负载均衡信息，所述第一负载均衡信息用于指示所述第一网络设备以负载均衡的方式发送所述第一IPv6报文，所述第一负载均衡信息包括第一应用特征信息，所述第一应用特征信息用于描述与所述第一IPv6报文相关联的第一应用的特征；

所述第一网络设备基于哈希算法根据所述第一负载均衡信息确定第一链路，所述第一网络设备通过多条链路与第二网络设备通信，所述多条链路包括所述第一链路；

所述第一网络设备经由所述第一链路向所述第二网络设备发送所述第一IPv6报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一应用特征信息包括第一应用的应用标识信息，所述第一应用的应用标识信息用于标识所述第一应用。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一应用特征信息还包括以下信息中的至少一种信息：

所述第一应用的性能需求信息、所述第一IPv6报文所属数据流的流标识信息和所述第一应用的用户标识信息。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一负载均衡信息还包括以下信息中的至少一种信息：

所述第一IPv6报文的源地址和所述第一IPv6报文的目的地址。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述第一应用特征信息携带在所述第一IPv6报文的逐跳可选择头HBH、目的可选择头DOH、段路由头SRH或IPv6基本头的流标签字段中。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一IPv6报文包括段路由头SRH，所述第一应用特征信息携带在所述第一IPv6报文的IPv6基本头的流标签字段中，其中，所述第一IPv6报文的IPv6基本头被封装在所述SRH的外层。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一应用特征信息携带在所述第一IPv6报文的多协议标签交换MPLS标签栈。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述标签栈包括熵标签指示信息和熵标签信息，所述熵标签指示信息用于指示所述熵标签信息在所述标签栈中的位置，所述熵标签信息包括所述第一应用特征信息。

9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，所述第一应用特征信息是根据对第二负载均衡信息哈希得到的信息，所述第二负载均衡信息包括第二应用特征信息，所述第二应用特征信息包括所述第一应用的应用标识信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二应用特征信息还包括以下信息中的至少一种信息：

所述第一应用的性能需求信息、所述第一IPv6报文所属数据流的流标识信息和所述第一应用的用户标识信息。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述第二负载均衡信息还包括信息中的至少一种信息：

所述第一IPv6报文的源地址和所述第一IPv6报文的目的地址。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一IPv6报文包括段路由头SRH，所述第一网络设备经由所述第一链路向所述第二网络设备发送所述第一IPv6报文包括：

所述第一网络设备在所述第一IPv6报文的SRH外层封装IPv6基本头，得到第二IPv6报文，所述IPv6基本头携带第二应用特征信息，所述第二应用特征信息为根据哈希算法对所述第一负载均衡信息哈希得到的信息；

所述第一网络设备经由第一链路向所述第二网络设备发送所述第二IPv6报文。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一网络设备经由所述第一链路向所述第二网络设备发送所述第一IPv6报文包括：

所述第一网络设备在所述第一IPv6报文的外层封装多协议标签交换MPLS标签栈，得到第二IPv6报文，所述多协议标签交换MPLS标签栈包括第二应用特征信息，所述第二应用特征信息为根据哈希算法对所述第一负载均衡信息哈希得到的信息；

所述第一网络设备经由第一链路向所述第二网络设备发送所述第二IPv6报文。

14.根据权利要求1-13任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一网络设备获取第三IPv6报文，所述第三IPv6报文包括第三负载均衡信息，所述第三负载均衡信息用于指示所述第一网络设备以负载均衡的方式发送所述第三IPv6报文，所述第三负载均衡信息包括第三应用特征信息，所述第三应用特征信息用于描述与所述第三IPv6报文相关联的第二应用的特征；

所述第一网络设备基于哈希算法根据所述第三负载均衡信息确定第二链路，所述多条链路包括所述第二链路；

所述第一网络设备经由所述第二链路向所述第二网络设备发送所述第三IPv6报文。

15.一种负载均衡装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取单元，用于获取第一互联网协议第六版IPv6报文，所述第一IPv6报文包括第一负载均衡信息，所述第一负载均衡信息用于指示所述第一网络设备以负载均衡的方式发送所述第一IPv6报文，所述第一负载均衡信息包括第一应用特征信息，所述第一应用特征信息用于描述与所述第一IPv6报文相关联的第一应用的特征；

第一确定单元，用于基于哈希算法根据所述第一负载均衡信息确定第一链路，所述第一网络设备通过多条链路与第二网络设备通信，所述多条链路包括所述第一链路；

第一发送单元，用于经由所述第一链路向所述第二网络设备发送所述第一IPv6报文。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一应用特征信息包括第一应用的应用标识信息，所述第一应用的应用标识信息用于标识所述第一应用。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第一应用特征信息还包括以下信息中的至少一种信息：

所述第一应用的性能需求信息、所述第一IPv6报文所属数据流的流标识信息和所述第一应用的用户标识信息。

18.根据权利要求15-17任一项所述的装置，其特征在于，所述第一负载均衡信息还包括以下信息中的至少一种信息：

所述第一IPv6报文的源地址和所述第一IPv6报文的目的地址。

19.根据权利要求15-17任一项所述的装置，其特征在于，所述第一应用特征信息携带在所述第一IPv6报文的逐跳可选择头HBH、目的可选择头DOH、段路由头SRH或IPv6基本头的流标签字段中。

20.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一IPv6报文包括段路由头SRH，所述第一应用特征信息携带在所述第一IPv6报文的IPv6基本头的流标签字段中，其中，所述第一IPv6报文的IPv6基本头被封装在所述SRH的外层。

21.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一应用特征信息携带在所述第一IPv6报文的多协议标签交换MPLS标签栈。

22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述标签栈包括熵标签指示信息和熵标签信息，所述熵标签指示信息用于指示所述熵标签信息在所述标签栈中的位置，所述熵标签信息包括所述第一应用特征信息。

23.根据权利要求20-22任一项所述的装置，其特征在于，所述第一应用特征信息是根据对第二负载均衡信息哈希得到的信息，所述第二负载均衡信息包括第二应用特征信息，所述第二应用特征信息包括所述第一应用的应用标识信息。

24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述第二应用特征信息还包括以下信息中的至少一种信息：

所述第一应用的性能需求信息、所述第一IPv6报文所属数据流的流标识信息和所述第一应用的用户标识信息。

25.根据权利要求23或24所述的装置，其特征在于，所述第二负载均衡信息还包括信息中的至少一种信息：

所述第一IPv6报文的源地址和所述第一IPv6报文的目的地址。

26.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一IPv6报文包括段路由头SRH；

所述第一发送单元，用于在所述第一IPv6报文的SRH外层封装IPv6基本头，得到第二IPv6报文，并经由第一链路向所述第二网络设备发送所述第二IPv6报文，所述IPv6基本头携带第二应用特征信息，所述第二应用特征信息为根据哈希算法对所述第一负载均衡信息哈希得到的信息。

27.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，

所述第一发送单元，用于在所述第一IPv6报文的外层封装多协议标签交换MPLS标签栈，得到第二IPv6报文，并经由第一链路向所述第二网络设备发送所述第二IPv6报文，所述多协议标签交换MPLS标签栈包括第二应用特征信息，所述第二应用特征信息为根据哈希算法对所述第一负载均衡信息哈希得到的信息。

28.根据权利要求15-27任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二获取单元，用于获取第三IPv6报文，所述第三IPv6报文包括第三负载均衡信息，所述第三负载均衡信息用于指示所述第一网络设备以负载均衡的方式发送所述第三IPv6报文，所述第三负载均衡信息包括第三应用特征信息，所述第三应用特征信息用于描述与所述第三IPv6报文相关联的第二应用的特征；

第二确定单元，用于基于哈希算法根据所述第三负载均衡信息确定第二链路，所述多条链路包括所述第二链路；

第二发送单元，用于经由所述第二链路向所述第二网络设备发送所述第三IPv6报文。

29.一种网络设备，其特征在于，所述网络设备包括：至少一个处理器，所述至少一个处理器与至少一个存储器耦合；

所述至少一个处理器，用于执行所述至少一个存储器中存储的计算机程序或指令，使得所述网络设备执行所述权利要求1-14任一项所述的负载均衡方法。

30.一种负载均衡系统，其特征在于，所述系统包括第一网络设备和第二网络设备；

所述第一网络设备，用于执行所述权利要求1-14任一项所述的负载均衡方法；

所述第二网络设备，用于接收所述第一IPv6报文。

31.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令、程序或代码，当其在计算机上执行时，使得所述计算机执行如权利要求1至14任一项所述的负载均衡方法。

32.一种芯片，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器用于存储指令或程序代码，处理器用于从存储器中调用并运行该指令或程序代码，以执行如权利要求1至14任一项所述的负载均衡方法。

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