CN114095459A - 一种传输方法、网元及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种传输方法、网元及存储介质，包括：确定发往镜像分析服务器的报文；在所述报文中携带镜像报文头后，将报文发往镜像分析服务器。采用本发明，不需要引入overlay隧道协议的镜像；能够对镜像流的路径及服务质量等能力进行保障；镜像流不仅可以镜像报文内容，也可以携带网络节点的元数据信息；镜像报文头能兼容封装远程端口镜像头；镜像报文头可灵活扩展；镜像报文头的位置灵活可变，可在基于IPv6的源路由技术或互联网协议第6版基本头后面或其他扩展头后面。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种传输方法、网元及存储介质。
背景技术
镜像是一种数据流和转发信息抓取技术，是一种重要的网络运维和故障定位手段。不同场景下的组网架构和网络规模的不同，对于镜像技术的需求存在差异，比如，图1为镜像源和镜像服务器直连部署示意图，图中，this Switch mirror packet，意为镜像动作在这个交换机发起；Remote Server for processing mirror packet是指用于处理镜像包的远端服务器，如图所示，基于端口的镜像就能够满足部分中小型规模网络的镜像需求。从网络架构上看，使能镜像的网元与用于分析镜像报文的服务器在物理链路上直连。这种方式使用镜像技术虽然简单，但对于镜像服务器的部署存在较大的限制。
图2为镜像服务器灵活部署示意图，图中包含有：Spine(脊节点)、leaf(叶节点)、TOR(机架顶交换机，top-of-rack)如图所示，随着网络规模的扩大，尤其是超大型数据中心，部署镜像服务器时采用Overlay(说明：本词没有对应的中文，业界一般都直接用overlay，是一种内层嵌套，如需翻译可用“上层”，下述Underlay译为底层也是同理)隧道技术来解决镜像服务器在组网部署上需要物理链路直连的限制。
传统的镜像技术设计之初IPv6(互联网协议第6版，Internet ProtocolVersion6)及SRv6(基于IPv6的源路由技术，Segment Routing IPv6)并未普及，主要基于IPv4(互联网协议第4版，Internet Protocol Version 4)网络设计和实现。在基于端口的本地镜像基础上，发展出基于数据流的远端镜像，比较有代表性的是ERSPAN(封装远程端口镜像，Encapsulated Remote Switch Port Analyzer)镜像技术。ERSPAN到目前为止一共有三个版本，通过overlay的GRE(通用路由封装协议，Generic Routing Encapsulation)隧道技术打通Underlay(底层)网络，使得镜像数据报文的分析服务器部署位置路由可达即可，不需要物理链路直连。
SRv6/IPv6网络越来越普及，在IPv6或SRv6网络中做流量镜像还没有新的方法。传统的类似ERSPAN之类的镜像技术通过GRE隧道进行封装承载，至少存在以下不足之一：：
协议种类多，需要镜像源和接收端支持GRE的封装和解封装，目前数据中心等场景overlay协议vxlan(虚拟扩展本地局域网，Visual eXtensible Local Area Network)更主流；
SRv6是一种IP原生技术，兼具overlay和underlay能力，在SRv6网络中采用类似ERSPAN进行镜像网络层级不够简洁；
ERSPAN之类的镜像技术对镜像流的转发路径控制能力和服务质量几乎没保障；
ERSPAN之类的镜像技术对网络节点的一些元数据(如队列使用情况，队列内时延抖动等)抓取能力不足；
ERSPAN之类的镜像技术对新的镜像需求扩展不够灵活。
发明内容
本发明提供了一种传输方法、网元及存储介质，用以解决在镜像技术中通过GRE隧道进行封装承载所带来的不足。
本发明提供以下技术方案：
一种传输方法，包括：
确定发往镜像分析服务器的报文；
在所述报文中携带镜像报文头后，将报文发往镜像分析服务器。
实施中，所述报文是SRv6或IPv6报文。
实施中，所述镜像报文头是SRv6 SPAN Header。
实施中，在所述报文中携带镜像报文头，是在IPv6或SRv6报文引入镜像报文头的。
实施中，在所述报文中携带镜像报文头，是在IPv6或SRv6报文通过Next Header赋值为144引入镜像报文头的。
实施中，所述镜像报文头包括以下内容之一或者其组合：
序列号Sequence number、版本Version、虚拟局域网VLAN、服务类别COS、封装在SRv6 SPAN数据包中的帧副本是否已被截断T、业务标识Session ID、SRv6 SPAN承载的有效负载的完整性指示BSO(Bad/Short/Oversized)、时间戳Timestamp、安全组标记SGT、ERSPAN有效负载是否是以太网协议帧P、帧类型FT、SRv6 SPAN在一个系统内的唯一标识符Hw ID、原始帧方向D(Direction)、时间戳粒度Gra(Timestamp Granularity)、是否存在可选的子标题。
一种网元，包括：
处理器，用于读取存储器中的程序，执行下列过程：
确定发往镜像分析服务器的报文；
在所述报文中携带镜像报文头后，将报文发往镜像分析服务器；
收发机，用于在处理器的控制下接收和发送数据。
实施中，所述报文是SRv6或IPv6报文。
实施中，所述镜像报文头是SRv6 SPAN Header。
实施中，在所述报文中携带镜像报文头，是在IPv6或SRv6报文引入镜像报文头的。
实施中，在所述报文中携带镜像报文头，是在IPv6或SRv6报文通过Next Header赋值为144引入镜像报文头的。
实施中，所述镜像报文头包括以下内容之一或者其组合：
序列号Sequence number、版本Version、虚拟局域网VLAN、服务类别COS、封装在SRv6 SPAN数据包中的帧副本是否已被截断T、业务标识Session ID、SRv6 SPAN承载的有效负载的完整性指示BSO(Bad/Short/Oversized)、时间戳Timestamp、安全组标记SGT、ERSPAN有效负载是否是以太网协议帧P、帧类型FT、SRv6 SPAN在一个系统内的唯一标识符Hw ID、原始帧方向D(Direction)、时间戳粒度Gra(Timestamp Granularity)、是否存在可选的子标题。
一种网元，包括：
确定模块，用于确定发往镜像分析服务器的报文；
封装模块，用于在所述报文中携带镜像报文头后，将报文发往镜像分析服务器。
实施中，所述报文是SRv6或IPv6报文。
实施中，所述镜像报文头是SRv6 SPAN Header。
实施中，封装模块进一步用于在IPv6或SRv6报文引入镜像报文头。
实施中，封装模块进一步用于在IPv6或SRv6报文通过Next Header赋值为144引入镜像报文头。
实施中，所述镜像报文头包括以下内容之一或者其组合：
序列号Sequence number、版本Version、虚拟局域网VLAN、服务类别COS、封装在SRv6 SPAN数据包中的帧副本是否已被截断T、业务标识Session ID、SRv6 SPAN承载的有效负载的完整性指示BSO(Bad/Short/Oversized)、时间戳Timestamp、安全组标记SGT、ERSPAN有效负载是否是以太网协议帧P、帧类型FT、SRv6 SPAN在一个系统内的唯一标识符Hw ID、原始帧方向D(Direction)、时间戳粒度Gra(Timestamp Granularity)、是否存在可选的子标题。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述传输方法的计算机程序。
本发明有益效果如下：
在本发明实施例提供的技术方案中，由于是直接在报文头中携带镜像报文头发往镜像分析服务器，由于是基于原生SRv6/IPv6，因此至少具备以下特点之一：
不需要引入overlay隧道协议的镜像；
能够对镜像流的路径及QoS等能力进行保障；
镜像流不仅可以镜像报文内容，也可以携带网络节点的元数据信息；
镜像报文头能兼容ERSPAN头；
镜像报文头可灵活扩展；
镜像报文头的位置灵活可变，可在SRv6/IPv6基本头后面或其他扩展头后面。
进一步的，至少具有如下效果之一：
与现有技术相比，IP原生实现，减少协议类型；
IP原生实现，减少网络层次，简化网络；
镜像头兼容ERSPAN，减少目的端镜像分析服务器的改造；
充分利用IPv6/SRv6灵活扩展的优势，扩展支持抓取节点元数据等更方便；
充分利用SRv6的路径控制能力及TE能力，提升镜像流的QoS保障。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为背景技术中镜像源和镜像服务器直连部署示意图；
图2为背景技术中镜像服务器灵活部署示意图；
图3为本发明实施例中传输方法实施流程示意图；
图4为本发明实施例中IPv6携带SRv6 SPAN Header镜像扩展头示意图：
图5为本发明实施例中SRv6携带SRv6 SPAN Header镜像扩展头示意图；
图6为本发明实施例中引入SRv6 SPAN后的报文示意图；
图7为本发明实施例中SRv6 SPAN Header基本头格式示意图；
图8为本发明实施例中控制镜像流路径流程示意图；
图9为本发明实施例中网元结构一示意图；
图10为本发明实施例中网元结构二示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
图3为传输方法实施流程示意图，如图所示，可以包括：
步骤301、确定发往镜像分析服务器的报文；
步骤302、在所述报文中携带镜像报文头后，将报文发往镜像分析服务器。
实施中，所述报文是SRv6或IPv6报文。
实施中，所述镜像报文头是SRv6 SPAN Header(SRv6 SPAN头；SRv6 SPAN：一种基于SRv6的端口镜像实现，SRv6 Switch Port Analyzer)。
具体的，方案中，通过定义IPv6或SRv6扩展头SRv6 SPAN Header，来消除镜像协议种类及overlay网络的引入，同时最大程度复用传统镜像协议报文格式，来兼容已有镜像分析服务器的软件系统。
图4为IPv6携带SRv6 SPAN Header镜像扩展头示意图，如图所示，针对不支持SRv6的网络或小规模IPv6网络，直接采用图4所示的方式引入扩展头。
图5为SRv6携带SRv6 SPAN Header镜像扩展头示意图，如图所示，针对支持SRv6的复杂网络可以采用图5所示的方式引入扩展头，利用SRv6的转发路径控制能力、TE(TrafficEngineering、流量工程能力保障镜像流的QoS(服务质量，Quality of Service)质量。利用SRv6 SRH的TLV(类型、长度和值，type，length和value)及IPv6的扩展头灵活扩展、丰富镜像的内容，比如抓取节点的一些元数据(队列使用情况等)信息。
实施中，在所述报文中携带镜像报文头，是在IPv6或SRv6报文通过Next Header赋值引入镜像报文头的。
具体的，使用Next Header为144标识SRv6 SPAN扩展头，IPv6或SRv6报文通过NextHeader赋值为144引入镜像头，图6为引入SRv6 SPAN后的报文示意图，如图6所示，SRv6SPAN可以紧随IPv6或SRv6基本头，也可以在某个或某些扩展头后面。
实施中，所述镜像报文头包括以下内容之一或者其组合：
序列号Sequence number、版本Version、虚拟局域网VLAN、服务类别COS、封装在SRv6 SPAN数据包中的帧副本是否已被截断T、业务标识Session ID、SRv6 SPAN承载的有效负载的完整性指示BSO(Bad/Short/Oversized)、时间戳Timestamp、安全组标记SGT、ERSPAN有效负载是否是以太网协议帧P、帧类型FT、SRv6 SPAN在一个系统内的唯一标识符Hw ID、原始帧方向D(Direction)、时间戳粒度Gra(Timestamp 144Granularity)、是否存在可选的子标题。
图7为SRv6 SPAN Header基本头格式示意图，至少存在一种可以实施的定义SRv6SPAN Header的基本格式可以如图7所示，
其中，包含4字节的序列号(4-octet Sequence number)，12字节的部分转发信息(12-octet portion)各字段含义可以如表1所示。
图8为控制镜像流路径流程示意图，通过SRv6的SRH精确控制镜像流量路径的流程如图8所示，四台交换路由类网元的IP地址分别为A::，B::，C::，D::，其中A::为镜像源，镜像分析服务器类网元的IP地址为E::。
镜像源A::通过构造如图所示的SID(段标识，segment identifier)列表，明确指明镜像流要依次经过B:，C:，D:然后到达E::，同时设置SL为3，及目的IP地址DA为B::并发往B::。
当B::收到目的IP为自己的镜像流报文时SL减一变为2，同时把SID列表中的地址C::填充到报文的目的IP地址DA的位置发往下一跳C::。
C::收到目的IP为自己的镜像流报文后SL减一变为1，同时把SID列表中的地址D::填充到报文的目的IP地址DA的位置发往下一跳D::。
D::收到目的IP为自己的镜像流报文后SL减一变为0，同时把SID列表中的地址E::填充到报文的目的IP地址DA的位置发往下一跳E::。
镜像服务器类网元E::收到目的IP为自己且SL为0的镜像流报文后剥离SRH头，把SRv6 SPAN Header和Payload上送镜像分析应用程序进行解析和处理。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种网元、计算机可读存储介质，由于这些设备解决问题的原理与传输方法相似，因此这些设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
在实施本发明实施例提供的技术方案时，可以按如下方式实施。
图9为网元结构一示意图，如图所示，网元中包括：
处理器900，用于读取存储器920中的程序，执行下列过程：
确定发往镜像分析服务器的报文；
在所述报文中携带镜像报文头后，将报文发往镜像分析服务器；
收发机910，用于在处理器900的控制下接收和发送数据。
实施中，所述报文是SRv6或IPv6报文。
实施中，所述镜像报文头是SRv6 SPAN Header。
实施中，在所述报文中携带镜像报文头，是在IPv6或SRv6报文引入镜像报文头的。
实施中，在所述报文中携带镜像报文头，是在IPv6或SRv6报文通过Next Header赋值为144引入镜像报文头的。
实施中，所述镜像报文头包括以下内容之一或者其组合：
序列号Sequence number、版本Version、虚拟局域网VLAN、服务类别COS、封装在SRv6 SPAN数据包中的帧副本是否已被截断T、业务标识Session ID、SRv6 SPAN承载的有效负载的完整性指示BSO(Bad/Short/Oversized)、时间戳Timestamp、安全组标记SGT、ERSPAN有效负载是否是以太网协议帧P、帧类型FT、SRv6 SPAN在一个系统内的唯一标识符Hw ID、原始帧方向D(Direction)、时间戳粒度Gra(Timestamp Granularity)、是否存在可选的子标题。
其中，在图9中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器900代表的一个或多个处理器和存储器920代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机910可以是多个元件，即包括发送机和接收机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器900负责管理总线架构和通常的处理，存储器920可以存储处理器900在执行操作时所使用的数据。
图10为网元结构二示意图，如图所示，网元中包括：
确定模块1001，用于确定发往镜像分析服务器的报文；
封装模块1002，用于在所述报文中携带镜像报文头后，将报文发往镜像分析服务器。
实施中，所述报文是SRv6或IPv6报文。
实施中，所述镜像报文头是SRv6 SPAN Header。
实施中，封装模块进一步用于在IPv6或SRv6报文引入镜像报文头。
实施中，封装模块进一步用于在IPv6或SRv6报文通过Next Header赋值为144引入镜像报文头。
实施中，所述镜像报文头包括以下内容之一或者其组合：
序列号Sequence number、版本Version、虚拟局域网VLAN、服务类别COS、封装在SRv6 SPAN数据包中的帧副本是否已被截断T、业务标识Session ID、SRv6 SPAN承载的有效负载的完整性指示BSO(Bad/Short/Oversized)、时间戳Timestamp、安全组标记SGT、ERSPAN有效负载是否是以太网协议帧P、帧类型FT、SRv6 SPAN在一个系统内的唯一标识符Hw ID、原始帧方向D(Direction)、时间戳粒度Gra(Timestamp Granularity)、是否存在可选的子标题。
为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
本发明中的还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述传输方法的计算机程序。
具体实施可以参见传输方法的实施。
综上所述，在本发明实施例提供的技术方案中，基于原生SRv6/IPv6，不需要引入overlay隧道协议的镜像；对镜像流的路径及QoS等能力进行保障；镜像流不仅可以镜像报文内容，也可以携带网络节点的元数据信息；镜像报文头兼容ERSPAN头；镜像报文头可灵活扩展；镜像报文头的位置灵活可变，可在SRv6/IPv6基本头后面或其他扩展头后面。
与现有技术相比，IP原生实现，减少协议类型；IP原生实现，减少网络层次，简化网络；镜像头兼容ERSPAN，减少目的端镜像分析服务器的改造；充分利用IPv6/SRv6灵活扩展的优势，扩展支持抓取节点元数据等更方便；充分利用SRv6的路径控制能力及TE能力，提升镜像流的QoS保障。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (14)
1.一种传输方法，其特征在于，包括：
确定发往镜像分析服务器的报文；
在所述报文中携带镜像报文头后，将报文发往镜像分析服务器。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述报文是基于IPv6的源路由技术SRv6或互联网协议第6版IPv6报文。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜像报文头是基于SRv6的端口镜像实现头SRv6 SPAN Header。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述报文中携带镜像报文头，是在IPv6或SRv6报文引入镜像报文头的。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述报文中携带镜像报文头，是在IPv6或SRv6报文通过Next Header赋值为144引入镜像报文头的。
6.如权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述镜像报文头包括以下内容之一或者其组合：
序列号Sequence number、版本Version、虚拟局域网VLAN、服务类别COS、封装在SRv6SPAN数据包中的帧副本是否已被截断T、业务标识Session ID、SRv6 SPAN承载的有效负载的完整性指示BSO(Bad/Short/Oversized)、时间戳Timestamp、安全组标记SGT、ERSPAN有效负载是否是以太网协议帧P、帧类型FT、SRv6 SPAN在一个系统内的唯一标识符Hw ID、原始帧方向D(Direction)、时间戳粒度Gra(Timestamp Granularity)、是否存在可选的子标题。
7.一种网元，其特征在于，包括：
处理器，用于读取存储器中的程序，执行下列过程：
确定发往镜像分析服务器的报文；
在所述报文中携带镜像报文头后，将报文发往镜像分析服务器；
收发机，用于在处理器的控制下接收和发送数据。
8.如权利要求7所述的网元，其特征在于，所述报文是SRv6或IPv6报文。
9.如权利要求7所述的网元，其特征在于，所述镜像报文头是SRv6 SPAN Header。
10.如权利要求8或9所述的网元，其特征在于，在所述报文中携带镜像报文头，是在IPv6或SRv6报文引入镜像报文头的。
11.如权利要求10所述的网元，其特征在于，在所述报文中携带镜像报文头，是在IPv6或SRv6报文通过Next Header赋值为144引入镜像报文头的。
12.如权利要求7至11任一所述的网元，其特征在于，所述镜像报文头包括以下内容之一或者其组合：
序列号Sequence number、版本Version、虚拟局域网VLAN、服务类别COS、封装在SRv6SPAN数据包中的帧副本是否已被截断T、业务标识Session ID、SRv6 SPAN承载的有效负载的完整性指示BSO(Bad/Short/Oversized)、时间戳Timestamp、安全组标记SGT、ERSPAN有效负载是否是以太网协议帧P、帧类型FT、SRv6 SPAN在一个系统内的唯一标识符Hw ID、原始帧方向D(Direction)、时间戳粒度Gra(Timestamp Granularity)、是否存在可选的子标题。
13.一种网元，其特征在于，包括：
确定模块，用于确定发往镜像分析服务器的报文；
封装模块，用于在所述报文中携带镜像报文头后，将报文发往镜像分析服务器。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至6任一所述方法的计算机程序。
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