CN116781486A - 通信方法、装置、网络设备及系统 - Google Patents

Abstract

公开了通信方法、装置、网络设备及系统，涉及通信领域。方法由网络设备执行，网络设备包含至少一个网络功能。每个网络功能由网络设备的至少一个硬切片执行。方法包括：网络设备通过物理端口接收报文后，根据报文的报文类型从至少一个硬切片中确定第一硬切片，采用第一硬切片处理该报文。基于硬切片之间相互网络隔离的特性，网络设备通过同一物理端口能够实现不同网络功能的报文收发，不需要为某一网络功能的网络单独设置网络线路，降低了网络建设成本和维护成本。

Description

通信方法、装置、网络设备及系统

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种通信方法、装置、网络设备及系统。

背景技术

网络管理系统(Network Management System)通过网络设备收发和处理报文，来对网络状态进行调整，保障网络系统稳定、高效地运行。网络设备通过不同的资源(例如：计算资源、存储资源、传输通道等)处理网络管理系统的不同功能(例如：控制、转发)的报文，则网络设备需采用不同物理端口隔离不同功能的报文。网络设备中相互独立的物理端口通过各自连接的网络线路传输报文，即需架设多条网络线路实现不同功能的报文的传输，存在网络线路建设成本高，以及维护成本和维护难度高的问题。

发明内容

本申请提供了通信方法、装置、网络设备及系统，由此通过硬切片将网络设备的网络功能进行隔离，能够通过同一物理端口对不同网络功能的报文进行隔离传输，避免为某一网络功能单独架设网络线路，降低了网络线路的建设成本和难度，也降低了网络维护成本和难度。

第一方面，提供了一种通信方法，方法由网络设备执行。网络设备包含至少一个网络功能。至少一个网络功能映射至少一个硬切片。应理解，每个网络功能由网络设备的至少一个硬切片执行。一个硬切片用于实现网络设备的至少一个网络功能。网络设备通过物理端口接收到报文后，采用与报文的报文类型匹配的第一硬切片处理报文。由此，当网络设备通过同一物理端口收发不同网络功能的报文时，由于硬切片之间相互网络隔离，相互网络隔离的硬切片实现的网络功能也相互隔离，不同网络功能的报文的传输也相互隔离，网络设备能够通过同一物理端口对不同网络功能的报文进行隔离传输，相对于架设多条网络线路来传输不同功能的报文的方式，降低了网络线路的复杂度和建设成本，降低了维护复杂度和维护成本。

例如，网络设备包含控制功能和转发功能，控制功能用于处理与网络设备连接的控制器发送的控制报文，转发功能用于处理与网络设备连接的业务终端发送的数据报文。网络设备的转发硬切片用于实现网络设备的转发功能。网络设备的管理硬切片用于实现网络设备的控制功能。转发硬切片和管理硬切片共用网络设备的同一物理端口对控制报文和数据报文进行隔离传输，即网络设备采用同一个物理端口接收和发送控制报文和数据报文，不需要为某一网络功能的报文收发单独架设网络线路，降低了网络的组网复杂度和组网成本。且当转发功能发生故障时，由于与转发硬切片相互网络隔离的管理硬切片不会受到转发功能及转发硬切片的故障影响，避免了转发功能故障导致控制功能发生故障，降低了网络设备的控制功能发生故障的概率。

在一种可能的实施方式中，网络设备采用灵活以太网(Flex Ethernet，FlexE)技术对网络设备的数据平面进行切片，使不同硬切片具有相互网络隔离的传输通道，实现了用于传输不同网络功能的报文的传输通道的物理隔离，避免了执行不同网络功能的硬切片之间相互影响，使网络设备的不同硬切片能够通过同一物理端口获取每个硬切片所执行的网络功能的报文。且FlexE技术引入FlexE Shim层还能实现网络设备的接口速率的灵活调整，提高了网络设备之间通信的灵活度。

示例地，由于网络设备中每个网络功能所需的网络资源(如：带宽)、计算资源和存储资源等可能存在差异，实现不同网络功能的硬切片占用网络设备的不同资源，则每个网络功能映射的硬切片数量可以不相等，从而满足不同网络功能的资源需求。

另外，由于不同的报文的数据量可能不同，处理报文的网络功能所需要的带宽和/或处理能力可能存在差异，例如控制报文的数据量小于数据报文的数据量，相比网络设备用于执行控制功能的带宽，网络设备用于执行转发功能需要占用更多的带宽实现数据报文转发。网络设备的数据平面针对不同网络功能可以分配不同大小的带宽，从而灵活地满足不同网络功能的带宽需求。

可选地，网络设备基于FlexE技术中的FlexE Shim层调整基于FlexE技术划分的传输通道的接口速率，从而实现硬切片(如管理硬切片、转发硬切片)的数据平面的带宽调节。

另外，网络设备的物理端口在较短时段内接收到大量数据报文的情况下，若网络设备按照接收顺序处理数据报文，可能导致网络设备无法及时处理控制报文，延误控制器对网络设备进行配置或维护，则网络设备可以采用FlexE技术实现对报文的轮询调度，对不同报文类型的报文分批次调度。例如网络设备通过物理端口接收到的报文包括10G(GigaByte)的数据报文和5G的控制报文，网络设备在第一轮调度中对5G的数据报文和5G的控制报文进行处理，剩余5G的数据报文等待下一次调度。从而，避免数据报文和控制报文在物理端口发生拥堵现象，使网络设备能够通过同一物理端口收发控制报文和数据报文，并通过该管理硬切片正常处理控制报文，通过转发硬切片正常处理数据报文。

在另一种可能的实施方式中，报文标识和硬切片之间存在关联关系，网络设备通过查询该关联关系确定用于处理该报文的硬切片。例如，网络设备接收到的报文包含报文标识，网络设备根据报文标识对报文的报文类型进行识别，根据报文的报文标识查询该关联关系确定处理该报文的硬切片。

第二方面，提供了一种通信装置，包括至少一个网络功能，至少一个网络功能映射至少一个硬切片。通信装置包括收发模块和处理模块。收发模块，用于通过网络设备的物理端口接收报文。处理模块，用于根据报文的报文类型从至少一个硬切片中确定第一硬切片；以及通过第一硬切片处理报文。

作为一种可能的实施方式，网络设备中至少一个硬切片的数据平面是采用FlexE技术进行切片。

作为一种可能的实施方式，报文类型包括控制报文和数据报文。

可选地，网络设备接收的报文包括报文标识，处理模块具体用于：根据报文的报文标识从至少一个硬切片中确定第一硬切片。例如，处理模块根据报文标识和报文标识与硬切片的关联关系，确定处理报文的至少一个硬切片中的第一硬切片。

作为一种可能的实施方式，至少一个网络功能中每个网络功能映射的硬切片数量不相等，和/或每个网络功能映射的硬切片的数据平面的带宽不相等。

可选地，至少一个硬切片的数据平面对报文采用轮询调度方式。

可选地，收发模块可以包括接收子模块和发送子模块。其中，收发模块用于实现第二方面所述的通信装置的发送功能和接收功能。

可选地，第二方面所述的通信装置还可以包括存储模块，该存储模块存储有程序或指令。当处理模块执行该程序或指令时，使得该通信装置可以执行第一方面所述的通信方法。

需要说明的是，第二方面所述的通信装置可以是终端设备或网络设备，也可以是可设置于终端设备或网络设备中的芯片(系统)或其他部件或组件，还可以是包含终端设备或网络设备的装置，本申请对此不做限定。

此外，第二方面所述的通信装置的技术效果可以参考第一方面所述的通信方法的技术效果，此处不再赘述。

第三方面，提供了一种网络设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一组计算机指令，当所述处理器执行所述一组计算机指令时，用于执行第一方面或第一方面任一种可能设计中的通信方法的操作步骤。

在一种可能的设计方案中，第三方面所述的网络设备还可以包括收发器。该收发器可以为收发电路或接口电路。该收发器可以用于第三方面所述的网络设备与其他网络设备通信。

此外，第三方面所述的网络设备的技术效果可以参考第一方面中任意一种实现方式所述的通信方法的技术效果，此处不再赘述。

第四方面，提供一种通信系统，该通信系统包括控制器、至少一个业务终端和如上述第三方面所述的网络设备，网络设备分别连接控制器和至少一个业务终端，网络设备接收到控制器或至少一个业务终端发送的报文，执行第一方面或第一方面任一种可能实现方式中的通信方法的操作步骤。

第五方面，提供一种计算机可读存储介质，包括：计算机软件指令；当计算机软件指令在计算设备中运行时，使得计算设备执行如第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中所述方法的操作步骤。

第六方面，提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算设备执行如第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中所述方法的操作步骤。

第七方面，提供一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于实现上述第三方面的中处理器的功能。在一种可能的设计中，所述芯片系统还包括存储器，用于保存程序指令和/或数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包括芯片和其他分立器件。

本申请在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种SDN网络的架构图；

图2为本申请实施例提供的一种网络设备的逻辑平面和硬切片划分示意图；

图3为本申请实施例提供的一种通信方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的一种控制报文处理过程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种数据报文处理过程示意图；

图6为本申请实施例提供的一种基于硬切片的报文处理示意图；

图7为本申请实施例提供的一种报文调度方式的示意图

图8为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种通信方法，尤其是提供一种基于硬切片技术将网络设备的网络功能进行隔离的方法，即网络设备包含的至少一个硬切片实现至少一个网络功能，至少一个硬切片是相互网络隔离的，由此，当网络设备通过同一物理端口收发不同网络功能的报文时，由于硬切片之间相互网络隔离，相互网络隔离的硬切片实现的网络功能也相互隔离，不同网络功能的报文的传输也相互隔离，网络设备能够通过同一物理端口对不同网络功能的报文进行隔离传输，相对于架设多条网络线路实现不同功能的报文的传输，不需要为不同的网络功能分别架设单独的网络线路，降低了网络线路的复杂度和建设成本，并降低了网络维护的难度和成本。

本申请实施例提供的网络设备的网络功能相互隔离的方法可以应用于各种网络，例如SDN网络、分布式网络等应用了网络管理系统(Network Management System)的网络。下面以SDN网络中的网络设备为例进行说明。

请参考图1，图1为本申请实施例提供的一种SDN网络10的架构图。SDN网络10包括SDN控制器11、至少一个网络设备(如网络设备12和网络设备13)、至少一个业务终端(如：业务终端14和业务终端15)。网络设备13分别与SDN控制器11、网络设备12、业务终端14和业务终端15连接。例如，网络设备13可以通过用户端口或混合端口与SDN控制器11、业务终端14和业务终端15连接。网络设备13通过汇聚端口或混合端口与网络设备12的汇聚端口或混合端口连接。

SDN控制器11用于进行SDN网络10中的流量控制。例如，SDN控制器11用于向网络设备12发送包含控制信令的控制报文，实现对网络设备12的配置或维护。在另外的实施例中，SDN控制器11可以是任意网络管理系统中的管理服务器等具有控制功能的设备。

业务终端也可以称为终端(Terminal)、终端设备、用户设备(User Equipment，UE)、移动台(Mobile Station，MS)、移动终端(Mobile Terminal，MT)等。业务终端可以是访问接入点(Access Point，AP)、手机(Mobile Phone)、平板电脑(Pad)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(Virtual Reality，VR)终端设备、增强现实(Augmented Reality，AR)终端设备、工业控制(Industrial Control)中的无线终端、无人驾驶(Self Driving)中的无线终端、远程手术(Remote Medical Surgery)中的无线终端、智能电网(Smart Grid)中的无线终端、运输安全(Ttransportation Safety)中的无线终端、智慧城市(Smart City)中的无线终端、智慧家庭(Smart Home)中的无线终端等等。本申请的实施例对终端所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。业务终端用于通过网络设备与其他业务终端进行数据报文通信。

网络设备可以是交换机、路由器、网关或其他类型的设备。本申请实施例对网络设备的部署位置不予限定。例如，网络设备部署在工业园区中靠近控制中心的位置或者靠近用户侧的位置。网络设备包含控制功能和转发功能。控制功能用于处理与网络设备连接的SDN控制器11发送的控制报文。转发功能用于处理与网络设备连接的业务终端发送的数据报文。网络设备用于处理SDN控制器11发送的控制报文，以及转发业务终端发送的数据报文。本申请实施例中，SDN网络10中的至少一个网络设备还具有网络功能隔离的特性。在一些实施例中，网络设备可以将计算资源、网络资源和存储资源划分为多个硬切片，一个硬切片用于实现至少一个网络功能。例如，一个硬切片用于完成一个网络功能。或者，一个硬切片用于完成多个网络功能。又如，一个网络功能通过多个硬切片执行。不同的硬切片之间相互网络隔离，因此网络设备的不同网络功能也相互隔离。

假设图1中的网络设备12具有网络功能隔离的特性。网络设备12包括管理硬切片和转发硬切片。管理硬切片用于实现网络设备12的控制功能。转发硬切片用于实现网络设备12的转发功能。由于管理硬切片和转发硬切片相互网络隔离，因此，网络设备12通过同一物理端口实现控制报文和数据报文的收发，控制报文和数据报文可以通过同一网络线路传输至网络设备12的物理端口，相对于单独为传输该控制报文的网络架设网络线路的方案，降低了网络线路架设的复杂度和网络架设成本，且降低了网络线路的维护难度和维护成本。另一方面，当转发功能发生故障时，网络设备12接收到SDN控制器11发送的控制报文后，由网络设备12的管理硬切片可以正常处理控制报文，正常执行控制功能，从而，避免了转发功能故障导致控制功能发生故障，降低了网络设备12的控制功能发生故障的概率。

需要说明的是，网络设备中相互网络隔离的硬切片可以共用网络设备的同一物理端口，即网络设备采用同一个物理端口接收或发送不同报文类型的报文，并采用不同的硬切片处理不同报文类型的报文。从而，在降低了网络的组网复杂度和组网成本情况下，避免了故障网络功能对非故障网络功能产生影响。在一些实施例中，可以根据报文的作用划分报文类型，例如报文类型包括控制报文和数据报文。

本申请实施例所述的硬切片也可以称为子系统、网元、子网络等。例如，网络设备12包括管理硬切片和转发硬切片。管理硬切片可以称为管理子系统、管理网元或管理子网络。转发硬切片可以称为转发子系统、转发网元或转发子网络。另外，本申请实施例的网络设备13可以是不具有网络功能隔离的特性，未进行硬切片划分的路由器、交换机或网关，作为中间设备。

应理解，图1仅为便于理解而示例的简化示意图，该SDN网络10中还可以包括其它网络设备，和/或，其它终端设备，图1中未予以画出。

在SDN网络10中，网络设备可以通过从逻辑方面划分的平面处理控制报文和数据报文。在一些实施例中，从逻辑方面，网络设备包括物理平面、操作系统平面、数据平面、控制平面和管理平面。

控制平面用于负责流量控制，包含协议处理与计算。例如，根据路由协议进行路由信息的计算、路由表的生成。

数据平面用于根据控制平面生成的指令完成用户业务的转发和处理。例如，根据路由表实现数据报文的转发。

管理平面主要用于负责网络拓扑、设备接口和设备特性的管理，以及对业务进行管理，例如业务性能监控和业务告警管理等。

操作系统平面用于管理进程，通过进程实现报文处理或转发的相关逻辑控制。

物理平面用于接收报文或发送报文。

可选的，上述划分方式只是一种示例性说明，还可以采用其他划分方式从逻辑方面划分。例如，操作系统平面可以与控制平面划分为同一个平面。

在本申请实施例中，网络设备12的每个硬切片可以包含操作系统平面、数据平面、控制平面和管理平面。每个硬切片是相互网络隔离的，即不同的硬切片之间包含的数据平面、控制平面和管理平面是相互网络隔离的。

示例地，如图2所示，网络设备12包含管理硬切片和转发硬切片。管理硬切片和转发硬切片均包含了管理平面121、控制平面122、数据平面123和操作系统平面124。管理硬切片包含的各个平面和转发硬切片包含的各个平面之间是相互网络隔离的。下面对硬切片之间的隔离方式进行说明。

作为一种可能的实施方式，网络设备12采用不同类型的协议栈实现管理硬切片和转发硬切片在控制平面的协议栈的网络隔离。示例地，管理硬切片采用IPv6(InternetProtocol Version6，互联网协议第6版)的协议栈处理控制报文，转发硬切片采用IPv4(Internet Protocol Version4，互联网协议第4版)的协议栈处理数据报文。由于不同的协议栈之间不能直接通信，例如，管理硬切片用于采用IPv6协议栈处理IPv6报文，不处理IPv4报文。转发硬切片用于采用IPv4协议栈处理IPv4报文，不处理IPv6报文。

作为一种可能的实施方式，网络设备12可以采用不同路由域实现管理硬切片和转发硬切片在控制平面的控制协议的网络隔离。示例地，将管理硬切片划分到一个独立的路由域，将转发硬切片划分至另一个独立的路由域。由于一个路由域的域下所有的设备都遵循单一路由协议，一个硬切片对遵循该硬切片所属路由域的路由协议的报文进行处理，则实现了管理硬切片和转发硬切片的控制协议方面的网络隔离。

作为一种可能的实施方式，网络设备12可以采用独立的操作系统进程实现管理硬切片和转发硬切片在操作系统平面的网络隔离。例如采用不同芯片分别运行管理硬切片和转发硬切片的进程，或采用同一芯片的不同处理器核分别运行管理硬切片和转发硬切片的进程。由于每个芯片具有独立的计算资源和传输通道，同一芯片中的每个处理器核也具有独立的计算资源和传输通道，则管理硬切片和转发硬切片的操作系统进程由独立的硬件资源运行，管理硬切片和转发硬切片在操作系统上网络隔离。

作为一种可能的实施方式，网络设备12可以采用管理接口复用技术实现管理硬切片和转发硬切片在管理平面的网络隔离。

作为一种可能的实施方式，网络设备12可以采用端到端的物理通道隔离的技术实现管理硬切片和转发硬切片在数据平面的传输通道的网络隔离。可选地，数据平面的隔离可以基于FlexE、OTN(Optical Transport Network，光传送网)、WDM(Wavelength DivisionMultiplexing，波分复用)等技术实现。本实施例在下文中以FlexE为例，FlexE技术在介质访问控制(Media Access Control，MAC)层和物理(Physical，PHY)层之间增加FlexE Shim层，FlexE Shim作为一个额外逻辑层，实现MAC层和PHY层的解耦，从而支持多个不同子接口(FlexE Client)在任意一组PHY(FlexE Group)上的映射和传输，从而实现捆绑、通道化及子速率等功能。FlexE Client对应于网络中的各种用户接口，与网络设备的业务接口一致。

作为一种可能的实施方式，在物理平面，相互网络隔离的管理硬切片和转发硬切片共用同一物理端口，例如网络设备12通过与网络设备13连接的同一物理端口，该物理端口用于接收SDN控制器11发送的控制报文以及业务终端发送的数据报文。

应当指出的是，本申请实施例中的方案还可以应用于其它网络架构中，例如包含任意网络管理系统的网络架构，相应的名称也可以用其它网络架构中的对应功能的名称进行替代。

接下来，将结合图3至图6对本申请实施例提供的通信方法进行具体阐述。在这里以图1中的网络设备12、SDN控制器11、业务终端14和业务终端15为例进行说明。

图3为本申请实施例提供的通信方法的流程示意图。参考图3，该通信方法包括如下步骤310至步骤330。

步骤310、网络设备12通过物理端口接收报文。

网络设备12可以通过同一物理端口接收SDN控制器11发送的控制报文，以及业务终端14或业务终端15发送的数据报文。该同一物理端口可以是指网络设备12与网络设备13连接的物理端口。

步骤320、网络设备12根据报文的报文类型从至少一个硬切片中确定第一硬切片。

网络设备12包含的至少一个硬切片是由网络设备12的网络功能划分的，即网络设备12包含的网络功能可以是由不同的硬切片实现。网络设备12的不同网络功能用于处理不同作用的报文。例如，控制报文用于对网络设备12进行静态配置和维护，网络设备12的管理硬切片用于处理控制报文。又如，数据报文用于业务终端之间进行数据交互，网络设备12的转发硬切片用于处理数据报文。报文类型可以是由报文的作用划分得到。因此，网络设备12接收到报文后确定与报文类型关联的硬切片。

若网络设备12接收到SDN控制器11发送的控制报文，网络设备12根据报文类型从至少一个硬切片中确定的第一硬切片为管理硬切片。控制报文的具体处理过程如图4所示。

若网络设备12接收到业务终端发送的数据报文，网络设备12根据报文类型从至少一个硬切片中确定的第一硬切片为转发硬切片。数据报文的具体处理过程如图5所示。

在一些实施例中，报文标识用于指示报文的报文类型。报文标识可以是虚拟局域网身份标识号(Virtual Local Area Network Identity Document，VLAN ID)。可选地，不同报文类型的报文采用不同的通信协议处理的情况下，报文标识还可以是用于区分报文采用的通信协议的标识。例如采用TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)端口号或UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)端口号作为报文标识，网络设备12根据端口号(如：TCP端口号、UDP端口号)与硬切片的关联关系，确定用于处理该报文的第一硬切片是该端口号匹配的硬切片。

网络设备12接收到的报文包含报文标识，根据报文标识与硬切片的关联关系，确定接收到的报文包含的报文标识关联的硬切片，由该硬切片处理网络设备12接收到的报文。表1为本申请实施例提供的一种报文标识与硬切片的关联关系。

表1

报文标识	硬切片
		0	管理硬切片
1	转发硬切片

由表1可知，报文标识“0”对应的硬切片为管理硬切片，报文标识“1”对应的硬切片为转发硬切片。网络设备12接收到报文后，若网络设备12识别报文的携带的报文标识为“0”，则网络设备12根据报文标识“0”查询表1，得到表1中与报文标识“0”对应的是管理硬切片，则用于处理该报文的第一硬切片是管理硬切片；若网络设备12识别报文的携带的报文标识为“1”，则网络设备12根据报文标识“1”查询表1，得到表1中与报文标识“1”对应的是转发硬切片，则用于处理该报文的第一硬切片是转发硬切片。

需要说明的是，表1只是以表格的形式示意报文标识与硬切片的关联关系在存储设备中的存储形式，并不是对该关联关系在存储设备中的存储形式的限定，当然，该关联关系在存储设备中的存储形式还可以以其他的形式存储，本实施例对此不做限定。报文标识与硬切片的关联关系占用的存储资源较少，查询关联关系的计算复杂性低，提高了确定处理报文的硬切片的效率。

步骤330、网络设备12通过第一硬切片处理报文。

若网络设备12接收到SDN控制器11发送的控制报文，该控制报文用于配置网络设备12的静态参数，则网络设备12确定处理控制报文的硬切片为管理硬切片，管理硬切片根据控制报文的指示完成静态参数的配置后生成应答报文，通过接收控制报文的物理端口向SDN控制器11反馈应答报文。

若网络设备12接收到业务终端14向业务终端15发送的数据报文，则网络设备12确定处理数据制报文的硬切片为转发硬切片，转发硬切片根据数据报文的目的地址，通过接收数据报文的物理端口向业务终端15转发数据报文。

图4为本申请实施例提供的控制报文处理过程示意图。假设SDN控制器11向网络设备12发送控制报文，控制报文用于对配置网络设备12的静态参数进行配置。网络设备13与SDN控制器11连接的物理端口为VLAN 100，VLAN 100为网络设备13中VLAN ID为100的物理端口。

步骤410、SDN控制器11向网络设备13发送控制报文。

步骤420、网络设备13向网络设备12发送控制报文。

网络设备13通过VLAN 100接收到SDN控制器11发送的控制报文后，将VLAN ID 100携带到控制报文中。

步骤430、网络设备12根据控制报文包含的报文标识确定管理硬切片。

网络设备12包含的至少一个硬切片是由网络设备12的网络功能划分的，网络设备12中的管理硬切片用于处理控制报文，实现控制功能(如：对网络设备进行静态配置和维护)。因此，网络设备12接收到控制报文后确定与控制报文的报文标识关联的管理硬切片。例如，网络设备12确定控制报文的报文标识为VLAN ID 100后，通过查询报文标识与硬切片的关联关系，得到与VLAN ID 100关联的硬切片为管理硬切片。

步骤440、网络设备12通过管理硬切片处理控制报文，生成应答报文。

网络设备12的管理硬切片的计算资源运行实现控制功能的操作系统进程处理控制报文。例如管理硬切片根据协议栈处理控制报文，对网络设备12实现静态参数配置，生成应答报文，应答报文携带的报文标识为VLAN ID 100。可选地，管理硬切片的协议栈可以为IPv6或IPv4的协议栈。

步骤450、网络设备12向网络设备13发送应答报文。

网络设备12的管理硬切片向网络设备13发送应答报文。示例地，网络设备12中管理硬切片在数据平面包含传输通道，管理硬切片的传输通道与其他硬切片的传输通道网络隔离。网络设备12通过管理硬切片的传输通道将应答报文发送至物理端口，通过该物理端口向网络设备13发送应答报文。应理解的是，网络设备12的管理硬切片通过同一物理端口接收控制报文和发送应答报文。

步骤460、网络设备13向SDN控制器11发送应答报文。

网络设备13确定应答报文的VLAN ID 100，通过VLAN 100向SDN控制器11发送应答报文。

网络设备12采用管理硬切片处理控制报文，由于管理硬切片与网络设备12中的其他硬切片相互网络隔离，管理硬切片在网络设备12中的数据平面具有独立的传输通道，则网络设备12通过同一物理端口收发不同网络功能的报文时，管理硬切片以外的其他硬切片不会接收到控制报文，也不会处理或转发控制报文。因此，网络设备12能够通过同一物理端口分别收发不同网络功能的报文，且实现不同网络功能的报文在网络设备12中的隔离传输及处理。相对于为控制功能的相关设备架设单独的网络线路，网络设备12能够通过同一物理端口和不同网络功能共用的网络线路，实现控制功能和其他网络功能的报文的传输隔离。从而，降低了网络线路的复杂度和建设成本，简化了网络线路的维护复杂度。另一方面，当控制功能以外的其他网络功能发生故障时，网络设备12的管理硬切片可以正常处理控制报文，并执行控制功能，从而，避免网络设备12的控制功能出现故障导致网络设备12处于脱管状况，降低了网络设备12的控制功能出现故障的概率，提高了SDN网络10的通信稳定性。

图5为本申请实施例提供的数据报文处理过程示意图。假设业务终端14向业务终端15发送数据报文。网络设备13与业务终端14连接的物理端口为VLAN 200，VLAN 200为网络设备13中VLAN ID为200的物理端口。网络设备13与业务终端15连接的物理端口为VLAN300，VLAN 300为网络设备13中VLAN ID为300的物理端口。

步骤510、业务终端14向网络设备13发送数据报文。

步骤520、网络设备13向网络设备12发送数据报文。

网络设备13通过VLAN 200接收到业务终端14发送的数据报文后，将VLAN ID 200携带到数据报文中。

步骤530、网络设备12根据数据报文包含的报文标识确定转发硬切片。

网络设备12包含的至少一个硬切片是由网络设备12的网络功能划分的，网络设备12中的转发硬切片用于处理数据报文，实现转发功能。因此，网络设备12接收到数据报文后确定与数据报文的报文标识关联的转发硬切片。例如，网络设备12确定数据报文的报文标识为VLAN ID 200后，通过查询报文标识与硬切片的关联关系，得到与VLAN ID 200关联的硬切片为转发硬切片。

步骤540、网络设备12通过转发硬切片处理数据报文。

网络设备12的转发硬切片的计算资源运行实现转发功能的操作系统进程处理数据报文。例如转发硬切片根据协议栈，使数据报文携带的报文标识为VLAN ID 300，根据数据报文学习表项并转发数据报文。可选地，转发硬切片的协议栈可以为IPv6或IPv4的协议栈。应理解的是，转发硬切片的协议栈与图4所示的控制报文处理过程中管理硬切片的协议栈的类型不同。例如，管理硬切片的协议栈为IPv6则转发硬切片的协议栈为IPv4，管理硬切片的协议栈为IPv4则转发硬切片的协议栈为IPv6。

步骤550、网络设备12向网络设备13发送数据报文。

网络设备12的转发硬切片向网络设备13发送数据报文。示例地，网络设备12通过转发硬切片的传输通道将数据报文发送至物理端口，通过该物理端口向网络设备13发送数据报文。由于网络设备12中转发硬切片在数据平面包含传输通道，转发硬切片的传输通道与其他硬切片(如：管理硬切片)的传输通道网络隔离，因此，转发功能与控制功能在数据平面不会相互影响。

需要说明的是，网络设备12的转发硬切片收发数据报文的物理端口与图4所示的控制报文处理过程中管理硬切片接收控制报文的物理端口相同，在此不再赘述。

步骤560、网络设备13向网络设备15发送数据报文。

网络设备13确定数据报文的VLAN ID 300，通过VLAN 300向业务终端15发送数据报文。

网络设备12采用转发硬切片处理数据报文，由于转发硬切片与网络设备12中的其他硬切片相互网络隔离，转发硬切片在网络设备12中的数据平面具有独立的传输通道，则网络设备12通过同一物理端口收发不同网络功能的报文时，转发硬切片以外的其他硬切片不会接收到数据报文，也不会处理或转发数据报文。因此，与网络设备12通过管理硬切片处理控制报文的有益效果相同，网络设备12能够通过同一物理端口分别收发不同网络功能的报文，降低了网络线路的复杂度和建设成本，简化了网络线路的维护复杂度。且当转发功能发生故障时，网络设备12的转发功能和转发硬切片不会影响到其他硬切片执行网络功能。从而，避免网络设备12的转发功能出现故障时导致其他硬切片执行的网络功能出现故障，提高了SDN网络10的通信稳定性。例如网络设备12受到分布式拒绝服务(DistributedDenial of Service，DDoS)攻击导致转发硬切片的操作系统进程崩溃时，由于管理硬切片和转发硬切片的操作系统进程相互独立，两个操作系统进程所占用的计算资源之间相互隔离，且管理硬切片和转发硬切片的传输通道也相互隔离，网络设备12的管理硬切片能够正常执行控制功能。

上文中图4和图5所示的控制报文和数据报文的处理过程中，SDN网络10通过网络设备12执行本实施例提供的通信方法，应理解的是，本实施例提供的通信方法还可以通过多个包括至少一个硬切片的网络设备来执行。示例地，图6为本实施例提供的又一种SDN网络的架构图，下面结合图6描述在两个相互连接的网络设备中，控制报文和数据报文的数据流向，两个相互连接的网络设备分别包括至少一个硬切片。

如图6所示的SDN网络包括SDN控制器610、网络设备620、网络设备630、业务终端640和业务终端650，网络设备620和网络设备630从逻辑上划分的平面与图2所示的网络设备12相同，在此不再赘述。SDN控制器610分别与网络设备620的物理端口以及网络设备630的物理端口连接，网络设备620的物理端口与网络设备630的物理端口连接，业务终端640与网络设备620的物理端口连接，业务终端650与网络设备630的物理端口连接。

SDN控制器610向网络设备620发送控制报文后，网络设备620对控制报文的处理过程中，控制报文的数据流向可参考图6中的填充箭头的实线所指示的方向。控制报文的具体处理过程与图4所示的控制报文处理过程类似，在此不再赘述。

业务终端640向网络设备620发送数据报文，以通过网络设备620和网络设备630向业务终端650转发数据报文的情况下，数据报文的数据流向可参考图6中的未填充箭头的实线所指示的方向。数据报文的具体处理过程与图5所示的数据报文处理过程类似，在此不再赘述。

网络设备12根据报文的报文标识确定第一硬切片，可以理解为网络设备12中的第一硬切片的传输通道根据报文的报文标识调度报文。传输通道的物理隔离效果越好，硬切片之间的相互影响更小，本实施例可以采用物理隔离的方式对不同硬切片的传输通道进行网络隔离，来确保传输通道的物理隔离效果。例如，传输通道根据报文的报文标识调度报文的技术基础是网络设备12将数据平面切分为至少一个传输通道，每个硬切片包括一个独立的传输通道，本实施例以FlexE技术切分的传输通道为例，说明网络设备12中通过传输通道调度报文的过程。

下面对步骤32中硬切片通过传输通道获取报文的过程进行说明。示例性地，图7为本申请实施例提供的一种基于FlexE技术的报文调度方式的示意图。作为一种可能的实现方式，FlexE Shim层为每个网络功能分别设置一个逻辑口，每个逻辑口具有唯一的报文标识(如VLAN ID)。在网络设备12的物理端口的带宽为100G(Gigabyte)的情况下，网络设备12通过FlexE Shim层配置时隙粒度为5G，将100G的物理端口划分为20个时隙，按照每个逻辑口的网络功能所分配的带宽进行报文调度。例如网络设备12为控制功能的逻辑口对应的业务1分配的带宽为15G，采用3个时隙(例如时隙1至3)承载业务1，物理设备12为转发功能的逻辑口对应的业务2分配的带宽为10G，采用2个时隙(例如时隙4至5)承载业务2。基于FlexE技术对业务1和业务2的数据进行轮询调度，在每轮调度中，网络设备12通过FlexE Shim层根据报文携带的报文标识提取业务1的数据，并将业务1的数据填充至时隙1至3，通过FlexEShim层根据报文携带的报文标识提取业务2的数据，将业务2的数据填充至时隙4至5。应当注意的是，每轮调度中填充至时隙1至3的数据不能超过业务1被分配的带宽15G，每轮调度中填充至时隙4至5的数据不能超过业务2被分配的带宽10G，未调度的数据在下一轮调度中进行填充传输。可选地，业务2的未调度的数据的带宽超过预设阈值的情况下，例如30G，网络设备12可以直接丢弃业务2的未调度的数据，来保证对业务1的及时调度，从而避免控制功能出现延迟等故障。

可选地，网络设备12可以包括任意数量的网络功能，业务的种类与网络功能的数量相同，因此业务的数量可以有任意个，每个业务被划分的带宽大小可以根据该业务的带宽需求进行灵活调整。

本实施例中网络设备12基于FlexE Shim层的时分复用调度原理对物理端口接收的报文进行轮询调度，网络设备12的各个硬切片在数据平面中各自具有相互网络隔离的传输通道，网络设备12给各个硬切片的传输通道分配带宽，则在物理端口接收的数据量超过轮询调度的单轮最大调度数据量时，超过的数据会在下轮调度中被调度，避免发生网络拥堵，即使在某一轮调度中转发功能的数据超过转发功能的业务2分配的带宽，也不会影响控制功能相关的报文调度，从而保证了网络设备12的硬切片通过同一物理端口对不同业务流量的隔离处理或转发。

可以理解的是，为了实现上述实施例中的功能，网络设备包括了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本申请中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件相结合的形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用场景和设计约束条件。

上文中结合图1至图7，详细描述了本实施例所提供的通信方法，下面将结合图8和图9，描述本实施例所提供的通信装置。

图8为本实施例提供的可能的通信装置的结构示意图。该通信装置可以用于实现上述方法实施例中网络设备的功能，因此也具有上述方法实施例所具备的有益效果。在本实施例中，该通信装置可以是如图1所示的网络设备12，还可以是应用于服务器的模块(如芯片)。

如图8所示，通信装置800包括收发模块810、处理模块820和存储模块830，应理解的是，图8中的两个收发模块810为同一个收发模块，图8画出两个收发模块810是为了清楚地示出报文传输过程。通信装置800用于实现上述图3中所示的方法实施例中网络设备12的功能。通信装置800包括至少一个网络功能，至少一个网络功能映射至少一个硬切片。例如至少一个网络功能包括控制功能和转发功能，控制功能映射至管理硬切片，转发功能映射至转发硬切片。

收发模块810用于实现的通信装置800的发送功能和接收功能，例如，接收报文或发送报文。其中，收发模块810可以包括接收子模块和发送子模块。

处理模块820，用于根据报文的报文类型从至少一个硬切片中确定第一硬切片，并通过第一硬切片处理报文。例如，处理模块820用于执行图3中步骤320和步骤330。

可选地，处理模块820具体用于根据报文的报文标识从至少一个硬切片中确定第一硬切片。例如，处理模块820根据报文标识和报文标识与硬切片的关联关系，确定处理报文的至少一个硬切片中的第一硬切片。

存储模块830用于存储报文标识与硬切片的关联关系，以便于处理模块820根据报文的报文标识从至少一个硬切片中确定第一硬切片。

作为一种可能的实施方式，网络设备中至少一个硬切片的数据平面是采用FlexE技术进行切片。

作为一种可能的实施方式，报文类型包括控制报文和数据报文。控制报文可以是控制功能用于对网络设备12进行静态配置和维护的报文，数据报文可以是转发功能用于业务终端之间进行数据交互的报文。

可选地，网络设备12接收的报文包括报文标识，处理模块820具体用于：根据报文的报文标识从至少一个硬切片中确定第一硬切片。例如，处理模块820根据报文标识和报文标识与硬切片的关联关系，确定处理报文的至少一个硬切片中的第一硬切片。

作为一种可能的实施方式，至少一个网络功能中每个网络功能映射的硬切片数量不相等，和/或每个网络功能映射的硬切片的数据平面的带宽不相等。

可选地，至少一个硬切片的数据平面对报文采用轮询调度方式。

应理解的是，本申请实施例的通信装置800可以通过专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)实现，或可编程逻辑器件(Programmable LogicDevice，PLD)实现，上述PLD可以是复杂程序逻辑器件(Complex Programmable LogicalDevice，CPLD)，现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)，通用阵列逻辑(Generic Array Logic，GAL)或其任意组合。也可以通过软件实现图3至图5所示的通信方法时，通信装置800及其各个模块可以为软件模块。

根据本申请实施例的通信装置800可对应于执行本申请实施例中描述的方法，并且通信装置800中的各个单元的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图3至图5中的各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

图9为本实施例提供的一种网络设备900的结构示意图。如图所示，网络设备900包括处理器910、总线920、存储器930、通信接口940和内存单元950(也可以称为主存(MainMemory)单元)。处理器910、存储器930、内存单元950和通信接口940通过总线920相连。

应理解，在本实施例中，处理器910可以是CPU，该处理器910还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、ASIC、FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者是任何常规的处理器等。

处理器还可以是图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)、神经网络处理器(Neural Network Processing Unit，NPU)、微处理器、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。

通信接口940用于实现网络设备900与外部设备或器件的通信。在本实施例中，网络设备900用于实现图4和图5所示的网络设备12的功能时，通信接口940用于作为收发报文的物理端口。

总线920可以包括一通路，用于在上述组件(如处理器910、内存单元950和存储器930)之间传送信息。总线920除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线920。总线920可以是快捷外围部件互连标准(Peripheral Component Interconnect Express，PCIe)总线，或扩展工业标准结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线、统一总线(Unified Bus，Ubus或UB)、计算机快速链接(Compute Express Link，CXL)、缓存一致互联协议(Cache Coherent Interconnect for Accelerators，CCIX)等。总线920可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

作为一个示例，网络设备900可以包括多个处理器。处理器可以是一个多核(multi-CPU)处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的计算单元。在本实施例中，网络设备900用于实现图3至图5所示的网络设备12的功能时，处理器910可以调用存储器930存储的报文标识和硬切片的关联关系，根据关联关系从至少一个硬切片中确定第一硬切片，并通过第一硬切片处理报文。

值得说明的是，图9中仅以网络设备900包括1个处理器910和1个存储器930为例，此处，处理器910和存储器930分别用于指示一类器件或设备，具体实施例中，可以根据业务需求确定每种类型的器件或设备的数量。

内存单元950可以对应上述方法实施例中用于存储报文标识和硬切片的关联关系等信息的存储介质。内存单元950可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasablePROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data date SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM，DRRAM)。

存储器930可以对应上述方法实施例中用于存储计算机指令、关联关系等信息的存储介质，例如，磁盘，如机械硬盘或固态硬盘。

上述网络设备900可以是一个通用设备或者是一个专用设备。例如，网络设备900可以是边缘设备(例如，携带具有处理能力芯片的盒子)等。可选地，网络设备900也可以是服务器或其他具有计算能力的设备。

应理解，根据本实施例的网络设备900可对应于本实施例中的通信装置800，并可以对应于执行根据图3至图5中任一方法中的相应主体，并且通信装置800中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图3至图5中的各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

本实施例中的方法步骤可以通过硬件的方式来实现，也可以由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、可擦除可编程只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于计算设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于计算设备中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时，全部或部分地执行本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、网络设备、用户设备或者其它可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘(Digital Video Disc，DVD)；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘(Solid State Drive，SSD)。以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种通信方法，其特征在于，应用于网络设备，所述网络设备包括至少一个网络功能和至少一个硬切片，所述至少一个硬切片是相互网络隔离的，所述至少一个网络功能映射所述至少一个硬切片，所述方法包括：

通过所述网络设备的物理端口接收报文；

根据所述报文的报文类型从所述至少一个硬切片中确定第一硬切片；

通过所述第一硬切片处理所述报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个硬切片的数据平面是采用灵活以太网FlexE技术进行切片。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述报文类型包括控制报文和数据报文。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述报文包括报文标识，所述报文标识用于表示所述报文的报文类型，所述根据所述报文的报文类型从所述至少一个硬切片中确定第一硬切片，包括：

根据所述报文的报文标识从所述至少一个硬切片中确定第一硬切片。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述报文的报文标识从所述至少一个硬切片中确定第一硬切片，包括：

根据所述报文标识和报文标识与硬切片的关联关系，确定处理所述报文的所述至少一个硬切片中的第一硬切片。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个网络功能中每个网络功能映射的硬切片数量不相等，和/或所述每个网络功能映射的硬切片的数据平面的带宽不相等。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个硬切片的数据平面对报文采用轮询调度方式。

8.一种通信装置，其特征在于，所述通信装置包括至少一个网络功能，所述至少一个网络功能映射至少一个硬切片，所述装置包括：

收发模块，用于通过物理端口接收报文；

处理模块，用于根据所述报文的报文类型从所述至少一个硬切片中确定第一硬切片；

所述处理模块，还用于通过所述第一硬切片处理所述报文。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述至少一个硬切片的数据平面是采用灵活以太网FlexE技术进行切片。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述报文类型包括控制报文和数据报文。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的装置，其特征在于，所述报文包括报文标识，所述处理模块根据所述报文的报文类型从所述至少一个硬切片中确定第一硬切片时，具体用于：

根据所述报文的报文标识从所述至少一个硬切片中确定第一硬切片。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理模块根据所述报文的报文标识从所述至少一个硬切片中确定第一硬切片时，具体用于：

根据所述报文标识和报文标识与硬切片的关联关系，确定处理所述报文的所述至少一个硬切片中的第一硬切片。

13.根据权利要求8-12中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个网络功能中每个网络功能映射的硬切片数量不相等，和/或所述每个网络功能映射的硬切片的数据平面的带宽不相等。

14.根据权利要求9-13中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个硬切片的数据平面对报文采用轮询调度方式。

15.一种网络设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一组计算机指令；当所述处理器执行所述一组计算机指令时，执行上述权利要求1-7中任一项所述的方法的操作步骤。

16.一种通信系统，其特征在于，所述通信系统包括控制器、至少一个业务终端和如权利要求15所述的网络设备，所述网络设备分别连接所述控制器和所述至少一个业务终端，所述网络设备接收到所述控制器或所述至少一个业务终端发送的报文，执行上述权利要求1-7中任一项所述的方法的操作步骤。