CN117527684A - 一种报文传输方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种报文传输方法和装置，涉及通信技术领域，能够降低报文传输过程中可能出现的陷入循环的概率。具体方案为：第一节点属于第一网络层，第一节点确定发送报文至第二网络层的至少一个路径；至少一个路径包括第一主路径和第一备份路径时，第一节点确定第一主路径对应在第一节点上的第一端口是否为源端口，源端口为第一节点的端口中从第二节点接收报文的端口，第二节点属于第二网络层；第一端口为源端口时，第一节点通过第一备份路径对应在第一节点上的第二端口向第二网络层发送报文。本申请实施例用于第一节点向第二节点传输报文的过程。

Description

一种报文传输方法和装置

技术领域

本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种报文传输方法和装置。

背景技术

数据中心网络(Data Center Network，DCN)通常采用层次化的组网模式，为数据中心内的众多服务器(Server)提供全连接的网络，将不同服务器之间的数据进行交换。层次化的组网模式的网络通常包括三层，即接入层(Top of Rack，TOR)、汇聚层(SPINE)和核心层(CORE)，如图1所示为该组网模式下DCN交换机连接拓扑图。接入层的下行端口与服务器(Server)连接，接入层的上行端口与汇聚层的下行端口连接，汇聚层的上行端口与核心层连接。

接入层和汇聚层可以被划分为多个群组(Pod)，每个群组包括接入层的A1、A2、A3、A4、A5和汇聚层的B1、B2、B3、B4。通过汇聚层可以实现同一群组内连接的不同服务器之间的数据流量交换，通过汇聚层和核心层可以实现不同群组内连接的服务器之间的数据流量交换。由于这三层中的每一层都可以包括多个节点，同一群组内也会包括多个节点，从而在进行数据流量交换时，通过等价多路径路由(Equal-Cost Multipath Routing，ECMP)的选择方式，从任一源节点到目的节点之间都有多条可用的发送路径。例如，在图1示出的拓扑结构中，一个群组中TOR到SPINE有20条等价路径，SPINE到CORE有16条等价路径。对于节点中某一层发送报文的源节点，在数据去往本层的另一目的节点时，如果节点支持源进源出，且没有边界网关协议(Border Gateway Protocol，BGP)收敛的情况下，有可能报文一直选择的传输路径包括故障路径，造成报文有概率在源节点和下一跳节点间循环(LOOP)，导致报文发送失败。

发明内容

本申请实施例提供一种报文传输方法和装置，能够降低报文传输过程中可能出现的陷入循环的概率。

为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案。

第一方面，提供一种报文传输方法，该方法包括：第一节点属于第一网络层，第一节点确定发送报文至第二网络层的至少一个路径。至少一个路径包括第一主路径和第一备份路径时，第一节点确定第一主路径对应在第一节点上的第一端口是否为源端口，源端口为第一节点的端口中从第二节点接收报文的端口，第二节点属于第二网络层。第一端口为源端口时，第一节点通过第一备份路径对应在第一节点上的第二端口向第二网络层发送报文。

其中，第一节点可以是DCN中的TOR、SPINE和CORE中任一网络层中的节点。第一节点例如可以是交换机或路由器等转发设备。

由此，第一节点可以从发送报文至第二网络层的多条等价路径中确定出至少一个路径，在至少一个路径包括第一主路径和第一备份路径时，如果第一主路径和第一备份路径均可用作发送路径，选择第一主路径发送报文。在第一主路径对应在第一节点上的第一端口为源端口时，考虑到DCN支持源进源出，一旦通过源端口对应的路径转发报文至第二网络层时，可能由于第二网络层的节点存在路径故障而使得报文处于LOOP状态。即可能发生第一节点通过第一主路径发送报文至第二节点，而第二节点又通过第一主路径发送给第一节点，造成报文在第一节点和第二节点之间循环的情况。因此，为了降低报文在第一网络层和第二网络层间处于LOOP状态的概率，本申请中，第一节点在转发报文时，可剔除源端口，即不采用第一主路径对应的第一端口传输报文，而采用第一备份路径对应的第二端口传输报文，以尽量避免报文传输过程中可能出现的陷入循环发送的情况，提高报文的传输效率。

在一种可能的设计中，第一端口与源端口不同时，第一节点通过第一端口发送报文。

这种设计中，由于第一主路径对应的第一端口与源端口不同，此时采用第一主路径发送报文也不会造成报文在第一节点和第二节点之间循环发送的情况。而且第一主路径的优先权等级高于第一备份路径，即第一主路径上的报文传输数量少于第一备份路径上的报文传输数量，或是第一主路径上的传输速率大于第一备份路径的传输速率。在发送报文时选择第一主路径，即第一节点通过第一端口发送报文，可以提高报文的传输效率。

在一种可能的设计中，第一主路径为故障路径，至少一个路径为第一备份路径时，第一节点通过第一备份路径对应在第一节点上的第二端口发送报文。

这种设计中，若第一主路径为故障路径，则只有第一备份路径可以传输报文。虽然第一备份路径对应于第一节点的第二端口也有可能为源端口，有概率出现报文在第一节点和第二节点之间循环发送的情况。但由于需要优先保证报文能够成功传输，因此此时无需判断第一备份路径对应于第一节点的第二端口是否是源端口，通过第一备份路径对应于第一节点上的第二端口发送报文，可以提高报文成功传输的概率。

在一种可能的设计中，第一节点从第一节点的第三端口继续接收到报文时，确定报文进入报文循环。第一节点确定发送报文至第二网络层的第二备份路径，第二备份路径与第一备份路径不同。

这种设计中，在第一主路径为故障路径，第一备份路径对应于第一节点上的第二端口为源端口时，报文可能进入报文循环。一旦确定报文进行报文循环后，为了脱离循环，第一节点可以在下一次确定备份路径时，重新确定第二备份路径，确定的第二备份路径对应于第一节点上的端口与第一备份路径对应于第一节点上的第二端口不同。由此，报文可通过第二备份路径传输至第二网络层，尽可能避免源进源出造成的报文LOOP状态，保证报文能够顺利传输。

在一种可能的设计中，第一节点确定第一主路径对应在第一节点上的第一端口是否为源端口包括：第一节点对第一节点的所有端口的位图执行计算操作，以确定第一主路径对应在第一节点上的第一端口是否为源端口。其中，计算操作包括移位操作、取反操作和与操作。

这种设计中，可先通过移位操作和取反操作可以确定出源端口，再加上与操作可以去除源端口，确定出最终发送路径。对所有端口的位图执行计算操作，可通过简单运算确定出第一主路径对应在第一节点上的第一端口是否为源端口，以及确定出最终的发送端口，降低了运算量。

第二方面，提供一种报文传输装置，报文传输装置应用于第一节点，第一节点属于第一网络层，该报文传输装置包括：

确定单元，用于确定发送报文至第二网络层的至少一个路径；确定单元还用于至少一个路径包括第一主路径和第一备份路径时，确定第一主路径对应在第一节点上的第一端口是否为源端口，源端口为第一节点的端口中从第二节点接收报文的端口，第二节点属于第二网络层；发送单元，用于第一端口为源端口时，通过第一备份路径对应在第一节点上的第二端口向第二网络层发送报文。

第二方面的有益效果可参见第一方面的说明。

在一种可能的设计中，发送单元还用于：第一端口与源端口不同时，通过第一端口发送报文。

在一种可能的设计中，发送单元还用于：第一主路径为故障路径，至少一个路径为第一备份路径时，通过第一备份路径对应在第一节点上的第二端口发送报文。

在一种可能的设计中，确定单元还用于从第一节点的第三端口继续接收到报文时，确定报文进入报文循环；发送单元还用于确定发送报文至第二网络层的第二备份路径，第二备份路径与第一备份路径不同。

在一种可能的设计中，确定单元还用于：对第一节点的所有端口的位图执行计算操作，以确定第一主路径对应在第一节点上的第一端口是否为源端口；其中，计算操作包括移位操作、取反操作和与操作。

第三方面，提供一种通信装置，包括至少一个处理器，至少一个处理器与存储器相连，至少一个处理器用于读取并执行存储器中存储的程序，以使得装置执行如上述第一方面或第一方面的任一项的方法。

第四方面，提供一种芯片系统，该芯片系统可以包括处理器。该处理器与存储器耦合，用于读取并执行存储器中存储的程序指令，以实现如上述第一方面或第一方面的任一项的方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种报文传输装置，该装置包含在电子设备中，该装置具有实现上述任一方面及任一项可能的实现方式中电子设备行为的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块或单元。例如，确定模块或单元、发送模块或单元等。

第六方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括计算机指令，当计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第一方面及任一项可能的实现方式中的报文传输方法。

第七方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机或处理器上运行时，使得计算机或处理器执行上述第一方面及任一项可能的实现方式中的报文传输方法。

可以理解的是，上述提供的任一种报文传输装置、通信装置、芯片、计算机可读存储介质或计算机程序产品等均可以应用于上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。

本申请的这些方面或其他方面在以下的描述中会更加简明易懂。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种组网模式下DCN交换机连接拓扑图；

图2为本申请实施例提供的一种FRR倒换场景图；

图3为本申请实施例提供的一种芯片的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种报文传输方法的的流程图；

图5为本申请实施例提供的一种节点的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的转发表的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种报文传输方法的流程图；

图8为本申请实施例提供的一种执行设备的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解，示例的给出了部分与本申请实施例相关概念的说明以供参考。如下所示：

等价多路径路由(ECMP)，即存在多条到达同一个目的地址的相同开销的路径。当设备支持等价路由时，发往目的网际协议(Internet Protocol，IP)地址或者目的网段的三层转发流量就可以通过不同的路径分担，实现网络的负载均衡，并在其中某些路径出现故障时，由其他路径代替完成转发处理，实现路由冗余备份功能。

快速路由(Fast ReRoute，FRR)，是一种利用由本地预先决定的修复路径对失效链路或路由器提供保护的技术。当路由器探测到故障时，并不是立即扩散路由信息并进行路由计算，而是首先利用备份路由替换失效路由先在本地修复故障，在路由重新收敛之前，使用备份路由进行转发。这样流量中断时间将大大缩短，中断时间等于探测邻接故障的时间与采用备份路由替换失效路由的时间之和。

路由器(Router)，一种计算机网络设备，能将数据通过打包一个个网络传送至目的地(选择数据的传输路径)，这个过程称为路由。路由器就是连接两个以上各别网络的设备。

边界网关协议(BGP)，一种基于策略的路径向量协议，利用更新(update)消息实现增量、触发式的路由更新，而不是一般距离向量协议中的整个路由表的周期性更新。当新增加或删除一跳路由时，相关update消息在各自治系统(Autonomous System，AS)间传播，并可能引起路由表的改变。整个因特网上所有BGP路由器的路由不断变化最终达到一个一致状态的过程，称为BGP的路由收敛过程。

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描述。其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

目前，路由器存在多条路径，路由器发送报文时，可以通过哈希算法确定出待发送报文的主路径和备份路径。正常情况下，路由器采用主路径发送报文。当链路出现故障时，路由器选择备份路径发送报文，由此实现了从主路径到备份路径的切换。当链路恢复正常时，路由器重新选择路径，即路由器选择主路径为发送路径，由此实现了从备份路径到主路径的切换。

如图2所示，因为TOR中的节点之间没有互联直达路径，当有从TOR中的A2发送至A1的报文时，可以选择SPINE中的B1、B2、B3和B4中的一个节点作为1跳的节点。但当B1到A1的路径发生故障时，由于BGP还未收敛完成时，无法下发新的配置路径，A2有1/4的几率选择B1，此时由于物理链路直接连接的原因，B1能够感知到B1和A1的路径发生故障。此时，B1会选择通过TOR中A2、A3和A4中的一个节点作为中间转接，以3跳的方式将报文发送至A1。其中，3跳的路径有9条，包括：B1-A2-B2-A1、B1-A2-B3-A1、B1-A3-B2-A1等。

在B1再次发送报文到A2时，如果想再次发送至目的节点A1，由于路由器可以支持源进源出，且没有BGP收敛，有可能再次选择A2-B1这条路径，造成报文有概率在A2和B1之间循环。

因此，可以发现，当A2向B1发送报文时，如果在1跳路径断开时，可能在ECMP 3跳转发报文时，从去往目的TOR的路径，如果选择源进源出，即A2从B1接收到了报文，A2再次由于源进源出选择了通过B1转发报文时，考虑到B1存在端口故障的路径，可能造成报文在SPINE和TOR之间LOOP。

需要说明的是，路由器可以支持源进源出的场景可以为以下三种：(1)路由器下挂的设备没有转发能力，需要由路由器帮忙转发报文；(2)路由器下挂的服务器中服务器需要与虚拟机通信；(3)路由器下挂的设备与用户口二重隔离，只允许路由器进行转发和互访控制。

目前，对于节点中有路径损坏的处理方式有两种，一是等路由器BGP协议或开放式最短路径优先(Open Shortest Path First，OSPF)协议重新收敛，但此种方式需要等待时间4s。二是SPINE的B1告知TOR中的各个节点，从B1到A1的路径发生故障，但此种方式对于节点选路时，不仅要考虑下一跳节点，还要考虑下下一跳节点，增加了选路的复杂度。

因此，本申请提出一种报文传输方法，该方法改进了现有路由器中源进源出的机制，在第一节点的第一主路由路径对应的第一端口为源端口时，可采用第一备份路径对应的第二端口向第二网络层的第二节点发送报文，从而不采用源端口发送报文，降低了报文在第一节点和第二节点之间循环发送的概率。

例如，以图2示出的过程为例，本申请在B1进行A1、A2、A3和A4的ECMP选择，如果选择了A2，A2可将源端口(A2中从B1接收报文的端口)从ECMP路径中剥离出去，可以不选择A2到B1的端口，从而可选择A2上与B2、B3和B4对应出端口，最终使得报文可从与A2与B2、B3和B4中的一个对应的路径传输报文到达A1，避免报文进入循环。

在上述场景中，本申请的报文传输方法和报文传输装置可以应用于如图1所示的DCN的网络架构中，该网络架构中的节点可以为执行本申请方法的执行设备。

在一些实施例中，该执行设备以是路由器或交换机，即本申请中的第一节点和第二节点可以是路由器或交换机。例如，可以是第一节点为路由器，第二节点为路由器。也可以是第一节点为交换机，第二节点为交换机。也可以是第一节点为路由器，第二节点为交换机。也可以是第一节点为交换机，第二节点为路由器。

或者，本申请中的执行设备还可以是路由器或交换机以外的其他转发设备，本申请不进行限定。

其中，路由器工作在开放式系统互联(Open System Interconnect，OSI)模型的第三层，即网络层。路由器内保存有一份路由表，路由表中存放有寻址信息。当路由器收到网络层的报文后，路由器根据路由表和选路算法将报文转发到下一跳节点，下一跳节点可以是路由器、交换机和目的主机等。

交换机工作在OSI模型的第二层，即链路层。交换机内保存有一份介质访问控制(Media Access Control，MAC)表，MAC表中存放有与交换机相连的设备的MAC地址，交换机可以根据接收到的报文的首部信息内的目的MAC地址查找MAC表，完成报文的转发。

在一些实施例中，本申请提出的传输报文的装置可以为芯片，例如该芯片为系统级芯片(System-on-a-Chip，SoC)。如图3所示，SoC包括处理器，该处理器可以为单核处理器或多核处理器、存储器和输入输出接口等。处理器可加载存储器中的数据和应用程序后，对数据进行处理，例如进行本申请中的发送处理。例如在第一端口为源端口时，第一节点通过第一备份路径对应在第一节点上的第二端口向第二网络层发送报文。

应用本申请的网络架构，下面对本申请提供的报文传输方法流程进行介绍。

本申请实施例提供一种报文传输方法，如图4所示，该方法包括：

401、第一节点属于第一网络层，第一节点确定发送报文至第二网络层的至少一个路径。

至少一个路径可以是一个主路径，也可以是一个备份路径，也可以是一个主路径和一个备份路径。其中，所有路径都不是故障路径，可正常发送报文。

对于第一网络层的第一节点来说，第一节点向第二网络层的第二节点发送报文可通过ECMP确定多条等价路径。如图2所示，以第一网络层为TOR，第二网络层为SPINE，第一节点为A2为例，A2向第二网络层发送报文的多条等价路径可以包括A2-B1、A2-B2、A2-B3和A2-B4。每条等价路径可以设置优先权，设置优先权的方式可以是考虑路径上传输的报文数量。例如报文数量越低，路径的优先权越高。因此，可将优先权最高的路径确定为第一主路径，优先权次之的路径确定为第一备份路径。在第一主路径和第一备份路径均可以用于传输报文时，选择第一主路径传输报文。在第一主路径为故障路径时，选择第一备份路径传输报文。例如，由于A2-B1上传输的报文的数量最少，A2-B2上传输的报文数量次之，由此可以设置A2-B1为第一节点A2的第一主路径，A2-B2为第一节点A2的第一备份路径。

在确定出第一主路径和第一备份路径后，判断第一主路径和第一备份路径是否是故障路径，踢除第一主路径和第一备份路径中的故障路径，以保证第一节点确定的路径均是非故障路径，保证报文正常传输。

402、至少一个路径包括第一主路径和第一备份路径时，第一节点确定第一主路径对应在第一节点上的第一端口是否为源端口，源端口为第一节点的端口中从第二节点接收报文的端口，第二节点属于第二网络层。

第一主路径和第一备份路径分别包括发出报文的出端口和接收报文的入端口，第一主路径的出端口对应第一节点的第一端口，第一主路径的入端口对应第二网络层的一个节点的端口，第一备份路径的出端口对应第一节点的第二端口，第一备份路径的入端口对应第二网络层的另一个节点的端口，第一主路径的入端口和第一备份路径的入端口不是同一个端口。

其中，对于DCN中的每个节点，以第一节点为例，第一节点可以包括多个端口，多个端口中的每个端口可以用于接收和发送报文。对于第一节点，多个端口包括第一主路径对应的第一端口、第一备份路径对应的第二端口和源端口。其中，源端口可以是第一端口，源端口也可以是第二端口，源端口也可以是除第一端口和第二端口之外的其他端口。

例如图5中的第一节点A2，A2可以包括多个端口B1’、B2’、B3’、B4’。其中，端口B1’与第二网络层的节点B1的一个端口连接，端口B2’与第二网络层的节点B2的一个端口连接，端口B3’与第二网络层的节点B3的一个端口连接，端口B4’与第二网络层的节点B4的一个端口连接。若A2-B1为第一主路径，A2-B2为第一备份路径，则B1’为第一端口，B2’为第二端口。若第一节点中接收第二节点发送的报文的端口为端口B1’，则端口B1’为源端口。

403、第一端口为源端口时，第一节点通过第一备份路径对应在第一节点上的第二端口向第二网络层发送报文。

由于第一主路径的优先权等级高于第一备份路径的优先权，因此先判断第一主路径对应的第一节点上的第一端口是否是源端口。

由于第一主路径对应的第一端口为源端口，则第一主路径的出端口为第二网络层的第二节点。

在DCN支持源进源出的情况下，一旦第二节点的端口中存在故障路径，可能发生报文在第一网络层和第二网络层间LOOP。为了避免报文发送给第二节点后，又从第二节点经第一主路径发送给第一节点，造成报文在第一节点和第二节点之间循环发送的情况，本申请中，第一节点接收到报文时，需要避开从第一节点的源端口转发报文，即不采用第一主路径对应的第一端口传输报文，而采用第一备份路径对应的第二端口传输报文。

这样，本申请在节点转发报文进行EMCP选择端口时，可将源端口进行剔除，降低了报文传输过程中可能出现的陷入循环的概率，提高了报文的传输效率。

下面对本申请提供的报文传输方法进一步进行说明。

在一些场景中，DCN中的任一节点在接收到报文时，需要根据节点中部署的转发表确定至少一个路径。而后，在至少一个路径中选择要转发报文的路径。在确定要转发报文的路径时，考虑节点接收报文时的源端口，以降低从源端口转发报文使得报文进入LOOP的概率。其中，如图6所示，这里的转发表可包括ECMP Group表、NHP成员(member)表和LST表。转发表的具体应用将在下文中介绍。

应用图6的框架，本申请实施例提供一种报文传输方法，如图7所示，该方法包括：

701、第一节点属于第一网络层，第一节点根据ECMP表确定第一节点转发报文的第一端口的索引和第二端口的索引。

其中，第一端口为主端口，即第一节点转发报文的第一主路径对应在第一节点上的端口，第二端口为备份端口，即第一节点转发报文的第一备份路径对应在第一节点上的端口。

ECMP表中存放硬件感知的FRR的使能位(Frr)和负载平衡表(Load BalanceTable，Lbt)的使能位(Lbt)、当前ECMP表的成员个数(MembCnt)以及ECMP表内第一个成员的基地址(NhpBaseAddr)。部署ECMP表时，应使能FRR状态。ECMP表的表项结构可参考表1。

表1ECMP表的表项结构

其中，Bit offset为域的位置，位宽为域的bit的值，FRR的使能位用于指示是否使能FRR功能，Lbt的使能位用于指示是否使能Lbt功能。表1中的Frr使能的指示值为1时，表示使能FRR功能，Frr的指示值为0时表示不使能FRR功能。表1中的Lbt的Lbt使能的指示值为1时，表示使能Lbt功能，Lbt的指示值为0时表示不使能Lbt功能。成员可以理解为报文传输的路径，成员个数可以理解为路径的个数，ECMP表内第一个成员的基地址可以理解为第一条路径的基地址。

示例性的，第一节点在接收到报文时，对报文进行解析，得到报文的目的IP地址。该目的IP地址为报文想要发送到的路由器或交换机的IP地址。通过报文的目的IP地址，可查找得到与该目的IP地址对应的ECMP表的索引，以根据ECMP表的索引查找得到ECMP表。而后，第一节点可先查找ECMP表中第一个成员的基地址，根据第一个成员的基地址可确定出ECMP表中每个成员的地址。其中，ECMP表中的每个成员为一个路径。再通过HASH算法查找ECMP表中的每条路径，对每条路径设置优先权。其中，设置优先权的方式可以为考虑路径上传输的报文数量和报文的传输速率。优先权高的为第一主路径，优先权次之的为第一备份路径，从而得到第一主路径对应的第一端口的索引和第一备份路径对应的第二端口的索引。

702、第一节点根据第一端口的索引、第二端口的索引查找NHP成员表，得到转发报文的第一端口和第二端口。

其中，NHP成员表用于指示在FRR主备场景下节点中的芯片一次查表的性能需求。NHP成员表中包括待查找的LST表的索引(ptrIndex)、在LST表中的bit位置(bitpos)、FRR状态(Frr_status)和FRR使能(Frr_en)。其中，待查找的LST表的索引，用于指示待查找的LST表，通过查找LST表可知道待查找的路径的状态。在LST表中的bit位置，用于指示待查找的路径对应在LST表中的bit位置。FRR状态，用于指示此表中的路径为主路径还是备份路径，FRR使能，用于指示是否使能FRR功能。

NHP成员表的表项结构可参考表2。

表2NHP成员表的表项结构

其中，NHP成员表包括两个NHP表，分别是NHP0和NHP1。其中，NHP0对应第一主路径的NHP成员表，NHP1对应第一备份路径的NHP成员表，通过设置Frr_status的状态可以确定成员表为第一主路径的NHP成员表还是第一备份路径的NHP成员表。表2可以理解为NHP0或NHP1。在部署NHP表时，应使能FRR功能，以便在路径故障时，可以使用备份路径进行转发。对于FRR功能的设置，在ECMP表和NHP表中设置一个即可。具体地，第一节点可以根据查找ECMP表的Lbt得到配置文件的索引，基于配置文件的索引查找到配置文件后，基于配置文件对多个路径进行配置，并通过HASH算法进行计算，确定出第一主路径和第一备份路径，得到第一端口的索引和第二端口的索引。再基于第一端口的索引查找NHP0以及基于第二端口的索引查找NHP1，得到转发报文的第一端口和第二端口。

703、第一节点查找LST表，得到第一端口的状态和第二端口的状态，以确定发送报文至第二网络层的至少一个路径。而后，执行步骤704或步骤707。

示例性地，在通过查找NHP表获得第一端口和第二端口时，还可根据待查找的LST表的索引，查找LST表，以根据LST表确定第一端口的状态和第二端口的状态。

其中，LST表的表项结构可以参考表3。

表3LST表的表项结构

其中，FRR_STATUS表示使用主路径或是使用备份路径，Size的值为32可以理解为LST表中指示了32个bit的比特值。根据bitpos查找LST表，可知道第一端口的状态和第二端口的状态。例如若LST表输出的FRR状态为0，则表示主路径为非故障路径；若LST表输出的FRR状态为1，则表示主路径为故障路径。

具体地，LST表为端口状态表，LST表中存放有对应的第一端口和第二端口的状态，通过LST表中输出的FRR_STATUS的bit的值可以判断第一主路径和第一备份路径是否是故障路径，从而第一节点可以确定出至少一个路径。若第一主路径和第一备份路径均为非故障路径，即LST表中输出的FRR_STATUS的bit值为0，则至少一个路径包括第一主路径和第一备份路径。若第一主路径为故障路径，即LST表中输出的FRR_STATUS的bit值为1，则至少一个路径包括第一备份路径。

704、至少一个路径包括第一主路径和第一备份路径时，第一节点确定第一主路径对应在第一节点上的第一端口是否为源端口，源端口为第一节点的端口中从第二节点接收报文的端口，第二节点属于第二网络层。而后，执行步骤705或步骤706。

在一些实施例中，第一节点对第一节点的所有端口的位图执行计算操作，以确定第一主路径对应在第一节点上的第一端口是否为源端口。其中，计算操作包括移位操作、取反操作和与操作。

其中，通过移位操作和取反操作可以确定出源端口，再加上与操作可以去除源端口，确定出报文最终的发送路径。

示例性的，假设图5中的第一节点A2中的端口B1’、B2’、B3’、B4’与第二网络层的路径P1、P2、P3和P4的端口编号分别为：B1’＝0，B2’＝1，B3’＝2，B4’＝3。第一节点A2的所有端口的位图为4’bxxxx，其中，位图中的“4”表示4条路径，“b”表示二进制，“x”表示路径状态，x为0和1，其中1表示路径有效，0表示路径无效，“xxxx”从低位至高位分别对应路径P1、P2、P3和P4的状态。若路径P1、P2、P3和P4均为非故障路径，则第一节点A2的位图配置为4’b1111。

在一个实例中，源端口记为SP，配置第一节点A2的所有端口的初始位图为4’b0001。

若源端口为P1，即第一节点是从B1’接收到报文的，则第一节点对初始位图移位0位，进行移位操作为后位图仍然为4’b0001，继续进行取反操作后，位图更新为4’b1110。

若源端口为P2，则第一节点对初始位图移位1位，进行移位操作后，位图更新为4’b0010，继续进行取反操作后，位图更新为4’b1101。

若源端口为P3，则第一节点对初始位图移位2位，进行移位操作后，位图更新为4’b0100，继续进行取反操作后，位图更新为4’b1011。

若源端口为P4，则第一节点对初始位图移位3位，进行移位操作后，位图更新为4’b1000，继续进行取反操作后，位图更新为4’b0111。

假设第一主路径对应在第一节点A2的端口为B1’，第一备份路径对应在第一节点A2的端口为B2’，第一节点确定与移位和取反操作后的位图进行与操作的位图为4’b0011。

在一个实例中，若第一主路径和第一备份路径对应在第一节点A2的的端口依次为B1’、B2’，源端口为P1，则第一节点A2的所有端口的位图执行计算操作的公式可表示为：4’b0011&(～(SP<<4’b0001))，得到计算后位图的结果为4’b0010。其中，SP<<4’b0001表示对位图4’b0001执行移位操作，移位后的位图为4’b0001。～(SP<<4’b0001)表示为移位后的位图取反，取反后的位图为4’b1110。位图4’b0011&4’b1110表示与操作，结果为4’b0010。因此，由于位图中第一主路径对应的第一端口B1’的路径状态对应的比特值更新为0，则第一节点可确定第一主路径不可选，第一主路径对应在第一节点上的第一端口为源端口P1，第一节点将采用第一备份路径对应于第一节点的第二端口进行报文传输。

由此，本申请对第一节点的所有端口的位图执行计算操作，可通过简单运算确定出第一主路径对应在第一节点上的第一端口是否为源端口，以及确定出最终的发送路径，实现较为简单。

705、第一端口为源端口时，第一节点通过第一备份路径对应在第一节点上的第二端口向第二网络层发送报文。

继续以步骤704中的举例为例，当第一主路径对应在第一节点A2上的第一端口B1’为源端口时，第一节点A2可通过第一备份路径对应在第一节点上的第二端口B2’向第二网络层的B2发送报文。

这样，假设第一节点从源端口B1’接收到的报文是由于报文进入LOOP，而从B1节点发送回的，本申请实施例中，第一节点可通过剔除源端口进行下一跳的报文转发，降低了报文进入LOOP的概率，提升报文传输成功率。

706、第一端口与源端口不同时，第一节点通过第一端口发送报文。

具体的，由于第一主路径对应的第一端口与源端口不同，第一节点确定第一主路径在第一节点的入端口并非耦合的是第二网络层的第二节点。此时在第一节点通过源端口从第二节点接收到的该报文是处于LOOP状态的情况下，第一节点采用第一主路径发送报文也不会造成报文在第一节点和第二节点之间循环发送的情况，降低了报文处于LOOP状态的概率。

以步骤704中的举例为例，相当于第一主路径对应在第一节点A2的第一端口B1’不是源端口，此时第一节点可通过第一端口，即第一主路径P1发送报文。

而且，第一主路径的优先权等级高于第一备份路径，即第一主路径上的报文传输数量少于第一备份路径上的报文传输数量，或是第一主路径上的传输速率大于第一备份路径的传输速率。在发送报文时选择第一主路径，即第一节点通过第一端口发送报文，可以提高报文的传输效率。

707、第一主路径为故障路径，至少一个路径为第一备份路径时，第一节点通过第一备份路径对应在第一节点上的第二端口发送报文。

示例性的，若第一主路径为故障路径，则只有第一备份路径可以传输报文。此时若是第一备份路径对应在第一节点的第二端口也有可能为源端口，虽然可能存在通过第一备份路径传输报文的话有概率出现报文在第一节点和第二节点之间循环发送的情况。但由于需要优先保证报文能够成功传输，因此此时无需判断第一备份路径对应于第一节点的第二端口是否是源端口，通过第一备份路径对应于第一节点上的第二端口发送报文，可以提高报文成功传输的概率。

以步骤704中的举例为例，第一节点确定只有第一备份路径P2可传输报文时，可以省略确定第二端口B2’是否为源端口的过程，通过第二端口B2’向节点B2传输报文即可。

708、第一节点从第一节点的第三端口继续接收到报文时，确定报文进入报文循环。

如前所述，在第一主路径为故障路径时，无需判断第一备份路径对应于第一节点的第二端口是否是源端口，通过第一备份路径对应于第一节点上的第二端口发送报文。此时，若第一备份路径对应于第一节点的第二端口是源端口，则报文可能在第一节点和第二节点之间通过第一备份路径循环传输，在第一节点的第三端口继续接收到报文时，可以确定报文进行报文循环。

需要说明的是，第一节点的第三端口可能与上一次接收报文的源端口相同，也可以与上一次接收报文的源端口不同，第三端口取决于第二网络层的第二节点的路径选择结果。

以步骤707中的举例为例，第一节点选择了通过第二端口B2’向节点B2传输报文，但是之后第一节点又继续在第二端口B2’或者在第三端口B3’接收到该报文时，可确定报文进入了LOOP状态。第二层网络的节点B2并未成功将报文传输至下一网络层。

709、第一节点确定发送报文至第二网络层的第二备份路径，第二备份路径与第一备份路径不同。

在报文进入报文循环后，为了脱离循环，第一节点可以在下一次确定备份路径时，重新确定第二备份路径，确定的第二备份路径对应于第一节点上的端口与第一备份路径对应于第一节点上的第二端口不同。由此，报文可通过第二备份路径传输至第二网络层，尽可能避免源进源出造成的报文LOOP状态，保证报文能够顺利传输。其中，第一节点确定第二备份路径的过程可参见上述步骤701～步骤703的说明，与确定第一备份路径的实现方式类似。由此，在本申请中，当对于DCN中的任一网络层的第一节点，在通过ECMP Group表、NHP成员表和LST表确定出至少一个路径时，可对确定出的路径与第一节点在接收到报文的源端口进行比较，以尽量避免报文在源进源出的情况下可能处于LOOP状态的情况，提升报文的传输成功率。

此外，本申请可以在DCN中的任一网络层中的任一节点都部署执行本申请方法流程的功能。上述实施例中的举例是以第一节点为TOR的A2为例说明的。

再举例来说，示例性的，对于图2中的场景，若在SPINE的B1部署有上述报文传输方法的功能。在B1确定B1-A1间路径故障时，如果B1是从A2接收到的报文，B1转发该报文时，B1不会再将报文从B1发送给A2，而是会将报文发送给在TOR的A3或A4。若在TOR的A3或A4部署上述报文传输方法，考虑避开源进源出的原则，A3或A4转发报文的下一跳的节点为SPINE的B2、B3、B4中的一个。由此，即使B1-A1的路径出现故障，在报文到达B1后，无需等路由器BGP协议重新收敛，也可快速通过3跳的方式到达A1，完成报文的传输。通过路由器BGP协议或OSPF协议重新收敛需要4s，而本申请实施例中3跳的方式也只需花费大约100ms，节省了报文传输的时间。

而且，通常在SPINE中的某个节点确定存在故障路径时，需要向TOR中除故障路径的节点以外的其他节点发送通知消息，以通知故障路径本节点的某个端口不可用。例如在B1确定B1-A1间路径故障时，B1需要通知TOR中的每个节点知晓B2-A1这条路径在B1上的端口不可用。这样，在TOR的节点进行ECMP路径选择时，TOR中的节点不仅要感知TOR自己的出端口，还要感知下下一跳端口的状态，即SPINE中的出端口的状态。而在本申请实施例的基础上，在避免源进源出的情况下，B1不需要发送通知消息，TOR中的节点可以通过剔除源端口转发报文的方式，降低报文由于故障路径进入LOOP的概率。

可以理解的是，为了实现上述功能，电子设备包含了执行各个功能相应的硬件和/或软件模块。结合本文中所公开的实施例描述的各示例的算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。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和设计约束条件。本领域技术人员可以结合实施例对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本实施例可以根据上述方法示例对电子设备进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块可以采用硬件的形式实现。需要说明的是，本实施例中对模块的划分是示意性的，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。

在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图8示出了上述实施例中涉及的电子设备800的一种可能的组成示意图，如图8所示，该电子设备800可以包括：确定单元801、和发送单元802。其中，该电子设备800例如可以是DCN中的TOR、SIINE或CORE中的任一网络层中的节点。节点可以是转发设备，转发设备例如为交换机或路由器等。

其中，确定单元801可以用于支持电子设备800执行上述步骤401、步骤403、步骤708、步骤等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。

发送单元802可以用于支持电子设备1100执行上述步骤705、步骤706、步骤707、步骤709等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。

需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。

本实施例提供的电子设备800，用于执行上述报文传输方法，因此可以达到与上述实现方法相同的效果。

在采用集成的单元的情况下，电子设备800可以包括处理模块、存储模块和通信模块。其中，处理模块可以用于对电子设备800的动作进行控制管理，例如，可以用于支持电子设备800执行上述确定单元801和发送单元802执行的步骤。存储模块可以用于支持电子设备800存储程序代码和数据等。通信模块，可以用于支持电子设备800与其他设备的通信，例如与DCN中的任一网络层中的节点的通信。

其中，处理模块可以是处理器或控制器。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，数字信号处理(digital signal processing，DSP)和微处理器的组合等等。存储模块可以是存储器。通信模块具体可以为射频电路、蓝牙芯片、Wi-Fi芯片等与其他电子设备交互的设备。

在一个实施例中，当处理模块为处理器，存储模块为存储器，通信模块为收发器时，本实施例所涉及的电子设备可以为如图9所示的路由器和交换机等终端设备。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括一个或多个处理器以及一个或多个存储器。该一个或多个存储器与一个或多个处理器耦合，一个或多个存储器用于存储计算机程序代码，计算机程序代码包括计算机指令，当一个或多个处理器执行计算机指令时，使得电子设备执行上述相关方法步骤实现上述实施例中的报文传输方法。

本申请的实施例还提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有计算机指令，当该计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述相关方法步骤实现上述实施例中的报文传输方法。

本申请的实施例还提供了一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述相关步骤，以实现上述实施例中电子设备执行的报文传输方法。

另外，本申请的实施例还提供一种装置，这个装置具体可以是芯片，组件或模块，该装置可包括相连的处理器和存储器；其中，存储器用于存储计算机执行指令，当装置运行时，处理器可执行存储器存储的计算机执行指令，以使芯片执行上述各方法实施例中电子设备执行的报文传输方法。

其中，本实施例提供的电子设备、计算机存储介质、计算机程序产品或芯片均用于执行上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。

本申请另一实施例提供了一种系统，该系统可以包括上述无线接入设备和上述至少一个电子设备，可以用于实现上述报文传输方法。

通过以上实施方式的描述，所属领域的技术人员可以了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，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，模块或单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，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。

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一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择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。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。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例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个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例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(read only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上内容，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，可轻易想到变化或替换，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 (12)

1.一种报文传输方法，其特征在于，所述方法包括：

第一节点属于第一网络层，所述第一节点确定发送报文至第二网络层的至少一个路径；

所述至少一个路径包括第一主路径和第一备份路径时，所述第一节点确定所述第一主路径对应在所述第一节点上的第一端口是否为源端口，所述源端口为所述第一节点的端口中从第二节点接收所述报文的端口，所述第二节点属于所述第二网络层；

所述第一端口为所述源端口时，所述第一节点通过所述第一备份路径对应在所述第一节点上的第二端口向所述第二网络层发送所述报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一端口与所述源端口不同时，所述第一节点通过所述第一端口发送所述报文。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一主路径为故障路径，所述至少一个路径为所述第一备份路径时，所述第一节点通过所述第一备份路径对应在所述第一节点上的所述第二端口发送所述报文。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一节点从所述第一节点的第三端口继续接收到所述报文时，确定所述报文进入报文循环；

所述第一节点确定发送所述报文至所述第二网络层的第二备份路径，所述第二备份路径与所述第一备份路径不同。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述第一节点确定所述第一主路径对应在所述第一节点上的第一端口是否为源端口包括：

所述第一节点对所述第一节点的所有端口的位图执行计算操作，以确定所述第一主路径对应在所述第一节点上的第一端口是否为源端口；

其中，计算操作包括移位操作、取反操作和与操作。

6.一种报文传输装置，其特征在于，所述报文传输装置应用于第一节点，所述第一节点属于第一网络层，所述装置包括:

确定单元，用于确定发送报文至第二网络层的至少一个路径；

所述确定单元，还用于所述至少一个路径包括第一主路径和第一备份路径时，确定所述第一主路径对应在所述第一节点上的第一端口是否为源端口，所述源端口为所述第一节点的端口中从第二节点接收所述报文的端口，所述第二节点属于所述第二网络层；

发送单元，用于所述第一端口为所述源端口时，通过所述第一备份路径对应在所述第一节点上的第二端口向所述第二网络层发送所述报文。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述发送单元还用于：

所述第一端口与所述源端口不同时，通过所述第一端口发送所述报文。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述发送单元还用于：

所述第一主路径为故障路径，所述至少一个路径为所述第一备份路径时，通过所述第一备份路径对应在所述第一节点上的所述第二端口发送所述报文。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定单元还用于：

从所述第一节点的第三端口继续接收到所述报文时，确定所述报文进入报文循环；

所述发送单元还用于：

确定发送所述报文至所述第二网络层的第二备份路径，所述第二备份路径与所述第一备份路径不同。

10.根据权利要求6-9任一项所述的装置，其特征在于，所述确定单元还用于：

对所述第一节点的所有端口的位图执行计算操作，以确定所述第一主路径对应在所述第一节点上的第一端口是否为源端口；

其中，计算操作包括移位操作、取反操作和与操作。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机指令，当计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述权利要求1-5中的任一项所述的方法。

12.一种交换芯片，其特征在于，包括：

处理器和存储器，其中，所述存储器用于存储程序指令，所述处理器用于执行所述存储器中的程序指令，以实现如权利要求1-5中的任一所述方法。