CN1225876C - 一种基于多协议标签交换网络的报文传送方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多协议标签交换网络的报文传送方法，包括下述步骤：首先发送设备与接收设备在建立LSP时，相互协商是否对MPLS报文头或报文进行压缩以及采用的压缩协议，当可以采用报文头压缩时，发送设备根据MPLS报文携带的报文头信息检查数据流库中是否有这条流的记录，如果有，完成报文头的压缩，将报文发送出去；否则直接记录这条流的信息，直接将这个报文发送出去；当可以采用报文压缩时，直接完成报文压缩，并将压缩后的报文加上MPLS报文头发送出去；这样，接收设备根据报文内携带的压缩协议号进行解压缩，恢复原来的报文；上述方案能够解决MPLS报文长度超过报文传送链路的MTU的限制问题，提高NPLS网络报文的传送效率。

Description

一种基于多协议标签交换网络的报文传送方法

技术领域

本发明涉及通信网络中的报文传送方法，具体地说涉及到基于多协议标签交换(MPLS)网络的报文传送方法。

背景技术

在MPLS(多协议标签交换)网络中，报文的发送是在传统的网络链路层报文基础上，通过增加MPLS的报文头，形成MPLS报文而在MPLS网络中传送。由于在传统网络中传送的报文最大长度是有限的，例如1500字节，而增加了链路层长度以及MPLS报文头，使整个MPLS报文长度通常会超过这个值的限制，这在以太网设备中问题尤其明显。为解决MPLS报文在网络中传输的问题，常用的解决方式有以下几种：一是将网络中所有设备的所有端口的最大传输单元(MTU)都配置为大于网络中设置好的报文最大传输长度，比如1800字节，这样报文可以不分片发送；二是将设备的出口接口的MTU值设为整个网络中所有设备接口最小的MTU值；三是设备使用一种协议，如现在的MTU发现协议，在建立报文传送链路前自动察看一下端到端的所有链路上的MTU值的大小，然后记下这个值，这样在报文发送时根据这个值进行报文分片。

上述第一种方法的缺陷是，需要将网络中所有设备的所有接口的MTU都改变，如果有一台设备不能支持上述改变，还需要更换这台设备。

第二种和第三种方法都需要对报文进行分片，原来需要传送1500字节的报文，现在分成两片传送，如每片750字节，即使再加上各自的MPLS报文头，也难以按照网络所设置的最大传送长度传送报文，导致网络传送的效率低下，有效载荷减少。

由上述可知，现在的MPLS网络在开始报文传送之前要么将网络中的设备全部配置一遍，使所有的设备都能够容忍大包通过，要么设备在发送报文之前必须进行分片处理，第一种方式显然给网络的维护和管理带来不便，也不利于以前网络投资的有效保护，第二种方式在高速核心网络设备中对报文分片，将会导致有效载荷减少，并容易造成很多的碎片，网络效率将会急剧降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多协议标签交换网络的报文传送方法，使用该方法将大大提高MPLS网络报文的传送效率。

为达到上述目的，本发明提供的基于多协议标签交换网络的报文传送方法，包括下述步骤：

步骤1：MPLS报文发送设备与接收设备在建立标签交换路径(LSP)时，相互协商是否对MPLS报文头进行压缩以及采用的压缩协议和压缩算法；

步骤2：当可以采用报文头压缩时，发送设备根据MPLS报文携带的报文头信息检查数据流库中是否有这条流的记录，如果有，调用协商好的压缩算法完成报文头的压缩，在报文中打上带有报文头压缩协议标记和流库中的连接号的MPLS报文头，将报文发送出去；如果流库中没有记录，则直接记录这条流的信息，并分配一个连接号，在报文中打上带有报文头压缩协议标记和所分配连接号的MPLS报文头，将这个报文发送出去

步骤3：压缩报文送到接收设备后，接收设备根据报文内携带的报文头压缩协议标记和连接号进行解压缩，恢复原来的报文，将报文按照报文的目的地址发送。

步骤1所述相互协商是否对MPLS报文头进行压缩以及采用的压缩协议采用下述步骤实现：

步骤11：发送设备根据自己的能力决定能否对MPLS报文头进行压缩，如果能，确定可以采用的压缩协议和压缩算法的数据选项发送给接收设备；

步骤12：接收设备接收到上述数据选项，根据自己支持的压缩能力决定是否接受压缩方式，如果接受，在接收到的数据选项中，指定一种压缩协议和一个压缩算法，并回答发送设备。

本发明提供的另一种基于多协议标签交换网络的报文传送方法，包括下述步骤：

步骤1：MPLS报文发送设备与接收设备在建立标签交换路径(LSP)时，相互协商是否对MPLS报文进行压缩以及采用的压缩协议和压缩算法：

步骤2：当可以采用报文压缩时，发送设备根据MPLS报文携带的信息确定是否需要对报文进行压缩，如果需要，调用协商好的压缩算法完成报文压缩，在报文内标识压缩协议号，并将压缩后的报文加上MPLS报文头发送出去；

步骤3：压缩报文送到接收设备后，接收设备根据报文内携带的报文压缩协议号进行解压缩，恢复原来的报文，将报文按照报文的目的地址发送。

步骤1所述相互协商是否对MPLS报文头进行压缩以及采用的压缩协议采用下述步骤实现：

步骤11：发送设备根据自己的能力决定能否对MPLS报文进行压缩，如果能，确定可以采用的压缩协议和压缩算法的数据选项发送给接收设备：

步骤12：接收设备接收到上述数据选项，根据自己支持的压缩能力决定是否接受压缩方式，如果接受，在接收到的数据选项中，指定一种压缩协议和一个压缩算法，并回答发送设备。

由于本发明对MPLS网络中的MPLS报文头或报文采用压缩传送的方式，可以限制需要传送的报文长度，因此能够解决MPLS报文长度超过网络报文传送链路的MTU的限制问题，提高MPLS网络报文的传送效率。

附图说明

图1是本发明方法的报文头压缩实施例流程图；

图2是本发明方法的报文压缩实施例流程图；

图3是图1所述方法的报文头压缩原理图；

图4是基于MPLS网络的设备点对点连接示意图。

具体实施方式

在MPLS网络中，两台设备之间进行数据交换之前，需要通过手工配置，或者采用RSVP协议(资源预留协议)或LDP协议(标签分发协议)做为信令通道来建立报文传送链路，以及标签分配等内容，这条链路是一条端到端的链路，如图4所示，这条链路上的其他设备，对里面传送的内容都是不敏感的。因此，如果将MPLS网络中携带的报文的链路层、IP层到TCP/UDP(传输控制协议/用户数据报协议)层的信息或者整个报文进行任何处理，如压缩，都不影响业务在整个网络上的传输，

本发明的实质就是通过MPLS报文头或整个MPLS报文的压缩解决网络传输效率的问题。在MPLS网络中，两台设备之间进行报文传送时，报文头中有很多内容都是不变的，如IP地址、链路层信息、TCP/UDP的端口号等；有些虽然有变化，但都是有规律的变化，如TCP的序列号等；有些域是可以计算出来的，如IP层的报文头校验和。如果在传送第一个报文时，将这些不变或有规律的变化内容双方都记录下来，在第二次发送这条流的报文时，将这些不变化的内容和可以计算的内容就不再传送，有规律的变化的内容传送一个变化量，接收端根据以前保留的内容，再对报文进行恢复，这样就达到了对报文头的压缩处理。下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

图1是本发明方法的报文头压缩实施例流程图。按照图1，MPLS报文发送设备首先在步骤1建立LSP链路时，根据本地的能力，决定是否可以与报文接收设备协商对报文头进行压缩，如果可以，选择可能使用的压缩协议和压缩算法，并将所述压缩协议的数据选项传送给报文接收设备，这里可以提供多种压缩协议供对端选择，并将本地最希望对端采取的压缩算法进行排序，以及可以扩充自定义压缩算法和协议号。上述本地能力是指发送设备是否支持压缩，能够支持几种压缩方式的能力，这些选项只对对端的接收设备有要求，而对中间经过的设备没有要求，中间设备将这些协商的内容透传就可以了。对端的报文接收设备接收到这些选项后，根据本地的支持的压缩能力决定是接受还是拒绝，接受时必须明确指定采取的是哪一种协议和压缩算法，并回答发起端，当然最好使用发起端优先推荐的压缩算法。

如果采用报文头压缩，当一个数据报文在步骤2到达后，首先根据报文携带的报文头信息来检查流库中是否有这条流的记录。所述流库指的是通过满足配置的访问控制列表识别出来的数据流的集合，这里可以通过源目的IP地址、源端口号和目的端口号等信息中的部分或全部来表示。如果流库中没有记录，表明是新的流，则直接记录这条流的一些信息，如源IP地址和目的IP地址、源端口号和目的端口号、报文发送和接收的序列号等信息，供下一次压缩时检查流时使用，并分配一个连接号(表明流的唯一序列号，也记录在流库中)，然后在报文中打上带有报文头压缩协议标记和所分配连接号的MPLS报文头，将这个报文发送出去。如果有，表明流库中已经记录了源、目的IP地址等信息，即表示可以压缩报文头，因此调用压缩程序完成对报文头的压缩，在报文中打上带有报文头压缩协议标记和流库中的连接号MPLS报文头，将整个报文发送出去；步骤2的报文头压缩原理参考图3。

最后在步骤3，压缩报文送到接收设备后，接收设备根据报文内携带的报文头压缩协议标记和连接号从流库中找到相应的记录，进行解压缩，恢复被压缩报文的报文头，最后将报文按照报文的目的地址发送。

上述报文头压缩可以是压缩链路层、IP层、UDP/TCP层等的报文头，具体的压缩算法可以参考RFC(请求注释协议，互联网中的标准协议)中IP报文头的压缩算法。

在图1所述的方法中，需要设备记录大量的流信息，并且对每个报文都要进行流匹配。本发明提供的直接对MPLS报文进行压缩的方法可以解决上述问题，参考图2。按照图2，发送设备首先在步骤4根据自己的能力决定能否对MPLS报文进行压缩，如果能，确定可以采用的压缩协议和压缩算法的数据选项发送给接收设备；接收设备接收到上述数据选项，根据自己支持的压缩能力决定是否接受压缩方式，如果接受，在接收到的数据选项中，指定一种压缩协议和一个压缩算法，并回答发送设备。如果可以采用报文压缩且发生送设备和接收设备已经协调好压缩算法，则发送设备在步骤5根据MPLS报文携带的信息确定是否需要对报文进行压缩，如果需要，调用协商好的压缩算法完成报文压缩，并将压缩后的报文加上MPLS报文头发送出去。最后在步骤6，压缩报文被送到接收设备后，接收设备根据报文内携带的压缩协议号进行解压缩，恢复原来的报文，然后将报文按照报文的目的地址发送。

上述报文的压缩算法可以是目前比较通用的一些压缩算法如LZS(Lempel-Ziv)压缩算法等，也可以是用户自己定义的算法。

Claims (4)

1、一种基于多协议标签交换网络的报文传送方法，包括下述步骤：

步骤1：MPLS报文发送设备与接收设备在建立标签交换路径时，相互协商是否对MPLS报文头进行压缩以及采用的压缩协议和压缩算法；

步骤2：当可以采用报文头压缩时，发送设备根据MPLS报文携带的报文头信息检查数据流库中是否有这条流的记录，如果有，调用协商好的压缩算法完成报文头的压缩，在报文中打上带有报文头压缩协议标记和流库中的连接号的MPLS报文头，将报文发送出去；如果流库中没有记录，则直接记录这条流的信息，并分配一个连接号，在报文中打上带有报文头压缩协议标记和所分配连接号的MPLS报文头，将这个报文发送出去；

步骤3：压缩报文送到接收设备后，接收设备根据报文内携带的报文头压缩协议标记和协议号进行解压缩，恢复原来的报文，将报文按照报文的目的地址发送。

2、根据权利要求1所述的基于多协议标签交换网络的报文传送方法，其特征在于：步骤1所述相互协商是否对MPLS报文头进行压缩以及采用的压缩协议采用下述步骤实现：

步骤11：发送设备根据自己的能力决定能否对MPLS报文头进行压缩，如果能，确定可以采用的压缩协议和压缩算法的数据选项发送给接收设备；

步骤12：接收设备接收到上述数据选项，根据自己支持的压缩能力决定是否接受压缩方式，如果接受，在接收到的数据选项中，指定一种压缩协议和一个压缩算法，并回答发送设备。

3、一种基于多协议标签交换网络的报文传送方法，包括下述步骤，

步骤1：MPLS报文发送设备与接收设备在建立标签交换路径时，相互协商是否对MPLS报文进行压缩以及采用的压缩协议和压缩算法；

步骤2：当可以采用报文压缩时，发送设备根据MPLS报文携带的信息确定是否需要对报文进行压缩，如果需要，调用协商好的压缩算法完成报文压缩，在报文内标识压缩协议号，并将压缩后的报文加上MPLS报文头发送出去；

步骤3：压缩报文送到接收设备后，接收设备根据报文内携带的报文压缩协议号进行解压缩，恢复原来的报文，将报文按照报文的目的地址发送。

4、根据权利要求3所述的基于多协议标签交换网络的报文传送方法，其特征在于：步骤1所述相互协商是否对MPLS报文头进行压缩以及采用的压缩协议采用下述步骤实现：

步骤11：发送设备根据自己的能力决定能否对MPLS报文进行压缩，如果能，确定可以采用的压缩协议和压缩算法的数据选项发送给接收设备；

步骤12：接收设备接收到上述数据选项，根据自己支持的压缩能力决定是否接受压缩方式，如果接受，在接收到的数据选项中，指定一种压缩协议和一个压缩算法，并回答发送设备。

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