CN1293726C - 在网络链路上实现快速传输桥接数据的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在网络链路上实现快速传输桥接数据的方法，通过在传输数据报文时使用索引代表报文中的不变数据，并在接收时进行不变数据的恢复，本发明的方法能够不必重复地传输报文中报文头的不变数据，因而减少了数据的传送量，这样，在传输同样数量的信息情况下，本发明的方法能够更好地节约带宽。尤其在低速链路上进行报文传输时，可以显著提高其带宽的使用效率。另外，由于在进行端口转发之前，报文已被恢复原状，所以它不会对实际应用性造成影响。

Description

在网络链路上实现快速传输桥接数据的方法

发明领域

本发明涉及网络通信技术，特别涉及一种在数据通信网络系统中利用路由设备执行的桥接数据传送方法。

背景技术

目前，在网络通信系统中，路由设备对以太网报文转发的桥接功能主要由以下过程实现，如图1所示，主机1与主机2进行通讯时，网络A中的主机1所发出的以太网报文从路由器A经过网络链路到达路由器B，路由器B收到以太网报文后，对以太网报文的源以太网地址进行学习，把源以太网地址以及接收端口加入到转发表中。然后根据报文的目的以太网地址查找转发表，找到与网络B相对应的发送端口，然后通过该端口将报文发送给网络B，进而使报文到达主机2。在整个转发过程中，以太网报文没有作任何的改变。因此，在实际网络中，对于一个应用的数据流来说，由于其以太网报文的目的地址和源地址都是不会变化的，如果对数据流中每个以太网报文的源地址和目的地址都重复执行上述处理过程，则会使网络带宽的利用率降低，对于需要高带宽利用率的低速链路来说，这种情况尤为不利。目前没有针对桥接转发时对报文进行压缩的有效应用，同时，由于压缩会占用路由器上中央处理器的有限资源，所以也不是最好的解决方法。

发明内容

针对现有技术中在桥接转发时带宽利用率较低的问题，本发明的目的是提供一种在网络链路上实现快速传输桥接数据的方法，该方法包括以下步骤：1)发送端路由设备将报文发送至对端路由设备；2)对端路由设备将接收到的报文之中的地址信息保存入索引表，同时为所述地址分配一个索引值，并向发送端路由设备发送索引建立请求信息；3)发送端路由设备在预定时间内收到所述索引建立请求信息，则保存与所述地址信息相对应的索引请求报文，并向对端路由设备发送索引应答信息，然后，发送端路由设备用所述索引值取代所述报文的后续报文中的地址信息并将其发送给对端路由设备；以及4)对端路由设备根据接收到的报文中的索引值在所述索引表中找到对应的地址信息，并用所述地址信息取代该索引值以使报文恢复正常，然后对正常的报文执行下发。

根据本发明的上述方法，由于不必重复地传输报文中报文头的不变数据，因而减少了数据的传送量，这样，在传输同样数量的信息情况下，本发明所述的方法能够更好地节约带宽。尤其在低速链路上进行报文传输时，可以显著提高其带宽的使用效率。另外，由于在进行端口转发之前，报文已被恢复原状，所以它不会对实际应用性造成影响。

附图说明

为了使本发明得到更好地理解，并且为了说明本发明是如何得到实现的，以下将参考具体实施方式并结合附图对其进行说明：

图1是现有技术中通过路由设备进行网络转发的示意图；

图2是本发明实施例所述的实现快速网络转发的方法流程示意图；

图3是本发明所述索引表的一般格式；

图4是图3所示索引表中表项的一个具体实例；

图5是本发明所述索引请求报文和索引应答报文的格式；

图6是数据报文处理前后的具体实例比较。

具体实施方式

本发明的技术方案可以在例如图1所示的现有技术的网络架构上得到具体实施，通过在不改变现有技术的网络架构的情况下，对常规的网络传输方法进行改进，就可实现本发明的上述目的。下面将参考图2至图6对本发明的具体实施方式进行详细说明。

假定主机1先访问主机2，此时，路由器A将来自主机1的以太网报文通过网络链路转发到路由器B上(图2中的步骤S1)，然后进入一个等待路由器B做出回应的状态(图2中的步骤S2)。

之后，当路由器B从网络链路上收到以太网报文时(图2中的步骤R1)，它将报文中的地址信息保存在一个索引表中，同时为其分配一个索引值(例如：1)，并通过网络链路向路由器A发送一个索引建立请求报文以作为对上述步骤S1的回应(图2中的步骤R2)，然后路由器B进入一个等待路由器A对索引建立请求报文做出回应的状态(图2中的步骤R3)。

在以上步骤中，所述索引表的格式如图3所示，其中含有多个表项，各表项包括：索引字段；报文目的MAC地址字段；报文源MAC地址字段以及报文类型字段。若假设主机1的MAC地址为11-11-11-11-11-11、主机2的MAC地址为22-22-22-22-22-22并且报文的类型为以太网报文，则所述表项的具体内容将如图4所示。

如果路由器A在一个预定时间内未接收到来自路由器B的索引请求报文，则路由器A将进入正常传输模式(图2中的步骤S3)，即，执行正常的报文发送操作。反之，如果在该预定时间内接收到来自路由器B的索引请求报文，则路由器A将保存来自路由器B的索引请求报文，并向路由器B发送应答报文(图2中的步骤S4)，然后进入快速发送模式(图2中的步骤S5)。

在上述步骤R2和步骤S4中，如图5所示，索引请求报文和应答报文被定义为具有相同的格式，包括报文目的MAC地址字段、报文源地址MAC字段、报文类型字段、以及索引值和报文信息字段，其中通过报文类型字段可以区分出是请求还是应答。另外，当进入上述步骤S5的快速发送模式时，路由器A将对具有例如图6中的格式A的普通以太网报文进行处理，去掉以太网报文中的地址信息字段(本例中，其长度为12个字节)，加上索引字段(本例中为1个字节)并填上该地址信息对应的索引值(例如：1)，以形成具有例如图6中的格式B的报文，然后通过网络链路将其传输给路由器B。

另一方面，对于接收方的路由器B来说，如果它在上述处于等待状态的步骤R3中未在一个预定的时间内收到来自路由器A的应答报文，则它将进入正常工作模式(图2中的步骤R4)，即，执行与上述步骤S3中由路由器A所执行的正常报文发送操作相对应的正常报文接收操作。反之，如果接收到来自路由器A的应答报文，则路由器B将进入与上述步骤S5中的路由器A的快速传输模式相对应的快速接收模式(图2中的步骤R5)，在此快速接收模式下，路由器B根据所接收到的具有例如图6中的格式B的报文中的索引值(例如，图6中所示的索引值1)，在例如图4所示的索引表中找到对应的地址信息，去掉报文的索引字段，加上找到的地址信息，将报文恢复为一个完整的普通以太网报文，即，例如图6中的格式A所示的报文，然后进行正常下发以将其通过网络B传送至主机2。

如上所述，在上述路由器A等待路由器B的索引建立请求报文的步骤S2以及路由器B等待路由器A的索引应答报文的步骤R3中都涉及到了一个预定时间的问题，对于本领域的技术人员来说，这个预定时间并不是一个关键因素，在具体的实现中，可以根据链路带宽作不同长短的调整，带宽越大，其值越小。而且，在链路正常的情况下，一般不会出现在预定时间内未接收到响应的情况。

从上述具体实施方式中可以明显看出，在整个转发过程期间，主机1和主机2发送和接收都是正常的以太网报文，而路由器A和路由器B在网络链路上传输的是去掉地址信息的报文，因此达到了既不影响应用又可以减小带宽使用的目的。在本实施例中，每个报文可以少传输11个字节。对于真实应用中大量小报文(长度为100字节以内的报文)转发的情况，这种快速传输的方法可以少传输10％～20％的数据，从而达到节约带宽的目的。

应该注意的是，虽然上述对本发明的说明是参考其具体方式来进行的，但它并不能构成对本发明的限制。所属领域的普通技术人员应该明白，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以对其做出各种修改和变换。例如，在上述说明中，本发明被用于在路由器A与路由器B之间的网络链路进行以太网报文的传输，但实际上，本发明也可被应用于在网络上传输具有其他协议的报文，例如，在传输帧中继报文时，可以利用本发明的方案把帧中继报文头中的不变内容建立索引，在网络上只传输变化的信息，同样可以达到节约带宽的目的。总之，不背离本发明精神的各种改型均在本发明所附的权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种在网络链路上实现快速传输桥接数据的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)发送端路由设备将报文发送至对端路由设备；

2)对端路由设备将所接收到的报文之中的地址信息保存入索引表，同时为所述地址分配一个索引值，并向发送端路由设备发送索引建立请求信息；

3)发送端路由设备在一预定时间内收到所述索引建立请求信息，则保存与所述地址信息相对应的索引请求报文，并向对端路由设备发送索引应答信息，然后，发送端路由设备用所述索引值取代所述报文的后续报文中的地址信息并将其发送给对端路由设备；以及

4)对端路由设备根据接收到的报文中的索引值在所述索引表中找到对应的地址信息，并用所述地址信息取代该索引值以使报文恢复正常，然后对正常的报文执行下发。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：如果所述发送端路由设备在一预定时间内未收到来自所述对端路由设备的索引建立请求信息，则它将按照正常方式发送报文。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：如果所述对端路由设备在一预定时间内未收到来自所述发送端路由设备的索引应答信息，则它将按照正常方式接收报文。

4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的方法，其特征在于所述索引表中至少包括所述报文的地址信息和与其相对应的索引值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述索引建立请求信息中至少包括所述报文的地址信息和与其相对应的索引值。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于索引应答信息中至少包括所述报文的地址信息和与其相对应的索引值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述报文为以太网报文，并且所述报文中的地址信息为MAC地址。

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