CN1893393A - 数据通讯设备转发业务的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数据通讯设备转发业务的实现方法，本发明所述方法主要包括：在每个数据通信设备中保存路由前缀的私有数据；根据所述私有数据和路由前缀所对应的下一跳对数据通讯设备上的业务进行转发。利用本发明，可以实现数据通讯设备在转发业务时，针对不同前缀进行相应的差异性处理。利用本发明还可以构成一个新型的快速转发表，从而不但可以提高快速转发表的更新速度，节省数据通信设备的内存，而且还可以满足一些特殊功能对于不同前缀需要拥有不同的私有域的要求。

Description

数据通讯设备转发业务的实现方法

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种数据通讯设备转发业务的实现方法。

背景技术

在路由器等数据通信设备中一般包括控制平面和数据平面。其中控制平面负责路由信息收集、路由计算、设备管理、网管代理等功能。数据平面，也叫业务平面或转发平面，负责实际网络流量的接收、路径选择、发送和特殊业务处理等工作。

在实际的IP业务转发过程中，控制层面通过协议包从其它设备中收集各种路由信息，对收集到的各种路由信息进行一定的筛选，建立一个最优的路径信息库，然后形成一个FIB(快速转发表)，并将该FIB被下发到数据平面。该FIB相当于一个快速查找的地图，是数据平面转发信息基础。所有的网上的IP业务，都是通过数据平面查找FIB来确定去往目的地的下一站。所以FIB对于数据通信设备的数据平面是一个关键的数据结构。FIB模型的好坏将直接影响数据平面的转发效率和设计复杂度，影响数据通信设备的性能和可靠性。

FIB通常根据需要转发的IP包的目的IP地址来查找FIB，查找的主要信息是下一跳设备的信息，如：下一跳IP地址，出接口等等。

现有技术中一种常用的FIB模型为统一表模型。该模型的示意图如图1所示。在该模型中，一个前缀对应一个下一跳数组，一个下一跳数组中可能包括多个等值路由，等值路由之间是负载分担的关系，查找到这一条路由的流量通过专门的算法被这几条路分担。

上面所述的前缀指一个包括了子网掩码的IP地址，例如：一个前缀可以为：1.1.1.1/24，即地址为1.1.1.1，子网掩码为24。由于FIB查找是采用最长前缀匹配原则。因此，目的IP地址为1.1.1.*的IP包对应同一个下一跳数组。

统一表模型的特点是每个前缀对应一个下一跳数组，如果一个下一跳在多个前缀的下一跳数组中都有，那么该下一跳就同时存在多份。例如图1中的NextHop1和NextHop3。因此，在该模型中，只要匹配到前缀，就马上可以得到该前缀对应的下一跳数组，不用再查找其它的表。

上面所述统一表模型的缺点为：

1、占用空间较大。因为目前的骨干路由器的前缀可以达到20万个以上，下一跳通常也有几十个到1百多个，因此，在该模型中同一个下一跳的内容可能要被复制上万次，需要占用非常大的存储空间。

2、更新慢。路由的更新速度是衡量通信设备的一个关键指标。由于在该模型中，同一个下一跳被复制了很多份，当这个下一跳出现故障时，路由协议就需要很长时间才能删除所有该下一跳信息，从而导致控制平面和数据平面之间通信量大增，影响其它数据的上送下发，导致丢包数量增加。在这段时间内，所有走这条路的报文都可能由于路由没有被及时刷新而继续走错误的路，导致该报文被丢弃。同样，在一个下一跳从故障恢复到正常时，该下一跳的所有相关表项都要被添加一遍，也将导致控制平面和数据平面之间通信量大增。

现有技术中另一种常用的FIB模型为分散表模型。该模型是NPF(网络处理论坛)在2003～2004年期间提出的，其示意图如图2所示。

在分散表模型中，对于同一个下一跳数组仅仅在内存中保留一份，在每个前缀中对应的表项中，增加一个下一跳ID的结构，这个结构仅仅是一个指针，所占空间很少。前缀和下一跳数组之间是多对一的关系。在该模型中，因为采用了多对一关系，所以内存的耗费就会大大减少。另外在更新时，仅仅需要更新一个下一跳组，更新速度也会大大加快。

上面所述分散表模型的缺点为：该模型没有考虑不同前缀可能有自己私有域的情况。在实际应用中，在不同前缀对应于同一个下一跳或者下一跳组时，很多功能需要针对不同前缀分别保留一些私有数据，比如路由前缀的虚拟专用网的内层标签、服务质量参数或自治域号信息等信息，然后，数据通讯设备在转发业务时可以获取这些私有数据，并对不同前缀进行相应的差异性处理。在上面所述分散表模型中不能实现该差异性处理。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种数据通讯设备转发业务的实现方法，从而可以实现数据通讯设备在转发业务时，针对不同前缀进行相应的差异性处理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种数据通讯设备转发业务的方法，包括：

A、在每个数据通信设备中保存路由前缀的私有数据；

B、根据所述私有数据和路由前缀所对应的下一跳对数据通讯设备上的业务进行转发。

所述的私有数据包括：路由前缀的虚拟专用网的内层标签或服务质量参数或自治域号信息。

所述的步骤A具体包括：

在每个数据通信设备的路由前缀中增加一个私有域，利用该私有域来保存路由前缀的私有数据。

所述的步骤A还包括：

在每个数据通信设备的路由前缀中增加一个指针，在该指针中增加一个标志位，根据该标志位的值来决定是否在每个路由前缀中增加一个私有域，利用该私有域来保存路由前缀的私有数据。

所述的步骤A具体包括：

如果所述标志位的值为TRUE，则在每个路由前缀中增加一个私有域；否则，在每个路由前缀中不增加私有域。

所述的步骤B具体包括：

数据通信设备在进行业务转发时，其数据平面获取所述保存的每个路由前缀的私有数据和该路由前缀所对应的下一跳数组，并根据所获取的信息对业务进行转发。

所述的步骤B还包括：

在所述增加了一个私有域的路由前缀中增加一个指针，该指针指向该路由前缀对应的在内存中保存一份的下一跳数组，将所述路由前缀和下一跳数组构成快速转发表，数据通信设备根据查询该表进行业务转发。

所述的步骤B还包括：

在所述每个路由前缀的指针中增加一个标志位，根据该标志位的值来决定是否使用所述增加的私有域。

所述的步骤B具体包括：

如果所述标志位的值为TRUE，则使用所述增加的私有域；否则，不使用所述增加的私有域。

所述数据通信设备包括路由器。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过在每个数据通信设备的路由前缀中增加一个私有域，利用该私有域来保存路由前缀的私有数据，从而可以实现数据通讯设备在转发业务时，针对不同前缀进行相应的差异性处理。利用本发明所述在路由前缀中增加的一个私有域，结合分散表模型，可以构成一个新型的快速转发表，从而不但可以提高FIB的更新速度，节省数据通信设备的内存，而且还可以满足一些特殊功能对于不同前缀需要拥有不同的私有域的要求。

附图说明

图1为本发明所述统一表模型的示意图；

图2为本发明所述分散表模型的示意图；

图3为本发明所述新型的快速转发表模型示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种数据通讯设备转发业务的实现方法，本发明的核心为：在每个路由前缀中，增加一个标识该前缀独有属性的私有域。

针对一些特殊功能对于不同前缀需要拥有不同的私有域的要求，本发明在每个数据通信设备的路由前缀中增加一个私有域，利用该私有域来保存路由前缀的私有数据。然后，数据通讯设备根据该私有数据和路由前缀所对应的下一跳对IP业务进行转发。

本发明所述在路由前缀中增加的一个私有域，可以实现在上面所述的分散表模型中，然后，构成一个新型的快速转发表模型，该快速转发表模型的示意图如图3所示。

在图3所示的快速转发表模型中，对应每个前缀，包括：前缀1、前缀2、前缀3和前缀4一直到前缀N，和上面所述的分散表模型相比，除了有下一跳ID结构(该结构通过指针来实现)之外，还增加一个私有域，如图3中所示前缀1私有部分、前缀2私有部分、前缀3私有部分、前缀4私有部分一直到前缀N私有部分。这个增加的私有域可以标识该前缀独有的一些属性，其中可以存放该前缀的一些私有数据，比如VPN(虚拟专用网)的内层标签、QOS(服务质量)参数等信息。

一般VPN有两层标签，内层标签和外层标签，内层标签每个VPN会有一个，外层标签则可能多个VPN共用一个。一个VPN数据包的下一跳是由其外层标签来决定的，所以虽然VPN数据包的下一跳是一样的，但是它们属入不同的VPN，需要在所述私有域中增加每个VPN的内层标签来标识。

在实际应用中，一些不同的路由前缀可能是由相同的路由协议招回来的，它们的下一跳虽然是相同的，但是对服务质量的要求可能不同，所以需要在所述私有域中针对不同的前缀保存不同的QOS参数索引。

在所述私有域中还可以保存统计功能使用的自治域号信息。

因此，本发明所述的快速转发表模型可以满足一些特殊功能对于不同前缀需要拥有不同的私有域的要求。

本发明所述的私有域，在不同的情况下可以有不同的设计。如果硬件允许，可以将该私有域设计为一个可选部分。

比如，可以实现为：在每个前缀的下一跳ID结构中增加一个标志位，用于判断是否增加该私有域。如果该标志位为TRUE，则在每个前缀中增加该私有域；如果该标志位为False，则在每个前缀中不增加该私有域。这样可以适当节省数据通信设备的内存。

还可以实现为：在数据通信设备分配内存时给每个前缀全部预留该私有域。然后，在每个前缀的下一跳ID结构中增加一个标志位，用于判断是否使用该私有域。如果该标志位为TRUE，则使用该私有域；如果该标志位为False，则不使用该私有域。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种数据通讯设备转发业务的方法，其特征在于，包括：

A、在每个数据通信设备中保存路由前缀的私有数据；

B、根据所述私有数据和路由前缀所对应的下一跳对数据通讯设备上的业务进行转发。

2、根据权利要求1所述数据通讯设备转发业务的实现方法，其特征在于，所述的私有数据包括：路由前缀的虚拟专用网的内层标签或服务质量参数或自治域号信息。

3、根据权利要求2所述数据通讯设备转发业务的实现方法，其特征在于，所述的步骤A具体包括：

在每个数据通信设备的路由前缀中增加一个私有域，利用该私有域来保存路由前缀的私有数据。

4、根据权利要求3所述数据通讯设备转发业务的实现方法，其特征在于，所述的步骤A还包括：

在每个数据通信设备的路由前缀中增加一个指针，在该指针中增加一个标志位，根据该标志位的值来决定是否在每个路由前缀中增加一个私有域，利用该私有域来保存路由前缀的私有数据。

5、根据权利要求4所述数据通讯设备转发业务的实现方法，其特征在于，所述的步骤A具体包括：

如果所述标志位的值为TRUE，则在每个路由前缀中增加一个私有域；否则，在每个路由前缀中不增加私有域。

6、根据权利要求1所述数据通讯设备转发业务的实现方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括：

数据通信设备在进行业务转发时，其数据平面获取所述保存的每个路由前缀的私有数据和该路由前缀所对应的下一跳数组，并根据所获取的信息对业务进行转发。

7、根据权利要求3、4或5所述数据通讯设备转发业务的实现方法，其特征在于，所述的步骤B还包括：

在所述增加了一个私有域的路由前缀中增加一个指针，该指针指向该路由前缀对应的在内存中保存一份的下一跳数组，将所述路由前缀和下一跳数组构成快速转发表，数据通信设备根据查询该表进行业务转发。

8、根据权利要求7所述数据通讯设备转发业务的实现方法，其特征在于，所述的步骤B还包括：

在所述每个路由前缀的指针中增加一个标志位，根据该标志位的值来决定是否使用所述增加的私有域。

9、根据权利要求8所述数据通讯设备转发业务的实现方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括：

如果所述标志位的值为TRUE，则使用所述增加的私有域；否则，不使用所述增加的私有域。

10、根据权利要求1所述数据通讯设备转发业务的实现方法，其特征在于，所述数据通信设备包括路由器。

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