TWI466500B - 封包轉發設備及其平衡負載的方法 - Google Patents

Description

封包轉發設備及其平衡負載的方法

本發明涉及網路通訊裝置，尤其涉及一種封包轉發設備及其平衡負載的方法。

在現有的封包轉發設備中，其可以藉由各種條件的設定（例如封包源IP地址，封包大小，或協定類型等），將符合條件的某一類型的網路封包藉由指定的廣域網（Wide Area Network，WAN）埠發送至網際網路（Internet），而將不符合條件的網路封包藉由另一WAN埠進行發送，但是這種方式可能導致封包轉發設備中的某個WAN埠的流量特別大，而另一個WAN埠的流量又特別小，這樣將使封包轉發設備中不同WAN埠的負載嚴重失衡，從而嚴重影響封包轉發設備的處理效率，因此，如何平衡封包轉發設備中不同WAN埠的負載以提高封包轉發設備處理網路封包的效率是業界的一大挑戰。

有鑒於此，需提供一種封包轉發設備，能平衡不同廣域網埠轉發封包的負載，有效提高封包轉發設備的運行效率。

另外，還需提供一種封包轉發設備平衡負載的方法，能平衡不同廣域網埠轉發封包的負載，有效提高封包轉發設備的運行效率。

本發明實施方式中提供的封包轉發設備，包括複數區域網埠、第一廣域網埠、第二廣域網埠、存儲媒介、發送模組、偵測模組、判斷模組、平衡模組及處理器。存儲媒介存儲該第一廣域網埠的預設門限值以及預設條件值。發送模組藉由該第一廣域網埠發送符合該預設條件值的封包以及藉由該第二廣域網埠發送不符合該預設條件值的封包。偵測模組偵測該第二廣域網埠的狀態。判斷模組判斷藉由該第二廣域網埠發送的封包是否存在封包丟失現象，並在存在封包丟失現象時，判斷藉由該第一廣域網埠發送的封包的流量是否超過該第一廣域網埠的預設門限值。平衡模組在該第一廣域網埠發送的封包的流量沒有超過該第一廣域網埠的預設門限值時，將不符合該預設條件值的封包分配至該第一廣域網埠進行發送以平衡負載。處理器用於執行上述模組以實現上述模組的功能。

本發明實施方式中提供的封包轉發設備平衡負載的方法，其中該封包轉發設備包括存儲媒介、處理器、第一廣域網埠、第二廣域網埠以及複數區域網埠，該存儲媒介存儲有該第一廣域網埠的預設門限值以及預設條件值，該方法包括以下步驟：從該複數區域網埠接收複數待轉發的封包；藉由該第一廣域網埠發送符合該預設條件值的封包，並藉由該第二廣域網埠發送不符合該預設條件值的封包；偵測該第二廣域網埠的狀態；判斷藉由該第二廣域網埠發送的封包是否存在封包丟失現象；若存在封包丟失現象，則判斷藉由該第一廣域網埠發送的封包的流量是否超過該第一廣域網埠的預設門限值；及若沒有超過該第一廣域網埠的預設門限值，則將不符合該預設條件值封包分配至該第一廣域網埠進行發送以平衡負載。

藉由以下對具體實施方式詳細的描述結合附圖，將可輕易的瞭解上述內容及此項發明之諸多優點。

請參閱圖1，所示為本發明一實施方式中封包轉發設備20的應用環境結構示意圖。在本實施方式中，封包轉發設備20為複數用戶終端設備101、103及105等提供網路接入或路由功能，其藉由複數區域網（Local Area Network，LAN）埠218、220及222等分別接入複數用戶終端設備101、103及105等，再藉由第一廣域網埠214與第二廣域網埠216接入網際網路30。在本實施方式中，用戶終端設備101、103可為個人電腦（Personal Computer，PC）、個人數位助理（Personal Digital Assistant，PDA）等。封包轉發設備20可以是路由器、閘道器或者數據機等通訊設備，其用於將來自於複數用戶終端設備101、103及105的封包轉發至網際網路30。

請參閱圖2，所示為本發明一實施方式中封包轉發設備20的內部結構示意圖。在本實施方式中，封包轉發設備20包括處理器202、存儲媒介204、發送模組206、偵測模組208、判斷模組210、平衡模組212、第一廣域網埠214、第二廣域網埠216、第一區域網埠218、第二區域網埠220及第三區域網埠222。在本實施方式中，第一區域網埠218、第二區域網埠220及第三區域網埠222用於接收複數待轉發的封包，第一廣域網埠214和第二廣域網埠216分別用於發送該等待轉發的封包至網際網路30。

處理器202執行模組206、208、210、212以實現這些模組的功能。

存儲媒介204存儲有第一廣域網埠214的預設門限值以及預設條件值。在本實施方式中，第一廣域網埠214的預設門限值用於表示第一廣域網埠214所能承受的發送封包流量的最大值，預設條件值包括封包源地址（Source IP address），封包大小（Packet size）以及協定類型（Protocol type）等。例如，若將預設條件值的協定類型設置為傳輸控制協定（Transmission Control Protocol, TCP），則表明藉由第一廣域網埠214只能發送TCP封包，而其他不是TCP類型的封包則藉由第二廣域網埠216進行發送。

發送模組206藉由第一廣域網埠214發送符合該預設條件值的封包以及藉由第二廣域網埠216發送不符合預設條件值的封包。

偵測模組208偵測第二廣域網埠216的狀態。在本實施方式中，可以設置一定的時間間隔對第二廣域網埠216進行週期性的偵測。

判斷模組210判斷藉由第二廣域網埠216發送的封包是否存在封包丟失現象。在本實施方式中，若封包轉發設備20在預設的時間內沒有接收到網際網路30中的回應封包時，則判斷模組210判斷從第二廣域網埠216發送出去的封包存在封包丟失現象，反之，則判斷模組210判斷從第二廣域網埠216發送出去的封包不存在封包丟失現象。

在本實施方式中，如果從第二廣域網埠216發送出去的封包不存在封包丟失現象，則表明此時第二廣域網埠216的負載處於正常水準，此時，發送模組206繼續藉由第二廣域網埠216發送不符合預設條件值的封包。

在本實施方式中，如果從第二廣域網埠216發送出去的封包存在封包丟失現象，則表明第二廣域網埠216的負載較重，此時，判斷模組210再判斷藉由第一廣域網埠214發送的封包的流量是否超過第一廣域網埠214的預設門限值。

平衡模組212用於在藉由第一廣域網埠214發送的封包的流量沒有超過第一廣域網埠214的預設門限值時，啟動平衡負載，將不符合預設條件值的封包分配至第一廣域網埠214進行發送。在本實施方式中，如果判斷藉由第一廣域網埠214發送的封包的流量沒有超過第一廣域網埠214的預設門限值，則表明此時第一廣域網埠214的負載較輕，而第二廣域網埠216的負載較重，在本實施方式中，藉由平衡負載的方式將新增的不符合預設條件的封包由負載較輕的第一廣域網埠214來發送，以提高封包轉發設備20的處理效率。

在本實施方式中，如果在判斷藉由第一廣域網埠214發送的封包的流量超過第一廣域網埠214的預設門限值，則表明第一廣域網埠214和第二廣域網埠216的負載均較重，此時，發送模組206繼續藉由第二廣域網埠216發送不符合預設條件值的封包。

請參閱圖3，所示為本發明一實施方式中封包轉發設備20轉發封包的一般性示意圖。如圖所示，封包轉發設備20藉由第一區域網埠218、第二區域網埠220及第三區域網埠222分別接收用戶終端設備101、103及105的封包，然後藉由設置不同的路由方式從不同的廣域網埠214、216轉發。在本實施方式中，在封包轉發設備20上設置將從複數區域網埠218、220、222所接收到的A封包指定以第一廣域網埠214發送出去，將所接收到的其餘封包（B封包與C封包）從第二廣域網埠216發送出去。這樣一來，將導致第一廣域網埠214的負載較輕，而第二廣域網埠216的負載較重，甚至發生封包丟失現象，進而影響封包轉發設備20轉發封包的效率。

請參閱圖4，所示為本發明一實施方式中封包轉發設備20轉發封包的改進示意圖。如圖所示，在本實施方式中，例如第一廣域網埠214與第二廣域網埠216的設計的門限值均為每秒鐘發送5個封包，當第二廣域網埠216每秒鐘需要發送6個封包時，則表明第六個封包從第二廣域網埠216發送將會發生封包丟失現象，此時，則判斷第一廣域網埠214的流量是否超過其門限值，由圖3可知，第一廣域網埠214此時的流量為每秒鐘發送3個封包，並未超過其門限值。在本實施方式中，則將第六個封包從第一廣域網埠214發送出去，以減少第二廣域網埠216的負載，達到平衡負載的目的，進而提高封包轉發設備20轉發封包的效率。

請參閱圖5，所示為本發明一實施方式中封包轉發設備20平衡負載的方法流程圖。在本實施方式中，該方法藉由圖2所示的各個模組來實現。

在步驟S500中，複數區域網埠218、220、222接收複數待轉發的封包。

在步驟S502中，發送模組206藉由第一廣域網埠214發送符合預設條件值的封包以及藉由第二廣域網埠216發送不符合該預設條件值的封包。

在步驟S504中，偵測模組208偵測第二廣域網埠216的狀態。

在步驟S506中，判斷模組210判斷藉由第二廣域網埠216發送的封包是否存在封包丟失現象。在本實施方式中，若封包轉發設備20在預設的時間內沒有接收到網際網路30中的回應封包時，則判斷從第二廣域網埠216發送出去的封包存在封包丟失現象，反之，則判斷從第二廣域網埠216發送出去的封包不存在封包丟失現象。

若從第二廣域網埠216發送的封包存在封包丟失現象，則在步驟S508中，判斷模組210判斷藉由第一廣域網埠214發送的封包的流量是否超過第一廣域網埠214的預設門限值。

若從第二廣域網埠216發送的封包不存在封包丟失現象，則表明此時第二廣域網埠216的負載處於正常水準，因此，在步驟S512中，發送模組206繼續藉由第二廣域網埠216發送不符合預設條件值的封包。

若藉由第一廣域網埠214發送的封包的流量沒有超過第一廣域網埠214的預設門限值，則表明此時第一廣域網埠214的負載較輕，而第二廣域網埠216的負載較重，因此，在步驟S510中，平衡模組212啟動平衡負載，將不符合預設條件值的封包分配至第一廣域網埠214進行發送以平衡負載。

若藉由第一廣域網埠214發送的封包的流量超過第一廣域網埠214的預設門限值，則表明第一廣域網埠214和第二廣域網埠216的負載均較重，此時，在步驟S512中，發送模組206繼續藉由第二廣域網埠216發送不符合該預設條件值的封包。

本發明實施方式所提供的封包轉發設備20及其平衡負載的方法，藉由偵測第二廣域網埠216的狀態，並在第二廣域網埠216發送的封包發生丟失現象且第一廣域網埠214的封包流量沒有超過其預設的門限值時，啟動負載平衡，將不符合預設條件值的封包分配至第一廣域網埠214進行發送以平衡負載，從而提高了封包轉發設備20的運行效率。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

101、103、105‧‧‧用戶終端設備

20‧‧‧封包轉發設備

202‧‧‧處理器

204‧‧‧存儲媒介

206‧‧‧發送模組

208‧‧‧偵測模組

210‧‧‧判斷模組

212‧‧‧平衡模組

214‧‧‧第一廣域網埠

216‧‧‧第二廣域網埠

218‧‧‧第一區域網埠

220‧‧‧第二區域網埠

222‧‧‧第三區域網埠

30‧‧‧網際網路

圖1為本發明一實施方式中封包轉發設備的應用環境結構示意圖。

圖2為本發明一實施方式中封包轉發設備的內部結構示意圖。

圖3為本發明一實施方式中封包轉發設備轉發封包的一般性示意圖。

圖4為本發明一實施方式中封包轉發設備轉發封包的改進示意圖。

圖5為本發明一實施方式中封包轉發設備平衡負載的方法流程圖。

20‧‧‧封包轉發設備

202‧‧‧處理器

204‧‧‧存儲媒介

206‧‧‧發送模組

208‧‧‧偵測模組

210‧‧‧判斷模組

212‧‧‧平衡模組

214‧‧‧第一廣域網埠

216‧‧‧第二廣域網埠

218‧‧‧第一區域網埠

220‧‧‧第二區域網埠

222‧‧‧第三區域網埠

Claims (8)

1. 一種封包轉發設備，包括：
   複數區域網埠，用於接收複數待轉發的封包；
   第一廣域網埠和第二廣域網埠，用於發送該待轉發的封包；
   存儲媒介，用於存儲該第一廣域網埠的預設門限值以及預設條件值；
   發送模組，用於藉由該第一廣域網埠發送符合該預設條件值的封包以及藉由該第二廣域網埠發送不符合該預設條件值的封包；
   偵測模組，用於偵測該第二廣域網埠的狀態；
   判斷模組，用於判斷藉由該第二廣域網埠發送的封包是否存在封包丟失現象，並在存在封包丟失現象時，判斷藉由該第一廣域網埠發送的封包的流量是否超過該第一廣域網埠的預設門限值；及
   平衡模組，用於在該第一廣域網埠發送的封包的流量沒有超過該第一廣域網埠的預設門限值時，將不符合該預設條件值的封包分配至該第一廣域網埠進行發送以平衡負載；
   其中處理器用於執行該發送模組、該偵測模組、該判斷模組及該平衡模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之封包轉發設備，其中該預設條件值包括封包源地址，封包大小以及協定類型。
3. 如申請專利範圍第1項所述之封包轉發設備，其中該發送模組還用於在藉由該第二廣域網埠發送的封包不存在封包丟失現象時，繼續藉由該第二廣域網埠發送不符合該預設條件值的封包。
4. 如申請專利範圍第1項所述之封包轉發設備，其中該發送模組還用於在該第一廣域網埠發送的封包的流量超過該第一廣域網埠的預設門限值時，繼續藉由該第二廣域網埠發送不符合該預設條件值的封包。
5. 一種封包轉發設備平衡負載的方法，其中該封包轉發設備包括存儲媒介、處理器、第一廣域網埠、第二廣域網埠以及複數區域網埠，該存儲媒介存儲有該第一廣域網埠的預設門限值以及預設條件值，其中，該方法包括：
   從複數區域網埠接收複數待轉發的封包；
   藉由該第一廣域網埠發送符合該預設條件值的封包，並藉由該第二廣域網埠發送不符合該預設條件值的封包；
   偵測該第二廣域網埠的狀態；
   判斷藉由該第二廣域網埠發送的封包是否存在封包丟失現象；
   若存在封包丟失現象，則判斷藉由該第一廣域網埠發送的封包的流量是否超過該第一廣域網埠的預設門限值；及
   若沒有超過該第一廣域網埠的預設門限值，則將不符合該預設條件值的封包分配至該第一廣域網埠進行發送以平衡負載。
6. 如申請專利範圍第5項所述之封包轉發設備平衡負載的方法，其中，該預設條件值包括封包源地址，封包大小以及協定類型。
7. 如申請專利範圍第5項所述之封包轉發設備平衡負載的方法，還包括若不存在封包丟失現象，則繼續藉由該第二廣域網埠發送不符合該預設條件值的封包。
8. 如申請專利範圍第5項所述之封包轉發設備平衡負載的方法，還包括若藉由該第一廣域網埠發送的封包的流量超過該第一廣域網埠的預設門限值，則繼續藉由該第二廣域網埠發送不符合該預設條件值的封包。