CN102143041B - 一种网络流量分担的方法、装置及系统 - Google Patents

一种网络流量分担的方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种网络流量分担的方法、装置及系统。该方法包括:接收上级节点发送的报文中的流标签;对所述流标签进行调整,使相邻中间节点之间的流标签不同;根据所述调整后的流标签进行等价路径选路。本发明实施例所述的技术方案通过在中间节点对接收到的报文中的流标签进行调整,使相邻中间节点获得的流标签不相同,从而使各节点流量分担均有效,提高了各节点流量分担的灵活性。

Description

一种网络流量分担的方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及网络通信技术,尤其涉及一种网络流量分担的方法、装置及系统。
背景技术
现有的网络流量分担方法如图1所示,流量由源节点R0进入,经由中间节点P分担到目的节点R1、R2和R3,现有的中间节点P通过解析出的报文中的流标签进行下一步等价选路,到达出节点R1、R2和R3时删除所述流标签。
在实现本发明过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:
现有的网络流量分担方法只适用于一个中间节点的情况,一旦有两个及以上中间节点时,每个中间节点通过流标签等价选路的方式都相同,故到了第二级或下几级中间节点,就无法实现分路,从而导致各节点流量分担失效的问题。
发明内容
本发明的实施例提供了一种网络流量分担的方法、装置及系统,使不同级的中间节点选路所依据的流标签不相同,提高了各节点流量分担的灵活性。
本发明实施例提供了一种网络流量分担的方法,包括:
接收上级节点发送的报文中的流标签,对所述流标签进行调整,使相邻中间节点之间的流标签不同;
根据所述调整后的流标签进行等价路径选路。
本发明实施例还提供了一种网络流量分担的装置,所述装置设置于中间节点中,包括:
接收模块,用于接收上级节点发送的报文中的流标签;
调整模块,用于根据预定的规则对所述接收模块接收的所述流标签进行调整,使相邻中间节点之间的流标签不同;
选路模块,用于根据所述调整模块调整后的所述流标签进行等价路径选路。
本发明实施例还提供了一种网络流量分担的系统,其特征在于,包括所述的网络流量分担的装置及上级节点,所述上级节点包括入口边缘商设备或上级中间节点,所述入口边缘商设备用于接收用户侧发送的报文并通过解析所述接收的报文信息哈希HASH出流标签后,将所述流标签插入报文中发送给下级中间节点。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出,其通过在中间节点对接收到的报文中的流标签进行调整,使相邻中间节点获得的流标签不相同,从而使各节点流量分担均有效,提高了各节点流量分担的灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中网络流量分担方法中节点间的结构示意图;
图2为本发明实施例所述的一种网络流量分担方法的流程示意图;
图3为本发明实施例所述流标签的封装机构示意图;
图4为本发明实施例以1个一级中间节点,2个二级中间节点和4个目的节点为例,说明之间交互的流程示意图;
图5为本发明实施例所述的一种网络流量分担装置的结构示意图;
图6为本发明实施例以源节点、1个一级中间节点,2个二级中间节点和4个目的节点为例,说明所述的一种网络流量分担系统中各节点之间交互的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种网络流量分担的方法,它适合于加入扰动因素的负载分担,也适合于报文的转发,如图2所示,包括:
步骤21、接收上级节点发送的报文,该报文中携带有流标签。
具体地,上级节点可以包括源节点(入口边缘商设备)或上级中间节点;所述入口边缘商设备可以是路由器,它提供企业或集团虚拟专用网络(VPN,Virtual Private Network)的接入服务,提供频域以太的接入,它可以用于接收用户侧发送的报文并通过解析所述接收的报文信息哈希HASH出流标签,并将所述流标签插入报文中发送给下级节点,通过解析所述接收的报文信息哈希HASH出流标签的过程可以包括但不限于:将所述报文的源IP(Internet Protocol,IP)地址、目的IP地址、源介质访问控制MAC地址、目的介质访问控制MAC地址及端口号中的两项或两项以上参数进行哈希HASH解析出所述流标签;例如:将所述报文的源IP地址与目的IP地址之间进行哈希HASH解析出所述流标签;HASH可以有很多方式,如“同或”运算或者“异或”运算等,例如,将源IP地址与目的IP地址进行异或运算得到流标签。
进一步,所述中间节点可以是网络中的骨干路由器,但其不与用户边缘设备CE(CE,Customer Edge)直接相连,它具备基本的多协议标签交换(MPLS,Multi-Protocol Label Switching)转发功能,不维护多协议标签交换信息;流标签的长度为4个字节(32比特),封装结构如图3所示,可以包括20比特的标签值域(Label)、3比特的扩展域(Exp)、1比特的栈底标识域(S)以及8比特生存时间域(TTL);
步骤22、调整所述流标签,使相邻中间节点之间的流标签不同;
具体地,每个中间节点接收的报文中的流标签都是相同的,即入口边缘商设备发送的报文中的流标签。调整流标签仅限于本中间节点内部,可以根据网络流量的实际情况或运营商的具体设置确定预定的规则,根据预定的规则调整中间节点的流标签,只要使相邻中间节点之间的流标签不相同即可,如有三个中间节点,其中一级中间节点发送给二级中间节点,二级中间节点发送给三级中间节点为例,一级中间节点可以对接收到的流标签不调整,而二级中间节点对接收到的流标签进行调整,且三级中间节点也可以对接收到的流标签不进行调整,或者也可以对相邻中间节点间采用不同的规则对接收到的流标签进行调整,所述预定的规则可以包括但不限于以下几种:
将所述流标签的数值或所述流标签中的标签值域的数值对所述等价选路的总条数取模,采用其它的算法也是可以的,例如,流标签值域的数值为8的流标签,等价选路的总条数为5,取模得到3,用所述取模结果表示选择的路径;
或将所述流标签中的标签值域的20比特数据的奇数位和偶数位的调换,如可以把低10比特数据中奇数位与偶数位调换,也可以把20比特数据中奇数位与偶数位调换等,例如,低10比特数据中奇数位与偶数位进行调换,低10比特的数据为0101010110,那么调换后变为1010101001,那么上一级中间节点是根据调整前的流标签选路,而本级中间节点是根据调整后的流标签进行选路,故它们选择的路径就不相同,就避免了本级中间节点失效的问题;
或将所述流标签中的标签值域的20比特数据中的2比特位及以上不同数值间的调换,如可以把高10比特位与低10比特位的数据进行调换,也可以把低10比特中的高5比特位与低5比特位的数据进行调换;例如:把低10比特中的高5比特位与低5比特位的数据进行调换,低10比特的数据为0101010110,那么调换后变为1011001010,那么上一级中间节点是根据调整前的流标签选路,而本级中间节点是根据调整后的流标签进行选路,故它们选择的路径就不相同,就避免了本级中间节点失效的问题;
或将所述流标签中的扩展域的3比特数据奇数位和偶数位的不同数值进行调换,例如3比特数据为101,调换后变为110或011,那么上一级中间节点是根据调整前的流标签选路,而本级中间节点是根据调整后的流标签进行选路,故它们选择的路径就不相同,就避免了本级中间节点失效的问题;
或将所述流标签中的扩展域的3比特数据中的2比特位及以上不同数值间的调换,例如3比特数据为011,调换后变为101或110,那么上一级中间节点是根据调整前的流标签选路,而本级中间节点是根据调整后的流标签进行选路,故它们选择的路径就不相同,就避免了本级中间节点失效的问题;
或将所述流标签中的生存时间域的8比特数据奇数位和偶数位的调换,例如,8比特数据为10010011,调换后变为01100011;
或将所述流标签中的生存时间域的8比特数据中的2比特位及以上不同数值间的调换,例如,8比特数据为10010011,调换后变为01010011或10011100等。
步骤23、根据所述调整后的流标签进行等价路径选路。
具体地,是在路由开销相同的路径中根据所述流标签选择对应的路径,例如,共有6条路由开销相同的路径,分别为L0、L1、L2、L3、L4和L5,流标签值域的数值分别为8和17,取模分别得到2和5,那么它们的路径分别为L2和L5;或者根据其它方式将流标签调整后使与上一级中间节点的流标签不相同,那么它们选择的路径就不相同,就避免了本级中间节点失效的问题。
如图4所示,以一级中间节点R1,二级中间节点R2和R3,目的节点R4、R5、R6和R7,传输4条报文为例进行说明:
步骤41、R1根据接收到的报文中的流标签将报文f1和f3发送给R2,将报文f2和f4发送给R3;
步骤42、R2将接收到的报文f1和f3中的流标签进行调整,使之与R1的流标签不相等,R3将接收到的报文f2和f4中的流标签进行调整,使之与R1的流标签不相等;
步骤43、R2根据调整后报文f1和f3的流标签,分别将报文f1和f3发送给R4和R5;R3根据调整后报文f2和f4的流标签,分别将报文f2和f4发送给R6和R7。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。
本发明实施例所述实现网络流量分担的方法,通过在二级或以上中间节点对接收到报文解析出的流标签进行调整,使其与上一级中间节点获得的流标签不相同,从而使各节点流量分担均有效,提高了各节点流量分担的灵活性;同时对各中间节点的流标签可以根据实际的网络流量情况可以灵活的进行调整,以达到各中间节点用来选路的流标签的随机性和分散性,客观上提高了流量分担在概率上的均匀分布。
本发明实施例所述的一种网络流量分担的装置,它适合于加入扰动因素的负载分担,也适合于报文的转发,如图5所示,所述装置设置于中间节点中,包括:
接收模块51,用于接收上级节点发送的报文,该报文中携带有流标签;
具体地,上级节点可以包括源节点(入口边缘商设备)或上级中间节点;流标签的长度为4个字节(32比特),封装结构如图3所示,可以包括20比特的标签值域(Label)、3比特的扩展域(Exp)、1比特的栈底标识域(S)以及8比特生存时间域(TTL);
调整模块52,用于对接收模块51接收的所述流标签进行调整,使相邻中间节点之间的流标签不同;
具体地,每个中间节点接收的报文中的流标签都是相同的,即入口边缘商设备发送的报文中的流标签。调整流标签仅限于本中间节点内部,可以根据网络流量的实际情况或运营商的具体设置确定预定的规则,根据预定的规则调整中间节点的流标签,只要使相邻中间节点之间的流标签不相同即可,如有三个中间节点,其中一级中间节点发送给二级中间节点,二级中间节点发送给三级中间节点为例,一级中间节点可以对接收到的流标签不调整,而二级中间节点对接收到的流标签进行调整,且三级中间节点也可以对接收到的流标签不进行调整,或者也可以相邻中间节点间采用不同的规则对接收到的流标签进行调整,所述预定的规则可以包括但不限于以下几种:
将所述流标签的数值或所述流标签中的标签值域的数值对所述等价选路的总条数取模,例如,流标签值域的数值为8的流标签,等价选路的总条数为5,取模得到3,用所述取模结果表示选择的路径;
或将所述流标签中的标签值域的20比特数据的奇数位和偶数位的调换,如可以把低10比特数据中奇数位与偶数位调换,也可以把20比特数据中奇数位与偶数位调换等,例如,低10比特数据中奇数位与偶数位进行调换,低10比特的数据为0101010110,那么调换后变为1010101001,那么上一级中间节点是根据调整前的流标签选路,而本级中间节点是根据调整后的流标签进行选路,故它们选择的路径就不相同,就避免了本级中间节点失效的问题;
或将所述流标签中的标签值域的20比特数据中的2比特位及以上不同数值间的调换,如可以把高10比特位与低10比特位的数据进行调换,也可以把低10比特中的高5比特位与低5比特位的数据进行调换;例如:把低10比特中的高5比特位与低5比特位的数据进行调换,低10比特的数据为0101010110,那么调换后变为1011001010,那么上一级中间节点是根据调整前的流标签选路,而本级中间节点是根据调整后的流标签进行选路,故它们选择的路径就不相同,就避免了本级中间节点失效的问题;
或将所述流标签中的扩展域的3比特数据奇数位和偶数位的不同数值进行调换,例如3比特数据为101,调换后变为110或011,那么上一级中间节点是根据调整前的流标签选路,而本级中间节点是根据调整后的流标签进行选路,故它们选择的路径就不相同,就避免了本级中间节点失效的问题;
或将所述流标签中的扩展域的3比特数据中的2比特位及以上不同数值间的调换,例如3比特数据为011,调换后变为101或110,那么上一级中间节点是根据调整前的流标签选路,而本级中间节点是根据调整后的流标签进行选路,故它们选择的路径就不相同,就避免了本级中间节点失效的问题;
或将所述流标签中的生存时间域的8比特数据奇数位和偶数位的调换,例如,8比特数据为10010011,调换后变为01100011;
或将所述流标签中的生存时间域的8比特数据中的2比特位及以上不同数值间的调换,例如,8比特数据为10010011,调换后变为01010011或10011100等。
选路模块53,用于根据调整模块52调整后的所述流标签进行等价路径选路。
具体地,是在路由开销相同的路径中根据所述流标签选择对应的路径,例如,共有6条路由开销相同的路径,分别为L0、L1、L2、L3、L4和L5,流标签值域的数值分别为8和17,取模分别得到2和5,那么它们的路径分别为L2和L5;或者根据其它方式将流标签调整后使与上一级中间节点的流标签不相同,那么它们选择的路径就不相同,就避免了本级中间节点失效的问题。
上述装置中包含的各模块的处理功能的具体实现方式在之前的方法实施例中已经描述,在此不再重复描述。
本发明实施例还提供了一种网络流量分担的系统,包括上述一种网络流量分担的装置及上级节点,所述上级节点可以包括入口边缘商设备或上级中间节点。
进一步,所述入口边缘商设备可以用于接收用户侧的发送的报文并通过解析所述接收的报文信息哈希HASH出流标签,并将所述流标签插入报文中发送给下级节点,通过解析所述接收的报文信息哈希HASH出流标签的过程可以包括但不限于:将所述报文的源IP地址、目的IP地址、源介质访问控制MAC地址、目的介质访问控制MAC地址及端口号中的两项或以上参数进行哈希HASH解析出所述流标签;例如:将所述报文的源IP地址与目的IP地址之间进行哈希HASH解析出所述流标签;HASH可以很多方式,如同或运算或者异或运算等,例如,将源IP地址与目的IP地址进行异或运算得到流标签。
如图6所示,以源节点即入口边缘商设备R0,一级中间节点R1,二级中间节点R2和R3,目的节点R4、R5、R6和R7,传输4条报文为例进行说明:
步骤61、R0接收用户侧发送的报文f1、f2、f3和f4,并通过解析所述接收的报文信息分别哈希HASH出流标签后,将所述流标签分别插入相应的报文中发送给一级中间节点R1;
步骤62、R1根据接收到的报文中的流标签将报文f1和f3发送给R2,将报文f2和f4发送给R3;
步骤63、R2将接收到的报文f1和f3中的流标签进行调整,使之与R1的流标签不相等,R3将接收到的报文f2和f4中的流标签进行调整,使之与R1的流标签不相等;
步骤64、R2根据调整后报文f1和f3的流标签,分别将报文f1和f3发送给R4和R5;R3根据调整后报文f2和f4的流标签,分别将报文f2和f4发送给R6和R7。
本发明实施例提供的实现网络流量分担的方法、装置及系统,通过在中间节点对接收的报文中的流标签进行调整,使其与上一级中间节点获得的流标签不相同,解决了现有技术中在二级或多级负载分担场景效果减弱甚至失效的问题,从而使各节点流量分担均有效,提高了各节点流量分担的灵活性;同时对各中间节点的流标签可以根据实际的网络流量情况可以灵活的进行调整,以达到各中间节点用来选路的流标签的随机性和分散性,客观上提高了流量分担在概率上的均匀分布。
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 (7)

1.一种网络流量分担的方法,其特征在于,包括:
接收上级节点发送的报文中的流标签,所述流标签包括标签值域、扩展域、栈底标识域以及生存时间域;
对所述流标签进行调整,使相邻中间节点之间的流标签不同;
根据所述调整后的流标签进行等价路径选路,所述等价路径选路是在路由开销相同的路径中根据所述流标签选择对应的路径。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述流标签进行调整为:根据预定的规则对流标签进行调整。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述预定的规则根据网络流量的实际情况或运营商的具体设置确定,包括:
将所述流标签的数值或所述流标签中的标签值域的数值对所述等价选路的总条数取模;
或将所述流标签中的标签值域的20比特数据的奇数位和偶数位调换;
或将所述流标签中的标签值域的20比特数据中的2比特位及以上不同数值间的调换;
或将所述流标签中的扩展域的3比特数据奇数位和偶数位的调换;
或将所述流标签中的扩展域的3比特数据中的2比特位及以上不同数值间的调换;
或将所述流标签中的生存时间域的8比特数据奇数位和偶数位的调换;
或将所述流标签中的生存时间域的8比特数据中的2比特及以上不同数值间的调换。
4.一种网络流量分担的装置,其特征在于,所述装置设置于中间节点中,包括:
接收模块,用于接收上级节点发送的报文中的流标签,所述流标签包括标签值域、扩展域、栈底标识域以及生存时间域;
调整模块,用于根据预定的规则对所述接收模块接收的所述流标签进行调整,使相邻中间节点之间的流标签不同;
选路模块,用于根据所述调整模块调整后的所述流标签进行等价路径选路,具体用于在路由开销相同的路径中根据所述流标签选择对应的路径。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述调整模块中所述预定的规则根据网络流量的实际情况或运营商的具体设置确定,包括但不限于:
将所述流标签的数值或所述流标签中的标签值域的数值对所述等价选路的总条数取模;
或将所述流标签中的标签值域的20比特数据的奇数位和偶数位的调换;
或将所述流标签中的标签值域的20比特数据中的2比特位及以上不同数值间的调换;
或将所述流标签中的扩展域的3比特数据奇数位和偶数位的调换;
或将所述流标签中的扩展域的3比特数据中的2比特位及以上不同数值间的调换;
或将所述流标签中的生存时间域的8比特数据奇数位和偶数位的调换;
或将所述流标签中的生存时间域的8比特数据中的2比特位及以上不同数值间的调换。
6.一种网络流量分担的系统,其特征在于,包括权利要求4-5任一项所述的装置及上级节点,所述上级节点包括入口边缘商设备或上级中间节点,所述入口边缘商设备用于接收用户侧发送的报文并通过解析所述接收的报文信息哈希HASH出流标签后,将所述流标签插入报文中发送给下级中间节点。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,通过解析所述接收的报文信息哈希HASH出流标签,包括:
将所述报文的源IP地址、目的IP地址、源介质访问控制MAC地址、目的介质访问控制MAC地址及端口号中的两项或两项以上参数进行哈希HASH解析出所述流标签。
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