[发明专利]流标识封装方法及系统

说明书

本发明公开了一种流标识封装方法及系统。其中，该流标识封装方法包括：在对报文进行流表匹配成功的情况下，OpenFlow交换机为报文添加流标识；OpenFlow交换机调用预先保存的函数计算功能为流标识赋值以完成流标识的封装。通过本发明，达到了使OpenFlow网络节点可以实现流标识封装所要求的将封装前原始报文的某些字段哈希计算的结果作为新封装的流标识的赋值的效果。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种流标识封装方法及系统。

背景技术

在数据通信网络中，为了提高网络节点和网络链路的利用率，减小单个节点或单条链路的故障对业务流量的影响，等价多路径（Equal Cost Multiple Paths，简称为ECMP）技术的应用越来越广泛，ECMP技术可以对同源同宿的业务流量进行分流，不同的流沿着等价的不同的传输路径进行转发。

为了实现ECMP，通常是在网络节点上利用中间系统到中间系统（IntermediateSystem to Intermediate System，简称为IS-IS）或开放式最短路径优先（Open ShortestPath First，简称为OSPF）这样的路由协议先计算出同时包含多个出接口的转发表条目，网络节点在接收到匹配上该转发表条目的待转发报文后，针对报文的某些预设字段（比如IP五元组，包括源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口和传输层协议号）进行哈希（hash）计算，再通过hash值对出接口个数的取模（mod）运算得出一个出接口索引（index），根据这个索引就可以选定该转发表条目所包含的多个出接口中的一个，然后把该报文从选定的出接口转发出去。由于匹配上述转发表条目的报文所包含的上述预设字段的赋值可能不同，而网络节点根据不同的字段赋值可能计算出不同的hash值，于是就实现了在单个网络节点上对匹配同一转发表条目的业务流量进行分流，进而为不同的流选择不同的出接口。网络中的所有节点都执行上述分流和为不同的流选择不同的出接口的操作，就能够实现ECMP的技术目的。

以多协议标签交换（Multi-Protocol Label Switching，简称为MPLS）网络和提供商骨干桥接（Provider Backbone Bridging，简称为PBB）网络为代表的叠加网络是当前应用非常普遍的一种数据通信网络。所谓叠加网络，就是把网络划分为叠加网络边缘层和叠加网络核心层，叠加网络边缘层负责对进入叠加网络的原始报文进行一次封装，封装后报文的目的地址指向叠加网络的远端边缘节点，叠加网络边缘层还负责对离开叠加网络的封装后报文进行解封装，叠加网络核心层负责根据封装后报文的目的地址对封装后报文进行转发。叠加网络的边缘节点完成叠加网络边缘层的功能，叠加网络的边缘节点和中间节点共同完成叠加网络核心层的功能。如果要在叠加网络中实现ECMP，有一种方法就是在叠加网络的核心层（包含边缘节点和中间节点）对封装后报文中包含的原始报文的某些预设字段（比如IP五元组）进行哈希计算，根据哈希计算的结果来选择出接口，但是这种方法要求网络节点能够提取封装后报文中包含的原始报文的某些预设字段，由于这些原始报文的字段位于封装后报文中比较深的位置，所以提取这些字段对于网络节点来说是一个比较大的负担，现有硬件设备实现起来也比较复杂和昂贵。为了解决上述方法的缺陷，国际标准组织互联网工程任务组（Internet Engineering Task Force，简称为IETF）和电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，简称为IEEE）分别针对MPLS网络和PBB网络提出了相类似的解决方案，其基本原理就是在叠加网络的边缘层给进入叠加网络的原始报文先封装一层流标识，再完成标准化的MPLS封装或PBB封装，流标识的赋值来自原始报文的某些预设字段（比如IP五元组）哈希计算的结果（即hash值），在叠加网络的核心层对封装后报文进行哈希计算选择出接口时，无需再提取位于封装后报文中比较深位置的原始报文的某些字段，而只需提取位于封装后报文中比较浅位置的代表了原始报文分流信息的流标识，这就大大减轻了网络节点的负担，屏蔽了硬件实现的复杂性和高成本。在IETF标准RFC6391中，为了实现MPLS网络中基于伪线（Pseudo Wire，简称为PW）的ECMP，规定了作为流标识使用的流标签（Flow Label，简称为FL），流标签在封装后报文中的位置如图1所示；在IETF标准RFC 6790中，为了实现MPLS网络中基于标签交换路径（LabelSwitched Path，简称为LSP）的ECMP，规定了作为流标识使用的熵标签（Entropy Label，简称为EL），熵标签在封装后报文中的位置如图2所示；在IEEE标准802.1Qbp中，为了实现PBB网络中的ECMP，规定了作为流标识使用的流过滤标签（Flow Filtering Tag，简称为F-TAG），流过滤标签在封装后报文中的位置如图3所示。