[发明专利]实现网关设备二层数据包快速转发的方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及网关设备二层数据包加速技术领域，具体是指一种 实现网关设备二层数据包快速转发的方法。

背景技术

家用网关这种纯粹用于数据转发的设备，为了应付现网中的各种复杂业务，提升用户上 网的体验，变得非常重要，互联网飞速发展的今天，如果最底端用户接入层就出现各种网络 带宽的限制无疑会是重大的瓶颈，同时鉴于市场高压的竞争环境，网关设备生产商成本问题， 以及硬件上无法做到提升数据转发的能力，研究通过软件提升数据包的转发能力变得非常重 要。

网络设备数据转发是最核心的功能之一，其主要包括二层和三层数据转发。一般来说， 普通的网关设备采用的芯片方案，主要是基于LinuxKernel进行开发，LinuxKernel已经发展 到很标准的现状，数据包在其内部的路径完全是按照TCP/IP协议栈定义的规范来的，原始的 内核开发者并没有去做这些路径转发的优化，对于网关这种用于大量数据转发的设备而言， 现网中的各种复杂业务数据无疑会带来负载超过CPU处理能力的问题，数据包的加速处理就 成为一个很关键的问题。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现通过软件提升数据包 的转发能力的实现网关设备二层数据包快速转发的方法。

为了实现上述目的，本发明的实现网关设备二层数据包快速转发的方法具有如下构成：

该实现网关设备二层数据包快速转发的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)对新接收的网络数据包建立数据结构存储报文并创建与所述的网络数据包一一对应 的加速转发规则；

(2)根据所述的加速规则处理对应的后续网络数据包的转发。

较佳地，述的对新接收的网络数据包建立数据结构存储报文并创建与所述的网络数据包 一一对应的加速转发规则，包括以下步骤：

(1-1)对新接收的网络数据包建立数据结构存储报文并为其创建一个散列值；

(1-2)转发数据包的报文并记录和更新对应的散列值的记录建立加速转发规则。

更佳地，所述的步骤(1-1)和(1-2)之间，包括以下步骤：

(1-1-1)网络过滤器判断所述的网络数据包是被丢弃还是被转发并进行记录，如果是被 丢弃，则继续步骤(1-1-2)，否则继续步骤(1-2)；

(1-1-2)对所述的网络数据包的报文进行丢弃。

较佳地，所述的根据所述的加速规则处理对应的后续网络数据包的转发，包括以下步骤：

(2-1)接收到后续网络数据包后判断快速转发表中是否存在该数据包的报文对应的加速 转发规则，如果是，则继续步骤(2-2)，否则继续步骤(1-1)；

(2-2)通过按照加速规则记录的散列值对所述的报文进行更新后转发。

更佳地，所述的步骤(2-2)之后，还包括以下步骤：

(2-3)更新加速转发规则的生命周期。

采用了该发明中的实现网关设备二层数据包快速转发的方法，通过利用Linux内核bridge 对于二层数据包的转发表FDB及报文的行为记录功能实现加速的目的，对数据包转发路径进 行了优化，提升数据包的转发能力，减小业务数据对CPU处理的负载，适于应用于大量数据 转发的设备，具有更广泛的应用范围。

附图说明

图1为本发明的实现网关设备二层数据包快速转发的方法中规则学习的流程图。

图2为本发明的实现网关设备二层数据包快速转发的方法中数据包处理的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

二层数据转发是基于MAC地址来实现的，在Linux内核中，是通过bridge功能实现的， bridge也就是俗称的软桥，它会根据报文的源MAC和目的MAC建立一张映射表FDB (ForwardingDataBase，转发数据表)，

数据包到达桥接处理时会首先根据目的MAC查找FDB表，如果找到则将数据包通过对 应的网络接口发送出去，否则将会洪泛至软桥的所有网口。

加速的原理就在于利用FDB表实现，其关键在于如下几点：

(1)源、目的MAC必须都已经建立到FDB表里面。