基於區分服務域的業務流分配的實現方法
2023-08-04 06:09:06
專利名稱：基於區分服務域的業務流分配的實現方法
技術領域：
本發明涉及數據通信技術領域，尤其涉及一種基於區分服務域的業務流分配的實現方法。
背景技術：
在數據通信領域，常用IP五元組(源IP位址、目的IP位址、協議字、源埠號、目的埠號)來標識一條業務流，進行業務流的分類，所述的業務流分類指的是採用一定的規則識別出符合某類特徵的報文，以便於區別地提供相應的服務，即區分服務。
常用的業務流分類的方式主要有兩種複雜的流分類和簡單的流分類。
所述的複雜的流分類可以採用複雜的規則，如綜合鏈路層(Layer2)、網絡層(Layer3)、傳輸層(Layer4)信息，諸如MAC地址、源地址、目的地址、協議類型或應用程式的埠號等相關信息來對報文進行分類。一般用於網絡的邊緣節點。首先對報文進行分類，根據報文的鏈路層、網絡層、傳輸層信息對報文進行複雜流分類，對匹配某條規則的流執行預先設定好的動作。動作可以分為過濾、採樣、重新標記報文的DSCP(區分服務碼點)欄位、對流的接入速率進行控制，以及將流重定向到指定的下一跳或MPLS(多協議標籤交換)的LSP(標籤交換協議)來實現策略路由的功能。在擁塞加劇時，系統根據為不同級別的流量所設置的擁塞避免參數(低限、高限及最大丟棄概率)，採用RED類算法進行流控。
所述的簡單的流分類可以採用簡單的規則，比如可根據IP報文頭的ToS(Type of Service，服務類型)欄位，識別出不同優先級特徵的流量。一般用於網絡的中間結點，即骨幹路由器。由於報文在邊緣路由器上已經進行了分類，在骨幹路由器上根據報文的服務等級標識DSCP(區分服務碼點)作簡單映射得到相應的QoS參數，採取相應的PHB(Per-Hop Behavior，單中繼段行為)對報文進行轉發處理。在下行輸出時，根據上行分出的服務等級，入相應隊列保證輸出帶寬(流量整形)，同時也要採用RED類算法進行必要的流控。在不需要QoS保證不進行流分類的情況下，或者報文通過流分類沒有相匹配的規則時，對報文作盡力轉發(Best-Effort)處理。
在提供QoS(服務質量)服務時，由於在核心路由器上對轉發性能參數要求較高，所以通常不採用在核心路由器上實現複雜的流分類功能，而是將DiffServ(區分服務)涉及的複雜的流分類和流量控制都推至邊界路由器來完成，而區域內部路由器只需進行簡單的流分類，對BA(行為集合)實施流量控制。以避免Int-Serv(集成服務)模型中的基於每個流(Per-Flow)的複雜流分類及流控，使得DS(區分服務)網絡內部的轉發操作可以得到高效的實現。
如圖1所示，實現了DiffServ功能的網絡結點稱為DS節點。DS區域(DSDomain)由一組採用相同的服務提供策略和實現了相同PHB(單中繼段行國)組集合的相連DS節點組成。DS地區(DS Region)則由一組相鄰接的DS區域組成。DS節點可分為DS邊緣節點和DS內部節點。前者將DS地區和其他DS地區或非DS地區連接在一起；後者僅僅負責在同一個DS區域中連接DS邊界節點和其他內部節點。
目前在核心路由器上的QoS實現方案是通過配置相關命令實現簡單流分類。其具體實現方法是配置各種類型報文之間的兩兩映射關係，舉例來說IP報文的64個DSCP到MPLS報文的8個優先級之間的對應關係或者VLAN報文的8個優先級到IPMPLS報文的8個優先級之間的對應關係，也就是說N種報文類型的全映射關係。具體簡單的流分類的各類型外部優先級映射關係的過程如圖2所示。
由於進行簡單流分類的報文有IP、MPLS、VLAN(虛擬區域網)等報文，一般IP又分為IP PRECEDENCE(TOS的前3位)和DSCP，這樣目前總共的報文種類4種，在路由器的入口上就要進行各種表之間的轉換，核心路由器上需要存儲16張表，佔用比較大的內存，同時隨著報文種類的增加所需要的表越來越多，導致技術方案不便於擴展。而且，由於映射關係複雜，配置命令雜亂無章，不便於用戶的配置和維護。
發明內容
鑑於上述現有技術所存在的問題，本發明的目的是提供一種基於區分服務域的業務流分配的實現方法，降低在核心路由器上實現QoS服務的複雜度，並可以有效節省核心路由器的資源。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的本發明提供了一種基於區分服務域的業務流分配的實現方法，包括A、在核心網絡設備上，對於收到的上行報文的處理過程將收到的上行報文的外部優先級轉換為內部優先級，並根據內部優先級對報文進行轉發處理；B、在核心網絡設備上，對於收到的下行報文的處理過程將收到的下行報文的內部優先級轉換為對應類型報文的外部優先級，並從相應接口發送出去。
本發明所述的基於區分服務域的業務流分配的實現方法還包括在核心網絡設備中，建立並保存各類型報文的外部優先級與內部優先級的對應關係。
所述的外部優先級與內部優先級的對應關係以表的形式保存於所述的核心網絡設備中。
所述的對應關係表包括對於上行報文，針對每一種類型的報文分別建立保存一張對應關係表，其索引為報文的外部優先級；對於下行報文，建立保存一張對應關係表，用於保存內部優先級到各種類型報文的外部優先級的對應關係，其索引為內部優先級。
本發明所述的基於區分服務域的業務流分配的實現方法還包括通過設置的接口利用配置命令對所述的對應關係進行修改。
所述的核心網絡設備包括但僅不限於核心路由器。
所述的步驟A進一步包括在核心路由器收到上行報文後，分析確定報文的類型及外部優先級；根據報文的類型及外部優先級在所述的外部優先級與內部優先級的對應關係中確定報文的內部優先級；根據報文的內部優先級對所述的報文進行上行業務的業務流分配處理。
所述的步驟B進一步包括在核心路由器收到下行報文後，分析確定報文的類型及內部優先級；根據報文的類型及內部優先級在所述的外部優先級與內部優先級的對應關係中確定報文的外部優先級；根據所述報文的外部優先級進行下行業務的業務流分配處理。
本發明中，在執行步驟A和步驟B之前，還包括在核心路由器上創建區分服務域；配置所述區分服務域中的各類型報文的外部優先級與內部優先級的對應關係；將所述的區分服務域在選定的接口上應用。
由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明的主要內容是在核心路由器上提出了內部優先級的概念，從而使得上行報文均可以基於內部優先級實現簡單流分類，避免用複雜流分類的低效率。同時，本發明的實現還大大降低了核心路由器中對應關係表的數量，因而有效地避免了核心路由器中存儲表過多引發的問題。
圖1為區分服務網絡的結構示意圖；圖2為現有技術中各類型外部優先級映射關係示意圖；圖3為本發明所述的方法的流程圖；圖4為本發明中各類型報文優先映射關係示意圖。
具體實施例方式
本發明的主要內容是在核心網絡設備(如核心路由器)內部對上行報文首先進行簡單的流分類，然後基於內部優先級進行報文的轉發處理。例如，將IP、MPLS、VLAN等報文的外部優先級都統一轉換為對應的內部優先級，在核心路由器內部則可以按照該內部優先級進行各種QOS處理；同時，對於下行報文，還需要將內部優先級映射為報文的外部優先級，再進行下發處理。
下面將結合附圖對本發明的具體實現方式作進一步的說明。
如圖3和圖4所示本發明在具體實施過程中包括以下步驟步驟31在核心路由器上分別建立並保存各類型報文的外部優先級與內部優先級的對應關係，即針對每一種類型報文的外部優先級設置一張與內部優先級的對應關係表；所述的每一種類型報文的對應關係表又進一步包括兩種，一種為上行報文對應關係表，另一種為下行報文對應關係表；
假設現在有N種類型的報文經過核心路由器並需要進行簡單流分類，則在核心路由器中需要建立保存N+1張報文轉換應用的對應關係表，其中，上行N張表用於N種類型報文由外部優先級到內部優先級的轉換，其索引為外部優先級；下行1張表用於內部優先級到N種外部優先級的轉換，其索引為內部優先級，而且由於下行1張表的索引為內部優先級，因此，當增加報文類型時，只需要增加表項數據結構的大小即可，而無需增加新的表；大大減少了實現的複雜度，同時內存的空間也減少很多。
以IP DHCP外部優先級轉換為例，上行方向的具體的對應關係表如表1所示，其他類型報文的優先級轉換應用的對應關係表與其類似；表1 在表1中，所述的內部優先級包括隊列索引Queue Index(1～6)、顏色Color(1～3)及Wred Class(1～8)三個值，這三個值為內部優先級，即不打在報文頭中，只是在路由器內部做QoS參考用，其中Queue Index是下行隊列索引；Color是報文內部顏色，作為丟棄的一個衡量標準；Wredclass是Wred的丟棄指數，作為上網板和下行入隊列丟棄的標準；所述的下行方向的優先級轉換應用的對應關係表如表2所示
表2 建立上述各外部優先級與內部優先級間對應關係表後，便可以執行步驟32在核心路由器上，將收到的報文根據所述的對應關係表進行優先級的轉換處理，以便於核心路由器作進一步的業務流分配處理；如圖3和圖4所示，所述的優先級轉換處理及發送過程分別包括針對上行報文和下行報文的優先級轉換處理及發送過程，所述的上行報文是指由邊緣路由器等邊緣網絡設備發來的其中承載著外部優先級的報文，所述的下行報文是指由其他核心路由器等核心網絡設備發來的其中承載著內部優先級的報文，相應的具體的處理過程分別說明如下如圖3所示，對於核心路由器收到的上行報文的優先級轉換處理及發送過程進一步包括步驟321由於每一種類型報文對應著一張對應關係表，且表中以外部優先級為索引，因此，核心路由器收到上行報文後，首先需要分析確定報文的類型及外部優先級；步驟322根據分析確定的報文的類型及外部優先級在所述的該類型報文的外部優先級與內部優先級的對應關係中確定報文的內部優先級；以表1為例，確定的報文的內部優先級為一個包含三個參數的三元組；
步驟323在核心路由器中，根據報文的內部優先級進行轉發處理；仍如圖3所示，對於核心路由器收到的下行報文的優先級轉換處理及發送過程進一步包括步驟324核心路由器收到的下行報文中的優先級應當是內部優先級，因此，在核心路由器收到所述下行報文後，首先分析確定報文的類型及內部優先級；步驟325根據報文的類型及內部優先級在核心路由器上保存的所述的唯一的一張外部優先級與內部優先級的對應關係表中確定所述報文的外部優先級，並執行步驟326；以表2為例，所述確定的外部優先級為一種報文類型的一個具體的優先級參數；步驟326在核心路由器上，將所述報文的內部優先級轉換為確定的外部優先級，並發送出去，即將確定的報文的外部優先級承載於所述的報文中並從相應的接口發送出去。
經過上述過程的描述可以看出，本發明中，在核心路由器上的處理過程大大簡化，且佔用的內存也大大降低，有效節省了核心路由器的資源。
本發明中對於外部優先級到內部優先級的轉換處理對應關係表，以及內部優先級到外部優先級的轉換處理對應關係表，均可以通過設置的接口利用配置命令行人工進行配置，當然，在核心路由器上設置有所述對應關係表的預設配置，如果需要修改可以用手工命令配置，手工配置結果可以覆蓋預設配置的相應表項。並且，人工配置所述的對應關係表可以在核心路由器本地進行配置，也可以在遠程teInet或者網管處進行配置。
本發明中，在一個路由器上最多可以支持8個DS域，每個域下面均設置有預設的優先級轉換需要的對應關係，如果用戶有需求，可以進行手工配置覆蓋預設配置，既可以配置外部優先級到內部優先級的轉換inbound，又可以配置內部優先級到外部優先級的轉換outbound。並且，各個配置的DS域可以通過DS域的名字被接口引用，表明該接口加入了該DS域，從而進行基於這種方式的簡單流分類。
為實現本發明，首先需要進行如下的配置過程，該過程主要包括步驟(1)到步驟(3)三個步驟，具體包括(1)在系統視圖創建一個DS域，所述的系統視圖是一種模式，路由器上有多種模式，該模式是最高級別用戶權限的模式；[Quidway]diffserv domain test；/創建一個名字叫test的DS域；[Quidway-dsdomain-test]；/該步驟的功能是完成一個DS域的定義，其名字為test，是在系統視圖下創建的，它是一個全局的配置，可以讓各個埠引用該DS域；(2)在DS視圖下配置所述的對應關係表中內容diffserv domain test；/DS域的名字為test；ip-dscp-inbound 0 phb ef green 2；/ip-dscp-outbound ef green map 3；mpls-exp-inbound 5 phb be green 7；mpls-exp-outbound af1 red map 3；該步驟的功能是完成DS域內規則集合的定義，即定義所述的對應關係表中的內容，其中第二、第四條命令定義了上行方向的對應關係表的規則內容，用於進行外部優先級到內部優先級的轉換；第三、五條命令定義了下行方向的對應關係的規則，用於進行內部優先級到外部優先級的轉換；在系統啟動的時候每個表都初始化為默認值，因此如果用戶不進行手工配置則按照預設配置的簡單流分類方式進行報文的處理；如果手工進行了相應的配置，則手工配置將覆蓋預設配置內容，如該步驟中的第二到第五條命令配置的規則將會覆蓋預設值的相應表項，因此當報文查找表項時會匹配為新的內部優先級和外部優先級；在該步驟中各命令的具體含義如下第二條命令的具體含義是將外部優先級DSCP(區分服務碼點)為0的IP入報文映射為內部優先級ef(Queue Index＝6)，green(Color＝1)，2(Wred Class＝2)的三元組，這樣在核心路由器內部都按照該內部優先級進行各報文的QoS的擁塞處理和擁塞避免；第三條命令的具體含義是將內部優先級為ef(Queue Index＝6)，green(Color＝1)的二元組轉換為DSCP為3的IP出報文；第四條命令是將外部優先級EXP(MPLS的EXP域，即實驗域，用來標記MPLS報文的優先級)為4的MPLS入報文轉換為be(Queue Index＝0)，green(Color＝1)，7(Wred Class＝7)的三元組；第五條命令是將af1(Queue Index＝1)，Red(Color＝3)的二元組轉換為EXP為3的MPLS出報文；(3)將接口加入到創建的DS域中，即將所述的DS域在選定的接口上應用[Quidway]interface Ethernet 2/0/0；[Quidway-Ethernet2/0/0]trust upstream test；在上述配置過程中，經過過程(1)到過程(3)的配置後，便可以在核心路由器上實現上、下行報文的外部優先級與內部優先級間的轉換處理。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求
1.一種基於區分服務域的業務流分配的實現方法，其特徵在於，包括A、在核心網絡設備上，對於收到的上行報文的處理過程將收到的上行報文的外部優先級轉換為內部優先級，並根據內部優先級對報文進行轉發處理；B、在核心網絡設備上，對於收到的下行報文的處理過程將收到的下行報文的內部優先級轉換為對應類型報文的外部優先級，並從相應接口發送出去。
2.根據權利要求1所述的基於區分服務域的業務流分配的實現方法，其特徵在於，該方法還包括在核心網絡設備中，建立並保存各類型報文的外部優先級與內部優先級的對應關係。
3.根據權利要求2所述的基於區分服務域的業務流分配的實現方法，其特徵在於，所述的外部優先級與內部優先級的對應關係以表的形式保存於所述的核心網絡設備中。
4.根據權利要求2或3所述的基於區分服務域的業務流分配的實現方法，其特徵在於，所述的對應關係表包括對於上行報文，針對每一種類型的報文分別建立保存一張對應關係表，其索引為報文的外部優先級；對於下行報文，建立保存一張對應關係表，用於保存內部優先級到各種類型報文的外部優先級的對應關係，其索引為內部優先級。
5.根據權利要求4所述的基於區分服務域的業務流分配的實現方法，其特徵在於，該方法還包括通過設置的接口利用配置命令對所述的對應關係進行修改。
6.根據權利要求1所述的基於區分服務域的業務流分配的實現方法，其特徵在於，所述的核心網絡設備包括核心路由器。
7.根據權利要求1、2、3、5或6所述的基於區分服務域的業務流分配的實現方法，其特徵在於，所述的步驟A進一步包括在核心路由器收到上行報文後，分析確定報文的類型及外部優先級；根據報文的類型及外部優先級在所述的外部優先級與內部優先級的對應關係中確定報文的內部優先級；根據報文的內部優先級對所述的報文進行上行業務的業務流分配處理。
8.根據權利要求1、2、3、5或6所述的基於區分服務域的業務流分配的實現方法，其特徵在於，所述的步驟B進一步包括在核心路由器收到下行報文後，分析確定報文的類型及內部優先級；根據報文的類型及內部優先級在所述的外部優先級與內部優先級的對應關係中確定報文的外部優先級；根據所述報文的外部優先級進行下行業務的業務流分配處理。
9.根據權利要求1或6所述的基於區分服務域的業務流分配的實現方法，其特徵在於，執行步驟A和步驟B之前，還包括在核心路由器上創建區分服務域；配置所述區分服務域中的各類型報文的外部優先級與內部優先級的對應關係；將所述的區分服務域在選定的接口上應用。
全文摘要
本發明涉及一種基於區分服務域的業務流分配的實現方法。該方法主要包括在核心網絡設備上，將收到的上行報文的外部優先級轉換為內部優先級，並根據內部優先級對報文進行轉發處理；將收到的下行報文的內部優先級轉換為相應類型報文的外部優先級，並從在相應的接口發送出去。本發明的主要內容是在核心路由器上提出了內部優先級的概念，從而使得上行報文均可以基於內部優先級實現簡單流分類，避免用複雜流分類的低效率，同時還有效地避免了核心路由器中存儲表過多引發的問題。
文檔編號H04L12/56GK1761234SQ20041008048
公開日2006年4月19日 申請日期2004年10月11日 優先權日2004年10月11日
發明者安雁 申請人:華為技術有限公司