報文傳輸方法和系統的製作方法

2023-07-27 12:53:06 1

專利名稱：報文傳輸方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及網絡通信領域，更具體地，涉及一種4艮文傳輸方法 和系統。
背景技術：
在IPv6 (網際網路協議版本6)引入的初期，會出it見許多局部的 IPv6網絡，這些IPv6孤島需要通過IPv4 (網際網路協+義版本4 )骨幹 網絡進行互聯。IPv6 in IPv4 (IPv6 to IPv4)隧道提供了一種IPv6 通信穿越IPv4網絡的方法，即將IPv6數據封裝在IPv4報文中，從 而實J見了用i見有的IPv4路由體系4專送IPv6悽t據包。IPv6 in IPv4 (IPv6 to IPv4 )隧道是IPv4向IPv6過渡的初期最易於採用的4支術。
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圖1, IPv6才艮文糹至過IPv6 in IPv4 (IPv6 to IPv4 ) P迭道傳專lT的 過程如下
A. IPv6才艮文通過路由進入隧道虛接口 ，將淨艮文長度與隧道虛 接口的IPv6 MTU (最大傳輸單元)進行比淨交，若淨艮文長度大於隧 道虛4妻口的IPv6 MTU,則按照該MTU將IPv6淨艮文分片。
B. 對隧道才艮文進4亍IPv4封裝，即在IPv6才艮文前加上IPv4頭， 由IPv4目的地址進行路由，將才艮文送到物理出4妾口 。如果該IPv4 報文長度大於物理出接口的IPv4 MTU,則用該MTU對才艮文進行二 次分片。C. IPv4報文從出接口發送到IPv4網絡上，最後到達隧道終點。
D. 隧道終點對接收到的IPv4報文進行解封裝(若收到分片IPv4 報文，需先進行重組)，還原出原始的IPv6報文，再查找IPv6路由 表，將報文送到目的地(若IPv6報文分片，同樣需要進行重組)。
報文收發的性能會因分片/重組而降低，多次分片/重組對傳輸 效率的影響則更大。RFC2893提出了一種方法，能減少上述IPv6in IPv4 (IPv6 to IPv4 )隧道可能出現的才艮文二次分片it見象。具體i兌來， (1 )當(IPv4路徑MTU-20 )不大於1280位元組時，若IPv6報文長 度不大於1280位元組，則先按照1280位元組將IPv6才艮文分片，再做隧 道封裝，並不設置IPv4頭的DF (不可分片)標誌，因為封裝後的 IPv4報文可能會被再分片；若IPv6報文長度大於1280位元組，則丟 棄才艮文並回送IPv6 "才艮文過長，，ICMP (網際網路控制才艮文協議)差 4晉才艮文。(2)當(IPv4路徑MTU-20 )大於1280位元組時，若IPv6 才艮文長度小於(IPv4路徑MTU-20 ),則將IPv6才艮文4故隧道封裝， 並設置IPv4頭的DF標誌；若IPv6報文長度(IPv4路徑MTU-20 )， 則丟棄報文並回送IPv6 "報文過長"ICMP差錯淨艮文。可見，這種 方法中，會造成某些長度的IPv6才艮文^皮丟棄。
現有技術中，也從MTU的角度探討了 IPv6 in IPv4隧道報文分 片的解決方案。專利CN200410059486提出了一種獲取隧道網關環 境中路徑MTU的方法，通過構造探測報文經過隧道網關，根據其 建立的隧道鏈路MTU及探測報文長度，向發送方返回ICMP控制 報文；發送方根據ICMP控制報文調整探測報文的長度，直到發送 方報文不被再分片為止，此時的報文長度即為路徑MTU。
該方案需要隧道起點周期性的發送探測報文，並未實現真正意 義上的實時響應，另一方面探測淨艮文的周期性發送和接收處理在一 定程度上也會影響隧道源、目的節點的性能。專利CN20081OOOO151.1提出了 一種IPv6 in IPv4隧道才艮文分片 的自適應調整方法。隧道終點接收到IPv4分片淨艮文時，識別首片 IPv4報文所封裝的IPv6報文長度並提取出所封裝IPv6報文的源地 址；向源地址設備發送攜帶有該IPv6報文長度的調整指令，使其根 據該長度調整出口的IPv6路徑MTU,對後面的隧道4艮文進行分片， 從而避免了後續隧道報文的二次分片。
該方案只有當隧道源節點收到了目的節點的調整指令，重新設 定IPv6路徑MTU後，發出的隧道報文才能避免二次分片。

發明內容
有鑑於此，本發明才是出了 一種IPv6隧道MTU的選擇和隧道淨艮 文分片的方法，可應用於IPv6 in IPv4禾口 IPv6 to IPv4 f逸道。對於進 入隧道的IPv6大報文，分片時需基於此MTU處理。
根據本發明，待封裝才艮文到達IPv6隧道(包括IPv6 in IPv4隧 道，IPv6 to IPv4隧道)起點時，本發明提出的一種才艮文傳輸方法， 包括以下步驟將由隧道的出接口的IPv4最大傳輸單元MTU計算 所得的第一 MTU、隧道接口所配置的IPv6的最大傳輸單元MTU 以及由隧道源和目的鏈路上IPv4路徑MTU計算所;得的第二 MTU 進行比較，並取最小值為第四MTU;當IPv6才艮文長度大於第四MTU 時，以第四MTU為單4立對IPv6寺艮文進4亍分片；以及只十分片的IPv6 報文進行隧道封裝。
其中，當網元內存在多個單板的情況下，在進4亍比車交時，是將 第一 MTU、隧道4妄口所配置的IPv6的最大傳!餘單元MTU、第二 MTU以及由網元內衝反間轉發通道MTU計算所得的第三MTU進行 比較，並取最小值為第四MTU。其中，當隧道為IPv6 in IPv4隧道時，4艮才居隧道目的IPv4 ;也址 查路由，得到出接口。
其中，當隧道為IPv6 to IPv4隧道時，/人IPv6 to IPv4 i也址中提 耳又隧道目的IPv4地址，根據隧道目的IPv4 i也址查路由，得到出4妄 o 。
其中，第一 MTU是由隧道出接口的IPv4 MTU減去IPv4頭長
算得的。
其中，第二 MTU是由隧道源和目的鏈路上IPv4路徑MTU減 去IPv4頭長算得的。
其中，當隧道報文經板間的通道進行轉發時，根據預定策略選 擇板間轉發通道，並取出板間轉發通道MTU。
其中，第三MTU是由板間轉發通道MTU減去隧道才艮文的內部 封裝長度算得的。
此外，本發明還提供了一種報文傳輸系統，包括取最小值模 塊，用於將由隧道的出接口的IPv4最大傳輸單元MTU計算所得的 第一 MTU、隧道4妄口所配置的IPv6的最大傳輸單元MTU以及由 隧道源和目的鏈路上IPv4路徑MTU計算所得的第二 MTU進4亍比 較，取最小值為第四MTU;分片模塊，用於在IPv6報文長度大於 第四MTU時，以第四MTU為單4立對IPv6才艮文進4亍分片；以及封 裝模塊，用於對分片的IPv6報文進行隧道封裝。
其中，當網元內存在多個單板時，取最小值模塊用於將第一 MTU、隧道接口所配置的IPv6的最大傳輸單元MTU、第二MTU 以及由網元內板間轉發通道MTU計算所得的第三MTU進行比較， 並取最小值為第四MTU。本發明可以避免隧道封裝後的IPv4才艮文在隧道源和目的傳輸
;咯徑上^皮再次分片的情況，提高了隧道源和目的節點i殳備的處理性 能以及隧道轉發的性能。
附圖^兌明
此處所i兌明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申 請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並
不構成對本發明的限定。在附圖中
圖1示出了 IPv6隧道組網的簡化示意圖2是根據本發明實施例的通信網元簡化示意圖3是本發明4是出的IPv6隧道MTU選擇和才艮文分片實施例流 程圖。
具體實施例方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結 合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處 所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
根據本發明，待封裝報文到達IPv6隧道(包括IPv6 in IPv4隧 道，IPv6 to IPv4隧道)起點時，隧道MTU的選擇和才艮文的分片處 理包4舌以下步艱艮
A、取隧道出4妄口 IPv4 MTU計算所4尋的第一 MTU和隧道4妄口 所配置的IPv6 MTU的最小值，作為隧道MTU;B、 取第四MTU為隧道MTU、隧道源和目的鏈路上IPv4 ^各徑 MTU計算出來的第二 MTU、以及網元內單外反間轉發通道MTU計 算出來的第三MTU的最小值；
C、 若IPv6才艮文長度大於第四MTU,則4姿照第四MTU對其進
行分片；
D、 對IPv6報文進行隧道封裝。 所述步艱《A包4舌
Al 、對於IPv6 in IPv4隧道，才艮據隧道目的IPv4地址查^各由， 得到隧道出接口；
A2、只于于IPv6 to IPv4隧道，乂人IPv6 to IPv4 i也址(IPv6才艮文 目的地址，或者由IPv6報文目的地址查路由表得到)中提取出隧道 目的IPv4地址，再查路由，得到隧道出接口 ；
A3、將隧道出接口 IPv4 MTU減去IPv4頭長，得到第一 MTU。
所述步一驟B包4舌
Bl 、將隧道源和目的鏈路上IPv4路徑MTU減去IPv4頭長， 得到第二MTU;
B2、特別的，對於分布式系統，隧道4艮文可能需要經過板間通 道轉發到接口板，報文轉發時需根據一定的規則選擇轉發通道，並 取出才反間通道MTU;
B3 、將板間通道MTU減去報文內部封裝長度，得到第三MTU。圖2示出了筒化的通信網元系統組成，包括集中控制線卡、 業務處理線卡、以及一塊或者多塊4妄口線卡，這些線卡之間通過內 部總線進行通信。集中控制線卡，負責生成路由表和接口表，並同 步給所有其他線卡。業務處理線卡，用於實J見上層業務的處理。4妄 口線卡，對外連4妄IPv4或IPv6網絡。
參考圖3, i兌明IPv6才艮文走IPv6 in IPv4 (或IPv6 to IPv4 ) P遂 道發送時，MTU選擇和才艮文分片的完整工作流禾呈，包4舌以下步驟
5301, P遂道起,泉"欠至'J IPv6才艮文。
5302, 判斷隧道類型，若為IPv6 to IPv4隧道，走S303;若為 IPv6 in IPv4 P遂道，直接走入S304。
S303，由淨艮文IPv6目的地址查IPv6 if各由表可以得到IPv6 to IPv4 ;也址，或者IPv6目的地址本身就是IPv6 to IPv4 ;也址。從IPv6 to IPv4地址中^是取出隧道目的IPv4地址。
S304，才艮據隧道目的IPv4地址查路由表，得到本端隧道出4妄口。
5305, 由隧道出接口的IPv4 MTU減去IPv4頭長，作為第一 MTU。
5306, 取第一MTU和隧道4妾口 IPv6 MTU的最小值，作為隧 道MTU。
S307，取隧道源、目的鏈路上IPv4 i 各徑MTU減去IPv4頭長， 作為第二MTU。
S308,判斷隧道報文是否需要走板間通道。若需要，則轉入 S309;否則，專爭入S311。5309, 取板間通道MTU減去報文內部封裝長度的最小值，作 為第三MTU。
5310, 取隧道MTU、第二MTU及第三MTU的最小值，作為 第四MTU。
S311 ，取隧道MTU和第二 MTU的最小值作為第四MTU。
S312，IPv6淨艮文長度是否大於第四MTU，若大於，則轉入S313; 否則，4t入S314。
S313，用第四MTU對IPv6報文做分片處理。
S314,隧道封裝。
綜上所述，本發明通過合理i殳定IPv6 in IPv4 (或IPv6 to IPv4 ) 隧道的MTU,並結合隧道源和目的鏈路上IPv4路徑MTU,以及網 元內單板間轉發通道MTU共同決定IPv6報文的MTU,作為對IPv6 報文隧道封裝前是否分片及如何分片的依據，避免了大報文走隧道 時可能導致的多次分片現象，提高了隧道轉發報文的性能和傳輸效 率。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明， 對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在 本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等， 均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種報文傳輸方法，其特徵在於，包括以下步驟將由隧道出接口的IPv4最大傳輸單元(MTU)計算所得的第一MTU、隧道接口所配置的IPv6MTU以及由隧道源和目的鏈路上IPv4路徑MTU計算所得的第二MTU進行比較，並取最小值為第四MTU；當IPv6報文長度大於所述第四MTU時，以所述第四MTU為單位對所述IPv6報文進行分片；以及對分片的IPv6報文進行隧道封裝。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，當網元內存在多個 單4反且隧道才艮文在單才反間轉發的情況下，在進4亍所述比4交時， 是將由隧道出接口的IPv4 MTU計算所得的第一 MTU、隧道 才妄口所配置的IPv6 MTU、所述第二MTU以及由所述網元內 板間轉發通道MTU計算所得的第三MTU進4亍比4交，並取最 小〈直為所述第四MTU。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，當所述隧道為 IPv6 in IPv4隧道時，根據隧道目的IPv4地址查路由，得到所 述出接口 。
4. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，當所述隧道為 IPv6 to IPv4隧道時，從IPv6 to IPv4地址中才是取隧道目的IPv4 地址，根據所述隧道目的IPv4地址查路由，得到所述出接口 。
5. 才艮據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述第一 MTU 是由所述隧道出接口的MTU減去IPv4頭長算得的。
6.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述第二MTU 是由所述隧道源和目的鏈路上IPv4路徑MTU減去IPv4頭長算得的。
7.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，當隧道報文經板間 的通道進4於轉發時，^艮據預定策略選擇所述才反間轉發通道，並 取出所述外反間轉發通道MTU。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述第三MTU是算得的。
9.一種報文傳輸系統，其特徵在於，包括取最小值模塊，用於將由隧道出接口的IPv4MTU計算所 得的第一MTU、隧道接口所配置的IPv6 MTU以及由隧道源 和目的鏈3各上IPv4路徑MTU計算所得的第二MTU進行比較， 取最小4直為第四MTU;分片模塊，用於在IPv6報文長度大於所述第四MTU時， 以所述第四MTU為單位對所述IPv6才艮文進行分片；以及封裝才莫塊，用於對分片的IPv6才艮文進4亍隧道封裝。
10.根據權利要求9所述的系統，其特徵在於，所述第一MTU是 由所述隧道出《^妻口的MTU減去IPv4頭長算得的。
11.才艮據^又利要求9所述的系統，其特4正在於，所述第二MTU是 由所述隧道源和目的鏈路上IPv4 3各徑MTU減去IPv4頭長算得的。
12. 根據權利要求9所述的系統，其特徵在於，當網元內存在多個 單板且隧道報文在單板間轉發時，所述取最小值衝莫塊用於將所 述第一 MTU、 P逸道接口所配置的IPv6 MTU、所述第二 MTU 以及由網元內板間轉發通道MTU計算所得的第三MTU進行 比較，並取最小值為第四MTU。
全文摘要
為了解決IPv6隧道MTU的選擇和隧道報文分片的問題，本發明提出了一種報文傳輸方法，包括以下步驟將由隧道出接口的IPv4MTU(最大傳輸單元)計算所得的第一MTU、隧道接口所配置的IPv6MTU以及由隧道源和目的鏈路上IPv4路徑MTU計算所得的第二MTU進行比較，並取最小值為第四MTU；當IPv6報文長度大於第四MTU時，以第四MTU為單位對IPv6報文進行分片；以及對分片的IPv6報文進行隧道封裝。此外，本發明還提供了一種報文傳輸系統。
文檔編號H04L12/56GK101640645SQ20091017117
公開日2010年2月3日 申請日期2009年9月9日 優先權日2009年9月9日
發明者劉巍巍 申請人:中興通訊股份有限公司