报文转发方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种报文转发方法和系统，属于虚拟电信边缘云报文转发技术领域，可至少部分解决现有的虚拟电信边缘云的报文转发方法丢包率高、网络拥塞程度高、服务容错性低的问题。该报文转发方法包括：新迭代循环开始，用随机数据平面转发至少一条报文；当有报文来时判断迭代次数是否达到阈值，是则返回新迭代循环开始的步骤；统计当前各数据平面的负载参数；根据负载参数计算当前评价函数；根据负载参数计算用各数据平面转发报文后的预测评价函数，从中选出最优的；比较最优的预测评价函数与当前评价函数，若当前评价函数较优则返回新迭代循环开始的步骤，若预测评价函数较优则用该最优的预测评价函数对应的数据平面转发报文，并将迭代次数加1。

Message forwarding method and system

The invention provides a message forwarding method and system, belongs to the virtual telecom cloud edge packet forwarding technology, can at least partially solve the existing virtual telecom cloud edge message forwarding method high packet loss rate, network congestion degree is high, the problem of low fault tolerance service. Including the message forwarding method: a new iteration starts with random data plane forwarding at least one message; when a message to determine whether the number of iterations is reached the threshold, returns the new iterative cycle start step; the load parameter statistical data plane; according to the calculation of the current evaluation function of load parameters are calculated according to the forward prediction; the function of each message after the evaluation of the data plane load parameters, select the best from the comparison of the optimal evaluation function; and the current evaluation function, if the current evaluation function better returns the new iteration starting step, if the evaluation function is better for prediction and evaluation of the data plane corresponding to the optimal forwarding function the message, and will add 1 iterations.

【技术实现步骤摘要】
报文转发方法和系统
本专利技术属于虚拟电信边缘云报文转发
，具体涉及一种报文转发方法和系统。
技术介绍
虚拟电信边缘云已成为电信行业发展的重要趋势，其是为解决电信专用通信设备的不足而产生的。虚拟电信边缘云技术将电信边缘网虚拟化并聚集或分解其网络功能，承载于采用通用X86架构硬件的软件虚拟化平台上，从而对传统电信机房的设备进行软件与硬件的解耦。电信边缘云中，用户(家庭用户及固网企事业用户)的终端(用户的电脑)通过Vxlan隧道连接虚拟电信边缘云的网元并访问相应资源(企业私有资源和公众服务资源)，其中的报文(数据)转发系统采用松耦合架构。具体的，用户的终端发起访问请求报文，并通过PG(或SimpleCPE)、网关、vCPE、vBRAS建立Vxlan隧道，实现Vxlan二层网络的接入，其中，vCPE能作为DHCP服务器给下挂的终端分配IP地址，并能作为PPPoEClient经过防火墙等进行拨号接入认证、计费等；之后，由NAT进行公网和私网IP地址的转换，通过网关接入并访问资源。但是，现有虚拟电信边缘云的报文转发方法具有丢包率高、网络拥塞程度高、服务容错性低等问题。
技术实现思路
本专利技术至少部分解决现有的虚拟电信边缘云的报文转发方法丢包率高、网络拥塞程度高、服务容错性低的问题，提供一种丢包率低(甚至是零丢包)、网络拥塞程度低、服务容错性高的报文转发方法和系统。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种报文转发方法，用于虚拟电信边缘云的报文转发，所述虚拟电信边缘云包括多个用于转发报文的数据平面；所述报文转发方法包括：新迭代循环开始，将迭代次数清零并用随机数据平面转发至少一条报文；当有报文来时判断迭代次数是否达到阈值，若是则返回所述新迭代循环开始的步骤；统计当前各数据平面的负载参数，所述负载参数的统计期间为本迭代循环期间；根据负载参数计算当前评价函数；根据负载参数计算用各数据平面转发所述报文后的预测评价函数，从中选出最优的预测评价函数；比较所述最优的预测评价函数与当前评价函数，若当前评价函数较优则返回所述新迭代循环开始的步骤，若预测评价函数较优则用该最优的预测评价函数对应的数据平面转发所述报文，并将迭代次数加1。优选的，所述用随机数据平面转发至少一条报文为用随机数据平面转发一条报文。优选的，所述阈值在45至55之间。优选的，第k次迭代时，数据平面i的负载参数包括其并行报文处理能力值Rik和报文丢弃率tik。进一步优选的，第k次迭代时的当前评价函数optZk根据以下公式计算：其中，a、b、c为大于0且小于1的系数；n为虚拟电信边缘云中数据平面的总数；xik为数据平面i的状态，其在数据平面i处理报文时为1，未处理报文时为0；Hik为Rik和(tik)-1的二维向量{Rik，(tik)-1}。进一步优选的，第k次迭代时，用数据平面i转发所述报文后的预测评价函数optZ’ik+1根据以下公式计算：其中，u、v、w为大于0且小于1的系数；R’ik+1和t’ik+1分别表示若用数据平面i转发所述报文后，预测得到的第(k+1)次迭代中数据平面i的报文处理能力值和报文丢弃率；x’ik+1表示若用数据平面i转发所述报文后，预测得到的第(k+1)次迭代中数据平面i的状态，其在数据平面i处理报文时为1，未处理报文时为0；H’ik+1通过如下公式计算：其中,rik为Hik的变差期望，其等于d为大于0且小于1的调节因子，vik为Hik的方差向量，其等于进一步优选的，所述预测评价函数和当前评价函数越大越优。优选的，所述报文转发方法还包括：缓存被数据平面丢弃的报文，并给予缓存中的报文最高的转发优先级。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种报文转发系统，用于虚拟电信边缘云的报文转发，所述虚拟电信边缘云包括多个用于转发报文的数据平面；所述报文转发系统包括：初始单元，用于开始新迭代循环，将迭代次数清零并用随机数据平面转发至少一条报文；阈值比较单元，用于当有报文来时判断迭代次数是否达到阈值，若是则使初始单元开始工作；统计单元，用于统计当前各数据平面的负载参数，所述负载参数的统计期间为本迭代循环期间；当前评价函数计算单元，用于根据负载参数计算当前评价函数；预测评价函数计算单元，用于根据负载参数计算用各数据平面转发所述报文后的预测评价函数，从中选出最优的预测评价函数；评价函数比较单元，用于比较所述最优的预测评价函数与当前评价函数，若当前评价函数较优则使初始单元开始工作；报文转发单元，用于用最优的预测评价函数对应的数据平面转发所述报文，并将迭代次数加1。优选的，所述报文转发系统还包括：缓存单元，用于缓存被数据平面丢弃的报文，并给予其中的报文最高的转发优先级。本专利技术的报文转发系统和方法具有丢包率低(甚至是零丢包)、网络拥塞程度低、服务容错性高等优点。附图说明图1为本专利技术的实施例的一种报文转发方法的流程示意图；图2为本专利技术的实施例的另一种报文转发方法的流程示意图；图3为本专利技术的实施例的一种报文转发系统的结构框图；图4为本专利技术的实施例的另一种报文转发系统的结构框图。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。实施例1：如图1所示，本实施例提供一种报文转发方法，用于虚拟电信边缘云的报文转发，虚拟电信边缘云包括多个用于转发报文的数据平面，该报文转发方法包括：S101、新迭代循环开始，将迭代次数清零并用随机数据平面转发至少一条报文。S102、当有报文来时判断迭代次数是否达到阈值，若是则返回新迭代循环开始的步骤。S103、统计当前各数据平面的负载参数，负载参数的统计期间为本迭代循环期间。S104、根据负载参数计算当前评价函数；根据负载参数计算用各数据平面转发报文后的预测评价函数，从中选出最优的预测评价函数。S105、比较最优的预测评价函数与当前评价函数，若当前评价函数较优则返回新迭代循环开始的步骤，若预测评价函数较优则用该最优的预测评价函数对应的数据平面转发报文，并将迭代次数加1。本实施例的报文转发方法具有丢包率低(甚至是零丢包)、网络拥塞程度低、服务容错性高等优点。实施例2：如图2所示，本实施例提供一种报文转发方法。具体的，该报文转发方法用于虚拟电信边缘云的报文转发。虚拟电信边缘云用X86架构的硬件虚拟实现电信边缘网的各种设备和功能，其中包括多个用于转发报文的数据平面(相当于报文转发器)，每条来自用户终端的报文均需要被分配到一个数据平面中进行转发。具体的，以上报文转发方法包括：S201、新迭代循环开始，将迭代次数清零并用随机数据平面转发至少一条报文。本实施例的报文转发方法包括不断进行的迭代循环，一个迭代循环结束后新的迭代循环开始，此时将迭代次数置为零，并且在有报文来时，用随机的方式选择数据平面并转发报文。优选的，以上用随机数据平面转发至少一条报文为用随机数据平面转发一条报文。也就是说，本步骤中优选转发一条且仅转发一条报文。S202、当有报文来时判断迭代次数是否达到阈值，若是则返回新迭代循环开始的步骤，若否则进入下一步。在新迭代循环开始并随机转发完报文后，若再有报文来，则判断当前(即本次迭代循环中)的迭代次数是否达到预定次数，如果达到则结束本次迭代循环，返回开始新迭代循环的步骤(即步骤S201本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种报文转发方法，用于虚拟电信边缘云的报文转发，所述虚拟电信边缘云包括多个用于转发报文的数据平面，其特征在于，所述报文转发方法包括：新迭代循环开始，将迭代次数清零并用随机数据平面转发至少一条报文；当有报文来时判断迭代次数是否达到阈值，若是则返回所述新迭代循环开始的步骤；统计当前各数据平面的负载参数，所述负载参数的统计期间为本迭代循环期间；根据负载参数计算当前评价函数；根据负载参数计算用各数据平面转发所述报文后的预测评价函数，从中选出最优的预测评价函数；比较所述最优的预测评价函数与当前评价函数，若当前评价函数较优则返回所述新迭代循环开始的步骤，若预测评价函数较优则用该最优的预测评价函数对应的数据平面转发所述报文，并将迭代次数加1。

【技术特征摘要】
1.一种报文转发方法，用于虚拟电信边缘云的报文转发，所述虚拟电信边缘云包括多个用于转发报文的数据平面，其特征在于，所述报文转发方法包括：新迭代循环开始，将迭代次数清零并用随机数据平面转发至少一条报文；当有报文来时判断迭代次数是否达到阈值，若是则返回所述新迭代循环开始的步骤；统计当前各数据平面的负载参数，所述负载参数的统计期间为本迭代循环期间；根据负载参数计算当前评价函数；根据负载参数计算用各数据平面转发所述报文后的预测评价函数，从中选出最优的预测评价函数；比较所述最优的预测评价函数与当前评价函数，若当前评价函数较优则返回所述新迭代循环开始的步骤，若预测评价函数较优则用该最优的预测评价函数对应的数据平面转发所述报文，并将迭代次数加1。2.根据权利要求1所述的报文转发方法，其特征在于，所述用随机数据平面转发至少一条报文为用随机数据平面转发一条报文。3.根据权利要求1所述的报文转发方法，其特征在于，所述阈值在45至55之间。4.根据权利要求1所述的报文转发方法，其特征在于，第k次迭代时，数据平面i的负载参数包括其并行报文处理能力值Rik和报文丢弃率tik。5.根据权利要求4所述的报文转发方法，其特征在于，第k次迭代时的当前评价函数optZk根据以下公式计算：其中，a、b、c为大于0且小于1的系数；n为虚拟电信边缘云中数据平面的总数；xik为数据平面i的状态，其在数据平面i处理报文时为1，未处理报文时为0；Hik为Rik和(tik)-1的二维向量{Rik，(tik)-1}。6.根据权利要求5所述的报文转发方法，其特征在于，第k次迭代时，用数据平面i转发所述报文后的预测评价函数optZ’ik+1根据以下公式计算：

【专利技术属性】
技术研发人员：王智明，王志军，毋涛，贾智宇，
申请(专利权)人：中国联合网络通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11