一种报文转发方法以及一种网络接入设备技术

本发明专利技术公开了一种报文转发方法以及一种网络接入设备，在原有的架构转发流程中，在WIFI控制器或USB控制器之间增加一个转发模块。该模块由硬件实现，具有转发表项，根据标准的TCP/IP协议进行报文解析，然后对报文进行编辑、复制、丢弃、转发等操作动作。该转发表项内容由Linux网络协议栈学习来自WIFI控制器或USB控制器的首包报文，然后配置相关规则在转发模块中，后续来自WIFI控制器或USB控制器的报文就直接由转发模块直接转发，与现有技术相比，提高了转发性能。

【技术实现步骤摘要】
一种报文转发方法以及一种网络接入设备
本专利技术涉及通信
，特别涉及一种报文转发方法以及一种网络接入设备。
技术介绍
目前，USB（UniversalSerialBus，通用串行总线）用于规范电脑与外部设备的连接和通讯，是应用在PC（PersonalComputer，个人计算机）领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能，协议标准有USB1.0（1.5Mpbs）、USB1.1（12Mbps）、USB2.0（480Mbps）、USB3.0（5Gbps）等。随着3G网络的快速发展，上网数据卡作为一种典型的利用USB上网逐步成为商务人士、3G运营商提供宽带服务的首选。WIFI是一种可以将个人电脑、手持设备（如平板电脑、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。相关协议标准IEEE802.11是现今无线局域网通用的标准，它是由国际电机电子工程学会定义的无线网络通信的标准，无线通信协议标准有IEEE802.11(2Mbps工作在2.4GHZ)、IEEE802.11a(54Mbps工作在5GHZ)、IEEE802.11b(11Mbps工作在2.4GHZ)、IEEE802.11g(2Mbps工作在2.4GHZ)、IEEE802.11n(150Mbps)、IEEE802.11ac(1Gbps)等等。而在当前的HGW（HomeGateWay，家庭网关）方案中，无论是USB还是WIFI，数据接入基本都是在CPU上运行自身芯片厂家提供的底层驱动，通过底层驱动软件虚拟为控制器对用户接入、协议解析、加密认证、数据转发进行控制和处理。例如，USB控制器与PC（或者对端Client（中文解释：客户端）设备）之间通过USB协议进行链路通讯及控制，将PC发送的协议报文转换为标准的TCP/IP协议报文。这些控制器都挂接在Linux网络协议栈下面，通过网络协议栈进行协议的学习、控制、转发处理。转发的基础架构具体请参看图1。PC1：为标准以太网五类线接入，可能为PC、笔记本、交换机等。PC2：为无线接入的设备，可能为PC、PAD、手机等。PC3：为USB线接入的设备，可能为上网数据卡、PC、手机、PAD等。PC1通过以太网线接入，其发送的数据被ETH（EtherNet，以太网）控制器转换为TCP/IP数据报文。PC2通过无线接入，其发送的数据经过IEEE802.11x链路协议被WIFI控制器转换为TCP/IP数据报文。PC3通过USB线接入，其发送的数据经过USB链路协议被USB控制器转换为TCP/IP数据报文。控制器之间的报文通过Linux网络协议栈进行数据控制及转发。该技术方案中，Linux网络协议栈被广泛的应用于多种应用场景，导致在解析、处理过程中消耗较多的CPU资源，而在HGW网关中对硬件成本的限制达到了极致，只有较少的内存及较低的CPU处理性能，同时CPU资源还不能够允许被独占，还需要同时处理其它网关业务。因此，该技术被应用于网关设备上体现出非常明显的网络转发性能低下的技术问题。而通常提升转发性能都是从软件方面进行优化，虽然这种方式能够在短时间内一定程度的提升网络转发性能，但由于业务的扩展、BUG的修订、内存的大量消耗，在使用一段时间之后网络转发性能又会下降，并不能真正的解决网络性能问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种报文转发方法以及一种网络接入设备，用以解决现有技术中存在的网络转发性能低下的技术问题。第一方面，提供了一种网络接入设备，所述网络接入设备提供至少两种协议的用户侧接口，包括：与所述网络接入设备的用户侧接口的协议类型相对应的控制器，与所述网络接入设备的网络侧接口的协议类型相对应的协议处理模块，转发模块，以及虚拟设备控制器，所述转发模块为逻辑电路；所述控制器，用于将用户侧接口发来的报文进行协议转换后发送给所述转发模块；以及，将所述转发模块发来的报文进行协议转换后发送给用户侧接口；所述转发模块，用于根据所述控制器发来的报文匹配对应的转发表项，根据匹配的转发表项将报文转发给以太网用户侧接口；或者根据以太网用户侧接口或所述控制器发来的报文匹配对应的转发表项，根据匹配到的转发表项对所述以太网用户侧接口或所述控制器发来的报文报文进行封装后发送给所述虚拟设备控制器；所述虚拟设备控制器，用于根据所述转发模块发来的报文的封装信息，将所述转发模块发来的报文转发给对应的控制器或者转发给所述协议处理模块；所述协议处理模块，用于将所述虚拟设备发来的报文发送给网络侧接口。结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述转发模块，具体用于修改所述控制器发来的报文的目的发送地址。结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述转发模块，具体用于若没匹配到所述对应的转发表项时，将所述控制器发来的报文转发给所述虚拟设备控制器，以使所述虚拟设备控制器转发所述报文，并下发所述报文对应的转发表项给所述转发模块。结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述控制器包括第一控制器，所述第一控制器与第一协议的用户侧接口连接，所述第一协议为USB协议或无线通信协议；所述转发模块具体用于，从所述以太网用户侧接口接收到发往所述第一协议的用户侧接口连接的用户设备的以太网报文后，根据所述以太网报文匹配对应的转发表项，根据匹配到的转发表项将所述以太网报文的目的地址更新为所述第一控制器的地址，将目的地址更新后的所述以太网报文转发给虚拟设备控制器；所述虚拟设备控制器，具体用于将所述目的地址更新后的所述以太网报文转发给所述第一控制器；所述第一控制器，具体用于将所述目的地址更新后的以太网报文转换为第一协议报文，并将所述第一协议报文通过所述第一协议的用户侧接口发送给所述第一协议的用户侧接口连接的用户设备。结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述控制器包括第一控制器，所述第一控制器与第一协议的用户侧接口连接，所述第一协议为USB协议或无线通信协议；所述第一控制器，具体用于将所述第一协议的用户侧接口发来的报文进行以太网协议转换后发送给所述转发模块；所述转发模块，具体用于根据所述第一控制器发来的以太网报文匹配对应的转发表项，并在匹配到以太网用户侧接口的情况下，根据匹配到的转发表项将所述第一控制器发来的以太网报文送给所述以太网用户侧接口。结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述控制器包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器与第一协议的用户侧接口连接，所述第二控制器与第二协议的用户侧接口连接，所述第一协议为USB协议、且所述第二协议为无线通信协议，或者，所述第一协议为无线通信协议、且所述第二协议为USB协议；所述第一控制器，具体用于将所述第一协议的用户侧接口发来的报文进行以太网协议转换后发送给所述转发模块；所述转发模块，具体用于根据所述第一控制器发来的以太网报文匹配对应的转发表项，然后根据匹配到的转发表项将所述第一控制器发来的以太网报文进行封装后发送给所述虚拟设备控制器；所述虚拟设备控制器，具体用于接收所述转发模块发来的以太网报文的封装信息，将所述转发模块发来的以太网报文转发给无线控制器；所述第二控制器，具体用于将所述虚拟设备控制器发来的以太网报文进行协议转换后发送给所述第二协议的用户侧接口。结合第一方面，第一种可能的实现方式，第二种可能的实现方式，第三种可能的实现方式，第四种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络接入设备，所述网络接入设备提供至少两种协议的用户侧接口，其特征在于，包括：与所述网络接入设备的用户侧接口的协议类型相对应的控制器，与所述网络接入设备的网络侧接口的协议类型相对应的协议处理模块，转发模块，以及虚拟设备控制器，所述转发模块为逻辑电路；所述控制器，用于将用户侧接口发来的报文进行协议转换后发送给所述转发模块；以及，将所述转发模块发来的报文进行协议转换后发送给用户侧接口；所述转发模块，用于根据所述控制器发来的报文匹配对应的转发表项，根据匹配的转发表项将报文转发给以太网用户侧接口；或者根据以太网用户侧接口或所述控制器发来的报文匹配对应的转发表项，根据匹配到的转发表项对所述以太网用户侧接口或所述控制器发来的报文报文进行封装后发送给所述虚拟设备控制器；所述虚拟设备控制器，用于根据所述转发模块发来的报文的封装信息，将所述转发模块发来的报文转发给对应的控制器或者转发给所述协议处理模块；所述协议处理模块，用于将所述虚拟设备发来的报文发送给网络侧接口。

【技术特征摘要】
1.一种网络接入设备，所述网络接入设备提供至少两种协议的用户侧接口，其特征在于，包括：与所述网络接入设备的用户侧接口的协议类型相对应的控制器，与所述网络接入设备的网络侧接口的协议类型相对应的协议处理模块，转发模块，以及虚拟设备控制器，所述转发模块为逻辑电路；所述控制器，用于将用户侧接口发来的报文进行协议转换后发送给所述转发模块；以及，将所述转发模块发来的报文进行协议转换后发送给用户侧接口；所述转发模块，用于根据所述控制器发来的报文匹配对应的转发表项，根据匹配的转发表项将报文转发给以太网用户侧接口；或者根据以太网用户侧接口或所述控制器发来的报文匹配对应的转发表项，根据匹配到的转发表项对所述以太网用户侧接口或所述控制器发来的报文进行封装后发送给所述虚拟设备控制器；所述虚拟设备控制器，用于根据所述转发模块发来的报文的封装信息，将所述转发模块发来的报文转发给对应的控制器或者转发给所述协议处理模块；所述协议处理模块，用于将所述虚拟设备发来的报文发送给网络侧接口；其中，所述控制器包括第一控制器，所述第一控制器与第一协议的用户侧接口连接，所述第一协议为USB协议或无线通信协议；所述转发模块具体用于，从所述以太网用户侧接口接收到发往所述第一协议的用户侧接口连接的用户设备的以太网报文后，根据所述以太网报文匹配对应的转发表项，根据匹配到的转发表项将所述以太网报文的目的地址更新为所述第一控制器的地址，将目的地址更新后的所述以太网报文转发给虚拟设备控制器；所述虚拟设备控制器，具体用于将所述目的地址更新后的所述以太网报文转发给所述第一控制器；所述第一控制器，具体用于将所述目的地址更新后的以太网报文转换为第一协议报文，并将所述第一协议报文通过所述第一协议的用户侧接口发送给所述第一协议的用户侧接口连接的用户设备。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述转发模块，具体用于修改所述控制器发来的报文的目的发送地址。3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述转发模块，具体用于若没匹配到所述对应的转发表项时，将所述控制器发来的报文转发给所述虚拟设备控制器，以使所述虚拟设备控制器转发所述报文，并下发所述报文对应的转发表项给所述转发模块。4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一控制器，具体用于将所述第一协议的用户侧接口发来的报文进行以太网协议转换后发送给所述转发模块；所述转发模块，具体用于根据所述第一控制器发来的以太网报文匹配对应的转发表项，并在匹配到以太网用户侧接口的情况下，根据匹配到的转发表项将所述第一控制器发来的以太网报文送给所述以太网用户侧接口。5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制器还包括第二控制器，所述第二控制器与第二协议的用户侧接口连接，在所述第一协议为USB协议时、所述第二协议为无线通信协议，在所述第一协议为无线通信协议时、所述第二协议为USB协议；所述第一控制器，具体用于将所述第一协议的用户侧接口发来的报文进行以太网协议转换后发送给所述转发模块；所述转发模块，具体用于根据所述第一控制器发来的以太网报文匹配对应的转发表项，然后根据匹配到的转发表项将所述第一控制器发来的以太网报文进行封装后发送给所述虚拟设备控制器；所述虚拟设备控制器，具体用于接收所述转发模块发来的以太网报文的封装信息，将所述转发模块发来的以太网报文转发给无线控制器；所述第二控制器，具体用于将所述虚拟设备控制器发来的以太网报文进行协议转换后发送给所述第二协议的用户侧接口。6.如权利要求1-5中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制器和所述转发模块之间采用以太网协议或私有协议通信；所述转发模块与所述虚拟控制器之间采用以太网协议通信。7.如权利要求1-5中任一权项所述的设备，其特征在于，所述控制器为虚拟控制器，或者所述控制器为逻辑电路。8.一种报文转发方法，应用...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗成，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44