一种报文封装方法、转发方法、相关装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种报文封装方法、转发方法、相关装置、设备及介质，具体为：通过SDN控制器配置各个DSCP字段与相应的PHB之间的关联关系以及各个二层网络报文与相应的DSCP字段之间的关联关系，并将配置的两个关联关系下发至各个VTEP，使得VTEP在封装二层网络报文的过程中，能够基于预先保存的各个二层网络报文与相应的DSCP字段之间的关联关系，确定该二层网络报文对应的DSCP字段，并将该DSCP字段添加至VXLAN头中，从而使得VTEP能够按照该DSCP字段对应的PHB执行相应的转发操作，进而实现了拥塞管理、拥塞避免、流量整形和监管等功能，避免了大量重要报文被丢弃的问题，确保了报文的QoS。

A Packet Encapsulation Method, Forwarding Method, Relevant Devices, Equipment and Media

【技术实现步骤摘要】
一种报文封装方法、转发方法、相关装置、设备及介质
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种报文封装方法、转发方法、相关装置、设备及介质。
技术介绍
随着“云计算”概念的提出，传统的基础设施架构(如计算资源、网络、存储等)也朝着“云”的方向发展。对于网络而言，是当前最为热门的一项技术，其中，虚拟扩展局域网(VirtualeXtensibleLAN，VXLAN)是一种将二层网络报文用三层网络协议进行封装的技术，该技术将二层网络构建在传统的三层网络之上，实现了对二层网络在三层网络范围内的扩展，被称为在第三层网络上的第二层网络覆盖方案，典型的VXLAN网络包括虚拟机(VirtualMachine，VM)、虚拟扩展局域网隧道终端(VXLANTunnelEndPoint，VTEP)和软件定义网络(SoftwareDefinedNetworking，SDN)控制器。随着VXLAN网络的不断发展和扩大，VXLAN网络中的VTEP作为报文的封装和转发设备，负荷会越来越重，当VTEP的负荷增大到一个量级时，网络通信资源(如带宽、队列、路由器的处理资源等)必定会被争抢，在这种情况下，现有技术中，默认的网络服务模式为“尽最大努力”的服务模式，即所有的报文都被无区别的等同对待，每个VTEP对所有的报文均采用先入先出策略进行处理，尽最大的努力将报文送到目的地，但对报文传送的可靠性、传送延迟等性能不提供任何保证，无法针对不同的报文实现相应的服务质量(QualityofService，QoS)，也没有提出相应机制来保证报文的QoS，这必然会出现网络拥塞、传送时延和丢包等一系列的QoS问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种报文封装方法、转发方法、相关装置、设备及介质，用以解决现有技术中存在的当VTEP的负荷增大到一个量级时，由于没有相应机制来保证报文的QoS导致的网络拥塞、传送时延和大量的重要报文被丢弃等问题。本专利技术实施例提供的具体技术方案如下：一种报文封装方法，应用于VXLAN中的VTEP，包括：基于预先保存的各个二层网络报文与相应的差分服务代码点(DifferentiatedServicesCodePoint，DSCP)字段之间的关联关系，确定待转发的二层网络报文对应的DSCP字段；获取二层网络报文对应的VXLAN头、外层用户数据报协议(UserDatagramProtocol，UDP)头、外层互联网协议(InternetProtocol，IP)头和外层媒体访问控制(MediaAccessControl，MAC)头，并将待转发的二层网络报文对应的DSCP字段添加至VXLAN头中；基于添加有DSCP字段的VXLAN头、外层UDP头、外层IP头和外层MAC头，将待转发的二层网络报文封装为三层网络报文。较佳的，DSCP字段包含DSCP编码值和显式拥塞通知(ExplicitCongestionNotification，ECN)。较佳的，各个二层网络报文与相应的DSCP字段之间的关联关系是VXLAN中的SDN控制器采用以下方式建立并下发至VTEP的：针对每一个二层网络报文，基于二层网络报文的QoS需求，从预先设置的各个DSCP编码值中，选取一个DSCP编码值作为二层网络报文的DSCP编码值，并基于VXLAN中的VTEP是否支持ECN，为ECN定义相应的数值，以及将选取的DSCP编码值和定义的ECN的数值，作为二层网络报文对应的DSCP字段。较佳的，将DSCP字段添加至VXLAN头中，包括：将DSCP字段添加至VXLAN头包含的标记(Flag)字段后的保留(Reserved)字段中。较佳的，该报文封装方法还包括：将DSCP字段复制到外层IP头包含的服务类型(TypeofService，ToS)字段中。一种基于上述报文封装方法的报文转发方法，应用于VXLAN中的VTEP，其特征在于，包括：从待转发的三层网络报文的外层IP头中，读取DSCP字段；确定与DSCP字段相对应的每跳转发行为(PerHopBehavior，PHB)；按照PHB对三层网络报文执行相应的转发操作。较佳的，确定与DSCP字段相对应的PHB，包括：从DSCP字段中，读取三层网络报文对应的DCSP编码值；基于预先保存的各个DSCP编码值与相应的PHB之间的关联关系，确定与三层网络报文对应的DCSP编码值相关联的PHB。较佳的，该报文转发方法，其特征在于，还包括：基于是否发生拥塞，为DSCP字段中的ECN重新定义相应的数值。一种报文封装装置，应用于VXLAN中的VTEP，其特征在于，包括：确定单元，用于基于预先保存的各个二层网络报文与相应的差DSCP字段之间的关联关系，确定待转发的二层网络报文对应的DSCP；添加单元，用于获取待转发的二层网络报文对应的VXLAN头、外层UDP头、外层IP头和外层MAC头，并将待转发的二层网络报文对应的DSCP字段添加至VXLAN头中；封装单元，用于基于添加有DSCP字段的VXLAN头、外层UDP头、外层IP头和外层MAC头，将待转发的二层网络报文封装为三层网络报文。较佳的，确定单元确定的DSCP字段包含DSCP编码值和ECN。较佳的，确定单元预先保存的各个二层网络报文与相应的DSCP字段之间的关联关系是VXLAN中的SDN控制器采用以下方式建立并下发至VTEP的：针对每一个二层网络报文，基于二层网络报文的QoS需求，从预先设置的各个DSCP编码值中，选取一个DSCP编码值作为二层网络报文的DSCP编码值，并基于VXLAN中的VTEP是否支持ECN，为ECN定义相应的数值，以及将选取的DSCP编码值和定义的ECN的数值，作为二层网络报文对应的DSCP字段。较佳的，在将DSCP字段添加至VXLAN头中时，添加单元具体用于：将DSCP字段添加至VXLAN头包含的Flag字段后的Reserved字段中。较佳的，该报文封装装置还包括复制单元，其中，复制单元具体用于：将DSCP字段复制到外层IP头包含的ToS字段中。一种报文转发装置，应用于VXLAN中的VTEP，其特征在于，包括：读取单元，用于从待转发的三层网络报文的外层IP头中，读取DSCP字段；确定单元，用于确定与DSCP字段相对应的PHB；转发单元，用于按照PHB对三层网络报文执行相应的转发操作。较佳的，在确定与DSCP字段相对应的PHB时，确定单元具体用于：从DSCP字段中，读取三层网络报文对应的DCSP编码值；基于预先保存的各个DSCP编码值与相应的PHB之间的关联关系，确定与三层网络报文对应的DCSP编码值相关联的PHB。较佳的，该报文转发装置还包括定义单元，其中，定义单元具体用于：基于是否发生拥塞，为DSCP字段中的ECN重新定义相应的数值。一种计算机设备，包括：存储器、处理器和存储在存储器上的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述报文封装方法和/或如上述报文转发方法的步骤。一种非易失性计算机存储介质，非易失性计算机存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行如上述报文封装方法和/或如上述报文转发方法的步骤。本专利技术实施例的有益效果如下：本专利技术实施例中，通过SDN控制器配置各个DSCP字段与相应的PHB之间的关联关系以及各个二层网络报文与相应的DSCP字段之间的关联关系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种报文封装方法，应用于虚拟扩展局域网VXLAN中的虚拟扩展局域网隧道终端VTEP，其特征在于，包括：基于预先保存的各个二层网络报文与相应的差分服务代码点DSCP字段之间的关联关系，确定待转发的二层网络报文对应的DSCP字段；获取所述待转发的二层网络报文对应的VXLAN头、外层用户数据报协议UDP头、外层互联网协议IP头和外层媒体访问控制MAC头，并将所述待转发的二层网络报文对应的DSCP字段添加至所述VXLAN头中；基于添加有DSCP字段的所述VXLAN头、所述外层UDP头、所述外层IP头和所述外层MAC头，将所述待转发的二层网络报文封装为三层网络报文。

【技术特征摘要】
1.一种报文封装方法，应用于虚拟扩展局域网VXLAN中的虚拟扩展局域网隧道终端VTEP，其特征在于，包括：基于预先保存的各个二层网络报文与相应的差分服务代码点DSCP字段之间的关联关系，确定待转发的二层网络报文对应的DSCP字段；获取所述待转发的二层网络报文对应的VXLAN头、外层用户数据报协议UDP头、外层互联网协议IP头和外层媒体访问控制MAC头，并将所述待转发的二层网络报文对应的DSCP字段添加至所述VXLAN头中；基于添加有DSCP字段的所述VXLAN头、所述外层UDP头、所述外层IP头和所述外层MAC头，将所述待转发的二层网络报文封装为三层网络报文。2.如权利要求1所述的报文封装方法，其特征在于，所述DSCP字段包含DSCP编码值和显式拥塞通知ECN。3.如权利要求2所述的报文封装方法，其特征在于，所述各个二层网络报文与相应的DSCP字段之间的关联关系是所述VXLAN中的软件定义网络SDN控制器采用以下方式建立并下发至所述VTEP的：针对每一个二层网络报文，基于所述二层网络报文的服务质量QoS需求，从预先设置的各个DSCP编码值中，选取一个DSCP编码值作为所述二层网络报文的DSCP编码值，并基于所述VXLAN中的VTEP是否支持ECN，为所述ECN定义相应的数值，以及将选取的所述DSCP编码值和定义的所述ECN的数值，作为所述二层网络报文对应的DSCP字段。4.如权利要求1所述的报文封装方法，其特征在于，将所述DSCP字段添加至所述VXLAN头中，包括：将所述DSCP字段添加至所述VXLAN头包含的标记Flag字段后的保留Reserved字段中。5.如权利要求1-4任一项所述的报文封装方法，其特征在于，还包括：将所述DSCP字段复制到所述外层IP头包含的服务类型ToS字段中。6.一种基于如权利要求1-5任一项所述的报文封装方法的报文转发方法，应用于虚拟扩展局域网VXLAN中的虚拟扩展局域网隧道终端VTEP，其特征在于，包括：从待转发的三层网络报文的外层互联网协议IP头中，读取差分服务代码点DSCP字段；确定与所述DSCP字段相对应的每跳转发行为PHB；按照所述PHB对所述三层网络报文执行相应的转发操作。7.如权利要求6所述的报文转发方法，其特征在于，确定与所述DSCP字段相对应的PHB，包括：从所述DSCP字段中，读取所述三层网络报文对应的DCSP编码值；基于预先保存的各个DSCP编码值与相应的PHB之间的关联关系，确定与所述三层网络报文对应的DCSP编码值相关联的PHB。8.如权利要求6或7所述的报文转发方法，其特征在于，还包括：基于是否发生拥塞，为所述DSCP字段中的显式拥塞通知ECN重新定义相应的数值。9.一种报文封装装置，应用于虚拟扩展局域网VXLAN中的虚拟扩展局域网隧道终端VTEP，其特征在于，包括：确定单元，用于基于预先保存的各个二层网络报文与相应的差分服务代码点DSCP字段之间的关联关系，确定待转发的二层网络报文对应的DSCP字段；添加单元，用于获取所述待转发的二层网络报文对应的VXLAN头、外层用户数据报协议UD...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗洋，王保霞，
申请(专利权)人：中移杭州信息技术有限公司，中国移动通信集团公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33