基于IPV6的段路由网络的报文转发方法及装置与流程

本发明涉及报文转发技术领域，具体而言，涉及一种基于ipv6的段路由网络的报文转发方法及装置。

背景技术：

srv6是一种通过srh(segmentroutingheader)扩展头部携带分段列表的源路由技术，每一个分段用一个128bit的ipv6地址来标示。报文转发依赖ip地址编码的信息。图1是ietf草案draft-ietf-6man-segment-routing-header-15.pdf给出的srh的定义。ietfdraft-filsfils-spring-srv6-network-programming-06里面详细描述了ipv6地址形式的段标识符sid(segmentidentifier)的编码方式通常包括节点标识locator、功能标识function以及参数arguments，其中，节点标识locator代表节点，功能标识function代表节点收到该报文之后的处理方式，参数arguments附属在function之后，代表更具体的信息，比如端口或虚拟专网vpn信息等。这样标准化的做法封装报文如图2所示。

发明人经研究发现，现有的，在标准草案里所规定的function规定了16bits。参数argument预留16个bits这样的容量将达到64k。剩下给节点标识locator的还有128-32＝96。节点标识的多少实际上代表了某个sr网络域内节点或虚拟节点的多少。考虑一定的运用扩展，1k个网元规模的sr网络域，每个网元有16个locator，则16k个locator，分派16bits给locator也代表有64k个节点标识，因此，现有的标准草案中总共48个bits的编码足够满足srv6的全部运用，以及将来的扩展。剩下的80bits的信息将给网络带来完全不必要的带宽压力。因此，提供一种有效降低带宽压力的报文转发方法是亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于ipv6的段路由网络的报文转发方法及装置，以有效缓解带宽压力。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种基于ipv6的段路由网络的报文转发方法，应用于同一段路由网络中的路由节点，所述段路由网络由多个路由节点构成，针对每个所述路由节点，所述方法包括：

获取该路由节点接收到的报文的ip地址头中的目的ip地址，其中，所述目的ip地址由网络标识符、节点标识符、功能标识符以及功能参数构成；

判断所述目的ip地址中的网络标识符和节点标识符是否与该路由节点的标识符相匹配；

当匹配时，基于所述报文的目的ip地址中的功能标识符以及功能参数获得该路由节点对所述报文的处理方式；

在所述处理方式为使该报文继续在所述段路由网络中传输时，根据所述报文中段路由头包括的分段列表对所述报文的目的ip地址中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新，其中，所述分段列表中包括多个段路由标识信息，每个所述段路由标识信息包括节点标识符、功能标识符以及功能参数；

根据更新后的目的ip地址中的网络标识符和节点标识符对所述报文进行转发。

可选地，在上述基于ipv6的段路由网络的报文转发方法中，根据所述报文中包括的分段列表中对所述报文的ip地址头中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新的步骤包括：

获取所述报文中段路由头包括的分段列表中的与所述报文的目的ip报文中节点标识符、功能标识符以及功能参数对应的分段标识相邻的下一分段标识对应的节点标识符、功能标识符以及功能参数；

根据所述下一分段标识符对应的节点标识符、功能标识符以及功能参数对所述报文的目的ip地址中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新。

可选地，在上述基于ipv6的段路由网络的报文转发方法中，在执行判断所述目的ip地址中的网络标识符和节点标识符是否与该路由节点的标识符相匹配的步骤之后，并在不匹配时，所述方法还包括：

根据所述ip地址头中目的ip地址按标准的路由转发方法转发所述报文。

可选地，在上述基于ipv6的段路由网络的报文转发方法中，在执行基于所述报文的ip地址头中的功能标识符以及功能参数获得该路由节点对所述报文的处理方式的步骤之后，并在对所述报文的处理方式为将所述报文发送出所述段路由网络时，所述方法还包括：

获取所述功能参数中包括的端口、ip地址表或mac地址表，将所述报文通过该端口转发至与该端口连接的其他设备，或者将所述报文通过该ip地址表或mac地址表对应的端口发送至与该端口连接的其它设备。

可选地，在上述基于ipv6的段路由网络的报文转发方法中，所述报文的段路由头中还包括指示信息，所述指示信息包括所述段路由列表中的节点标识符、功能标识符以及功能参数占用的总比特宽度，根据所述报文中段路由头包括的分段列表对所述报文的ip地址头中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新的步骤包括：

根据所述报文中段路由头包括的分段列表以及所述指示信息中包括的总比特宽度对所述报文的ip地址头中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新。

本发明还提供一种基于ipv6的段路由网络的报文转发装置，应用于同一段路由网络中的路由节点，所述段路由网络由多个路由节点构成，针对每个所述路由节点，所述装置包括：

获取模块，用于获取该路由节点接收到的报文的ip地址头中的目的ip地址，其中，所述目的ip地址由网络标识符、节点标识符、功能标识符以及功能参数构成；

判断模块，用于判断所述目的ip地址中的网络标识符和节点标识符是否与该路由节点的标识符相匹配；

处理方式获得模块，用于在匹配时，基于所述报文的目的ip地址中的功能标识符以及功能参数获得该路由节点对所述报文的处理方式；

处理模块，用于在所述处理方式为使该报文继续在所述段路由网络中传输时，根据所述报文中段路由头包括的分段列表对所述报文的目的ip地址中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新，其中，所述分段列表中包括多个段路由标识信息，每个所述段路由标识信息包括节点标识符、功能标识符以及功能参数；

转发模块，用于根据更新后的目的ip地址中的网络标识符和节点标识符对所述报文进行转发。

可选地，在上述基于ipv6的段路由网络的报文转发装置中，所述处理模块包括：

获得子模块，用于获取所述报文中段路由头包括的分段列表中的与所述报文的目的ip报文中节点标识符、功能标识符以及功能参数对应的分段标识相邻的下一分段标识对应的节点标识符、功能标识符以及功能参数；

更新子模块，用于根据所述下一分段标识符对应的节点标识符、功能标识符以及功能参数对所述报文的目的ip地址中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新。

可选地，在上述基于ipv6的段路由网络的报文转发装置中，所述转发模块，还用于在所述网络标识符和节点标识符与该路由节点的标识符不匹配时，根据所述ip地址头中目的ip地址按标准的路由转发方法转发所述报文。

可选地，在上述基于ipv6的段路由网络的报文转发装置中，所述转发模块，还用于在对所述报文的处理方法为将所述报文发送出所述段路由网络时，获取所述功能参数中包括的端口或ip地址表或mac地址表，基于所述端口或ip地址表或mac地址表将所述报文通过该ip地址表或mac地址表对应的端口转发至与该端口连接的其它设备。

可选地，在上述基于ipv6的段路由网络的报文转发装置中，所述报文的段路由头中还包括指示信息，所述指示信息包括所述段路由列表中的节点标识符、功能标识符以及功能参数占用的总比特宽度，所述处理模块，还用于根据所述报文中段路由头包括的分段列表以及所述指示信息中包括的总比特宽度对所述报文的ip地址头中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新。

本发明提供的基于ipv6的段路由网络的报文转发方法及装置，通过获得路由节点接收到的报文的ip地址头中的目的地址，且目的地址由网络标识符、节点标识符、功能标识符以及功能参数构成，并在目的ip地址中的网络标识符和节点标识符与该路由节点的标识符相匹配时，并在基于报文的目的ip地址中的功能标识符以及功能参数获得该路由节点对所述报文的处理方式为使该报文继续在所述段路由网络中传输时，根据报文中段路由头包括的分段列表对报文的目的ip地址中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新，以根据更新后的目的ip地址中的网络标识符和节点标识符对报文进行转发，从而有效降低报文转发过程中占用的带宽。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为现有技术中的扩展头部携带分段列表的示意图。

图2为现有技术中的报文封装原理图。

图3为本发明实施例提供的路由节点的连接框图。

图4为本发明实施例提供的基于ipv6的段路由网络的报文转发方法的流程示意图。

图5为本发明实施例提供的报文的封装原理图。

图6为图4中步骤s140的流程示意图。

图7为本发明实施例提供的基于ipv6的段路由网络的报文转发装置的连接框图。

图8为本发明实施例提供的处理模块的连接框图。

图标：10-路由节点；12-存储器；14-处理器；100-基于ipv6的段路由网络的报文转发装置；110-获取模块；120-判断模块；130-处理方式获得模块；140-处理模块；142-获得子模块；144-更新子模块；150-转发模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图3，本发明提供的一种路由节点10，所述路由节点10位于同一段路由(srv6)网络中，且所述段路由(srv6)网络由多个路由节点10构成。所述路由节点10包括：存储器12和处理器14。

所述存储器12与处理器14相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器12中存储有以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器12中的软件功能模块，所述处理器14通过运行存储在存储器12内的软件程序以及模块，如本发明实施例中的基于ipv6的段路由(srv6)网络的报文转发方法装置100，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例中的基于ipv6的段路由(srv6)网络的报文转发方法。

所述存储器12可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，存储器12用于存储程序，所述处理器14在接收到执行指令后，执行所述程序。

所述处理器14可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器14可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等。还可以是数字信号处理器14(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

请参图4，本发明提供一种基于ipv6的段路由(srv6)网络的报文转发方法，所述方法可应用于上述同一段路由(srv6)网络中的路由节点10，所述方法应用于上述任意一个路由节点10时实现以下步骤：

步骤s110：获取该路由节点10接收到的报文的ip地址头中的目的ip地址。

其中，所述目的ip地址由网络标识符、节点标识符、功能标识符以及功能参数构成。

需要说明的是，当所述路由节点10为所述段路由(srv6)网络中接收外部设备发送的报文的路由节点10时，在执行步骤s110之前，所述方法还包括，对所述报文的ip地址头中的目的ip地址进行编码，以使编码后的目的ip地址包括网络标识符、节点标识符、功能标识符以及功能参数。

步骤s120：判断所述目的ip地址中的网络标识符和节点标识符是否与该路由节点10的标识符相匹配。

需要说明的是，所述路由节点10的标识符中包括该路由节点10所在的段路由(srv6)网络对应的网络标识符以及该路由节点10对应的节点标识符，步骤s110，可以是在当所述网络标识符与网络标识符匹配，且所述节点标识符与所述节点标识符匹配时，则判断结果为匹配，在存在当所述网络标识符与网络标识符不匹配，或所述节点标识符与所述节点标识符不匹配时，则判断结果为不匹配，其中，该节点标识符可以为该路由器的网络地址。

步骤s130：当匹配时，基于所述报文的目的ip地址中的功能标识符以及功能参数获得该路由节点10对所述报文的处理方式。

其中，所述处理方式可以是但不限于该报文继续在所述段路由(srv6)网络中传输、解析所述报文或者是将所述报文送出所述段路由(srv6)网络等，在此不做具体限定。

需要说明的是，在本实施例中，在执行步骤s120，并在不匹配时，所述方法还包括：根据所述ip地址头中目的ip地址按标准的路由转发方法转发所述报文。

步骤s140：在所述处理方式为使该报文继续在所述段路由(srv6)网络中传输时，根据所述报文中段路由头(srh)包括的分段列表对所述报文的目的ip地址中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新。

其中，所述分段列表中包括多个段路由标识信息，每个所述段路由标识信息包括节点标识符、功能标识符以及功能参数。

请参阅图5，是本发明提供的一种报文的封装示意图，其中，所述报文包括ip地址头和段路由头(srh)，且所述ip地址头包括目的ip地址，所述段路由头(srh)包括的分段列表，所述ip地址由网络标识符、节点标识符、功能标识符以及功能参数构成，所述分段列表中包括多个段路由标识信息，每个所述段路由标识信息包括节点标识符、功能标识符以及功能参数。

其中，所述分段列表中包括的多个段路由标识信息可以是按照所述段路由(srv6)网络中各路由节点10的转发顺序进行排列，以根据当前目的ip地址对应的段路由标识信息获取下一段路由标识信息，也可以是每个段路由标识信息中包括下一段路由标识信息对应的标识，以基于该标识获取下一段路由标识信息，在此不作具体限定，根据实际需求进行设置即可。

步骤s150：根据更新后的目的ip地址中的网络标识符和节点标识符对所述报文进行转发。

通过上述设置，以在同一段路由(srv6)网络中转发报文时，仅需使每个路由节点10更新所述目的ip地址中的节点标识符、功能标识符以及功能参数，且无需更新所述网络标识符，避免了分段列表中的所有段路由标识信息中都需要携带所述网络地址，从而避免了在转发过程中的占用过多带宽的问题。

为进一步避免在报文转发过程中，占用过多带宽的问题，请参阅图6，本实施例中，多个段路由标识信息可以是按照所述段路由(srv6)网络中各路由节点10的转发顺序进行排列的，步骤s140包括：

步骤s142：获取所述报文中段路由头(srh)包括的分段列表中的与所述报文的目的ip报文中节点标识符、功能标识符以及功能参数对应的分段标识相邻的下一分段标识对应的节点标识符、功能标识符以及功能参数。

步骤s144：根据所述下一分段标识符对应的节点标识符、功能标识符以及功能参数对所述报文的目的ip地址中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新。

由于不同的段路由标识中包括的节点标识符、功能标识符以及功能参数所占用的比特长度可能不同，因此，为进一步避免采用现有技术中，由于标准的srh头里的sid是128bits颗粒度，如果sidlist不是128的整数倍，需要用0来填充余下的bits数据，以保证srh头的这个特征不变从而造成在进行报文转发过程中，占用过多内存的情况，在本实施例中，所述报文的段路由头(srh)中还包括指示信息，所述指示信息包括所述段路由列表中的节点标识符、功能标识符以及功能参数占用的总比特宽度，步骤s140可以是：根据所述报文中段路由头(srh)包括的分段列表以及所述指示信息中包括的总比特宽度对所述报文的ip地址头中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新。

可以理解，所述指示信息还可以包括所述节点标识符、功能标识符以及功能参数分别占用的比特宽度，以根据所述报文中段路由头(srh)包括的分段列表各比特宽度对所述报文的ip地址头中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新。

需要说明的是，在本实施例中，所述指示信息可以由如图1所示的段路由头(srh)中的标识字段(flags字段)进行携带。

在本实施例中，在执行步骤s140之后，并在对所述报文的处理方式为将所述报文发送出所述段路由(srv6)网络时，所述方法还包括：

获取所述功能参数中包括的端口、ip地址表或mac地址表，将所述报文通过该端口转发至与该端口连接的其他设备，或者将所述报文通过该ip地址表或mac地址表对应的端口发送至与该端口连接的其它设备。

通过上述设置，以实现将所述报文转发至其他设备，其中，该其他设备为终端设备或服务器等。

请结合图7，在上述基础上，本发明还提供一种可应用于上述应用于同一段路由(srv6)网络中的路由节点10的基于ipv6的段路由(srv6)网络的报文转发装置，所述段路由(srv6)网络由多个路由节点10构成，针对每个所述路由节点10，所述装置包括：获取模块110、判断模块120、处理方式获得模块130以及处理模块140。

所述获取模块110，用于获取该路由节点10接收到的报文的ip地址头中的目的ip地址，其中，所述目的ip地址由网络标识符、节点标识符、功能标识符以及功能参数构成。在本实施例中，所述获取模块110可用于执行图4所示的步骤s110，关于所述获取模块110的具体描述可以参照前文对步骤s110的描述。

所述判断模块120，用于判断所述目的ip地址中的网络标识符和节点标识符是否与该路由节点10的标识符相匹配。在本实施例中，所述判断模块120可用于执行图4所示的步骤s120，关于所述判断模块120的具体描述可以参照前文对步骤s120的描述。

所述处理方式获得模块130，用于在匹配时，基于所述报文的目的ip地址中的功能标识符以及功能参数获得该路由节点10对所述报文的处理方式。在本实施例中，所述处理方式获得模块130可用于执行图4所示的步骤s130，关于所述处理方式获得模块130的具体描述可以参照前文对步骤s130的描述。

所述处理模块140，用于在所述处理方式为使该报文继续在所述段路由(srv6)网络中传输时，根据所述报文中段路由头(srh)包括的分段列表对所述报文的目的ip地址中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新，其中，所述分段列表中包括多个段路由标识信息，每个所述段路由标识信息包括节点标识符、功能标识符以及功能参数。在本实施例中，所述处理模块140可用于执行图4所示的步骤s140，关于所述处理模块140的具体描述可以参照前文对步骤s140的描述。

在本实施例中，所述报文的段路由头(srh)中还包括指示信息，所述指示信息包括所述段路由列表中的节点标识符、功能标识符以及功能参数占用的总比特宽度，所述处理模块140，还用于根据所述报文中段路由头(srh)包括的分段列表以及所述指示信息中包括的总比特宽度对所述报文的ip地址头中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新。

所述转发模块150，用于根据更新后的目的ip地址中的网络标识符和节点标识符对所述报文进行转发。在本实施例中，所述转发模块150可用于执行图4所示的步骤s150，关于所述转发模块150的具体描述可以参照前文对步骤s150的描述。

在本实施例中，所述转发模块150，还用于在所述网络标识符和节点标识符与该路由节点10的标识符不匹配时，根据所述ip地址头中目的ip地址按标准的路由转发方法转发所述报文。

在本实施例中，所述转发模块150，还用于在对所述报文的处理方法为将所述报文发送出所述段路由(srv6)网络时，获取所述功能参数中包括的端口或ip地址表或mac地址表，基于所述端口或ip地址表或mac地址表将所述报文通过该ip地址表或mac地址表对应的端口转发至与该端口连接的其它设备。

结合图8，在本实施例中，所述处理模块140包括：获得子模块142和更新子模块144。

所述获得子模块142，用于获取所述报文中段路由头(srh)包括的分段列表中的与所述报文的目的ip报文中节点标识符、功能标识符以及功能参数对应的分段标识相邻的下一分段标识对应的节点标识符、功能标识符以及功能参数。在本实施例中，所述获得子模块142可用于执行图6所示的步骤s142，关于所述获得子模块142的具体描述可以参照前文对步骤s142的描述。

所述更新子模块144，用于根据所述下一分段标识符对应的节点标识符、功能标识符以及功能参数对所述报文的目的ip地址中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新。在本实施例中，所述更新子模块144可用于执行图6所示的步骤s144，关于所述更新子模块144的具体描述可以参照前文对步骤s144的描述。

综上所述，本发明提供的基于ipv6的段路由(srv6)网络的报文转发方法及装置，通过获得路由节点10接收到的报文的ip地址头中的目的地址，且目的地址由网络标识符、节点标识符、功能标识符以及功能参数构成，并在目的ip地址中的网络标识符和节点标识符与该路由节点10的标识符相匹配时，并在基于报文的目的ip地址中的功能标识符以及功能参数获得该路由节点10对所述报文的处理方式为使该报文继续在所述段路由(srv6)网络中传输时，根据报文中段路由头(srh)包括的分段列表对报文的目的ip地址中的节点标识符、功能标识符以及功能参数进行更新，以根据更新后的目的ip地址中的网络标识符和节点标识符对报文进行转发，从而有效降低报文转发过程中占用的带宽。

在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。