專利名稱：負(fù)載分擔(dān)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及負(fù)載分擔(dān)的方法和設(shè)備。
技術(shù)背景隨著IP業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)逐步擴(kuò)容，流量負(fù)載分擔(dān)的轉(zhuǎn)發(fā)算法變得越來越重要，流量負(fù)載分擔(dān)算 法直接影響著網(wǎng)絡(luò)中資源是否能自動調(diào)配使用。不合適的IP流量負(fù)載分擔(dān)算法直接造成網(wǎng)絡(luò)資源的浪費，甚至影響到網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)質(zhì) 量。現(xiàn)有技術(shù)中有兩種負(fù)載分擔(dān)方法，分別如下1) 逐流的負(fù)載分擔(dān)該方法根據(jù)報文的源IP地址和目的IP地址來選擇下一跳， 一般通過對源IP地址、目的IP地址進(jìn)行HASH (哈希)運算，根據(jù)運算的結(jié)果選擇對應(yīng)的下一跳。這種方式對于源IP 地址、目的IP地址相同的報文所選擇的下一跳都相同。2) 逐包的負(fù)載分擔(dān)該方法采用對幾個下一跳進(jìn)行平均發(fā)送，保證流量通過下一跳的平均性，每個下一跳出 接口轉(zhuǎn)發(fā)的流量都一致。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題對于逐流的負(fù)載分擔(dān)，無法實現(xiàn)均衡流量的目的，例如，某條同一個源IP地址、目的IP地址的報文過多，會造成某下一跳負(fù)載過重；對于逐包的負(fù)載分擔(dān)，可以將流量進(jìn)行平均，但是這種平均是針對數(shù)學(xué)的平均，不能做 到真實流量的平均。例如某個300MB/S的轉(zhuǎn)發(fā)流對應(yīng)三個下一跳，分別是POS (Packet Over Synchronous Digital Hierarchy,同步數(shù)字系歹lK專送包)接口 、 ATM (Asynchronous Trunk Module, 異步中繼模塊)接口、 El (以太網(wǎng)接口)，其中，POS出口轉(zhuǎn)發(fā)能力有155MB/S， ATM出口 轉(zhuǎn)發(fā)能力100MB/S(例如，由于轉(zhuǎn)發(fā)芯片的原因不能達(dá)到155MB/S)，E1出口轉(zhuǎn)發(fā)能力2MB/S。 POS、 ATM、 El每個出接口各100MB/S, El帶寬能力不能達(dá)到，ATM勉強(qiáng)達(dá)到，POS完全 達(dá)到并且有55MB/S的空閑，這樣會導(dǎo)致轉(zhuǎn)發(fā)流量并沒有完全分配正確。發(fā)明內(nèi)容為了使流量轉(zhuǎn)發(fā)均衡，本發(fā)明實施例提供了一種負(fù)載分擔(dān)的方法和設(shè)備。所述技術(shù)方案 如下一種負(fù)載分擔(dān)的方法，所述方法包括對接收到的任一報文，根據(jù)所述報文的目的地址查找對應(yīng)的下一跳； 當(dāng)査到多個下一跳時，更新所述多個下一跳中每個下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)的令牌數(shù)； 比較更新后的每個下一跳對應(yīng)的令牌數(shù)的大小，選擇令牌數(shù)最大的下一跳； 將所述報文發(fā)送給所選擇的下一跳。本發(fā)明實施例還提供了一種負(fù)載分擔(dān)的設(shè)備，所述設(shè)備包括査找模塊，用于對接收到的任一報文，根據(jù)所述報文的目的地址查找對應(yīng)的下一跳；更新模塊，用于當(dāng)所述查找模塊查到多個下一跳時，更新所述多個下一跳中每個下一跳 對應(yīng)的流量桶內(nèi)的令牌數(shù)；選擇模塊，用于比較所述更新模塊更新后的每個下一跳對應(yīng)的令牌數(shù)的大小，選擇令牌 數(shù)最大的下一跳；轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于將所述報文發(fā)送給所述選擇模塊選擇的下一跳。本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案的有益效果是-通過更新每個下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)的令牌數(shù)，將對接收到的任一報文發(fā)送給令牌數(shù)最 大的下一跳，實現(xiàn)了實時保證流量帶寬的平均分配，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的性能。


圖1是本發(fā)明實施例1提供的負(fù)載分擔(dān)的方法流程圖；圖2是本發(fā)明實施例1提供的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明實施例2提供的負(fù)載分擔(dān)的設(shè)備示意圖；圖4是本發(fā)明實施例2提供的另一種負(fù)載分擔(dān)的設(shè)備示意圖；圖5是本發(fā)明實施例2提供的第三種負(fù)載分擔(dān)的設(shè)備示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(jìn) 一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明實施例通過對接收到的任一報文，根據(jù)該報文的目的地址査找對應(yīng)的下一跳；當(dāng) 査到多個下一跳時，更新每個下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)的令牌數(shù)；將該報文發(fā)送給令牌數(shù)最大 的下一跳，實現(xiàn)了實時保證流量帶寬的平均分配。實施例1本實施例提供了一種負(fù)載分擔(dān)的方法，該方法基于流量桶實時計算出每個下一跳流量負(fù) 載情況，即令牌桶的個數(shù)，選擇轉(zhuǎn)發(fā)報文的下一跳。參見圖l，該方法具體包括步驟101:收到報文后，査找該報文的目的地址對應(yīng)的下一跳；例如在FIB (Forwarding Information Table,轉(zhuǎn)發(fā)信息表)或其它路由轉(zhuǎn)發(fā)表中進(jìn)行査找；步驟102:判斷查找到的下一跳的個數(shù)是否大于l，如果是，執(zhí)行步驟103;否則，執(zhí)行 步驟106;在進(jìn)行報文轉(zhuǎn)發(fā)時，通常會查到多個對應(yīng)的下一跳；步驟103:更新査找到的下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)的令牌數(shù)，即分別對每個下一跳進(jìn)行如 下計算1) 計算最近一次向該下一跳發(fā)送報文到當(dāng)前時間的時間差DT = Tn—Tp，其中，Tn為 當(dāng)前時間戳，Tp為上一次向該下一跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的時間戳；2) 向該下一跳的設(shè)定流量桶內(nèi)注入DT時間內(nèi)的令牌數(shù)，并計算當(dāng)前流量桶內(nèi)的令牌數(shù)； 因為每個設(shè)備都會按照一定的速率不斷地轉(zhuǎn)發(fā)報文，而流量桶內(nèi)的令牌數(shù)是該設(shè)備能夠承載報文多少的能力體現(xiàn)，所以需要將DT時間內(nèi)該流量桶內(nèi)的令牌數(shù)更新，即根據(jù)該設(shè)備 DT時間內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)報文的多少注入相應(yīng)的令牌數(shù)；BTn=BT+VXDT，其中，BTn為當(dāng)前流量桶內(nèi)的令牌數(shù)，BT為上一次流量桶內(nèi)的令 牌數(shù)，V為出接口速率或用戶配置出接口分擔(dān)的轉(zhuǎn)發(fā)速率，參數(shù)V可以是出接口的物理速率； 也可以是用戶自定義出接口速率，因為某些出接口雖然帶寬足夠，但是因為芯片轉(zhuǎn)發(fā)能力不 一定能夠線速轉(zhuǎn)發(fā)；也可以用流量工程資源預(yù)留協(xié)議計算出資源分配情況的出接口帶寬，通 過資源預(yù)留，保證網(wǎng)絡(luò)中某節(jié)點設(shè)備各個下一跳應(yīng)該有的帶寬；3) 判斷當(dāng)前流量桶內(nèi)的令牌數(shù)BTn是否大于桶高H，如果是，則BTn二H;否則，BTn =BT+VXDT;其中，桶高H是根據(jù)出接口的帶寬大小預(yù)先設(shè)定的值；步驟104:比較更新后的每個下一跳對應(yīng)的令牌數(shù)的大小，選擇令牌數(shù)(BTn)最大的下 一跳；步驟105:將收到的報文轉(zhuǎn)發(fā)給所選擇的下一跳。 步驟106:將收到的報文轉(zhuǎn)發(fā)給查到的下一跳。進(jìn)一步地，將該報文轉(zhuǎn)發(fā)給所選擇的下一跳后，記錄所選擇的下一跳新的轉(zhuǎn)發(fā)時間戳， 即Tp二Tn;轉(zhuǎn)發(fā)完成后，更新并記錄所選擇的下一跳的流量桶的令牌數(shù)，具體更新如下如果BTn大于該報文的字節(jié)數(shù)S，則該下一跳的令牌數(shù)BT二BTn—S; 如果BTn小于等于該報文的字節(jié)數(shù)S，則該下一跳的令牌數(shù)BT二0。 如果只査找到一個下一跳時，記錄該下一跳新的轉(zhuǎn)發(fā)時間戳，即Tp二Tn;轉(zhuǎn)發(fā)完成后， 更新并記錄該下一跳的流量桶的令牌數(shù)，具體更新如下如果上一次流量桶內(nèi)的令牌數(shù)BTn-,大于該報文的字節(jié)數(shù)S，則該下一跳的令牌數(shù)BT=BTn—,—S;如果上一次流量桶內(nèi)的令牌數(shù)BT^小于等于該報文的字節(jié)數(shù)S，則該下一跳的令牌數(shù) BT=0。下面以圖2提供的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)為例，其中，路由器Router-A的路由202.204.10.1,有兩個 下一跳Router-B、 Router-C，分別走鏈路A和鏈路B，鏈路A的帶寬155MB/S，鏈路B的帶 寬100MB/S。目的地為202.204.10.1 ，經(jīng)過Router-A流量為255 MB/S。下面簡單介紹一下上 述方法的應(yīng)用過程在Router-A中，根據(jù)鏈路A和鏈路B的帶寬，為這兩個下一跳分配桶高為BT， BT(n) 為n時刻的桶高；到202.204.10.1的流量假設(shè)為255 MB/S， Tn為當(dāng)前時間，Tp為上一次報 文到來時間；Router-A以帶寬155 MB/S向鏈路A的令牌桶注入令牌，BT(n)=BT(n-l)+155X(Tn —Tp);以帶寬100 MB/S向鏈路B的令牌桶注入令牌，BT(n)=BT(n-l)+100X(Tn —Tp)。隨著時間推移，BT(n)^BT(n-l)+鏈路帶寬X(Tn —Tp) —實際流量VX(Tn —Tp)，所 以從較長時間來看鏈路A和鏈路B的令牌桶分別為鏈路A的令牌桶BT(n-l)+鏈路A帶寬155X(Tn —Tp) —鏈路A實際流量X(Tn —Tp);鏈路B的令牌桶BT(n-l)+鏈路B帶寬100X(Tn —Tp) —鏈路B實際流量X(Tn —Tp); 進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)時，可以分配鏈路A的實際流量為155 MB/S，鏈路B實際流量為100 MB/S， 從而達(dá)到根據(jù)鏈路帶寬進(jìn)行分載分擔(dān)的效果。本實施例通過檢査下一跳的令牌數(shù)判斷下一跳的負(fù)載流量情況，進(jìn)而選擇負(fù)載流量最空 閑的下一跳，實現(xiàn)了負(fù)載均衡，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)性能。實施例2參見圖3，本實施例提供了一種負(fù)載分擔(dān)的設(shè)備，包括查找模塊，用于對接收到的任一報文，根據(jù)報文的目的地址查找對應(yīng)的下一跳； 更新模塊，用于當(dāng)査找模塊查到多個下一跳時，更新多個下一跳中每個下一跳對應(yīng)的流 量桶內(nèi)的令牌數(shù)；選擇模塊，用于比較更新模塊更新后的每個下一跳對應(yīng)的令牌數(shù)的大小，選擇令牌數(shù)最 大的下一跳；轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于將報文發(fā)送給選擇模塊選擇的下一跳。 參見圖4，本實施例中的更新模塊包括計算單元，用于計算上一次向查找模塊査找到的下一跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的時間戳與當(dāng)前時間戳 的時間差，根據(jù)該下一跳對應(yīng)的出接口速率計算時間差內(nèi)該下一跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的流量；更新單元，用于根據(jù)計算單元計算出的下一跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的流量更新該下一跳對應(yīng)的流量 桶內(nèi)的令牌數(shù)。進(jìn)一歩地，更新單元包括計算子單元，用于將該下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)原有的令牌數(shù)加上計算單元計算出的下一 跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的流量，得到新的令牌數(shù)；更新子單元，用于判斷計算子單元計算出的新的令牌數(shù)是否大于流量桶設(shè)定的桶高，如 果是，該下一跳當(dāng)前的令牌數(shù)為桶高，否則，該下一跳當(dāng)前的令牌數(shù)為新的令牌數(shù)。參見圖5，該設(shè)備還包括記錄模塊，用于轉(zhuǎn)發(fā)模塊轉(zhuǎn)發(fā)報文完成后，判斷選擇模塊選擇的下一跳更新后的令牌數(shù) 是否大于該報文的字節(jié)數(shù)，如果是，記錄所選擇的下一跳的令牌數(shù)為更新后的令牌數(shù)減去該 報文的字節(jié)數(shù)的差值；否則，記錄所選擇的下一跳的令牌數(shù)為0。上述設(shè)備中的查找模塊查找到的下一跳為一個時，該轉(zhuǎn)發(fā)模塊還用于直接將該報文發(fā)送 給査找到的下一跳。相應(yīng)地，記錄模塊還用于判斷該下一跳上一次的令牌數(shù)是否大于所轉(zhuǎn)發(fā) 的報文的字節(jié)數(shù)，如果是，記錄該下一跳的令牌數(shù)為上一次的令牌數(shù)減去該報文的字節(jié)數(shù)的 差值；否則，記錄該下一跳的令牌數(shù)為0。本實施例通過選擇模塊選擇令牌數(shù)最大的下一跳作為轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，達(dá)到了負(fù)載均衡的目的， 同時，通過記錄模塊實時更新下一跳的令牌數(shù)，使進(jìn)行后續(xù)報文轉(zhuǎn)發(fā)時能夠根據(jù)令牌數(shù)的多 少選擇下一跳，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)性能，以及該設(shè)備的實用性。以上實施例提供的技術(shù)方案中的全部或部分內(nèi)容可以通過軟件編程實現(xiàn)，其軟件程序存 儲在可讀取的存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)例如計算機(jī)中的硬盤、光盤或軟盤。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之 內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種負(fù)載分擔(dān)的方法，其特征在于，所述方法包括對接收到的任一報文，根據(jù)所述報文的目的地址查找對應(yīng)的下一跳；當(dāng)查到多個下一跳時，更新所述多個下一跳中每個下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)的令牌數(shù)；比較更新后的每個下一跳對應(yīng)的令牌數(shù)的大小，選擇令牌數(shù)最大的下一跳；將所述報文發(fā)送給所選擇的下一跳。
2. 如權(quán)利要求l所述的負(fù)載分擔(dān)的方法，其特征在于，所述更新所述多個下一跳中每個 下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)的令牌數(shù)包括計算上一次向下一跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的時間戳與當(dāng)前時間戳的時間差； 根據(jù)該下一跳對應(yīng)的出接口速率計算所述時間差內(nèi)該下一跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的流量； 根據(jù)所述轉(zhuǎn)發(fā)報文的流量更新該下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)的令牌數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的負(fù)載分擔(dān)的方法，其特征在于，所述根據(jù)該下一跳對應(yīng)的出接口 速率計算所述時間差內(nèi)該下一跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的流量包括將該下一跳對應(yīng)的出接口速率乘以所述時間差，將乘積的結(jié)果作為所述時間差內(nèi)該下一 跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的流量。
4. 如權(quán)利要求2所述的負(fù)載分擔(dān)的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述轉(zhuǎn)發(fā)報文的流量更 新該下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)的令牌數(shù)包括將該下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)原有的令牌數(shù)加上所述時間差內(nèi)該下一跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的流量， 得到新的令牌數(shù)；判斷所述新的令牌數(shù)是否大于所述流量桶設(shè)定的桶高，如果是，該下一跳當(dāng)前的令牌數(shù) 為所述桶高，否則，該下一跳當(dāng)前的令牌數(shù)為所述新的令牌數(shù)。
5. 如權(quán)利要求2所述的負(fù)載分擔(dān)的方法，其特征在于，所述下一跳對應(yīng)的出接口速率為 用戶預(yù)先配置、出接口的物理速率或流量工程資源預(yù)留協(xié)議預(yù)先設(shè)定的。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的負(fù)載分擔(dān)的方法，其特征在于，所述將所述報文發(fā)送給所選擇的下一跳之后還包括-判斷所選擇的下一跳更新后的令牌數(shù)是否大于所述報文的字節(jié)數(shù)，如果是，記錄所選擇 的下一跳的令牌數(shù)為所述更新后的令牌數(shù)減去所述報文的字節(jié)數(shù)的差值；否則，記錄所選擇 的下一跳的令牌數(shù)為0。
7. —種負(fù)載分擔(dān)的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括査找模塊，用于對接收到的任一報文，根據(jù)所述報文的目的地址查找對應(yīng)的下一跳；更新模塊，用于當(dāng)所述査找模塊查到多個下一跳時，更新所述多個下一跳中每個下一跳 對應(yīng)的流量桶內(nèi)的令牌數(shù)；選擇模塊，用于比較所述更新模塊更新后的每個下一跳對應(yīng)的令牌數(shù)的大小，選擇令牌 數(shù)最大的下一跳；轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于將所述報文發(fā)送給所述選擇模塊選擇的下一跳。
8. 如權(quán)利要求7所述的負(fù)載分擔(dān)的設(shè)備，其特征在于，所述更新模塊包括 計算單元，用于計算上一次向所述查找模塊查找到的下一跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的時間戳與當(dāng)前時間戳的時間差，根據(jù)該下一跳對應(yīng)的出接口速率計算所述時間差內(nèi)該下一跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的流量； 更新單元，用于根據(jù)所述計算單元計算出的下一跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的流量更新該下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)的令牌數(shù)。
9. 如權(quán)利要求8所述的負(fù)載分擔(dān)的設(shè)備，其特征在于，所述更新單元包括 計算子單元，用于將該下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)原有的令牌數(shù)加上所述計算單元計算出的下一跳轉(zhuǎn)發(fā)報文的流量，得到新的令牌數(shù)；更新子單元，用于判斷所述計算子單元計算出的新的令牌數(shù)是否大于所述流量桶設(shè)定的 桶高，如果是，該下一跳當(dāng)前的令牌數(shù)為所述桶高，否則，該下一跳當(dāng)前的令牌數(shù)為所述新 的令牌數(shù)。
10. 如權(quán)利要求8所述的負(fù)載分擔(dān)的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括 記錄模塊，用于所述轉(zhuǎn)發(fā)模塊轉(zhuǎn)發(fā)報文完成后，判斷所述選擇模塊選擇的下一跳更新后的令牌數(shù)是否大于所述報文的字節(jié)數(shù)，如果是，記錄所選擇的下一跳的令牌數(shù)為所述更新后 的令牌數(shù)減去所述報文的字節(jié)數(shù)的差值；否則，記錄所選擇的下一跳的令牌數(shù)為0。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種負(fù)載分擔(dān)的方法和設(shè)備。屬于通信領(lǐng)域。所述方法包括對接收到的任一報文，根據(jù)所述報文的目的地址查找對應(yīng)的下一跳；當(dāng)查到多個下一跳時，更新所述多個下一跳中每個下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)的令牌數(shù)；比較更新后的每個下一跳對應(yīng)的令牌數(shù)的大小，選擇令牌數(shù)最大的下一跳；將所述報文發(fā)送給所選擇的下一跳。所述設(shè)備包括查找模塊、更新模塊、選擇模塊和轉(zhuǎn)發(fā)模塊。本發(fā)明通過更新每個下一跳對應(yīng)的流量桶內(nèi)的令牌數(shù)，將報文發(fā)送給令牌數(shù)最大的下一跳，實現(xiàn)了實時保證流量帶寬的平均分配。
文檔編號H04L29/02GK101272347SQ20081010545
公開日2008年9月24日 申請日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
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