專利名稱：提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信方法，更具體的涉及一種提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的方法。
背景技術(shù)：
在目前的網(wǎng)絡(luò)中，可能由于各種原因，比如人為配置錯(cuò)誤、黑客攻擊、設(shè)備固有缺陷、配置疏漏、路由振蕩、路由計(jì)算過(guò)程中設(shè)備故障等，會(huì)導(dǎo)致路由環(huán)路，正常的一個(gè)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)會(huì)沿著轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備一跳一跳的從源主機(jī)發(fā)送到目的主機(jī)，類似郵政系統(tǒng)郵遞信件從一個(gè)郵局到另一個(gè)郵局，最終把信件投遞到最終的收件人，當(dāng)出現(xiàn)路由環(huán)路的時(shí)候，報(bào)文會(huì)在幾個(gè)設(shè)備之間來(lái)回轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)報(bào)文，就象傳統(tǒng)的郵政系統(tǒng)的1個(gè)或者幾個(gè)郵局出現(xiàn)故障，把信件從郵局A投遞到郵局B，郵局B又投遞給A，來(lái)回投遞一樣。IP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的這種行為通常是由于網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或者一些設(shè)備由于某種原因出現(xiàn)了路由環(huán)路導(dǎo)致，這種路由環(huán)路的直接后果是一些受影響報(bào)文會(huì)在幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上來(lái)回發(fā)送，無(wú)法到達(dá)目的主機(jī)，導(dǎo)致帶寬浪費(fèi)，嚴(yán)重的會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)無(wú)法為正常的用戶提供報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中因?yàn)槁酚森h(huán)路引起的報(bào)文在兩個(gè)或者多個(gè)設(shè)備來(lái)回轉(zhuǎn)發(fā)的問(wèn)題，在網(wǎng)絡(luò)提出的當(dāng)初，人們就想到了這個(gè)問(wèn)題，在IP報(bào)文的頭部有一個(gè)報(bào)文存活時(shí)間(TTL，Time to Live)，各種主機(jī)的操作系統(tǒng)在發(fā)送IP報(bào)文的時(shí)候會(huì)把這個(gè)值設(shè)定為一個(gè)指定的值，但是最大只能是256，根據(jù)操作系統(tǒng)的不同設(shè)置的初始值可能是16、32、64、128、256等，這個(gè)值在IP網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)候，每經(jīng)過(guò)一個(gè)IP轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，這個(gè)值就減1，當(dāng)某個(gè)設(shè)備在轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)報(bào)文時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)TTL為0，那么該設(shè)備就會(huì)丟棄這個(gè)報(bào)文，這樣就能避免這個(gè)報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中永遠(yuǎn)存活。在出現(xiàn)路由環(huán)路的時(shí)候，一個(gè)報(bào)文最多經(jīng)過(guò)256次轉(zhuǎn)發(fā)，該報(bào)文會(huì)由于TTL減為0而被丟棄并從網(wǎng)絡(luò)中消失，這樣解決了因?yàn)槁酚森h(huán)路帶來(lái)的報(bào)文在IP設(shè)備減無(wú)限轉(zhuǎn)發(fā)的問(wèn)題。為了減輕路由環(huán)路帶來(lái)的威脅，目前的技術(shù)是使用TTL，使得報(bào)文無(wú)法在網(wǎng)絡(luò)中永遠(yuǎn)存活。但是即使使用了這種技術(shù)，仍然無(wú)法解決報(bào)文在出現(xiàn)路由環(huán)路的網(wǎng)絡(luò)中來(lái)回轉(zhuǎn)發(fā)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中來(lái)回轉(zhuǎn)發(fā)的問(wèn)題，從而進(jìn)一步減輕因?yàn)槁酚森h(huán)路給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的帶寬浪費(fèi)問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明提供的方法，一種提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的方法，所述網(wǎng)絡(luò)至少包括2個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，在至少一個(gè)所述網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備上至少包括有兩個(gè)接口或者虛電路，該方法包括以下步驟當(dāng)設(shè)備接收到報(bào)文后，記錄該報(bào)文的入接口；在經(jīng)過(guò)了頭校驗(yàn)后，轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備查找路由表，以確定出接口；判斷出接口是否和入接口相同如果不同，將報(bào)文通過(guò)出接口發(fā)送，如果相同，判斷該設(shè)備是否配置禁止報(bào)文從其入接口發(fā)送，如果不禁止，則將報(bào)文通過(guò)出接口發(fā)送，如果禁止，丟棄報(bào)文，并告警。
另外，在指定的時(shí)間內(nèi)如果發(fā)現(xiàn)丟棄的報(bào)文達(dá)到一定的數(shù)量，就生成告警。
具體的，可根據(jù)丟棄報(bào)文的數(shù)量結(jié)合一個(gè)定時(shí)器來(lái)生成告警。
同樣對(duì)于以太網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)接口下有幾個(gè)VLAN(虛擬以太網(wǎng)絡(luò))，同樣可以使用該發(fā)明來(lái)禁止從一個(gè)VLAN進(jìn)入的報(bào)文再?gòu)倪@個(gè)VLAN發(fā)送出去，從而解決帶寬浪費(fèi)問(wèn)題。
最好，當(dāng)出現(xiàn)路由振蕩時(shí)可通過(guò)網(wǎng)管或者SYSLOG手段報(bào)告網(wǎng)絡(luò)情況異常。
考慮到由于對(duì)于對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全要求比較高的網(wǎng)絡(luò)，而且管理員確信在其管理的網(wǎng)絡(luò)中不應(yīng)該存在一個(gè)報(bào)文從一個(gè)接口(虛電路)進(jìn)入又從同樣的接口(虛電路)發(fā)送出去的情況，而且事實(shí)上網(wǎng)絡(luò)管理員是完全能夠判定這種情況的，本發(fā)明的方案就可以解決報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中來(lái)回轉(zhuǎn)發(fā)的問(wèn)題，從而進(jìn)一步減輕因?yàn)槁酚森h(huán)路給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的帶寬浪費(fèi)問(wèn)題。實(shí)施了該發(fā)明前，會(huì)發(fā)現(xiàn)某些IP報(bào)文會(huì)因?yàn)槁酚森h(huán)路在網(wǎng)絡(luò)中振蕩，但是，實(shí)施了發(fā)明后，將發(fā)現(xiàn)這個(gè)IP報(bào)文不會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中振蕩，


圖1是描述引起路由環(huán)路的原理示意圖；圖2是描述本發(fā)明實(shí)施方式的流程圖具體實(shí)施方式
為了本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
由于Inernet(因特網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)的巨大和復(fù)雜性，網(wǎng)絡(luò)上各種故障經(jīng)常發(fā)生，而故障之一就是由于各種技術(shù)原因、設(shè)備故障、線路故障以及人為錯(cuò)誤等原因會(huì)造成這個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)路由環(huán)路，而導(dǎo)致大量報(bào)文在一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中來(lái)回轉(zhuǎn)發(fā)，無(wú)端的占用了網(wǎng)絡(luò)帶寬，并有可能被黑客的利用使它變成流量攻擊的一個(gè)工具。除了Internet外，各種私有IP網(wǎng)絡(luò)也同樣存在這個(gè)問(wèn)題，尤其私有網(wǎng)絡(luò)通常設(shè)備間的帶寬并不是很充足的，這種因?yàn)槁酚森h(huán)路造成的帶寬浪費(fèi)影響就更加嚴(yán)重，因?yàn)槁酚森h(huán)路引起網(wǎng)絡(luò)帶寬浪費(fèi)甚至使鏈路擁塞導(dǎo)致正常業(yè)務(wù)無(wú)法使用。參照?qǐng)D1，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備A和B通過(guò)一個(gè)廣域網(wǎng)連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)分別是網(wǎng)絡(luò)17.1.1.0/24和網(wǎng)絡(luò)11.0.0.0/8，其中A連接17.1.1.0/24，B連接11.0.0.0/8，A和B通過(guò)廣域網(wǎng)互連，正常情況下，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的通信可以由設(shè)備A和設(shè)備B完成轉(zhuǎn)發(fā)，A和B就象郵政系統(tǒng)中的郵局，在兩地轉(zhuǎn)發(fā)用戶信息。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)17.1.1.0/24上的主機(jī)17.1.1.1想向網(wǎng)絡(luò)11.0.0.0/8的主機(jī)11.1.1.1發(fā)送一個(gè)IP報(bào)文1、網(wǎng)絡(luò)17.1.1.0/24中的一個(gè)主機(jī)17.1.1.1需要向網(wǎng)絡(luò)11.0.0.0/8的一個(gè)主機(jī)11.1.1.1的主機(jī)發(fā)送一個(gè)IP報(bào)文。
2、該報(bào)文發(fā)送到IP轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備A，A根據(jù)如表A-1中的第1條，發(fā)現(xiàn)目的IP為11.1.1.1的報(bào)文應(yīng)該發(fā)送給22.1.1.2設(shè)備，這里就是B設(shè)備，并使用接口S0發(fā)送。
表A-1

設(shè)備A的路由表3、報(bào)文由A設(shè)備的S0發(fā)送，穿過(guò)廣域網(wǎng)到達(dá)設(shè)備B，正常情況下，設(shè)備B擁有路由表是表B-2形式，在表B-2中的第1條，設(shè)備B會(huì)把報(bào)文通過(guò)E1接口發(fā)送到主機(jī)11.1.1.1。
表B-2

設(shè)備B的路由表4、當(dāng)設(shè)備B因?yàn)槟撤N原因，可能是人為配置錯(cuò)誤、也可能是其他如設(shè)備故障、路由振蕩過(guò)程中、設(shè)備本身缺陷、路由沒(méi)有立即刷新等，使得設(shè)備B具有表B-1形式，那么B收到目的IP為11.1.1.1的報(bào)文后，認(rèn)為應(yīng)該從S1接口發(fā)給IP為22.1.1.1的設(shè)備，這里就是A設(shè)備。
表B-1

設(shè)備B出現(xiàn)問(wèn)題的路由表5、當(dāng)設(shè)備A得到這個(gè)目的IP為11.1.1.1的報(bào)文，會(huì)重復(fù)2的處理過(guò)程，把報(bào)文發(fā)送給B。
6、設(shè)備B收到后，重復(fù)4的過(guò)程，把報(bào)文發(fā)送給A。
如此的，從2到4的過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，一個(gè)目的IP為11.1.1.1的報(bào)文永遠(yuǎn)不會(huì)到達(dá)目的地，而是在網(wǎng)絡(luò)中不斷振蕩，好在IP協(xié)議的設(shè)計(jì)者開(kāi)始就想到這個(gè)問(wèn)題，在IP的報(bào)文的頭部預(yù)先保留了一個(gè)字段TTL(Timeto Live，存活時(shí)間)，在報(bào)文發(fā)送的時(shí)候這個(gè)值被設(shè)定，根據(jù)操作系統(tǒng)不同設(shè)定的值也不同，可能是16、32、64、128、256等，IP協(xié)議規(guī)定，每個(gè)IP轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備在轉(zhuǎn)發(fā)IP報(bào)文的時(shí)候把TTL減1，如果IP轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備發(fā)現(xiàn)TTL為0的報(bào)文，就會(huì)丟棄它。這樣在上述的過(guò)程2和4的設(shè)備A、B處理報(bào)文時(shí)都會(huì)把這個(gè)報(bào)文的TTL減1，這樣經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的轉(zhuǎn)發(fā)，這個(gè)報(bào)文會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中消失。但是存在的問(wèn)題是這個(gè)報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中被來(lái)回轉(zhuǎn)發(fā)了很多次，根據(jù)TTL的初始值不同，轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)也不同，但總是浪費(fèi)了帶寬。
而事實(shí)上在大部分的IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，都具有這樣一個(gè)特征，就是一個(gè)IP報(bào)文從某個(gè)接口(虛電路)進(jìn)入，這個(gè)報(bào)文就不應(yīng)該再?gòu)倪@個(gè)接口(虛電路)發(fā)送出去，只有極少數(shù)的應(yīng)用，比如一個(gè)專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而且只有一個(gè)接口(虛電路)連接到網(wǎng)絡(luò)上，這個(gè)設(shè)備只是對(duì)報(bào)文做一些處理，然后從原來(lái)的入接口(虛電路)發(fā)送出去。但是大部分情況，IP報(bào)文從一個(gè)接口接入IP轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，就從另外的接口(虛電路)發(fā)送出去，根據(jù)這個(gè)原理，我們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者和管理者提供一種可能，使得他們能夠根據(jù)自己的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備情況來(lái)處理IP報(bào)文是否應(yīng)該把IP報(bào)文從其入接口(虛電路)再發(fā)送出去。這樣我們?cè)贗P設(shè)備中增加這樣一個(gè)靈活的機(jī)制來(lái)完成這個(gè)功能，這也正是本發(fā)明的關(guān)鍵。
圖2描述了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)IP轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備對(duì)IP報(bào)文進(jìn)行處理的過(guò)程。包括以下的步驟步驟201、當(dāng)IP設(shè)備接收到IP報(bào)文后，在進(jìn)入IP層處理前，記錄該報(bào)文的入接口(虛電路)。然后，進(jìn)行IP頭校驗(yàn)。
步驟202、在經(jīng)過(guò)了IP頭校驗(yàn)后，IP轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備會(huì)查找路由表，以便獲得出接口(虛電路)。
步驟203、判斷出接口(虛電路)是否和入接口(虛電路)相同，如果不同進(jìn)入步驟206，如果相同進(jìn)入步驟204；步驟204、判斷該設(shè)備是否配置禁止報(bào)文從其入接口(虛電路)發(fā)送，如果配置了，則進(jìn)入步驟205，否則進(jìn)入步驟206步驟205、丟棄報(bào)文，并生成一條告警，生成告警可以根據(jù)一定的策略，不是每個(gè)報(bào)文都生成一個(gè)告警，比如可以根據(jù)丟棄報(bào)文的數(shù)量，也可以根據(jù)丟棄報(bào)文數(shù)量結(jié)合一個(gè)定時(shí)器來(lái)告警，以避免因?yàn)榇罅康母婢瘜?dǎo)致設(shè)備性能的下降，告警的內(nèi)容可以是通告網(wǎng)絡(luò)管理員或者通知網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備和相關(guān)人員網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)了路由環(huán)路，提醒這些相關(guān)人員注意，其中可通過(guò)網(wǎng)管或者SYSLOG等手段通知網(wǎng)絡(luò)管理人員和相關(guān)的人員。
步驟206、進(jìn)入正常處理，發(fā)送鏈路層處理。
這樣，在IP轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備上如果實(shí)施了該發(fā)明，報(bào)文就不會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中振蕩，導(dǎo)致帶寬浪費(fèi)。例如在如圖1的處理過(guò)程中，如果A或B設(shè)備部署了，那么就會(huì)執(zhí)行步驟205，丟棄報(bào)文。即如果B不部署，在A部署也會(huì)達(dá)到同樣效果。
上面提到的入接口和出接口中同時(shí)指出的入虛電路和出虛電路，主要針對(duì)那些在一個(gè)接口下可能布置了多個(gè)虛電路的情況，在FR、ATM網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)接口下可能有多個(gè)虛電路，那么在這些虛電路之間轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文，應(yīng)該是正常的，只有從一個(gè)虛電路進(jìn)入的報(bào)文又重新從虛電路發(fā)送出去，才會(huì)攔截這樣報(bào)文。另外對(duì)于以太網(wǎng)絡(luò)也可能在一個(gè)接口下有幾個(gè)VLAN(虛擬以太網(wǎng)絡(luò))，根據(jù)本發(fā)明的方法會(huì)禁止從一個(gè)VLAN進(jìn)入的報(bào)文再?gòu)倪@個(gè)VLAN發(fā)送出去，對(duì)于其他具有類似的性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)本發(fā)明都有效。
應(yīng)該知道，在實(shí)際應(yīng)用中，是否禁止采用本發(fā)明的方案可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行配置的，用戶可以通過(guò)配置來(lái)決定是否起用這個(gè)發(fā)明，如果用戶配置了，那么當(dāng)發(fā)現(xiàn)報(bào)文將從入接口或者虛電路發(fā)送時(shí)，就丟棄報(bào)文，如果用戶沒(méi)有配置，就正常處理這種報(bào)文。
以上所述，僅為本發(fā)明的一實(shí)施例而已，其中所描述的路由表和接口名稱都只是用做舉例，非因此即局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所謂的等效變化，均包含于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的方法，該方法利用減少路由環(huán)路實(shí)現(xiàn)提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，所述網(wǎng)絡(luò)至少包括網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，所述網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備上包括有接口(虛電路)，該方法包括以下步驟當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備接收到報(bào)文后，記錄該報(bào)文的入接口；根據(jù)接收的所述報(bào)文所述轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備查找路由表，以確定出接口；判斷所述出接口是否和所述入接口相同如果不同，將所述報(bào)文通過(guò)所述出接口發(fā)送，如果相同，判斷該設(shè)備是否配置禁止報(bào)文從所述入接口發(fā)送，如果不禁止，則將所述報(bào)文通過(guò)所述出接口發(fā)送，如果禁止，丟棄所述報(bào)文，并告警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的方法，還包括對(duì)所述報(bào)文的IP頭進(jìn)行校驗(yàn)和特性處理的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的方法，其中所述發(fā)送步驟包括步驟對(duì)報(bào)文進(jìn)行發(fā)送鏈路層處理，將發(fā)送鏈路層處理的報(bào)文通過(guò)物理層發(fā)送。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的方法，其中，所述的入接口和出接口包括物理接口和邏輯接口以及在一個(gè)物理接口中根據(jù)軟硬件設(shè)置的虛電路、VLAN(虛擬以太網(wǎng))。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的方法，其中所述告警步驟是在丟棄報(bào)文的數(shù)量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的方法，其中所述告警步驟是在丟棄報(bào)文的數(shù)量在預(yù)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的方法，其中，通過(guò)定時(shí)器確定達(dá)到所述預(yù)定時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的方法，其中，所述告警通過(guò)網(wǎng)管或者SYSLOG(系統(tǒng)日志)手段實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的方法，所述網(wǎng)絡(luò)包括網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備包括接口，該方法包括以下步驟當(dāng)設(shè)備接收到IP報(bào)文后，在進(jìn)入IP層處理前，記錄該報(bào)文的入接口或入虛電路；IP轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備會(huì)查找路由表，以便獲得出接口或出虛電路；然后判斷出接口是否和入接口)相同，如果不同則正常處理，如果相同則根據(jù)用戶配置決定是否丟棄報(bào)文；本發(fā)明的方案可以解決報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中來(lái)回轉(zhuǎn)發(fā)的問(wèn)題，從而進(jìn)一步減輕因?yàn)槁酚森h(huán)路給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的帶寬浪費(fèi)問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04B1/66GK1501645SQ0215257
公開(kāi)日2004年6月2日 申請(qǐng)日期2002年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日
發(fā)明者閻長(zhǎng)江 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司