二层隧道快速转发设备和方法

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二层隧道快速转发设备和方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及数据通信领域，更具体地，本发明涉及一种二层隧道快速转发设备和方法。\n背景技术\n[0002] 隧道技术(Tunneling)是一种通过使用网络(诸如，互联网)基础设施在网络之间传递数据的方式，其中，使用隧道技术传递的数据或负载可以是不同协议的数据帧或包。\n隧道协议将其它协议的数据帧或包重新封装，然后通过隧道进行发送，封装后的新帧头提供路由信息，以便通过网络传递被封装的负载数据。\n[0003] 所述隧道类似于点到点的连接，这种方式能够使来自许多信息源的网络业务在同一个基础设施中通过不同的隧道进行传输。隧道技术使用点对点通信协议代替了交换连接，并通过路由网络来连接数据地址。\n[0004] 图1是示出现有技术的隧道转发设备100的框图。如图1所示，现有技术的隧道转发设备100包括应用110和内核120，应用110包括转发模块111，内核120包括第一接口驱动模块121和第二接口驱动模块122。\n[0005] 第一接口驱动模块121从用户端接收数据报文，并将接收到的数据报文发送到转发模块111。\n[0006] 转发模块111通过socket从第一接口驱动模块121接收数据报文，对其进行隧道封装处理，并通过socket将封装的数据报文发给第二接口驱动模块122。\n[0007] 第二接口驱动模块122从转发模块111接收封装的数据报文，并将其发送到服务器。\n[0008] 上述转发模式为上行数据报文转发流程模式，下行数据报文转发模式与此相反，在此不再赘述。\n[0009] 根据现有技术的隧道转发处理流程，在每个数据报文的转发过程中需要进行两次内核与应用之间的数据交互，因此导致转发效率较低。\n发明内容\n[0010] 本发明的目的在于提供一种二层隧道快速转发设备和方法。\n[0011] 根据本发明的一方面，提供了一种二层隧道快速转发设备，包括：位于内核中的第一接口驱动模块、快速转发模块、IP转发模块和第二接口驱动模块，其中，二层隧道快速转发设备工作于如下的上行数据报文转发模式：第一接口驱动模块从用户端接收数据报文并发送到快速转发模块；快速转发模块确定是否进行快速转发，当确定进行快速转发时，对数据报文进行封装以使数据报文的外层源、目的IP地址与二层隧道快速转发设备的IP地址处于相同网段，并将数据报文的外层源、目的MAC地址暂时均封装为第二接口驱动模块的MAC地址；IP转发模块被快速转发模块调用进行路由查找以获得目的MAC地址，替换暂时的外层目的MAC地址；快速转发模块将数据报文发送到第二接口驱动模块；第二接口驱动模块，将数据报文发送到服务器。\n[0012] 第一接口驱动模块可将需要进行快速转发的数据报文的协议类型设置为预定值，快速转发模块可通过确定数据报文的协议类型是否为所述预定值来确定是否进行快速转发。\n[0013] 二层隧道快速转发设备还可工作于如下的下行数据报文转发模式：第二接口驱动模块，从服务器接收数据报文并发送到快速转发模块；快速转发模块，对数据报文进行解封装并确定是否进行快速转发，当确定进行快速转发时，将数据报文发送到第一接口驱动模块；第一接口驱动模块，将数据报文发送到用户端。\n[0014] 当确定不进行快速转发时，快速转发模块可将数据报文返回给内核。\n[0015] 二层隧道快速转发设备还可包括更多接口驱动模块，当确定进行快速转发时，快速转发模块查找报文头中指定的接口驱动模块，并将数据报文发送到指定的接口驱动模块。\n[0016] 所述二层隧道快速转发设备还可包括：位于应用中的控制模块，用于设置是否激活快速转发模块。\n[0017] 第一接口驱动模块、快速转发模块、第二接口驱动模块和IP转发模块之间的操作可通过内核进行。\n[0018] 根据本发明的另一方面，提供了一种二层隧道快速转发方法，包括：第一接口驱动模块从用户端接收数据报文并发送到快速转发模块；快速转发模块确定是否进行快速转发，当确定进行快速转发时，对数据报文进行封装以使数据报文的外层源、目的IP地址与二层隧道快速转发设备的IP地址处于相同网段，并将数据报文的外层源、目的MAC地址暂时均封装为第二接口驱动模块的MAC地址；IP转发模块被快速转发模块调用进行路由查找以获得外层目的MAC地址，替换暂时的目的MAC地址；快速转发模块将数据报文发送到第二接口驱动模块；第二接口驱动模块将数据报文发送到服务器，其中，第一接口驱动模块、快速转发模块、IP转发模块和第二接口驱动模块位于内核中。\n[0019] 所述二层隧道快速转发方法还可包括：第二接口驱动模块从服务器接收数据报文并发送到快速转发模块；快速转发模块对数据报文进行解封装并确定是否进行快速转发，当确定进行快速转发时，将数据报文发送到第一接口驱动模块；第一接口驱动模块将数据报文发送到用户端。\n[0020] 有益效果\n[0021] 由于数据转发直接由内核处理，提高了隧道转发性能，并使得隧道转发性能不低于本地转发处理模式。此外，作为内核中的独立模块，减少了与其它模块的耦合度。\n[0022] 将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明的实施而得知。\n附图说明\n[0023] 通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的和特点将会变得更加清楚，其中：\n[0024] 图1是示出现有技术的隧道转发设备的框图；\n[0025] 图2是示出根据本发明示例性实施例的二层隧道快速转发设备的框图；\n[0026] 图3是示出根据本发明示例性实施例的二层隧道快速上行数据报文转发方法的框图；以及\n[0027] 图4是示出根据本发明示例性实施例的二层隧道快速下行数据报文转发方法的框图。\n具体实施方式\n[0028] 以下，参照附图来详细说明本发明的实施例，其中，相同的标号始终表示相同的部件。\n[0029] 图2是示出根据本发明示例性实施例的二层隧道快速转发设备200的框图。根据本发明示例性实施例的二层隧道快速转发设备200基于linux系统，但应该了解本发明不限于此，二层隧道快速转发设备200还可基于其它合适的系统，诸如，unix系统。\n[0030] 如图2所示，根据本发明示例性实施例的二层隧道快速转发设备200包括应用210和内核220，其中，应用210包括控制模块211，内核220包括第一接口驱动模块221、快速转发模块222、第二接口驱动模块223和IP转发模块224。\n[0031] 第一接口驱动模块221从用户端接收数据报文，并将接收到的数据报文发送到快速转发模块222。第一接口驱动模块221可以以数据报文分发点来实现。\n[0032] 快速转发模块222从第一接口驱动模块221接收数据报文，并确定是否对该数据报文进行快速转发。\n[0033] 作为确定是否对数据报文进行快速转发的示例，第一接口驱动模块221可在接收到数据报文时对需要进行快速转发的数据报文的协议类型设置一个预定值(诸如，\n0x0019)，随后，快速转发模块222可在从第一接口驱动模块221接收到数据报文时，通过确定数据报文的协议类型是否为所述预定值来进行判断是否对数据报文进行快速转发。应该理解，本发明不限于上述示例，还可通过其它方式来确定是否对数据报文进行快速转发，诸如，由快速转发模块222直接进行确定。\n[0034] 如果确定对数据报文进行快速转发，则快速转发模块222对数据报文进行封装，使数据报文的外层源IP地址和外层目的IP地址与二层隧道快速转发设备200的IP地址处于相同网段，从而可欺骗IP转发模块224对数据报文进行路由查找。作为示例，快速转发模块222可将数据报文的外层源IP地址和外层目的IP地址分别封装为第二接口驱动模块\n223的IP地址和服务器的IP地址。此外，所述封装的步骤还将数据报文的外层源MAC地址和外层目的MAC地址暂时均封装为第二接口驱动模块223的MAC地址。应该理解，所述封装的步骤还可包括本领域公知的操作，诸如添加隧道协议报文头、添加UDP数据报文头等，在此不再赘述。\n[0035] 随后，快速转发模块222调用IP转发模块224进行路由查找以获得实际的目的MAC地址，并使用查找到的目的MAC地址替换上述暂时的外层目的MAC地址以构成完整的数据报文，并将该数据报文发送到第二接口驱动模块223。\n[0036] 第二接口驱动模块223从快速转发模块222接收封装的数据报文，并将其发送到服务器。与第一接口驱动模块221相似，第二接口驱动模块223同样可以以数据报文分发点来实现。\n[0037] 如果确定不对数据报文进行快速转发，则快速转发模块222将数据报文返回给内核220以进行后续处理。所述后续处理可包括通过内核220将数据报文发送给应用110中的现有技术的转发模块111来进行传统的数据报文转发，但本发明不限于此。\n[0038] 上述转发模式为上行数据报文转发模式，下面将描述根据本发明示例性实施例的二层隧道快速转发设备200的下行数据报文转发模式。\n[0039] 第二接口驱动模块223从服务器接收数据报文，并将接收到的数据报文发送到快速转发模块222。\n[0040] 快速转发模块222从第二接口驱动模块223接收数据报文，对接收的数据报文进行解封装，并确定是否对该数据报文进行快速转发。作为示例，如果报文头中的报文类型指示该数据报文是按照快速转发模式进行封装的，并且报文头中的端口号指示与快速转发模式相关的服务器端口，则对该数据报文进行快速转发。应该理解，本发明不限于上述示例，还可通过其它方式来确定是否对数据报文进行快速转发。\n[0041] 如果确定对数据报文进行快速转发，则快速转发模块222将数据报文发送到第一接口驱动模块221。可选择地，二层隧道快速转发设备200还可包括更多接口驱动模块，如果确定对数据报文进行快速转发，则快速转发模块222查找报文头中指定的接口驱动模块，并将数据报文发送到指定的接口驱动模块。\n[0042] 第一接口驱动模块221从快速转发模块222接收数据报文，并将其发送到用户端。\n[0043] 如果确定不对数据报文进行快速转发，则快速转发模块222将数据报文返回给内核220以进行后续处理。所述后续处理可包括通过内核220将数据报文发送给应用110中的现有技术的转发模块111来进行传统的数据报文转发，但本发明不限于此。\n[0044] 作为可选模块，控制模块211用于在设备初始化时对上行数据报文转发模式或下行数据报文转发模式设置是否激活快速转发模块222。如果控制模块211激活快速转发模块222，则按照上述快速转发方式对数据报文进行快速转发，如果控制模块211去活快速转发模块222，则按照图1所示的现有技术的转发模式进行数据报文转发。\n[0045] 应该了解，上述第一接口驱动模块221、快速转发模块222、第二接口驱动模块223和IP转发模块224之间的相关操作均是通过内核220进行的，这属于本领域中的公知常识，在此不作赘述。\n[0046] 图3是示出根据本发明示例性实施例的二层隧道快速上行数据报文转发方法的框图。\n[0047] 如图3所示，在步骤S310，第一接口驱动模块221从用户端接收数据报文，并将接收到的数据报文发送到转发模块222。\n[0048] 在步骤S320，快速转发模块222从第一接口驱动模块221接收数据报文，并确定是否对该数据报文进行快速转发。\n[0049] 如果确定对数据报文进行快速转发，则在步骤S330，快速转发模块222通过对数据报文进行封装，以使数据报文的外层源、目的IP地址与二层隧道快速转发设备的IP地址处于相同网段，并使外层源、目的MAC地址暂时均封装为第二接口驱动模块的MAC地址。\n[0050] 在步骤S340，快速转发模块222调用IP转发模块224进行路由查找以获得实际的目的MAC地址，并使用查找到的目的MAC地址替换上述暂时的外层目的MAC地址以构成完整的数据报文，并将该数据报文发送到第二接口驱动模块223。\n[0051] 在步骤S350，第二接口驱动模块223从快速转发模块222接收封装的数据报文，并将其发送到服务器。\n[0052] 如果确定不对数据报文进行快速转发，则在步骤S360，快速转发模块222将数据报文返回给内核220以进行后续处理。\n[0053] 图4是示出根据本发明示例性实施例的二层隧道快速下行数据报文转发方法的框图。\n[0054] 如图4所示，在步骤S410，第二接口驱动模块223从服务器接收数据报文，并将接收到的数据报文发送到转发模块222。\n[0055] 在步骤S420，快速转发模块222从第二接口驱动模块223接收数据报文，对接收的数据报文进行解封装，并确定是否对该数据报文进行快速转发。\n[0056] 如果确定对数据报文进行快速转发，则在步骤S430，快速转发模块222将数据报文发送到第一接口驱动模块221。\n[0057] 在步骤S440，第一接口驱动模块221从快速转发模块222接收数据报文，并将其发送到用户端。\n[0058] 如果确定不对数据报文进行快速转发，则在步骤S450，快速转发模块222将数据报文返回给内核220以进行后续处理。\n[0059] 虽然已经参照特定示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离范围由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下可作出形式和细节上的各种改变。