CN113364687B - 一种生成转发表项的方法、控制器和网络设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种生成转发表项的方法及网络设备，该方法包括：控制器向网络分片中的多个网络设备发送多个资源分配请求消息，以触发多个网络设备根据对应的资源分配请求消息进行资源分配，资源分配请求消息包括网络分片的标识、对应网络设备需要为所述网络分片分配的资源；控制器接收多个资源分配响应消息，资源分配响应消息包括网络分片的标识和对应网络设备的段标识，每个设备分配的资源属于网络分片；控制器根据资源分配响应消息生成对应网络分片的转发表，转发表中包括到达网络分片的网络设备的转发表项，转发表项包括到达目的网络设备的段标识。通过该转发表项有助于为用户提供基于网络分片资源隔离的灵活的报文转发方式。

Description

一种生成转发表项的方法、控制器和网络设备

本申请是向中国知识产权局提交的申请日为2017年6月30日、申请号为201710527679.3、发明名称为“一种生成转发表项的方法、控制器和网络设备”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种生成转发表项的方法、控制器和网络设备。

背景技术

5G(5th generation mobile networks)网络的愿景是通过对网络各方面能力的增强，支持丰富多样的新业务，如虚拟现实(virtual reality，VR)，增强现实(augmentedreality，AR)，远程工业控制，自动驾驶和物联网等。由于不同类型的业务对于网络的要求存在极大差异，因此5G提出通过网络分片的方式在同一张物理网络上划分出不同的逻辑网络分片，用于满足不同业务的差异化需求。对运营商网络来说，网络分片要求运营商网络为核心网、接入网和各种业务功能之间提供满足用户和不同业务需求的网络连接，其中最关键的需求是运营商网络为不同的网络分片提供差异化、可保证的服务质量，实现分片之间的隔离，这要求运营商网络为不同的网络分片分配专属的网络资源，并实现不同网络分片之间的隔离。但5G技术并没有提供具体的技术方案来实现基于网络分片资源隔离的灵活的报文转发方式。

发明内容

本申请提供了一种生成转发表项的方法、控制器和网络设备，有助于为用户提供基于网络分片资源隔离的灵活的报文转发方式。

第一方面，提供了一种生成转发表项的方法，包括：

控制器向网络分片中的多个网络设备发送多个资源分配请求消息，以触发所述多个网络设备中的每个网络设备根据对应的资源分配请求消息进行资源分配，所述多个资源分配请求消息与所述多个网络设备一一对应，所述资源分配请求消息包括所述网络分片的标识、对应网络设备需要为所述网络分片分配的资源，所述资源包括设备处理资源和/或链路资源。所述控制器接收所述多个网络设备发送的多个资源分配响应消息，所述多个资源分配响应消息与所述多个网络设备一一对应，所述资源分配响应消息包括所述网络分片的标识和对应网络设备的段标识，所述段标识用于标识对应网络设备为所述网络分片分配的资源，所述段标识包括节点段标识和/或邻接段标识，所述多个网络设备中每个设备分配的资源属于所述网络分片。所述控制器根据所述多个资源分配响应消息生成对应所述网络分片的转发表，所述转发表的标识为所述网络分片标识，所述转发表中包括到达所述网络分片的网络设备的转发表项，所述转发表项包括到达所述转发表项的目的网络设备的段标识。

通过上述技术方案，控制器可以通过该资源分配请求消息通知网络分片中的网络设备进行资源分配，并将分配的资源与网络分片绑定，该网络分片可以使用该网络资源，每个网络设备分配和分配的网络资源对应的段标识，这样控制器可以根据每个网络设备发送的资源分配响应消息建立对应该网络分片的转发表，有助于为用户提供基于网络分片资源隔离的灵活的报文转发方式。通过该技术方案有助于实现在特定网络分片中的报文转发，并且由于网络设备可以通过报文中包含的段标识来使用为该网络分片分配的资源对报文进行处理。从而，能够实现基于网络分片资源隔离的灵活的报文转发方式。

在一种可能的实现方式中，所述控制器向网络分片中的多个网络设备发送多个资源分配请求消息之前，所述方法还包括：

所述控制器根据业务需求从网络中获取所述网络分片，所述网络分片包括所述多个网络设备，所述业务需求包括拓扑需求和/或用户对服务质量的需求。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述控制器向所述网络分片中的网络设备发送所述转发表。通过向网络分片中的网络设备发送该转发表，可以使得当报文通过该网络设备进入该网络分片时，该网络设备实现基于网络分片资源隔离的报文转发。

在一种可能的实现方式中，所述设备处理资源包括下列资源中的一种或多种：队列、存储器、处理器和网络功能；

所述链路资源包括下列资源中的一种或多种：带宽、时隙、或子接口。

第二方面，提供了一种生成转发表项的方法，包括：

第一网络设备获得资源分配请求消息，所述资源分配请求消息包括网络分片的标识和所述第一网络设备需要为所述网络分片分配的资源，所述资源包括设备处理资源和/或链路资源。所述第一网络设备根据所述资源分配请求消息分配资源，并分配段标识，所述段标识用于标识所述第一网络设备为所述网络分片分配的资源，所述分配的资源属于所述网络分片，所述分配的资源包括设备处理资源和/或链路资源，所述段标识包括节点段标识和/或邻接段标识。所述第一网络设备向第二网络设备发送通告消息，以触发所述第二网络设备根据所述通告消息生成对应所述网络分片的转发表，所述通告消息包括所述网络分片的标识和所述段标识，所述转发表包括到达所述网络分片的网络设备的转发表项，所述转发表项包括到达所述转发表项的目的网络设备的段标识。

第一网络设备根据资源分配请求消息进行资源分配，并将分配的资源与网络分片绑定，该网络分片可以使用该网络资源，网络设备分配和该网络分片对应的段标识，这样可以触发第二网络设备根据每个网络设备发送的资源分配响应消息建立对应该网络分片的转发表，有助于为用户提供基于网络分片资源隔离的灵活的报文转发方式。

在一种可能的实现方式中，所述第二网络设备为控制器，所述方法还包括：

所述第一网络设备接收所述第二网络设备发送的所述转发表，所述第一网络设备接收第一报文，所述第一报文属于所述转发表。所述网络设备以所述第一报文的目的网际协议(Internet Protocol，IP)地址在所述转发表中查找匹配的转发表项，所述转发表项的目的IP地址与所述第一报文的目的IP地址有对应关系。所述网络设备将所述转发表项中的段标识插入所述第一报文的报文头生成第二报文。所述网络设备将所述第二报文向所述转发表项中的下一跳对应的网络设备发送。

第三方面，提供了一种生成转发表项的方法，包括：

第一网络设备接收网络分片中的多个网络设备发送的多个通告消息，所述多个通告消息与所述多个网络设备一一对应，所述通告消息包括网络分片的标识和对应网络设备的段标识，所述段标识用于标识所述对应网络设备为所述网络分片分配的资源，所述段标识包括节点段标识和/或邻接段标识，所述第一网络设备为所述网络分片中的网络设备。所述第一网络设备根据所述多个通告消息生成对应所述网络分片的转发表，所述转发表的标识为所述网络分片的标识，所述转发表包括到达所述网络分片的网络设备的转发表项，所述转发表项包括到达所述转发表项的目的网络设备的段标识。

第一网络设备作为网络分片的入口节点，通过转发表选择合适的网络分片来进行报文转发，网络分片中的中间节点并不需要感知和报文相关的网络分片信息，报文转发更加灵活。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述第一网络设备接收第一报文，所述第一报文属于所述转发表；

所述第一网络设备根据所述第一报文的目的IP地址在所述转发表中查找匹配的转发表项，所述转发表项的目的IP地址与所述第一报文的目的IP地址有对应关系；

所述第一网络设备将所述转发表项中的段标识插入所述第一报文的报文头生成第二报文；

所述第一网络设备将所述第二报文向所述转发表项中的下一跳对应的网络设备发送。

第四方面，提供了一种生成转发表项的控制器，执行第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式中的方法。具体地，所述控制器包括用于执行第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式中的方法的单元。

第五方面，提供了一种生成转发表项的第一网络设备，执行第二方面或第二方面的任意一种可能的实现方式中的方法。具体地，所述第一网络设备包括用于执行第二方面或第二方面的任意一种可能的实现方式中的方法的单元。

第六方面，提供了一种生成转发表项的第一网络设备，执行第三方面或第三方面的任意一种可能的实现方式中的方法。具体地，所述第一网络设备包括用于执行第三方面或第三方面的任意一种可能的实现方式中的方法的单元。

第七方面，提供了一种网络设备，网络设备包括：处理器、网络接口和存储器。存储器可以用于存储程序代码，处理器用于调用存储器中的程序代码执行前述方面设计的方法。具体执行步骤可以参见前述方面，此处不在赘述。

第八方面，提供了一种网络设备，该网络设备包括：主控板和接口板。主控板包括：第一处理器和第二存储器。接口板包括：第二处理器、第二存储器和接口卡。主控板和接口板耦合。第一存储器可以用于存储程序代码，第一处理器用于调用第一存储器中的程序代码执行如下操作：

获得资源分配请求消息，所述资源分配请求消息包括网络分片的标识和所述第一网络设备需要为所述网络分片分配的资源，所述资源包括设备处理资源和/或链路资源；根据所述资源分配请求消息分配资源，并分配段标识，所述段标识用于标识所述第一网络设备为所述网络分片分配的资源，所述分配的资源包括设备处理资源和/或链路资源，所述段标识包括段标识和/或邻接段标识，所述分配的资源属于所述网络分片。

第二存储器可以用于存储程序代码，第二处理器用于调用第二存储器中的程序代码执行如下操作：

触发接口卡向第二网络设备发送通告消息，以触发所述第二网络设备根据所述通告消息生成对应所述网络分片的转发表，所述通告消息包括所述网络分片的标识和所述段标识，所述转发表包括到达所述网络分片的网络设备的转发表项，所述转发表项包括到达所述转发表项的目的网络设备的段标识。

在一种可能的实现方式中，主控板和接口板之间建立进程间通信协议(inter-process communication，IPC)控制通道。

第九方面，提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述控制器或网络设备所用的计算机软件指令，其包括用于执行上述方面所设计的程序。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面附图只是本发明的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得同样能实现本发明的其他技术方案和附图。

图1为本发明实施例提供的一种应用场景示意图；

图2为本发明实施例提供的一种生成转发表项的方法流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种生成转发表项的方法流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种生成转发表项的方法流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种应用场景示意图；

图6为本发明实施例提供的一种sub-TLV报文示意图；

图7为本发明实施例提供的一种控制器示意图；

图8为本发明实施例提供的一种第一网络设备的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种第一网络设备的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种网络设备的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种网络设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施例进行描述。

本发明实施例提供一种生成转发表项的方法及基于这个方法的网络设备，用以实现网络分片的资源分配，同时能够实现基于网络分片的灵活的报文转发方式。其中，方法和网络设备是基于同一发明构思的，由于方法及网络设备解决问题的原理相似，因此网络设备与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。

图1示出了本发明实施例的一种可能的应用场景。在该应用场景中，网络设备101、网络设备102、网络设备103、网络设备104和网络设备105组成一个物理网络。控制器106对该网络拓扑进行控制和管理。控制器106可以为网管设备或者为软件定义网络(Software-defined networking，SDN)架构下的控制器。网络设备101-105可以分别为路由器或交换机，或者为SDN网络架构下的转发器。本发明实施例中的网络分片是从实际物理网络中选择部分或全部网络设备形成的逻辑网络，举例来说：图1中，网络设备101-105组成一个实际物理网络，而网络设备101、网络设备102、网络设备103、网络设备104和网络设备105可以组成一个网络分片，如：网络分片A，此时网络分片A即为网络设备101-105组成一个实际物理网络拓扑。网络设备101、网络设备102、网络设备103和网络设备104可以组成一个网络分片，如：网络分片B。网络设备101、网络设备102、网络设备104和网络设备105可以组成一个网络分片，如：网络分片C。不同的网络分片具有不同的网络分片标识。

结合图1所示的应用场景，参见图2，本发明实施例提供了一种生成转发表项的方法，该方法包括：

201，控制器向网络分片中的多个网络设备发送多个资源分配请求消息，以触发所述多个网络设备中的每个网络设备根据对应的资源分配请求消息进行资源分配，所述多个资源分配请求消息与所述多个网络设备一一对应，所述资源分配请求消息包括所述网络分片的标识、对应网络设备需要为所述网络分片分配的资源，所述资源包括设备处理资源和/或链路资源。该多个网络设备包含图2中的网络设备1至网络设备n。

在一种可能的实现方式中，所述控制器向网络分片中的多个网络设备发送多个资源分配请求消息之前，所述方法还包括：

所述控制器根据业务需求从网络中获取所述网络分片，所述网络分片包括所述多个网络设备。所述业务需求包括拓扑需求和/或用户对服务质量(quality of service，QoS)需求。所述业务需求可以由运营商或用户定制。可选地，拓扑需求具体指在对网络进行网络分片划分时，需要考虑到具体网络设备的实际位置或网络设备当前负载情况来选择特定的网络设备来组成网络分片，举例来说：基于图1所示的场景，运营商需要在由网络设备101-105组成的网络中排除掉网络设备103，因为网络设备103所处的地理位置为战争区，可靠性不能得到保障。相应地，获取的网络分片具体包括网络设备101、网络设备102、网络设备104和网络设备105。可选地，服务质量需求具体是为了保证业务的服务质量选择一些处理能力强的网络设备，排除一些资源占用率高的网络设备，如：基于图1所示的场景，网络设备104设备性能较好、处理能力较强，在获取网络分片时，优先选择网络设备104作为网络分片中的一个网络设备，网络设备102的资源占用率已经超过90％，在获取网络分片时，不选择网络设备103，因此，最终确定的网络分片包括网络设备101、网络设备103、网络设备104和网络设备105。

202，所述控制器接收所述多个网络设备发送的多个资源分配响应消息，所述多个资源分配响应消息与所述多个网络设备一一对应，所述资源分配响应消息包括所述网络分片的标识和对应网络设备的段标识，所述段标识用于标识对应网络设备为所述网络分片分配的资源，所述段标识包括节点段标识和/或邻接段标识，所述多个网络设备中每个设备分配的资源属于所述网络分片，所述分配的资源包括设备处理资源和/或链路资源。所述节点段标识用于标识所述分配的设备处理资源，所述邻接段标识用于标识所述分配的链路资源。

203，所述控制器根据所述多个资源分配响应消息生成对应所述网络分片的转发表，所述转发表的标识为所述网络分片标识，所述转发表中包括到达所述网络分片的网络设备的转发表项，所述转发表项包括到达所述转发表项的目的网络设备的段标识。

所述多个网络设备中的每个网络设备在接收到对应的资源分配请求消息时，根据资源分配请求消息中包含的需要为所述网络分片分配的资源进行资源分配。可选地，所述转发表可以包括到达所述网络分片的每个网络设备的转发表项或出口网络设备的转发表项。

在一种可能的实现方式中，所述设备处理资源包括下列资源中的一种或多种：队列、存储器、处理器和网络功能。相应地，网络设备进行设备处理资源分配包括：

网络设备从设备中的总的队列中分配部分出来给该网络分片使用，或者从多个处理器中分配部分处理器给该网络分片使用，或者从总存储器中分配部分存储器给该网络分配使用。另外，网络设备可以从支持的网络功能中划分出部分网络功能，这部分网络功能可以在网络分片中实现，具体来说：网络设备支持防火墙、深度包检测(deep packetinspection，DPI)或网络地址转换(network address translation，NAT)等功能，可以将防火墙功能划分到该网络分片中，也就是说报文经过该网络分片可以进行防火墙处理。

在一种可能的实现方式中，所述链路资源包括下列资源中的一种或多种：带宽、时隙、或子接口。相应地，网络设备进行链路资源分配包括：

网络设备从链路总带宽中分配部分带宽给该网络分片使用，或者从时隙中分配部分时隙给该网络分片，或者从全部子接口中划分出部分子接口给该网络分片使用。

在一种可能的实现方式中，网络设备将网络设备的节点段标识(node segmentidentifier，Node SID)和分配的设备处理资源进行绑定，这样当接收到报文中包含该节点段标识时，网络设备则可以判断需要使用与该节点段标识对应的设备资源来处理报文。可选的，网络设备将网络设备的邻接段标识(adjacency segment identifier,Adj SID)和分配的链路资源进行绑定，当接收到报文中包含该邻接段标识时，网络设备则可以判断需要使用与该邻接段标识对应的链路资源来处理报文。其中，Node SID和Adj SID的定义可以参见互联网工程任务小组(Internet Engineering Task Force，IETF)公开的与分段路由(Segment Routing，SR)相关草案，如：draft-ietf-spring-segment-routing-11。

控制器在接收到资源分配响应消息后，可以根据资源分配响应消息中的网络分片的标识和对应网络设备的段标识，建立对应该网络分片的转发表。该转发表的标识或索引为该网络分片的标识。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述控制器向所述网络分片中的网络设备发送所述转发表。网络分片中的网络设备在接收到该转发表后，存储该转发表，并当接收到报文时，可以根据匹配策略选择该转发表，并将该报文通过该网络分片进行转发或处理。图2中的网络设备1可以为该入口网络设备。

通过上述技术方案，控制器可以通过该资源分配请求消息通知网络分片中的网络设备进行资源分配，并将分配的资源与网络分片绑定，该网络分片可以使用该网络资源，每个网络设备分配和该网络分片对应的段标识，这样控制器可以根据每个网络设备发送的资源分配响应消息建立对应该网络分片的转发表，有助于为用户提供基于网络分片资源隔离的灵活的报文转发方式。通过该技术方案有助于实现在特定网络分片中的报文转发，并且由于网络设备可以通过报文中包含的段标识来使用为该网络分片分配的资源对报文进行处理。从而，能够实现基于网络分片资源隔离的报文转发方式。

参见图3，本发明发明实施例提供了一种生成转发表项的方法，该方法包括：

301，第一网络设备获得资源分配请求消息，所述资源分配请求消息包括网络分片的标识和所述第一网络设备需要为所述网络分片分配的资源，所述资源包括设备处理资源和/或链路资源。该第一网络设备可以为图2所示实施例中的网络设备1。

302，所述第一网络设备根据所述资源分配请求消息分配资源，并分配段标识，所述段标识用于标识所述第一网络设备为所述网络分片分配的资源，所述分配的资源属于所述网络分片，所述分配的资源包括设备处理资源和/或链路资源，所述段标识包括节点段标识和/或邻接段标识。

303，所述第一网络设备向第二网络设备发送通告消息，以触发所述第二网络设备根据所述通告消息生成对应所述网络分片的转发表，所述通告消息包括所述网络分片的标识和所述段标识，所述转发表包括到达所述网络分片的网络设备的转发表项，所述转发表项包括到达所述转发表项的目的网络设备的段标识。

在一种可能的实现方式中，所述第二网络设备为图1或图2中的控制器，所述第一网络设备为所述网络分片中的网络设备，所述方法还包括：

所述第一网络设备接收所述第二网络设备发送的所述转发表；

所述第一网络设备接收第一报文，所述第一报文属于所述转发表；

所述网络设备以所述第一报文的目的IP地址在所述转发表中查找匹配的转发表项，所述转发表项的目的IP地址与所述第一报文的目的IP地址有对应关系；

所述网络设备将所述转发表项中的段标识插入所述第一报文的报文头生成第二报文；

所述网络设备将所述第二报文向所述转发表项中的下一跳对应的网络设备发送。

在一种可能的实现方式中，所述第一网络设备获得资源分配请求消息包括：所述第一网络设备接收控制器发送的该资源分配请求消息，该控制器可以为该第二网络设备。

在一种可能的实现方式中，所述第一网络设备获得资源分配请求消息包括：所述第一网络设备接收网络分片中其他网络设备发送的资源分配请求消息。

第一网络设备根据资源分配请求消息进行资源分配，并将分配的资源与网络分片绑定，该网络分片可以使用该网络资源，网络设备分配和分配的资源分配对应的段标识，这样可以触发第二网络设备根据每个网络设备发送的资源分配响应消息建立对应该网络分片的转发表，有助于为用户提供基于网络分片资源隔离的灵活的报文转发方式。

参见图4，本发明实施例提供了一种生成转发表项的方法，该方法包括：

401，第一网络设备接收网络分片中的多个网络设备发送的多个通告消息，所述多个通告消息与所述多个网络设备一一对应，所述通告消息包括网络分片的标识和对应网络设备的段标识，所述段标识用于标识所述对应网络设备为所述网络分片分配的资源，所述段标识包括节点段标识和/或邻接段标识，所述第一网络设备为所述网络分片的网络设备。

402，所述第一网络设备根据所述多个通告消息生成对应所述网络分片的转发表，所述转发表的标识为所述网络分片的标识，所述转发表包括到达所述网络分片的网络设备的转发表项，所述转发表项包括到达所述转发表项的目的网络设备的段标识。

在一种可能的实现方式中，步骤402中所述第一网络设备也可以根据所述多个通告消息生成多个转发表项，所述多个转发表项与所述通告消息一一对应。其中，每个转发表项包含网络分片的标识和发送所述通告消息的网络设备的段标识。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述第一网络设备接收第一报文，所述第一报文属于所述转发表；

所述第一网络设备根据所述第一报文的目的IP地址在所述转发表中查找匹配的转发表项，所述转发表项的目的IP地址与所述第一报文的目的IP地址有对应关系；

所述第一网络设备将所述转发表项中的段标识插入所述第一报文的报文头生成第二报文；

所述第一网络设备将所述第二报文向所述转发表项中的下一跳对应的网络设备发送。

在一种可能的实现方式中，所述转发表项的目的IP地址与所述第一报文的目的IP地址有对应关系具体包括：

所述转发表项的目的IP地址可以与所述第一报文的目的IP地址相同，此时，所述第一报文的目的地址对应的网络设备即为所述转发表项的目的地址对应的网络设备。

在一种可能的实现方式中，所述转发表项的目的IP地址与所述第一报文的目的IP地址有对应关系具体包括：

所述转发表项的目的IP地址可以与所述第一报文的目的IP地址不相同，但是预先建立了对应关系，此时说明所述转发表项的目的地址对应的网络设备是所述第一报文到达目的网络设备中的一跳，也就是该网络分片的边缘设备，第一报文到达转发表项的目的地址对应的网络设备后，该网络设备还需要按照传统的转发方式对报文进行转发。

在一种可能的实现方式中，所述转发表项的目的IP地址与所述第一报文的目的IP地址有对应关系具体包括：所述第一报文的目的IP地址属于所述转发表项的目的IP地址对应的网段。

在一种可能的实现方式中，该第一网络设备上预先配置有转发策略，当接收到该第一报文时，可以根据所述第一报文的信息和该转发策略进行匹配来确定所述第一报文所属的转发表。所述转发策略包括匹配项和结果项，举例来说：所述匹配项包括所述第一报文的目的IP地址或源IP地址，结果项包括所述网络分片的标识。根据所述转发策略确定所述第一报文所属的转发表包括：当确定所述第一报文的目的IP地址与所述转发策略的匹配项匹配，则使用所述动作项包含的网络分片的标识确定对应的转发表，即选择转发表的标识为所述网络分片的标识的转发表。

可选地，该转发策略的匹配项可以包括接收报文的端口信息。根据所述转发策略确定所述第一报文所属的转发表包括：当确定接收所述第一报文的入接口与所述转发策略的匹配项匹配时，则使用所述动作项包含的网络分片的标识来确定对应的转发表。

当报文通过所述第一网络设备进入网络分片时，该第一网络设备通过转发表选择合适的网络分片，并使用该网络分片的资源进行报文转发或处理，网络分片中的中间节点不需要根据转发策略对报文进行转发，只需要根据报文携带的段标识来转发报文，报文转发更加灵活。

结合图5所示的场景对前述方法实施例进行举例说明，图5为基于图1所示场景基础上标识出了每个网络设备分配的节点段标识和邻接段标识。在图5中，网络设备101、网络设备102、网络设备103、网络设备104和网络设备105分别接收到了控制器发送的第一资源分配请求消息，该第一资源分配请求消息包含的网络分片的标识为A。网络设备101、网络设备102、网络设备103和网络设备104分别又接收到了第二资源分配请求消息，该第二资源分配请求消息包含的网络分片的标识为B。也就是说，网络设备101-104属于网络分片A，又属于网络分片B，网络设备105只属于网络分片A。

网络设备101为网络分片A分配的Node SID为101，为网络分片B分配的Node SID为201，即网络设备101为不同的网络分片分配不同的Node SID。在图5中网络设备101通过一条链路与网络设备102连接，通过另一条链路与网络设备103连接，因此，网络设备101为网络分片A分配的对应这两条链路的Adj SID分别为1001和1002，为网络分片B分配的Adj SID分别为2001和2002。类似的，网络设备102为网络分片A分配的Node SID为102，为网络分片B分配的Node SID为202，网络设备102为网络分片A分配的Adj SID分别为1001、1002和1003，为网络分片B分配的Adj SID分别为2001、2002和2003。网络设备103为网络分片A分配的Node SID为103，为网络分片B分配的Node SID为203，网络设备103为网络分片A分配的AdjSID分别为1001和1002，为网络分片B分配的Adj SID分别为2001和2002。网络设备104为网络分片A分配的Node SID为104，为网络分片B分配的Node SID为204，网络设备104为网络分片A分配的Adj SID分别为1001、1002和1003，为网络分片B分配的Adj SID分别为2001、2002和2003。网络设备105为网络分片A分配的Node SID为105，网络设备105为网络分片A分配的Adj SID分别为1001和1002。

可选地，同一个网络分片中的不同的网络设备的Node SID不同，不同网络分片中的Node SID可以相同也可以不同。同一个网络设备中的不同链路对应的Adj SID不同，不同网络设备之间的不同链路对应的Adj SID可以相同。

可选地，网络设备设备101-105将分配的Node SID和/或Adj SID发送给控制器，由控制器生成分别对应网络分片A的转发表A和对应网络分片B的转发表B，然后，控制器将转发表A和转发表B分别向网络分片中的网络设备发送，例如：将转发表A和转发表B发送到网络设备101。可选地，网络设备设备101-105通过通告消息将分配的Node SID和/或Adj SID分别向网络中其他网络设备通告，相应地，属于同一个网络分片的网络设备分别建立属于该网络分片的转发表，例如：网络设备101分别接收到了网络设备102-105发送的通告消息，然后建立对应网络分片A的转发表A和对应网络分片B的转发表B。举例来说，转发表A的标识或索引为网络分片A的标识。转发表A中包含到达网络分片A中的网络设备的转发表项，例如：转发表A中包含到达网络设备105的转发表项，该转发表项的索引为网络设备105的IP地址，该转发表还包括到达网络设备105的路径上的网络设备的Node SID，或者包括到达网络设备105的路径上的Node SID和Adj SID。

可选地，当网络分片A中的报文转发方式为严格指定转发路径时，转发表中包含到达目的网络设备的路径上的Node SID和Adj SID，例如：转发表项包含的转发路径为从网络设备101到网络设备105，并且转发路径经过网络设备102、网络设备104和网络设备105，则该转发表项包括：Node SID 102、Adj SID 1003、Node SID 104、Adj SID 1002和Node SID105。

可选地，当网络分片A中的报文转发方式为严格指定转发路径时，转发表中包含到达目的网络设备的路径上的Adj SID。例如：转发表项包含的转发路径为从网络设备101到网络设备105，并且转发路径经过网络设备102、网络设备104和网络设备105，则该转发表项包括：Adj SID 1003和Adj SID 1002。

可选地，当网络分片A中的报文转发方式为松散转发路径时，转发表中包含到达目的网络设备的路径上的Node SID，例如：转发表项F包含的转发路径为从网络设备101到网络设备105，并且转发路径经过网络设备102、网络设备104和网络设备105，则该转发表项可以包括：Node SID 102和Node SID 105，或该转发表项包括Node SID 104和Node SID 105。具体来说，网络设备101到网络设备105的转发路径要经过网络设备102，这时的转发表项中包含中间网络设备和尾端网络设备的Node SID，如：Node SID 102和Node SID 105。

可选地，当网络分片A中的报文转发方式为松散转发路径时，转发表中包含到达目的网络设备的路径上的Adj SID，例如：转发表项F包含的转发路径为从网络设备101到网络设备105，并且转发路径经过网络设备102、网络设备104和网络设备105，则该转发表项可以包括：Adj SID 1003和Adj SID 1002。可选地，该转发表项可以包括：Node SID104和AdjSID 1002。

当网络设备101接收到第一报文时，获得第一报文的源IP地址，根据转发策略，确定对于源地址为所述IP地址的报文需要通过网络分片A来转发，然后根据第一报文的目的IP地址在转发表A中查找匹配的转发表项。例如所述第一报文的目的IP地址为网络设备105的地址，此时匹配的转发表项为所述转发表项F。当网络分片A中的报文转发方式为严格指定转发路径时，则将转发表项F中的Node SID 102、Adj SID 1003、Node SID 104、Adj SID1002和Node SID 105压入所述第一报文的头部得到第二报文。当网络分片A中的报文转发方式为松散转发路径时，将转发表项F中的Node SID 102和Node SID 105压入所述第一报文的头部得到第二报文。然后网络设备101将第二报文向转发表项F中的下一跳对应的网络设备发送。当网络设备102接收到该第二报文时，判断第二报文的报文头包含为Node SID102和Adj SID 1003，则认为该报文需要由自己进行处理，则在对第二报文进行处理时，使用与Node SID 102绑定的设备处理资源，在对第二报文进行转发时，使用与Adj SID 1003绑定的链路资源，即使用网络分片A中的资源对第二报文进行处理和转发。在网络设备102将第二报文向网络设备104转发前，将报文头中的SID 102和Adj SID 1003弹出，生成第三报文，然后将第三报文向网络设备104发送。当网络设备104接收到第三报文时，判断第三报文的报文头包含为Node SID 104和Adj SID 1002，则认为该报文需要由自己进行处理，则在对第三报文进行处理时，使用与Node SID 104绑定的设备处理资源，在对第三报文进行转发时，使用与Adj SID 1002绑定的链路资源。在网络设备104将第三报文向网络设备105转发前，将报文头中的SID 104和Adj SID 1002弹出，生成第四报文，然后将第四报文向网络设备105发送。当网络设备105接收到第四报文时，判断第四报文的报文头包含为NodeSID 105，则认为该报文需要由自己进行处理，则在对第四报文进行处理时，使用与NodeSID 105绑定的设备处理资源。在网络设备105对第四报文处理后，将Node SID 105从第四报文的报文头中弹出，恢复出该第一报文，然后将该第一报文按照IP转发流程进行继续转发。

上述图2-图5所示的实施例中，控制器或网络设备首先生成对应网络分片的转发表，然后再生成对应的转发表项，在一种可能的实现方式中，控制器或网络设备可以不生成转发表，而直接生成转发表项，此时，转发表项的索引包含网络分片的标识和目的网络设备的IP地址。相应的，后续网络设备在进行报文转发时，直接查找该转发表项来实现报文转发。

在一种可能的实现方式中，所述通告消息开放式最短路径优先(Open ShortestPath First,OSPF)链路状态通告(link-state advertise,LSA)或者为中间系统到中间系统(Intermediate System-to-Intermediate System,IS-IS)链路状态协议数据单元(linkstate protocol data unit,LSP)。

在一种可能的实现方式中，在OSPF LSA或ISIS LSP中定义子类型长度值(sub-type length value，sub-TLV)，具体格式参见图6，其中，

类型(Type)字段，用于标识该sub-TLV携带有对应网络分片的节点段标志和/或邻接段标识；

长度(Length)字段，用于标识该sub-TLV报文的长度；

分片标识(Slice ID)字段，用于标识该通告消息携带的网络分片的标识；

保留(Reserved)字段，用于后续扩展使用；

分片特定段标识(Slice specific SID)，用于标识该通告报文携带的节点段标识和/或邻接段标识。

通过上述技术方案可以看出，当报文通过网络设备进入网络分片时，网络设备通过转发表选择合适的网络分片，并使用该网络分片的资源进行报文转发或处理，网络分片中的中间节点并不需要感知和报文相关的网络分片信息，报文转发更加灵活。另外，通过对网络分片的资源分配，能够实现基于网络分片内的资源共享，不需要再按照现有技术中基于每个LSP的资源预留，因此不再受到LSP数量的限制，可扩展性更高，有利于满足5G下更多用户的业务需求。

参见图7，本申请申请实施例提供了一种生成转发表项的控制器700，包括：

发送单元701，用于向网络分片中的多个网络设备发送多个资源分配请求消息，以触发所述多个网络设备中的每个网络设备根据对应的资源分配请求消息进行资源分配，所述多个资源分配请求消息与所述多个网络设备一一对应，所述资源分配请求消息包括所述网络分片的标识、对应网络设备需要为所述网络分片分配的资源，所述资源包括设备处理资源和/或链路资源。

接收单元702，用于接收所述多个网络设备发送的多个资源分配响应消息，所述多个资源分配响应消息与所述多个网络设备一一对应，所述资源分配响应消息包括所述网络分片的标识和对应网络设备的段标识，所述段标识用于标识对应网络设备为所述网络分片分配的资源，所述段标识包括节点段标识和/或邻接段标识，所述多个网络设备中每个设备分配的资源属于所述网络分片。

处理单元703，用于根据所述多个资源分配响应消息生成对应所述网络分片的转发表，所述转发表的标识为所述网络分片标识，所述转发表中包括到达所述网络分片中的网络设备的转发表项，所述转发表项包括到达所述转发表项的目的网络设备的段标识。

在一种可能的实现方式中，所述控制器700还包括：

获取单元，用于所述发送单元在向网络分片中的多个网络设备发送多个资源分配请求消息之前，根据业务需求从网络中获取所述网络分片，所述网络分片包括所述多个网络设备，所述业务需求包括拓扑需求和/或用户对服务质量的需求。

在一种可能的实现方式中，所述发送单元701，还用于向所述网络分片中的网络设备发送所述转发表。

控制器700为网管设备或者为SDN网络架构下的Controller，能够实现前述实施例中控制器相关的功能，具体执行步骤可以参见前述方法实施例，此处不在赘述

参见图8，本发明实施例提供了一种生成转发表项的第一网络设备800，包括：

获取单元801，用于获得资源分配请求消息，所述资源分配请求消息包括网络分片的标识和所述第一网络设备需要为所述网络分片分配的资源，所述资源包括设备处理资源和/或链路资源。

处理单元802，用于根据所述资源分配请求消息分配资源，并分配段标识，所述段标识用于标识所述第一网络设备800为所述网络分片分配的资源，所述分配的资源属于所述网络分片，所述分配的资源包括设备处理资源和/或链路资源，所述段标识包括节点段标识和/或邻接段标识。

发送单元803，用于向第二网络设备发送通告消息，以触发所述第二网络设备根据所述通告消息生成对应所述网络分片的转发表，所述通告消息包括所述网络分片的标识和所述段标识，所述转发表包括到达所述网络分片中的网络设备的转发表项，所述转发表项包括到达所述转发表项的目的网络设备的段标识。

在一种可能的实现方式中，所述第一网络设备800还包括接收单元和匹配单元，

所述接收单元，用于接收所述第二网络设备发送的所述转发表，并接收第一报文，所述第一报文属于所述转发表；

所述匹配单元，用于以所述第一报文的目的IP地址在所述转发表中查找匹配的转发表项，所述转发表项的目的IP地址与所述第一报文的目的IP地址有对应关系；

所述处理单元，还用于将所述转发表项中的段标识插入所述第一报文的报文头生成第二报文；

所述发送单元，还用于将所述第二报文向所述转发表项中的下一跳对应的网络设备发送。

第一网络设备800可以为路由器或交换器或有转发功能的网络设备，第一网络设备800能够实现前述实施例中第一网络设备的功能，具体执行步骤可以参见前述方法实施例，此处不在赘述。

参见图9，本发明实施例提供了一种生成转发表项的第一网络设备900，包括：

接收单元901，用于接收网络分片中的多个网络设备发送的多个通告消息，所述多个通告消息与所述多个网络设备一一对应，所述通告消息包括网络分片的标识和对应网络设备的段标识，所述段标识用于标识所述对应网络设备为所述网络分片分配的资源，所述段标识包括节点段标识和/或邻接段标识，所述第一网络设备为所述网络分片中的网络设备。

处理单元902，用于根据所述多个通告消息生成对应所述网络分片的转发表，所述转发表的标识为所述网络分片的标识，所述转发表包括到达所述网络分片中的网络设备的转发表项，所述转发表项包括到达所述转发表项的目的网络设备的段标识。

在一种可能的实现方式中，所述第一网络设备还包括接收单元和匹配单元，

所述接收单元，用于接收第一报文，所述第一报文属于所述转发表；

所述匹配单元，用于以所述第一报文的目的IP地址在所述转发表中查找匹配的转发表项，所述转发表项的目的IP地址与所述第一报文的目的IP地址有对应关系；

所述处理单元，还用于将所述转发表项中的段标识插入所述第一报文的报文头生成第二报文；

所述发送单元，还用于将所述第二报文向所述转发表项中的下一跳对应的网络设备发送。

第一网络设备可以为路由器或交换器或有转发功能的网络设备，第一网络设备能够实现前述实施例中第一网络设备的功能，具体执行步骤可以参见前述方法实施例，此处不在赘述。

参见图10，本发明实施例提供了一种网络设备1000，网络设备1000可以为路由器或交换器或有转发功能的网络设备，网络设备1000能够实现前述方法实施例中控制器或第一网络设备的功能。网络设备1000包括：处理器1003、网络接口1002和存储器1001。存储器可以用于存储网络设备的程序代码和数据，处理器1003用于调用存储器1001中的程序指令执行前述实施例所示的方法，具体执行步骤可以参见前述方法实施例，此处不在赘述。

参见图11，本发明实施例提供了一种第一网络设备1100。所述第一网络设备1100包括：主控板1101和接口板1102。主控板1101包括：处理器1103和存储器1104。接口板1102包括：处理器1105、存储器1106和接口卡1107。主控板1101和接口板1102耦合。

存储器1104可以用于存储主控板1101的程序代码，处理器1103用于调用存储器1104中的程序代码执行如下操作：

获得资源分配请求消息，所述资源分配请求消息包括网络分片的标识和所述第一网络设备1100需要为所述网络分片分配的资源，所述资源包括设备处理资源和/或链路资源；根据所述资源分配请求消息分配资源，并分配段标识，所述段标识用于标识所述第一网络设备1100为所述网络分片分配的资源，所述分配的资源包括设备处理资源和/或链路资源，所述段标识包括段标识和/或邻接段标识，所述分配的资源属于所述网络分片。

存储器1106可以用于存储接口板1102的程序代码，处理器1105用于调用存储器1106中的程序代码执行如下操作：

触发接口卡1107向第二网络设备发送通告消息，以触发所述第二网络设备根据所述通告消息生成对应所述网络分片的转发表，所述通告消息包括所述网络分片的标识和所述段标识，所述转发表包括到达所述网络分片种的网络设备的转发表项，所述转发表项包括到达所述转发表项的目的网络设备的段标识。

在一种可能的实现方式中，主控板1101和接口板1102之间建立进程间通信协议IPC控制通道。

第一网络设备1100可以为路由器或交换器或有转发功能的网络设备，网络设备1100能够实现前述方法实施例中的第一网络设备的功能，具体执行步骤可以参见前述方法实施例，此处不在赘述。

本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存图2或图3或图4所示实施例中第一网络设备所用的计算机软件指令，其包括用于执行前述实施例所示的方法的程序。

本发明实施例中提到的第一网络设备中的“第一”只是用来做名字标识，并不代表顺序上的第一。该规则同样适用于“第二”。

结合本发明公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(random access memory，RAM)、闪存、只读存储器(readonly memory，ROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable ROM，EPROM)、电可擦可编程只读存储器(Eelectrically EPROM，EEPROM)、硬盘、移动硬盘、光盘或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于核心网接口设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于核心网接口设备中。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种资源分配的方法，其特征在于，包括：

控制器向多个网络设备发送多个资源分配请求消息，以触发所述多个网络设备中的每个网络设备根据对应的资源分配请求消息进行资源分配，所述多个资源分配请求消息与所述多个网络设备一一对应，所述资源分配请求消息包括网络分片的标识、对应网络设备需要为所述网络分片分配的资源，所述资源包括设备处理资源和/或链路资源；

所述控制器接收所述多个网络设备发送的多个资源分配响应消息，所述多个资源分配响应消息与所述多个网络设备一一对应，所述资源分配响应消息包括所述网络分片的标识和对应网络设备的段标识，所述段标识用于标识对应网络设备分配的资源，所述段标识包括节点段标识和/或邻接段标识，所述资源包括设备处理资源和/或链路资源；

所述控制器根据所述段标识计算转发路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器向多个网络设备发送多个资源分配请求消息之前，所述方法还包括：

所述控制器根据业务需求从网络中确定所述多个网络设备，所述业务需求包括拓扑需求和/或用户对服务质量的需求。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述控制器向网络设备发送转发表项，所述转发表项用于转发报文。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述设备处理资源包括下列资源中的一种或多种：队列、存储资源、处理资源和网络功能；或者，

所述链路资源包括下列资源中的一种或多种：带宽、时隙、或子接口。

5.一种资源分配的方法，其特征在于，包括：

第一网络设备获得资源分配请求消息，所述资源分配请求消息用于指示所述第一网络设备分配资源，所述资源分配请求消息包括网络分片的标识、对应网络设备需要为所述网络分片分配的资源，所述资源包括设备处理资源和/或链路资源；

所述第一网络设备根据所述资源分配请求消息分配资源，并将分配的资源关联到段标识，所述段标识用于标识所述第一网络设备分配的资源，所述分配的资源包括设备处理资源和/或链路资源，所述段标识包括节点段标识和/或邻接段标识；

所述第一网络设备向第二网络设备发送通告消息，所述通告消息包括所述网络分片的标识和所述段标识。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述设备处理资源包括下列资源中的一种或多种：队列、存储资源、处理资源和网络功能；或者，

所述链路资源包括下列资源中的一种或多种：带宽、时隙、或子接口。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述段标识为所述网络设备分配的段标识。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第二网络设备为控制器。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一网络设备接收所述第二网络设备发送的转发表项；

所述第一网络设备接收第一报文；

所述网络设备以所述第一报文的目的网际协议IP地址匹配到所述转发表项，所述转发表项的目的IP地址与所述第一报文的目的IP地址有对应关系；

所述网络设备将所述转发表项中的段标识插入所述第一报文的报文头生成第二报文；

所述网络设备将所述第二报文向所述转发表项中的下一跳对应的网络设备发送。

10.一种资源分配的控制器，其特征在于，包括：

发送单元，用于向多个网络设备发送多个资源分配请求消息，以触发所述多个网络设备中的每个网络设备根据对应的资源分配请求消息进行资源分配，所述多个资源分配请求消息与所述多个网络设备一一对应，所述资源分配请求消息包括网络分片的标识、对应网络设备需要为所述网络分片分配的资源，所述资源包括设备处理资源和/或链路资源；

接收单元，用于接收所述多个网络设备发送的多个资源分配响应消息，所述多个资源分配响应消息与所述多个网络设备一一对应，所述资源分配响应消息包括所述网络分片的标识和对应网络设备的段标识，所述段标识用于标识对应网络设备分配的资源，所述段标识包括节点段标识和/或邻接段标识；

处理单元，用于根据所述段标识计算转发路径。

11.根据权利要求10所述的控制器，其特征在于，还包括：

获取单元，用于所述发送单元在向多个网络设备发送多个资源分配请求消息之前，根据业务需求确定所述多个网络设备，所述业务需求包括拓扑需求和/或用户对服务质量的需求。

12.根据权利要求10或11所述的控制器，其特征在于，

所述设备处理资源包括下列资源中的一种或多种：队列、存储器、处理器和网络功能；或者，

所述链路资源包括下列资源中的一种或多种：带宽、时隙、或子接口。

13.一种资源分配的第一网络设备，其特征在于，包括：

获取单元，用于获得资源分配请求消息，所述资源分配请求消息包括所述第一网络设备需要分配的资源，所述资源分配请求消息包括网络分片的标识、对应网络设备需要为所述网络分片分配的资源，所述资源包括设备处理资源和/或链路资源；

处理单元，用于根据所述资源分配请求消息分配资源，并将分配的资源关联到段标识，所述段标识用于标识所述第一网络设备分配的资源，所述分配的资源包括所述网络分片的标识和设备处理资源和/或链路资源，所述段标识包括节点段标识和/或邻接段标识；

发送单元，用于向第二网络设备发送通告消息，所述通告消息包括所述段标识。

14.根据权利要求13所述的第一网络设备，其特征在于，所述段标识为所述网络设备分配的段标识。

15.根据权利要求13或14所述的第一网络设备，其特征在于，

所述设备处理资源包括下列资源中的一种或多种：队列、存储资源、处理资源和网络功能；或者，

所述链路资源包括下列资源中的一种或多种：带宽、时隙、或子接口。

16.根据权利要求13或14所述的第一网络设备，其特征在于，所述第二网络设备为控制器。

17.根据权利要求16所述的第一网络设备，其特征在于，所述第一网络设备还包括接收单元和匹配单元，

所述接收单元，用于接收所述第二网络设备发送的转发表项，并接收第一报文；

所述匹配单元，用于以所述第一报文的目的网际协议IP地址匹配到所述转发表项，所述转发表项的目的IP地址与所述第一报文的目的IP地址有对应关系；

所述处理单元，还用于将所述转发表项中的段标识插入所述第一报文的报文头生成第二报文；

所述发送单元，还用于将所述第二报文向所述转发表项中的下一跳对应的网络设备发送。