CN113612698A - 一种数据包发送方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种数据包发送方法及装置，第一设备获取第一数据包的接收时间和第二数据包的接收时间或发送时间的时间差，第一数据包和第二数据包属于同一数据流，第二数据包是在第一数据包前接收的，判断时间差是否大于阈值，若大于阈值，则说明第一数据包和第二数据包之间的时延大于多个端口的最大链路传输时延，第一数据包和第二数据包可以通过不同的端口进行转发至第二设备，以减轻发送第二数据包的第二端口的压力，避免有较多的数据包拥塞在第二数据包的第二端口等待转发的问题，实现均衡的端口数据包的转发。

Description

一种数据包发送方法及装置

技术领域

本申请涉及计算机领域，尤其涉及一种数据包发送方法及装置。

背景技术

在通信领域中，数据包会从源端经过多个通信设备转发到目的终端，通信设备包括一个或多个端口，利用端口转发数据包。对于同一数据流的数据包，通信设备通常会利用同一端口进行转发，以保证同一数据流中每个数据包到达下一通信设备或目的终端时的时序，即保证同一数据流中每个数据包的顺序不会被打乱。

但是当同一数据流中的数据较大，则进行数据包转发的端口的压力较大，可能会引起同时有较多的数据包拥塞在端口等待转发，甚至会引起端口转发丢失数据包的情况，不利于数据包的转发。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种数据包发送方法及装置，能够解决当同一数据流中的数据较大，有较多的数据包拥塞在端口等待转发的问题，实现均衡的端口数据包的转发。

本申请实施例提供了一种数据包发送方法，所述方法包括：

第一设备接收第一数据流的第一数据包，所述第一数据包为所述第一数据流的非首个数据包；

所述第一设备获取所述第一数据包的接收时间与第二数据包的接收时间或发送时间之间的时间差，所述第二数据包为属于所述第一数据流的、所述第一数据包的前一个数据包；

当所述时间差大于或等于阈值时，所述第一设备通过第一端口向第二设备发送所述第一数据包，所述第一端口为所述第一设备和所述第二设备之间的N个端口中除第二端口以外的端口，所述第二端口为向所述第二设备发送所述第二数据包的端口，所述阈值根据所述多个端口的最大链路传输时延确定，所述N为大于或等于2的整数。

可选地，所述方法还包括：

所述第一设备根据除所述第二端口以外的N-1个端口的带宽利用率，从所述N-1个端口中确定所述第一端口。

可选地，所述第一端口为所述N-1个端口中带宽利用率最低的端口。

可选地，所述方法还包括：

当所述时间差小于阈值时，所述第一设备通过所述第二端口向所述第二设备发送所述第一数据包。

可选地，在所述第一设备根据所述第一数据包的接收时间和第二数据包的接收时间确定时间差之前，所述方法还包括：

所述第一设备根据所述第一数据流的流特征信息和对应关系得到所述第二数据包的接收时间，所述对应关系为所述流特征信息和所述第二数据包的接收时间的对应关系，所述流特征信息体现所述第一数据流的特征。

可选地，在所述第一设备接收第一数据流的第一数据包之后，所述方法还包括：

所述第一设备存储第一数据流的流特征信息和所述第一数据包的接收时间之间的对应关系。

可选地，所述方法还包括：

所述第一设备获取所述N个端口中每个端口对应的链路传输时延；

所述第一设备将所述每个端口对应的链路传输时延中的最大值确定为所述N个端口的最大链路传输时延。

可选地，所述第一设备获取所述第一端口对应的链路传输时延包括：

所述第一设备通过所述第一端口向所述第二设备发送互联网控制消息协议ICMP请求报文，并接收所述第二设备根据所述ICMP请求报文发送的ICMP响应报文；

所述第一设备根据所述ICMP请求报文的发送时间和所述ICMP响应报文的接收时间确定所述第一端口对应的链路传输时延。

本申请实施例还提供一种数据包发送装置，所述装置包括：

接收单元，用于接收第一数据流的第一数据包，所述第一数据包为所述第一数据流的非首个数据包；

获取单元，用于获取所述第一数据包的接收时间与第二数据包的接收时间或发送时间之间的时间差，所述第二数据包为属于所述第一数据流的、所述第一数据包的前一个数据包；

发送单元，用于当所述时间差大于或等于阈值时，通过第一端口向第二设备发送所述第一数据包，所述第一端口为所述第一设备和所述第二设备之间的N个端口中除第二端口以外的端口，所述第二端口为向所述第二设备发送所述第二数据包的端口，所述阈值根据所述多个端口的最大链路传输时延确定，所述N为大于或等于2的整数。

可选地，所述装置还包括：

确定单元，用于根据除所述第二端口以外的N-1个端口的带宽利用率，从所述N-1个端口中确定所述第一端口。

本申请实施例提供了一种数据包发送方法，第一设备获取第一数据包的接收时间和第二数据包的接收时间或发送时间的时间差，第一数据包和第二数据包属于同一数据流，第二数据包是在第一数据包前接收的，判断时间差是否大于阈值，若大于阈值，则说明第一数据包和第二数据包之间的时延大于多个端口的最大链路传输时延，第一数据包和第二数据包可以通过不同的端口进行转发至第二设备，以减轻发送第二数据包的第二端口的压力，避免有较多的数据包拥塞在第二数据包的第二端口等待转发的问题，实现均衡的端口数据包的转发。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种数据包发送方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种数据包发送方法的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种数据包发送装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

正如背景技术所述，对于同一数据流的数据包，通信设备通常会利用同一端口进行转发，以保证同一数据流中每个数据包到达下一通信设备或目的终端时的时序，即保证同一数据流中每个数据包的顺序不会被打乱。

但是这种方式没有考虑到端口的发送压力和利用率的问题，当某一数据流中的数据较大，则进行数据包转发的端口的压力较大，而另外的数据流中的数据较少，进行数据包转发的端口的压力较小，导致两个端口进行数据包发送的压力不同，即端口的数据包的分发不均衡。并且当同一数据流中的数据较大，可能会引起同时有较多的数据包拥塞在端口等待转发，甚至会引起端口转发丢失数据包的情况，不利于数据包的转发，

基于此，本申请实施例提供一种数据包发送方法，第一设备获取第一数据包的接收时间和第二数据包的接收时间或发送时间的时间差，第一数据包和第二数据包属于同一数据流，第二数据包是在第一数据包前接收的，判断时间差是否大于阈值，若大于阈值，则说明第一数据包和第二数据包之间的时延大于多个端口的最大链路传输时延，第一数据包和第二数据包可以通过不同的端口进行转发至第二设备，以减轻发送第二数据包的端口的压力，避免有较多的数据包拥塞在第二数据包的端口等待转发的问题，实现均衡的端口数据包的转发。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种数据包发送方法的流程图。

本实施例提供的数据包发送方法包括如下步骤：

S101，第一设备接收第一数据流的第一数据包，所述第一数据包为所述第一数据流的非首个数据包。

在本申请的实施例中，第一设备为数据包转发路径上任意一个通信设备，例如可以是交换机。数据流中包括的数据包具有固定的排列顺序，数据流中的数据包在进行发送时是按照该固定的排列顺序进行发送的。通信设备可以进行多个数据流的数据包的发送，每个数据流都具有相应的流特征信息，流特征信息体现数据流的特征，以作为分辨数据包属于哪一个数据流的标识。数据流的流特征信息可以是数据流的唯一标识(Flow ID)，也可以是由数据流在发送过程中的源物理(MAC)地址、目的MAC地址、源互联网协议(IP)地址、目的IP地址、源端口号和目的端口号通过哈希算法生成的哈希值。

在本申请的实施例中，第一设备接收第一数据流的第一数据包，第一数据包为第一数据流的非首个数据包，也就是说，第一设备在接收第一数据流的第一数据包之前，已经接收了第一数据流的其他数据包。

S102，所述第一设备获取所述第一数据包的接收时间与第二数据包的接收时间或发送时间之间的时间差，所述第二数据包为属于所述第一数据流的、所述第一数据包的前一个数据包。

在本申请的实施例中，第一设备在接收第一数据流的第一数据包之前，已经接收了第一数据流的第二数据包，并且可能第二数据包已经被第一设备发送出去。也就是说，第一数据包和第二数据包属于同一个数据流，第一数据流，并且第二数据包是第一设备接收的第一数据包的前一个数据包。

在本申请的实施例中，第一设备通过获取第一数据包的接收时间，获取第二数据包的接收时间或第二数据包被第一设备发送出去的发送时间，并计算时间差，该时间差为第一数据包的接收时间和第二数据包的接收时间或发送时间的时间差。

在第一设备接收到第一数据流的第一数据包之后，可以存储第一数据流的流特征信息和第一数据包的接收时间之间的对应关系，之后第一设备可以通过第一数据流的流特征信息和对应关系，确定第一数据包的接收时间。具体的，第一数据流的流特征信息和第一数据包的接收时间之间的对应关系可以是第一数据流中数据包的时间戳。

在第一设备接收到第一数据流的第二数据包之后，可以存储第一数据流的流特征信息和第二数据包的接收时间之间的对应关系，之后第一设备可以通过第一数据流的流特征信息和对应关系，确定第二数据包的接收时间。

S103，当所述时间差大于或等于阈值时，所述第一设备通过第一端口向第二设备发送所述第一数据包，所述第一端口为所述第一设备和所述第二设备之间的N个端口中除第二端口以外的端口，所述第二端口为向所述第二设备发送所述第二数据包的端口，所述阈值根据所述多个端口的最大链路传输时延确定，所述N为大于或等于2的整数。

在本申请的实施例中，第一设备包括N个端口，N个端口都可以发送数据包至第二设备，N为大于或等于2的整数。

第一设备可以通过第二端口向第二设备发送第一数据流的第二数据包，第二端口为N个端口的其中一个端口。

第一设备利用端口向第二设备发送第一数据流的数据包的时候，第一设备和第二设备之间会存在链路传输时延，每个端口对应不同的链路传输时延。

第一设备的N个端口的最大链路传输时延可以通过以下方式进行确定：

第一设备获取N个端口中每个端口对应的链路传输时延，之后第一设备将每个端口对应的链路传输时延中的最大值确定为N个端口的最大链路传输时延。

作为一种可能的实现方式，第一设备获取第一端口对应的链路传输时延可以通过以下的方式：

第一设备通过第一端口向第二设备发送互联网控制消息协议ICMP请求报文，并接收第二设备根据ICMP请求报文发送的ICMP响应报文，之后第一设备根据ICMP请求报文的发送时间和ICMP响应报文的接收时间确定第一端口对应的链路传输时延。具体的，ICMP请求报文的发送时间和ICMP响应报文的接收时间的时间差为2倍的第一端口对应的链路传输时延。

通过以上的方式不仅可以得到第一端口的链路传输时延，还可以得到N个端口每个端口的链路传输时延，只要将第一端口切换为其他端口就可以实现获取其他端口对应的链路传输时延。在具体获取每个端口的链路传输时延时，关闭其他端口的链路数据传输，以避免其他端口的影响。

在本申请的实施例中，当第一设备获取的第一数据包的接收时间和第二数据包的接收时间或发送时间的时间差之后，判断该时间差是否大于或等于阈值。其中，阈值是根据N个端口的最大链路传输时延确定的。

在本申请的实施例中，阈值至少大于或等于N个端口的最大链路传输时延。

若该时间差小于阈值，或该时间差小于N个端口的最大链路传输时延，则第一设备通过依旧通过第二端口向第二设备发送第一数据包，即第一数据包和第二数据包利用同样的第二端口向第二设备进行发送。这是为了防止第一数据包通过除了第二端口向第二设备发送时，第二设备可能会在接收第二数据包之前接收到第一数据包，导致第一数据包和第二数据包的顺序发生错误。

若该时间差大于阈值，或该时间差大于N个端口的最大链路传输时延，则第一设备通过N个端口中除第二端口以外的端口，即第一端口向第二设备发送第一数据包，也就是说，第一数据包和第二数据包通过不同的端口进行发送。这样就能够实现在第二端口的数据包发送压力较大时，将第一数据流的数据包通过N个端口中除了第二端口以外的端口进行发送，避免有较多的数据包拥塞在第二端口等待转发的问题，实现均衡的端口数据包的转发。

由于第一数据包和第二数据包的接收时间的时间差大于多个端口的最大链路传输时延，当第一数据包和第二数据包通过不同的端口进行发送时，依旧是第二数据包先被第二设备接收，之后是第一数据包被第二设备接收，第一数据包和第二数据包的顺序不会发生变化。

在本申请的实施例中，当确定第一数据包的接收时间和第二数据包的接收时间或发送时间的时间差大于阈值之后，第一数据包就可以不从第二数据包的第二端口进行发送，可以通过第一端口进行发送。

第一端口可以选取除第二端口以外的N-1个端口中任意一个端口，具体可以通过除第二端口以外的N-1个端口的带宽利用率选取第一端口。端口的带宽利用率为端口发送数据包的压力，带宽利用率越低，端口发送数据包的压力越低。

作为一种可能的实现方式，可以对除第二端口以外的N-1个端口的带宽利用率进行从大至小的排序，将带宽利用率后M位的端口中的任意一个端口，确定为第一端口。M为大于或等于2的整数。

作为另一种可能的实现方式，可以对除第二端口以外的N-1个端口的带宽利用率进行从大至小的排序，将带宽利用率最后一位的端口，确定为第一端口，避免有较多的数据包拥塞在第二端口等待转发的问题，进一步的实现均衡的端口数据包的发送。M为大于或等于2的整数。

在本申请的实施例中，若第一设备检测到第一数据流的流特征信息之后，确定第一数据流的数据包没有经过第一设备进行发送，则将第一数据流的数据包直接通过第一端口发送，以均衡端口之间发送数据包的压力。

参考图2所示，为本申请实施例提供的一种数据包发送方法的示意图。第一设备210向第二设备220发送数据包，第一设备210和第二设备220都具有两个端口，第一设备的第一端口和第二设备的第一端口形成数据包传输的链路201，第一设备的第二端口和第二设备的第二端口形成数据包传输的链路202。

当第一设备210接收到第一数据流的数据包1时，检测到第一数据流的流特征信息，确定第一数据流的数据包没有经过第一设备进行发送，则利用带宽利用率较低的端口将数据包1发送至第二设备。若第一端口和第二端口的带宽利用率相同或都没有数据包进行发送，则选择任意一个端口进行数据包的发送，例如第一设备210利用第一端口将数据包1发送给第二设备220。

当第一设备210接收到第一数据流的数据包2时，获取数据包2的接收时间与数据包1的接收时间或发送时间之间的时间差，该时间差小于阈值，则数据包2和数据包1利用同样的第一端口进行发送。

当第一设备210接收到第一数据流的数据包3时，获取数据包3的接收时间与数据包2的接收时间或发送时间之间的时间差，该时间差小于阈值，则数据包3和数据包2利用同样的第一端口进行发送。

当第一设备210接收到第一数据流的数据包4时，获取数据包4的接收时间与数据包3的接收时间或发送时间之间的时间差，该时间差大于阈值，则数据包4和数据包3不再利用同样的第一端口进行发送，数据包4利用第一设备210和第二设备220之间的多个端口中除第一端口以外的第二端口进行发送。

当第一设备210接收到第一数据流的数据包5时，获取数据包5的接收时间与数据包4的接收时间或发送时间之间的时间差，该时间差小于阈值，则数据包5和数据包4利用同样的第二端口进行发送。

当第一设备210接收到第一数据流的数据包6时，获取数据包6的接收时间与数据包5的接收时间或发送时间之间的时间差，该时间差大于阈值，则数据包6和数据包5不再利用同样的第二端口进行发送，数据包6利用第一设备210和第二设备220之间的多个端口中除第二端口以外的第一端口进行发送。

当第一设备210接收到第一数据流的数据包7时，获取数据包7的接收时间与数据包6的接收时间或发送时间之间的时间差，该时间差小于阈值，则数据包6和数据包5利用同样的第一端口进行发送。

本申请实施例提供的数据包发送方法可以应用在开放网络操作系统(Softwarefor Open Networking in the Cloud，SONiC)中。

由此可见，本申请实施例提供的数据包发送方法，第一设备获取第一数据包的接收时间和第二数据包的接收时间或发送时间的时间差，第一数据包和第二数据包属于同一数据流，第二数据包是在第一数据包前接收的，判断时间差是否大于阈值，若大于阈值，则说明第一数据包和第二数据包之间的时延大于多个端口的最大链路传输时延，第一数据包和第二数据包可以通过不同的端口进行转发至第二设备，以减轻发送第二数据包的第二端口的压力，避免有较多的数据包拥塞在第二数据包的第二端口等待转发的问题，实现均衡的端口数据包的转发。

基于以上实施例提供的一种数据包发送方法，本申请实施例还提供了一种数据包发送装置，下面结合附图来详细说明其工作原理。

参见图3，该图为本申请实施例提供的一种数据包发送装置的结构框图。

本实施例提供的数据包发送装置300包括：

接收单元310，用于接收第一数据流的第一数据包，所述第一数据包为所述第一数据流的非首个数据包；

获取单元320，用于获取所述第一数据包的接收时间与第二数据包的接收时间或发送时间之间的时间差，所述第二数据包为属于所述第一数据流的、所述第一数据包的前一个数据包；

发送单元330，用于当所述时间差大于或等于阈值时，通过第一端口向第二设备发送所述第一数据包，所述第一端口为所述第一设备和所述第二设备之间的N个端口中除第二端口以外的端口，所述第二端口为向所述第二设备发送所述第二数据包的端口，所述阈值根据所述多个端口的最大链路传输时延确定，所述N为大于或等于2的整数。

可选地，所述装置还包括：

确定单元，用于根据除所述第二端口以外的N-1个端口的带宽利用率，从所述N-1个端口中确定所述第一端口。

当介绍本申请的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“这个”和“所述”都意图表示有一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”都是包括性的并意味着除了列出的元件之外，还可以有其它元件。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(RandomAccess Memory,RAM)等。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种数据包发送方法，其特征在于，所述方法包括：

第一设备接收第一数据流的第一数据包，所述第一数据包为所述第一数据流的非首个数据包；

所述第一设备获取所述第一数据包的接收时间与第二数据包的接收时间或发送时间之间的时间差，所述第二数据包为属于所述第一数据流的、所述第一数据包的前一个数据包；

当所述时间差大于或等于阈值时，所述第一设备通过第一端口向第二设备发送所述第一数据包，所述第一端口为所述第一设备和所述第二设备之间的N个端口中除第二端口以外的端口，所述第二端口为向所述第二设备发送所述第二数据包的端口，所述阈值根据所述多个端口的最大链路传输时延确定，所述N为大于或等于2的整数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一设备根据除所述第二端口以外的N-1个端口的带宽利用率，从所述N-1个端口中确定所述第一端口。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一端口为所述N-1个端口中带宽利用率最低的端口。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述时间差小于阈值时，所述第一设备通过所述第二端口向所述第二设备发送所述第一数据包。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一设备根据所述第一数据包的接收时间和第二数据包的接收时间确定时间差之前，所述方法还包括：

所述第一设备根据所述第一数据流的流特征信息和对应关系得到所述第二数据包的接收时间，所述对应关系为所述流特征信息和所述第二数据包的接收时间的对应关系，所述流特征信息体现所述第一数据流的特征。

6.根据权利要求1所述的方法，在所述第一设备接收第一数据流的第一数据包之后，所述方法还包括：

所述第一设备存储第一数据流的流特征信息和所述第一数据包的接收时间之间的对应关系。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一设备获取所述N个端口中每个端口对应的链路传输时延；

所述第一设备将所述每个端口对应的链路传输时延中的最大值确定为所述N个端口的最大链路传输时延。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一设备获取所述第一端口对应的链路传输时延包括：

所述第一设备通过所述第一端口向所述第二设备发送互联网控制消息协议ICMP请求报文，并接收所述第二设备根据所述ICMP请求报文发送的ICMP响应报文；

所述第一设备根据所述ICMP请求报文的发送时间和所述ICMP响应报文的接收时间确定所述第一端口对应的链路传输时延。

9.一种数据包发送装置，其特征在于，所述装置包括：

接收单元，用于接收第一数据流的第一数据包，所述第一数据包为所述第一数据流的非首个数据包；

获取单元，用于获取所述第一数据包的接收时间与第二数据包的接收时间或发送时间之间的时间差，所述第二数据包为属于所述第一数据流的、所述第一数据包的前一个数据包；

发送单元，用于当所述时间差大于或等于阈值时，通过第一端口向第二设备发送所述第一数据包，所述第一端口为所述第一设备和所述第二设备之间的N个端口中除第二端口以外的端口，所述第二端口为向所述第二设备发送所述第二数据包的端口，所述阈值根据所述多个端口的最大链路传输时延确定，所述N为大于或等于2的整数。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

确定单元，用于根据除所述第二端口以外的N-1个端口的带宽利用率，从所述N-1个端口中确定所述第一端口。

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