[实用新型]一种集采集和交换功能于一体的线速分流装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种信息领域的线速分流装置，尤其涉及一种对主干网络的流量进行特别处理后的分流装置及方法。 

背景技术

在处理主干网流量的时候，为了将流量分解到单台处理机能够处理的范围，常利用路由器的简单规则处理能力来进行分发，将流量均分到不同的路由器端口。这种分流方法只能将流量按照源或宿IP地址进行分流，更加复杂的流量处理策略，如结构调整期的会话完整性、识别应用层的特征等，将不被路由器分流方法支持。 

针对这一问题，业界常用的另一种分流方法是利用专用的采集和过滤设备对原始流量进行处理，滤除不需要的流量，按会话对输出的流量按照源和/或宿IP地址对报文进行处理，将其Mac地址改为处理机网卡的Mac地址；最终流量输出到二层交换设备，利用二层交换的功能实现高速网络流量的分流。要实现这种分流方法需要多台专用采集设备、交换设备和处理机集群协同工作，这种组合装置的结构不紧凑，需要占用较多的机柜，对于空间狭小的机房来说，这种方法将不适用。 

发明内容

本发明申请通过将输入处理部分和交换处理部分组合在一起，输入处理部分负责对输入的数据进行过滤和采集，交换处理部分按照MAC地址对采集到的流量进行处理并输出，从而实现在装置内部完成采集和交换的目的。输入处理部分流量处理电路的输出接口通过背板分别与交换处理部分的交换芯片连接，每个流量处理电路与任意交换芯片连通，交换芯片之间没有连接。输入处理部分按会话对输入的流量按照源和/或宿IP地址进行处理，将报文的Mac地址改为处理机网卡的Mac地址，最终流量输出到交换处理部分。交换处理部分根据MAC地址将报文转发到相应的目标处理机，实现高速网络流量的分流，并确保系统收到的所有报文同源同宿。交换处理部分支持GE/10GE类型的输出。 

装置支持插板扩展结构，支持2.5G POS/10G Ethernet/10G POS/40G POS/100G POS类型的输入板混插，每个指定类型的输入板处理对应类型的链路，各输入板之间协同工作，根据实际的流量载荷来经济地混合处理多条相同/不同类型输入链路的流量；同时输出部分也可以将GE/10GE的板混插，各个输出板可以根据流量类型的变换和载荷的变化独立扩充。对于不可扩展的固定输入/输出接口的一体化设计，或者可扩展插板的设计中在扩展插板插满之前，使用本方案可以省略掉外接交换设备的成本以及空间占用。 

本申请的有益后果是，通过将输入处理部分和交换处理部分组合在一起，节省了装置的占用空间，同时极大地降低了成本。对于大型运营商和大规模运用的场合来说，能够提高机柜使用率，减少施工的强度和复杂度。对于一些比较小规模的应用场合可以使用一台本方案中的设备即可完成原始流量的采集、分流功能；在规模较大的应用场合还可以通过外接交换设备来实现分流设备的并联。灵活的可扩展性和规模变化设计极大地保护了客户的投资，当系统升级时不需要对系统结构进行复杂的改变，因此可维护性和稳定性增强，显著提高了投资回报率。 

附图说明

附图1给出了集采集和交换功能于一体的线速分流装置的交换原理图。 

附图2给出了插板式线速分流装置的逻辑结构图。 

具体实施方式

如附图1所示，系统由输入处理部分和交换处理部分构成。输入处理部分由多个流量处理模块组成，分别处理多条输入链路。交换处理部分由多个交换模块组成，交换模块的接口是双向的，但是系统中的数据是单向流动的，所以如果为了减少带宽消耗，可以定义每个交换模块的数据单向输出。流量处理模块和交换模块的数量可根据实际应用灵活配置。流量处理模块的输出接口通过数据交换背板分别与交换模块连接。 

输入处理部分将待分流会话的IP报文，根据其源和/或宿IP地址进行哈希后取模计算，得到待分配的目标处理机的编号，然后将目标处理机的Mac地址作为IP报文的宿Mac地址，根据该MAC地址所在的输出接口对应的交换模块通过数据交换背板输出给交换处理部分，由交换处理部分负责将IP报文转发到目标处理机所在的输出端口。输入处理部分将目标处理机的MAC地址与交换模块绑定，交换模块将目标处理机的MAC地址与目标处理机所在的输出端口绑定，，使得特定会话的输出流量只送往MAC绑定的输出接口，即可避免数据在输入处理部分的输出接口间广播。 

交换处理部分支持GE/10GE类型的输出，交换处理部分输出接口的类型可根据处理机网口的类型来选择，例如，当处理机的网口是10GE时，可选择10GE的输出接口板，从而避免了在线速分流设备与处理机之间再接入交换设备进行报文的转发。 

如图2所示，装置支持插板结构，支持2.5G POS/10G Ethernet/10G POS/40G POS/100G POS类型的输入板混插，一块输入板就是一个输入处理部分的流量处理模块，一块交换输出板就是一个交换处理部分的交换模块。每个输入板只处理一种类型的链路，不同类型的各输入板之间可以协同工作，混合处理多条相同/不同类型输入链路的流量。当主干网升级时，只需要根据链路情况调整和增加相应类型和相应数量的 输入板，并增加部分交换输出板和后端的流量处理机，按照本申请的方案进行连接，整个系统不用停机即可带动新增加的输入板工作，原有的会话在增加输入板后仍然被分流到原来的目标处理机，直到会话结束。