轻型双栈隧道环境下的智能提速方法、系统和AFTR设备

摘要

本发明公开了一种轻型双栈隧道环境下的智能提速方法、系统和AFTR设备，涉及下一代互联网领域。其中方法包括：AFTR设备检测其入向IPv4报文的地址信息；AFTR设备根据IPv4报文的地址信息对IPv4报文进行IP优先级标记，并且将IP优先级填充到IPv4报文的ToS字段；AFTR设备将IPv4报文封装成IPv6报文，并且将内层IPv4报文的ToS字段复制到外层IPv6报文的TC字段，使外层IPv6报文具有与内层IPv4报文相同的IP优先级；AFTR设备将封装后的IPv6报文转发到BRAS，以便BRAS根据IPv6报文的TC字段进行速率控制，从而实现了一种适用于IPv6过渡时期轻型双栈隧道环境下的智能提速方案，并且可以支持基于业务的智能提速。

权利要求

1.一种轻型双栈隧道环境下的智能提速方法，包括：

地址族翻译路由AFTR设备检测其入向IPv4报文的地址信息；

AFTR设备根据IPv4报文的地址信息对应的提速对象的速率需求信息对IPv4报文进行IP优先级标记，并且将IP优先级填充到IPv4报文的服务类型ToS字段；

AFTR设备将IPv4报文封装成IPv6报文，并且将内层IPv4报文的ToS字段复制到外层IPv6报文的流类型TC字段，使外层IPv6报文具有与内层IPv4报文相同的IP优先级；

AFTR设备将封装后的IPv6报文转发到宽带远程接入服务器BRAS，以便BRAS根据IPv6报文的TC字段进行速率控制。

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：AFTR设备预先配置提速模板，所述提速模板包括提速对象及其对应的IPv4报文的地址信息；

AFTR设备接收智能提速平台下发的提速策略，所述提速策略包括提速对象及其对应的速率需求信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述AFTR设备根据IPv4报文的地址信息对IPv4报文进行IP优先级标记包括：AFTR设备根据IPv4报文的地址信息从所述提速模板查找到对应的提速对象；

AFTR设备根据所述提速策略确定提速对象对应的速率需求信息；以及，AFTR设备根据所述速率需求信息对IPv4报文进行IP优先级标记。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，提速对象包括内容提供商或服务提供商。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述AFTR设备将IP优先级填充到IPv4报文的ToS字段包括：AFTR设备将IP优先级填充到IPv4报文的ToS字段的前三位；

所述AFTR设备将内层IPv4报文的ToS字段复制到外层IPv6报文的TC字段包括：AFTR设备将内层IPv4报文的ToS字段的前三位复制到外层IPv6报文的TC字段的前三位。

6.一种地址族翻译路由AFTR设备，包括：

检测单元，用于检测其入向IPv4报文的地址信息；

标记单元，用于根据IPv4报文的地址信息对应的提速对象的速率需求信息对IPv4报文进行IP优先级标记；

填充单元，用于将IP优先级填充到IPv4报文的服务类型ToS字段；

封装单元，用于将IPv4报文封装成IPv6报文；

复制单元，用于将内层IPv4报文的ToS字段复制到外层IPv6报文的流类型TC字段，使外层IPv6报文具有与内层IPv4报文相同的IP优先级；

转发单元，用于将封装后的IPv6报文转发到宽带远程接入服务器BRAS，以便BRAS根据IPv6报文的TC字段进行速率控制。

7.根据权利要求6所述的AFTR设备，其特征在于，所述AFTR设备还包括：模板配置单元，用于预先配置提速模板，所述提速模板包括提速对象及其对应的IPv4报文的地址信息；

策略接收单元，用于接收智能提速平台下发的提速策略，所述提速策略包括提速对象及其对应的速率需求信息。

8.根据权利要求7所述的AFTR设备，其特征在于，所述标记单元，具体用于：根据IPv4报文的地址信息从所述模板配置单元配置的提速模板查找到对应的提速对象；

根据所述策略接收单元接收的提速策略确定提速对象对应的速率需求信息；以及，根据所述速率需求信息对IPv4报文进行IP优先级标记。

9.根据权利要求7或8所述的AFTR设备，其特征在于，提速对象包括内容提供商或服务提供商。

10.根据权利要求6所述的AFTR设备，其特征在于，所述填充单元，具体用于将IP优先级填充到IPv4报文的ToS字段的前三位；

所述复制单元，具体用于将内层IPv4报文的ToS字段的前三位复制到外层IPv6报文的TC字段的前三位。

11.一种轻型双栈隧道环境下的智能提速系统，包括：权利要求6-10任一项所述的地址族翻译路由AFTR设备以及宽带远程接入服务器BRAS；BRAS用于接收AFTR设备转发的封装后的IPv6报文，并根据IPv6报文的流类型TC字段进行速率控制。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：智能提速平台，用于向AFTR设备下发提速策略，所述提速策略包括提速对象及其对应的速率需求信息。

说明书

轻型双栈隧道环境下的智能提速方法、系统和AFTR设备

技术领域

[0001] 本发明涉及下一代互联网领域，特别涉及一种轻型双栈(DS-Lite)隧道环境下的智能提速方法、系统和地址族翻译路由(Address Family Translation Router，AFTR)设备。

背景技术

[0002] 目前使用的智能提速类技术主要有两类。一类是针对全向提速客户，客户提出申请后整体带宽被提高，而不区分业务，缺乏基于业务流量单独提速的灵活性。

[0003] 另一类是基于IPv4网络的智能提速技术，其基本原理是：用户签约内容提供商(Content Provider，CP)或服务提供商(Service Provider，SP)后，通过智能提速平台将提速信息下发给远程宽带接入服务器(Broadband Remote Access Server，BRAS)，当数据包传输到BRAS时，BRAS检测其IPv4地址，如果符合CP或SP加速要求，则针对这个用户所在的会话，配置预定接入速率(Committed Access Rate，CAR)实现用户的带宽调整。这种技术仅适用于纯IPv4环境，在IPv6过渡环境中，例如轻型双栈隧道环境下，由于下行数据在进入BRAS之前已经在外层封装了IPv6包头，导致目前的BRAS设备无法探测内层报文IPv4源地址，因此这种技术在IPv6过渡环境中无法使用，导致IPv6过渡技术覆盖用户无法使用智能提速服务。

发明内容

[0004] 本发明实施例所要解决的一个技术问题是：IPv6过渡时期轻型双栈隧道环境下的智能提速问题。

[0005] 根据本发明实施例的一个方面，提出一种轻型双栈隧道环境下的智能提速方法，包括：地址族翻译路由AFTR设备检测其入向IPv4报文的地址信息；AFTR设备根据IPv4报文的地址信息对IPv4报文进行IP优先级标记，并且将IP优先级填充到IPv4报文的服务类型ToS字段；AFTR设备将IPv4报文封装成IPv6报文，并且将内层IPv4报文的ToS字段复制到外层IPv6报文的流类型TC字段，使外层IPv6报文具有与内层IPv4报文相同的IP优先级；AFTR设备将封装后的IPv6报文转发到宽带远程接入服务器BRAS，以便BRAS根据IPv6报文的TC字段进行速率控制。

[0006] 在一个实施例中，智能提速方法还包括：AFTR设备预先配置提速模板，所述提速模板包括提速对象及其对应的IPv4报文的地址信息；AFTR设备接收智能提速平台下发的提速策略，所述提速策略包括提速对象及其对应的速率需求信息。

[0007] 在一个实施例中，AFTR设备根据IPv4报文的地址信息对IPv4报文进行IP优先级标记包括：AFTR设备根据IPv4报文的地址信息从所述提速模板查找到对应的提速对象；AFTR设备根据所述提速策略确定提速对象对应的速率需求信息；以及，AFTR设备根据所述速率需求信息对IPv4报文进行IP优先级标记。

[0008] 其中，提速对象例如包括内容提供商或服务提供商。

[0009] 在一个实施例中，AFTR设备将IP优先级填充到IPv4报文的ToS字段包括：AFTR设备将IP优先级填充到IPv4报文的ToS字段的前三位；AFTR设备将内层IPv4报文的ToS字段复制到外层IPv6报文的TC字段包括：AFTR设备将内层IPv4报文的ToS字段的前三位复制到外层IPv6报文的TC字段的前三位。

[0010] 根据本发明实施例的再一方面，提出一种地址族翻译路由AFTR设备，包括：检测单元，用于检测其入向IPv4报文的地址信息；标记单元，用于根据IPv4报文的地址信息对IPv4报文进行IP优先级标记；填充单元，用于将IP优先级填充到IPv4报文的服务类型ToS字段；封装单元，用于将IPv4报文封装成IPv6报文；复制单元，用于将内层IPv4报文的ToS字段复制到外层IPv6报文的流类型TC字段，使外层IPv6报文具有与内层IPv4报文相同的IP优先级；转发单元，用于将封装后的IPv6报文转发到宽带远程接入服务器BRAS，以便BRAS根据IPv6报文的TC字段进行速率控制。

[0011] 在一个实施例中，AFTR设备还包括：模板配置单元，用于预先配置提速模板，所述提速模板包括提速对象及其对应的IPv4报文的地址信息；策略接收单元，用于接收智能提速平台下发的提速策略，所述提速策略包括提速对象及其对应的速率需求信息。

[0012] 在一个实施例中，标记单元，具体用于：根据IPv4报文的地址信息从所述模板配置单元配置的提速模板查找到对应的提速对象；根据所述策略接收单元接收的提速策略确定提速对象对应的速率需求信息；以及，根据所述速率需求信息对IPv4报文进行IP优先级标记。

[0013] 在一个实施例中，填充单元，具体用于将IP优先级填充到IPv4报文的ToS字段的前三位；复制单元，具体用于将内层IPv4报文的ToS字段的前三位复制到外层IPv6报文的TC字段的前三位。

[0014] 根据本发明实施例的又一方面，提出一种轻型双栈隧道环境下的智能提速系统，包括：前述的地址族翻译路由AFTR设备以及宽带远程接入服务器BRAS；BRAS用于接收AFTR设备转发的封装后的IPv6报文，并根据IPv6报文的流类型TC字段进行速率控制。

[0015] 在一个实施例中，该智能提速系统还包括：智能提速平台，用于向AFTR设备下发提速策略，所述提速策略包括提速对象及其对应的速率需求信息。

[0016] 本发明实施例提出一种适用于IPv6过渡时期轻型双栈隧道环境下的智能提速方案以及新型的AFTR设备。并且，可以支持基于业务的智能提速，只加速用户签约提速对象(如内容提供商CP或服务提供商SP)的业务，其它未签约提速对象的业务不予以提速，提速策略更加灵活，可以兼顾普通业务和特殊业务不同的速率需求。

[0017] 通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0019] 图1是本发明在轻型双栈隧道环境下的智能提速网络部署示意图。

[0020] 图2是本发明在轻型双栈隧道环境下的智能提速方法一个实施例的流程示意图。

[0021] 图3是本发明AFTR设备根据IPv4报文的地址信息对IPv4报文进行IP优先级标记的流程示意。

[0022] 图4是本发明AFTR设备进行IP优先级的标记和复制过程示意图。

[0023] 图5是本发明集中式轻型双栈隧道环境下的智能提速过程示意图。

[0024] 图6是本发明智能提速系统一个实施例的示意图。

[0025] 图7是本发明智能提速系统再一个实施例的示意图。

[0026] 图8是本发明AFTR设备一个实施例的示意图。

具体实施方式

[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0028] 图1是本发明在轻型双栈隧道环境下的智能提速网络部署示意图。如图1所示，IPv4报文或IPv4流量由核心路由器(CR)传输到AFTR设备，AFTR设备在其线卡入口方向(即IPv4侧)增加IP优先级(IPP)标记功能，并在其反向网络地址转换(NAT)流程(即IPv6封装流程)增加字段复制功能，通过IP优先级标记功能以及字段复制功能，使外层IPv6报文具有与内层IPv4报文相同的IP优先级。并且，AFTR设备上可以预先配置提速模板，提速模板包括提速对象及其对应的IPv4报文的地址信息，例如提速模板可以包括CP/SP及其对应的IPv4报文源地址。AFTR设备还可以从智能提速平台获取提速策略，提速策略包括提速对象及其对应的速率需求信息，例如提速策略的一个示例可以是“优酷的流量独享8M带宽”。IPv4报文经AFTR设备处理和封装后输出IPv6报文，IPv6报文到达BRAS，BRAS根据外层IPv6报文记录的IP优先级进行速率控制，速率控制后的IPv6报文经客户边缘路由器(CPE)最好达到用户主机，最终实现IPv6过渡时期轻型双栈隧道环境下的智能提速。

[0029] 图2是本发明在轻型双栈隧道环境下的智能提速方法一个实施例的流程示意图。如图2所示，本实施例的智能提速方法例如包括以下步骤：

[0030] 步骤S202，AFTR设备检测其入向IPv4报文的地址信息，通常可以检测并利用IPv4报文的源IP地址进行智能提速。

[0031] 步骤S204，AFTR设备根据IPv4报文的地址信息对IPv4报文进行IP优先级标记，并且将IP优先级填充到IPv4报文的ToS(服务类型)字段。

[0032] 步骤S206，AFTR设备将IPv4报文封装成IPv6报文，并且将内层IPv4报文的ToS字段复制到外层IPv6报文的TC(流类型)字段，使外层IPv6报文具有与内层IPv4报文相同的IP优先级。

[0033] 步骤S208，AFTR设备将封装后的IPv6报文转发到BRAS，以便BRAS根据IPv6报文的TC字段进行速率控制。

[0034] 上述实施例提出的智能提速方案适用于IPv6过渡时期轻型双栈隧道环境。

[0035] 本发明还提出一种基于提速模板和提速策略实现的IP优先级标记方案。在进行IP优先级标记之前，还需要在AFTR设备预先配置提速模板，提速模板包括提速对象及其对应的IPv4报文的地址信息。并且，AFTR设备接收智能提速平台下发的提速策略，提速策略包括提速对象及其对应的速率需求信息。基于上述提速模板和提速策略，在步骤S204中，参考图3，AFTR设备根据IPv4报文的地址信息具体可以采用以下方法对IPv4报文进行IP优先级标记：

[0036] 步骤S302，AFTR设备根据IPv4报文的地址信息从提速模板查找到对应的提速对象。其中，提速对象例如包括内容提供商或服务提供商。

[0037] 步骤S304，AFTR设备根据提速策略确定提速对象对应的速率需求信息。

[0038] 步骤S306，AFTR设备根据速率需求信息对IPv4报文进行IP优先级标记。

[0039] 为了兼容现有的协议或规范，在步骤S204中，AFTR设备可以将IP优先级填充到IPv4报文的ToS字段的前三位，在步骤S206中，AFTR设备可以将内层IPv4报文的ToS字段的前三位复制到外层IPv6报文的TC字段的前三位。IP优先级的标记和复制过程可以参考图4所示。

[0040] 下面列举一个AFTR设备对IPv4报文进行IP优先级标记的应用实例。AFTR设备检测入向IPv4流量的源IPv4地址，如果发现源IPv4地址所属的提速对象是提速策略中定义的，比如发现是优酷服务器的地址，则标记相应的IPP值，比如我们把优酷独享8M带宽定义为优先级“3”，用二进制表示的IPP值就是“011”，那么AFTR设备就会把所有来自优酷服务器源地址的IPv4报文头部ToS字段的前三位写为“011”，然后AFTR设备将IPv4报文封装成IPv6报文，并且将内层IPv4报文的ToS字段复制到外层IPv6报文的TC字段，TC字段的前三位为“011”，从而使外层IPv6报文具有与内层IPv4报文相同的IP优先级。

[0041] 上述智能提速方案，不仅适用于IPv6过渡时期轻型双栈隧道环境而且可以支持基于业务的智能提速，只加速用户签约提速对象的业务，其它未签约提速对象的业务不予以提速，提速策略更加灵活，可以兼顾普通业务和特殊业务不同的速率需求。

[0042] 下面以集中式轻型双栈城域网为例来说明本发明的智能提速方案。参考图5，集中式轻型双栈隧道环境下的智能提速过程如下：

[0043] 步骤S502，用户访问CP/SP(如优酷YouKu)的签约平台，申请对该CP/SP的下行流量进行提速。

[0044] 步骤S504，签约平台将用户IPv4地址和端口号(指经过NAT后的公有IPv4地址)上送智能提速平台。

[0045] 步骤S506，智能提速平台与日志服务器(Syslog)交互，根据用户IPv4地址和端口号查询用户ID，用户ID用来标识一个订购了加速服务的特定用户。

[0046] 步骤S508，集中式AFTR设备接收来自智能提速平台的提速信息，通知AFTR设备对某个特定用户ID调用预配置的提速模板和使用的提速策略。来自制定CP/SP的流量在集中式AFTR设备上行(Uplink)板卡的入口(Ingress)方向根据策略被打上相应的IPP值，在AFTR设备的反向NAT过程中将该IPP值复制到外层IPv6报文的TC字段，然后，AFTR设备将IPv6报文转发给BRAS。

[0047] 步骤S510，BRAS接收AFTR设备转发的IPv6报文，并在下行(Downlink)线卡的出口(Egress)方向基于TC字段进行预定接入速率(CAR)操作，动态提升该CP/SP的下行流量带宽。

[0048] 根据本发明实施例的又一方面，还提出一种轻型双栈隧道环境下的智能提速系统。参考图6，本实施例的智能提速系统600包括：AFTR设备602以及BRAS604。

[0049] AFTR设备602，用于检测其入向IPv4报文的地址信息；根据IPv4报文的地址信息对IPv4报文进行IP优先级标记，并且将IP优先级填充到IPv4报文的服务类型ToS字段；将IPv4报文封装成IPv6报文，并且将内层IPv4报文的ToS字段复制到外层IPv6报文的流类型TC字段，使外层IPv6报文具有与内层IPv4报文相同的IP优先级；将封装后的IPv6报文转发到BRAS604。

[0050] BRAS604，用于接收AFTR设备转发的封装后的IPv6报文，并根据IPv6报文的流类型TC字段进行速率控制。

[0051] 参考图7，智能提速系统600还可以包括：智能提速平台706，用于向AFTR设备下发提速策略，提速策略包括提速对象及其对应的速率需求信息。

[0052] AFTR设备602预先配置提速模板，提速模板包括提速对象及其对应的IPv4报文的地址信息。

[0053] 基于提速模板和提速策略，AFTR设备602可以采用以下方法对IPv4报文进行IP优先级标记：即，AFTR设备根据IPv4报文的地址信息从所述提速模板查找到对应的提速对象；AFTR设备根据所述提速策略确定提速对象对应的速率需求信息；以及，AFTR设备根据所述速率需求信息对IPv4报文进行IP优先级标记。

[0054] 根据本发明实施例的再一方面，还提出一种AFTR设备，参考图8，本实施例的AFTR设备602包括：

[0055] 检测单元802，用于检测其入向IPv4报文的地址信息；

[0056] 标记单元804，用于根据IPv4报文的地址信息对IPv4报文进行IP优先级标记；

[0057] 填充单元806，用于将IP优先级填充到IPv4报文的服务类型ToS字段；

[0058] 封装单元808，用于将IPv4报文封装成IPv6报文；

[0059] 复制单元810，用于将内层IPv4报文的ToS字段复制到外层IPv6报文的流类型TC字段，使外层IPv6报文具有与内层IPv4报文相同的IP优先级；

[0060] 转发单元812，用于将封装后的IPv6报文转发到宽带远程接入服务器BRAS，以便BRAS根据IPv6报文的TC字段进行速率控制。

[0061] 在一个实施例中，AFTR设备还包括：

[0062] 模板配置单元，用于预先配置提速模板，提速模板包括提速对象及其对应的IPv4报文的地址信息；

[0063] 策略接收单元，用于接收智能提速平台下发的提速策略，提速策略包括提速对象及其对应的速率需求信息。

[0064] 标记单元804，具体用于：根据IPv4报文的地址信息从模板配置单元配置的提速模板查找到对应的提速对象；根据策略接收单元接收的提速策略确定提速对象对应的速率需求信息；以及，根据速率需求信息对IPv4报文进行IP优先级标记。

[0065] 填充单元806，具体用于将IP优先级填充到IPv4报文的ToS字段的前三位；复制单元810，具体用于将内层IPv4报文的ToS字段的前三位复制到外层IPv6报文的TC字段的前三位。

[0066] 本发明实施例提出的智能提速方案以及新型的AFTR设备适用于IPv6过渡时期轻型双栈隧道环境。并且，可以支持基于业务的智能提速，只加速用户签约提速对象(如内容提供商CP或服务提供商SP)的业务，其它未签约提速对象的业务不予以提速，提速策略更加灵活，可以兼顾普通业务和特殊业务不同的速率需求。

[0067] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

[0068] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。