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1、(10)申请公布号 CN 102882790 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 2 7 9 0 A *CN102882790A* (21)申请号 201210387163.0 (22)申请日 2012.10.12 H04L 12/741(2013.01) H04L 12/721(2013.01) H04L 29/06(2006.01) (71)申请人北京锐安科技有限公司 地址 100044 北京市海淀区中关村南大街乙 56号方圆大厦9层 (72)发明人李庆玉 (74)专利代理机构北京君尚知识产权代理事务 所(普通合伙) 11200 代理人余功勋 (54)。
2、 发明名称 一种IPv6实时数据流处理方法 (57) 摘要 本发明涉及IPv6实时数据流处理方法，其步 骤为：1）客户端向服务器发送连接请求并建立数 据包传输，所述数据包中数据流通过路由器转发； 2）所述路由器提取该数据流源IPv6地址、目的 IPv6地址和流标签并在流处理表中查找和/或建 立流节点；3）在所述流处理表中解析出所述数据 包的路由策略，对数据包进行转发，完成处理。根 据路由器转发时查流处理表，对于骨干网路由器 流处理表要远远小于路由表，查找效率高。IPv6 的IPSec安全载荷封装端到端模式，载荷数据加 密但IPv6包头是不加密的，在本发明中实时数据 流处理技术是支持IPSec安。
3、全特性的。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 1/1页 2 1.一种IPv6实时数据流处理方法，其步骤包括： 1）客户端向服务器发送连接请求并建立数据包传输，所述数据包中数据流通过路由器 转发； 2）所述路由器提取该数据流源IPv6地址、目的IPv6地址和流标签并在流处理表中查 找和/或建立流节点； 3）在所述流处理表中解析出所述数据包的路由策略，对数据包进行转发，完成处理。 2.如权利要求1所述的IPv6实时数据流处理方法，其特征在于，所述流处理表中建立 。
4、流节点步骤如下： 1）当流数据的第一个数据包到达路由器时，路由器基于该数据的源IPv6地址、目的 IPv6地址、流标签创建Hash流节点； 2）根据该所述数据包的源IPv6地址、目的IPv6地址、流标签以及IPv6包中扩展选项 头解析出所述数据包到下一转发路由器或目的节点下一路由策略； 3）把所述Hash流节点加入流处理表，同时建立此流节点和路由策略的对应关系。 3.如权利要求1或2所述的IPv6实时数据流处理方法，其特征在于，所述路由策略包 括：下一跳地址、转发出接口、转发时延、Qos特定、预留带宽和安全策略。 4.如权利要求1或2所述的IPv6实时数据流处理方法，其特征在于，所述数据包分 。
5、为流数据和非流数据，所述流数据转发处理查找流处理表，所述非流数据转发处理查找RIB 路由表和/或FIB转发表。 5.如权利要求1所述的IPv6实时数据流处理方法，其特征在于，所述每个数据包对应 流处理表中一个流节点，同一个数据流的所有数据包具有相同的路由转发策略。 6.如权利要求1所述的IPv6实时数据流处理方法，其特征在于，所述流处理表中查找 流节点时根据查找到的流节点对应的转发路由策略对数据包进行转发处理，不查找RIB路 由表和FIB转发表，也不解析该数据包转发路由策略。 7.如权利要求1所述的IPv6实时数据流处理方法，其特征在于，所述IPv6网络所有的 节点和路由器设备均支持对流标签的。
6、处理。 8.如权利要求1所述的IPv6实时数据流处理方法，其特征在于，所述数据流由数据流 源IPv6地址、目的IPv6地址和流标签三元组标识，不属于任何流的数据包其流标签值为0。 9.如权利要求1或8所述的IPv6实时数据流处理方法，其特征在于，所述流标签值的 范围在1-0xFFFFF之间，同一客户端一次数据流链接中数据包具有相同的流标签值。 10.如权利要求1所述的IPv6实时数据流处理方法，其特征在于，所述服务器为视频服 务器负责流标签分发，对所述客户端数据流连接请求分配流标签。 权 利 要 求 书CN 102882790 A 1/5页 3 一种 IPv6 实时数据流处理方法 技术领域 0。
7、001 本发明涉及数据通信技术领域，特别涉及下一代互联网IPv6（IPv6，Internet Protocol version 6国际协议版本）实时数据的处理方法，属于互联网领域。 背景技术 0002 随着互联网的迅猛发展，IPv4（IPv4，Internet Protocol version4国际协议版 本）的许多不足逐渐凸显：地址空间不足、路由表数量庞大、安全性等问题；由于IPv6庞大 的地址空间，层次化的网络结构，对移动性和端到端安全性的支持，以及新增流标签功能， 使IPv6成为未来网络发展的必然。 0003 IPv6的优点如下：1）IPv6地址长度为128位，IPv6具有更大的地址空间。
8、。IPv4 中规定IP地址长度为32，最大地址个数为232；2）灵活的IP报文头部格式。使用一系列 固定格式的扩展头部取代了IPV4中可变长度的选项字段。IPV6中选项部分的出现方式也 有所变化，使路由器可以简单路过选项而不做任何处理，加快了报文处理速度；3）IPv6简 化了报文头部格式，字段只有8个，加快报文转发，提高了吞吐量；4）提高安全性。身份认 证和隐私权是IPV6的关键特性；5）支持更多的服务类型。 0004 IPv6包头设计中对原IPv4包头所做的一项重要改进就是将所有可选字段移出 IPv6包头，置于扩展头中。由于除Hop-by-Hop选项扩展头外，其他扩展头不受中转路由器 检查或。
9、处理，这样就能提高路由器处理包含选项的IPv6分组的性能。通常一个典型的IPv6 包，没有扩展头。仅当需要路由器或目的节点做某些特殊处理时，才由发送方添加一个或多 个扩展头。与IPv4不同，IPv6扩展头长度任意，不受40字节限制，以便于日后扩充新增选 项，这一特征加上选项的处理方式使得IPv6选项能得以真正的利用。但是为了提高处理选 项头和传输层协议的性能，扩展头总是8字节长度的整数倍。目前，RFC 2460中定义了以 下6个IPv6扩展头：Hop-by-Hop（逐个跳段）选项包头、目的地选项包头、路由选项头、分片 选项头、AH（验证）选项头和ESP（封装安全载荷）选项头。IPv6最显著特性。
10、在包头新增流 标签域，为实时数据包交付和Qos特定提供支持；RFC 2460对流的定义：流是从特定源节点 发往特定目的节点的包序列，而且源节点希望中间路由器能够对包序列进行特殊处理。源 节点可以使用IPv6包头中20位的流标签标记数据包的特定信息，源节点请求IPv6路由器 对这些数据包进行特殊处理。但目前流标签正处在试验阶段不是所有的设备和路由器都支 持对流标签的处理，限制了流标签的应用。 发明内容 0005 本发明针对IPv6实时数据提供一种基于流标签的高效且支持安全特性处理方 法，其步骤包括： 0006 1）客户端向服务器发送连接请求并建立数据包传输，所述数据包中数据流通过路 由器转发； 。
11、0007 2）所述路由器提取该数据流源IPv6地址、目的IPv6地址和流标签并在流处理表 说 明 书CN 102882790 A 2/5页 4 中查找和/或建立流节点； 0008 3）在所述流处理表中解析出所述数据包的路由策略，对数据包进行转发，完成处 理。 0009 所述流处理表中建立流节点步骤如下： 0010 1）当流数据的第一个数据包到达路由器时，路由器基于该数据的源IPv6地址、目 的IPv6地址、流标签创建Hash流节点； 0011 2）根据该所述数据包的源IPv6地址、目的IPv6地址、流标签以及IPv6包中扩展 选项头解析出所述数据包到下一转发路由器或目的节点下一路由策略； 00。
12、12 3）把所述Hash流节点加入流处理表，同时建立此流节点和路由策略的对应关系。 0013 所述路由策略包括：下一跳地址、转发出接口、转发时延、Qos特定、预留带宽和安 全策略。 0014 所述数据包分为流数据和非流数据，所述流数据转发处理查找流处理表，所述非 流数据转发处理查找RIB路由表和/或FIB转发表。 0015 所述每个数据包对应流处理表中一个流节点，同一个数据流的所有数据包具有相 同的路由转发策略。 0016 所述流处理表中查找流节点时根据查找到的流节点对应的转发路由策略对数据 包进行转发处理，不查找RIB路由表和FIB转发表，也不解析该数据包转发路由策略。 0017 所述IPv。
13、6网络所有的节点和路由器设备均支持对流标签的处理。 0018 所述数据流由数据流源IPv6地址、目的IPv6地址和流标签三元组标识，不属于任 何流的数据包其流标签值为0。 0019 所述流标签值的范围在1-0xFFFFF之间，同一客户端一次数据流链接中数据包具 有相同的流标签值。 0020 所述服务器为视频服务器负责流标签分发，对所述客户端数据流连接请求分配流 标签。 0021 本发明的有益效果 0022 1.根据路由器转发时查流处理表，对于骨干网路由器流处理表要远远小于路由 表，查找效率高；流内所有数据包做相同的路由策略转发处理，不需要每个包分别解析处理 获取路由策略，更能有效提高转发效率。。
14、 0023 2支持IPSec安全特性。由于标记流的元组源IPv6地址、目的IPv6地址、流标签 均在IPv6包头，对于IPSec的安全载荷封装的端到端模式，IPv6的载荷数据是加密但IPv6 包头是不加密的，则本发明中实时数据流处理技术是支持IPSec安全特性的。 附图说明 0024 图1是本发明IPv6实时数据流处理方法中IPv6报头及流标签示意图； 0025 图2是本发明IPv6实时数据流处理方法一实施例中IPv6实时视频数据流示意 图； 0026 图3是本发明IPv6实时数据流处理方法中IPv6流处理表存储结构示意图； 0027 图4是本发明IPv6实时数据流处理方法中流数据的转发处理流。
15、程示意图； 0028 图5是本发明IPv6实时数据流处理方法一实施例中视频服务器流处理方法具体 说 明 书CN 102882790 A 3/5页 5 操作场景示意图。 具体实施方式 0029 本发明针对IPv6流标签特性，对实时视频数据采用基于：源IPv6地址、目的IPv6 地址、流标签的高效安全的处理方法。本发明技术的基础是：IPv6网络发展所有的节点和 路由器设备均支持对流标签的处理。 0030 流标签特性:一个流由源地址和非零流标签组合来唯一标识；不属于任何流的数 据包其流标签值为0；流标签由源节点分配，范围1到0xFFFFF之间的随机值，源节点分发 流标签时保证流标签的唯一性和时效性；。
16、同一流的所有数据包具有相同的源地址、目的地 址和流标签，中间路由器对流中的数据包转发处理时具有相同的路由策略。不属于任何流 的数据包指普通IPv6数据，非实时流数据。 0031 1流处理元组 0032 基于源IPv6地址、目的IPv6地址、流标签的流处理元组，此三元组唯一标记一条 特定数据流。 0033 2流处理表 0034 流处理表基于源IPv6地址、目的IPv6地址、流标签Hash存储机制，流处理表和 RIB(路由表)、FIB(转发表)同级，路由器通过查找流处理表指导流数据的转发。 0035 流处理表的创建：流的第一个数据包到达路由器时，路由器基于该数据的源IPv6 地址、目的IPv6地址。
17、、流标签创建Hash流节点，同时根据此数据包的源地址、目的地址、流 标签、IPv6包各扩展选项头解析出此数据包到下一个转发路由器或目的节点的下一跳地 址、转发出接口、转发时延、Qos特定、安全策略等路由策略；把流节点加入流处理表，同时 建立此流节点和路由策略的对应关系。 0036 3流数据的转发查找流处理表 0037 流处理表和RIB（路由表）FIB(转发表)一起指导数据包的转发，流数据的转发处 理查找流处理表，非流数据转发处理查找RIB（路由表）和FIB(转发表)。 0038 路由器转发处理时首先查看数据包的流标签字段，如果流标签非零则使用源IPv6 地址、目的IPv6地址、流标签去查找流处。
18、理表，根据查找到的流节点对应转发路由策略做 转发处理，不再查找RIB（路由表）和FIB(转发表)，也不需要解析此数据包的转发路由策 略；对于流数据的第一个数据包在流处理表中查找不到流节点，则使用源IPv6地址、目的 IPv6地址、流标签创建流Hash节点并加入流处理表，同时解析此数据包获取路由转发策略 建立此流节点和路由转发策略的对应关系，由于流的所有数据包对应流处理表中的一个流 节点，流节点对应特定的路由转发策略，同一流的所有数据包具有相同的路由转发策略。 0039 下面以视频数据为例，通过具体实施例结合说明书附图对本发明进行进一步说 明。 0040 1）流标签的分发 0041 视频服务器端。
19、负责流标签的分发，为客户端视频连接请求分配流标签。客户端A 向服务器发起视频连接请求，从视频请求连接建立到连接终止为一个完整流；视频服务器 为此视频流的所有数据包分配相同的流标签。 0042 视频服务器IPv6地址2001:da8:215:4030:120/64 说 明 书CN 102882790 A 4/5页 6 0043 客户端A的IPv6地址2001:da8:250:180:1/64 0044 流标签：43283 0045 如图1所示是本发明IPv6实时数据流处理方法中IPv6报头及流标签示意图。 0046 2）流处理表的建立 0047 流处理表的建立是在路由器端，路由器负责流处理表的建。
20、立和维护。 0048 视频服务器到客户端A的视频流数据，路由器的转发层面查看IPv6包头流标签， 流标签非零在查找流处理表；流标签为零的数据在查找RIB(路由表)和FIB(转发表)指 导转发。如图2所示是本发明IPv6实时数据流处理方法一实施例中IPv6实时视频数据流 示意图。路由器转发层面首先查看数据包的流标签字段，如果有效则使用源IPv6地址、目 的IPv6地址、流标签去查找流处理表，根据查找到的流节点在路由器R上对应的特定的路 由策略做转发处理；对于流数据的第一个数据包在流处理表中查找不到流节点，则基于流 标签创建流节点并加入流处理表，同时解析此数据获取路由转发策略建立此流节点和特性 路。
21、由转发策略的对应关系，保证同一流内的所有数据做相同的转发处理；流数据查找流处 理表代替查找路由表和转发表。 0049 视频流数据流处理表中标记流节点三元组： 0050 视频服务器IPv6（源IPv6地址）：2001:da8:215:4030:120/64 0051 客户端A的IPv6地址（目的IPv6地址）：2001:da8:250:180:1/64 0052 流标签：43283 0053 Hash算法：源IPv6地址异或目的IPv6地址异或流标签 0054 流处理表的存储结构如图3所示是本发明IPv6实时数据流处理方法中IPv6流处 理表存储结构示意图。 0055 视频服务器到客户端A的视频。
22、流数据到达路由器R1，路由器R1转发层 面查找数据包IPv6包头流标签字段，发现流标签为43283则使用源IPv6地址 2001:da8:215:4030:120/64、目的IPv6地址2001:da8:250:180:1/64和流标签43283 查找流处理表。视频流的第一个数据包查找流处理表查不到该流对应的流节点，则使用该 视频流的源IPv6地址、目的IPv6地址、流标签三元组创建流Hash节点，同时解析此数据 包IPv6包头的扩展选项头获取该数据包的转发下一跳IPv6地址、转发出接口、转发时延、 Qos特性、安全性等路由策略，并建立此流Hash节点和路由转发策略的对应关系，把创建流 Has。
23、h节点加入流处理表。视频流的数据包（非第一个数据包）到达路由器，路由器转发层面 查看数据包IPv6包头发现流标签非零，则查找流处理表，根据查找到的流节点对应的转发 策略来指导该数据包的转发。 0056 路由器端数据转发流程如图4所示本发明IPv6实时数据流处理方法中IPv6流处 理表存储结构示意图。以视频流数据为例，首先通过视频服务器端负责流标签的分发；为每 一个客户端的一次视频流链接分发唯一且不同流标签，流标签的范围1-0xFFFFF之间，同 时保证流标签的时效性，同一客户端一次视频链接所有数据包具有相同的流标签。如果有 效则使用源IPv6地址、目的IPv6地址、流标签去查找流处理表，根据查。
24、找到的流节点对应 的特定的路由策略做转发处理； 0057 对于流数据的第一个数据包在流处理表中查找不到流节点，则基于流标签创建流 节点并加入流处理表，同时解析此数据获取路由转发策略建立此流节点和特性路由转发策 说 明 书CN 102882790 A 5/5页 7 略的对应关系，保证同一流内的所有数据做相同的转发处理；流数据查找流处理表代替查 找路由表和转发表。 0058 如图5所示是本发明IPv6实时数据流处理方法一实施例中视频服务器流处理方 法具体操作场景示意图。 0059 IPv6视频服务器：为客户端提供视频流，做为视频流的源端；响应客户端请求，负 责为每个视频流分发流标签。 0060 路。
25、由器：视频流数据的转发。创建和维护流处理表。 0061 客户端：向视频服务器发起视频请求，做为视频流数据的目的端。 0062 例如：视频服务器IPv6地址：2001:da8:215:4030:120/64 0063 客户端A的IPv6地址：2001:da8:250:180:1/64 0064 客户端和服务器的一次视频连接流，服务器为此次视频连接流分配的IPv6流标 签：43283 0065 标记该次视频流的三元组：源IPv6地址2001:da8:215:4030:120/64、目的IPv6 地址2001:da8:250:180:1/64、流标签43283。 说 明 书CN 102882790 A 1/3页 8 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102882790 A 2/3页 9 图4 说 明 书 附 图CN 102882790 A 3/3页 10 图5 说 明 书 附 图CN 102882790 A 10 。