CN119728811A - 基于混合标签协议栈的数据包传输方法、网关设备及基于混合标签协议栈的数据包传输系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于混合标签协议栈的数据包传输方法、网关设备、系统及存储介质，公开了基于混合标签协议栈的数据包传输方法，应用于第一网关设备，方法包括：在待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时，生成多个协议标签和混合控制头部，并插入数据包的报文结构，生成目标数据包；将目标数据包传输至第二网关设备，第二网关设备用于对目标数据包进行恢复并转发恢复得到的数据包至终端设备。通过上述方式，在单个数据包中封装多种协议标签，实现了跨不同网络技术域的高效数据传输和灵活路径控制，同时能够动态适应网络环境的变化，提高了数据传输效率和网络资源的利用率，并增强了网络的自适应能力和故障恢复能力。

Description

基于混合标签协议栈的数据包传输方法、网关设备及基于混 合标签协议栈的数据包传输系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及基于混合标签协议栈的数据包传输方法、网关设备及基于混合标签协议栈的数据包传输系统。

背景技术

在现代网络通信领域，数据传输的效率与灵活性是衡量网络性能的关键指标。目前广泛应用的技术包括传统路由技术、MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)技术以及SRv6(Segment Routing over IPv6，段路由)技术。每种技术都有其独特的优势，但它们也面临诸多限制与挑战。传统路由技术在大规模网络环境中遇到了路径复杂性的增加，随着网络规模的扩大，路由表条目数量迅速增长，加重了网络设备的处理负担。此外，传统路由技术在动态网络状态变化、快速链路故障恢复和网络拥塞控制方面的适应能力较弱，从而影响网络的服务质量。MPLS技术虽然能够提供快速高效的转发能力，支持多种传输协议的优先级管理和路径控制，但其在快速故障恢复和动态服务质量调整方面的灵活性仍有待提升。SRv6技术则利用IPv6(Internet Protocol version 6，互联网协议第6版)地址空间的高扩展性和低延迟传输特性，弥补了其在动态路径控制中的不足，但也带来了实现和维护的复杂性。随着IPv6网络的快速增长，IPv4网络向IPv6网络的演进成为一个重要的课题。在网络从IPv4(Internet Protocol version 4，互联网协议第4版)向IPv6演进过程中，为了承载IPv4的网络业务流量，各种过渡方案被提了出来，如隧道技术、双栈技术等。然而，这些方案在实现过程中仍然面临许多技术挑战，包括网络设备的兼容性、路径选择的复杂性以及网络资源的高效利用。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种基于混合标签协议栈的数据包传输方法、网关设备及基于混合标签协议栈的数据包传输系统，旨在解决现有技术中网络传输技术在处理不同网络域中标签时的局限性的技术问题。

为实现上述目的，本申请提出一种基于混合标签协议栈的数据包传输方法，所述方法应用于第一网关设备，所述基于混合标签协议栈的数据包传输方法包括：

在待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时，生成多个协议标签和混合控制头部；

将各协议标签以及所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，生成目标数据包；

将所述目标数据包传输至第二网关设备，所述第二网关设备用于根据控制标志对所述目标数据包进行恢复并转发恢复得到的待传输数据包至终端设备，所述控制标志是根据所述目标数据包中的混合控制头部确定的。

在一实施例中，所述将各协议标签以及所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，生成目标数据包的步骤包括：

根据所述待传输数据包的报文结构确定初始以太网头部及所述初始以太网头部的所处位置；

根据所述初始以太网头部的所处位置确定标签插入位置；

按照所述标签插入位置将各协议标签和所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，得到第一数据包；

根据所述混合封装类型对所述初始以太网头部中的以太网类型值进行设置，得到目标以太网头部；

根据所述目标以太网头部和所述第一数据包生成目标数据包。

在一实施例中，所述将所述目标数据包传输至第二网关设备的步骤包括：

发送所述目标数据包至中间网关设备，所述中间网关设备用于按照转发决策信息将所述目标数据包传输至第二网关设备，所述转发决策信息是所述中间网关设备对目标协议标签进行解析后得到的，所述目标协议标签是所述中间网关设备根据混合控制头部中的标签指示字段确定的，所述混合控制头部位于所述目标数据包中。

在一实施例中，所述在待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时，封装MLPS标签和第二协议标签的步骤之前，还包括：

在获取到原始数据包时，对所述原始数据包进行初始化，得到待传输数据包；

根据所述待传输数据包的目的地址确定所述待传输数据包对应的标签封装类型。

此外，为实现上述目的，本申请提出一种基于混合标签协议栈的数据包传输方法，所述方法应用于第二网关设备，所述基于混合标签协议栈的数据包传输方法包括：

在接收到第一网关设备传输的目标数据包时，根据所述目标数据包的目标以太网头部确定所述目标数据包的数据包类型，所述目标数据包是所述第一网关设备将多个协议标签和混合控制头部插入待传输数据包的报文结构生成的，所述混合控制头部和各协议标签是在所述待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时生成的；

在所述数据包类型为混合标签数据包时，根据所述目标数据包的混合控制头部对所述目标数据包进行恢复，得到所述待传输数据包；

将所述待传输数据包发送至终端设备。

在一实施例中，所述根据所述目标数据包的混合控制头部对所述目标数据包进行恢复，得到所述待传输数据包的步骤包括：

对所述目标数据包的混合控制头部进行信息提取，得到控制标志；

根据所述控制标志确定待移除协议标签；

移除所述目标数据包中的待移除协议标签，得到待传输数据包。

此外，为实现上述目的，本申请还提出一种第一网关设备，所述第一网关设备包括：

生成模块，用于在待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时，生成多个协议标签和混合控制头部；

插入模块，用于将各协议标签以及所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，生成目标数据包；

传输模块，用于将所述目标数据包传输至第二网关设备，所述第二网关设备用于根据控制标志对所述目标数据包进行恢复并转发恢复得到的待传输数据包至终端设备，所述控制标志是根据所述目标数据包中的混合控制头部确定的。

此外，为实现上述目的，本申请还提出一种第二网关设备，所述第二网关设备包括：

处理模块，用于在接收到第一网关设备传输的目标数据包时，根据所述目标数据包的目标以太网头部确定所述目标数据包的数据包类型，所述目标数据包是所述第一网关设备将多个协议标签和混合控制头部插入待传输数据包的报文结构生成的，所述混合控制头部和各协议标签是在所述待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时生成的；

恢复模块，用于在所述数据包类型为混合标签数据包时，根据所述目标数据包的混合控制头部对所述目标数据包进行恢复，得到所述待传输数据包；

发送模块，用于将所述待传输数据包发送至终端设备。

此外，为实现上述目的，本申请还提出一种基于混合标签协议栈的数据包传输系统，所述基于混合标签协议栈的数据包传输系统包括如上文所述的第一网关设备和第二网关设备。

此外，为实现上述目的，本申请还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于混合标签协议栈的数据包传输程序，所述基于混合标签协议栈的数据包传输程序被处理器执行时实现如上文所述的基于混合标签协议栈的数据包传输方法。

本申请提供了一种基于混合标签协议栈的数据包传输方法，本申请的基于混合标签协议栈的数据包传输方法应用于第一网关设备，方法包括：在待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时，生成多个协议标签和混合控制头部；将各协议标签以及所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，生成目标数据包；将所述目标数据包传输至第二网关设备，所述第二网关设备用于根据控制标志对所述目标数据包进行恢复并转发恢复得到的待传输数据包至终端设备，所述控制标志是根据所述目标数据包中的混合控制头部确定的。通过上述方式，在单个数据包中封装多种协议标签，实现了跨不同网络技术域的高效数据传输和灵活路径控制，同时能够动态适应网络环境的变化，提高了数据传输效率和网络资源的利用率，并增强了网络的自适应能力和故障恢复能力。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，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。

图1为本申请基于混合标签协议栈的数据包传输方法实施例一提供的流程示意图；

图2为本申请实施例一提供的基于混合标签协议栈的数据包传输方法的混合标签协议栈结构示意图；

图3为本申请基于混合标签协议栈的数据包传输方法实施例二提供的流程示意图；

图4为本申请实施例二提供的基于混合标签协议栈的数据包传输方法的简要流程示意图；

图5为本申请实施例二提供的基于混合标签协议栈的数据包传输方法的封装机制流程示意图；

图6为本申请实施例二提供的基于混合标签协议栈的数据包传输方法处理机制流程示意图；

图7为本申请实施例二提供的基于混合标签协议栈的数据包传输方法的解封装机制流程示意图；

图8为本申请实施例第一网关设备的模块结构示意图；

图9为本申请实施例第二网关设备的模块结构示意图；

图10为本申请实施例基于混合标签协议栈的数据包传输系统的设备结构示意图。

本申请目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请的技术方案，并不用于限定本申请。

为了更好的理解本申请的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式进行详细的说明。

本申请实施例的主要解决方案是：在待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时，生成多个协议标签和混合控制头部；将各协议标签以及所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，生成目标数据包；将所述目标数据包传输至第二网关设备，所述第二网关设备用于根据控制标志对所述目标数据包进行恢复并转发恢复得到的待传输数据包至终端设备，所述控制标志是根据所述目标数据包中的混合控制头部确定的。

目前广泛应用的网络传输技术包括传统路由技术、MPLS(Multi-Protocol LabelSwitching，多协议标签交换)技术以及SRv6(Segment Routing over IPv6，段路由)技术。每种技术都有其独特的优势，但它们也面临诸多限制与挑战。传统路由技术在大规模网络环境中遇到了路径复杂性的增加，随着网络规模的扩大，路由表条目数量迅速增长，加重了网络设备的处理负担。此外，传统路由技术在动态网络状态变化、快速链路故障恢复和网络拥塞控制方面的适应能力较弱，从而影响网络的服务质量。MPLS技术虽然能够提供快速高效的转发能力，支持多种传输协议的优先级管理和路径控制，但其在快速故障恢复和动态服务质量调整方面的灵活性仍有待提升。SRv6技术则利用IPv6(Internet Protocolversion 6，互联网协议第6版)地址空间的高扩展性和低延迟传输特性，弥补了其在动态路径控制中的不足，但也带来了实现和维护的复杂性。随着IPv6网络的快速增长，IPv4网络向IPv6网络的演进成为一个重要的课题。在网络从IPv4(Internet Protocol version 4，互联网协议第4版)向IPv6演进过程中，为了承载IPv4的网络业务流量，各种过渡方案被提了出来，如隧道技术、双栈技术等。然而，这些方案在实现过程中仍然面临许多技术挑战，包括网络设备的兼容性、路径选择的复杂性以及网络资源的高效利用。

本申请通过在单个数据包中封装多种协议标签，实现了跨不同网络技术域的高效数据传输和灵活路径控制，同时能够动态适应网络环境的变化，提高了数据传输效率和网络资源的利用率，并增强了网络的自适应能力和故障恢复能力。

基于此，本申请实施例提供了一种基于混合标签协议栈的数据包传输方法，参照图1，图1为本申请基于混合标签协议栈的数据包传输方法第一实施例的流程示意图。

本实施例中，所述基于混合标签协议栈的数据包传输方法应用于第一网关设备，所述方法包括步骤S10～S30：

步骤S10，在待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时，生成多个协议标签和混合控制头部。

本实施例的基于混合标签协议栈的数据包传输系统包括第一网关设备、第二网关设备以及中间网关设备，基于混合标签协议栈的数据包传输系统中的第一网关设备用于对原始数据包进行封装；中间网关设备是处于第一网关设备和第二网关设备的传输路径上的网关设备，用于对第一网关设备发出的封装后的数据包进行转发，从而使封装后的数据包到达第二网关设备，在本实施例中，中间网关设备可为一个或多个，具体数量根据实际需求自定设定；第二网关设备用于对封装后的数据包进行恢复，得到原始数据包，并将原始数据包转发至目标主机。在本实施例中，网关设备可为边缘路由器或边缘网关，也可为其他可进行网络传输的设备，网关设备可支持多种网络域，第一网关设备、中间网关设备以及第二网关设备之间可分别支持不同的网络域，也可支持相同的网络域，本实施例对此不加以限制。

可以理解的是，待传输数据包指的是已经进行初始化的原始数据包，在需要将原始数据包从第一网关设备传输到第二网关设备时，先通过第一网关设备对原始数据包进行初始化。原始数据包中包含以太网头部、IP头部以及有效载荷，IP头部包含了用于路由和传输控制的信息。以太网头部中包含目的MAC地址、源MAC地址和以太网类型字段(EtherType)，当数据包仅包含MPLS标签时，EtherType字段设置为标准MPLS类型值，如0x8847；当数据包同时包含MPLS和SRv6标签时，EtherType字段设置为特殊类型值，如0x88D7，用于区分这类数据包；当数据包仅包含SRv6标签时，EtherType字段设置为标准MPLS类型值，如0x86dd。

在具体实现中，待传输数据包可以同时包含多个协议标签，例如SR-MPLS标签和SRv6标签，上述方式允许数据包在不同类型的网络中无缝传输，实现高效的路径控制和灵活的流量管理。

需要说明的是，根据待传输数据包的目的地址可以确定待传输数据包的标签封装类型，标签封装类型包括但不限于单一封装类型以及混合封装类型，单一封装类型包括但不限于MLPS标签封装类型和SRv6标签封装类型等，可以根据具体的协议类型标签进行设定。在本实施例中，在标签封装类型为MPLS标签封装类型时，此时说明数据包仅包含MPLS标签；在标签封装类型为SRv6标签封装类型时，此时说明数据包仅包含SRv6标签；混合封装类型说明数据包同时包含MPLS和SRv6标签，另外，混合封装类型还可同时封装其他类型的标签，本实施例对此不加以限制。

可以理解的是，在本实施例中，MPLS标签栈包含一个或多个MPLS标签，传统的MPLS标签被设计为支持快速的标签交换技术，每个标签由一个固定长度的字段组成，通常为20位，包括一个标签值、3位的流量类别字段、1位的底部标签指示符和8位的时间生存值。若数据包包含SRv6标签，则在MPLS标签栈之后附加一个IPv6头部，IPv6头部包含源IPv6地址、目的IPv6地址和下一个头部字段(Next Header)，其中Next Header字段指示后续的SRv6扩展头部(也即)。利用IPv6地址的扩展性来实现段路由功能，每个SRv6段由128位的IPv6地址表示，可支持复杂的路径控制和策略路由。段路由扩展包含段列表和段路由标签，用于指示数据包在SRv6网络中的转发路径。

可以理解的是，在待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时，生成多个不同协议类型下的协议标签和混合控制头部。在本实施例中，混合控制头部用于指示数据包的标签类型和其他控制信息，这种头部结构可以在网络层(L3)和数据链路层(L2)之间，或者作为IPv6扩展头的一部分。混合控制头部包含以下字段：下一个标签类型(NextLabel Type)：用于指示数据包将要解析的标签类型，例如，0为MPLS，1为SRv6；控制标志(Control Flags)：用于其他控制信息，例如标签剥离和优先级等；保留字段(Reserved)：用于报文头部扩展。在本实施例中，多个不同协议类型下的协议标签包括但不限于MPLS标签和SRv6标签，但在本实施例中，混合封装类型下，以封装MPLS标签和SRv6标签两种协议类型下的标签为例进行说明。

在具体实现中，在本实施例的封装机制中，原始数据包包含以太网头部、IP头部以及有效载荷。在标签封装类型为MPLS标签封装类型时，说明此时仅封装MPLS标签，此时生成MPLS标签，并将其插入到以太网头部和IP头部之间，以太网头部中的EtherType设置为标准的MPLS类型值，例如0x8847。此时，数据包的报文结构变为以太网头部、MPLS标签栈、IP头部和有效载荷。

在一种可行的实施方式中，所述步骤S10之前，可以包括步骤A11～A13：

步骤A11，在获取到原始数据包时，对所述原始数据包进行初始化，得到待传输数据包。

步骤A12，根据所述待传输数据包的目的地址确定所述待传输数据包对应的标签封装类型。

需要说明的是，在第一网关设备获取到原始数据包后，对原始数据包进行初始化，从而得到初始化后的原始数据包。根据待传输数据包的目的地址可确定待传输数据包的标签封装类型。在本实施例中，目的地址可根据待传输数据包的以太网头部确定；标签封装类型包括混合封装类型和单一封装类型，单一封装类型根据具体的协议标签可分为第一标签封装类型、第二标签封装类型等。

步骤S20，将各协议标签以及所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，生成目标数据包。

需要说明的是，在本实施例中，将多个不同协议类型下的协议标签以及混合控制头部插入待传输数据包的报文结构中，从而得到包含混合标签和混合控制信息的目标数据包。

在一种可行的实施方式中，所述步骤S20，可以包括步骤B11～B15：

步骤B11，根据所述待传输数据包的报文结构确定初始以太网头部及所述初始以太网头部的所处位置。

步骤B12，根据所述初始以太网头部的所处位置确定标签插入位置。

步骤B13，按照所述标签插入位置将各协议标签和所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，得到第一数据包。

步骤B14，根据所述混合封装类型对所述初始以太网头部中的以太网类型值进行设置，得到目标以太网头部。

步骤B15，根据所述目标以太网头部和所述第一数据包生成目标数据包。

需要说明的是，初始以太网头部中的以太网类型字段(EtherType)未根据标签封装类型进行设置，此时获取初始以太网头部的所处位置，从而确定多个不同协议类型下的协议标签以及混合控制头部的插入位置。在本实施例中，标签插入位置包括各协议标签的插入位置以及混合控制头部的插入位置。

可以理解的是，在本实施例中，混合控制头部的插入位置位于以太网头部之后，MLPS标签位于所述混合控制头部之后，SRv6标签附加在MLPS标签之后，得到插入了MLPS标签、SRv6标签以及混合控制头部的第一数据包。同时，为了区分混合标签数据报文，将初始以太网头部中的以太网类型字段对应的以太网类型值设置为混合封装类型对应的值，例如0x88D7，从而得到目标以太网头部。在本实施例中，通过目标以太网头部替换第一数据包中的初始以太网头部，从而得到目标数据包，目标数据包的报文结构如图2所示，包括以太网头部、混合控制头部、MLPS标签栈、IPv6头部、SRv6扩展头以及有效载荷。

步骤S30，将所述目标数据包传输至第二网关设备，所述第二网关设备用于对所述目标数据包进行恢复并转发恢复得到的待传输数据包至终端设备。

需要说明的是，第一网关设备按照目标数据包中的混合控制头部将目标数据包转发至中间网关设备，中间网关设备按照目标数据包中的混合控制头部将目标数据包转发到下一个网络节点，直至到达第二网关设备。

可以理解的是，在目标数据包进入不再需要SRv6处理的网络域时，第二网关设备移除SRv6标签。第二网关设备根据混合控制头部的control_flags字段，确定需要移除的标签。此时，目标数据包的报文结构变为以太网头部、MPLS标签栈、IP头部和有效载荷。当目标数据包即将到达目的地或进入不再需要MPLS处理的网络段时，第二网关设备移除MPLS标签。第二网关设备根据标签栈的BOS(Bottom of Stack flag，底部标志)标志确定是否需要移除标签。最终，报文结构还原为以太网头部、IP头部和有效载荷。在最终第二网关设备，移除所有附加的标签，恢复得到待传输数据包。第二网关设备解析IP头部，提取源IP地址、目的IP地址等信息，转发至最终目标终端设备。

在一种可行的实施方式中，所述步骤S30，可以包括步骤C11：发送所述目标数据包至中间网关设备，所述中间网关设备用于按照转发决策信息将所述目标数据包传输至第二网关设备，所述转发决策信息是所述中间网关设备对目标协议标签进行解析后得到的，所述目标协议标签是所述中间网关设备根据混合控制头部中的标签指示字段确定的，所述混合控制头部位于所述目标数据包中。

需要说明的是，第一网关设备将目标数据包发送至中间网关设备，中间网关设备首先解析目标数据包中的以太网头部，并通过EtherType识别目标数据包的类型。如果EtherType为混合封装类型对应的特殊值，如0x88D7，中间网关设备解析混合控制头部。根据混合控制头部中的next_label_type字段，判断解析MPLS标签或SRv6标签。中间网关设备对目标协议标签进行解析，并得到转发决策信息，并根据转发决策信息进行转发决策，将数据报文转发到下一跳。在每个网络节点，重复上述解析和转发过程，直到目标数据包(也即数据报文)到达第二网关设备。在本实施例中，在目标协议标签为MLPS标签时，转发决策信息包括标签值和BOS标志；在目标协议标签为SRv6标签时，转发决策信息指的是SRv6标签中的段路由信息。目标协议标签是中间网关设备即将解析的协议标签；标签指示字段指的是混合控制头部中的next_label_type字段。

可以理解的是，若标签指示字段为0，中间网关设备提取MPLS标签，基于包含标签值和栈底标志BOS的转发决策信息进行转发；若标签指示字段为1，中间网关设备提取SRv6标签，基于SRv6标签中的段路由信息进行决策转发。

在具体实现中，若目标数据包的类型为MPLS标签数据包，中间网关设备提取MPLS标签，并根据标签值和栈底标志(BOS)进行转发决策；若目标数据包的类型为SRv6标签数据包，中间网关设备提取SRv6标签，并根据SRv6标签中的段路由信息进行转发决策，直至数据包到达第二网关设备。

本实施例提供了一种基于混合标签协议栈的数据包传输方法，本实施例的基于混合标签协议栈的数据包传输方法应用于第一网关设备，所述基于混合标签协议栈的数据包传输方法包括：在待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时，生成多个协议标签和混合控制头部；将各协议标签以及所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，生成目标数据包；将所述目标数据包传输至第二网关设备，所述第二网关设备用于根据控制标志对所述目标数据包进行恢复并转发恢复得到的待传输数据包至终端设备，所述控制标志是根据所述目标数据包中的混合控制头部确定的。通过上述方式，在单个数据包中封装多种协议标签，实现了跨不同网络技术域的高效数据传输和灵活路径控制，同时能够动态适应网络环境的变化，提高了数据传输效率和网络资源的利用率，并增强了网络的自适应能力和故障恢复能力。

基于本申请第一实施例，在本申请第二种实施例中，与上述实施例一相同或相似的内容，可以参考上文介绍，后续不再赘述。在此基础上，请参照图3，本实施例中，所述基于混合标签协议栈的数据包传输方法应用于第二网关设备，所述方法包括步骤S21～S23：

步骤S21，在接收到第一网关设备传输的目标数据包时，根据所述目标数据包的目标以太网头部确定所述目标数据包的数据包类型，所述目标数据包是所述第一网关设备将多个协议标签和混合控制头部插入待传输数据包的报文结构生成的，所述混合控制头部和各协议标签是在所述待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时生成的。

需要说明的是，第二网关设备在接收到由第一网关设备传出的目标数据包时，获取目标数据包中，目标以太网头部的以太网类型字段，基于以太网类型字段中的以太网类型值可确定目标数据包的数据包类型。例如，当以太网类型值为0x8847时，数据包类型为MLPS标签数据包；当以太网类型值为x88D7时，数据包类型为混合标签数据包；当以太网类型值为0x86dd时，数据包类型为SRv6标签数据包，上述数值和类型仅为便于理解进行的举例说明，还可按照实际需求进行数值和类型的设定。

可以理解的是，第一网关设备在获取到原始数据包后，对原始数据包初始化，然后基于得到的待传输数据包的目的地址确定其对应的标签封装类型，在待传输数据包的标签封装类型为混合封装类型时，生成多个协议标签和混合控制头部并封装，得到目标数据包。

步骤S22，在所述数据包类型为混合标签数据包时，根据所述目标数据包的混合控制头部对所述目标数据包进行恢复，得到所述待传输数据包。

需要说明的是，在数据包类型为混合标签数据包时，说明目标数据包中包含了多种协议类型下的协议标签，此时第二网关设备根据混合控制头部的control_flags字段，确定需要移除的标签。此时，目标数据包的报文结构变为以太网头部、MPLS标签栈、IP头部和有效载荷。当目标数据包即将到达目的地或进入不再需要MPLS处理的网络段时，第二网关设备移除MPLS标签。第二网关设备根据标签栈的BOS(Bottom of Stack flag，底部标志)标志确定是否需要移除标签。最终，报文结构还原为以太网头部、IP头部和有效载荷，得到待传输数据包。

在一种可行的实施方式中，所述步骤S22，可以包括步骤D11～D13：

步骤D11，对所述目标数据包的混合控制头部进行信息提取，得到控制标志。

步骤D12，根据所述控制标志确定待移除协议标签。

步骤D13，移除所述目标数据包中的待移除协议标签，得到待传输数据包。

需要说明的是，第二网关设备对混合控制头部进行信息提取，得到控制标志，确定即将移除的待移除协议标签，并解封装待移除协议标签，并在移除完成后，根据控制标志确定下一个需移除的待移除协议标签，并对其解封装，逐层解封装各协议类型下的协议标签，最终得到待传输数据包。在本实施例中，控制标志指的是混合控制头部的control_flags字段。

可以理解的是，在数据包类型为MPLS标签数据包，第二网关设备解封装MPLS标签；若数据包类型为SRv6标签数据包，第二网关设备解封装SRv6头部与SID，还原为IPv6数据报文，从而得到待传输数据包。

步骤S23，将所述待传输数据包发送至终端设备。

需要说明的是，第二网关设备移除所有附加的标签，恢复得到待传输数据包后，解析待传输数据包的IP头部，提取源IP地址、目的IP地址等信息，将数据包转发至最终的终端设备(也即目标主机)。

本实施例提供了一种基于混合标签协议栈的数据包传输方法，本实施例的基于混合标签协议栈的数据包传输方法应用于第二网关设备，所述基于混合标签协议栈的数据包传输方法包括：在接收到第一网关设备传输的目标数据包时，根据所述目标数据包的目标以太网头部确定所述目标数据包的数据包类型，所述目标数据包是所述第一网关设备将多个协议标签和混合控制头部插入待传输数据包的报文结构生成的，所述混合控制头部和各协议标签是在所述待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时生成的；在所述数据包类型为混合标签数据包时，根据所述目标数据包的混合控制头部对所述目标数据包进行恢复，得到所述待传输数据包；将所述待传输数据包发送至终端设备。通过上述方式，在单个数据包中封装多种协议标签，实现了跨不同网络技术域的高效数据传输和灵活路径控制，同时能够动态适应网络环境的变化，提高了数据传输效率和网络资源的利用率，并增强了网络的自适应能力和故障恢复能力。

示例性地，为了助于理解本实施例结合上述实施例一后所得到的基于混合标签协议栈的数据包传输方法的实现流程，请参照图4，图4提供了一种基于混合标签协议栈的数据包传输方法的简要流程示意图，具体地：

在本实施例中，如图5所示，在封装机制中：初始报文包含以太网头部、IP头部和有效载荷。当网络设备决定封装MPLS标签时，首先生成MPLS标签，并将其插入到以太网头部和IP头部之间。EtherType设置为标准的MPLS类型值(例如0x8847)。此时，数据报文的结构变为以太网头部、MPLS标签栈、IP头部和有效载荷。如果数据报文需要在SRv6网络段中传输，则在MPLS标签之后附加SRv6标签。为了区分这种混合标签数据报文，EtherType字段设置为一个特殊值(例如0x88D7)。封装后的数据报文结构包括以太网头部、混合控制头部、MPLS标签栈、IPv6头部(包含SRv6扩展头)和有效载荷。

如图6所示，在处理机制中：当数据报文进入中间网络设备时，设备首先解析以太网头部，并通过EtherType识别数据报文的类型。如果EtherType为特殊值(0x88D7)，设备解析混合控制信息头部。根据混合控制信息头部中的next_label_type字段，判断解析MPLS标签或SRv6标签。设备提取解析的标签信息，并根据标签进行转发决策，将数据报文转发到下一跳。在每个网络节点，重复上述解析和转发过程，直到数据报文到达目的网络设备。

如图7所示，在解封装机制中：当数据包进入不再需要SRv6处理的网络域时，设备移除SRv6标签。设备根据混合控制信息头部的control_flags字段，确定需要移除的标签。此时，数据报文结构变为以太网头部、MPLS标签栈、IP头部和有效载荷。当数据报文即将到达目的地或进入不再需要MPLS处理的网络段时，设备移除MPLS标签。设备根据标签栈的BOS标志确定是否需要移除标签。最终，数据报文结构还原为以太网头部、IP头部和有效载荷。在最终目的设备，移除所有附加的标签，恢复原始数据报文。设备解析IP头部，提取源IP地址、目的IP地址等信息，转发至最终目标终端。

本实施例的实现步骤如下：1、根据数据包的传输路径和需求，决定是否需要封装MPLS标签、SRv6标签或两者混合。2、如果需要封装MPLS标签，生成MPLS标签，并将其插入到以太网头部和IP头部之间，设置EtherType为标准的MPLS类型值(例如0x8847)。如果不需要封装MPLS标签，判断是否需要封装SRv6标签。3、如果需要封装SRv6标签，直接在以太网头部之后封装SRv6标签，设置EtherType为IPv6的类型值(0x86DD)。如果数据包需要在SRv6网络段中传输且已经封装了MPLS标签，在MPLS标签之后附加SRv6标签，并设置EtherType为特殊值(例如0x88D7)。同时，在混合控制信息头部中添加相应的控制字段，用于后续的解析和转发决策。4、根据封装后的标签信息进行相应的处理和转发。网络设备解析以太网头部，通过以太网类型值识别数据包类型，解析相应的MPLS或SRv6标签，进行路径选择和转发。

为便于理解，现以一个数据包需要从网络A(支持SR-MPLS)通过网络B(支持SRv6)到达目的地C的过程为例，进行更加详细地说明：步骤S201：初始化数据包，包含以太网头部、IP头部和有效载荷。步骤S202：判断是否封装混合标签。如果是，则执行步骤s202(a)；如果否，则执行步骤s202(b)；步骤S202(a)：插入混合控制信息头部，设置next_label_type和其他控制信息，将EtherType设置为0x88D7并封装MPLS和SRv6标签；步骤S202(b)：封装MPLS或SRv6标签，并根据标签类型设置EtherType；步骤S203：网络设备接收到数据包后，首先解析以太网头部，并检查EtherType；步骤S204：根据EtherType值进入相应的解析状态。如果EtherType为0x88D7，则执行步骤S204(a)；如果EtherType为0x8847，则执行步骤S204(b)；如果EtherType为0x86DD，则执行步骤S204(c)。步骤S204(a)：根据混合控制信息头部中的next_label_type字段，设备决定解析MPLS标签或SRv6标签。如果next_label_type为0时，则执行步骤S204(b)；如果next_label_type为1时，则执行步骤S204(c)。步骤S204(b)：设备提取MPLS标签，并根据标签值和栈底标志(BOS)进行转发决策。步骤S204(c)：设备提取SRv6标签，并根据SRv6标签中的段路由信息进行转发决策。步骤S205：在每个网络节点，重复步骤S203至S204中的解析和转发过程，直到数据包到达目标网络设备。步骤S206：当数据包到达目的地设备时，设备首先根据以太网类型值识别数据包类型。如果是混合标签数据包，则执行步骤S206(a)；如果是MPLS标签数据包，则执行步骤S206(b)；如果是SRv6标签数据包，则执行步骤S206(c)。步骤S206(a)：根据混合控制信息头部中的指示，逐层解封装MPLS标签和SRv6标签，最终还原为最初的数据包。步骤S206(b)：设备解封装MPLS标签。步骤S206(c)：设备解封装SRv6头部与SID，还原为IPv6数据报文。步骤S207：原始数据包转发到目的主机。

通过本实施例的方式，显著提升了网络数据传输的效率和灵活性，实现了跨多种网络技术域的无缝传输和灵活路由控制。混合标签协议栈通过在单个数据包中同时封装MPLS和SRv6标签，实现了在不同网络技术域中的无缝传输。本实施例的方式允许数据包在支持IPv4的网络域中进行高效转发，同时在IPv6网络域中利用SRv6的灵活路径控制能力。这种灵活性显著提高了网络的整体传输效率和路径选择的精准度。同时采用不同的以太网类型值来区分数据包中包含的标签类型，使得网络设备能够快速识别和处理不同类型的数据包。混合控制头部的引入进一步增强了数据包处理的灵活性和效率，混合控制头部包含下一个标签类型、控制标志等字段，能够指示数据包中包含的标签类型和其他控制信息。在数据包生成时，根据路由策略和服务质量要求，生成相应的MPLS标签并将其封装到数据包中。如果数据包需要经过SRv6网络域时，则在MPLS标签之后附加SRv6标签。通过这种组合使用MPLS和SRv6标签的方法，本实施例的方式实现了更高效的路径选择和流量管理，显著提高了网络的服务质量和数据传输的可靠性。

需要说明的是，上述示例仅用于理解本申请，并不构成对本申请基于混合标签协议栈的数据包传输方法的限定，基于此技术构思进行更多形式的简单变换，均在本申请的保护范围内。

本申请还提供一种网关设备，请参照图8，所述第一网关设备包括：

生成模块10，用于在待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时，生成多个协议标签和混合控制头部。

插入模块20，用于将各协议标签以及所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，生成目标数据包。

传输模块30，用于将所述目标数据包传输至第二网关设备，所述第二网关设备用于对所述目标数据包进行恢复并转发恢复得到的待传输数据包至终端设备。

可选地，所述插入模块20，还用于：

根据所述待传输数据包的报文结构确定初始以太网头部及所述初始以太网头部的所处位置；根据所述初始以太网头部的所处位置确定标签插入位置；按照所述标签插入位置将各协议标签和所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，得到第一数据包；根据所述混合封装类型对所述初始以太网头部中的以太网类型值进行设置，得到目标以太网头部；根据所述目标以太网头部和所述第一数据包生成目标数据包。

可选地，所述传输模块30，还用于：

发送所述目标数据包至中间网关设备，所述中间网关设备用于按照转发决策信息将所述目标数据包传输至第二网关设备，所述转发决策信息是所述中间网关设备对目标协议标签进行解析后得到的，所述目标协议标签是所述中间网关设备根据混合控制头部中的标签指示字段确定的，所述混合控制头部位于所述目标数据包中。

可选地，所述生成模块10，还用于：

在获取到原始数据包时，对所述原始数据包进行初始化，得到待传输数据包；根据所述待传输数据包的目的地址确定所述待传输数据包对应的标签封装类型。

本申请提供的第一网关设备，采用上述实施例中的基于混合标签协议栈的数据包传输方法，能够解决现有技术中网络传输技术在处理不同网络域中标签时的局限性的技术问题。与现有技术相比，本申请提供的第一网关设备的有益效果与上述实施例提供的基于混合标签协议栈的数据包传输方法的有益效果相同，且所述第一网关设备中的其他技术特征与上述实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。

本申请还提供一种第二网关设备，请参照图9，所述第二网关设备包括：

处理模块40，用于在接收到第一网关设备传输的目标数据包时，根据所述目标数据包的目标以太网头部确定所述目标数据包的数据包类型，所述目标数据包是所述第一网关设备将多个协议标签和混合控制头部插入待传输数据包的报文结构生成的，所述混合控制头部和各协议标签是在所述待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时生成的。

恢复模块50，用于在所述数据包类型为混合标签数据包时，根据所述目标数据包的混合控制头部对所述目标数据包进行恢复，得到所述待传输数据包。

发送模块60，用于将所述待传输数据包发送至终端设备。

可选地，所述恢复模块50，还用于对所述目标数据包的混合控制头部进行信息提取，得到控制标志；根据所述控制标志确定待移除协议标签；移除所述目标数据包中的待移除协议标签，得到待传输数据包。

本申请提供的第二网关设备，采用上述实施例中的基于混合标签协议栈的数据包传输方法，能够解决现有技术中网络传输技术在处理不同网络域中标签时的局限性的技术问题。与现有技术相比，本申请提供的第二网关设备的有益效果与上述实施例提供的基于混合标签协议栈的数据包传输方法的有益效果相同，且所述第二网关设备中的其他技术特征与上述实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。

本申请提供一种基于混合标签协议栈的数据包传输系统，请参照图10，所述基于混合标签协议栈的数据包传输系统包括：第一网关设备和第二网关设备。

本申请提供的基于混合标签协议栈的数据包传输系统，采用上述实施例中的基于混合标签协议栈的数据包传输方法，能够解决现有技术中网络传输技术在处理不同网络域中标签时的局限性的技术问题。与现有技术相比，本申请提供的基于混合标签协议栈的数据包传输系统的有益效果与上述实施例提供的基于混合标签协议栈的数据包传输方法的有益效果相同，且所述基于混合标签协议栈的数据包传输系统中的其他技术特征与上述实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。

以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的技术构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于混合标签协议栈的数据包传输方法，其特征在于，所述基于混合标签协议栈的数据包传输方法应用于第一网关设备，所述方法包括：

在待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时，生成多个协议标签和混合控制头部；

将各协议标签以及所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，生成目标数据包；

将所述目标数据包传输至第二网关设备，所述第二网关设备用于根据控制标志对所述目标数据包进行恢复并转发恢复得到的待传输数据包至终端设备，所述控制标志是根据所述目标数据包中的混合控制头部确定的。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将各协议标签以及所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，生成目标数据包的步骤包括：

根据所述待传输数据包的报文结构确定初始以太网头部及所述初始以太网头部的所处位置；

根据所述初始以太网头部的所处位置确定标签插入位置；

按照所述标签插入位置将各协议标签和所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，得到第一数据包；

根据所述混合封装类型对所述初始以太网头部中的以太网类型值进行设置，得到目标以太网头部；

根据所述目标以太网头部和所述第一数据包生成目标数据包。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标数据包传输至第二网关设备的步骤包括：

发送所述目标数据包至中间网关设备，所述中间网关设备用于按照转发决策信息将所述目标数据包传输至第二网关设备，所述转发决策信息是所述中间网关设备对目标协议标签进行解析后得到的，所述目标协议标签是所述中间网关设备根据混合控制头部中的标签指示字段确定的，所述混合控制头部位于所述目标数据包中。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述在待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时，封装MLPS标签和第二协议标签的步骤之前，还包括：

在获取到原始数据包时，对所述原始数据包进行初始化，得到待传输数据包；

根据所述待传输数据包的目的地址确定所述待传输数据包对应的标签封装类型。

5.一种基于混合标签协议栈的数据包传输方法，其特征在于，所述基于混合标签协议栈的数据包传输方法应用于第二网关设备，所述方法包括：

在接收到第一网关设备传输的目标数据包时，根据所述目标数据包的目标以太网头部确定所述目标数据包的数据包类型，所述目标数据包是所述第一网关设备将多个协议标签和混合控制头部插入待传输数据包的报文结构生成的，所述混合控制头部和各协议标签是在所述待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时生成的；

在所述数据包类型为混合标签数据包时，根据所述目标数据包的混合控制头部对所述目标数据包进行恢复，得到所述待传输数据包；

将所述待传输数据包发送至终端设备。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标数据包的混合控制头部对所述目标数据包进行恢复，得到所述待传输数据包的步骤包括：

对所述目标数据包的混合控制头部进行信息提取，得到控制标志；

根据所述控制标志确定待移除协议标签；

移除所述目标数据包中的待移除协议标签，得到待传输数据包。

7.一种第一网关设备，其特征在于，所述第一网关设备包括：

生成模块，用于在待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时，生成多个协议标签和混合控制头部；

插入模块，用于将各协议标签以及所述混合控制头部插入所述待传输数据包的报文结构，生成目标数据包；

传输模块，用于将所述目标数据包传输至第二网关设备，所述第二网关设备用于根据控制标志对所述目标数据包进行恢复并转发恢复得到的待传输数据包至终端设备，所述控制标志是根据所述目标数据包中的混合控制头部确定的。

8.一种第二网关设备，其特征在于，所述第二网关设备包括：

处理模块，用于在接收到第一网关设备传输的目标数据包时，根据所述目标数据包的目标以太网头部确定所述目标数据包的数据包类型，所述目标数据包是所述第一网关设备将多个协议标签和混合控制头部插入待传输数据包的报文结构生成的，所述混合控制头部和各协议标签是在所述待传输数据包对应的标签封装类型为混合封装类型时生成的；

恢复模块，用于在所述数据包类型为混合标签数据包时，根据所述目标数据包的混合控制头部对所述目标数据包进行恢复，得到所述待传输数据包；

发送模块，用于将所述待传输数据包发送至终端设备。

9.一种基于混合标签协议栈的数据包传输系统，其特征在于，所述基于混合标签协议栈的数据包传输系统包括如权利要求7所述的第一网关设备和权利要求8所述的第二网关设备。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有基于混合标签协议栈的数据包传输程序，所述基于混合标签协议栈的数据包传输程序被处理器执行时实现如权利要求1至4或5至6中任一项所述的基于混合标签协议栈的数据包传输方法。