一种基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器，所述基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器将网络域内与域间路由进行分离，域内分配本地路径标识，域间采用自治域号进行路径标识，同时在域间引入路径标识PID，通过路由器内核协议栈，实现路由的数据包封装、解封、转发以及失效时的快速收敛。转发以及失效时的快速收敛。转发以及失效时的快速收敛。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器


[0001]本专利技术属于协同网络中边界路由器领域，具体涉及一种基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器。

技术介绍

[0002]近年来，随着互联网的飞速发展，网络普及率不断提升，网络拥塞现象不可避免。网络拥塞是一种数据包传输过载的状态。一旦网络中数据包数量超过了网络能够提供的处理能力，就会出现数据包丢失、时延过大、吞吐率明显降低等现象，直接影响了网络通信质量。边界路由作为网络中数据包转发的核心组件，在不同子域网络中传输数据包时，若多个数据包同时到达路由器时，路由器就须按照相关处理机制进行分组分发。这时，边界路由器的缓存大小与功能就显得十分重要了。虽然可以通过单纯增大路由器缓存空间在一定程度上缓解因网络拥塞而导致的丢包现象，但缓存空间过大，势必会增加路由器处理数据包的时间。因此，应在设置适当缓存空间的基础上进一步优化缓存功能，这样才能更好地保证边界路由器的性能，从而保障网络的性能。
[0003]目前，有些传统的边界路由器也具备缓存功能，但存在缓存空间不足，缓存性能不高等方面的问题，已不能很好地满足日益增长的网络需求。因此，研究设计一种缓存功能优化的边界路由器是十分有必要的。本专利技术是一种基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器，其中CoLoR架构能够更好地兼容异构网络，允许使用不同协议与路由机制的自治域网络实现数据流通，采用DRAM与SSD相结合对边界路由器的缓存结构及缓存协作机制进行了优化设计，一方面提高了边界路由器的兼容性与功能性，另一方面更好地保障了网络传输的效率与质量。
[0004]现有的具备缓存功能的边界路由器主要是两大类。第一类是基于布隆过滤体系结构的边界路由器，该路由器传递数据包中均包含LinkID进行哈希加密后的信息，通过LinkID加密信息验证数据有效性以及转发合理性。第二类是基于路径标识的多路径域间路由机制的边界路由器，可以实现基于路径标识PID的数据包传输，实现链路失效时的重新收敛，且不同网络自治域可以使用不同的路由体系与机制，该类边界路由器支持原路由与多路径连接，能很好地将不同网络接起来。这两类网络边界路由器均具备一定的缓存功能。
[0005]与本专利技术最近的是基于路径标识的多路径域间路由机制的边界路由器，该类边界路由器缓存功能存在的主要问题是：该类路由器采用本地路径标识，自治域号、域间路径标识以及内核协议栈等实现路由数据包封装、解封以及转发，所以数据包的附加字段信息较多，但其缓存功能较弱，有时会由于数据包过载而发生缓存溢出问题，影响数据包的转发成功率。

技术实现思路

[0006]解决的技术问题：针对上述现有路由器数据包过载而发生缓存溢出问题，影响数据包的转发成功率；网络拥塞数据包丢失、时延过大、吞吐率明显降低；路由器处理数据包
的时间长；缓存空间不足，缓存性能不高等技术问题，为了解决这些问题，本专利技术提出了一种基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器。
[0007]技术方案：
[0008]一种基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器，所述基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器将网络域内与域间路由进行分离，域内分配本地路径标识，域间采用自治域号进行路径标识，同时在域间引入路径标识PID，通过路由器内核协议栈，实现路由的数据包封装、解封、转发以及失效时的快速收敛。
[0009]进一步的，所述基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器文件传输时被分割重组成数据报，每个数据报都拥有一个唯一的服务标识号SID，边界路由器接收到数据报后进行转发，若数据报较多时，则按“数据块”为单位进行缓存，缓存空间的结构主要分为两大部分：上层的DRAM层，该层的读取速度快；下层的SSD层，该层的读取速度慢，DRAM是一级缓存，主要用来存储缓存索引；SSD则用来存储。
[0010]进一步的，所述服务标识号SID完成查询或发生改变时，都会启动路由器缓存管理模块，缓存管理模块采用缓存算法管理存储的内容，应用的是MRU算法与FIFO算法，其中，FIFO算法就是先进先出算法。
[0011]进一步的，所述边界路由器采用的是CoLoR架构，主要由两大组成部分，分别是控制平面部分与数据平面部分，控制平面部分负责边界路由器中的密码、路由表项、校验以及缓存管理；数据平面部分负责协议转换以及数据包的接收发送，CoLoR数据包从网口进入边界路由器中，先根据域内协议对数据包进行解封装处理；再分析判定CoLoR数据包的具体类型，不同类型的数据包进入不同的处理流程。
[0012]进一步的，所述路由器缓存管理模块的处理流程为：
[0013]Step1:每次启动路由器缓存管理模块时，先判断SID是否存在，如果存在，则表示此请求是针对已经缓存的内容；
[0014]Step2:更新缓存哈希表中的SID与链表头地址，并进行SID位置的定位与新SID的插入处理；
[0015]Step3：若启动时，判断SID为不存在，表示此请求是缓存新的内容，则在进行处理前须判断SID链表长度是不是已达上限；
[0016]Step4:若SID链表长度已达上限，则在哈希表删除链表尾部SID对应的地址；在链表删除尾部旧SID，释放存储空间，再进行SID位置的定位与新SID的插入处理。
[0017]进一步的，所述基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器缓存写入功能的设计是：
[0018]Step1：数据到达路由器缓存单元时，分析数据报首部标志位，判断是否需要进行缓存处理，若标志位为1，表示需要进行缓存处理；若标志位为0，表示不需要进行缓存处理，直接退出缓存写入模块即可；
[0019]Step2：对于需要进行缓存处理的数据报，路由器需查询已经完成表中是否存在相应的SID，如果为Yes，则表示缓存处理已经结束，直接End，如果为No,则需再次判断正在处理的表中有无对应的SID；
[0020]Step3：若正在处理的表中没有对应的SID，则需要申请一块内存地址，插入SID表，并在相应位置写入内容；
[0021]Step4:若正在处理的表中有对应的SID，则说明路由器缓存已经为这个SID开辟好
空间，执行写入操作即可；
[0022]Step5:在进行数据报写入操作的过程中，路由器会判断存储的内容是否已经完成处理。若全部完成，则退出，若未完成，则进行插入完成SID表，删除未完成的SID表对应的条目，并向RM完成注册处理后退出。
[0023]进一步的，所述基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器缓存读取功能的设计是：
[0024]Step1：路由器接收到Get数据报，读取报文中的SID字段，查询本地缓存表，若表中无对应的SID，则向RM发送反馈信息后退；
[0025]Step2：若本地缓存表中有这个对应的SID，则说明该Get数据报已经在这个路由器中进行了缓存处理，路由器就根据SID地址进行数据报的读取操作并进行转发；
[0026]Step3：路由器检测查询数据报发送操作是否已经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器，其特征在于：所述基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器将网络域内与域间路由进行分离，域内分配本地路径标识，域间采用自治域号进行路径标识，同时在域间引入路径标识PID，通过路由器内核协议栈，实现路由的数据包封装、解封、转发以及失效时的收敛。2.根据权利要求1所述的一种基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器，其特征在于：所述基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器文件传输时被分割重组成数据报，每个数据报都拥有一个唯一的服务标识号SID，边界路由器接收到数据报后进行转发，若数据报较多时，则按“数据块”为单位进行缓存，缓存空间的结构主要分为两大部分：上层的DRAM层，该层的读取速度快；下层的SSD层，该层的读取速度慢，DRAM是一级缓存，用来存储缓存索引；SSD则用来存储。3.根据权利要求2所述的一种基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器，其特征在于：所述服务标识号SID完成查询或发生改变时，都会启动路由器缓存管理模块，缓存管理模块采用缓存算法管理存储的内容，应用的是MRU算法与FIFO算法，其中，FIFO算法就是先进先出算法。4.根据权利要求1所述的一种基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器，其特征在于：所述边界路由器采用的是CoLoR架构，由两大部分组成，分别是控制平面部分与数据平面部分，控制平面部分负责边界路由器中的密码、路由表项、校验以及缓存管理；数据平面部分负责协议转换以及数据包的接收发送，CoLoR数据包从网口进入边界路由器中，先根据域内协议对数据包进行解封装处理；再分析判定CoLoR数据包的具体类型，不同类型的数据包进入不同的处理流程。5.根据权利要求3所述的一种基于CoLoR的缓存功能优化的边界路由器，其特征在于：所述路由器缓存管理模块的处理流程为：Step1: 每次启动路由器缓存管理模块时，先判断SID是否存在，如果存在，则表示此请求是针对已经缓存的内容；Step2: 更新缓存哈希表中的SID与链表头地址，并进行SID位置的定位与新SID的插入处理；Step3：若启动时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春风，郑周，卢静，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：