一种基于双平面的无状态单播保护路由方法技术

本发明专利技术公开一种基于双平面的无状态单播保护路由方法，将每个节点获得的拓扑图划分为工作面和补充平面；建立源节点s到达目的节点d的保护路径和保护路由表；判断当前节点是否为源节点；检查收到分组中指示信息I的值；判断收到分组中中继节点列表是否为空；判断当前节点是否在收到分组中继节点列表中；判定收到分组的链路所在的平面，将分组头部的中继节点列表中的当前节点删除，依据收到的分组头部的中继节点列表中的第一个中继节点检索该节点判定的平面的路由表，获取下一跳信息，然后将该分组发往查到的下一跳。本发明专利技术除去源节点外，仅生成无状态的转发路由表，并依据分组头中的附带指示转发分组，提高了查表速度，增强了网络的扩展性。的扩展性。的扩展性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双平面的无状态单播保护路由方法


[0001]本专利技术涉及通信
，特别涉及一种基于双平面的无状态单播保护路由方法。

技术介绍

[0002]随着网络向着多业务承载方向的发展，特别是一些业务对网络的可靠性、实时性要求越来越高，通信网广泛采用环形组网以提高网络可靠性。在环形网络的保护方法中，通常采用1：1快速保护倒换，达到50ms以下。目前这种快速保护倒换的技术有IETF（Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组）的RFC3619、ITU
‑
T（International Telecommunication Union，国际电信联盟）的G.8032等。
[0003]钻石级别的业务通常要求保护倒换时间在20ms以内，对于这类业务通常采用1+1保护方式，即：在源节点和目的节点之间同时建立起两条路径不同（两条路径除源节点和目的节点外，不会经过相同的链路）的业务连接，一条称为工作路径，另一条称为保护路径。这类保护的特点是发端在主备两个信道上发同样的信息（并发），收端在正常情况下选收主用信道上的业务，因为主备信道上的业务一模一样，所以在主用信道损坏时，通过切换选收备用信道而使业务得以恢复。1+1保护采取并发优收的原则，单向路径保护时，不需要自动保护切换协议APS（Automatic protection switching, APS）。
[0004]无状态是IP 体系的一个重要特征，正是这个特征使得Internet具备可扩展性和鲁棒性。Internet的路由协议OSPF和RIP协议生成的路由表具有无状态特征，表现在两个方面：1）无状态：路由器不需要对任何特定的流保持表项（即：路由表条目中没有源地址信息），转发机制也不需要区分每个分组所在的流。
[0005]2）无建立：整个过程单独由路由器完成，不需要网络管理层面的参与, 一旦路径选定，也无须在该路径涉及的任何路由器上进行流路径的登记。
[0006]现有的Internet的路由协议生成的路由表，它仅仅有目的地地址、下一跳地址和费用三项。在这种路由表的条目中没有记录路径的源节点信息，路由表条目数量大大减少。
[0007]实际上，对于一个含有节点数为n的图G，每个节点采用基于流的路由条目（含有源节点信息），那么节点的路由表中路由条目数量最多可以达到，网络的扩展性非常差；当路由条目中不含有路径的源节点信息时，路由表中路由条目数量最多可以达到n条，网络的扩展性大大增加。
[0008]因此，在考虑保护路径的情况下，为保持网络的扩展性和鲁棒性，保护路径也需要有无状态性，主要表现在以下两个方面。
[0009]（1）无状态：路由器建立保护路由表，保护路由表不需要对特定的保护路径建立路由表条目（即：保护路由表条目中没有源地址信息）。路由器根据分组头中的指示选择保护路由表，采用统一的适用于每个保护分组的行为表转发分组，从而达到保护效果。
[0010]（2）无建立：指保护路由建立过程单独由源节点完成，不需要网络管理层面的参
与，一旦保护路径选定，也无须在该路径上的任何路由器上进行登记。
[0011]无状态单播保护方案设计有两大技术难点，即：无状态和如何避开工作路径。目前的单播保护方案很难同时做到这两点。目前的单播保护方案是有状态，存在扩展性差的问题，因此，有必要提出一种无状态的单播保护方案，提升网络性能。

技术实现思路

[0012]专利技术目的：针对以上问题，本专利技术目的是提供一种基于双平面的无状态单播保护路由方法。
[0013]技术方案：本专利技术的一种基于双平面的无状态单播保护路由方法，包括以下步骤：步骤1，通信网络上的各个节点通过路由协议获取整个通信网络的拓扑，将每个节点获得的拓扑图划分为工作面和补充平面，每个节点在工作面生成0号路由表，在补充平面生成1号路由表；步骤2，建立源节点s到达目的节点d的保护路径和保护路由表；步骤3，判断当前节点是否为源节点，若不是，转入步骤4；步骤4，检查收到分组中指示信息I的值，若I=0，转入步骤5；步骤5，判断收到分组中中继节点列表是否为空，若不为空，则转入步骤6；步骤6，判断当前节点是否在收到分组中继节点列表中，若是，则转入步骤7；步骤7，判断收到分组中继节点列表中的第一个中继节点是否为第一类中继节点，若是，转入步骤8，否则，转入步骤9；步骤8，判定收到分组的链路所在的平面，将分组头部的中继节点列表中的当前节点删除，依据收到的分组头部的中继节点列表中的第一个中继节点检索该节点判定的平面的路由表，获取下一跳信息，然后将该分组发往查到的下一跳；步骤9，将分组头部的中继节点列表中的当前节点删除，依据收到的分组头部的中继节点列表中的第一个中继节点检索该节点的0号路由表，获取下一跳信息，将该分组发往查到的下一跳。
[0014]进一步，步骤2，建立源节点s到达目的节点d的保护路径和保护路由表，具体包括以下子步骤：步骤201，将整个网络的拓扑去除源节点s到目的节点d之间工作路径上的所有边，得到的拓扑记为T；步骤202，在拓扑T中求解源节点s到目的节点d的最短路径，记为保护路径；步骤203，利用保护路径寻找第一类中继节点和第二类中继节点，将第一类中继节点、第二类中继节点和对应的平面添加至路由表中，得到源节点s到达目的节点d的保护路径的路由表，记为<目的节点，下一跳，费用，中继节点，平面>。
[0015]进一步，在步骤3中，若当前节点是源节点，则转入步骤301；步骤301，以目的节点d的地址进行检索，查到相应的条目，获取条目信息，包括下一跳、费用、中继节点和平面，进入步骤302；步骤302，依据查到的条目信息，利用源节点s构造保护分组，进入步骤303；其中保护分组包含以下信息：指示信息I、中继节点以及源节点与目的节点的IP地址，I=0是保护分组，I=1是工作分组，中继节点包括第一类中继节点和第二类中继节点；
步骤303，依据保护路由表中查到的下一跳信息，源节点s将构造的保护分组沿着查找到的平面上的链路发送到下一跳。
[0016]进一步，步骤202，在拓扑T中求解源节点s到目的节点d的最短路径，记为保护路径，具体包括以下子步骤：步骤2021，为每个节点构造三元组(D(v)，pre，x)和一个后驱参数ba，用于计算保护路径；其中D(v)表示源节点s到节点v的距离，pre为前驱节点，x表示节点v与前驱节点之间的链路属于哪一平面，x=0表示属于0号平面，x=1表示属于1号平面，后驱参数ba初始设置为
‑
1；步骤2022，初始化：令N={s}，对于不在集合N中的节点v，若节点v与节点s相邻，则D(v)=l(s,v)，pre= s，若<s,v>链路在0号平面，则x=0，否则x=1，对于不在集合N中的节点v，若节点v与节点s不相邻，D(v)= ∞；其中N表示在拓扑T中以s为根的最短路径树中的节点构成的集合，l(i，j)表示节点i与节点j之间链路的费用；步骤2023，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双平面的无状态单播保护路由方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，通信网络上的各个节点通过路由协议获取整个通信网络的拓扑，将每个节点获得的拓扑图划分为工作面和补充平面，每个节点在工作面生成0号路由表，在补充平面生成1号路由表；步骤2，建立源节点s到达目的节点d的保护路径和保护路由表；步骤3，判断当前节点是否为源节点，若不是，转入步骤4；步骤4，检查收到分组中指示信息I的值，若I=0，转入步骤5；步骤5，判断收到分组中中继节点列表是否为空，若不为空，则转入步骤6；步骤6，判断当前节点是否在收到分组中继节点列表中，若是，则转入步骤7；步骤7，判断收到分组中继节点列表中的第一个中继节点是否为第一类中继节点，若是，转入步骤8，否则，转入步骤9；步骤8，判定收到分组的链路所在的平面，将分组头部的中继节点列表中的当前节点删除，依据收到的分组头部的中继节点列表中的第一个中继节点检索该节点判定的平面的路由表，获取下一跳信息，然后将该分组发往查到的下一跳；步骤9，将分组头部的中继节点列表中的当前节点删除，依据收到的分组头部的中继节点列表中的第一个中继节点检索该节点的0号路由表，获取下一跳信息，将该分组发往查到的下一跳。2.根据权利要求1所述的无状态单播保护路由方法，其特征在于，步骤2，建立源节点s到达目的节点d的保护路径和保护路由表，具体包括以下子步骤：步骤201，将整个网络的拓扑去除源节点s到目的节点d之间工作路径上的所有边，得到的拓扑记为T；步骤202，在拓扑T中求解源节点s到目的节点d的最短路径，记为保护路径；步骤203，利用保护路径寻找第一类中继节点和第二类中继节点，将第一类中继节点、第二类中继节点和对应的平面添加至路由表中，得到源节点s到达目的节点d的保护路径的路由表，记为<目的节点，下一跳，费用，中继节点，平面>。3.根据权利要求2所述的无状态单播保护路由方法，其特征在于，在步骤3中，若当前节点是源节点，则转入步骤301；步骤301，以目的节点d的地址进行检索，查到相应的条目，获取条目信息，包括下一跳、费用、中继节点和平面，进入步骤302；步骤302，依据查到的条目信息，利用源节点s构造保护分组，进入步骤303；其中保护分组包含以下信息：指示信息I、中继节点以及源节点与目的节点的IP地址，I=0是保护分组，I=1是工作分组，中继节点包括第一类中继节点和第二类中继节点；步骤303，依据保护路由表中查到的下一跳信息，源节点s将构造的保护分组沿着查找到的平面上的链路发送到下一跳。4.根据权利要求1所述的无状态单播保护路由方法，其特征在于，步骤202，在拓扑T中求解源节点s到目的节点d的最短路径，记为保护路径，具体包括以下子步骤：步骤2021，为每个节点构造三元组(D(v)，pre，x)和一个后驱参数ba，用于计算保护路径；其中D(v)表示源节点s到节点v的距离，pre为前驱节点，x表示节点v与前驱节点之间的链路属于哪一平面，x=0表示属于0号平面，x=1表示属于1号平面，后驱参数ba初始设置为
‑
1；步骤2022，初始化：令N={s}，对于不在集合N中的节点v，若节点v与节点s相邻，则D(v)= l(s,v)，pre= s，若<s,v>链路在0号平面，则x=...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，卿承钊，王文鼐，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：