[發明專利]覆蓋網備用路徑生成方法和裝置

有效

• 申請號: 200910085466.5
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN101562568A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 楊清峰;李彥君;張國清
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/06
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 王 勇

技術領域

本發明涉及互聯網中的路由優化，特別涉及基于分域協作的覆蓋網備用路徑生成方法和裝置。

背景技術

互聯網在最初設計時只針對數據傳輸服務，因此它所采用的best-effort數據傳輸方式僅僅提供了基本的端到端的連接，并不對丟包率、延遲、抖動和帶寬等提供特別保證。然而，隨著因特網規模的擴張，大量新型應用開始興起，其中很多應用對網絡傳輸性能的要求非常苛刻，例如，以網絡視頻、在線游戲和虛擬現實等為代表的新型業務對互聯網提出了高帶寬、低延遲、低抖動的需求。

同時，作為傳統Internet網最核心的路由協議-BGP協議，自1995年完成修訂后，迄今為止沒有進行過較大的修改，隨著網絡的飛速擴展與互聯關系的日益復雜，BGP路由協議在處理端到端傳輸時，其收斂慢、冗余性差、效率低的問題日漸凸顯，已很難適應大量實時業務的傳輸要求。

早在90年代，為了解決實時業務傳輸質量難以保證的問題，許多研究人員先后提出了大量方案，IETF也制定了Intserv和Diffserv兩種QoS架構，試圖建立統一的解決方案。然而，由于互聯網的底層網絡資源分別歸屬于不同的國家機構和ISP，各自不同的利益追求很難達成整體的一致，因此，跨越多個網絡的傳輸無法實現可操作的端到端服務質量保證方案。

近年來，研究者們提出采用在應用層架設覆蓋網(Overlay)的方式，來繞過某些低效的BGP路徑以提升端到端的連接性能，縮短故障恢復時間。所謂的覆蓋網是在現有因特網上構建一個完全位于應用層的網絡系統，即在IPv4底層網絡的基礎上通過節點之間單播機制將主機兩兩連接起來，形成一個虛擬、獨立的網絡。它存在于因特網基礎設施和應用程序之間，利用ISP(Internet?Service?Provider，因特網服務提供商)提供的服務來向其用戶提供更加優化的服務。可以認為，覆蓋網是分布在因特網上的一組提供服務的終端主機的集合，它們為一個或多個應用程序提供下層的傳輸基礎設施，并在某種程度上處理和轉發應用程序的數據。覆蓋網主要包括兩個部分，分別為覆蓋網節點和邏輯鏈路。覆蓋網節點可以是各種網絡功能節點，如路由器、服務器等，甚至可以是終端，這些節點通常具有路由、數據處理和數據保存等功能；而邏輯鏈路是由底層網絡組成，通常對應底層的一條或多條物理路徑。在Detour和RON等典型的Overlay技術中，研究者們已通過建設相應的實驗網，驗證了采用Overlay網絡相對BGP在快速響應、故障恢復、業務QoS保證等方面的巨大優勢。

覆蓋網的主要功能之一是實現對業務數據傳輸的優化，而實現覆蓋網傳輸優化的關鍵就是其路由方式。基于對現有路由覆蓋網絡技術方案的分析，最常見的覆蓋網路由傳輸方式是基于選取轉發節點繞路路由的方式。這種路由方式主要采用了中繼轉發路由的技術，即數據發送方把數據包發給轉發節點，然后轉發節點將數據包中繼給數據接收方，從而構造相應的Overlay路徑。已有研究發現2-跳的Overlay路徑提供的傳輸性能、可靠性及路徑多樣程度(path?diversity)與多跳Overlay路徑提供的近似，因此大多數覆蓋網出于簡便和易于實現(不需要通過覆蓋網絡層實現非常復雜的路由機制)的目的，均采用這種經過一個轉發節點轉發的2-跳覆蓋網路徑。