[發明專利]一種應用與網絡融合驅動的多協議選路系統及方法

有效

• 申請號: 201210581549.5
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103905316B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 王勁林;尤佳莉;王玲芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所;北京中科智網科技有限公司
• 主分類號: H04L12/757
• 分類號: H04L12/757;H04L12/781
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司11318
• 代理人: 楊小蓉,楊青

技術領域

本發明涉及計算機網絡技術，特別涉及一種應用與網絡融合驅動的多協議選路系統及方法。

背景技術

當前的Internet網絡以IP技術為核心，大量的網絡服務都由傳輸層及其之上的各層來實現，網絡層和數據鏈路層協議簡單、計算簡潔，保證了網絡的擴展性。然而，隨著互聯網業務的迅速發展，三網融合的不斷推進，以視頻業務為代表的新技術和業務正不斷涌現。同時，物聯網技術的不斷發展，具有一定計算處理能力的終端以規模大、分布廣、實時性高等特點形成“海”，這給傳統網絡的承載和處理都帶來了新的挑戰。同時，大數據的匯聚和傳輸需求的不斷上升，云計算已成為主要服務模式之一，由此對互聯網基礎硬件設施及運行期上的網絡協議和控制體系提出了更高的要求。

目前，網絡體系對業務和應用需求主要在幾方面難以適應，包括：服務資源的不斷增長與有限的IP資源之間難以適應；網絡架構和協議難以承擔以大規模數據傳輸為重點的網絡傳輸任務；數據的多樣性帶來的網絡安全問題；以及隨著對傳輸過程中，存儲和計算資源的需求增加，現有網絡性能難以滿足服務質量的要求等。由于目前許多優化工作在應用層進行，以IP為核心的網絡體系結構中，無論從流量規模上，還是從功能接口上，都不能滿足當今網絡業務的需求，網絡性能提高有限，同時，標識和位置綁定的路由方式，使得在海云計算不斷發展的今天，傳輸和處理效率均受大了嚴重制約，本質問題無法解決。針對這些問題，學術界和工業界均進行了大量探索，提出了面向不同應用特征的可路由協議，而每個可路由協議大多面向某種特定應用需求，大量形式各異的路由協議之間難以協調，泛化性較差。

發明內容

本發明的目的在于克服傳統的IP路由技術無法滿足具有實時要求的業務的擴散的效率和速度需求的缺陷，從而提供一種適合多協議環境的選路方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種多協議選路系統，包括位于網絡層中的選路決策模塊和選路轉發模塊；其中，

所述的選路決策模塊根據應用和網絡的相關信息進行決策，確定當前路由階段所要選擇的可路由協議類型和下一跳路徑；

所述的選路轉發模塊包含了不同的可路由協議以及相應的路由信息，并在路由過程中周期性計算最新的剩余網絡資源和鏈路狀態，并更新在當前狀態下的路由轉發表。

上述技術方案中，所述與應用有關的信息包括應用的特征和狀態信息，包括：內容信息、應用需求信息、其他應用的相關QoS信息、應用運行狀態和其他相關狀態信息，以及上述一項或多項信息的組合；所述與網絡有關的信息包括網絡的特征和狀態信息，包括：位置信息、鏈路狀態信息、相關網絡的信息，以及上述的一項或多項的組合。

上述技術方案中，所述的選路決策模塊具體包括以下功能：

向所述選路轉發模塊請求當前所維護的所有可路由協議的路由相關信息，得到當前可能的所有候選路徑以及這些候選路徑所對應的網絡狀態和資源占用信息；

根據數據報文或交互數據提取出應用的特征信息以及應用的特征性能目標信息；

做選路決策；

在實現選路決策后，還需要根據決策結果估計在當前網絡環境下，相關候選路由路徑在轉發數據后的新的資源占用情況。

上述技術方案中，所述的選路決策采用計算決策函數的方式實現。

本發明還提供了一種在所述的多協議選路系統上實現的多協議選路方法，包括：

步驟1)、第一路由器接收到某個主機或某個路由器發出的網絡層報文后，通過與該主機或路由器的交互獲取與應用相關的路由信息；

步驟2)、第一路由器中的選路決策模塊根據步驟1)所得到的信息以及從選路轉發模塊所獲取的候選路徑、候選路徑對應的網絡狀態和資源占用情況信息為當前應用選擇能夠盡量滿足應用的特征性能目標的最優可路由協議和路徑；選路決策模塊還需根據決策結果估計在當前網絡環境下被選中的候選路徑的新的資源占用情況；

步驟3)、所述第一路由器根據選路決策模塊的決策信息選擇對應的可路由協議和下一跳路徑，進行轉發，同時，將步驟2)得到的決策信息和相關估計值交給選路轉發模塊，選路轉發模塊根據轉發過程的資源占用情況對當前路由表和規則中對應的資源狀態進行更新；

步驟4)、接收到第一路由器所發出網絡層報文的第二路由器通過第二路由器中的選路決策模塊對報文進行解封裝、對交互數據進行信息提取和處理，包括提取特征性能目標，對上一跳轉發后的性能需求更新；如果特征性能目標實現，路由過程完成；否則重新執行步驟2)。

上述技術方案中，所述的步驟2)包括以下步驟：