[發(fā)明專利]一種數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的通用路由方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310169008.6
• 申請(qǐng)日: 2013-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN103281247A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫延濤;劉強(qiáng);程靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/751
• 分類號(hào): H04L12/751;H04L12/741
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種路由方法及系統(tǒng)，具體為一種數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的通用路由方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)中心是企業(yè)各種應(yīng)用服務(wù)的提供中心，是數(shù)據(jù)運(yùn)算、交換和存儲(chǔ)的中心。它結(jié)合了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和存儲(chǔ)技術(shù)，承載了網(wǎng)絡(luò)中80%以上的服務(wù)請(qǐng)求和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，為客戶業(yè)務(wù)體系的健康運(yùn)轉(zhuǎn)提供服務(wù)和運(yùn)行平臺(tái)。

隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的日益擴(kuò)大，現(xiàn)有的樹形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)在網(wǎng)絡(luò)核心層不可避免的會(huì)出現(xiàn)帶寬瓶頸問題，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)在傳輸延遲、傳輸效率等方面整體性能的下降。為了解決網(wǎng)絡(luò)核心層帶寬通信瓶頸問題，目前已提出了多種新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，比如胖樹（Fat-tree）結(jié)構(gòu)、多分支胖樹網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、交換式矩陣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（MatrixDCN）和BCube網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等，并針對(duì)這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提出了不同的路由方法。

將來的大型數(shù)據(jù)中心會(huì)由多個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)組成，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以采用不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)共存在一個(gè)數(shù)據(jù)中心中?？紤]到經(jīng)濟(jì)性，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)路由器最好可以支持各種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和路由協(xié)議，就像現(xiàn)在的路由器可以支持RIP、OSPF等多種路由協(xié)議一樣。由于上述網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其路由方法之間的差異非常大，這些路由方法之間的兼容性很差，因此同時(shí)支持這些路由方法需要大量的開發(fā)工作。另外，這些路由方法在處理網(wǎng)絡(luò)故障方面都比較復(fù)雜，效率相對(duì)較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明根據(jù)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)一般都具有規(guī)則的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)這一特點(diǎn)，提出了一個(gè)通用的路由方法和路由系統(tǒng)，稱為故障規(guī)避路由方法及故障規(guī)模路由系統(tǒng)。故障規(guī)避路由方法及系統(tǒng)可以適用于各種具有規(guī)則拓?fù)涞臄?shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的路由器或具有路由功能的交換機(jī)上面。該路由方法及系統(tǒng)解決了目前各種類型的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的路由方法之間兼容性差的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的通用路由方法，包含以下步驟：

步驟1）鏈路和鄰居檢測(cè)步驟，路由器發(fā)送和接收Hello報(bào)文，檢測(cè)所連接的鏈路和鄰接的鄰居路由器；路由器A從端口收到路由器B發(fā)送過來的Hello報(bào)文，則路由器A可以知道路由器B為其鄰接設(shè)備，且可以知道端口所連接的鏈路為活動(dòng)鏈路；檢測(cè)到的鄰接設(shè)備和活動(dòng)鏈路保存在鄰接設(shè)備表中；

步驟2）設(shè)備訓(xùn)練步驟，每個(gè)路由器把自己通過設(shè)備通告報(bào)文（DA）以廣播方式發(fā)送出去；當(dāng)收到一條DA報(bào)文，首先比較全網(wǎng)設(shè)備表是否包含了該路由器，如果沒有包含該路由器，則把該路由器插入到全網(wǎng)設(shè)備表，并把該報(bào)文向除入端口外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)出去；如果已包含該路由器，則直接丟棄該報(bào)文。

步驟3）鏈路故障推導(dǎo)步驟，根據(jù)學(xué)習(xí)到的路由器推導(dǎo)出鄰居路由器和所關(guān)聯(lián)的故障鏈路，將結(jié)果保存到鄰接設(shè)備表和全網(wǎng)鏈路故障表中；

步驟4）鏈路故障訓(xùn)練步驟，路由器把自己的鏈路故障封裝到一條鏈路故障通告報(bào)文中廣播出去，并根據(jù)接收到的報(bào)文學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)中的其他鏈路故障，結(jié)果保存到其全網(wǎng)鏈路故障表中；

步驟5）構(gòu)建基礎(chǔ)路由表和故障路由表；

步驟6）查詢路由表；

所述步驟3）進(jìn)一步包含：把每個(gè)路由器的位置編碼到其IP地址中，進(jìn)而根據(jù)路由器的IP地址判斷兩個(gè)路由器是否鄰接；通過比較全網(wǎng)設(shè)備表和鄰接設(shè)備表推導(dǎo)出所有不可測(cè)鄰居路由器，對(duì)于每一個(gè)不可測(cè)鄰居路由器，進(jìn)而可以推斷出該不可測(cè)鄰居路由器與當(dāng)前路由器之間存在一條故障鏈路。

所述步驟4）進(jìn)一步包含：當(dāng)收到一條鏈路故障通告報(bào)文時(shí)，首先比較全網(wǎng)鏈路故障表是否包含了該鏈路故障；如果沒有包含該鏈路故障，則把該鏈路故障插入到全網(wǎng)鏈路故障表，并把該報(bào)文向除入端口外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)出去；如果已包含該鏈路故障，則直接丟棄該報(bào)文。

所述步驟5）進(jìn)一步包含：

構(gòu)建基礎(chǔ)路由表步驟，利用網(wǎng)絡(luò)所具有的規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在不需要獲取全網(wǎng)拓?fù)湫畔⒌那闆r下，計(jì)算出到達(dá)網(wǎng)絡(luò)任意目的地址所需要經(jīng)過的路徑，再結(jié)合鄰接設(shè)備表，構(gòu)建出基礎(chǔ)路由表；

構(gòu)建故障路由表步驟，利用全網(wǎng)鏈路故障表，結(jié)合規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計(jì)算出所在路由器所有經(jīng)過故障鏈路的路由條目，組成規(guī)避路由表。

所述步驟6）進(jìn)一步包含：首先以發(fā)送數(shù)據(jù)包的目的地址作為查詢條件查詢基礎(chǔ)路由表，采用最長匹配的原則，查詢出一組滿足匹配目的地址的路由條目，組成候選路由列表；以發(fā)送數(shù)據(jù)包的目的地址作為查詢條件查詢規(guī)避路由表，所有匹配上的路由條目（不限于最長匹配，只要匹配上即可）組成規(guī)避路由列表；候選路由列表減去規(guī)避路由列表組成可應(yīng)用路由列表；從可應(yīng)用路由列表里選擇任一個(gè)地址作為下一跳把該數(shù)據(jù)包發(fā)送出去，如果可應(yīng)用路由列表為空，則丟棄該數(shù)據(jù)包。