[發明專利]一種路由網絡及其節點轉發能力共享方法

在審

• 申請號: 201410242787.2
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104009914A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 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: H04L12/701
• 分類號: H04L12/701;H04L29/08
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

技術領域

本發明涉及計算機與通信網絡技術以及云計算技術領域，具體地說，本發明涉及一種路由網絡及其節點轉發能力共享方法。

背景技術

隨著互聯網用戶以數千萬到數十億規模的擴張，路由數據傳輸量呈超線性增長。近年來，云計算技術將IT資源、數據、應用作為服務整合進互聯網后，海量的信息傳輸需求更是對以電互聯技術為基礎的傳統網絡在數據交換規模、交換容量、交換速度方面提出了更嚴峻的考驗。當電子設備逐步達到其物理極限時，光網絡以其幾乎無限的帶寬拓展潛力，迅速成為互聯網物理層的主流傳輸技術，然而，光緩存還有關鍵的技術瓶頸難以解決，這導致自光網絡成為數據傳輸的主流技術以來，網絡節點的數據處理能力便一直遠落后于節點間的傳輸能力。進入云計算時代后，各類網絡域間、域內的數據交互更是大幅增長，給網絡節點的數據處理能力，尤其是路由處理能力帶來很大的挑戰。

偏射路由是在無緩存的光網絡中發生路由競爭時可采用的解決方案之一，它最早由Baran在上世紀60年代提出，但直至光網絡成為支撐技術，傳輸能力遠遠超越處理能力后，這一路由算法才有了實用價值。在偏射路由中，當分組在競爭同一端口無法同時進行正確轉發時，便將其路由到另一個輸出端口，通過其他路徑到達目的節點。傳統偏射路由也稱為“熱土豆路由”，當多個數據分組到達某一路由節點，由于出口帶寬或節點處理能力受限，當前節點將暫時不能路由處理的分組經任一空閑端口發送至下一個節點，由下一個節點進行路由處理，從而實現了節點轉發能力共享。然而這種方案下，偏射分組將一直在網絡中傳遞，直至得到某個空閑節點的處理。在重負荷網絡流量的狀態下，如果所有的路由節點都處于忙狀態，那么一直得不到處理的偏射分組只能在網絡中無限游弋，這一情況稱之為“活鎖現象”，“活鎖現象”可能占用大量的網路資源，惡化網絡處理能力。如附圖1所示，網絡中包括R₀、R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R_e等節點，偏射數據流T需要從節點R₀傳輸到目的節點R_e。而該網絡中，節點R₁至目的節點R_e的只有唯一的線路，這樣節點R₁至目的節點R_e就存在處理和傳輸瓶頸時，如果采用傳統偏射路由技術，網絡中所產生的四個偏射數據流T1、T2、T3、T4在到達節點R₁時，均難以從節點R₁傳輸至目的節點R_e，結果只能回到缺省路徑上繼續游弋，這種偏射數據流在網路內無限游弋將與正常路由流量進行競爭，進一步惡化網絡的處理能力。

在無緩存的光網絡如OBS(光突發交換)網絡中，某些偏射路由技術針對“活鎖現象”做了一些改進，如“次短路徑偏射”技術，它對偏射流量的轉發次數做了一定限制，能在一定程度上抑制“活鎖現象”。然而，這種偏射路徑改進方式需要服務器對分組進行“次短路由”查找，“次短路由”查找本身也是一種路由處理，它會顯著增加數據的時延，不適用于當前電域交換、處理，光域傳輸的網絡架構。

因此，當前迫切需要一種既能避免“活鎖現象”，又能減少數據時延的偏射路由方法。

發明內容

本發明的任務是提供一種既能支持節點轉發能力共享，又能避免“活鎖現象”且減少數據時延的路由解決方案。

本發明提供了一種路由網絡，包括：互聯的多個偏射路由節點，每個所述偏射路由節點存儲云路徑，所述云路徑的長度不超過預設的閾值且每條云路徑各自對應該偏射路由節點的唯一輸入端口；

每個所述偏射路由節點用于在本地有空閑路由資源時對當前偏射數據流進行路由處理，在本地沒有空閑路由資源時，判斷自身是否為當前偏射數據流所屬的云路徑的末端節點，如果是，則阻塞當前偏射數據流，如果否，則將當前偏射數據流直接轉發至相應云路徑中的下一跳節點。

其中，所述偏射路由節點還用于在其當前的路由處理能力低于當前的路由數據流的入口流量時，將部分路由數據流調制為偏射數據流并將其轉發至相應云路徑中的下一跳節點。

其中，所述偏射路由節點用于根據偏射數據流所對應的輸入端口，確定哪條云路徑是該偏射數據流所屬的云路徑。