[發(fā)明專利]一種基于彈性標(biāo)簽的重路由方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610042369.8
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105704021B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉哲;李同標(biāo);高先明;管劍波;劉志雄;劉亞萍;陳琳;陳曉梅;廖海寧;陳科
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H04L12/707
• 分類號: H04L12/707;H04L12/723;H04L12/24
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清

一種基于彈性標(biāo)簽的重路由方法，其步驟為：S1：為主路徑上的每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)建立下游相鄰節(jié)點(diǎn)故障感應(yīng)機(jī)制；S2：重新定義標(biāo)簽；S3：當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包并且發(fā)現(xiàn)下一跳節(jié)點(diǎn)正常工作，直接查找標(biāo)簽庫，根據(jù)結(jié)果做出處理；S4：當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包并且發(fā)現(xiàn)下一跳節(jié)點(diǎn)接口down或者步驟S3中查找標(biāo)簽庫失敗，對入標(biāo)簽進(jìn)行重映射，重新查找新的出標(biāo)簽和出接口，如查找成功且出標(biāo)簽和出接口有效，報(bào)文自動繞過故障點(diǎn)，通過新的路徑轉(zhuǎn)發(fā)，否則進(jìn)入步驟S5；S5：對報(bào)文的入進(jìn)行標(biāo)簽重映射后，在標(biāo)簽庫中查找標(biāo)簽失敗或者出標(biāo)簽或出接口無效，將報(bào)文回流到上游節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明具有原理簡單、效率高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到路由技術(shù)領(lǐng)域，特指一種基于彈性標(biāo)簽的重路由方法。

背景技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)的可靠性保證是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)，即在網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)，最大程度的縮短故障恢復(fù)時(shí)間，保證上層應(yīng)用的正常進(jìn)行。故障恢復(fù)時(shí)間過大將造成路由器緩存無效數(shù)據(jù)增多，造成網(wǎng)絡(luò)擁塞?？煽啃员ＷC被認(rèn)為是衡量網(wǎng)絡(luò)好壞的重要度量值之一。一個(gè)保證可靠性的網(wǎng)絡(luò)在發(fā)生故障時(shí)，業(yè)務(wù)報(bào)文應(yīng)該能繞過故障節(jié)點(diǎn)，經(jīng)由其他節(jié)點(diǎn)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自我修復(fù)故障功能，這一過程對于上層應(yīng)用是透明的。具體來講，應(yīng)該是網(wǎng)絡(luò)在某一鏈路或者結(jié)點(diǎn)失效后，能夠?qū)⒘髁靠焖俚那袚Q至備用上，使得業(yè)務(wù)報(bào)文能夠正常的進(jìn)行傳輸，并且盡量減少業(yè)務(wù)報(bào)文的丟失。

備用路徑可以在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障前計(jì)算，也可以在發(fā)生故障后再計(jì)算，分別對應(yīng)于快速重路由技術(shù)和重路由技術(shù)。重路由技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，局部排除故障節(jié)點(diǎn)，然后利用SPF(Shortest Path First，最短路徑優(yōu)先)算法計(jì)算出最短路徑，而對于一些對帶寬有特殊要求的應(yīng)用，不一定能計(jì)算出符合要求的路徑，因此對于有服務(wù)質(zhì)量要求的應(yīng)用來說，一般采用快速重路由技術(shù)。

目前快速重路由故障恢復(fù)方案主要是基于MPLS實(shí)現(xiàn)，經(jīng)典模型有Makam模型、Haskin模型、Hundessa模型等。Makam模型是一種提供路徑保護(hù)的模型，其核心思想是在數(shù)據(jù)傳輸前預(yù)先建立兩條路徑，主路徑和備用路徑，如果主路徑某結(jié)點(diǎn)或者鏈路出現(xiàn)故障，故障節(jié)點(diǎn)的上一跳節(jié)點(diǎn)向其上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送故障信號，同時(shí)各個(gè)節(jié)點(diǎn)依次向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)出故障信號，PIL（Path Ingress Label Switch Router）收到故障信號后，將后續(xù)業(yè)務(wù)流量切換至備用路徑，這個(gè)過程會造成大量丟包。Haskin模型和Makam模型的思想類似，不同的是Haskin模型在主路徑某結(jié)點(diǎn)或者鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，采用回流的方式，將業(yè)務(wù)報(bào)文送回PIL（Path Ingress Label Switch Router），然后再由PIL將流量切換至備用路徑，這樣減少了丟包，但會有大量的報(bào)文失序，同時(shí)由于大量數(shù)據(jù)包回流至PIL，因此網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)時(shí)間較大。Hundessa模型對Haskin模型進(jìn)行了一定的優(yōu)化，其思想是在每個(gè)結(jié)點(diǎn)都增加緩沖區(qū)，當(dāng)主路徑發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，故障節(jié)點(diǎn)的上游節(jié)點(diǎn)檢測到故障，向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送故障信號，上游節(jié)點(diǎn)收到故障信號后，停止發(fā)生報(bào)文，并將報(bào)文存儲在節(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)中，當(dāng)故障信號到達(dá)PIL后，所有緩沖區(qū)的報(bào)文依次向上游節(jié)點(diǎn)返回，當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)中的報(bào)文都返回到PIL后在一同發(fā)到備份路徑中。Hundessa模型可以阻止業(yè)務(wù)報(bào)文繼續(xù)傳送到發(fā)生故障的鏈路上，同時(shí)，由于報(bào)文從下游節(jié)點(diǎn)依次傳回流到上游節(jié)點(diǎn)，可以解決報(bào)文失序問題，但是如果主路徑較長，報(bào)文從下游節(jié)點(diǎn)返回到PIL會很耗時(shí)，故障恢復(fù)時(shí)間較長。

綜上所述，現(xiàn)有的快速重路由故障恢復(fù)方案雖然可以一定程度上解決網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)故障問題，但是都有各自的缺陷。Makam模型在將流量切換到備份路徑的過程中會造成大量丟包；Haskin模型雖然沒有丟包問題，但是會造成報(bào)文失序；Hundessa模型可以解決丟包和報(bào)文失序問題，但是當(dāng)主路徑較長時(shí)，故障恢復(fù)性能較低。未來大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)將面臨更復(fù)雜的環(huán)境，同時(shí)對網(wǎng)絡(luò)性能要求更高，因此需要更有效的網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種原理簡單、效率高、可靠性好的基于彈性標(biāo)簽的重路由方法。