[發明專利]一種適用于園區網的扁平單播路由方法

有效

• 申請號: 201611085243.5
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106789643B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 王寶生;鄧文平;高先明;蘇金樹;陳曙暉;彭偉;酈蘇丹;陶靜;王宏;唐竹
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;H04L12/741
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪

1.一種適用于園區網的扁平單播路由方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步、構建適用于園區網的扁平單播路由系統：

按照園區網規劃連接入口交換機、出口交換機、中間交換機以及終端，每臺交換機配置一個交換機標識，確保交換機標識在園區網中是唯一的，每臺終端配置一個終端標識即終端的地址，確保終端標識在園區網中是唯一的；

終端與入口交換機直連；入口交換機是與終端直連的交換機，與終端、中間交換機相連；中間交換機是部署于入口交換機和出口交換機的交換機，不與終端直連；出口交換機是與骨干網中接入路由器相連的交換機；

終端是固定終端或移動終端，終端除安裝有操作系統之外，還安裝有終端扁平單播路由協議軟件，終端扁平單播路由協議軟件由接入注冊模塊、鏈路管理模塊組成；接入注冊模塊向入口交換機提交終端的注冊請求，鏈路管理模塊通過檢測終端中網絡接口的狀態來管理自身網絡接口的功能；網絡接口狀態包括上線、下線和已注冊三種；

入口交換機安裝有第一交換機扁平單播路由協議軟件，第一交換機扁平單播路由協議軟件包括路由計算模塊、終端注冊管理模塊、接口表、標識表和轉發表；路由計算模塊從與入口交換機直連的交換機接收鏈路狀態通告報文即LSA報文，根據路由算法計算報文轉發的下一跳的交換機接口號，并將交換機標識和下一跳交換機的接口號存入轉發表，同時將LSA報文廣播到與其直連的交換機；終端注冊管理模塊從與入口交換機相連的終端接收注冊請求，向終端發送注冊應答，將終端的標識和終端所接入口交換機接口間映射表項存儲到接口表；終端注冊管理模塊同時將終端標識和終端所接入口交換機標識的映射表項一方面存儲到標識表，一方面廣播至網絡中；接口表有N項，每個表項記錄終端標識和入口交換機的接口號，第一交換機扁平單播路由協議軟件以終端標識作為關鍵字來操作接口表，N為與入口交換機連接的終端的個數；標識表用于保存終端標識和終端所接入口交換機標識的映射表項，也包括N項，每項記錄終端標識和入口交換機標識，第一交換機扁平單播路由協議軟件以終端標識作為關鍵字來操作標識表；轉發表由交換機標識和下一跳的接口號兩部分組成，根據交換機標識作為關鍵字來操作轉發表；

出口交換機和中間交換機部署有第二交換機扁平單播路由協議軟件，第二交換機扁平單播路由協議軟件相比第一交換機扁平單播路由協議軟件只是缺少了終端注冊管理模塊和接口表，其路由計算模塊從與其直連的交換機接收LSA報文：一方面，根據路由算法計算報文轉發的下一跳的接口號，將報文轉發到下一跳交換機，并將交換機標識和下一跳交換機的接口號存入轉發表；另一方面，將LSA報文中攜帶的終端標識和入口交換機標識存入到標識表中；標識表與入口交換機中標識表內容相同；轉發表由交換機標識和下一跳的接口號兩部分組成；

擴展IS-IS協議中LSA報文消息，在LSA報文消息尾部增加終端標識TLV字段和入口交換機標識TLV字段；

第二步、終端按步驟2.1執行終端扁平單播路由協議，并行地，入口交換機按步驟2.2執行第一交換機扁平單播路由協議，同時中間交換機和出口交換機按步驟2.3執行第二交換機扁平單播路由協議：

2.1終端執行終端扁平單播路由協議，方法是：

2.1.1鏈路管理模塊監聽接口狀態，如果接口狀態是上線，將接口上線狀態通告給接入注冊模塊，跳轉至步驟2.1.2；如果接口狀態是下線或已注冊，跳轉至步驟2.1.1；

2.1.2接入注冊模塊接收鏈路管理模塊通告的接口上線狀態，向鏈路管理模塊通告應答消息，表明接入注冊模塊已獲知接口上線狀態，接入注冊模塊向入口交換機發送包含終端的32位標識信息的注冊請求；

2.1.3接入注冊模塊不斷檢測是否從入口交換機終端注冊管理模塊接收到注冊應答，若收到注冊應答，則將注冊應答發送給鏈路管理模塊，轉2.1.4；若未收到注冊應答，則轉2.1.3不斷檢測；

2.1.4鏈路管理模塊將接口狀態改為已注冊并將接口狀態發送給接入注冊模塊；

2.1.5接入注冊模塊向入口交換機發送數據報文；

2.2入口交換機執行第一交換機扁平單播路由協議：

2.2.1入口交換機接口從終端接收到報文，若報文類型是終端注冊請求，將注冊請求傳遞給注冊管理模塊，執行步驟2.2.2；若報文類型是LSA報文，將報文傳遞給路由計算模塊，跳轉至步驟2.2.4；否則，報文類型是數據報文，將報文傳遞給路由計算模塊，跳轉至步驟2.2.3；

2.2.2終端注冊管理模塊從終端接收注冊請求，更新接口表、標識表，并向網絡廣播LSA報文以及向終端發注冊應答，跳轉至步驟2.2.1；

2.2.3路由計算模塊接收數據報文，按以下方法進行數據報文的轉發處理：

2.2.3.1路由計算模塊以數據報文中目的地址為關鍵字查詢標識表，如果查詢結果為空，表明報文被發送至其他園區網，跳轉至步驟2.2.3.3；如果在標識表中查詢到入口交換機標識，跳轉至步驟2.2.3.2；

2.2.3.2路由計算模塊查詢標識表中入口交換機標識是否等于交換機自身標識：如果不相等，表明報文是要發送至其他入口交換機，執行步驟2.2.3.3；否則，表明報文是要發送至與該交換機相連的終端，跳轉至步驟2.2.3.4；

2.2.3.3路由計算模塊以入口交換機標識為關鍵字查詢轉發表，查找到下一跳交換機的接口號，將報文通過該接口號轉發至下一交換機，并跳轉至步驟2.2.3.6；

2.2.3.4路由計算模塊以目的地址繼續查詢接口表，如果查詢結果為空，丟棄報文，跳轉至步驟2.2.3.6；否則，將報文根據在接口表查到的入口交換機的接口號轉發到目的終端，此時該入口交換機就是與目的終端相連的出口交換機，執行步驟2.2.3.5；

2.2.3.5目的終端從出口交換機接收報文；

2.2.3.6入口交換機的數據報文轉發流程結束，跳轉至步驟2.2.1；

2.2.4路由計算模塊接收LSA報文，更新標識表和轉發表，并將LSA報文廣播至與其直連的交換機，跳轉至步驟2.2.1；

2.3中間交換機和出口交換機并行執行第二交換機扁平單播路由協議：

2.3.1中間交換機或出口交換機接口從與之相連的上一跳交換機接收到報文，若報文是LSA報文，將報文傳遞給路由計算模塊，跳轉至步驟2.3.3；否則表明報文是數據報文，將報文傳遞給路由計算模塊，跳轉至步驟2.3.2；

2.3.2路由計算模塊接收到數據報文，按以下方法進行數據報文的轉發處理：

2.3.2.1路由計算模塊以數據報文中目的地址為關鍵字查詢標識表，如果查詢結果為空，表明報文需被發送至其他園區網，跳轉至步驟2.3.2.3；如果在標識表中查詢到入口交換機標識，跳轉至步驟2.3.2.2；

2.3.2.2路由計算模塊查詢標識表中入口交換機標識是否等于交換機自身標識：如果不相等，表明報文是要發送至其他入口交換機，執行步驟2.3.2.3；否則，表明報文目的標識錯誤，丟棄該報文，跳轉至步驟2.3.2.4；

2.3.2.3路由計算模塊以入口交換機標識為關鍵字查詢轉發表，若在轉發表中找到下一跳交換機的接口號，則將報文通過該接口轉發至下一交換機,跳轉至步驟2.3.2.4；若在轉發表中未找到下一跳交換機的接口號，則丟棄該報文,跳轉至步驟2.3.2.4；

2.3.2.4中間交換機或出口交換機的數據報文轉發流程結束，跳轉至步驟2.3.1；

2.3.3路由計算模塊接收到LSA報文，更新標識表和轉發表，將報文廣播至與其直連的交換機，跳轉至步驟2.3.1。