[發明專利]IP網絡中基于K-Shell算法的主動式故障快速重路由方法

在審

• 申請號: 201810564787.2
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108768847A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 李培巒;張治學;李沛諭;陳曦;范志輝;王輝;劉新源
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: H04L12/707
• 分類號: H04L12/707;H04L12/703;H04L12/721;H04L12/751
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 宋晨煒

IP網絡中基于K?Shell算法的主動式故障快速重路由方法，包括：S1、利用K?Shell算法對所有節點進行分解，得到多層核心節點，每層核心節點的數量為若干個；S2、根據節點間的關聯性計算每個核心節點所有的鄰居節點對其的貢獻度；S3、根據所有節點的貢獻度計算每個核心節點的重要度；S4、按照重要度從大到小的順序對所有核心節點進行排列，得到核心節點序列；S5、從核心節點序列中選取若干個作為關鍵節點；S6、創建備份拓撲，備份拓撲中每個關鍵節點都鄰接有多個受保護鏈路；S7、使用MRC算法對除關鍵節點之外的普通節點進行鏈路保護。本發明能夠有效解決網絡中單個鏈路或節點的故障問題、節約網絡存儲資源和與路由重收斂后得到的最短路徑長度相差也較小。

技術領域

本發明涉及互聯網通信技術領域，具體的說是IP網絡中基于K-Shell算法的主動式故障快速重路由方法。

背景技術

隨著對時延和丟包敏感的實時業務的大規模普及，用戶對網絡性能的要求也變得越來越嚴格。對于IP電話、流媒體、網游以及遠程視頻會議等實時業務來說，丟包或長延時都將明顯的降低它們的性能甚至造成業務中斷。因此如何避免丟包以及降低時延已經成為網絡運營商不得不面對的一個問題。由于商用IP網絡對服務質量的要求嚴格，所以必須能夠在失效發生時及時地重路由數據包。通過更改協議參數的方法最多也就只能夠把收斂時間壓縮到亞秒級，仍然無法滿足要求。所以要想加快失效后的恢復速度，必須發展新的技術。采用這種新技術的路由器需要具有提前為它們的鄰接節點或鏈路的失效準備好備份路由或者臨時快速的計算備份路的能力。當發生失效后，這些路由器只需要把受到影響的數據包按照規定好的相應的備份路送出去就能夠快速的恢復業務的轉發。

IP快速重路由技術的設計初衷就是為了實現網絡故障時的快速恢復問題，其主要思想就是在IP網絡中提前計算并記錄好備份路徑，當出現網絡組件故障時就把受到影響的業務使用預定好的備用路徑進行下一步的轉發。IP快速重路由技術能夠最大程度上的實現網絡出現故障時的快速恢復，從而提高網絡傳輸的穩定性和安全性。

當網絡中出現故障時，根據故障的不同類別使用快速重路由技術進行故障恢復時，能夠將主動式的快速重路由技術分為兩類：基于保護備份拓撲和基于保護備份路徑。基于備份路徑的原理較為簡單，現有協議無需進行大量修改，通常是用于保護網絡中的小部分重要組件。而使用基于保護備份拓撲的方案時情況就較為復雜，但是具有能夠保護到該網絡中所有節點和鏈路等設備。

IP快速重路由技術的基本思路和原理如下。

如圖1所示，在網絡正常運行的情況下，此時網絡中不存在失效。當一個數據包需要從節點A發送到節點E時所途經轉發的路線應該是是A-D-E。正常情況下沒有配置IP快速重路由技術時A的下一跳節點應當是節點D，從節點A到目標節點E的可用路徑只有這一條；當在次網絡環境中配置上IP快速重路由技術后，如圖2所示，此時節點A的路由表中會提前通過計算并存儲好一條備用路線A-B-C-D-E。當鏈路A-D出現故障時，因檢測到產生失效，就會立刻從原始路徑切換至至備用路徑上進行正常的轉發。在配置IP快速重路由技術的后能把失效恢復速度能夠壓縮到毫秒級，最大程度上保證了業務的不中斷傳輸。