專利名稱：轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)中的路由操作，特別涉及基于網(wǎng)絡(luò)拓樸分析的轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點選取方法和裝置。
背景技術(shù)：
隨著規(guī)模的擴張和應(yīng)用的豐富，因特網(wǎng)逐漸面臨服務(wù)質(zhì)量(Qos)、網(wǎng)絡(luò) 擁塞和安全等諸多問題。例如，在1995年，Paxson等人就開始對方興未 艾的Internet網(wǎng)的路由性能進行了統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)大約存在 3.3%的嚴重路由故障率。而Labovitz等人在1997年至2000年的統(tǒng)計表 明，現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)中10%的路由器的可靠性小于95%， 65%的路由器可靠性 小于99.9%，且故障恢復(fù)時間長達15分鐘之久，40%以上的路由失效甚至 需要30分鐘以上才能恢復(fù)正常。為了增強網(wǎng)絡(luò)的抗毀能力，解決互聯(lián)網(wǎng) 結(jié)構(gòu)僵化所造成的嚴重問題，業(yè)界一直以來都在不斷地提出一些新的IP 路由技術(shù)，比如節(jié)點(鏈路)的冗余備份、Multi-homing等，但是這些技 術(shù)很難在實際的IP網(wǎng)絡(luò)中部署和使用。
近年來，研究者們提出采用在協(xié)議層架設(shè)覆蓋網(wǎng)(Overlay)的方式，來 繞過某些低效的BGP路徑以提升端到端的連接性能，縮短故障恢復(fù)時間。 所謂的覆蓋網(wǎng)是在現(xiàn)有因特網(wǎng)上構(gòu)建一個完全位于應(yīng)用層的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即 在IPv4底層網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上通過節(jié)點之間單插^幾制將主機兩兩連接起來， 形成一個虛擬、獨立的網(wǎng)絡(luò)。它存在于因特網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用程序之間， 利用ISP (Internet Service Provider,因特網(wǎng)服務(wù)提供商)提供的服務(wù)來向 其用戶提供更加優(yōu)化的服務(wù)。可以認為，覆蓋網(wǎng)是分布在因特網(wǎng)上的一組 提供服務(wù)的終端主機的集合，它們?yōu)橐粋€或多個應(yīng)用程序提供下層的傳輸 基礎(chǔ)設(shè)施，并在某種程度上處理和轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)。覆蓋網(wǎng)主要包括 兩個部分，分別為覆蓋網(wǎng)節(jié)點和邏輯鏈路。覆蓋網(wǎng)節(jié)點可以是各種網(wǎng)絡(luò)功 能節(jié)點，如路由器、服務(wù)器等，甚至可以是終端，這些節(jié)點通常具有路由、 數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)保存等功能；而邏輯鏈路是由底層網(wǎng)絡(luò)組成，通常對應(yīng)底 層的一條或多條物理路徑。在Detour和RON等典型的Overlay技術(shù)中，研究者們已通過建設(shè)相應(yīng)的實驗網(wǎng)，驗證了采用Overlay網(wǎng)絡(luò)相對BGP在 快速響應(yīng)、故障恢復(fù)、業(yè)務(wù)QoS保證等方面的巨大優(yōu)勢。
覆蓋網(wǎng)的主要功能之一是實現(xiàn)對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)化，而實現(xiàn)覆蓋網(wǎng) 傳輸優(yōu)化的關(guān)鍵就是其路由方式?；趯ΜF(xiàn)有路由覆蓋網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案的分 析，最常見的覆蓋網(wǎng)路由傳輸方式是基于選取轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點繞路路由的方式。 這種路由方式主要釆用了中繼轉(zhuǎn)發(fā)路由的技術(shù)，即數(shù)據(jù)發(fā)送方把數(shù)據(jù)包發(fā) 給轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，然后轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點將數(shù)據(jù)包中繼給數(shù)據(jù)接收方，從而構(gòu)造相應(yīng)的 Overlay路徑。已有研究發(fā)現(xiàn)2-跳的Overlay路徑提供的傳輸性能、可靠性 及路徑多樣程度(path diversity)與多跳Overlay路徑提供的近似，因此大 多數(shù)覆蓋網(wǎng)出于簡便和易于實現(xiàn)(不需要通過覆蓋網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)非常復(fù)雜的 路由機制)的目的，均采用這種經(jīng)過一個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的2-跳覆蓋網(wǎng)路徑。
對于這樣的繞路路由構(gòu)建方案，決定其所構(gòu)建路由的質(zhì)量的一個核心 因素就是轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的選擇是否恰當。現(xiàn)有的大多數(shù)的Overlay網(wǎng)絡(luò)都是基 于覆蓋網(wǎng)自身的Overlay結(jié)構(gòu)進行轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的選取和備用路徑的構(gòu)建。比 如，在參考文獻1 "D. Andersen, H. Balakrishnan, M. Kaashoek, and R. Morris.Resilient Overlay Networks. In Proc. of the 18th Symposium on Operating System Principles, Banff, Canada, October 2001"中，RON對路徑 性能進行探測，基于探測結(jié)果進行路徑篩選；而在參考文獻2 "C. Cheng， Y. Huan, H. Kung， C. Wu. Path probing relay routing for achieving high end-to-end performance. GLOBECOM 2004"中，Cheng提出了使用隨機搜 索的算法來發(fā)現(xiàn)可用的替換路徑。上述算法在實現(xiàn)路徑選取時，都只是基 于對Overlay路徑的分析，由于缺乏對底層網(wǎng)絡(luò)拓樸信息的分析和利用， 使得Overlay網(wǎng)絡(luò)中所使用的備用路徑與默認底層IP路徑所使用的物理鏈 路或路由器具有關(guān)聯(lián)性，即備用路徑可能會與默認路徑同時失效，因此實 際運行中所遇到的路徑故障大約有40- 50%無法在此類Overlay網(wǎng)絡(luò)中避 免。基于上述原因，在覆蓋網(wǎng)中選擇鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點時，應(yīng)當充分考慮底層 網(wǎng)絡(luò)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所構(gòu)建的備用路 徑與默認路徑存在相關(guān)性的缺陷，從而提供一種鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的選擇方 法。本發(fā)明的另一個目的是提供一種鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的選擇裝置。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法，用于在包 括服務(wù)節(jié)點、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點和用戶節(jié)點的覆蓋網(wǎng)上為源用戶節(jié)點選取合適的轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點以構(gòu)建從源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的備用路徑，該方法包括
步驟1)、根據(jù)源用戶節(jié)點的位置和該源用戶節(jié)點所在網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)
構(gòu)，采用BFBB算法選取該源用戶節(jié)點的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；其中，
所述BFBB算法在對網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的每個節(jié)點計算FSRI指標值后， 調(diào)用廣度優(yōu)先算法選取所述網(wǎng)絡(luò)拓樸圖上FSRI值大于所述源用戶節(jié)點的 FSRI值的節(jié)點作為候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，直到滿足對所述候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 的數(shù)目要求；若所選取的鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目小于所述的數(shù)目要求，則將 所述用戶節(jié)點的FSRI值減1后，重新利用廣度優(yōu)先算法選取候選鄰居轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點，直到滿足要求為止； 所述計算FSRI指標值包括 步驟a)、將一個變量curFSRI的值初始化為1;
步驟b)、在網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中查找當前度值為1的節(jié)點，將其FSRI指標 值置為所述變量curFSRI的值，刪除這些點及其依附的邊，并將這些點的 鄰居節(jié)點的當前度值減1;
步驟c )、若在網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的所有節(jié)點都已經(jīng)處理完畢，則結(jié)束操作；
步驟d)、若在網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中還存在未處理的節(jié)點，則從當前剩余節(jié)點 中選取所有原始度值乘積最小的相鄰節(jié)點對，刪除它們之間的連邊，降低 這些相鄰節(jié)點對的當前度值，重復(fù)本步驟的操作，直到出現(xiàn)當前度值為1 的節(jié)點后，將所述變量curFSRI的值后，重新執(zhí)行步驟b);
步驟2 )、檢測源用戶節(jié)點經(jīng)由所述候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到達目的用戶節(jié) 點的候選路徑與所述源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的默認路徑的相關(guān)性，將 相關(guān)性高的候選路徑所對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點從所述候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中刪除；
步驟3)、將源用戶節(jié)點經(jīng)由所述步驟2)得到的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到 達目的用戶節(jié)點的候選路徑做性能檢測以從所述的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進 一步選取轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
上述技術(shù)方案中，在所述的步驟l)之前，包括配置轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的步驟， 該步驟包括
預(yù)先部署轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；其中，
獲取網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)信息；基于所述拓樸結(jié)構(gòu)信息計算不同節(jié)點的FSRI值； 去除FSRI值最大和最小的部分節(jié)點，從剩余節(jié)點中選擇一定數(shù)量的 節(jié)點作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
上述技術(shù)方案中，所述的配置轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點步驟還包括； 由用戶節(jié)點提升轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；其中，
在用戶節(jié)點加入所述覆蓋網(wǎng)時，所述服務(wù)節(jié)點向該用戶節(jié)點發(fā)送用戶 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點提升消息，請求對節(jié)點性能進行測量并進行初選；
在初選通過后，將性能指標值發(fā)送給服務(wù)節(jié)點進行復(fù)選，復(fù)選通過后， 將該用戶節(jié)點提升為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
上述技術(shù)方案中，在所述的步驟l)之前，還包括用戶節(jié)點加入所述 覆蓋網(wǎng)，更新網(wǎng)絡(luò)拓樸圖的步驟，該步驟包括
服務(wù)節(jié)點請求新加入的用戶節(jié)點進行網(wǎng)絡(luò)拓樸探測；
所述用戶節(jié)點構(gòu)造探測的目標地址列表，進行周期的拓樸探測，整合 拓樸探測結(jié)果后得到局部的拓樸所述服務(wù)節(jié)點整合從所述用戶節(jié)點得到的局部拓樸圖，生成全局拓樸圖。
上述技術(shù)方案中，還包括
步驟4 )、根據(jù)所選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點為源用戶節(jié)點和目的用戶節(jié)點構(gòu)建備 用路徑。
上述技術(shù)方案中，在所述的步驟l)中，所述的釆用BFBB算法選取 該用戶節(jié)點的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點包括
所述的源用戶節(jié)點根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓樸的局部視圖調(diào)用BFBB算法，得到相 應(yīng)的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
上述技術(shù)方案中，在所述的步驟l)中，所述的采用BFBB算法選取 該用戶節(jié)點的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點包括
所述的源用戶節(jié)點向覆蓋網(wǎng)中的服務(wù)節(jié)點發(fā)出選擇候選鄰居節(jié)點的 請求；
所述的服務(wù)節(jié)點根據(jù)所述源用戶節(jié)點所在網(wǎng)絡(luò)域的網(wǎng)絡(luò)拓樸的視圖 調(diào)用BFBB算法，得到相應(yīng)的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。 上述技術(shù)方案中，所述的步驟2)包括
步驟2-1-1 )、通過Traceroute獲取源用戶節(jié)點C2到目的用戶節(jié)點Cl 的所有2-跳Overlay備用路徑，用P(C2，C1)表示；步驟2-1-2)、通過每個候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點分別獲取路徑P(C2,Fi)和 P(巧，C1),進而得到P'(C2,Fi,Cl)二P(C2,Fi)uP(Fi,Cl)，其中Fj表示候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)
節(jié)點；
步驟2-1-3 )、對所有的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F,計算P(C2,Cl)與P(C2,Fj,Cl) 的交集，并將結(jié)果按升序做排列；
步驟2-1 -4 )、從排序結(jié)果中選取排序在前的若干個結(jié)果作為所要保留 的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
上述技術(shù)方案中，所述的步驟2)包括
步驟2-2-1)、從用戶節(jié)點C2所在的AS作為起點，在AS拓樸上運行 廣度優(yōu)先算法，直到為C2選取的所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的AS都被遍歷過之后， 隨機選取N個AS,從每個AS中隨才幾選取M個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為目標主才幾， 存入Dests中；
步驟2-2-2)、對每個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F，在Dests集合中，循環(huán)地探測用戶 節(jié)點經(jīng)過F到達每個目標主機的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，與用戶節(jié)點直接到達目標主機 的默認路徑重疊的路由器數(shù)目，存入用于表示經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F到達目的主 機的路徑與默認路徑重疊的路由器數(shù)目的FdOLPN中，用這個值除以默認路 徑的比值存入用于表示經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F到達目的主機的路徑和默認路徑重
疊的路由器數(shù)目與原始路徑長度的比值的FdOLPR中，重復(fù)執(zhí)行本步驟，直
到完成所有的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的測量和計算；
步驟2-2-3)、求一個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F的FdoLPR的均值E(F亂pR)，所得到的 結(jié)果為用于表示轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F構(gòu)成的備用路徑與默認路徑的近似重疊概率的 PAPO指標，若該指標大于第一閾值，則刪除該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，然后重復(fù)執(zhí)行 本步驟，直到處理完所有的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；
步驟2-2-4)、依據(jù)所述的FdQLPN值計算每2個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點之間的 C0V(Xd0LPN,Yd0LPN)得到PPS指標，若該指標大于第二閾值，則刪除其中一 個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點后，重復(fù)執(zhí)行本步驟，直到處理完所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點對后，結(jié)束操
作；其中，
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其中，d表示目標主機，Dests表示目標主機集合，OP表示用戶到目 標主機的默認路徑數(shù)，E表示期望，STD表示方差，Cov(X，Y)表示協(xié)方差。
上述技術(shù)方案中，在所述的步驟3)中，所述的性能檢測包括延時、 抖動、丟包率、可用帶寬的檢測。
本發(fā)明還提供了一種轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取裝置，用于在包括服務(wù)節(jié)點、轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點和用戶節(jié)點的覆蓋網(wǎng)上為源用戶節(jié)點選取合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建從 源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的備用路徑，該裝置包括候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選 取模塊、路徑相關(guān)性檢測模塊、性能檢測模塊；其中，
所述的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取模塊根據(jù)源用戶節(jié)點的位置和該用戶 節(jié)點所在網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)，采用BFBB算法選取該用戶節(jié)點的候選鄰居轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點；其中，
所述BFBB算法在對網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的每個節(jié)點計算FSRI指標值后， 調(diào)用廣度優(yōu)先算法選取所述網(wǎng)絡(luò)拓樸圖上FSRI值大于所述用戶節(jié)點的 FSRI值的節(jié)點作為候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，直到滿足對所述鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù) 目要求；若所選取的鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目小于所述的數(shù)目要求，則將所述 用戶節(jié)點的FSRI值減1后，重新利用廣度優(yōu)先算法選取候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點，直到滿足要求為止；
所述計算FSRI指標值包括
步驟a)、將一個變量curFSRI的值初始化為1;
步驟b)、在網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中查找當前度值為1的節(jié)點，將其FSRI指標 值置為所述變量curFSRI的值，刪除這些點及其依附的邊，并將這些點的 鄰居節(jié)點的當前度值減1;
步驟c )、若在網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的所有節(jié)點都已經(jīng)處理完畢，則結(jié)束操作；
步驟d)、若在網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中還存在未處理的節(jié)點，則從當前剩余節(jié)點 中選取所有原始度值乘積最小的相鄰節(jié)點對，刪除它們之間的連邊，降低 這些相鄰節(jié)點對的當前度值，重復(fù)本步驟的操作，直到出現(xiàn)當前度值為1 的節(jié)點后，將所述變量curFSRI的值后，重新執(zhí)行步驟b);
所述的路徑相關(guān)性檢測模塊檢測源用戶節(jié)點經(jīng)由所述候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到達目的用戶節(jié)點的候選路徑與所述源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的 默認路徑的相關(guān)性，將相關(guān)性高的候選路徑所對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點從所述候選 鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中刪除；
所述的性能檢測模塊將源用戶節(jié)點經(jīng)由所述路徑相關(guān)性檢測模塊得 到的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到達目的用戶節(jié)點的候選路徑做性能檢測以從所 述的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進一 步選取轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
本發(fā)明的優(yōu)點在于
本發(fā)明能夠有效降低所創(chuàng)建的Overlay路徑與默認原始路徑的重疊相 關(guān)度，可以顯著改善Overlay節(jié)點的探測強度，節(jié)省路徑建立的開銷。


圖1為覆蓋網(wǎng)的一個實例的示意圖2為對一個網(wǎng)絡(luò)拓樸圖做coreness分層的示意圖3為計算FSRI指標的流程圖4為為網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的節(jié)點所構(gòu)造的四元組鄰接表的示意圖； 圖5為對圖2所示網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的各個節(jié)點計算FSRI值后的結(jié)果示 意圖6為本發(fā)明的基于網(wǎng)絡(luò)拓樸分析的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法的流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進 一 步說明。 在本發(fā)明中，所涉及的覆蓋網(wǎng)可以應(yīng)用在多種類型的網(wǎng)絡(luò)，如P2P網(wǎng) 絡(luò)、CDN網(wǎng)絡(luò)以及各種Overlay網(wǎng)絡(luò)，如RON、 QRON、 NIRA.OverQos 等。在下面的實施例中，所涉及的覆蓋網(wǎng)不限于具體的網(wǎng)絡(luò)類型，可在前 面所提到的各種網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用。
在覆蓋網(wǎng)中，組成網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點可以分為三種類型，分別為服務(wù)節(jié) 點、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點和用戶節(jié)點。其中的服務(wù)節(jié)點用于向用戶提供服務(wù)。服務(wù)節(jié) 點全部由系統(tǒng)運營商部署，這些節(jié)點按照一定的規(guī)則分散地部署在網(wǎng)絡(luò)的 各個域中，它們彼此之間相互連接以構(gòu)成系統(tǒng)的服務(wù)端。轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點用于向 用戶提供穩(wěn)定的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，或在系統(tǒng)啟動時啟動路由轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 可以全部由系統(tǒng)運營商預(yù)先部署，也可以由系統(tǒng)運營商預(yù)先部署一部份， 剩余的部分則由網(wǎng)絡(luò)中性能優(yōu)異的用戶節(jié)點提升為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。用戶節(jié)點是系統(tǒng)中接受路由優(yōu)化服務(wù)的客戶，這些節(jié)點不需要提前部署，但是在享受 系統(tǒng)服務(wù)之前，需要經(jīng)過注冊，用戶節(jié)點才算真正加入系統(tǒng)。在圖1中給 出了一個覆蓋網(wǎng)的實例，根據(jù)對網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點類型的上述劃分，可以將該網(wǎng)
絡(luò)分為用戶節(jié)點Cl、 C2，服務(wù)節(jié)點服務(wù)器001、服務(wù)器003，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 0F1、 OF2、 OF3、 OUFl、 OUF2、 OUF3等。此外，網(wǎng)絡(luò)中的R1、 R2等 代表網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)中的上述設(shè)備在AS1、 AS2、 AS3、 AS4、 AS5等不同的自 治域(AS)內(nèi)，不同的AS域通常由不同的ISP運營商運營。
在上述覆蓋網(wǎng)中，不同用戶節(jié)點間做數(shù)據(jù)通信時存在默認的路徑，但 這些默認路徑會由于各種各樣的原因而發(fā)生故障，因此需要采用本發(fā)明的 方法從網(wǎng)絡(luò)中選擇合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，從而得到最適合的備用路徑。在本發(fā) 明中，引入了 FSRI(Forwarder selection reference index,轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取參考 指標)指標、限界廣度優(yōu)先算法BFBB這些新的概念，并提出了一些新的算 法，以更好地選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。為了便于理解，在對轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的選擇過程做 詳細說明前，首先對本發(fā)明中所涉及到的概念或算法進行說明。
一、FSRI指標
在Overlay網(wǎng)絡(luò)中，為了使得最終構(gòu)造的備用路徑離散度更高、轉(zhuǎn)發(fā) 效率更高，在選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點時一般需要遵循一些原則。這些原則具體包括
1 、選擇介數(shù)(Betweenness )和度值大的節(jié)點作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點； Betweenness和度值是用來刻畫節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的中心性位置的值，值越大， 代表該節(jié)點越處在網(wǎng)絡(luò)的中心。在參考文獻3 "Freeman, L.C., Centrality in social networks: Conceptual clarification, Social Networks 1， 215-239， 1979" 中 對如何計算該值有詳細的說明。通過這一原則所選出的節(jié)點能夠衍生出更 加豐富的網(wǎng)絡(luò)路徑，以便轉(zhuǎn)發(fā)時路徑選取的空間更大。
2、選取那些適當靠近網(wǎng)絡(luò)中心，但不屬于網(wǎng)絡(luò)最中心的節(jié)點。在選 擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點時，處于網(wǎng)絡(luò)邊緣的節(jié)點所能夠造的備用路徑太少，而位于網(wǎng) 絡(luò)最中心的節(jié)點又由于與其連通的路徑太多，容易成為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)钠款i。 因此，要選擇適當靠近網(wǎng)絡(luò)中心，但又不屬于網(wǎng)絡(luò)最中心的節(jié)點作為轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點。本原則可以保證選出的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點構(gòu)造的備用路徑的平均長度較短， 轉(zhuǎn)發(fā)效率更高，同時也能夠避免產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)瓶頸。這一原則的使用可以通過 選擇核數(shù)(coreness )值較大的節(jié)點實現(xiàn)。coreness是用來刻畫網(wǎng)絡(luò)拓樸圖 層次'l"生的l旨才示，通過參考文獻4"A. Hamelin, J. Lgnacio, D. A. Luca, B. Alain and V. Alessandro. k-core decomposition: a tool for the visualization of largearxiv.org/abs/cs.NI/0511007, 2005"中所提供的方法， 可以將網(wǎng)絡(luò)拓樸圖分層，coreness值高的節(jié)點屬于網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點， coreness值低的節(jié)點屬于網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點，coreness越高，節(jié)點越靠近網(wǎng) 絡(luò)的中心。在圖2中給出了對一個網(wǎng)絡(luò)拓樸圖做coreness分層的示意圖， 當前度值為1的節(jié)點屬于第1層，當前度值為2的節(jié)點屬于第2層。需要 說明的是，此處以及本發(fā)明中所涉及的網(wǎng)絡(luò)拓樸圖可以是無權(quán)簡單圖，也 可以是任何有意義的加權(quán)有向圖。
本發(fā)明在參考上述兩個原則的基礎(chǔ)上，提出一個用于選取Overlay網(wǎng) 絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的指導(dǎo)性指標FSRI。 FSRI的計算方法類似于coreness的計算 方法，每個節(jié)點有自己的FSRI值。在計算FSRI時，從FSR卜1開始，每 次僅僅只刪除當前度值為1的節(jié)點及其所屬的邊，當沒有這樣的點時，就 通過刪除度值乘積最小的兩個節(jié)點之間的 一條邊來打破這個平衡，同時 FSRI自增，直到處理完所有的節(jié)點為止。
參考圖3， FSRI的具體計算方法包括以下步驟
步驟a、為網(wǎng)絡(luò)拓樸圖構(gòu)造一個四元組鄰接表，如圖4所示，表中的 一個記錄代表網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的一個節(jié)點，每個記錄包含4個表項節(jié)點標 號、原始度值、當前度值和指向鄰居單鏈表的指針，將表中當前度值初始 化為原始度值。
步驟b、將表中的各個節(jié)點按照原始度值的大小進行排序。 步驟c、將一個變量curFSRI做初始化，使其初始值為1。 步驟d、查找當前度值為l的節(jié)點，將其FSRI置為curFSRI，并從四 元組表中刪除這些點及其依附的邊，并同時將這些點的鄰居節(jié)點的當前度 值減l，重復(fù)上述操作直到?jīng)]有這樣的節(jié)點后，執(zhí)行下一步；
步驟e、判斷網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的所有節(jié)點是否都已經(jīng)處理完畢，如果都 已完畢，執(zhí)行步驟g，如果有未處理完的節(jié)點則執(zhí)行下一步。
步驟f、網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中尚有未處理的節(jié)點，且此時所有剩余節(jié)點的當 前度值都大于1。從當前剩余節(jié)點中選取所有原始度值乘積最小的相鄰節(jié) 點對，刪除它們之間的連邊，從而降低這些相鄰節(jié)點對的當前度值，如果 仍然沒有當前度值等于1的節(jié)點產(chǎn)生，則重復(fù)本步驟的上述操作直到產(chǎn)生 這樣的節(jié)點，然后把curFSRI值自增后重新執(zhí)行步驟d。
步驟g、計算出網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中所有節(jié)點的FSRI值后，停止運算。 本發(fā)明所提出的FSRI值既能夠兼顧節(jié)點Betweenness相對大小，又能
15夠?qū)oreness的劃分結(jié)果做進一步的細分，能夠很好地體現(xiàn)Overlay網(wǎng)絡(luò) 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的前述選取原則。例如，在圖5中給出了對圖2所示網(wǎng)絡(luò)拓樸圖 中的各個節(jié)點計算FSRI值后的結(jié)果，從圖中可以看出，F(xiàn)SRI比coreness 對一般的層次化明顯的圖形有更大的區(qū)分度，并能保證保留coreness對圖 的劃分結(jié)果。
二、 限界廣度優(yōu)先算法BFBB
限界廣度優(yōu)先算法BFBB是在FSRI指標的基礎(chǔ)上基于拓樸分析選取
轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的方法。該算法的基本流程如下
步驟A、對網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的每個節(jié)點計算FSRI指標的值。
步驟B、選擇網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的一個節(jié)點作為當前節(jié)點，在當前節(jié)點上
調(diào)用廣度優(yōu)先算法，選取FSRI值大于當前節(jié)點的FSRI的節(jié)點，根據(jù)用戶
所請求的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點數(shù)目N，選擇相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
步驟C、如果選擇所得到的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點數(shù)目不足N個，則將當前節(jié)點的
FSRI值減1后，重新執(zhí)行步驟B,直到選到足夠數(shù)目的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點為止。 步驟D、將查找到的這些轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點返回，算法結(jié)束。 以前面所提到的圖5為例，若將圖中的節(jié)點D作為當前節(jié)點，將N
的大小設(shè)為3，則選到的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點為C、 F和H,他們的FSRI分別為2、 2、
三、 路徑相關(guān)診斷算法
本發(fā)明在選取轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點從而構(gòu)造備用路徑的過程中，需要評價多個候 選備用路徑與默認路徑間的相關(guān)性，從而選擇最合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。因此， 需要對路徑相關(guān)性進行判斷。為了評判Overlay備用路徑的相關(guān)性本發(fā)明 提出了兩個指標路徑近似重疊度PAPO(path approximation overlay)和位 置才莫式相似度PPS(position pattern similarity)。 PAPO用于衡量轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點可 以構(gòu)造的路徑與默認路徑的相似度，PPS用于計算多條備用路徑之間的相 似度。PPS小的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點之間，在構(gòu)造備用路徑時，備用路徑之間相關(guān)度 較低，重疊可能性較小。PAPO小的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在為用戶構(gòu)造備用路徑時， 與默認路徑的相似度較低。
在路徑相關(guān)診斷算法中，需要計算PPS和PAPO指標，然后根據(jù)計算 結(jié)果做出相應(yīng)的判斷。為了說明的方便，先對該算法中所用到的幾個參數(shù) 的含義進行說明。
Dests:目標主才幾集合；OP(original paths):用戶到目標主機的默認路徑數(shù)；
XdOLPN(overlap number through forwarder x to d): 經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點x到達 目的主機d的路徑與默認路徑重疊的路由器數(shù)目；
XdOLPR(overlap rate through forwarder x to d):經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點x到達目的 主機d的路徑和默認路徑重疊的路由器數(shù)目與原始路徑長度的比值；
E(V)、 STD(V):變量V的期望和方差；
Cov(X，Y):變量X和Y的協(xié)方差。
路徑相關(guān)診斷算法的實現(xiàn)步驟如下
步驟l、從用戶節(jié)點U所在的AS作為起點，在AS拓樸上運行廣度 優(yōu)先算法，直到為U選取的所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的AS都被遍歷過之后，隨機選 取N (如15)個AS,從每個AS中隨機選取M (如2)個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為目 標主才幾，存入Dests中；
步驟2、對每個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F,在Dests集合中，循環(huán)地探測用戶節(jié)點經(jīng) 過F到達每個目標主機的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，與用戶節(jié)點直接到達目標主機的默認
路徑重疊的路由器數(shù)目，存入FdOLPN中，用這個值除以默認路徑的比值存
入FdoLPR中，重復(fù)執(zhí)行本步驟，直到完成所有的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的測量和計算； 步驟3、每個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F有兩個向量FdoLPN和FdOLPR。首先計算PAPO， 即每個F的FdoLPR的均值E(Fd0LPR)，這個值表示了該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點構(gòu)成的備用 路徑與默認路徑的近似重疊概率，如果E(FdowR)大于一預(yù)先指定的第一閾 值(該閾值的范圍在50%-100%之間，優(yōu)選80%)，表明重疊度太高，則刪 除該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，重復(fù)執(zhí)行本步驟3，直到處理完所有F;
步驟4、計算PPS,即依據(jù)FdoLPN值計算的每2個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點之間的 Cov(XdOLPN,YdOLPN),其計算公式如下
u尸(2 )
即n丄(z-柳)2
"尸rfsito ( 4 )
這個值表示了轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點X與Y構(gòu)成的備用路徑之間的相關(guān)度，如果C0V(XdOLPN，YdOLPN)大于預(yù)先指定的第二閾值(該閾值的范圍在0.5-1之間，
優(yōu)選0.9),表明相關(guān)度太高，刪除其中一個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，重復(fù)執(zhí)行本步驟，
直到處理完所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點對后，算法結(jié)束。 四、分布式轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點提升算法
本發(fā)明所涉及覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點可由用戶預(yù)先配置，也可由用戶 節(jié)點提升而成。 一個用戶節(jié)點只有滿足一定的條件才有可能為其他節(jié)點提
供轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，本發(fā)明為能夠提升為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的用戶節(jié)點設(shè)定如下標準
1、 不是私網(wǎng)節(jié)點；
2、 沒有放火墻；
3、 要有合適的操作系統(tǒng)，如采用Windows 95/98/ME操作系統(tǒng)或者是 Mac才喿作系統(tǒng)；
4、 要有穩(wěn)定的在線時間；
5、 要有足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬，包括上行帶寬和下行帶寬；
6、 要有高性能的處理器；
7、 要有豐富的RAM資源。
在上述標準中，前四項指標為必須滿足的硬性指標，而后面三項則可 以依據(jù)當前網(wǎng)絡(luò)中對轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點需求的緊迫度和已有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的性能進行調(diào) 節(jié)。本發(fā)明針對后三項指標給出了下面一個篩選指標
ThFwd =aBwd + / Bwu + 7C + 7M (5)
其中Bwd表示用戶節(jié)點的平均下載帶寬，Bwu表示用戶節(jié)點的平均上 傳帶寬，C表示用戶節(jié)點的處理器的處理能力，M表示RAM資源的大小， 而a,/ ,/,//表示加權(quán)系數(shù)，系數(shù)的大小可根據(jù)系統(tǒng)的運行情況或相關(guān)要求進行 調(diào)節(jié)。例如，當系統(tǒng)要求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點具有較大的平均下載帶寬時，可以適當增 大a的值，以增強下載帶寬指標在整個篩選指標中的比重。
在上述標準的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出了相應(yīng)的分布式轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點提升算法。 該算法包括兩個部分，分別在服務(wù)節(jié)點和用戶節(jié)點上運行。
在用戶節(jié)點上運行的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點提升算法包括
步驟l)、用戶節(jié)點首次啟動時獲取自身的靜態(tài)信息，如IP地址，操 作系統(tǒng)信息等。
步驟2 )、用戶節(jié)點對自身的IP地址是否為私網(wǎng)地址進行判斷，當IP 地址屬于私網(wǎng)地址時，用戶節(jié)點即退出轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點提升算法。
步驟3)、用戶節(jié)點對自身的操作系統(tǒng)是否符合標準進行判斷，當不符合標準時，用戶節(jié)點即退出轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點提升算法。
步驟4)、用戶節(jié)點判斷是否有放火墻，若存在放火墻，則退出轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點提升算法。
步驟5)、用戶節(jié)點向服務(wù)節(jié)點發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點申請消息，并請求當前的
轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點初選標準，同時啟動計時器以保存用戶節(jié)點在線時間信息。服務(wù) 節(jié)點所返回的初選標準包括篩選指標Th^d、用戶節(jié)點在線時間T以及加權(quán)
系數(shù)a，々,;(V7的具體取值。如果服務(wù)節(jié)點直接返回拒絕信息，則退出轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)
點提升算法。
步驟6)、在用戶節(jié)點上運行小型Benchmark進程，以測試用戶節(jié)點處 理器的處理能力C以及RAM資源的大小M。
步驟7)、在用戶節(jié)點上運行帶寬探測進程，測試用戶平均上傳帶寬 Bwu和下載帶寬Bwd。
步驟8 )、判斷用戶節(jié)點上的計時器所保存的用戶節(jié)點在線時間是否能 夠滿足初選標準中對用戶節(jié)點在線時間的規(guī)定，不滿足要求，則退出轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點提升算法。
步驟9)、根據(jù)步驟6)、步驟7)的的測試結(jié)果以及加權(quán)系數(shù)《，々工/7的 具體取值，采用前述公式(5)計算Th^的具體取值，然后將計算結(jié)果值與 步驟5)的初選標準中的篩選指標Th d進行比較，若不能滿足要求，則退出
轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點提升算法。
步驟IO)、將用戶節(jié)點的IP地址、ThFwd、 C、 Bwd、 Bwu、 M信息組
成轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點可行消息發(fā)送給服務(wù)節(jié)點。
步驟ll)、用戶節(jié)點接收到服務(wù)節(jié)點發(fā)送的提升成功消息后，啟動轉(zhuǎn) 發(fā)模塊以將自身提升為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，否則只是一般的用戶節(jié)點。
在服務(wù)節(jié)點上運行的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點提升算法包括
步驟l)、在一段時間后，服務(wù)節(jié)點對所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的信息進行統(tǒng)計， 將使用頻率最低的若干個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點刪除。
步驟2)、等待用戶節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點申請消息。
步驟3)、服務(wù)節(jié)點收到用戶節(jié)點發(fā)送的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點申請消息后，獲得該 用戶節(jié)點所在的AS,記錄該AS內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的利用率P以及所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 中Th^d的最大值MaxTh^d和平均值A(chǔ)vgTh^。將利用率P和第三閾值(如
20%)進行比較，若小于該閾值，則拒絕用戶節(jié)點的申請，然后返回步驟 2)，然后再將利用率P和第四閾值(如80%)進行比較，若小于該閾值，則將MaxThFwd作為前述的初選標準發(fā)送給用戶節(jié)點，否則將AvgThFwd作為前 述的初選標準發(fā)送給用戶節(jié)點。
步驟4)、服務(wù)節(jié)點收到用戶的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點可行消息后，再將AS內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點的利用率P與第五閾值(如80%)進行比較，如果利用率P大于該閾 值，說明覆蓋網(wǎng)對轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的需求很多，因此直接執(zhí)行下一步，否則，判 斷用戶節(jié)點的篩選指標Th^d在AS內(nèi)的所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中是否居前(如在前
20%),若是則執(zhí)行下一步，否則返回拒絕消息后執(zhí)行步驟2 )。
步驟5 )、將用戶節(jié)點設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點后，記錄信息，并返回接收消 息，然后執(zhí)行步驟2)。
通過上述操作即可實現(xiàn)用戶節(jié)點向轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的提升。 在對本發(fā)明中所涉及的FSRI指標、限界廣度優(yōu)先算法BFBB以及路 徑相關(guān)診斷算法、分布式轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點提升算法做如上說明后，下面繼續(xù)以圖 1為例，并結(jié)合圖6對如何在圖1所示的網(wǎng)絡(luò)中選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，進而選擇 備選路徑的過程加以陳述。
假設(shè)在圖1所示的網(wǎng)絡(luò)中，用戶節(jié)點Cl與用戶節(jié)點C2間做數(shù)據(jù)通信， 兩個用戶節(jié)點間的默認通信路徑為C2-R1-R8-R9-R12-C1。為了在默認通 信路徑發(fā)生路徑故障后，兩個用戶節(jié)點間能夠快速地恢復(fù)通信，需要為這 兩個用戶節(jié)點預(yù)先設(shè)定備選路徑。
首先，根據(jù)用戶節(jié)點C2的位置和該節(jié)點所在網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)，采用 BFBB算法選擇用戶節(jié)點C2的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。本步驟可由用戶節(jié)點 C2實現(xiàn)，也可由網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)節(jié)點實現(xiàn)。
假設(shè)規(guī)定用戶節(jié)點C2的鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點需要有4個，當用戶節(jié)點C2 實現(xiàn)時，C2依據(jù)自身所擁有的網(wǎng)絡(luò)拓樸(AS )的局部視圖，直接調(diào)用BFBB 算法，選出域AS2、 AS1和AS4，然后向服務(wù)端請求相應(yīng)域中的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點， 得到候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點0F1、 OF2和OF3。由于候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目 不足4個，因此重新運行BFBB算法，進一步選出AS5,向服務(wù)端請求 AS5中的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，得到第四個鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點OUFl。于是，C2得到了其 候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表(OFl,OF2，OF3,OUFl)。同樣的，當由網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù) 節(jié)點實現(xiàn)時，C2向服務(wù)節(jié)點發(fā)出選擇候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的請求，服務(wù)節(jié) 點依據(jù)C2所在的網(wǎng)絡(luò)域，在網(wǎng)絡(luò)拓樸上運行BFBB算法，最終確定域AS2、 AS1和AS4，得到候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點OFl、 OF2和OF3。由于候選鄰居轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點的數(shù)目不足4個，重新運行BFBB算法，進一步選出AS5,得到第四個鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點0UF1。服務(wù)節(jié)點將所得到的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的信息 發(fā)送給用戶節(jié)點C2,于是，C2得到了其候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表 (OFl，OF2,OF3,OUFl)?？梢?，無論采用何種方法，最終得到的用戶節(jié)點 C2的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表的內(nèi)容不變。
其次，在得到用戶節(jié)點C2的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表后，對用戶節(jié)點 C2經(jīng)由列表中各個鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到目標節(jié)點Cl所形成的備選路徑與原 有默認路徑的相關(guān)性進行檢測。已知用戶節(jié)點Cl與用戶節(jié)點C2間的默認 路徑為C2-R1-R8-R9-R12-C1，如果最后得到的備選路徑與這一默認路徑 完全一致，或者有部分路徑一致，則當默認路徑發(fā)生路徑故障后，所得到 的備選路徑很可能同樣會有故障，無法起到恢復(fù)數(shù)據(jù)通信的作用，因此， 需要在本步驟中做相關(guān)性檢測。
在^f故相關(guān)性沖企測時，可以有多種實現(xiàn)方式，在一種實現(xiàn)方式中，首先 通過Traceroute獲取源用戶節(jié)點C2到目的用戶節(jié)點Cl的所有2-跳Overlay 備用路徑，用P(C2,C1)表示；然后通過每個候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點分別獲取路 徑P(C2,Fi)和P(Fi,Cl)，進而得到P'(C2,Fi,Cl^P(C2,Fi)uP(Fi,Cl),其中S表示候 選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；然后對所有的F,計算I P(C2,Cl)nP'(C2,Fi,Cl) | ( " II "代表 集合中的元素個數(shù))，并將結(jié)果按升序做排列，保留排序結(jié)果的前m個候 選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。以前述的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表(OF 1 ，OF2,OF3，OUF 1) 為例，通過4美選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點OF1 的 Overlay備用^各徑為 C2-R1-R8-R9-R12-C1，通過候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點OF2的Overlay備用路徑為 C2-R1-R2-R3-R12-C1,通過候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點OF3的Overlay備用路徑為 C2-R1-R4-R5-R6-R7-R12-C1,候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點OUF1的Overlay備用路 徑為C2-R1-R4-R5-R6-R9-R12-C1。顯然，通過OF1的備用路徑與默認路 徑的相關(guān)度最高，兩者完全重疊，因此可以剔除OFl。通過OUFl的備用 路徑與默認路徑有部分重疊，而通過OF2和OF3的備用路徑則與默認路 徑不重疊。因此，候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表(OFl，OF2,OF3,OUFl)經(jīng)過相關(guān)性 檢測后所剩余的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點為(OF2,OF3，OUFl )。采用這一實現(xiàn)方 式檢測路徑相關(guān)性時，需要預(yù)先知道用戶節(jié)點C2的目標節(jié)點Cl。
在相關(guān)性檢測的另 一種實現(xiàn)方式中，可采用前面所提到的路徑相關(guān)診 斷算法。在相關(guān)性檢測時，將用戶節(jié)點的信息(AS號)、用戶局部的網(wǎng)絡(luò) 拓樸視圖(AS拓樸圖)和候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點集合作為輸入，調(diào)用路徑相 關(guān)診斷算法，所得到的結(jié)果就是經(jīng)過相關(guān)性檢測的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。釆用該實現(xiàn)方式做相關(guān)性檢測時，并不依賴于與用戶節(jié)點C2做通信的對端
節(jié)點是哪一個，它是對用戶節(jié)點C2的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點集進行路徑相關(guān)
性的綜合判斷，即采用該實現(xiàn)方式篩選后的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點無論是對用
戶節(jié)點Cl還是其他用戶節(jié)點，都滿足相關(guān)性的要求。
接著，對用戶節(jié)點C2的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表中經(jīng)過相關(guān)性檢測篩 選的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點繼續(xù)做性能檢測。所做的性能檢測通常與所要進行 通信的應(yīng)用業(yè)務(wù)的類型有關(guān)，在本實施例中，所做的性能檢測包括延時、 抖動、丟包率、可用帶寬的檢測。在檢測前，依據(jù)相關(guān)的標準，設(shè)定性能 指標的門限值，然后對經(jīng)由各個鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的備用路徑計算包括延遲、 抖動、丟包率、可用帶寬在內(nèi)的性能值，最后將計算所得的性能值與前述 的門限值進行比較，只有在性能值滿足門限值的前提下，才保留相應(yīng)的候 選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為最終的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，進而得到備用路徑。假設(shè)用戶C2 與Cl間做視頻和語音通信，由于語音敏感的傳輸性能指標為延遲和抖動， 視頻敏感的傳輸性能指標為可用帶寬，因此本步驟在做性能檢測時，需要 對候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的備用路徑至少計算延遲、抖動和可用帶寬的性能 值，并與對應(yīng)的性能門限做比較。若探測得到經(jīng)過OF2的Overlay備用路 徑有最小的路徑延遲和抖動，而經(jīng)過OF3的Overlay備用路徑有最大的可 用帶寬。那么，最終確定由經(jīng)過OF2的2-跳Overlay備用路徑傳輸語音， 由經(jīng)過OF3的2-跳Overlay備用路徑傳輸視頻。
最后，當用戶節(jié)點C2與用戶節(jié)點Cl間的默認路徑發(fā)生故障時，網(wǎng)絡(luò) 可快速地將備用路徑代替默認路徑，或?qū)⒛J路徑與備用路徑組合在一 起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。當默認路徑的故障解除后，可將備用路徑切換回默 認路徑。
在上面的實施例中，以整個覆蓋網(wǎng)已經(jīng)部署完成作為前提條件，對在 一個覆蓋網(wǎng)中如何建立用戶節(jié)點C2與Cl間的備用路徑做了說明，下面對 覆蓋網(wǎng)中各個類型的節(jié)點在部署過程中所涉及的 一 些具體問題做詳細說明。
在前面的說明中已經(jīng)提到，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在部署時可由系統(tǒng)運營商預(yù)先部 署，也可由用戶節(jié)點提升得到。在預(yù)先部署時，所要部署的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點應(yīng)當 分散地部署在整個網(wǎng)絡(luò)的不同ISP網(wǎng)絡(luò)中。在預(yù)先部署時，首先獲取因特 網(wǎng)的AS拓樸結(jié)構(gòu)信息，然后基于這些拓樸結(jié)構(gòu)信息計算不同AS節(jié)點的 FSRI值，最后去除FSRI值最大和最小的部分節(jié)點，從剩余節(jié)點中選擇一定數(shù)量的節(jié)點作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。由用戶節(jié)點提升轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點時，當一個用戶節(jié)
點剛加入到Overlay系統(tǒng)，啟動前述用戶節(jié)點所運行的分布式轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點提 升算法，獲取節(jié)點基本信息，若滿足基本條件，則向服務(wù)節(jié)點發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點申請消息，獲取轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點初選標準。若初選通過，向服務(wù)節(jié)點發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點可行消息，進行復(fù)選。服務(wù)節(jié)點調(diào)用前述服務(wù)節(jié)點運行的分布式轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點提升算法進行復(fù)選，若復(fù)選通過，則將該用戶節(jié)點提升為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點， 否則，作為一般用戶節(jié)點。在圖l所示的實例中，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點OFl、 OF2、 OF3可在預(yù)先部署時得到，而轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點0UF1、 OUF2、 OUF3則由用戶節(jié) 點提升后得到。
用戶節(jié)點在加入Overlay系統(tǒng)中時，向系統(tǒng)中的公知服務(wù)器發(fā)送用于 申請加入系統(tǒng)的注冊消息，公知服務(wù)器在服務(wù)系統(tǒng)中查詢距離用戶節(jié)點最 近的服務(wù)器，將其服務(wù)接口發(fā)送給用戶，然后用戶節(jié)點向該服務(wù)器發(fā)送注 冊消息，月良務(wù)器節(jié)點為其分配用戶ID,從而將用戶節(jié)點加入到Overlay系 統(tǒng)中。當有一個用戶節(jié)點新加入Overlay系統(tǒng)后，整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓 樸結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，因此可由服務(wù)節(jié)點將從互聯(lián)網(wǎng)管理機構(gòu)獲取的AS和 前綴對應(yīng)關(guān)系表發(fā)送給用戶節(jié)點，請求用戶節(jié)點進行網(wǎng)絡(luò)拓樸探測。用戶 節(jié)點依據(jù)這個對應(yīng)關(guān)系表，采用隨機的方法構(gòu)造探測的目標地址列表，進 行周期的拓樸探測，將探測的多個AS部分拓樸進行整合，可得到局部的 AS拓樸圖。將所得到的局部拓樸圖定期地發(fā)送給服務(wù)節(jié)點，服務(wù)節(jié)點整 合各個局部視圖可得到全局拓樸圖。網(wǎng)絡(luò)拓樸圖在計算FSRI指標值時有 重要的應(yīng)用。
本發(fā)明還提供了 一種基于網(wǎng)絡(luò)拓樸分析的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取裝置，用于在 包括服務(wù)節(jié)點、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點和用戶節(jié)點的覆蓋網(wǎng)上為源用戶節(jié)點選取合適的 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建從源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的備用路徑，該裝置包括候 選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取模塊、路徑相關(guān)性檢測模塊、性能檢測模塊；其中，
所述的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取模塊根據(jù)源用戶節(jié)點的位置和該用戶 節(jié)點所在網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)，采用BFBB算法選取該用戶節(jié)點的候選鄰居轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點；其中，
所述BFBB算法在對網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的每個節(jié)點計算FSRI指標值后， 調(diào)用廣度優(yōu)先算法選取所述網(wǎng)絡(luò)拓樸圖上FSRI值大于所述用戶節(jié)點的 FSRI值的節(jié)點作為候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，直到滿足對所述鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù) 目要求；若所選取的鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目小于所述的數(shù)目要求，則將所述
23用戶節(jié)點的FSRI值減1后，重新利用廣度優(yōu)先算法選取候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)
點，直到滿足要求為止；
所述計算FSRI指標值包括
步驟a)、將一個變量curFSRI的值初始化為1;
步驟b)、在網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中查找當前度值為1的節(jié)點，將其FSRI指標 值置為所述變量curFSRI的值，刪除這些點及其依附的邊，并將這些點的 鄰居節(jié)點的當前度值減1;
步驟c )、若在網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的所有節(jié)點都已經(jīng)處理完畢，則結(jié)束操作；
步驟d)、若在網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中還存在未處理的節(jié)點，則從當前剩余節(jié)點 中選取所有原始度值乘積最小的相鄰節(jié)點對，刪除它們之間的連邊，降低 這些相鄰節(jié)點對的當前度值，重復(fù)本步驟的操作，直到出現(xiàn)當前度值為1 的節(jié)點后，將所述變量curFSRI的值后，重新執(zhí)行步驟b);
所述的路徑相關(guān)性檢測模塊檢測源用戶節(jié)點經(jīng)由所述候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點到達目的用戶節(jié)點的候選路徑與所述源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的 默認路徑的相關(guān)性，將相關(guān)性高的候選路徑所對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點從所述候選 鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中刪除；
所述的性能檢測模塊將源用戶節(jié)點經(jīng)由所述路徑相關(guān)性檢測模塊得 到的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到達目的用戶節(jié)點的候選路徑做性能檢測，將不滿 足性能要求的候選路徑所對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點從所述候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中刪 除，剩余的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點為所要選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
本發(fā)明的方法和裝置與現(xiàn)有的Overlay技術(shù)中采用的隨機選擇和基于 最早分叉思想的選擇方法相比，通過充分的分析和利用網(wǎng)絡(luò)底層拓樸知 識，能夠有效降低所創(chuàng)建的Overlay路徑與默認原始路徑的重疊相關(guān)度， 可以顯著改善Overlay節(jié)點的探測強度，節(jié)省路徑建立的開銷。
本發(fā)明的方法通過路徑切換或多徑傳輸技術(shù)，可更好的實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)故 障或性能不穩(wěn)定的情況下，提升網(wǎng)絡(luò)容錯能力，保證通信的穩(wěn)定性，優(yōu)化 網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量。
本發(fā)明不僅適用于Overlay網(wǎng)絡(luò)中的用戶節(jié)點的備用路徑建立和切 換，也可作為進行Internet多徑傳輸系統(tǒng)的多^各徑創(chuàng)建基礎(chǔ)，具有相當廣 闊的應(yīng)用前景。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。 盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案 的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1、一種轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法，用于在包括服務(wù)節(jié)點、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點和用戶節(jié)點的覆蓋網(wǎng)上為源用戶節(jié)點選取合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建從源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的備用路徑，該方法包括步驟1)、根據(jù)源用戶節(jié)點的位置和該源用戶節(jié)點所在網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，采用BFBB算法選取該源用戶節(jié)點的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；其中，所述BFBB算法在對網(wǎng)絡(luò)拓撲圖中的每個節(jié)點計算FSRI指標值后，調(diào)用廣度優(yōu)先算法選取所述網(wǎng)絡(luò)拓撲圖上FSRI值大于所述源用戶節(jié)點的FSRI值的節(jié)點作為候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，直到滿足對所述候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目要求；若所選取的鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目小于所述的數(shù)目要求，則將所述用戶節(jié)點的FSRI值減1后，重新利用廣度優(yōu)先算法選取候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，直到滿足要求為止；所述計算FSRI指標值包括步驟a)、將一個變量curFSRI的值初始化為1；步驟b)、在網(wǎng)絡(luò)拓撲圖中查找當前度值為1的節(jié)點，將其FSRI指標值置為所述變量curFSRI的值，刪除這些點及其依附的邊，并將這些點的鄰居節(jié)點的當前度值減1；步驟c)、若在網(wǎng)絡(luò)拓撲圖中的所有節(jié)點都已經(jīng)處理完畢，則結(jié)束操作；步驟d)、若在網(wǎng)絡(luò)拓撲圖中還存在未處理的節(jié)點，則從當前剩余節(jié)點中選取所有原始度值乘積最小的相鄰節(jié)點對，刪除它們之間的連邊，降低這些相鄰節(jié)點對的當前度值，重復(fù)本步驟的操作，直到出現(xiàn)當前度值為1的節(jié)點后，將所述變量curFSRI的值后，重新執(zhí)行步驟b)；步驟2)、檢測源用戶節(jié)點經(jīng)由所述候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到達目的用戶節(jié)點的候選路徑與所述源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的默認路徑的相關(guān)性，將相關(guān)性高的候選路徑所對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點從所述候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中刪除；步驟3)、將源用戶節(jié)點經(jīng)由所述步驟2)得到的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到達目的用戶節(jié)點的候選路徑做性能檢測以從所述的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進一步選取轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法，其特征在于，在所述 的步驟l)之前，包括配置轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的步驟，該步驟包括預(yù)先部署轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；其中，獲取網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)信息；基于所述拓樸結(jié)構(gòu)信息計算不同節(jié)點的FSRI值； 去除FSRI值最大和最小的部分節(jié)點，從剩余節(jié)點中選擇一定數(shù)量的 節(jié)點作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法，其特征在于，所述的 配置轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點步驟還包括；由用戶節(jié)點提升轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；其中，在用戶節(jié)點加入所述覆蓋網(wǎng)時，所述服務(wù)節(jié)點向該用戶節(jié)點發(fā)送用戶 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點提升消息，請求對節(jié)點性能進行測量并進行初選；在初選通過后，將性能指標值發(fā)送給服務(wù)節(jié)點進行復(fù)選，復(fù)選通過后， 將該用戶節(jié)點提升為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法，其特征在于，在所述 的步驟l)之前，還包括用戶節(jié)點加入所述覆蓋網(wǎng)，更新網(wǎng)絡(luò)拓樸圖的步 驟，該步驟包括服務(wù)節(jié)點請求新加入的用戶節(jié)點進行網(wǎng)絡(luò)拓樸探測； 所述用戶節(jié)點構(gòu)造探測的目標地址列表，進行周期的拓樸探測，整合 拓樸探測結(jié)果后得到局部的拓樸圖；所述服務(wù)節(jié)點整合從所述用戶節(jié)點得到的局部拓樸圖，生成全局拓樸圖。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法，其特征在于，還包括 步驟4 )、根據(jù)所選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點為源用戶節(jié)點和目的用戶節(jié)點構(gòu)建備用路徑。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l或2或3或4或5所述的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法，其 特征在于，在所述的步驟l)中，所述的采用BFBB算法選取該用戶節(jié)點 的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點包括所述的源用戶節(jié)點根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓樸的局部視圖調(diào)用BFBB算法，得到相 應(yīng)的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l或2或3或4或5所述的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法，其 特征在于，在所述的步驟l)中，所述的采用BFBB算法選取該用戶節(jié)點 的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點包括所述的源用戶節(jié)點向覆蓋網(wǎng)中的服務(wù)節(jié)點發(fā)出選擇候選鄰居節(jié)點的請求；所述的服務(wù)節(jié)點根據(jù)所述源用戶節(jié)點所在網(wǎng)絡(luò)域的網(wǎng)絡(luò)拓樸的視圖調(diào)用BFBB算法，得到相應(yīng)的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法，其 特征在于，所述的步驟2)包括步驟2-1-1 )、通過Traceroute獲取源用戶節(jié)點C2到目的用戶節(jié)點Cl 的所有2-跳Overlay備用路徑，用P(C2，C1)表示；步驟2-1-2)、通過每個候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點分別獲取路徑P(C2,Fi)和 P(Fi,Cl)，進而得到P'(C2,Fi，Cl):P(C2，F(xiàn)i)uP(Fi,Cl)，其中Fj表示候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；步驟2-1-3)、對所有的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F,計算P(C2,C1)與P'(C2,F,，C1) 的交集，并將結(jié)果按升序做排列；步驟2-1 -4 )、從排序結(jié)果中選取排序在前的若干個結(jié)果作為所要保留 的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法，其 特征在于，所述的步驟2)包括步驟2-2-1)、從用戶節(jié)點C2所在的AS作為起點，在AS拓樸上運行 廣度優(yōu)先算法，直到為C2選取的所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的AS都被遍歷過之后， 隨機選取N個AS，從每個AS中隨機選取M個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為目標主機， 存入Dests中；步驟2-2-2)、對每個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F,在Dests集合中，循環(huán)地探測用戶 節(jié)點經(jīng)過F到達每個目標主機的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，與用戶節(jié)點直接到達目標主機 的默認路徑重疊的路由器數(shù)目，存入用于表示經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F到達目的主 機的路徑與默認路徑重疊的路由器數(shù)目的FdOLPN中，用這個值除以默認路 徑的比值存入用于表示經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F到達目的主^L的^4圣和默i人^4圣重疊的路由器數(shù)目與原始路徑長度的比值的FdOLPR中，重復(fù)執(zhí)行本步驟，直到完成所有的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的測量和計算；步驟2-2-3 )、求一個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F的FdoLPR的均值E(FdOLPR),所得到的 結(jié)果為用于表示轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F構(gòu)成的備用路徑與默認路徑的近似重疊概率的 PAPO指標，若該指標大于第一閾值，則刪除該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，然后重復(fù)執(zhí)行 本步驟，直到處理完所有的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；步驟2-2-4)、依據(jù)所述的FdoLPN值計算每2個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點之間的 C0V(Xd0LPN,Yd0LPN)得到PPS指標，若該指標大于第二閾值，則刪除其中一個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點后，重復(fù)執(zhí)行本步驟，直到處理完所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點對后，結(jié)束操作；其中，<formula>formula see original document page 5</formula>即(^函)2=7^ Z (義-早))2其中，d表示目標主機，Dests表示目標主機集合，OP表示用戶到目 標主機的默認路徑數(shù)，E表示期望，STD表示方差，Cov(X,Y)表示協(xié)方差。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l或2或3或4或5所述的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法，其 特征在于，其特征在于，在所述的步驟3)中，所述的性能檢測包括延時、 抖動、丟包率、可用帶寬的檢測。
11、 一種轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取裝置，其特征在于，用于在包括服務(wù)節(jié)點、轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點和用戶節(jié)點的覆蓋網(wǎng)上為源用戶節(jié)點選取合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建 從源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的備用路徑，該裝置包括候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 選取模塊、路徑相關(guān)性檢測模塊、性能檢測模塊；其中，所述的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取模塊根據(jù)源用戶節(jié)點的位置和該用戶 節(jié)點所在網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)，采用BFBB算法選取該用戶節(jié)點的候選鄰居轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點；其中，所述BFBB算法在對網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的每個節(jié)點計算FSRI指標值后， 調(diào)用廣度優(yōu)先算法選取所述網(wǎng)絡(luò)拓樸圖上FSRI值大于所述用戶節(jié)點的 FSRI值的節(jié)點作為候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，直到滿足對所述鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù) 目要求；若所選取的鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目小于所述的數(shù)目要求，則將所述 用戶節(jié)點的FSRI值減1后，重新利用廣度優(yōu)先算法選取候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點，直到滿足要求為止；所述計算FSRI指標值包括步驟a)、將一個變量curFSRI的值初始化為1;步驟b)、在網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中查找當前度值為1的節(jié)點，將其FSRI指標 值置為所述變量curFSRI的值，刪除這些點及其依附的邊，并將這些點的鄰居節(jié)點的當前度值減1;步驟c )、若在網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中的所有節(jié)點都已經(jīng)處理完畢，則結(jié)束操作；步驟d)、若在網(wǎng)絡(luò)拓樸圖中還存在未處理的節(jié)點，則從當前剩余節(jié)點 中選取所有原始度值乘積最小的相鄰節(jié)點對，刪除它們之間的連邊，降低 這些相鄰節(jié)點對的當前度值，重復(fù)本步驟的操作，直到出現(xiàn)當前度值為1 的節(jié)點后，將所述變量curFSRI的值后，重新執(zhí)行步驟b);所述的路徑相關(guān)性檢測模塊檢測源用戶節(jié)點經(jīng)由所述候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點到達目的用戶節(jié)點的候選路徑與所述源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的 默認路徑的相關(guān)性，將相關(guān)性高的候選路徑所對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點從所述候選 鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中刪除；所述的性能檢測模塊將源用戶節(jié)點經(jīng)由所述路徑相關(guān)性檢測模塊得 到的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到達目的用戶節(jié)點的候選路徑做性能檢測以從所 述的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進一步選取轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
全文摘要
本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取方法，用于在包括服務(wù)節(jié)點、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點和用戶節(jié)點的覆蓋網(wǎng)上為源用戶節(jié)點選取合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建從源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的備用路徑，該方法包括根據(jù)源用戶節(jié)點的位置和該源用戶節(jié)點所在網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，采用BFBB算法選取該源用戶節(jié)點的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；檢測源用戶節(jié)點經(jīng)由候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到達目的用戶節(jié)點的候選路徑與所述源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的默認路徑的相關(guān)性，將相關(guān)性高的候選路徑所對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點從所述候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中刪除；將源用戶節(jié)點經(jīng)由候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到達目的用戶節(jié)點的候選路徑做性能檢測，將不滿足性能要求的候選路徑所對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點從所述候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中刪除，剩余的候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點為所要選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
文檔編號H04L12/56GK101562569SQ20091008546
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者張國清, 李彥君, 楊清峰 申請人:中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所