報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法
【專利摘要】一種報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法，將一部分IP地址的路由信息在報(bào)文中顯式指定，其余的IP地址的路由信息隱式地并分布式地存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)路由器上，其中，在報(bào)文中顯式指定路由信息的IP地址屬于網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容消費(fèi)者，本發(fā)明通過(guò)將一部分的IP地址的路由信息從路由系統(tǒng)里面移除，從而減小路由表；同時(shí)將這種類型的路由信息攜帶在報(bào)文擴(kuò)展頭中，通過(guò)源路由的方式與該類IP通信，從而避免了將所有的IP地址的路由信息都放在路由信息中，提高了互聯(lián)網(wǎng)的路由可擴(kuò)展性。
【專利說(shuō)明】報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于互聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法。

【背景技術(shù)】
[0002]互聯(lián)網(wǎng)是由成千上萬(wàn)個(gè)自治域AS (Autonomous System)組成,每個(gè)自治域內(nèi)部運(yùn)行域內(nèi)路由協(xié)議，在自治域之間運(yùn)行域間路由協(xié)議。BGP協(xié)議是目前互聯(lián)網(wǎng)唯一的域間路由協(xié)議。其傳遞路由信息的方法是通過(guò)每個(gè)路由器根據(jù)自身的策略向鄰居發(fā)送前綴信息，同時(shí)也根據(jù)來(lái)自鄰居的前綴信息計(jì)算一條最優(yōu)的路徑。這個(gè)前綴信息包括可達(dá)的前綴，從該鄰居到達(dá)該前綴所需要經(jīng)過(guò)的AS序列。通過(guò)這個(gè)路由協(xié)議之后，每個(gè)路由器都有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)表，上面記錄了能夠到達(dá)的前綴以及到達(dá)這個(gè)前綴所經(jīng)過(guò)的鄰居。
[0003]目前的域間路由遇到了嚴(yán)重的可擴(kuò)展問(wèn)題，其中一個(gè)現(xiàn)象就是轉(zhuǎn)發(fā)表不斷增大，表項(xiàng)的數(shù)量增長(zhǎng)越來(lái)越快，這會(huì)導(dǎo)致路由器性能的增加趕不上路由表項(xiàng)的增加。目前解決路由可擴(kuò)展問(wèn)題的解決方法分為三種:一是FIB聚合，通過(guò)將幾個(gè)路由表項(xiàng)合并成一個(gè)來(lái)減少表項(xiàng)；二是核心邊緣分離，這樣邊緣網(wǎng)絡(luò)的前綴不會(huì)進(jìn)入核心網(wǎng)絡(luò)，從而減少核心網(wǎng)絡(luò)的路由表項(xiàng)；三是移除方案，減少使用PI地址(運(yùn)營(yíng)商無(wú)關(guān)地址)，讓前綴更容易聚合。
[0004]這些方法都是有效的，但也是有限制之處的。因?yàn)槁酚尚畔⑹且环N可達(dá)信息，而在每一臺(tái)路由器中，都必須包含IP空間中每個(gè)IP地址的可達(dá)信息。無(wú)論怎樣壓縮這個(gè)信息，它都必須保持一定的大小來(lái)保證它包含了整個(gè)IP地址空間。從另一個(gè)角度講，如果在路由系統(tǒng)中并不保證包含每個(gè)IP地址的可達(dá)信息，那么就能夠減少必須存儲(chǔ)的路由信息，那么就能夠進(jìn)一步減少路由表的大小。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法，將一部分的IP地址的路由信息從路由系統(tǒng)里面移除，從而減小路由表；同時(shí)將這種類型的路由信息攜帶在報(bào)文擴(kuò)展頭中，通過(guò)源路由的方式與該類IP通信，從而避免了將所有的IP地址的路由信息都放在路由信息中，提高了互聯(lián)網(wǎng)的路由可擴(kuò)展性。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法，將一部分IP地址的路由信息在報(bào)文中顯式指定，其余的IP地址的路由信息隱式地并分布式地存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)路由器上，其中，在報(bào)文中顯式指定路由信息的IP地址屬于網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容消費(fèi)者。
[0008]通過(guò)報(bào)文攜帶不可見(jiàn)地址的路由信息，所述不可見(jiàn)地址定義為:在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，如果一個(gè)IP地址的路由信息不能夠從路由系統(tǒng)中查得，或者路由系統(tǒng)中存儲(chǔ)的路由信息是錯(cuò)誤的，則這個(gè)地址為不可見(jiàn)地址，即所述路由信息在報(bào)文中顯式指定的一部分IP地址；相對(duì)地，有可見(jiàn)地址，定義為:在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，如果一個(gè)IP地址的路由信息能夠從路由系統(tǒng)中查得，而且該路由信息是正確無(wú)誤的，則這個(gè)地址為可見(jiàn)地址。
[0009]所述不可見(jiàn)地址的路由信息采用基于路徑記錄的路由信息采集方法。
[0010]所述基于路徑記錄的路由信息采集方法包括如下步驟:
[0011]從一個(gè)不可見(jiàn)地址發(fā)出的報(bào)文，在它被送到目的地的過(guò)程中，某些路由器會(huì)在報(bào)文上記錄該路由器發(fā)送端口的IP地址，從而當(dāng)報(bào)文到達(dá)目的地時(shí)，報(bào)文上面已經(jīng)包含了該不可見(jiàn)地址的路徑信息，通過(guò)在返回的報(bào)文里攜帶該路徑信息，并采用源路由的方式，將該返回的報(bào)文送達(dá)該不可見(jiàn)地址，其中所述在報(bào)文上記錄發(fā)送端口 IP地址的路由器被稱為HSR路由器。
[0012]當(dāng)然，并不是每個(gè)路由器都會(huì)記錄，只有升級(jí)后的路由器能夠識(shí)別這種報(bào)文并記錄，同樣也并不是所有路由器都一定要升級(jí)，所以在網(wǎng)絡(luò)里面會(huì)有舊的路由器和新路由器，新路由器會(huì)在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中，把自己的IP地址添加到報(bào)文里。進(jìn)一步，因?yàn)橐话懵酚善鞫加卸鄠€(gè)IP地址，所以需要確定添加哪一個(gè)IP地址。確定這個(gè)IP地址要在對(duì)報(bào)文目的地址查找，確定要從路由的哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)，這個(gè)端口的地址就是需要添加的IP地址。
[0013]所述發(fā)出的報(bào)文有兩個(gè)擴(kuò)展頭存儲(chǔ)相關(guān)信息:
[0014]a.轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)頭:用于攜帶路由信息，包含了一個(gè)涵蓋各個(gè)HSR路由器的地址的列表，代表了從目前路由器到達(dá)目的地址所需要經(jīng)過(guò)的HSR路由器，如果一個(gè)報(bào)文具有轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)頭則說(shuō)明該報(bào)文的目的地址是一個(gè)不可見(jiàn)地址；
[0015]b.記錄報(bào)頭:用于記錄路由信息，包含了一個(gè)涵蓋各個(gè)HSR路由器的地址的列表，代表了從源地址到達(dá)目前路由器所經(jīng)過(guò)的HSR路由器，如果一個(gè)報(bào)文具有記錄報(bào)頭則說(shuō)明該報(bào)文的源地址是一個(gè)不可見(jiàn)地址。
[0016]所述記錄報(bào)頭有一個(gè)記錄結(jié)束字段，用于表示對(duì)路由的記錄是否已經(jīng)結(jié)束。
[0017]所述HSR路由器對(duì)一個(gè)報(bào)文的處理分為三個(gè)步驟:
[0018]a.處理轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)頭:如果報(bào)文有轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)頭，則說(shuō)明該報(bào)文要通過(guò)源路由發(fā)送到一個(gè)不可見(jiàn)地址，此時(shí)查看目的地址是否等于本地地址，如果等于就需要指定下一個(gè)HSR路由器的地址，將其中轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)頭中移除，并用其替換目的地址；
[0019]b.轉(zhuǎn)發(fā)表查找:根據(jù)目的地址查找轉(zhuǎn)發(fā)表，確定下一跳鄰居的地址和發(fā)送端口 ；
[0020]c.處理記錄報(bào)頭:如果報(bào)文有記錄報(bào)頭，則說(shuō)明該報(bào)文是從一個(gè)不可見(jiàn)地址發(fā)過(guò)來(lái)的，首先查找是否已經(jīng)設(shè)置了記錄結(jié)束標(biāo)識(shí)，如果沒(méi)有的話，要記錄該路由器的發(fā)送端口的IP地址，在記錄完成之后，根據(jù)路由器的配置，可以選擇是否設(shè)置記錄結(jié)束標(biāo)識(shí)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可有效減小路由表，減少了路由信息，從而提高互聯(lián)網(wǎng)的路由可擴(kuò)展性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的通信過(guò)程示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的通信過(guò)程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0025]實(shí)施例1
[0026]如圖1所示，表示在報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法中，C/S模式的通信過(guò)程。在這個(gè)圖中，左邊的客戶機(jī)是處于不可見(jiàn)的地址空間，右邊的服務(wù)器是處于可見(jiàn)的地址空間。整個(gè)通信過(guò)程如下:
[0027]1.客戶機(jī)發(fā)送一個(gè)報(bào)文，該報(bào)文的目的地址是服務(wù)器。因?yàn)榭蛻魴C(jī)是不可見(jiàn)的，所以報(bào)文攜帶了一個(gè)記錄報(bào)頭，包含了客戶機(jī)自身的IP地址。
[0028]2.中間路由器(路由器1，3，2)通過(guò)查找轉(zhuǎn)發(fā)表，轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文，在發(fā)送之前在報(bào)文的記錄報(bào)頭里面添加了自己的IP地址。
[0029]3.服務(wù)器接收到報(bào)文，獲得了客戶機(jī)的路由信息R:231C，獲得了一條從服務(wù)器到達(dá)客戶機(jī)的路徑。
[0030]4.服務(wù)器在發(fā)送報(bào)文給客戶機(jī)時(shí)，根據(jù)已經(jīng)獲得的路由信息構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)頭F:231C。
[0031]5.服務(wù)器通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)頭發(fā)現(xiàn)報(bào)文應(yīng)該發(fā)到路由器2，所以修改了轉(zhuǎn)發(fā)頭F:31C，并將報(bào)文發(fā)往路由器2。
[0032]6.中間路由器(路由器2，3，1)通過(guò)查找轉(zhuǎn)發(fā)頭，最終將報(bào)文發(fā)送至處于不可見(jiàn)地址空間的客戶機(jī)。
[0033]實(shí)施例2
[0034]如圖2所示，表示在報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法中，P2P模式的通信過(guò)程。該實(shí)施例描述了 P2P模式下通信建立的過(guò)程。在這個(gè)圖中，左邊的兩臺(tái)客戶機(jī)是處于不可見(jiàn)的地址空間，右邊的服務(wù)器是處于可見(jiàn)的地址空間。在P2P模式的通信過(guò)程中，兩臺(tái)客戶機(jī)之間的通信建立過(guò)程需要通過(guò)服務(wù)器的幫助，整個(gè)通信過(guò)程如下:
[0035]1.首先，客戶機(jī)A和B的路由信息都存儲(chǔ)在服務(wù)器上。分別為A:1A和B:2B。
[0036]2.如圖中步驟I至步驟6所示，客戶機(jī)A為了和B進(jìn)行通信，首先要通過(guò)服務(wù)器獲取B的路由信息。
[0037]3.在步驟7中，客戶機(jī)A已經(jīng)獲取到了 B的路由信息，并創(chuàng)建了一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)頭F: 2B。
[0038]4.在步驟8中，客戶機(jī)A將該報(bào)文發(fā)往路由器I。因?yàn)榭蛻魴C(jī)A處于不可見(jiàn)地址空間，所以攜帶了記錄報(bào)頭R:A。同時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)頭變?yōu)镕:B。
[0039]5.在步驟9中，路由器I轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文到路由器2。因?yàn)檫€未到達(dá)路由器2，轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)頭不改變，記錄報(bào)頭添加自身IP而變成R: 1A。
[0040]6.在步驟10中，路由器2轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文到主機(jī)。此時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)頭變?yōu)榭?，記錄?bào)頭變?yōu)镽:21A。
[0041]7.在步驟11中，客戶機(jī)B根據(jù)記錄報(bào)文頭知道了客戶機(jī)A的路由信息。從而客戶機(jī)B可以發(fā)送報(bào)文到客戶機(jī)A。
【權(quán)利要求】
1.一種報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法，其特征在于，將一部分IP地址的路由信息在報(bào)文中顯式指定，其余的IP地址的路由信息隱式地并分布式地存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)路由器上，其中，在報(bào)文中顯式指定路由信息的IP地址屬于網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容消費(fèi)者。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法，其特征在于，通過(guò)報(bào)文攜帶不可見(jiàn)地址的路由信息，所述不可見(jiàn)地址定義為:在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，如果一個(gè)IP地址的路由信息不能夠從路由系統(tǒng)中查得，或者路由系統(tǒng)中存儲(chǔ)的路由信息是錯(cuò)誤的，則這個(gè)地址為不可見(jiàn)地址，即所述路由信息在報(bào)文中顯式指定的一部分IP地址；相對(duì)地，有可見(jiàn)地址，定義為:在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，如果一個(gè)IP地址的路由信息能夠從路由系統(tǒng)中查得，而且該路由信息是正確無(wú)誤的，則這個(gè)地址為可見(jiàn)地址。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法，其特征在于，所述不可見(jiàn)地址的路由信息采用基于路徑記錄的路由信息采集方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法，其特征在于，所述基于路徑記錄的路由信息采集方法包括如下步驟: 從一個(gè)不可見(jiàn)地址發(fā)出的報(bào)文，在它被送到目的地的過(guò)程中，某些路由器會(huì)在報(bào)文上記錄該路由器發(fā)送端口的IP地址，從而當(dāng)報(bào)文到達(dá)目的地時(shí)，報(bào)文上面已經(jīng)包含了該不可見(jiàn)地址的路徑信息，通過(guò)在返回的報(bào)文里攜帶該路徑信息，并采用源路由的方式，將該返回的報(bào)文送達(dá)該不可見(jiàn)地址，其中所述在報(bào)文上記錄發(fā)送端口 IP地址的路由器被稱為HSR路由器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法，其特征在于，所述發(fā)出的報(bào)文有兩個(gè)擴(kuò)展頭存儲(chǔ)相關(guān)信息: a.轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)頭:用于攜帶路由信息，包含了一個(gè)涵蓋各個(gè)HSR路由器的地址的列表，代表了從目前路由器到達(dá)目的地址所需要經(jīng)過(guò)的HSR路由器，如果一個(gè)報(bào)文具有轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)頭則說(shuō)明該報(bào)文的目的地址是一個(gè)不可見(jiàn)地址； b.記錄報(bào)頭:用于記錄路由信息，包含了一個(gè)涵蓋各個(gè)HSR路由器的地址的列表，代表了從源地址到達(dá)目前路由器所經(jīng)過(guò)的HSR路由器，如果一個(gè)報(bào)文具有記錄報(bào)頭則說(shuō)明該報(bào)文的源地址是一個(gè)不可見(jiàn)地址。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法，其特征在于，所述記錄報(bào)頭有一個(gè)記錄結(jié)束字段，用于表示對(duì)路由的記錄是否已經(jīng)結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的報(bào)文攜帶路由信息的可擴(kuò)展路由方法，其特征在于，所述HSR路由器對(duì)一個(gè)報(bào)文的處理分為三個(gè)步驟: a.處理轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)頭:如果報(bào)文有轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)頭，則說(shuō)明該報(bào)文要通過(guò)源路由發(fā)送到一個(gè)不可見(jiàn)地址，此時(shí)查看目的地址是否等于本地地址，如果等于就需要指定下一個(gè)HSR路由器的地址，將其中轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)頭中移除，并用其替換目的地址； b.轉(zhuǎn)發(fā)表查找:根據(jù)目的地址查找轉(zhuǎn)發(fā)表，確定下一跳鄰居的地址和發(fā)送端口； c.處理記錄報(bào)頭:如果報(bào)文有記錄報(bào)頭，則說(shuō)明該報(bào)文是從一個(gè)不可見(jiàn)地址發(fā)過(guò)來(lái)的，首先查找是否已經(jīng)設(shè)置了記錄結(jié)束標(biāo)識(shí)，如果沒(méi)有的話，要記錄該路由器的發(fā)送端口的IP地址，在記錄完成之后，根據(jù)路由器的配置，可以選擇是否設(shè)置記錄結(jié)束標(biāo)識(shí)。
【文檔編號(hào)】H04L12/741GK104135438SQ201410323541
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】王之梁, 吳丹, 尹霞, 施新剛, 吳建平 申請(qǐng)人:清華大學(xué)