CN101394339A - 一种在对等网络中实现路由的方法、***及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在对等网络中实现路由的方法、***及装置，对等网络中的每个节点采用递归建立算法建立从自己到其他节点的虚电路，存储包括带宽和跳数在内的虚电路信息。源节点接收到业务传输请求后，根据存储的虚电路信息查询符合业务传输带宽要求且能够到达目的节点的虚电路，将该请求发送给该节点的直连节点，由该直连节点以及后续直连节点根据自身存储的虚电路信息查询符合业务传输带宽要求且能够到达目的节点的虚电路，直到能够到达目的节点的倒数第二个节点；源节点根据查询得到的所述多个虚电路建立传输业务的路由。本发明提供的方法、***及装置在保证为业务提供稳定的服务质量的前提下，在p2p网络中实现路由。

Description

一种在对等网络中实现路由的方法、***及装置

技术领域

本发明涉及在网络中建立传输报文的路由技术，特别涉及一种在对等(p2p，peer to peer)网络中实现路由的方法、***及装置。

背景技术

随着p2p技术的发展，p2p网络经历了第一代和第二代后，已经发展到了性能良好的第三代p2p网络。因此，P2P网络有望和NGN一起共同服务于下一代的电信网。

在p2p网络中，采用p2p技术，p2p技术是一种用于不同用户设备之间，不经过中继设备直接交互数据或服务的技术，p2p技术打破了传统网络的客户端/服务器模式，在p2p网络中的每个节点地位都是对等的，具备客户端和服务器双重特性，可以同时作为数据或/和服务的提供者和使用者。

如何在p2p网络中建立传输数据或服务的路由成为了发展p2p网络的关键问题。目前，有两种方法分别用于在p2p网络中建立路由，以下进行详细说明。

第一种在p2p网络中建立路由的方法在网络中引入细胞结构，在细胞的各节点内设置细胞内和细胞间的路由表，用于对建立路由、路由表的维护、节点加入、细胞分离和融合，这五种程序的操作和实现，在快速变化点对点环境和没有中央服务器的情况下实现可扩展的参与节点的子组织和协作路由，为实现p2p网络打下基础。

该方法首先设置路由，过程为：对草履虫***内的每个节点用无冲突且均匀分布的哈希方法赋予一个160位的二进制的数字节点标识(NodeId)，形成首位为0，末位为2¹⁶⁰-1且首尾相接的NodeId空间；对于节点中存储的对象也用上述方法赋予一个160位的数字键标识(key)，形成首位为0，末位为2¹⁶⁰-1的首尾相接的key空间；再将NodeId的key空间分割成若干相互即不包含又不重叠，彼此衔接的细胞，每个细胞由二元组〔左边界，右边界〕来标识(左边界和右边界都是数字)，细胞疆界的并集覆盖整个NodeId空间。这样，对于每个节点就有两套路由表，一套为节点的细胞内路由表，包含所在细胞内所有节点的NodeId和网络地址；另一套为节点的细胞间路由表，由若干行组成，每行包括如下信息：所要到达的细胞距离出行节点所在的细胞中心距离、对于出行节点而言它的NodeId、网络地址和所在细胞疆界。其中，上述距离按照以下标准选取：“出发节点所在细胞的半径＝|右边界-左边界|/2”，以“R＝(出发节点所在细胞的半径+1)”作为单位步长，分别一次选取如下项：L₀＝R×2⁰，L₁＝R×2¹，L₂＝R×2²，L_i＝R×2ⁱ小于或等于数字空间长度的一半，即2¹⁶⁰/2。

然后就可以根据设置的路由进行数据传输了。

该方法实现简单，路由的目的是找到在包含给定的Key细胞内和给定的Key最接近并最靠近细胞左边界的节点。如果给定的key在本细胞内则使用细胞内路由表进行路由，否则把路由请求发送到在细胞间路由表中距离目标最近并没有超过目标的细胞中的节点，即细胞的某个边疆界距离目标最近，再由这个节点进行细胞间路由。

该专利的技术核心是典型的第三代p2p技术，具有高效的资源查找功能，但是存在以下几个方面的缺点：第一个方面，该专利只是对资源进行了定位，即只是确定目标资源的位置和地址，并不在源节点和目标节点建立一条路径连接；第二个方面，该专利没有对链路上的带宽进行控制，不具备对带宽资源的分配与回收功能，整个网络处于无控制状态，造成的结果是即使确定了某个资源的位置与地址，但源节点和目的节点之间可能没有连接或链路的带宽不够，两个节点无法传输业务或者无法保证业务的服务质量。

第二种在p2p网络中建立路由的的核心思想为：设计了一种构建于结构化p2p网络之上的pub/sub***的路由方法，该***包括p2p层、pub/sub层和应用层，p2p层中含有过滤条件表；pub/sub层建立在p2p层之上，向应用层提供事件的订阅和通知服务。

该方法具备包括：

首先，对所有节点进行编码，按照编码的前缀将所述节点划分为不同层次的子空间，对于每个节点，在每个子空间中选择一个用于转发该子空间中其他节点的消息的汇合节点；

其次，以所述子空间为基础，为每个节点建立相应的路由表项，并记录各子空间相应的汇合节点；

再次，以所述子空间为基础，为每个节点建立相应的过滤条件表，记录各子空间所定义的订阅条件；

最后，节点消息转发时，首先将该消息转发到各目标子空间的所述汇合节点，汇合节点处理该消息，然后按照所述汇合节点的路由表和过滤条件表，将该消息转发给该汇合节点所在子空间中的相应节点。

该方法自然地与p2p网络本身地路由协议集成在一起，并利用构建与结构化p2p网络之上的pub/sub***，将p2p网络分为p2p层、pub/sub层和应用层三个层次，如图1所示，其中，p2p层用于将各事件代理组成一个自组织的p2p网络，pub/sub层负责订阅和事件在各事件代理之间的转发，应用层负责发布和接收事件。Pub/sub***的路由协议是pub/sub层的路由协议，其建立在p2p层路由协议之上。

该方法还规定了当一个节点动态加入时，首先进行p2p层的初始化，以构建相应的路由表，然后进行pub/sub层的初始化，以构建过滤条件表；当一个节点失效时，则将转发到该失效节点的消息转发至与该失效节点处于同一子空间的其他节点处。

该方法采用基于编码区间的路由方法，能够较为自然地与p2p网络本身的路由协议集成在一起，并利用p2p网络路由协议的容错机制来提高事件传输的可靠性。只要事件的发布者与订阅者之间在p2p网络中是可达的，则订阅者一定能收到所订阅的事件，且只收集到一次。该方法也具有较高的路由效率，可以避免不必要的消息转发。对于事件的传播，该方法检测目标子网中是否有对本事件感兴趣的订阅者，并且仅发送给对本事件感兴趣的订阅者。

在该方法中，使用的p2p路由算法是已有的成熟Pastry网络的路由算法。Pastry网络的路由算法采用基于键值的路由协议，每个节点都有一个编码，节点之间通过有向的边相连，节点的每个输出边负责一定的编码区间。对于每个节点而言，各输出边和其所负责的编码区构成了该节点的路由表。在Pastry网络中，所有节点的编码构成一个线性的地址空间，按照编码的前缀划分为不同层次的子空间。Pastry网络的路由表的基本原理是：对于每个子空间，本节点都要在其中找一个“代表”，记录在路由表中，将来所有要发到该子空间中的消息，都通过该“代表”转发，如图2所示，为节点213在整个地址空间中的路由项示意图，其中每个曲线箭头代表一个路由项。

该方法的路由算法仅仅限于应用层上，其核心思想只是针对网络中的空间分配和节点的订阅条件，并没有对p2p网络中的节点通信过程中的带宽分配做描述，该方法有关节点路由的算法仅仅是资源的定位，并没有做到控制网络中满足通信需求的路由要求。如果在p2p网络中应用对服务质量高要求的多业务服务后，该方法并不能很好地保证各业务的稳定带宽需求，从而无法保证p2p网络中对业务需求的服务质量。

发明内容

本发明实施例提供一种在p2p网络中实现路由的方法，该方法在保证为业务提供稳定的服务质量的前提下，在p2p网络中实现用于传输业务的路由。

本发明实施例还提供一种在p2p网络中实现路由的装置，该装置在保证为业务提供稳定的服务质量的前提下，在p2p网络中实现用于传输业务的路由。

本发明实施例还提供一种在p2p网络中实现路由的***，该***在保证为业务提供稳定的服务质量的前提下，在p2p网络中实现用于传输业务的路由。

根据上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种在对等网络中实现路由的方法，对等网络中的每个节点采用递归建立算法建立从自己到其他节点的虚电路，存储包括带宽和跳数在内的虚电路信息，该方法还包括：

源节点接收到业务传输请求后，根据存储的虚电路信息查询符合业务传输带宽要求且能够到达目的节点的虚电路，将该请求发送给该节点的直连节点，由该直连节点以及后续直连节点根据自身存储的虚电路信息查询符合业务传输带宽要求且能够到达目的节点的虚电路，直到能够到达目的节点的倒数第二个节点；

源节点根据查询得到的所述多个虚电路建立传输业务的路由。

一种在对等网络中实现路由的***，该***包括多个节点，其中，

每个节点，用于采用递归建立算法建立到其他节点的虚电路，且存储包括带宽和跳数的该虚电路信息，在传输业务时，根据自身存储的虚电路信息分别查询符合该业务带宽要求且能够到达目的节点的虚电路，得到多个虚电路，根据所述多个虚电路建立由源节点到目的节点的传输业务的路由。

一种在对等网络中实现路由的装置，该装置包括计算模块、存储模块和处理模块，其中，

计算模块，用于采用递归算法建立到其他节点的虚电路；

存储模块，用于存储所建立虚电路的包括带宽和跳数的虚电路信息；

处理模块，用于处理业务传输，查询存储模块存储的符合该业务的带宽要求且能够到达目的节点的虚电路。

从上述方案可以看出，本发明实施例以对等的方式建立起满足带宽要求的同域内任意两个普通节点之间或域间任意两个超级节点之间的虚电路，当业务请求到达后，根据业务的带宽需求，通过设置的虚电路在源节点和目的之间寻找并建立一条符合业务带宽要求的路由，确保业务传输的服务质量。因此，本发明实施例提供的方法、***及装置在保证为业务提供稳定的服务质量的前提下，在p2p网络中实现用于传输业务的路由。

附图说明

图1为现有技术方法二的p2p网络层次结构示意图；

图2为现有技术方法二的节点213在p2p网络中的整个地址空间中的路由项示意图；

图3为本发明实施例p2p网络的结构示意图；

图4为本发明实施例虚电路结构示意图；

图5为本发明实施例在p2p网络中实现路由的方法流程图；

图6为本发明实施例在p2p网络中实现路由的***示意图；

图7为本发明实施例在p2p网络中实现路由的装置示意图；

图8为本发明实施例采用虚电路传输业务的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例作进一步的详细描述。

本发明实施例以对等的方式建立起满足带宽要求的同域内任意两个普通节点之间或域间任意两个超级节点之间的虚电路，当业务请求到达后，根据业务的带宽需求，通过设置的虚电路在源节点和目的之间寻找并建立一条符合业务带宽要求的路由，确保业务传输的服务质量。

在本实施例的p2p网络中，采用分域的思想，将整个网络分为多个更小规模的域，每个域内的节点分为普通节点(GN，General Node)和超级节点(SN，Super Node)。分配规则可以预先设定，其中，GN是所划分域中一些功能较弱的路由器或服务器，负责域内信息的路由；SN是所划分域中功能强大的路由器或服务器，负责域间信息的路由和域内网络的控制。对在一个域内的所有GN来说，是完全对等的；同样，对域间的所有SN来说，也是对等的。该网络结构体现了p2p技术的思想，如图3所示：该p2p网络分为三个域，域1、域2和域3，每个域中实心圆圈(A，SN1，SN3，B，SN2)表示SN，空心圆圈表示GN，a1为源用户终端节点，b1为目的用户终端节点。

在本实施例中，提出了虚电路的概念，即要为p2p网络中的节点分别建立到其他节点的虚电路，并将虚电路信息进行存储，其中，虚电路信息包括源节点标识-直连节点标识-目的节点标识，虚电路的跳数和虚电路支持的带宽。

虚电路是指从源节点到目的节点的逻辑链路，其由源节点、源节点的直连节点和目的节点三者确定，采用源节点标识、源节点的直连节点标识和目的节点标识来指示，该虚电路对应于该虚电路的跳数和虚电路支持的带宽存储在源节点上。例如，每个节点的标识都采用32比特的二进制数表示，则一条虚电路需要由96比特的二进制数表示；一条虚电路上源节点为R1，直连节点为R2和目的节点为R3，则可以将该虚电路记载为R1-R2-R3。

对于一条虚电路，包含跳数和带宽两个属性，其中，跳数是该虚电路所经过的节点数目，带宽是该虚电路上所有物理链路的可用带宽的最小值。

在本发明实施例中，对于源节点上的一条虚电路来说，源节点并不确切知道这条虚电路所对应的所有节点，源节点仅仅知道下一跳节点是其一个直连节点，对于其他从源节点到目的节点之间的节点，则由该直连节点到目的节点的虚电路确定。如果该直连节点到目的节点的虚电路有多条，则采用带宽值最大的一条直连节点到目的节点的虚电路和源节点到直连节点的物理链路，构成源节点到目的节点的最终传输数据的路由。

一个节点到另一个节点的虚电路最多有d条，d为自然数，在本发明实施例，将d称为节点的度数，即和该节点直连的节点个数。

在本发明实施例中，虚电路分为域内虚电路和域间虚电路，建立域间虚电路和建立域内虚电路的原理是相同的。

图4为本发明实施例虚电路结构示意图，如图所示，A节点和B节点之间通过物理链路连接，B节点和C节点通过物理链路连接，在逻辑上认为A节点和C节点有一条虚电路。当C节点和D节点通过物理链路连接后，可以认为A节点和D节点有一条虚电路，A节点不用知道虚电路中所有物理链路的细节，即不用知道C节点的存在，直接利用虚电路A节点-B节点-D节点和D节点建立路由即可(B节点-C节点-D节点的虚电路由B节点确定)。

图5为本发明实施例在p2p网络中实现路由的方法流程图，其具体步骤为：

步骤501、将p2p网络划分为多个域，每个域中具有一个SN和多个GN。

其中，SN用于域间的路由建立，GN用于与同一域内的SN或其他GN建立域内路由。

步骤502、采用递归建立算法为SN建立到p2p网络中其他SN和GN的虚电路，且存储该虚电路信息；采用递归建立算法为GN建立到同一域内的到SN和GN的虚电路，且存储该虚电路信息。

在本步骤中，虚电路由该节点标识、直连节点标识和目的节点标识来确定，虚电路信息包括跳数和带宽，也可以只包括带宽。

步骤503、在p2p网络中传输业务，根据在源节点存储的虚电路信息，查询到一条符合该业务带宽要求且可以到达目的节点的虚电路，根据该虚电路确定该业务要传输的该源节点的直连节点；对于其他从源节点到目的节点之间的节点，则由该直连节点以及后续直连节点到目的节点的虚电路确定，确定的这些虚电路构成了源节点到目的节点的传输业务的路由。

在本发明实施例中，源节点可以通过传输业务请求触发直连节点，或由直连节点通过传输业务请求触发后续直连节点。

步骤504、业务在确定的路由上进行传输。

在本发明实施例中，节点实际上就是p2p网络中的路由器，用于为业务的传输提供路由。

图6为本发明实施例在p2p网络中实现路由的***示意图，其中，该***包括至少一个节点，其中：

每个节点，用于采用递归建立算法建立到其他节点的虚电路，且存储包括带宽和跳数的该虚电路信息，在传输业务时，根据自身存储的虚电路信息分别查询并得到符合该业务带宽要求且能够到达目的节点的虚电路，得到多个虚电路，根据所述多个虚电路建立由源节点到目的节点的传输业务的路由，传输业务。

在本发明实施例中，每个节点中还包括计算模块、存储模块和处理模块，其中，计算模块，用于采用递归算法建立到其他节点的虚电路；存储模块，用于存储所建立虚电路的包括带宽和跳数的虚电路信息；处理模块，用于处理业务传输，查询存储模块存储的符合该业务的带宽要求且能够到达目的节点的虚电路。

所述节点为源节点，进一步包括路由实现模块，用于根据虚电路建立由源节点到目的节点的传输业务的路由，传输业务。

图7为本发明实施例在p2p网络中实现路由的装置示意图，其中，该装置包括计算模块、存储模块和处理模块，其中：

计算模块，用于采用递归算法建立到其他节点的虚电路；

存储模块，用于存储所建立虚电路的包括带宽和跳数的虚电路信息；

处理模块，用于处理业务传输，查询存储模块存储的符合该业务的带宽要求且到达目的节点的虚电路，根据该虚电路建立到目的节点的传输业务路由，传输业务。

在本发明实施例中，该装置为源节点，进一步包括路由实现模块，用于根据虚电路建立由源节点到目的节点的传输业务的路由。

当在p2p网络中为每个节点建立好支持带宽的虚电路后，就可以传输业务了，图8为本发明实施例采用虚电路传输业务的方法流程图，其具体步骤为：

步骤801、节点接收到业务传输请求，查找存储的虚电路信息，得到符合该业务带宽要求的到目的节点的虚电路；

步骤802、该节点向虚电路上标识的节点(直连节点)发送业务传输请求；

步骤803、该虚电路上标识的节点(直连节点)，查找存储的虚电路信息，得到符合该业务带宽要求的到目的节点的虚电路；

步骤804、判断该虚电路上标识的节点(直连节点)是否为目的节点，如果是，执行步骤805；否则，转会步骤803继续执行；

步骤805、从步骤801的节点到目的节点之间的节点为业务传输预留带宽(包括步骤801的节点)，建立以所确定多条虚电路为基础的业务传输路由；

步骤806、业务通过所建立的业务传输路由进行传输。

为了在p2p网络中建立路由，本发明实施例需要对p2p网络中的各个节点建立虚电路，建立虚电路的算法为递归建立算法，由于建立域间虚电路和建立域内虚电路的原理是相同的，这里以域间虚电路的建立来说明虚电路的递归建立过程。

假设有N个SN，N为自然数，则p2p网络中每个SN按照以下递归建立算法并行建立到其他SN的虚电路。如果一个SN的度数为d，则在SN的虚电路建立完成后，该SN到其他SN的虚电路至多为d条。

第1步：SN建立SN到与其所有相邻的SN的跳数为1的虚电路，此时每条虚电路的直连SN和目的SN都是相同的，每条虚电路的带宽就是对应的物理链路可用带宽。当所有跳数为1的虚电路建立完成后，SN将建立的虚电路向其相邻SN进行广播。

在进行广播时，如果SN的一个直连SN为SN2，SN并不将源SN到SN2的虚电路广播给SN2(SN2已经在建立虚电路时获知该虚电路)。

第2步：根据广播接收到的跳数为1的虚电路的SN，将该虚电路上的目的SN作为要建立的虚电路的目的SN，将该虚电路上的源SN作为直连SN，建立该SN(该SN为接收到跳数为1的虚电路广播的SN)作为源SN的跳数为2的虚电路(所建立的虚电路上的源SN和目的SN不能相同)。建立的虚电路带宽就是该SN到直连SN的物理链路可用带宽和该跳数为1的虚电路的带宽最小值。

建立了跳数为2的虚电路的SN将所建立的虚电路信息进行保存。

按照这种方式，当所有跳数为2的虚电路建立完成后，建立跳数为2的虚电路的SN将该虚电路广播给其相邻SN。

在进行广播时，如果SN的一个直连SN为SN2，SN并不将源SN到SN2的虚电路广播给SN2(SN2已经在建立虚电路时获知该虚电路)。

第3步：根据广播接收到的跳数为2的虚电路的SN，将该虚电路上的目的SN作为要建立的虚电路的目的SN，将该虚电路上的源SN作为直连SN，建立该SN(该SN为接收到跳数为2的虚电路广播的SN)作为源SN的跳数为3的虚电路(所建立的虚电路上的源SN和目的SN不能相同)。虚电路的带宽就是该SN到直连SN的物理链路可用带宽和该跳数为2的虚电路的带宽最小值。

如果在建立跳数为3的虚电路过程中，有两条跳数为2的虚电路的源SN和目的SN分别是相同的，就取带宽最大的跳数为2的虚电路建立跳数为3的虚电路。同时，所建立的跳数为3的虚电路的源SN和目的SN不能相同。

建立了跳数为3的虚电路的SN将所建立的虚电路信息进行保存。

按照这种方式，当所有跳数为3的虚电路建立完成后，建立跳数为3的虚电路的SN将该虚电路广播给其相邻SN。

在进行广播时，如果SN的一个直连SN为SN2，SN并不将源SN到SN2的虚电路广播给SN2(SN2已经在建立虚电路时获知该虚电路)。

第4步：根据广播接收到的跳数为3的虚电路的SN，将该虚电路上的目的SN作为要建立的虚电路的目的SN，将该虚电路上的源SN作为直连SN，建立该SN(该SN为接收到跳数为3的虚电路广播的SN)作为源SN的跳数为4的虚电路(所建立的虚电路上的源SN和目的SN不能相同)。虚电路的带宽就是该SN到直连SN的物理链路可用带宽和该跳数为3的虚电路的带宽最小值。

如果在建立跳数为4的虚电路过程中，有两条跳数为3的虚电路的源SN和目的SN分别是相同的，就取带宽最大的跳数为3的虚电路建立跳数为4的虚电路。同时，所建立的跳数为4的虚电路的源SN和目的SN不能相同。

建立了跳数为4的虚电路的SN将所建立的虚电路信息进行保存。

按照这种方式，当所有跳数为4的虚电路建立完成后，建立跳数为4的虚电路的SN将该虚电路广播给其相邻SN。

在进行广播时，如果SN的一个直连SN为SN2，SN并不将源SN到SN2的虚电路广播给SN2(SN2已经在建立虚电路时获知该虚电路)。

按照第3步或第4步的描述，建立跳数为5、6、....、N-2的虚电路。

第N-1步：根据广播接收到的跳数为N-2的虚电路的SN，将该虚电路上的目的SN作为要建立的虚电路的目的SN，将该虚电路上的源SN作为直连SN，建立该SN(该SN为接收到跳数为N-2的虚电路广播的SN)作为源SN的跳数为N-1的虚电路(所建立的虚电路上的源SN和目的SN不能相同)。虚电路的带宽就是该SN到直连SN的物理链路可用带宽和该跳数为N-2的虚电路的带宽最小值。

如果在建立跳数为N-1的虚电路过程中，有两条跳数为N-2的虚电路的源SN和目的SN分别是相同的，就取带宽最大的跳数为N-2的虚电路建立跳数为N-1的虚电路。同时，所建立的跳数为N-1的虚电路的源SN和目的SN不能相同。

建立了跳数为N-1的虚电路的SN将所建立的虚电路信息进行保存。

最后，SN对自身保存的虚电路信息按照如下进行处理：

根据自身保存的虚电路信息确定具有相同直连SN和目的SN的虚电路，选择带宽最大的虚电路作为从SN到目的SN的虚电路，如果带宽最大的虚电路有多条，则选择跳数最小的虚电路作为从SN到目的SN的虚电路，且将所选择的虚电路的带宽和跳数属性对应该虚电路保存。

这样，在p2p网络中的每个SN就保存了到其他SN的域间虚电路信息。

相应地，对于p2p网络中的每个GN来说，也可以按照上述方法建立到其他GN的域内虚电路，并保存所建立域内虚电路信息。

根据上述虚电路的递归建立方法可以看出，在每一步建立不同跳数的虚电路时，都不允许源SN和目的SN相同的虚电路出现，所以不会出现回路的问题。

在建立完虚电路后，需要对所建立的虚电路进行维护。当以下几种情况发生时，需要维护p2p网络中的虚电路或修改虚电路：第一种情况，p2p网络中的物理链路可用带宽变化；第二种情况，p2p网络中的虚电路变化；第三种情况，p2p网络中的节点发生故障或失效；第四种情况，p2p网络中加入了新的节点。

对于域内虚电路和域间虚电路来说，其维护或者修改是完全相同的，本发明实施例以域间虚电路的维护来分别说明在不同情况下虚电路的维护过程。

第一种情况，p2p网络中的物理链路可用带宽变化时维护虚电路。

在p2p网络工作过程中，两个SN之间的物理链路的可用带宽会不断发生变化，为了保证p2p网络正常，本发明实施例既要及时反映p2p网络可用带宽的变化情况，又要保证p2p网络的平稳和可靠地工作。

本发明实施例设置两个***参数，分别为THS1和THS2，且按照下述几种维护策略响应网络中物理链路可用带宽的变化。

THS1和THS2是以兆比特/秒为单位的整数，是根据p2p网络的性能设置的参数，假设THS1被THS2整除，商为QS，这样宽为THS1的带宽区间[0，THS1]就被分割为QS个宽为THS2的带宽区间[0，THS2)，[THS2，2×THS2)，...，[(QS-2)×THS2，(QS-1)×THS2)，[(QS-1)×THS2，THS1)。

为了叙述方便，本发明实施例假定带宽发生变化的物理链路为SN1到SN2的物理链路，该链路上原有可用带宽为D0，变化后的可用带宽为D1。

当D0小于D1时，有以下几种维护方式：

第一种维护方式，D0≥THS1，D1≥THS1，SN1将SN1到SN2的物理链路可用带宽修改为D1。

第二种维护方式，D0<THS1，D1≥THS1，SN1将SN1到SN2的物理链路可用带宽修改为D1，SN1将保存的到SN2的跳数为1的虚电路的可用带宽修改为D1后，进行如下处理。

SN1向SN2发送一个报文，该报文在本实施例定义为M1，包括SN1标识以及SN1到SN2的物理链路可用带宽D0，该报文要求获得以SN2为源SN的可用带宽大于D0的虚电路信息。

SN2收到M1后，根据自身存储的虚电路信息(以SN2为源SN的所有虚电路，但是除去以SN1为目的SN或者直连SN的虚电路)，查找可用带宽大于D0的虚电路，如果这样的虚电路中目的SN相同的有多条，首先选取可用带宽最大的虚电路，如果这样选取出的虚电路仍然有多条，则选取跳数最少的一条。当把所有这样的以SN2为源SN的带宽大于D0的到不同目的SN的虚电路选取出来后，SN2向SN1返回一个报文，该报文在本发明实施例中定义为M2，包括每个选取出来的虚电路信息(虚电路标识、跳数和可用带宽)。

SN1收到M2后，提取出以SN2为源SN的虚电路信息。假设提取出来的一条虚电路的目的SN为SN3，跳数为h，可用带宽为D2，D1和D2的最小值为D3，则SN1把其上以SN2为直连节点，SN3为目的SN的虚电路的可用带宽修改为D3，跳数修改为h+1。如果D3小于或者等于SN1上其它某个以SN3为目的SN的虚电路的可用带宽，则SN1不再对修改后的虚电路进行处理；否则，SN1将向周围邻居节点(SN2除外)发送一个报文(定义为M3，包含SN1为源SN，SN2为直连SN，SN3为目的SN的虚电路标识、跳数、可用带宽D3)，通告SN1到SN3的虚电路可用带宽和跳数已经发生改变。

当SN1对从M2提取的所有的虚电路处理完后，结束处理。

第三种维护方式，D0<THS1，D1<THS1。此时，SN1将SN1到SN2的物理链路可用带宽修改为D1后，SN1判断D1和D0是否同处于一个宽为THS2的带宽区间内，如果是，结束处理；否则，SN1、SN2按上述第二种维护方式进行处理。

当D0大于D1时，有以下几种维护方式：

第一种维护方式，D0≥THS1，D1≥THS1。SN1将SN1到SN2的物理链路可用带宽修改为D1后，结束处理；

第二种维护方式，D0≥THS1，D1<THS1。SN1将SN1到SN2的物理链路可用带宽修改为D1，SN1将保存的到SN2的跳数为1的虚电路的可用带宽修改为D1后，进行如下处理。

SN1在自身存储的虚电路信息中查找以SN2为直连SN、带宽大于D1的虚电路，如果找到的这样的虚电路的目的SN为SN3，则SN1把其上以SN2为直连SN，SN3为目的SN的虚电路的可用带宽修改为D1，该虚电路的原有可用带宽为D4。

如果D4小于或者等于SN1上其它某个以SN3为目的SN的虚电路的可用带宽，则SN1不再对修改后的虚电路进行处理；否则，SN1比较其上所有的以SN3为目的SN的虚电路的可用带宽，记最大值为D3，其对应的虚电路以SN4为直连SN(SN1-SN4-SN3)，跳数为h，然后SN1向周围邻居SN(SN2除外)发送一个报文(定义为M3，包含SN1为源SN，SN4为直连SN，SN3为目的SN的虚电路标识、跳数和可用带宽D3)，通告它们SN1到SN3的虚电路可用带宽和跳数已经发生改变。

当SN1对找到的所有虚电路处理完后，结束处理。

第三种维护方式：D0<THS1，D1<THS1。SN1将SN1到SN2的物理链路可用带宽修改为D1后，

SN1判断D1和D0是否同处于一个宽为THS2的带宽区间内，如果是，结束处理；否则，SN1、SN2按上述第二种维护方式进行处理。

第二种情况，p2p网络中的虚电路变化时维护虚电路。

在p2p网络中，某个SN的物理链路可用带宽发生变化后，将可能导致SN间的虚电路信息发生变化，如虚电路的可用带宽和跳数发生功能变化，当SN接收到虚电路信息发生变化的通告后，应该做出适当的响应。本发明实施例既要及时反映p2p网络可用带宽的变化情况，又要保证p2p网络的平稳和可靠地工作。

本发明实施例设置两个***参数，分别为THS1和THS2，且按照下述几种维护策略响应网络中物理链路可用带宽的变化。THS1和THS2的配置与第一种情况的配置相同。

为了描述方便，本发明实施例假定SN1收到邻居节点SN2发来的以SN2为源SN，SN3为目的SN的虚电路发生变化的报文M3，SN1到SN2的直连物理链路的可用带宽为D1，收到的虚电路的带宽为D2，跳数为h，记该虚电路为VL。假设现有的以SN1为源SN，SN2为直连SN，SN3为目的SN的虚电路的可用带宽为D3，同时，假设以SN1为源SN，SN3为目的SN的所有虚电路的可用带宽的最大值为D4。

首先，SN1计算D1和D2的最小值，记其结果为D5，如果D5和D3同处于一个宽为THS2的带宽区间内，或者D5、D3≥THS1，SN1不再作处理；

否则SN1把其上以SN2为直连SN，SN3为目的SN的虚电路可用带宽修改为D5，跳数修改为h+1后继续按下述方式进行处理。

SN1计算其上所有以SN3为目的SN的虚电路的可用带宽的最大值，记可用带宽最大的虚电路为VL，其直连SN为SN4，可用带宽为D6，跳数为h1。

如果D6和D4同处于一个宽为THS2的带宽区间内，或者D6、D4≥THS1，则SN1不再作处理；否则SN1向周围邻居SN(SN4除外)发送一个报文(定义为M3，包含SN1为源SN，SN4为直连SN，SN3为目的SN的虚电路标识、跳数和可用带宽D6)，通告SN1到SN3的虚电路可用带宽和跳数已经发生改变，结束处理。

第三种情况，p2p网络中的某个SN发生故障时维护虚电路。

可以认为SN到直连的出现故障的SN的物理链路可用带宽为0，然后采用第一种情况采用的方式维护虚电路。

第四种情况，p2p网络中新增加了SN时维护虚电路。

当一个SN加入p2p网络时，该SN将和其直连SN进行通信，SN向所有邻居SN发送一个获取虚电路的报文，本发明实施例可以将该报文定义为M4，邻居SN收到报文M4后，把保存的所有虚电路信息携带在报文M5发送给该SN，SN收到报文M5后，就可根据携带的这些虚电路信息建立该SN到其它所有SN的虚电路。同时，邻居SN也建立其到该SN的跳数为1的虚电路，然后按照前面所述的虚电路递归建立方法，所有SN就可建立其到该SN的虚电路。

以上是对本发明具体实施例的说明，在具体的实施过程中可对本发明的方法进行适当的改进，以适应具体情况的具体需要。因此可以理解，根据本发明的具体实施方式只是起示范作用，并不用以限制本发明的保护范围。

Claims (15)

1、一种在对等网络中实现路由的方法，其特征在于，对等网络中的每个节点采用递归建立算法建立从自己到其他节点的虚电路，存储包括带宽和跳数在内的虚电路信息，该方法还包括：

源节点接收到业务传输请求后，根据存储的虚电路信息查询符合业务传输带宽要求且能够到达目的节点的虚电路，将该请求发送给该节点的直连节点，由该直连节点以及后续直连节点根据自身存储的虚电路信息查询符合业务传输带宽要求且能够到达目的节点的虚电路，直到能够到达目的节点的倒数第二个节点；

源节点根据查询得到的所述多个虚电路建立传输业务的路由。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对等网络中划分为多个域，其中，每个域中具有一个超级节点和多个普通节点，

所述每个节点建立从自己到其他节点的虚电路为：普通节点建立同一域内到超级节点和到其他普通节点的虚电路；超级节点建立同一域内到普通节点的虚电路和跨域建立到其他超级节点的虚电路。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述每个节点采用递归建立算法建立到其他节点的虚电路，存储包括带宽的虚电路信息的过程为：

1)每个节点建立到与其所有相邻节点的跳数为1的虚电路后保存，该虚电路的带宽为对应的物理链路可用带宽，将建立的虚电路向其相邻节点广播；

2)每个节点根据广播接收到的跳数为1的虚电路，将该虚电路上的目的节点作为要建立的虚电路的目的节点，将该虚电路上的源节点作为直连节点，建立该节点作为源节点的跳数为2的虚电路后保存，该虚电路带宽为该节点到直连节点的物理链路可用带宽和该跳数为1的虚电路的带宽最小值，将建立的虚电路向其相邻节点广播；

3)按照步骤2)所述的方式，每个节点根据广播接收到的上一步骤广播的跳数为上一步骤的虚电路，将该虚电路上的目的节点作为要建立的虚电路的目的节点，将该虚电路上的源节点作为直连节点，建立该节点作为源节点的跳数为上一步骤的虚电路后保存，该虚电路带宽为该节点到直连节点的物理链路可用带宽和该跳数为为上一步骤的虚电路的带宽最小值，将建立的虚电路向其相邻节点广播，直到建立到该节点到p2p网络中的其他节点都建立完；

4)每个节点根据自身保存的虚电路信息确定具有相同直连节点和目的杰的虚电路，选择带宽最大的虚电路作为从该节点到目的节点的虚电路，如果带宽最大的虚电路有多条，则选择跳数最小的虚电路作为从该节点到目的节点的虚电路，且将所选择的虚电路的带宽和跳数属性作为该虚电路信息对应该虚电路保存。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将建立的虚电路向其相邻节点广播时不将该建立的虚电路广播给该虚电路的直连节点；

所述建立的虚电路的源节点和目的节点不相同。

5、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述建立的相同跳数的虚电路的源节点和目的节点相同，该方法还包括：

采用带宽最大的跳数为上一步骤的虚电路建立跳数为本步骤的虚电路。

6、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述该方法还包括：对建立的虚电路进行维护。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述维护过程是在对等网络中的物理链路可用带宽变化时进行的，

或者是在对等网络中的节点发生故障或失效时进行的，过程为：

设置THS1和THS2，该THS1和THS2是以兆比特/秒为单位的整数，设THS1被THS2整除，商为QS，宽为THS1的带宽区间[0，THS1]就被分割为QS个宽为THS2的带宽区间[0，THS2)，[THS2，2×THS2)，...，[(QS-2)×THS2，(QS-1)×THS2)，[(QS-1)×THS2，THS1)；

设该物理链路上原有可用带宽为D0，变化后的可用带宽为D1；

D0小于D1时，1)D0≥THS1，D1≥THS1，将该物理链路可用带宽修改为D1；

2)D0<THS1，D1≥THS1，将该物理链路可用带宽修改为D1，该物理链路的源节点将保存的到目的节点的跳数为1的虚电路的可用带宽修改为D1后，源节点向目的节点发送一个包括D0的报文M1；目的节点接收到报文M1后，查找自身存储的大于D0的虚电路，如果这样的虚电路中目的节点相同的有多条，首先选取可用带宽最大的虚电路，如果这样选取出的虚电路仍然有多条，则选取跳数最少的一条虚电路；把所有以目的节点为源节点的带宽大于D0的到不同目的节点的虚电路选取出来后，目的节点向发送报文M1的源节点返回携带所选择虚电路信息的报文M2；

源节点收到报文M2后，提取出以目的节点为源节点的虚电路信息进行处理：设提取出来的一条虚电路的目的节点为节点3，跳数为h，可用带宽为D2，D1和D2的最小值为D3，则源节点把其上以目的节点为直连节点，该虚电路的目的节点为目的节点的虚电路的可用带宽修改为D3，跳数修改为h+1；如果D3小于或者等于源节点上其它某个以该虚电路的目的节点为目的节点的虚电路的可用带宽，则源节点不再对修改后的虚电路进行处理；否则，源节点将向周围邻居节点发送报文M3，通告源节点到该虚电路的目的节点的虚电路可用带宽和跳数发生改变；

3)D0<THS1，D1<THS1，将该物理链路可用带宽修改为D1后，源节点判断D1和D0是否同处于一个宽为THS2的带宽区间内，如果是，结束处理；否则，SN1、SN2按2)步骤进行处理；

D0大于D1时，4)D0≥THS1，D1≥THS1。将该物理链路可用带宽修改为D1后，结束处理；

5)D0≥THS1，D1<THS1，将该物理链路可用带宽修改为D1，该物理链路的源节点将保存的到目的节点的跳数为1的虚电路的可用带宽修改为D1后，源节点在自身存储的虚电路信息中查找以目的节点为直连节点、带宽大于D1的虚电路，如果找到的虚电路的目的节点为节点3，则源节点把其上以目的节点为直连节点，节点3为目的节点的虚电路的可用带宽修改为D1，设该虚电路的原有可用带宽为D4；

如果D4小于或者等于源节点上其它某个以节点3为目的节点的虚电路的可用带宽，则源节点不再对修改后的虚电路进行处理；否则，源节点比较其上所有的以节点3为目的节点的虚电路的可用带宽，记最大值为D3，其对应的虚电路以节点4为直连节点，跳数为h，然后源节点向周围邻居节点发送报文M3，通告源节点到节点3的虚电路可用带宽和跳数发生改变；

6)D0<THS1，D1<THS1。将该物理链路可用带宽修改为D1后，源节点判断D1和D0是否同处于一个宽为THS2的带宽区间内，如果是，结束处理；否则，源节点和目的节点按5)步骤处理进行处理。

8、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述进行维护是在建立的虚电路变化时进行的，过程为：

设置THS1和THS2，该THS1和THS2是以兆比特/秒为单位的整数，设THS1被THS2整除，商为QS，宽为THS1的带宽区间[0，THS1]就被分割为QS个宽为THS2的带宽区间[0，THS2)，[THS2，2×THS2)，...，[(QS-2)×THS2，(QS-1)×THS2)，[(QS-1)×THS2，THS1)；

假定源节点收到邻居节点发来的以邻居节点为源节点，节点3为目的节点的虚电路发生变化的报文M3，源节点到邻居节点的直连物理链路的可用带宽为D1，收到的虚电路的带宽为D2，跳数为h；假定以源节点为源节点，邻居节点为直连节点，节点3为目的节点的虚电路的可用带宽为D3，以源节点为源节点，节点3为目的节点的所有虚电路的可用带宽的最大值为D4；

1)源节点计算D1和D2的最小值，记其结果为D5，如果D5和D3同处于一个宽为THS2的带宽区间内，或者D5、D3≥THS1，源节点不再作处理；否则，源节点把其上以邻居节点为直连节点，节点3为目的节点的虚电路可用带宽修改为D5，跳数修改为h+1，源节点计算其上所有以节点3为目的节点的虚电路的可用带宽的最大值，设可用带宽最大的虚电路的直连节点为节点4，可用带宽为D6，跳数为h1；

如果D6和D4同处于一个宽为THS2的带宽区间内，或者D6、D4≥THS1，则源节点不再作处理；否则，源节点向周围邻居节点发送报文M3，通告源节点到SN3的虚电路可用带宽和跳数发生改变。

9、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述进行维护是在对等网络中加入了节点后进行的，过程为：

加入对等网络的节点向所有直连的邻居节点发送报文，邻居节点接收到报文后，把保存的所有虚电路信息携带在返回报文中发送给该加入对等网络的节点，该加入对等网络的节点收到返回报文后，根据携带的虚电路信息建立该加入对等网络的节点到对等网络中的其它所有节点的虚电路且存储虚电路信息；

邻居节点建立到该加入对等网络的跳数为1的虚电路且存储虚电路信息，对等网络中的其他节点采用递归建立算法建立从自己到该加入对等网络的节点的虚电路，存储包括带宽和跳数在内的虚电路信息。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

根据路由传输业务。

11、一种在对等网络中实现路由的***，其特征在于，该***包括多个节点，其中，

每个节点，用于采用递归建立算法建立到其他节点的虚电路，且存储包括带宽和跳数的该虚电路信息，在传输业务时，根据自身存储的虚电路信息分别查询符合该业务带宽要求且能够到达目的节点的虚电路，得到多个虚电路，根据所述多个虚电路建立由源节点到目的节点的传输业务的路由。

12、如权利要求11所述的***，其特征在于，所述每个节点还包括计算模块、存储模块和处理模块，其中，

计算模块，用于采用递归算法建立到其他节点的虚电路；

存储模块，用于存储所建立虚电路的包括带宽和跳数的虚电路信息；

处理模块，用于查询存储模块存储的符合该业务的带宽要求且能够到达目的节点的虚电路。

13、如权利要求11或12所述的***，其特征在于，所述节点为源节点，进一步包括路由实现模块，用于根据虚电路建立由源节点到目的节点的传输业务的路由。

14、一种在对等网络中实现路由的装置，其特征在于，该装置包括计算模块、存储模块和处理模块，其中，

计算模块，用于采用递归算法建立到其他节点的虚电路；

存储模块，用于存储所建立虚电路的包括带宽和跳数的虚电路信息；

处理模块，用于处理业务传输，查询存储模块存储的符合该业务的带宽要求且能够到达目的节点的虚电路。

15、如权利要求14所述的装置，其特征在于，该装置为源节点，进一步包括路由实现模块，用于根据虚电路建立由源节点到目的节点的传输业务的路由。

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