CN102047617A - 用于填充路由器的转发信息库的方法和路由器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于对因特网的无缺省区DFZ中的自治***AS的路由器的转发信息库进行填充的方法，其中，转发信息库包含多个条目，每个条目将目的地前缀映射至至少一个路由以到达所述目的地前缀，所述方法的特征在于：针对向所述路由器通告的每个前缀，确定接收的通告所来自的自治***AS，以及，判定是否将前缀包括在所述路由器的转发信息库中，其中，在所述判定中，考虑从其获悉所述前缀的自治***AS和/或自治***AS的预定特性。此外，公开了一种在因特网的无缺省区DFZ中的自治***AS中部署的相应路由器。

Description

用于填充路由器的转发信息库的方法和路由器
技术领域
本发明涉及一种用于对因特网的无缺省区(DFZ)中的自治***(AS)的路由器的转发信息库进行填充的方法，其中，转发信息库包含多个条目，每个条目将目的地前缀映射至至少一个路由以到达所述目的地前缀。
此外，本发明涉及一种在因特网的无缺省区(DFZ)中的自治***(AS)中部署的路由器，包括转发信息库和/或路由表，其中，转发信息库和/或路由表包含多个条目，每个条目将目的地前缀映射至至少一个路由以到达所述目的地前缀。
背景技术
现今的因特网包括成千上万的自治***(AS)，每个AS是在单一管理实体控制下的一个网络或网络集合。在因特网内，通过IP地址(在IPv4情况下为32比特编号)来标识每个网络接口。由于与因特网路由基础设施相关的可缩放性原因，IP地址被聚合为连续的块。这种块被称为前缀，并由IP地址和掩码组成，掩码指示最左侧连续有效比特的数目。例如，前缀标记61.14.192.0/18表示具有18比特长度掩码的前缀，因此将14个比特留给所有组织使用，包括进一步向客户分配子前缀。
使用边界网关协议(BGP)，路由器以存储在路由表中的这些前缀的形式来交换可达性信息。路由器用于对数据分组进行实际转发的前缀被包括在转发信息库(FIB)中。在当前***中，FIB典型地包含目的地前缀与如何到达该目的地前缀的路由之间的一对一映射。
过去几年，路由表和转发信息库都经历了条目数目的急剧增长。这种发展被认为是极其关键的，尤其对于因特网的无缺省区(DFZ)而言。DFZ是因特网的核心，在因特网路由的上下文中，DFZ表示因特网中累积全局路由状态的所有AS的整体。因此，属于DFZ的AS的路由器不需要缺省路由来将分组路由至任何目的地。例如，第一层因特网提供商是DFZ的一部分。
如上所述，现今因特网的DFZ正在受到转发信息库和路由表中的条目数目的大量增加的影响。大小不是唯一的可缩放性问题，而且这种状态所经历的更新速率也正在以令人担忧的速率增长。
基本问题在于，在因特网边缘的自治***(AS)对出于各种目的(最主要是出于输入业务量工程(TE)的目的)向其分配的地址前缀进行分解。图中示出了一个示例，其中AS6163通过经由BGP向AS6648和AS4757通告两个较长的前缀来分解前缀61.14.192.0/18，从而对输入业务量进行分发。由于当前路由器在转发分组时使用最长前缀匹配，因此，地址与较长的/21前缀不匹配的、以AS6163为目的地的分组将通过AS9299，AS9299是通过其来通告/18前缀的AS。在图中，输入业务流由虚线表示。
分解前缀的问题不能通过在上游自治***(例如图中的AS1239)处聚合前缀来解决，因为运营商需要执行业务量工程，而当前没有其他手段来执行业务量工程(在AS1239处进行聚合将导致针对/18的所有业务量流过AS9229)。不幸的是，分解前缀的运营商，如图中所示示例中的AS6163，不承担这一操作的成本；而是由无缺省区DFZ中的路由器(即因特网中累积全局路由状态的部分中的路由器)来承担。因此，几乎没有动机来停止这种做法。在不远的将来，这些发展可能严重阻碍会聚，导致全局连接性的不稳定。
发明内容
因此，本发明的目的是改进并进一步发展一种在因特网的无缺省区中的自治***中部署的起初描述类型的方法和路由器，使得通过采用易于实现的机制来减小因特网的无缺省区中的路由表和转发信息库的大小。
根据本发明，上述目的是通过包括权利要求1的特征的方法来实现的。根据该权利要求，这种方法的特征在于，针对向所述路由器通告的每个前缀，确定接收的通告所来自的自治***(AS)，以及，判定是否将前缀包括在所述路由器的转发信息库中，其中，在所述判定中，考虑从其获悉所述前缀的自治***(AS)和/或自治***(AS)的预定特性。
此外，上述目的是通过包括独立权利要求7的特征的路由器来实现的。根据该权利要求，这种路由器的特征在于，路由器还包括：检查装置，用于针对所通告的每个前缀，确定接收的通告所来自的自治***(AS)；以及处理装置，用于将前缀包括在所述转发信息库和/或所述路由表中，所述处理装置被配置为：判定是否将前缀包括在所述转发信息库和/或所述路由表中，并使所述判定依赖于从其获悉所述前缀的自治***(AS)和/或自治***(AS)的预定特性。
根据本发明，已经认识到，可以通过对前缀应用更加个性化的处理，来应对路由表和转发信息库大小增长的问题。为了允许差异，针对向属于DFZ的AS的路由器通告的每个前缀，确定从其获悉该前缀的AS。为此，根据本发明的路由器包括合适的检查装置。使用与从其获悉前缀的AS相关的信息来判定是否将前缀包括在路由器的转发信息库中。为此，根据本发明的路由器包括合适的处理装置，该处理装置被配置为进行这种判定。
根据本发明，是否将前缀包括在路由器的路由表中的判定是基于前缀通告的源AS和/或基于其预定特性来进行的。通过在前缀处理中引入这种差别，减小了因特网的无缺省区中的路由表和转发信息库的大小，从而减少相关联的扰动。根据本发明的方法和路由器不需要对路由协议本身进行任何改变，即不需要触及协议消息和首部。
根据优选实施例，针对向路由器通告的每个前缀执行检查，确定通告是从非DFZ自治***还是从DFZ自治***接收的。通过执行这种检查，不同的前缀处理可以基于接收到的前缀所来自的AS的具体特性，即其是否属于DFZ或者其是否不属于DFZ。当考虑AS之间的关系时，非DFZ AS可以被视为客户(customer)AS，而DFZ AS用作对等(perring)或转移(transit)AS。因此，可以基于检查从其获悉前缀的AS是否是客户AS或者通告是否是通过DFZ来自对等或转移AS，从而实现不同的前缀处理。
优选地，可以将源自非DFZ自治***(即客户AS)的所通告的前缀包括在路由器的转发信息库中。换言之，对于从非DFZ AS获悉的前缀，可以完全以在当前因特网中对其进行处理的方式来对其进行处理。
根据尤其优选的示例，对于从DFZ AS(即第一层提供商情况下的转移AS或对等AS)获悉的所通告的前缀，仅当该前缀比现有条目的前缀短时，才将其包括在路由器的转发信息库中。然后，使用所包括的较短前缀来替换现有的较长前缀。通过这种方式，填充转发信息库的前缀的量将显著减少，同时仍满足客户的业务量工程需要。只有因特网路由器的子集需要改变其本地判定算法。这涉及修改对转发信息库进行填充的算法。这所需的配置非常少，因为这是针对每个BGP的对等判定，即可以将其应用至整个BGP会话。主要的有益效果在于，边缘AS仍实现其目标，而因特网DFZ显著减轻了压力，这是使用简单聚合无法实现的。此外，这种方式在概念上较优，并具有潜在的巨大增益。预计它将适用于第一层等级的DFZ中～50％的前缀。
应注意，通过DFZ的分组仍遵循以太网边缘处的自治***的业务量工程目标，因为分组的目的地AS为客户的AS仍保持完全的、分解的路由信息。然而，目的地AS不为客户的DFZ AS仅保持分解的前缀的聚合。换言之，对DFZ中更具体的前缀的一部分进行过滤。另一方面，不需要如今较为普遍的复杂过滤器和策略规则。
根据另一优选实施例，将从DFZ AS获悉的连续前缀聚合为较大前缀，从而进一步减小转发信息库中的条目数量。再次，即使对从提供转移(即，为DFZ的一部分)的AS获悉的前缀进行有力的聚合，也不会破坏客户的输入业务量工程目标。为了执行聚合，不需要改变当前的域间路由协议(BGP)。只需要地址格式允许聚合，显然IPv4和IPv6地址都允许聚合。
根据另一优选实施例，针对填充路由器的转发信息库而描述的机制可以以相同的方式还用于填充路由器的路由表。
附图说明
存在多种方式来有利地设计和进一步改进本发明的教导。为此，参照从属于专利权利要求1和7的专利权利要求，另一方面参照附图示意的本发明实施例的优选示例的以下解释。结合借助附图对本发明实施例的优选示例的解释，对教导的总体优选实施例和进一步改进进行解释。附图中，唯一的附图：
附图示意性示出了包括根据本发明实施例的因特网的DFZ中的路由器在内的因特网的基本结构。
具体实施方式
在唯一的图中，示意了现今的因特网的基本设置。因特网由多个自治***AS构成。AS可以被划分为DFZ AS(即属于因特网的DFZ的AS)和非DFZ AS(即位于因特网的边缘区域的DFZ之外的AS)。此外，从每个AS的观点，直接连接的AS可以被归类为客户、对等或转移AS。图中作为示例示出了3个DFZ(第一层)AS：AS3356、AS701和AS 1239。此外，示出了总计5个非第一层AS，称为AS9299、AS6648、AS4775、AS10026和AS6163。
根据本发明的方法以因特网的无缺省区中的路由器(换言之，在本地知晓至因特网中的每个目的地的路由的路由器)为目标。在当前的因特网中，不仅使用较小前缀，还使用可能被较小前缀所包含的较大前缀来填充路由器的转发信息库(FIB)(例如，FIB可以包含61.14.192.0/18以及61.14.192.0/21)。在转发分组时，路由器执行最长前缀匹配，意即使用与分组的地址相匹配并具有最长前缀的FIB条目；该算法允许当前因特网中的基本输入业务量工程。不幸的是，如果为了业务量工程的目的，分解变得普遍，则最长前缀匹配还导致全局路由表快速增长。
返回图，在当前因特网中，AS 1239对从4个客户AS(AS9299、AS6648、AS4775和AS10026)获悉的路由应用最长前缀匹配。当前算法将使用所通告的所有3个前缀(61.14.192.0/18、61.14.192.0/21和61.14.200.0/21)来填充FIB，而根据本发明的方法的目标在于以不同方式来填充FIB。根据本发明的具体实施例，不同的FIB填充基于前缀是从客户AS还是从非客户AS获悉的。对于从客户AS获悉的前缀，完全以当前因特网中的方式来对其进行处理。然而，对于从非客户AS获悉的路由，仅当其具有的前缀比现有条目短时，才将其包括在FIB中，从而减小了获悉的前缀的数量，同时仍满足客户的业务量工程的需要。
按照图中的示例，AS 1239的路由器将仅使用从AS3356和AS701获悉的路由(表示最短前缀)来填充其FIB。具体地，这一操作将滤除非常小的分解的前缀，如/24(其使得全局路由表中的许多内容产生扰动)。
应注意，在应用如上所述的方法的情况下，通过DFZ的分组仍将遵循在因特网边缘处的AS的业务量工程目标：目的地AS为客户的AS将保持完全的、分解的路由信息。根据图中所示的示例，AS 1239仍保持AS6163所通告的所有路由，因为其接收的通告所来自的AS(AS9299、AS6646和AS4775)均为客户。然而，目的地AS不为客户的DFZ AS(即AS3356和AS701)仅保持分解的前缀的聚合(即/18)。换言之，该方法对DFZ中更具体的前缀的一部分进行过滤。
此外，对于从非客户AS获悉的前缀，将连续前缀聚合为较大前缀，进一步减小状态数量。参照附图，考虑前缀61.14.192.0/21以及61.14.200.0/21，如果它们是从另一DFZ AS接收的，则将其聚合为/20，但是再次注意，仅当其来自第一层情况下的非客户或对等AS时才进行上述处理。这意味着，不需要基于已知前缀的复杂过滤规则，它适用于例如整个BGP会话。
受益于以上描述和相关联附图中呈现的教导，本发明所属领域的技术人员可以想到这里阐述的本发明的许多修改和其他实施例。因此，应当理解，本发明不限于所公开的具体实施例，修改和其他实施例应当包括在所附权利要求的范围内。尽管这里采用了具体术语，但是它们仅用于一般和描述性意义，而不用于限制目的。

Claims (10)

1.一种用于对因特网的无缺省区DFZ中的自治***AS的路由器的转发信息库进行填充的方法，其中，转发信息库包含多个条目，每个条目将目的地前缀映射至至少一个路由以到达所述目的地前缀，
所述方法的特征在于：针对向所述路由器通告的每个前缀，确定接收的通告所来自的自治***AS，以及，判定是否将前缀包括在所述路由器的转发信息库中，其中，在所述判定中，考虑从其获悉所述前缀的自治***AS和/或自治***AS的预定特性。
2.根据权利要求1所述的方法，针对向所述路由器通告的每个前缀执行检查，确定通告是源自非DFZ自治***AS还是源自DFZ自治***AS。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将从非DFZ自治***AS获悉的、所通告的前缀包括在所述路由器的转发信息库中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，对于源自DFZ自治***AS的所通告的前缀，仅当该前缀比现有条目的前缀短时，才将其包括在所述路由器的转发信息库中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，对从DFZ自治***AS获悉的前缀进行聚合。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述方法用于填充路由器的路由表。
7.一种在因特网的无缺省区DFZ中的自治***AS中部署的路由器，包括转发信息库和/或路由表，其中，转发信息库和/或路由表包含多个条目，每个条目将目的地前缀映射至至少一个路由以到达所述目的地前缀，
所述路由器的特征在于，所述路由器还包括：
检查装置，用于针对所通告的每个前缀，确定接收的通告所来自的自治***AS；以及
处理装置，用于将前缀包括在所述转发信息库和/或所述路由表中，所述处理装置被配置为：判定是否将前缀包括在所述转发信息库和/或所述路由表中，并使所述判定依赖于从其获悉所述前缀的自治***AS和/或自治***AS的预定特性。
8.根据权利要求7所述的路由器，其中，所述检查装置被配置为针对向所述路由器通告的每个前缀执行检查，确定通告是源自非DFZ自治***AS还是源自DFZ自治***AS。
9.根据权利要求7或8所述的路由器，其中，所述处理装置被配置为：将源自非DFZ自治***AS的、所通告的前缀包括在所述路由器的转发信息库和/或所述路由器的路由表中。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的路由器，其中，所述处理装置被配置为：对于源自DFZ自治***AS的所通告的前缀，仅当该前缀比现有条目的前缀短时，才将其包括在所述路由器的转发信息库和/或所述路由器的路由表中。
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