CN104283789A - 路由收敛方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种路由收敛方法和***,所述方法包括:网络服务器采集对应网络的网络拓扑信息;基于所述网络拓扑信息查找路径跳数最少的路径为各源节点与各目的节点间的最短路径,对应网络的各网络节点的链路信息,将各源节点与各目的节点间的最短路径转换为全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点发送,以使各网络节点通过查询全路径路由表进行路由收敛。实施本发明的方法及***,需要路由收敛时使网络节点无需计算路径,基于全路径路由表进行集中式路径规划,能够提升网络收敛速度和网络维护效率,强化网络的控制能力,便于网络架构进行横向扩展。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别是涉及一种路由收敛方法和***。
背景技术
在IDC(Internet Data Center,互联网数据中心)部署OSPF(Open ShortestPath First,开放式最短路径优先),通常为了快速收敛,IDC内的所有网络节点部署在同一个区域(非骨干区域)。网络节点之间通过网络广播链路直接互联,通过hello报文握手成为OSPF邻居。为了防止OSPF协议计算性能损耗,OSPF网络类型被设置为P2P(Peer to Peer,对等计算)模式,以禁止OSPF在广播链路上的DR选举。域内每一条链路cost都是相同的值10。
OSPF采用基于链路状态的分布式路由计算方式。运行OSPF协议的网络节点将自己的链路信息以及OSPF邻居信息在域内广播。收到广播报文后,网络节点以自身为根节点发起SPF(最短路径优先算法)计算,计算自身到其他网络节点的最短路径。
但是上述路由计算方法,在路由计算时,会计算较多的长路径,在数据中心网络中,该长路径为大于两跳的无效路径,会降低数据中心的收敛效率。如附图1所示,互联网数据中心可包括一级的网络节点1011至网络节点101a,二级的网络节点1021至网络节点102b,三级的网络节点1031至网络节点103c,a、b、c均为正整数。一级的网络节点1011至网络节点301a分别与二级的网络节点1021至网络节点102b连接,二级的网络节点1021至网络节点102b分别与三级的网络节点1031至网络节点303c连接。所有网络节点均处于非骨干区域10内。当网络节点103c到网络节点102b的链路故障时,网络节点102b以自身为根节点进行SPF计算,会计算出类似于“网络节点102b-网络节点1032-网络节点1021-网络节点103c”的无效路径。
发明内容
基于此,有必要针对上述路由计算,会计算较多无效路径的问题,提供一种路由收敛方法和***。
一种路由收敛方法,包括以下步骤:
网络服务器采集对应网络的网络拓扑信息;
网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,其中,分别以所述对应网络的任意两个网络节点为源节点和目的节点;
若查找到的第一网络节点中不包括目的节点,则网络服务器基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点;
网络服务器选取所述源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径;
网络服务器对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点发送,以使各网络节点通过查询所述全路径路由表进行路由收敛。
一种路由收敛***,包括网络服务器,所述网络服务器包括:
采集模块,用于采集对应网络的网络拓扑信息;
第一节点查找模块,用于基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,其中,分别以所述对应网络的任意两个网络节点为源节点和目的节点;
第二节点查找模块,用于在查找到的第一网络节点中不包括目的节点时,基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点;
路径选取模块,用于选取所述源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径;
全路径路由表生成模块,用于对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点发送,以使各网络节点通过查询所述全路径路由表进行路由收敛。
上述路由收敛方法及***,网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,在查找到的第一网络节点中不包括目的节点时,基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点,获得所述源节点与所述目的节点间的最短路径,进而生成包括对应网络的任意两个网络节点间的最短路径的全路径路由表并向网络节点发送,使需要收敛时网络节点无需计算路径,可提升网络收敛速度,便于网络架构进行横向扩展,获取最短路径占用资源少,计算简捷,可降低网络设备维护难度,基于全路径路由表进行集中式路径规划,能够提升网络维护效率,强化网络的控制能力。
一种路由收敛方法,包括以下步骤:
网络服务器采集对应网络的网络拓扑信息;
网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,其中,分别以所述对应网络的任意两个网络节点为源节点和目的节点;
若查找到的第一网络节点中不包括目的节点,则网络服务器基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点;
网络服务器选取所述源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径;
网络服务器对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点发送;
各网络节点接收并存储所述全路径路由表;
当各网络节点接收到所述对应网络的网络故障信息时,各网络节点通过所述全路径路由表查询所述网络故障信息所对应的故障链路,进行路由收敛。
一种路由收敛***,包括网络服务器和网络节点,所述网络服务器包括:
采集模块,用于采集对应网络的网络拓扑信息;
第一节点查找模块,用于基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,其中,分别以所述对应网络的任意两个网络节点为源节点和目的节点;
第二节点查找模块,用于在查找到的第一网络节点中不包括目的节点时,基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点;
路径选取模块,用于选取所述源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径;
全路径路由表生成模块,用于对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点发送;
所述网络节点包括:
存储模块,用于接收并存储所述全路径路由表;
收敛模块,用于在接收到所述对应网络的网络故障信息时,通过所述全路径路由表查询所述网络故障信息所对应的故障链路,进行路由收敛。
上述路由收敛方法及***,网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,在查找到的第一网络节点中不包括目的节点时,基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点,获得所述源节点与所述目的节点间的最短路径,进而生成包括对应网络的任意两个网络节点间的最短路径的全路径路由表并向网络节点发送,使网络节点无需计算路径,在接收到所述对应网络的网络故障信息时,通过所述全路径路由表查询所述网络故障信息所对应的故障链路,进行路由收敛,可提升网络收敛速度,便于网络架构进行横向扩展,获取最短路径占用资源少,计算简捷,可降低网络设备维护难度,基于全路径路由表进行集中式路径规划,能够提升网络维护效率,强化网络的控制能力。
附图说明
图1为现有SPF算法的实施环境的结构示意图;
图2为本发明实施例的一个实施环境的结构示意图;
图3为本发明路由收敛方法第一实施方式的流程示意图;
图4为本发明路由收敛方法第二实施方式的流程示意图;
图5为本发明路由收敛***第一实施方式的结构示意图;
图6为本发明路由收敛方法第三实施方式的流程示意图;
图7为本发明路由收敛***第三实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
除非上下文另有特定清楚的描述,本发明中的元件和组件,数量既可以单个的形式存在,也可以多个的形式存在,本发明并不对此进行限定。本发明中的步骤虽然用标号进行了排列,但并不用于限定步骤的先后次序,除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础,否则步骤的相对次序是可以调整的。可以理解,本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。
请参阅图2,图2是本发明实施例的路由收敛方法的一个实施环境的结构示意图。
图2所示实施环境用于实现本发明任意一实施例或实施方式所述的路由收敛方法,包括网络服务器2000和网络节点3000,网络服务器2000与网络节点3000可通过无线或有线网络连接。
其中,网络节点3000优选地为与具有独立地址和具有传送或接收数据功能的对应网络相连的设备,可包括个人计算机、工作站、服务器、交换机、路由器、或其他网络设备。各网络节点通过通信线路连接,形成一定的几何关系,即形成对应网络的拓扑结构。
网络服务器2000优选地可为对应网络的控制器,可包括台式机、笔记本、个人数字助理、智能电话、平板电脑等终端设备中的至少一种。
所述对应网络可为两级或三级网络结构,优选地为互联网数据中心的网络。
网络服务器2000和网络节点3000的数目均可为两个以上。可根据对应网络中网路节点2000的数目和最短路径的计算量,确定网络服务器2000的数目。
在一个实施例中,网络服务器2000可包括网络服务器2010、网络服务器2020至网络服务器20d0,d大于或等于2的正整数。
网络节点3000可包括一级的网络节点3011至网络节点301a,二级的网络节点3021至网络节点302b,三级的网络节点3031至网络节点303c,a、b、c均为正整数。一级的网络节点3011至网络节点301a分别与二级的网络节点3021至网络节点302b连接,二级的网络节点3021至网络节点302b分别与三级的网络节点3031至网络节点303c连接。
实现路由收敛方法时,网络服务器2000可采集对应网络的网络拓扑信息;基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点;若查找到的第一网络节点中不包括目的节点,则基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点;选取所述源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径。进一步地,实现路由收敛方法时还可对应所述对应网络的各网络节点3000的链路信息,将各源节点与各目的节点间的最短路径转换为全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点3000发送,以使各网络节点通过查询所述全路径路由表进行路由收敛。
优选地,源节点为所述对应网络的各网络节点中的任意一个,目的节点为所述对应网络的各网络节点中除源节点外的其他网络节点。
进一步地,网络服务器2000采集网络节点3000、链路、以及网络节点3000间连接关系,并维护这些信息的状态。
各网络节点3000可接收所述全路径路由表,并在网络链路故障或一级的网络节点、二级的网络节点3021或三级的网络节点中任意一个节点故障时,根据相应故障信息查询所述全路径路由表进行路由收敛。
请参阅图3,图3是本发明的路由收敛方法第一实施方式的流程示意图。
本实施方式的所述路由收敛方法优选地可在网络服务器端执行,可包括以下步骤:
步骤S501,网络服务器采集对应网络的网络拓扑信息。
步骤S502,网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,其中,分别以所述对应网络的任意两个网络节点为源节点和目的节点。
步骤S503,若查找到的第一网络节点中不包括目的节点,则网络服务器基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点。
步骤S504,网络服务器选取所述源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径。
步骤S505,网络服务器对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点发送,以使各网络节点通过查询所述全路径路由表进行路由收敛。
本实施方式所述的路由收敛方法,网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,在查找到的第一网络节点中不包括目的节点时,基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点,获得所述源节点与所述目的节点间的最短路径,进而生成包括对应网络的任意两个网络节点间的最短路径的全路径路由表并向网络节点发送,使网络节点无需计算路径,可提升网络收敛速度,便于网络架构进行横向扩展,获取最短路径占用资源少,计算简捷,可降低网络设备维护难度,基于全路径路由表进行集中式路径规划,能够提升网络维护效率,强化网络的控制能力。
其中,对于步骤S501,网络服务器可为图2所示的网络服务器2010、网络服务器2020至网络服务器20d0中的任意一个。所述对应网络优选地为互联网数据中心的网络,可为二级或三级网络架构,任意两个节点间的最短路径的跳数最多为两跳。
优选地,所述网络拓扑信息包括各网络节点间的连接关系。还可包括各网络节点的节点标识和链路标识。
在一个实施例中,所述网络服务器采集对应网络的网络拓扑信息的步骤包括以下步骤:
网络服务器接收所述相应网络的各网络节点通过网络层协议获得的邻居信息。
网络服务器根据接收的邻居信息,获取所述对应网络的各个网络节点间的连接关系,生成所述网络拓扑信息。
优选地,各网络节点可支持网络层协议(LLDP协议)扩展,通过LLDP协议携带端口IP地址等信息,LLDP在收到该信息时发送至网络服务器。
在其他实施例中,还可在配置所述对应网络(网络节点增删,和/或,网络链路增删,和/或,网络配置变更)时,将配置后的网络拓扑信息存储到网络服务器或相应网络设备,需要采集时,网络服务器自身调取或从相应网络设备请求。
对于步骤S502,优选地,分别以所述对应网络中的各网络节点为源节点,获取对应各网络节点的第一网络节点。优选地可通过所述网络拓扑信息,将所述源节点作为路径起点,查找与源节点直连的网络节点为所述第一网络节点。
在一个实施例中,网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点的步骤之后,还包括以下步骤:
若查找到的第一网络节点中包括所述目的节点,则网络服务器选取所述源节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径。
对于步骤S503,分别以所述对应网络中除所述源节点外的任意其他网络节点为目的节点,获取对应各个源节点和目的节点的第一网络节点、第二网络节点。
优选地,可以所述第一网络节点为路径起点,查找与目的节点直连的第一网络节点为所述第二网络节点。
在一个实施例中,网络服务器基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点的步骤包括以下步骤:
基于所述网络拓扑信息查找各第一网络节点下一跳可达的网络节点。
判断查找到的网络节点是否包括所述目的节点。
若是,则从所述查找到的网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的网络节点为所述第二网络节点。
在其他实施例中,若目的节点与源节点为相同级的网络节点,可基于所述网络拓扑信息查找各第一网络节点下一跳可达的与所述目的节点处于同一级的网络节点,进而判断查找到的网络节点是否包括所述目的节点,若是,则从所述查找到的网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的网络节点为所述第二网络节点。
在另一个实施例中,在判断查找到的网络节点是否包括所述目的节点的步骤之后,还包括以下步骤:
若所述查找到的网络节点中不包括所述目的节点,则记录所述查找到的网络节点为第二备选节点,基于所述网络拓扑信息继续查找各第二备选节点下一跳可达的网络节点。
判断查找到的网络节点是否包括所述目的节点。
若是,则从各第二备选节点中选取下一跳可达所述目的节点的第三网络节点。
选取所述目的节点到各第三网络节点的链路、各第三网络节点到各第一网络节点的链路以及各第一网络节点到所述源节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径。
本实施方式适用于网络结构为四级架构的网络。
对于网络结构为五级及以上的架构的网络,可以上述操作类推操作步骤。
对于步骤S504,优选地,所述最短路径的跳数最多为两跳。
在一个实施例中:所述对应网络如图2所示,所述源节点可为网络节点303c,所述目的节点可为网络节点301a。以上所述的路由收敛方法获取网络节点303c与网络节点301a之间的最短路径的操作包括以下步骤:
采集所述对应网络的网络拓扑信息。
基于所述网络拓扑信息查找网络节点303c一跳可达的网络节点3021至网络节点302b为第一网络节点。
所述第一网络节点中不包括目的节点,基于所述网络拓扑信息查找第一网络节点中下一跳可达所述目的节点的网络节点3021至网络节点302b为第二网络节点。
将网络节点3030c到网络节点3021的链路,网络节点3021到网络节点301a的链路,以及网络节点3030c到网络节点302b的链路,网络节点302b到网络节点301a的链路,分别作为网络节点303c与网络节点301a之间的最短路径。
本实施方式,可快速简捷的获取网络节点303c与网络节点301a之间的最短路径。
其中,可分别以网络节点3021至网络节点302b为路径起点,查找网络节点3021至网络节点302b下一跳可达的网络节点3031至网络节点303c、网络节点302b、网络节点3021、网络节点3011至网络节点301a,然后通过遍历,选取出网络节点301a,即可查找到下一跳可达网络节点301a的第一网络节点。
优选地最短路径分别为网络节点303c→网络节点3021→网络节点301a、至网络节点303c→网络节点302b→网络节点301a。
在其他实施例中,可以所述对应网络中其他节点为源节点和目的节点,如:源节点和目的节点可为图2所示相邻级的网络节点,源节点和目的节点还可为同一级的网络节点。
对于步骤S505,优选地,可将所述对应网络的各网络节点的链路预存在所述网络服务器中。所述链路信息可包括各网络节点的IP地址、相邻链路、相邻节点的IP地址。
优选地,网络服务器可将所述全路径路由表传送到所述对应网络的部分网络节点,然后这些网络节点将所述全路径路由表传送至剩余的网络节点。
优选地,可在配置所述对应网络(网络节点增删,和/或,网络链路增删,和/或,网络配置变更)时,各网络节点通过网络层协议发现邻居信息,若本地端口IP地址与相邻端口的IP地址以及相邻链路,并发送到网络服务器。
进一步地,所述链路信息可如表1所示,其中,B1、B2分别标识所述对应网络的一级的网络节点、C1、C2分别标识所述对应网络的二级的网络节点、T1、T2、T3、T4分别标识所述对应网络的三级的网络节点,一级的网络节点分别直连二级的网络节点,二级的网络节点分别直连三级的网络节点:
表1:
链路 | IP地址 | IP地址 |
B1-C1 | 1.1.1.2/30 | 1.1.1.1/30 |
B1-C2 | …… | …… |
B2-C1 | …… | …… |
B2-C2 | …… | …… |
C1-T1 | 1.1.1.10/30 | 1.1.1.11/30 |
C1-T2 | …… | …… |
C1-T3 | …… | …… |
C1-T4 | …… | …… |
…… | …… | …… |
在一个实施例中,在网络服务器对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表的步骤之后,还包括以下步骤:
网络服务器接收所述对应网络的网络节点发送的网络故障信息。
网络服务器将接收的网络故障信息向所述对应网络的各个网络节点传送。
本实施,网络服务器可实时收集、监控和维护所述对应网络的网络拓扑信息和各网络节点间的链路信息。
优选地,所述网络故障信息包括与网络节点的节点故障和/或网络链路故障对应的信息。
在另一个实施例中,所述链路信息可如表1所示,以B1、B2、C1、C2、T1、T2、T3、T4中任意两个不同网络节点分别为所述目的节点和所述源节点时,通过步骤S501至S505,对应表1所示的链路信息、各目的节点与各源节点间的最短路径以及预先采集的目的地址、掩码、出接口,可获得如表2所示的全路径路由表:
表2:
目的地址 | 掩码 | 出接口 | 下一跳 | 链路1 | 链路2 |
174.15.24.24 | 24 | GE1/0/1 | 1.1.1.11 | T1-C1 | C1-B1 |
174.15.24.24 | 24 | GE1/0/2 | …… | T1-C2 | C2-B1 |
…… | …… | …… | …… | …… |
本实施例的全路径路由表包括网络节点到网络节点的路径信息。
其中,目的地址174.15.24.24、掩码24和出接口GE1/0/1对应T1为源节点、B1为目的节点、最短路径为T1→C1→B1。目的地址174.15.24.24、掩码24和出接口GE1/0/2对应T1为源节点、B1为目的节点、最短路径为T1→C2→B2。
优选地,各网络节点的IP地址可配置在网络节点上。
在其他实施例中,还可对所述全路径路由表进行变形或增删所述全路径路由表中包括的链路信息。
请参阅图4,图4是本发明的路由收敛方法第二实施方式的流程示意图。
本实施方式的所述路由收敛方法与第一实施方式的区别在于:网络服务器对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表的步骤包括以下步骤:
步骤S601,网络服务器接收各网络节点发送的外部网络的路由信息。
步骤S602,网络服务器从所述路由信息中提取目的地址、掩码、出接口和下一跳地址。
步骤S603,网络服务器将各源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路对应提取的目的地址、掩码、出接口和下一跳地址存储,生成所述全路径路由表。
本实施方式,接收各网络节点发送的外部网络的路由信息获取目的地址、掩码、出接口和下一跳地址,生成所述全路径路由表。
优选地,所述外部网络为与所述对应网络进行通信的网络,所述路由信息包括直连路由、静态路由、OSPF、BGP等传统路由信息。
在一个实施例中,网络服务器将各源节点与各目的节点的链路信息以及各源节点与各目的节点间的最短路径转换为全路径路由表的步骤包括以下步骤:
从所述外部网络的路由信息中获取各源节点到各第二网络节点的链路的优先级,以及各第二网络节点到所述目的节点的链路的优先级。
将获取的优先级对应各链路存储到所述全路径路由表中。
本实施方式,将链路优先级增加到所述全路径路由表中,便于选取更优的最短路径,能进一步提高路由收敛效率。
请参阅图5,图5是本发明的路由收敛***第一实施方式的结构示意图。
本实施方式的所述路由收敛***可包括网络服务器,所述网络服务器可包括采集模块210、第一节点查找模块220、第二节点查找模块230、路径选取模块240和全路径路由表生成模块250,其中:
采集模块210,用于采集对应网络的网络拓扑信息。
第一节点查找模块220,用于基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,其中,分别以所述对应网络的任意两个网络节点为源节点和目的节点。
第二节点查找模块230,用于在查找到的第一网络节点中不包括目的节点时,基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点。
路径选取模块240,用于选取所述源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径。
全路径路由表生成模块250,用于对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点发送,以使各网络节点通过查询所述全路径路由表进行路由收敛。
本实施方式所述的路由收敛***,网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,在查找到的第一网络节点中不包括目的节点时,基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点,获得所述源节点与所述目的节点间的最短路径,进而生成包括对应网络的任意两个网络节点间的最短路径的全路径路由表并向网络节点发送,使网络节点无需计算路径,可提升网络收敛速度,便于网络架构进行横向扩展,获取最短路径占用资源少,计算简捷,可降低网络设备维护难度,基于全路径路由表进行集中式路径规划,能够提升网络维护效率,强化网络的控制能力。
其中,对于采集模块210,网络服务器可为图2所示的网络服务器2010、网络服务器2020至网络服务器20d0中的任意一个。所述对应网络优选地为互联网数据中心的网络,可为二级或三级网络架构,任意两个节点间的最短路径的跳数最多为两跳。
优选地,所述网络拓扑信息包括各网络节点间的连接关系。还可包括各网络节点的节点标识和链路标识。
在一个实施例中,采集模块210还可用于接收所述相应网络的各网络节点通过网络层协议获得的邻居信息。根据接收的邻居信息,获取所述对应网络的各个网络节点间的连接关系,生成所述网络拓扑信息。
优选地,各网络节点可支持网络层协议(LLDP协议)扩展,通过LLDP协议携带端口IP地址等信息,LLDP在收到该信息时发送至网络服务器。
在其他实施例中,还可在配置所述对应网络(网络节点增删,和/或,网络链路增删,和/或,网络配置变更)时,将配置后的网络拓扑信息存储到网络服务器或相应网络设备,需要采集时,网络服务器自身调取或从相应网络设备请求。
对于第一节点查找模块220,分别以所述对应网络中的各网络节点为源节点,获取对应各网络节点的第一网络节点。优选地可通过所述网络拓扑信息,将所述源节点作为路径起点,查找与源节点直连的网络节点为所述第一网络节点。
对于第二节点查找模块230,分别以所述对应网络中除所述源节点外的任意其他网络节点为目的节点,获取对应各个源节点和目的节点的第一网络节点、第二网络节点。
优选地,可以所述第一网络节点为路径起点,查找与目的节点直连的第一网络节点为所述第二网络节点。
在一个实施例中,第二节点查找模块230可用于:
基于所述网络拓扑信息查找各第一网络节点下一跳可达的网络节点。
判断查找到的网络节点是否包括所述目的节点。
若是,则从所述查找到的网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的网络节点为所述第二网络节点。
在其他实施例中,若目的节点与源节点为相同级的网络节点,可基于所述网络拓扑信息查找各第一网络节点下一跳可达的与所述目的节点处于同一级的网络节点,进而判断查找到的网络节点是否包括所述目的节点,若是,则从所述查找到的网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的网络节点为所述第二网络节点。
对于路径选取模块240,优选地,所述最短路径的跳数最多为两跳。
在一个实施例中:所述对应网络如图2所示,所述源节点可为网络节点303c,所述目的节点可为网络节点301a。以上所述的路由收敛***获取网络节点303c与网络节点301a之间的最短路径的操作包括:
采集所述对应网络的网络拓扑信息。
基于所述网络拓扑信息查找网络节点303c一跳可达的网络节点3021至网络节点302b为第一网络节点。
所述第一网络节点中不包括目的节点,基于所述网络拓扑信息查找第一网络节点中下一跳可达所述目的节点的网络节点3021至网络节点302b为第二网络节点。
将网络节点3030c到网络节点3021的链路,网络节点3021到网络节点301a的链路,以及网络节点3030c到网络节点302b的链路,网络节点302b到网络节点301a的链路,分别作为网络节点303c与网络节点301a之间的最短路径。
本实施方式,可快速简捷的获取网络节点303c与网络节点301a之间的最短路径。
其中,可分别以网络节点3021至网络节点302b为路径起点,查找网络节点3021至网络节点302b下一跳可达的网络节点3031至网络节点303c、网络节点302b、网络节点3021、网络节点3011至网络节点301a,然后通过遍历,选取出网络节点301a,即可查找到下一跳可达网络节点301a的第一网络节点。
优选地最短路径分别为网络节点303c→网络节点3021→网络节点301a、至网络节点303c→网络节点302b→网络节点301a。
在其他实施例中,可以所述对应网络中其他节点为源节点和目的节点,如:源节点和目的节点可为图2所示相邻级的网络节点,源节点和目的节点还可为同一级的网络节点。
在另一个实施例中,路径选取模块240还可用于在查找到的第一网络节点中包括所述目的节点时,选取所述源节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径。
对于全路径路由表生成模块250,所述链路信息可包括各网络节点的IP地址、相邻链路、相邻节点的IP地址。
优选地,可在配置所述对应网络(网络节点增删,和/或,网络链路增删,和/或,网络配置变更)时,各网络节点通过网络层协议发现邻居信息,若本地端口IP地址与相邻端口的IP地址以及相邻链路,并发送到网络服务器。
进一步地,所述链路信息可如表1所示,其中,B1、B2分别标识所述对应网络的一级的网络节点、C1、C2分别标识所述对应网络的二级的网络节点、T1、T2、T3、T4分别标识所述对应网络的三级的网络节点,一级的网络节点分别直连二级的网络节点,二级的网络节点分别直连三级的网络节点:
在一个实施例中,网络服务器2000还可包括故障传输模块,用于接收所述对应网络的网络节点发送的网络故障信息。将接收的网络故障信息向所述对应网络的各个网络节点传送。
本实施,网络服务器可实时收集、监控和维护所述对应网络的网络拓扑信息和各网络节点间的链路信息。
在其他实施例中,还可通过本领域技术人员惯用的其他技术手段将所述网络故障信息传输到所述对应网络的各个网络节点。
在另一个实施例中,所述链路信息可如表1所示,以B1、B2、C1、C2、T1、T2、T3、T4中任意两个不同网络节点分别为所述目的节点和所述源节点时,通过步骤S501至S505,对应表1所示的链路信息、各目的节点与各源节点间的最短路径以及预先采集的目的地址、掩码、出接口,可获得如表2所示的全路径路由表:
本实施例的全路径路由表包括网络节点到网络节点的路径信息。
其中,目的地址174.15.24.24、掩码24和出接口GE1/0/1对应T1为源节点、B1为目的节点、最短路径为T1→C1→B1。目的地址174.15.24.24、掩码24和出接口GE1/0/2对应T1为源节点、B1为目的节点、最短路径为T1→C2→B2。
优选地,各网络节点的IP地址可配置在网络节点上。
在其他实施例中,还可对所述全路径路由表进行变形或增删所述全路径路由表中包括的链路信息。
以下所述是本发明的路由收敛***第二实施方式。
本实施方式的所述路由收敛***与第一实施方式的区别在于:全路径路由表生成模块250还可用于:
接收各网络节点发送的外部网络的路由信息。
从所述路由信息中提取目的地址、掩码、出接口和下一跳地址。
将各源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路对应提取的目的地址、掩码、出接口和下一跳地址存储,生成所述全路径路由表。
本实施方式,接收各网络节点发送的外部网络的路由信息获取目的地址、掩码、出接口和下一跳地址,生成所述全路径路由表。
优选地,所述外部网络为与所述对应网络进行通信的网络,所述路由信息包括直连路由、静态路由、OSPF、BGP等传统路由信息。
在一个实施例中,全路径路由表生成模块250还可进一步用于:
从所述外部网络的路由信息中获取各源节点到各第二网络节点的链路的优先级,以及各第二网络节点到所述目的节点的链路的优先级。
将获取的优先级对应各链路存储到所述全路径路由表中。
本实施方式,将链路优先级增加到所述全路径路由表中,便于选取更优的最短路径,能进一步提高路由收敛效率。
请参阅图6,图6是本发明的路由收敛方法第三实施方式的流程示意图。
本实施方式的所述路由收敛方法优选地可由网络服务器和网络节点交互执行,可包括以下步骤:
步骤S801,网络服务器采集对应网络的网络拓扑信息。
步骤S802,网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,其中,分别以所述对应网络的任意两个网络节点为源节点和目的节点。
步骤S803,若查找到的第一网络节点中不包括目的节点,则网络服务器基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点。
步骤S804,网络服务器选取所述源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径。
步骤S805,网络服务器对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点发送。
步骤S806,各网络节点接收并存储所述全路径路由表。
步骤S807,当各网络节点接收到所述对应网络的网络故障信息时,各网络节点通过所述全路径路由表查询所述网络故障信息所对应的故障链路,进行路由收敛。
本实施方式所述路由收敛方法,网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,在查找到的第一网络节点中不包括目的节点时,基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点,获得所述源节点与所述目的节点间的最短路径,进而生成包括对应网络的任意两个网络节点间的最短路径的全路径路由表并向网络节点发送,使网络节点无需计算路径,在接收到所述对应网络的网络故障信息时,通过所述全路径路由表查询网络故障信息所对应的故障链路,进行路由收敛,可提升网络收敛速度,便于网络架构进行横向扩展,获取最短路径占用资源少,计算简捷,可降低网络设备维护难度,基于全路径路由表进行集中式路径规划,能够提升网络维护效率,强化网络的控制能力。
步骤S801至步骤S805与以上所述的路由收敛方法的步骤S501至步骤S505一致。
对于步骤S806,各网络节点支持基于最短路径的所述全路径路由表。各网络节点可将所述全路径路由表对应的路由信息转换为传统路由,注入到OSPF路由或BGP路由。
对于步骤S807,所述网络故障信息可包括所述对应网络的网络节点故障信息和/或链路故障信息。所述网络故障信息所对应的故障链路优选地为包括故障网络节点的链路或与故障链路相同的网络节点到网络节点的链路。
优选地,查询所述全路径路由表中对应所述故障信息的故障链路,排除查询到的故障链路,根据所述全路径路由表做出路由决策进行路由收敛。
优选地,网络节点在接收到网络服务器发出的所述对应网络的网络节点故障信息和/或链路故障信息后,查询所述全路径路由表进行路由收敛。
在一个实施例中,所述全路径路由表如表2所示,C1-B1链路故障,根据C1-B1链路故障通过查询表2,可知目的地址为174.15.24.24/24,出接口为GE1/0/1路由失效,选取T1-C2,C2-B1为到的目的地址174.15.24.24/24的最短路径,做出路由决策进行路由收敛。
在另一个实施例中,当所述对应网络的任一网络节点网络层协议获得相邻网络节点故障和/或链路故障时,所述任一网络节点将相应的网络故障信息向网络服务器发送。网络服务器将所述网络故障信息向所述对应网络的各网络节点发送。
在其他实施例中,当所述对应网络的任一网络节点网络层协议获得相邻网络节点故障和/或链路故障时,还可以通过本领域技术人员惯用的其他技术手段向各个网络节点传输相应的网络故障信息。
请参阅图7,图7是本发明的路由收敛***第三实施方式的结构示意图。
本实施方式的所述路由收敛***优选地可包括网络服务器和网络节点,所述网络服务器可包括采集模块310、第一节点查找模块320、第二节点查找模块330、路径选取模块340和全路径路由表生产模块350,所述网络节点可包括存储模块360和收敛模块370,其中:
采集模块310,用于采集对应网络的网络拓扑信息。
第一节点查找模块320,用于基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,其中,分别以所述对应网络的任意两个网络节点为源节点和目的节点。
第二节点查找模块330,用于在查找到的第一网络节点中不包括目的节点时,基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点。
路径选取模块340,用于选取所述源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径。
全路径路由表生成模块350,用于对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点发送。
存储模块360,用于接收并存储所述全路径路由表。
收敛模块370,用于在接收到所述对应网络的网络故障信息时,通过所述全路径路由表查询所述网络故障信息所对应的故障链路,进行路由收敛。
本实施方式所述路由收敛***,网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,在查找到的第一网络节点中不包括目的节点时,基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点,获得所述源节点与所述目的节点间的最短路径,进而生成包括对应网络的任意两个网络节点间的最短路径的全路径路由表并向网络节点发送,使网络节点无需计算路径,在接收到所述对应网络的网络故障信息时,通过所述全路径路由表查询网络故障信息所对应的故障链路,进行路由收敛,可提升网络收敛速度,便于网络架构进行横向扩展,获取最短路径占用资源少,计算简捷,可降低网络设备维护难度,基于全路径路由表进行集中式路径规划,能够提升网络维护效率,强化网络的控制能力。
采集模块310至全路径路由表生成模块350与以上所述的采集模块210至全路径路由表生成模块250一致。
对于存储模块360,各网络节点支持基于最短路径的所述全路径路由表。
对于收敛模块370,在接收到网络服务器发出的所述对应网络的网络节点故障信息和/或链路故障信息后,查询所述全路径路由表进行路由收敛。
在一个实施例中,所述全路径路由表如表2所示,C1-B1链路故障,收敛模块370可用于根据C1-B1链路故障通过查询表2,可知目的地址为174.15.24.24/24,出接口为GE1/0/1路由失效,选取T1-C2,C2-B1为到的目的地址174.15.24.24/24的最短路径,做出路由决策进行路由收敛。
在另一个实施例中,当所述对应网络的任一网络节点网络层协议获得相邻网络节点故障和/或链路故障时,所述任一网络节点将相应的网络节点故障信息和/或链路故障信息向网络服务器发送。网络服务器将相应的网络故障信息向所述对应网络的各网络节点发送。
在其他实施例中,当所述对应网络的任一网络节点网络层协议获得相邻网络节点故障和/或链路故障时,还可以通过本领域技术人员惯用的其他技术手段向各个网络节点传输相应的网络链路故障信息。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (15)
1.一种路由收敛方法,其特征在于,包括以下步骤:
网络服务器采集对应网络的网络拓扑信息;
网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,其中,分别以所述对应网络的任意两个网络节点为源节点和目的节点;
若查找到的第一网络节点中不包括目的节点,则网络服务器基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点;
网络服务器选取所述源节点到各选取的第二网络节点的链路以及各选取的第二网络节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径;
网络服务器对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点发送,以使各网络节点通过查询所述全路径路由表进行路由收敛。
2.根据权利要求1所述的路由收敛方法,其特征在于,所述网络服务器采集对应网络的网络拓扑信息的步骤包括以下步骤:
网络服务器接收所述相应网络的各网络节点通过网络层协议获得的邻居信息;
网络服务器根据接收的邻居信息,获取所述对应网络的各个网络节点间的连接关系,生成所述网络拓扑信息。
3.根据权利要求1所述的路由收敛方法,其特征在于,网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点的步骤之后,还包括以下步骤:
若查找到的第一网络节点中包括所述目的节点,则网络服务器选取所述源节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径。
4.根据权利要求1所述的路由收敛方法,其特征在于,网络服务器基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点的步骤包括以下步骤:
基于所述网络拓扑信息查找各第一网络节点下一跳可达的网络节点;
判断查找到的网络节点是否包括所述目的节点;
若是,则从所述查找到的网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的网络节点为所述第二网络节点。
5.根据权利要求4所述的路由收敛方法,其特征在于,在判断查找到的网络节点是否包括所述目的节点的步骤之后,还包括以下步骤:
若所述查找到的网络节点中不包括所述目的节点,则记录所述查找到的网络节点为第二备选节点,基于所述网络拓扑信息继续查找各第二备选节点下一跳可达的网络节点;
判断查找到的网络节点是否包括所述目的节点;
若是,则从各第二备选节点中选取下一跳可达所述目的节点的第三网络节点;
选取所述目的节点到各第三网络节点的链路、各第三网络节点到各第一网络节点的链路以及各第一网络节点到所述源节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径。
6.根据权利要求1所述的路由收敛方法,其特征在于,在网络服务器对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表的步骤之后,还包括以下步骤:
网络服务器接收所述对应网络的网络节点发送的网络故障信息;
网络服务器将接收的网络故障信息向所述对应网络的各个网络节点传送。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的路由收敛方法,其特征在于,网络服务器对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表的步骤包括以下步骤:
网络服务器接收各网络节点发送的外部网络的路由信息;
网络服务器从所述路由信息中提取目的地址、掩码、出接口和下一跳地址;
网络服务器将各源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路对应提取的目的地址、掩码、出接口和下一跳地址存储,生成所述全路径路由表。
8.根据权利要求7所述的路由收敛方法,其特征在于,网络服务器将各源节点与各目的节点的链路信息以及各源节点与各目的节点间的最短路径转换为全路径路由表的步骤包括以下步骤:
网络服务器从所述外部网络的路由信息中获取各源节点到各第二网络节点的链路的优先级,以及各第二网络节点到所述目的节点的链路的优先级;
网络服务器将获取的优先级对应各链路存储到所述全路径路由表中。
9.一种路由收敛***,其特征在于,包括网络服务器,所述网络服务器包括:
采集模块,用于采集对应网络的网络拓扑信息;
第一节点查找模块,用于基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,其中,分别以所述对应网络的任意两个网络节点为源节点和目的节点;
第二节点查找模块,用于在查找到的第一网络节点中不包括目的节点时,基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点;
路径选取模块,用于选取所述源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径;
全路径路由表生成模块,用于对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点发送,以使各网络节点通过查询所述全路径路由表进行路由收敛。
10.根据权利要求9所述的路由收敛***,其特征在于,所述网络服务器还包括故障传输模块,用于接收所述对应网络的网络节点发送的网络故障信息;将接收的网络故障信息向所述对应网络的各个网络节点传送。
11.根据权利要求9或10所述的路由收敛***,其特征在于,所述全路径路由表生成模块还用于:
接收各网络节点发送的外部网络的路由信息;
从所述路由信息中提取目的地址、掩码、出接口和下一跳地址;
将各源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路对应提取的目的地址、掩码、出接口和下一跳地址存储,生成所述全路径路由表。
12.根据权利要求11所述的路由收敛***,其特征在于,所述全路径路由表生成模块进一步还用于:
从所述外部网络的路由信息中获取各源节点到各第二网络节点的链路的优先级,以及各第二网络节点到所述目的节点的链路的优先级;
将获取的优先级对应各链路存储到所述全路径路由表中。
13.一种路由收敛方法,其特征在于,包括以下步骤:
网络服务器采集对应网络的网络拓扑信息;
网络服务器基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,其中,分别以所述对应网络的任意两个网络节点为源节点和目的节点;
若查找到的第一网络节点中不包括目的节点,则网络服务器基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点;
网络服务器选取所述源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径;
网络服务器对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点发送;
各网络节点接收并存储所述全路径路由表;
当各网络节点接收到所述对应网络的网络故障信息时,各网络节点通过所述全路径路由表查询所述网络故障信息所对应的故障链路,进行路由收敛。
14.根据权利要求13所述的路由收敛***,其特征在于:
当所述对应网络的任一网络节点网络层协议获得相邻网络节点故障和/或链路故障时,所述任一网络节点将相应的网络故障信息向网络服务器发送;
网络服务器将所述网络故障信息向所述对应网络的各网络节点发送。
15.一种路由收敛***,其特征在于,包括网络服务器和网络节点,所述网络服务器包括:
采集模块,用于采集对应网络的网络拓扑信息;
第一节点查找模块,用于基于所述网络拓扑信息查找源节点下一跳可达的第一网络节点,其中,分别以所述对应网络的任意两个网络节点为源节点和目的节点;
第二节点查找模块,用于在查找到的第一网络节点中不包括目的节点时,基于所述网络拓扑信息从所述第一网络节点中选取下一跳可达所述目的节点的第二网络节点;
路径选取模块,用于选取所述源节点到各第二网络节点的链路以及各第二网络节点到所述目的节点的链路为所述源节点与所述目的节点间的最短路径;
全路径路由表生成模块,用于对应所述对应网络的各网络节点的链路信息存储各源节点与各目的节点间的最短路径,生成全路径路由表,并向所述对应网络的各网络节点发送;
所述网络节点包括:
存储模块,用于接收并存储所述全路径路由表;
收敛模块,用于在接收到所述对应网络的网络故障信息时,通过所述全路径路由表查询所述网络故障信息所对应的故障链路,进行路由收敛。
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