專利名稱：一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具體指一種在自治域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)采用至少有3個網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，其一節(jié)點為另兩節(jié)點的中間節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟园刖W(wǎng)狀網(wǎng)形結(jié)構(gòu)互連，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)送和接收分組幀的半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
IP技術(shù)中IP網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址，具有網(wǎng)絡(luò)層的功能，逐跳路由選擇，構(gòu)建路由靈活，路由優(yōu)化，半網(wǎng)狀網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等的特點；路由計算采用拓?fù)潋?qū)動，逐跳路由方法，各路由器用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，以自己為根節(jié)點進行并行計算最優(yōu)樹，形成本地的路由表。
傳統(tǒng)的IP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是基于逐跳式的，每個轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的路由器都要根據(jù)IP包頭的目的地址查找路由表來獲得下一跳的出口，既繁瑣效率又低，且不提供高帶寬的交換。其主要原因一是，有些路由的查詢必須對路由表進行多次查找，即所謂的遞歸搜索；二是，因路由匹配遵循最長匹配原則，使幾乎所有的路由器的交換引擎必須用軟件來實現(xiàn)，其較之ATM交換機上用硬件來實現(xiàn)的交換引擎在效率上無法比較。
顯式路由技術(shù)(ER)與IP協(xié)議中定義的源路由技術(shù)要求在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)拿恳粋€IP報文部要攜帶用于明確標(biāo)識整條路徑的IP地址，其傳輸開銷太大，使得網(wǎng)絡(luò)負(fù)載難以承受，因而難以得到實際應(yīng)用。
ATM也提供端對端顯式路由，虛電路方法，源端交換機計算用源宿端地址，計算端到端虛電路鏈接DTL，然后DTL沿路徑發(fā)送到各交換機，交換機構(gòu)造虛擬通道標(biāo)識轉(zhuǎn)換表，構(gòu)造各網(wǎng)段虛擬通道。ATM分組進入端到端虛電路，ATM分組頭只有一個虛擬通道標(biāo)識，交換機根據(jù)進入ATM分組頭虛擬通道標(biāo)識和虛擬通道標(biāo)識鏈接表，拆除分組頭虛擬通道標(biāo)識，加入下一虛擬通道標(biāo)識的分組頭虛擬通道標(biāo)識，轉(zhuǎn)發(fā)ATM分組，分組在各交換設(shè)備處改變，達不到無縫連接，達不到端對端管理。
MPLS顯式路由，邊界標(biāo)簽交換設(shè)備源路由方法計算顯式標(biāo)簽交換路徑，要求在標(biāo)簽分配信令中攜帶明確的標(biāo)簽交換路徑信息，然后標(biāo)簽沿路徑發(fā)送到各交換機，交換機構(gòu)造標(biāo)簽轉(zhuǎn)換表，構(gòu)造各網(wǎng)段標(biāo)簽通道，控制交換設(shè)備的載荷和標(biāo)簽交換。分組進入標(biāo)簽交換網(wǎng)段，入口壓入標(biāo)簽，出口拆除標(biāo)簽。交換設(shè)備根據(jù)進入載荷標(biāo)簽和標(biāo)簽路由表，拆除標(biāo)簽，加入出口的標(biāo)簽，轉(zhuǎn)發(fā)載荷到對應(yīng)交換設(shè)備出口。在標(biāo)簽交換網(wǎng)段，標(biāo)簽在各交換設(shè)備處改變，達不到無縫連接，達不到端對端管理。
IP由于路由計算采用拓?fù)潋?qū)動，逐跳路由方法，形成環(huán)路，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞。使用環(huán)路檢測機制防止路由環(huán)的產(chǎn)生，或者保留一些網(wǎng)絡(luò)資源可用于路由環(huán)所產(chǎn)生的消耗。對此，有兩種方法處理路由環(huán)即檢測和防止。分組頭中TTL值記錄跳數(shù)，在通過每個路由器時改變。當(dāng)分組通過的路由器跳數(shù)達到限定跳數(shù)，TTL值達到限定值，路由器將分組丟棄，防止分組環(huán)路傳輸。
IP設(shè)備狀態(tài)信息周期性傳遞，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鄰近節(jié)點故障后，設(shè)備重新計算路由，自動找到可迂回的路由，保證網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常工作。而網(wǎng)狀網(wǎng)需要網(wǎng)絡(luò)地址支持路由協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，故障定位?網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銲P地址，IP路由協(xié)議)通常重新計算路由，路由收斂需數(shù)分鐘，時間太長。
從IP網(wǎng)的維護及應(yīng)用角度考慮，如何對IP網(wǎng)實行合理而簡便的流量控制，實現(xiàn)基于IP業(yè)務(wù)的虛擬專網(wǎng)(VPN)，保證IP級的服務(wù)質(zhì)量(IP-QoS)，也對目前基于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼癐P路由系統(tǒng)的ISP骨干網(wǎng)絡(luò)提出了挑戰(zhàn)。
鑒于目前的IP協(xié)議并不支持多優(yōu)先級的服務(wù)質(zhì)量，它對所有的信息流都提供統(tǒng)一的盡力傳送服務(wù)。換一句話來說，IP在某種程度上屏蔽了下層網(wǎng)絡(luò)可能提供的QoS功能，使得用戶無法得到高質(zhì)量的服務(wù)。即便用于大網(wǎng)的DiffServ區(qū)分服務(wù)，也只能使某些服務(wù)比其它服務(wù)享受到更好的待遇(如更快的處理，更多的平均帶寬，更低的平均丟失率)。這是一種統(tǒng)計上的優(yōu)先處理，并無硬性的保證。
眾所周知，RSVP是一種用于互聯(lián)網(wǎng)上質(zhì)量整合服務(wù)的協(xié)議。RSVP允許主機在網(wǎng)絡(luò)上請求特殊服務(wù)質(zhì)量，用于特殊應(yīng)用程序數(shù)據(jù)流的傳輸。路由器也使用RSVP發(fā)送服務(wù)質(zhì)量(QoS)請求給所有節(jié)點(沿著流路徑)并建立和維持這種狀態(tài)以提供請求服務(wù)。通常RSVP請求將會引起每個節(jié)點數(shù)據(jù)路徑上的資源預(yù)留。
但RSVP存在一定的局限性第一、它只是一個信令協(xié)議，用來幫助建立端主機和路由器的資源保留狀態(tài)。資源和服務(wù)管理算法主要依賴于所支持的服務(wù)級別。RSVP將兩個應(yīng)用程序間的IP流當(dāng)作網(wǎng)絡(luò)層的“連接”來處理，它在IP層提供了與ATM UNI和信令在信元流層次上相似的功能。
第二、它只在單方向上進行資源請求，因此，盡管相同的應(yīng)用程序，同時可能既擔(dān)當(dāng)發(fā)送者也擔(dān)當(dāng)接受者，但RSVP對發(fā)送者與接受者在邏輯上是有區(qū)別的。RSVP運行在IPV4或IPV6上層，占據(jù)協(xié)議棧中傳輸協(xié)議的空間。RSVP不傳輸應(yīng)用數(shù)據(jù)，但支持因特網(wǎng)控制協(xié)議，如ICMP、IGMP或者路由選擇協(xié)議。正如路由選擇和管理類協(xié)議的實施一樣，RSVP的運行也是在后臺執(zhí)行，而并非在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑上。
第三、它是一種基于接收端發(fā)起的資源預(yù)留協(xié)議。不同的接收端對QoS要求可能不同，由它向發(fā)送端指明所希望接收的數(shù)據(jù)流的QoS參數(shù)。在通信雙方已經(jīng)建立的路徑上，通過源端發(fā)出的PATH消息和接收端發(fā)出的RESV消息進行動態(tài)的QoS協(xié)商，達到資源預(yù)留的目的。為了維持預(yù)留資源，RSVP協(xié)議使路由器或交換節(jié)點維持在一個“軟狀態(tài)”(soft state)，這個狀態(tài)周期性地由PATH和RESV消息來更新，也可以由拆卸消息來取消。如果在一段時間內(nèi)沒有收到更新報文，預(yù)留的資源也將被取消。
第四、它本質(zhì)上并不屬于路由選擇協(xié)議，RSVP的設(shè)計目標(biāo)是與當(dāng)前和未來的單播(unicast)和組播(multicast)路由選擇協(xié)議同時運行。RSVP進程參照本地路由選擇數(shù)據(jù)庫以獲得傳送路徑。以組播為例，主機發(fā)送IGMP信息以加入組播組，然后沿著組播組傳送路徑，發(fā)送RSVP信息以預(yù)留資源。路由選擇協(xié)議決定數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到哪。RSVP只考慮根據(jù)路由選擇所轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的QoS。為了有效適應(yīng)大型組、動態(tài)組成員以及不同機種的接收端需求，通過RSVP，接收端可以請求一個特定的QoS[RSVP93]。QoS請求從接收端主機應(yīng)用程序被傳送至本地RSVP進程，然后RSVP協(xié)議沿著相反的數(shù)據(jù)路徑，將此請求傳送到所有節(jié)點(路由器和主機)，但是只到達接收端數(shù)據(jù)路徑加入到組播分配樹中時的路由器。所以，RSVP預(yù)留開銷是和接受端的數(shù)量成對數(shù)關(guān)系而非線性關(guān)系。
有關(guān)RSVP存在的問題及現(xiàn)有的一些解決方案
第一、數(shù)據(jù)包沿途的每一個網(wǎng)絡(luò)單元，都需要完全理解RSVP，并能用信令發(fā)出所需的QoS。
第二、RSVP需要在沿途的每一個網(wǎng)絡(luò)元素上保留每個流的信息。路徑的每一個單元都要維護每個預(yù)留的狀態(tài)信息，訪問控制，會增加路徑沿途中每個網(wǎng)絡(luò)單元的復(fù)雜度，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上存在成百上千流時，這就存在擴展性問題。
綜上所述，現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)存在諸如不提供端對端顯式路由，QoS結(jié)構(gòu)存在協(xié)議復(fù)雜，占用路由器等的網(wǎng)絡(luò)資源多和信令復(fù)雜，以及建立RSVP路徑時間長等的缺失和不提供合理而簡便的服務(wù)質(zhì)量保證QoS，不提供合理而簡便的流量控制，不提供快速故障恢復(fù)等問題，而ATM/MPLS均存在達不到無縫連接，達不到端對端管理等問題。
涉及本

發(fā)明內(nèi)容
的定義和縮略語如下網(wǎng)絡(luò)自治域，自治網(wǎng)，域內(nèi)網(wǎng)，子網(wǎng)全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的集合分層網(wǎng)分層的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址，節(jié)點地址，地址域內(nèi)網(wǎng)地址，局部地址DTLDesignated Transit List指定轉(zhuǎn)移表ERexplicit route顯式路由TTLtime to live生存時間，跳數(shù)QoS服務(wù)質(zhì)量DiffSer區(qū)分服務(wù)InterSer綜合服務(wù)RSVP資源預(yù)留協(xié)議
ATM異步傳輸模式MPLS多協(xié)議標(biāo)簽交換

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有IP路由中，不提供端對端顯式路由和快速故障恢復(fù)，不提供合理而簡便的服務(wù)質(zhì)量保證QoS和流量控制等問題，而提出一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法，其基本思路建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點端對端顯式路由，預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源給各端對端顯式路由，并維護一個描述路由資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫；用戶端對端連接沿著顯式路由，根據(jù)路由資源預(yù)留數(shù)據(jù)庫的信息，預(yù)留用戶端對端連接資源，并維護一個描述連接資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點雙地址鏈接表轉(zhuǎn)發(fā)分組；全網(wǎng)備用端對端顯式路由表庫。
路由包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，拓?fù)潋?qū)動端對端顯式路由計算，雙地址路由表，用戶流驅(qū)動路由調(diào)整計算，實測網(wǎng)絡(luò)擁塞路由調(diào)整計算；本地路由表；雙地址路由表；鏈路分層地址路由匯聚；無環(huán)路路由；采用端對端顯式路由，預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源給各端對端顯式路由，并維護一個描述路由資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫。
連接用戶端對端連接沿顯式路由，根據(jù)路由資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫，預(yù)留用戶端對端連接資源；基于動態(tài)虛電路建立時間短的特點，符合實用要求。
傳輸采用本地路由表，雙地址路由表，分組包在全網(wǎng)不變和全雙工傳輸模式，異步連接，分組幀幀頭帶前導(dǎo)碼的分組幀結(jié)構(gòu)以及通用以太網(wǎng)PMD方式傳輸。
保護采用全網(wǎng)備用端對端顯式路由表庫，全網(wǎng)節(jié)點設(shè)備同時啟動對應(yīng)備用路由表；實現(xiàn)快速路由收斂。
QoS基于資源約束最優(yōu)化路由計算端對端顯式路由，預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源給各端對端顯式路由，并維護一個描述路由資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫；用戶端對端連接沿顯式路由，根據(jù)路由資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫，預(yù)留用戶端對端連接資源；服務(wù)器維持一個用戶連接資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫。
分配網(wǎng)絡(luò)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址；建立維護網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫顯式路由計算；建立維護選路表；建立維護網(wǎng)絡(luò)節(jié)點雙地址鏈接表；路由資源預(yù)留計算；建立維護路由資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫，選路表，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點雙地址鏈接表；用戶連接資源預(yù)留計算；雙地址路由表的計算和分配；建立維護用戶連接資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫；處理備用端對端顯式路由選路表，雙地址鏈接表庫。
基于上述思路，本發(fā)明所述的一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用至少有3個網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，其中，至少一個節(jié)點為另兩個節(jié)點的中間的節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟园刖W(wǎng)狀網(wǎng)形結(jié)構(gòu)互連，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)送和接收分組幀；一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備與一服務(wù)器連接；各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點周期性傳遞網(wǎng)絡(luò)鏈路和設(shè)備狀態(tài)信息的；服務(wù)器設(shè)有一描述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫。
網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點設(shè)備有連接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址和網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備標(biāo)識組成全網(wǎng)唯一終端設(shè)備地址。
所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點其地址為全網(wǎng)唯一定位網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫為多維矩陣。表1描述各節(jié)點為源節(jié)點對應(yīng)各節(jié)點為宿節(jié)點的直接網(wǎng)絡(luò)鏈路及鏈路的開銷，含帶寬，距離，延時等。
服務(wù)器數(shù)據(jù)庫分組包括由每一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可用的接口資源信息、鄰居資源信息構(gòu)成的資源狀態(tài)信息和與該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相連的網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)信息及該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的外部資源信息組成。
所述的服務(wù)器根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，以各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址為網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點計算至其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的鏈接最優(yōu)樹，建立端對端顯式鏈接表，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點鏈接表。
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點鏈接表由服務(wù)器發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備。
其中，無環(huán)路路由。網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)出的分組幀幀頭含有源端網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備地址和宿端網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備地址；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備按接收分組幀幀頭中源端和宿端網(wǎng)絡(luò)地址，查找一次網(wǎng)絡(luò)節(jié)點保存的地址鏈接表中對應(yīng)條項，將分組幀傳輸?shù)綄?yīng)端口。
無虛鏈路，面向非連接的顯式鏈接傳輸。網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備沿顯式鏈接逐級傳輸分組幀，分組幀到達宿端設(shè)備；分組幀頭在全網(wǎng)各網(wǎng)段不變；采用全雙工傳輸模式，異步連接，分組幀幀頭帶前導(dǎo)碼的分組幀結(jié)構(gòu)及通用以太網(wǎng)PMD。
所述的服務(wù)器中端對端顯式鏈接表中，任一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點至少作為2個源節(jié)點，至少作為2個中間節(jié)點，至少作為2個宿節(jié)點；服務(wù)器根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫平衡計算各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中的多鏈接選路，建成一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點鏈接表。
其中，服務(wù)器根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫計算當(dāng)有節(jié)點或連接變化時，以各個節(jié)點為根節(jié)點來至其他節(jié)點最優(yōu)樹，形成備用端對端顯式最優(yōu)樹鏈接表；服務(wù)器接收到節(jié)點或連接網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息變化，其通知各個節(jié)點網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，啟動對應(yīng)備用鏈接表并將全部備用鏈接表發(fā)送到各個節(jié)點網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。
所述的一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法，其鏈路層內(nèi)采用分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，可擴展和分層網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)最優(yōu)化鏈接計算以及支持變長分層地址和鏈路負(fù)載分擔(dān)，快速備用鏈接收斂，節(jié)點網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備地址學(xué)習(xí)。
綜上所述，本發(fā)明一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法(MP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu))與現(xiàn)有IP分析比較如下表

具有結(jié)構(gòu)簡單靈活及保護好、QoS好、網(wǎng)管好、傳輸變換簡單及可擴展、無環(huán)路、價格低等特點。


圖1為本發(fā)明的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明的連接服務(wù)請求流程框圖一；圖4為本發(fā)明的連接服務(wù)請求流程框圖二；圖5為本發(fā)明的連接服務(wù)請求流程框圖三；圖6為本發(fā)明的一實施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明的一實施例的故障拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。
附表說明表1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫表2顯式最優(yōu)樹，端對端顯式鏈接表表3路由資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫表4節(jié)點雙址鏈接表表5拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)資源數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口帶寬、距離，延時等)表6節(jié)點端口各路由資源預(yù)留總和數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口預(yù)留帶寬、距離，延時等)表7在節(jié)點端口各用戶連接資源預(yù)留總和數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口預(yù)留帶寬、距離，延時等)表8實測資源使用的數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口使用帶寬、距離，延時等)表11備用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，(單向節(jié)點端口開銷，帶寬、距離，延時等)表12備用顯式最優(yōu)樹表14備用節(jié)點雙址鏈接表表15備用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)資源數(shù)據(jù)庫，(單向節(jié)點端口帶寬)表16節(jié)點端口各備用路由資源預(yù)留總和數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口預(yù)留帶寬、距離，延時等)，在節(jié)點端口各表17節(jié)點端口各備用用戶連接資源預(yù)留總和數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口預(yù)留帶寬)表18備用實測資源使用的數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口使用帶寬、距離，延時等)
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述本發(fā)明采用鏈路分層地址(詳細(xì)描述參看PCT02821401.3和02821413.7及02821427.7)。
與本發(fā)明有關(guān)的地址層概述MP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換完全依賴數(shù)據(jù)包的地址實現(xiàn)。其采用但不限于以太網(wǎng)的48bit地址編碼和幀結(jié)構(gòu)，用于以太網(wǎng)交換機實現(xiàn)MP數(shù)據(jù)包的交換；但與以太網(wǎng)的隨機化地址分配不同，MP創(chuàng)立了網(wǎng)絡(luò)地址的唯一性、可定位、可定性功能

MP網(wǎng)絡(luò)地址中各個區(qū)段名稱1.數(shù)據(jù)類型標(biāo)識符(Flag)，用以標(biāo)識某些特殊的信令幀和網(wǎng)管數(shù)據(jù)，并可對數(shù)據(jù)屬性進行辨識，采用DCAF或SCAF技術(shù)，有效地將數(shù)據(jù)包導(dǎo)向至相應(yīng)的設(shè)備或業(yè)務(wù)；2.廣域網(wǎng)區(qū)(WS-Wide area Section)，用以標(biāo)識分層次的骨干網(wǎng)地址，按區(qū)域分為三個子段(三個局部地址)，分別表示全球網(wǎng)、國家網(wǎng)和城市網(wǎng)；3.接入網(wǎng)區(qū)(AS-Access Section)，用以標(biāo)識分層次的接入網(wǎng)地址，按不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為多個不定長的子段，分別表示社區(qū)、居民樓的地址。
MP網(wǎng)絡(luò)地址具有以下特點1.物理端口綁定(AOPP)，終端地址由網(wǎng)絡(luò)決定，具備防范假冒的用戶認(rèn)證功能；2.有序化的分層結(jié)構(gòu)(HANS)，具備可定位功能，定義了明確的層次結(jié)構(gòu)，即國際、城際、城域、區(qū)域分級編碼體系，由于采用MP局部地址路由算法(PAR)，可將每一層交換機的尋址范圍限定在局部空間之內(nèi)，使MP交換機的結(jié)構(gòu)得到極大簡化；3.“帶色彩”的數(shù)據(jù)類型地址(D/SCAF)，具備可定性功能。MP交換機根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址的“顏色”(Flag)，嚴(yán)格限定每個數(shù)據(jù)包的活動范圍、行為規(guī)則及數(shù)據(jù)分流，有效地抵御黑客攻擊，確保MP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的安全性和“三網(wǎng)合一”；4.基于分層結(jié)構(gòu)，能擴展至一個非常大的網(wǎng)絡(luò)，使用地址歸納和拓?fù)渚垲?，與平面網(wǎng)絡(luò)比較，其節(jié)點和鏈路可看到、可達到地址所需的地址寬度按指數(shù)降低。
MP骨干網(wǎng)節(jié)點可以是骨干交換機、骨干終端、骨干終端系統(tǒng)集，節(jié)點可用地址識別。每個子網(wǎng)自治域有網(wǎng)管服務(wù)器管理子網(wǎng)自治域節(jié)點和鏈路，服務(wù)器離線計算子網(wǎng)自治域的節(jié)點和鏈路路由。
每個子網(wǎng)有局部地址標(biāo)識空間，局部地址空間長度決定子網(wǎng)的規(guī)模，可標(biāo)識的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量。如，三層全球網(wǎng)局部地址，二層國家網(wǎng)局部地址，底層城域網(wǎng)局部地址。以下網(wǎng)絡(luò)指廣域網(wǎng)的子網(wǎng)。
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點有全網(wǎng)地址標(biāo)識，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點全網(wǎng)地址中的局部地址標(biāo)識的集合構(gòu)成一個自治域(如一國家網(wǎng)地址)。域內(nèi)節(jié)點只能與同一自治域的域內(nèi)節(jié)點連通。每個子網(wǎng)自治域有一個或多個域間節(jié)點，該域間節(jié)點既可以與域內(nèi)節(jié)點連通，又可以與自治域外的節(jié)點連通。域內(nèi)節(jié)點與自治域外的節(jié)點連通，必須經(jīng)過域間節(jié)點轉(zhuǎn)接。
本發(fā)明一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的實施例，域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)路由方法的描述一.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本發(fā)明一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)路由方法(網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如附圖1、7所示)，其采用至少有3個網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟园刖W(wǎng)狀網(wǎng)形結(jié)構(gòu)互連，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)送和接收分組幀；域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點有網(wǎng)絡(luò)地址(如一國家網(wǎng)地址)，網(wǎng)絡(luò)地址的集合構(gòu)成一個半網(wǎng)狀網(wǎng)。
所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點有全網(wǎng)唯一地址，不包括終端節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址只使用網(wǎng)絡(luò)地址中的一部分；本層以及上層部分網(wǎng)絡(luò)地址。而在本發(fā)明域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)路由計算和交換中，只使用網(wǎng)絡(luò)地址的本層部分。
全網(wǎng)地址包含域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址。
用全網(wǎng)地址周期性傳遞網(wǎng)絡(luò)鏈路和設(shè)備狀態(tài)信息分組的一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備與一服務(wù)器連接。
所述的服務(wù)器設(shè)有一描述域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址構(gòu)成。
所述的網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點設(shè)備有連接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址和網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備標(biāo)識組成全網(wǎng)唯一終端設(shè)備地址，其地址自動配置完成。
所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點其地址為全網(wǎng)唯一定位網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備；服務(wù)器數(shù)據(jù)庫分組包括由每一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可用的接口資源信息、鄰居資源信息構(gòu)成的資源狀態(tài)信息和與該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相連的網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)信息及該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的外部資源信息組成。
二.網(wǎng)絡(luò)建立(如附圖2所示)下述描述中地址為域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點局部地址(如一國家網(wǎng)地址)。
一服務(wù)器與一交換機的端口連接，并向其發(fā)送端口查詢指令，交換機端口工作，返回一指令，報告交換機及其端口狀態(tài)；服務(wù)器向交換機和端口發(fā)送地址學(xué)習(xí)指令，交換機和端口學(xué)習(xí)得到的服務(wù)器地址和自己的地址，并向服務(wù)器報告自己的狀態(tài)信息。
服務(wù)器向交換機各端口發(fā)送查詢指令，交換機各端口工作，返回一指令，報告各端口狀態(tài)；服務(wù)器向交換機各端口發(fā)送地址學(xué)習(xí)指令，端口學(xué)習(xí)得到的服務(wù)器地址和自己的地址，并向服務(wù)器報告自己的地址和狀態(tài)信息。
服務(wù)器向與交換機工作各端口連接的交換機發(fā)送地址學(xué)習(xí)指令，相連的交換機學(xué)習(xí)得到的服務(wù)器地址和自己的地址，并向服務(wù)器報告自己的狀態(tài)信息；服務(wù)器向相連的交換機各端口發(fā)送查詢指令，相連的交換機端口工作，返回一指令，報告其端口狀態(tài)；服務(wù)器向相連的交換機端口發(fā)送地址學(xué)習(xí)指令，端口學(xué)習(xí)得到的服務(wù)器地址和自己的地址，并向服務(wù)器報告自己的地址和狀態(tài)信息。
通過逐個遞推，服務(wù)器收到全部交換機和各端口的地址和狀態(tài)信息，建立網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫。
三.網(wǎng)絡(luò)節(jié)點選路表和鏈接表設(shè)定所述的服務(wù)器設(shè)有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫矩陣(參閱表1)，以各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址為網(wǎng)絡(luò)源節(jié)點矩陣行，對應(yīng)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址為網(wǎng)絡(luò)宿節(jié)點矩陣列，矩陣元素值為兩節(jié)點間的直接鏈接開銷；元素值為零，無直接鏈接。
表1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口開銷，含帶寬、距離、延時等)

以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點為網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點計算至其它各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的鏈接最優(yōu)樹，拓?fù)潋?qū)動，形成端對端顯式(最優(yōu)樹)鏈接選路表2(含7個表)；選路表描述最優(yōu)樹源節(jié)點，中間節(jié)點，宿節(jié)點，開銷。中間節(jié)點為多個相鄰下一跳節(jié)點。
表2顯式最優(yōu)樹，端對端顯式鏈接表(7個表)節(jié)點2至其它節(jié)點樹

節(jié)點3至其它節(jié)點樹

所述的服務(wù)器根據(jù)選路表2，為每棵最優(yōu)樹預(yù)留資源，含帶寬、距離、延時等，形成表3(含7個表)。
表3路由資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫(7個表)節(jié)點1樹


節(jié)點2樹

節(jié)點3樹


節(jié)點4樹

節(jié)點5樹

節(jié)點6樹

節(jié)點7樹

在各最優(yōu)樹中一個節(jié)點可為源節(jié)點、中間節(jié)點或宿節(jié)點。
如一個節(jié)點為源節(jié)點，所述的服務(wù)器根據(jù)對應(yīng)各宿節(jié)點，查表2可得到節(jié)點鏈接表條項源地址對應(yīng)各宿地址的各端口號，建表4，(含7個表)。
如查表2，3，節(jié)點2，源地址2，宿地址1，端口1；源地址2，宿地址6，端口6，形成節(jié)點鏈接表4，節(jié)點2。
鏈接表條項含有端口和由源地址和宿地址構(gòu)成的雙地址鏈接表。
如一個節(jié)點為中間節(jié)點，所述的服務(wù)器根據(jù)對應(yīng)各宿地址、源地址，查表2，可得到鏈接表條項的下一跳節(jié)點端口號，建表4，。
如查表2，3，節(jié)點1(節(jié)點3，6，7)，源地址1，宿地址3，端口3；源地址1，宿地址4，端口3，形成端對端顯式地址鏈接表表4，節(jié)點2。
如一個節(jié)點為宿節(jié)點，無鏈接表4條項。
表4節(jié)點雙址鏈接表節(jié)點2鏈接表

節(jié)點3鏈接表

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)滟Y源數(shù)據(jù)庫為多維矩陣，表5，描述各節(jié)點為源節(jié)點對應(yīng)各節(jié)點為宿節(jié)點的直接網(wǎng)絡(luò)鏈路及鏈路的資源，含帶寬、距離、延時等。
表5拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)資源數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口帶寬、距離、延時等)


服務(wù)器根據(jù)表4，計算出表6，為各節(jié)點鏈接所需的鏈路的總資源。對比表5元素值和表6元素值，如果表5元素值小于表6元素值，服務(wù)器重新計算表2、3、4、6，直到表5各元素值小于表6元素值。
表6節(jié)點端口各路由資源預(yù)留總和數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口預(yù)留帶寬、距離、延時等)

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點鏈接表4由服務(wù)器發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備。
四.連接服務(wù)請求處理1)主叫和服務(wù)器信令處理(如附圖3所示)服務(wù)器端對端檢查交換機鏈接資源成功后，分配各交換機鏈接資源，接收服務(wù)請求。
端對端檢查交換機鏈接資源不成功，不分配各交換機鏈接資源，不接收服務(wù)請求。
結(jié)束，主叫/被叫結(jié)束信令，服務(wù)器釋放資源。
連接服務(wù)請求含有源、宿節(jié)點地址資源，服務(wù)器查源節(jié)點鏈接表4查出端口號，表7源節(jié)點對應(yīng)端口元素值與連接服務(wù)請求資源值相加，結(jié)果與表6對應(yīng)元素比較，其值小于表6，檢查交換機資源成功(如附圖3所示)。
連接服務(wù)請求處理方法服務(wù)器檢查交換機鏈接資源成功，服務(wù)器查源宿節(jié)點表3的下一跳節(jié)點；如無下一跳節(jié)點，立刻分配交換機鏈接資源，表7源節(jié)點對應(yīng)端口元素值與連接服務(wù)請求資源值相加，其結(jié)果寫入表7，服務(wù)器接收服務(wù)請求。
表7在節(jié)點端口各用戶連接資源預(yù)留總和數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口預(yù)留，含帶寬、距離、延時等)

如有下一跳節(jié)點，服務(wù)器查下一跳節(jié)點的節(jié)點鏈接表4，查出服務(wù)請求源宿節(jié)點對應(yīng)端口號，檢查交換機鏈接資源成功，服務(wù)器查源宿節(jié)點表3的下一跳節(jié)點；如無下一跳節(jié)點，立刻分配交換機鏈接資源，表7源節(jié)點對應(yīng)端口元素值與連接服務(wù)請求資源值加法結(jié)果寫入表7；并將上一跳節(jié)點分配交換機鏈接資源，表7源節(jié)點對應(yīng)端口元素值與連接服務(wù)請求資源值加法結(jié)果寫入表7；服務(wù)器接收服務(wù)請求。
上述網(wǎng)絡(luò)資源釋放和分配在服務(wù)器鏈接表上有記錄，在交換機上鏈接表無記錄，在服務(wù)器有資源分配釋放記錄，則資源釋放分配速度快，其信令少而簡單。
2)被叫和服務(wù)器信令處理(如附圖4所示)服務(wù)器檢查本交換機鏈接資源成功后，分配各交換機鏈接資源，檢查下一跳交換機鏈接資源；下一跳節(jié)點檢查交換機鏈接資源不成功，釋放各上一跳交換機鏈接資源，不接收服務(wù)請求。
連接服務(wù)請求處理方法服務(wù)器檢查交換機鏈接資源成功，立刻分配交換機鏈接資源，表7源節(jié)點對應(yīng)端口元素值與連接服務(wù)請求資源值加法結(jié)果寫入表7，服務(wù)器查源宿節(jié)點表3的下一跳節(jié)點。如無下一跳節(jié)點，服務(wù)器接收服務(wù)請求。
如有下一跳節(jié)點，服務(wù)器查下一跳節(jié)點的節(jié)點鏈接表4，查出服務(wù)請求源宿節(jié)點對應(yīng)端口號，檢查交換機鏈接資源成功，立刻分配交換機鏈接資源，表7源節(jié)點對應(yīng)端口元素值與連接服務(wù)請求資源值加法結(jié)果寫入表7，服務(wù)器查源宿節(jié)點表3的下一跳節(jié)點；如無下一跳節(jié)點，服務(wù)器接收服務(wù)請求。
上述網(wǎng)絡(luò)資源釋放和分配在服務(wù)器鏈接表上有記錄，在交換機上鏈接表無記錄，如服務(wù)器有資源分配釋放記錄，則資源釋放分配速度快，其信令少而簡單。
3)用戶終端P2P對等組發(fā)一導(dǎo)航分組處理(如附圖5所示)
在交換機鏈接表上只有實測資源使用記錄，無資源釋放分配，則信令少而簡單；主叫用戶終端連接服務(wù)請求，發(fā)一導(dǎo)航分組，有用戶終端和被叫地址，沿已設(shè)定的交換機鏈接傳輸，在路徑上每個交換機上檢查實測資源使用記錄，如果資源滿足主叫用戶終端連接服務(wù)請求，該交換機接收請求，導(dǎo)航分組傳輸下一跳交換機，直到到達被叫用戶終端；被叫用戶終端回主叫用戶終端確認(rèn)信號，主叫用戶終端和被叫用戶終端，可互相發(fā)送信息；如果交換機上資源不滿足，交換機回主叫用戶終端確認(rèn)信號，主叫用戶終端做決定。
服務(wù)結(jié)束時，用戶終端發(fā)一導(dǎo)航分組，有用戶終端和被叫地址，沿已設(shè)定的交換機鏈接傳輸，直到到達被叫用戶終端；被叫用戶終端回主叫用戶終端確認(rèn)信號，主叫用戶終端和被叫用戶終端可互相停送信息。
上述網(wǎng)絡(luò)資源釋放和分配如交換機上鏈接表實測資源使用記錄記錄，則信令少而簡單。
4)服務(wù)請求權(quán)限處理服務(wù)請求權(quán)限有不同的優(yōu)先級，如有主叫用戶終端的重要性，付費級別，服務(wù)的類別，QoS，SLA，安全，音頻，視頻，實時數(shù)據(jù)，非實時數(shù)據(jù)等。當(dāng)用戶終端服務(wù)器收到服務(wù)請求，用戶終端向服務(wù)器請求資源，服務(wù)器檢查網(wǎng)絡(luò)資源是否滿足服務(wù)請求的資源(權(quán)限、帶寬)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源不滿足服務(wù)請求的資源時，保證高優(yōu)先級權(quán)限的服務(wù)，而低優(yōu)先級權(quán)限的服務(wù)釋放資源給高優(yōu)先級權(quán)限的服務(wù)。
在數(shù)據(jù)交換和傳輸中，無優(yōu)先級區(qū)別。
5)資源預(yù)留維護與處理用戶終端周期性發(fā)送連接服務(wù)更新報文給服務(wù)器，服務(wù)器周期性地更新表7；如在設(shè)定的時間內(nèi)沒有收到更新報文，由拆卸消息來取消該用戶終端在資源預(yù)留數(shù)據(jù)庫的資源，更新表7；表7元素相減。
通過服務(wù)器實測網(wǎng)絡(luò)資源使用表，調(diào)整計算路由、節(jié)點路由資源預(yù)留和用戶終端資源預(yù)留；實測精度可為按節(jié)點端口、端口上的路由、端口上的路由的用戶使用資源。表8為按節(jié)點端口實測精度。
表8實測資源使用的數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口使用帶寬、距離、延時等)

五.數(shù)據(jù)交換與傳輸網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)出的分組幀幀頭含有源端網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備和宿端網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點全網(wǎng)地址，全網(wǎng)地址包含域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址；分組幀幀頭含有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點雙網(wǎng)絡(luò)地址。因此，在交換與傳輸中，交換機中的鏈接表4根據(jù)用戶終端信息分組的源網(wǎng)絡(luò)地址和宿網(wǎng)絡(luò)地址，可引導(dǎo)信息分組通過交換機端口，到達被叫。
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備交換機，有經(jīng)服務(wù)器計算的本節(jié)點鏈接表4。
所述的接收分組幀，其按接收分組幀幀頭中源端網(wǎng)絡(luò)地址和宿端網(wǎng)絡(luò)地址，查找一次網(wǎng)絡(luò)節(jié)點保存地址鏈接表4中對應(yīng)條項，將分組幀傳輸?shù)綄?yīng)端口。
接收分組幀宿地址不為1，查表4節(jié)點1鏈接表，如表4節(jié)點1鏈接表，接收分組幀源地址和宿地址為1和2(3、4)，端口為2；接收分組幀源地址和宿地址為1和5(6、7)，端口為6；接收分組幀源地址和宿地址為2和6，端口為6；接收分組幀源地址和宿地址為6和2，端口為2；接收分組幀源地址為非1、2、6，鏈接表無對應(yīng)條項，分組幀扔掉。
在表4其它節(jié)點鏈接表，對分組幀源地址和宿地址有同樣的操作。
分組幀從源節(jié)點進入，源節(jié)點查分組幀源地址和宿地址在地址鏈接表4中對應(yīng)條項，將分組幀發(fā)送到下一跳節(jié)點；下一跳節(jié)點查分組幀源地址和宿地址在鏈接表4中對應(yīng)條項，有條項，將分組幀發(fā)送到端口，到下一跳節(jié)點。無條項，分組幀扔掉。
無虛鏈路，面向非連接的顯式鏈接傳輸，網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備沿顯式鏈接逐級傳輸分組幀，分組幀到達宿端設(shè)備；分組幀頭在全網(wǎng)各網(wǎng)段不變。
按異步方式連接，分組幀幀頭帶前導(dǎo)碼的分組幀結(jié)構(gòu)和通用以太網(wǎng)PMD方式傳輸。
其中，數(shù)據(jù)在交換和傳輸中，無優(yōu)先級區(qū)別。
六.快速報告故障設(shè)計和快速故障恢復(fù)控制設(shè)計(如附圖7所示)服務(wù)器假設(shè)任一交換機端口或一鏈路故障變化時，剩余的交換機鏈接表的算法以源端交換機地址和宿端交換機地址兩點為定位。算法參數(shù)包括兩點距離、帶寬、中間交換機跳數(shù)等。
服務(wù)器對所有任一交換機端口或一鏈路故障變化情況進行計算，然后備用鏈接表廣播給自治域交換機。例如附圖7所示，節(jié)點2至7斷開，7至2正常，節(jié)點2無端口7；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫矩陣(參閱表11)，2-7元素為0。以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點為網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點計算至其它各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的鏈接最優(yōu)樹，形成端對端顯式鏈接選路表，表12(節(jié)點2、3表)。
表11備用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口開銷，含帶寬、距離、延時等)

表12備用顯式最優(yōu)樹，節(jié)點2至其它節(jié)點樹


表12與表1比較，節(jié)點2的2-7的樹增加了下一跳節(jié)點1和6；2-5的樹下一跳節(jié)點7改為1，增加了下一跳節(jié)點6；節(jié)點3的3-7的樹下一跳節(jié)點3改為4，再下一跳節(jié)點7改為5；3-6的樹下一跳節(jié)點2改為4，再下一跳節(jié)點7改為5。
表14，(節(jié)點2、3表)。
表14備用節(jié)點雙地址鏈接表點2鏈接表

節(jié)點3鏈接表


與表4比較，節(jié)點2，源地址2，宿地址5，端口7改為1；源地址2，宿地址7，端口7改為1，形成節(jié)點鏈接表14。節(jié)點3，源地址3，宿地址6，端口3改為4；源地址3，宿地址7，端口7改為4，形成節(jié)點鏈接表14。
鏈接表條項含有端口和由源地址和宿地址構(gòu)成的雙地址鏈接表。
表15備用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)資源數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口帶寬)

表16節(jié)點端口各備用路由資源預(yù)留總和數(shù)據(jù)庫
(單向節(jié)點端口預(yù)留帶寬)

表17節(jié)點端口各備用用戶連接資源預(yù)留總和數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口預(yù)留帶寬)

表18備用實測資源使用的數(shù)據(jù)庫(單向節(jié)點端口使用帶寬)

將表15、16、17、18與表5、6、7、8比較，2-7元素為0。
交換機備用鏈接表如表14。
當(dāng)故障變化發(fā)生后，服務(wù)器更新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)資源數(shù)據(jù)庫，服務(wù)器指示交換機使用對應(yīng)變化鏈接表如表14。
服務(wù)器再假設(shè)任一交換機端口或一鏈路故障變化時，剩余的交換機鏈接表的算法為兩點定位，然后備用鏈接表廣播給交換機；當(dāng)故障變化恢復(fù)，服務(wù)器指示交換機使用原鏈接表。在使用表14時，交換機使用原鏈接表4。
當(dāng)增加交換機，服務(wù)器更新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)資源數(shù)據(jù)庫，計算新鏈接表，廣播給交換機，指示交換機使用新鏈接表。
服務(wù)器計算備用鏈接表庫，也可不廣播給交換機。故障變化發(fā)生后，服務(wù)器更新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)資源數(shù)據(jù)庫，將對應(yīng)備用鏈接表廣播給各交換機，指示交換機使用對應(yīng)變化鏈接表。
權(quán)利要求
1.一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法，在自治域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)采用至少有3個網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，其一節(jié)點為另兩節(jié)點的中間節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟园刖W(wǎng)狀網(wǎng)形結(jié)構(gòu)互連，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)送和接收分組幀，其特征是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址采用分層地址，所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點為全網(wǎng)唯一定位網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備；所述的分層地址是指MP網(wǎng)絡(luò)的任一節(jié)點地址，包括設(shè)備端口、終端節(jié)點的全部地址；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址采用鏈路層地址；所述的分組幀頭有源端網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址和宿端網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址；所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備按接收分組幀頭的源地址和宿地址，查找網(wǎng)絡(luò)節(jié)點保存的雙地址鏈接表中對應(yīng)條項，將分組幀傳輸?shù)綄?yīng)端口；所述的分組幀傳輸無環(huán)路路由；建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點端對端顯式路由；建立全網(wǎng)節(jié)點備用端對端顯式路由，控制全網(wǎng)節(jié)點同時啟動對應(yīng)備用路由；根據(jù)顯式路由，建立沿顯式路由的用戶端對端連接；所述的分組幀端對端傳輸，分組幀不變。
2.如權(quán)利要求1所述的一種半網(wǎng)狀的路由方法，其特征是，建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點端對端顯式路由，含網(wǎng)絡(luò)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址a.分配網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址；b.建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫表；c.建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點端對端顯式路由選路表；d.建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點雙地址鏈接表；e.建立預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源給各端對端顯式路由選路表，并維護描述路由資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫；f.根據(jù)顯式路由選路表和路由資源預(yù)留數(shù)據(jù)庫的信息，建立沿顯式路由的用戶端對端連接，預(yù)留用戶端對端連接資源，并維護描述用戶連接資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫；g.建立全網(wǎng)節(jié)點備用端對端顯式路由選路表庫，建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點交換設(shè)備上備用雙地址鏈接表，控制全網(wǎng)節(jié)點同時啟動對應(yīng)備用雙地址鏈接表。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法，其特征是，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點路由選路表，即拓?fù)潋?qū)動端到端顯示路由計算，建立選路表a.以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點為網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點計算至其它各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的鏈接最優(yōu)樹，拓?fù)潋?qū)動，由最優(yōu)樹源節(jié)點，中間節(jié)點，宿節(jié)點，開銷構(gòu)成端對端顯式鏈接選路表2，其中，中間節(jié)點為多個相鄰下一跳節(jié)點；b.在各最優(yōu)樹選路表中，一個節(jié)點為源節(jié)點或中間節(jié)點或宿節(jié)點。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法，其特征是，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點交換設(shè)備上雙地址鏈接表，所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點雙地址鏈接表各條項，其由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點交換設(shè)備上的一源端網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址、一宿端網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址和一下一跳端口號構(gòu)成a.以一個節(jié)點為源節(jié)點，服務(wù)器根據(jù)對應(yīng)各宿節(jié)點，查選路表表2得到節(jié)點鏈接表條項，含有源地址和宿地址的各下一跳端口號建雙地址鏈接表4；b.一個節(jié)點為中間節(jié)點，根據(jù)選路表對應(yīng)各宿地址、源地址，查表2，可得到鏈接表條項的下一跳節(jié)點端口號，建雙地址鏈接表表4；c.下一跳節(jié)點為0，各宿地址對應(yīng)端口號可得到鏈接表條項的下一跳節(jié)點端口號，建雙地址鏈接表4；d.一個節(jié)點為宿節(jié)點，則無雙地址鏈接表4條項；e.雙地址鏈接表廣播給交換機，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備存儲雙地址鏈接表。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的一種半網(wǎng)狀的路由方法，其特征是，建立預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源給各端對端顯式路由，并維護描述路由資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫a.建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)資源數(shù)據(jù)庫，含網(wǎng)絡(luò)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址；所述的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滟Y源數(shù)據(jù)庫為多維矩陣表5，其描述以各節(jié)點為源節(jié)點對應(yīng)各節(jié)點為宿節(jié)點的直接網(wǎng)絡(luò)鏈路及鏈路的資源，含帶寬、距離、延時；b.對比表5元素值和表6元素值，若表5元素值小于表6元素值，服務(wù)器重新計算表2、3、4、6，直至表5各元素值小于表6元素值；c.拓?fù)潋?qū)動端到端顯示路由計算，建立選路表；d.建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點雙地址鏈接表；e.維護網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)資源數(shù)據(jù)庫、選路表和雙地址鏈接表；f.設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備雙地址鏈接表。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法，其特征是，建立用戶端對端連接沿顯式路由，根據(jù)路由資源預(yù)留數(shù)據(jù)庫的信息，預(yù)留用戶端對端連接資源，并維護一個描述用戶連接資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫a.用戶終端周期性向連接服務(wù)器發(fā)送更新報文給服務(wù)器，服務(wù)器周期性地更新表7；b.在設(shè)定的時間內(nèi)服務(wù)器未收到更新報文，由拆卸消息來取消該用戶終端在資源預(yù)留數(shù)據(jù)庫的資源，更新表7，表7元素相減；c.通過服務(wù)器實測網(wǎng)絡(luò)資源使用表8，調(diào)整計算路由、節(jié)點路由資源預(yù)留和用戶終端資源預(yù)留；d.按節(jié)點端口、端口上的路由、端口上的路由的用戶使用資源實測；e.以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點為網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點計算至其它各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的鏈接最優(yōu)樹，拓?fù)潋?qū)動，由最優(yōu)樹源節(jié)點，中間節(jié)點，宿節(jié)點，開銷構(gòu)成端對端顯式鏈接選路表2，其中，中間節(jié)點為多個相鄰下一跳節(jié)點；f.在各最優(yōu)樹中，一個節(jié)點為源節(jié)點或中間節(jié)點或宿節(jié)點；g.根據(jù)端對端顯式鏈接選路表2，服務(wù)器為每一最優(yōu)樹預(yù)留資源，含帶寬、距離、延時，形成路由資源預(yù)留表3；h.依此類推，服務(wù)器根據(jù)表4，計算出表6，為各節(jié)點鏈接所需的鏈路的總資源。
7.采用如權(quán)利要求1所述的一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法的系統(tǒng)，其特征是，建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點端對端顯式路由，含網(wǎng)絡(luò)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址a.分配網(wǎng)絡(luò)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址；b.建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫表；c.建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點端對端顯式路由選路表；d.建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點雙地址鏈接表；e.建立預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源給各端對端顯式路由選路表，并維護描述路由資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫；f.根據(jù)顯式路由選路表和路由資源預(yù)留數(shù)據(jù)庫的信息，建立沿顯式路由的用戶端對端連接，預(yù)留用戶端對端連接資源，并維護描述用戶連接資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫；g.建立全網(wǎng)節(jié)點備用端對端顯式路由選路表庫，建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點交換設(shè)備上備用雙地址鏈接表，控制全網(wǎng)節(jié)點同時啟動對應(yīng)備用雙地址鏈接表。
8.采用如權(quán)利要求1所述的一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法的系統(tǒng)，其特征是，預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源給各端對端顯式路由，并維護描述路由資源預(yù)留的數(shù)據(jù)庫，含網(wǎng)絡(luò)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址a.建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)資源數(shù)據(jù)庫；b.拓?fù)潋?qū)動端到端顯示路由計算，建立選路表；c.建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點雙地址鏈接表；d.維護網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫、選路表和雙地址鏈接表；e.設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備鏈接表。
9.采用如權(quán)利要求1所述的一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法的系統(tǒng)，其特征是，服務(wù)器與一網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備節(jié)點連接a.周期性傳遞網(wǎng)絡(luò)鏈路和設(shè)備狀態(tài)信息分組的一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備與一服務(wù)器連接，所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點全網(wǎng)地址為全網(wǎng)唯一定位網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，全網(wǎng)地址含域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址；b.服務(wù)器數(shù)據(jù)庫包括由每一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可用的接口資源信息、鄰居資源信息構(gòu)成的資源狀態(tài)信息和與該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相連的網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)信息及該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的外部資源信息組成，其地址自動配置完成。
10.采用如權(quán)利要求1所述的一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法的系統(tǒng)，其特征是，無環(huán)路路由連接。
全文摘要
本發(fā)明一種半網(wǎng)狀網(wǎng)的路由方法及其系統(tǒng)，涉及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。鑒于現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)存在不提供端對端顯式路由和快速故障恢復(fù)，不提供合理而簡便的服務(wù)質(zhì)量保證QoS和流量控制等問題，本方法采用至少3個交換機設(shè)備為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟园刖W(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)互連，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)送和接收分組幀及采用鏈路層地址、分層地址，建立并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫信息，拓?fù)潋?qū)動端對端顯式鏈接計算和源、宿節(jié)點設(shè)備雙地址鏈接表，實測網(wǎng)絡(luò)擁塞調(diào)整計算及分層地址鏈接匯聚及全網(wǎng)備用端對端顯式鏈接表庫，同時啟動對應(yīng)備用鏈接表及快速鏈接收斂等，具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單靈活，可擴展，無環(huán)路，無虛電路，面向連接的顯式鏈接，QoS好和價格低及提供用戶終端高質(zhì)量服務(wù)等特點。
文檔編號H04L12/46GK1968205SQ200610118190
公開日2007年5月23日 申請日期2006年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者何躍, 高漢中 申請人:上海龍林通信技術(shù)有限公司