CN100391211C - 一种分层网络的路由域关系管理及调整方法 - Google Patents

Abstract

一种分层网络的路由域关系管理及调整方法，属于光网络技术领域。针对显式的层次包含关系和路由域调整方案的不足，本发明提出了全新的路由域关系管理及调整方法，它遵循隐式层次包含关系，即第n层路由域标识符＝第n-1层路由域标识符&第n层路由域掩码栈，其中&表示逻辑与；采用上述路由域管理方法，在路由域合并或拆分时，网络无需做全局路由域标识符的调整，只需由待调整路由域实行路由域标识符的局部管理。采用本发明所述方法可以加速分层路由的计算和路径的建立，简化网络管理的内容，从而更加适用于分布式网络管理。

Description

一种分层网络的路由域关系管理及调整方法

技术领域

一种分层网络的路由域关系管理及调整方法，属于光网络技术领域，特别涉及层次结构下的自动交换光网络(ASON)中路由域管理方法及路由域的合并和拆分方法。

背景技术

国际电信联盟组织(ITU-T)在其建议草案G.7715.1/Y.1706.1“AS0N路由体系结构和链路状态协议”中规定了网络采用分层结构时的路由体系结构，并基于此结构提出了一种层域包含方式和路由域调整方案。

但是G.7715.1建议方法中，父、子路由域的标识符(RA ID)之间无继承性关系，兄弟RA ID之间亦无相似性关系，这就导致两点不足：1、父、子路由域(RA)之间需要显式的声明并维护层次包含关系，在分层路由和信令方式下，延缓了纵向路由计算及横向路由寻址过程；2、在域调整过程中，为了保证新的RA ID全网唯一，需要全网统一管理RA ID的分发与回收，这不利于分布式网络管理的需要。

发明内容

针对显式的层次包含关系和路由域调整方案的不足，本发明提出了一种分层网络的路由域关系管理及调整方法，具体技术方案如下：

采用隐式层次包含关系的分层网络路由域关系管理方法，其特征在于，在具有n+1层的层次网络中，路由域标识符遵循如下隐式层次包含关系设置，其中n为正整数：

第n层路由域标识符＝第n-1层路由域标识符&第n层路由域掩码栈，其中&表示逻辑与；第n层路由控制器标识符＝第n-1层路由域标识符；

其中，所述路由域标识符是全网唯一的，且由n+1个m比特二进制组成，其形式为xxx.….xxx.xxx.xxx.xxx.xxx，分别对应所述路由域标识符中第n，…，第4，第3，第2，第1，第0个m比特地址，其中m为正整数；所述路由域掩码栈采用如下结构，第0层为2^m-1.2^m-1.….2^m-1.2^m-1.2^m-1.2^m-1，其中有n+1个2^m-1，第1层为2^m-1.2^m-1.….2^m-1.2^m-1.2^m-1.0，第2层为2^m-1.2^m-1.….2^m-1.2^m-1.0.0，……，第n层为2^m-1.0.….0.0.0.0，其中有n个0；

网络管理系统按照所述路由域标识符的形式设置第0层路由域的标识符，第0层兄弟路由域的标识符中第0个m比特互不相同，其余n个m比特相同；然后，按照所述路由域掩码栈的结构，给每一层路由域设置路由域掩码栈。

按照上述分层网络路由域关系管理方法实现的路由域合并方法，其特征在于，当分层网络的第i层中有多个路由域需要进行合并时，0＜i≤n，利用存储在网络管理系统中的程序执行如下步骤：

1)搜索第i层中待合并的路由域所包含第0层路由控制器的数量，将包含第0层路由控制器数最多的第i层待合并的路由域定义为存活域，剩余的待合并的路由域定义为非存活域，并记录存活域的路由域标识符，如果i不为零，则记录存活域所包含的全部子域的路由域标识符；

2)对每个非存活域，修改其路由域标识符为存活域的路由域标识符；

3)首先，将每个非存活域所包含的第i-1层路由域标识符中第i个m比特修改为第i层路由域标识符中第i个m比特；然后，将所述第i-1层路由域标识符中第i-1个m比特与步骤1)记录的、存活域所包含的第i-1层路由域标识符中所有第i-1个m比特进行比较，如果相同，则将所述第i-1层路由域标识符中第i-1个m比特修改为与记录不相同的整数值；如果不相同，则保持不变；

4)如果i-1不为零，则修改每个非存活域所包含的第i-2层至第0层的路由域标识符中第i个、第i-1个m比特为第i-1层路由域标识符中第i个、第i-1个m比特。

按照上述分层网络路由域关系管理方法实现的路由域拆分方法，其特征在于，当第i层中某个路由域需要拆分时，0≤i≤n，利用存储在网络管理系统中的程序执行如下步骤：

1)记录待拆分路由域的标识符；然后，按照隐式层次包含关系新生成一个第i层的路由域标识符；

2)将拆分后所包含的第0层路由控制器数最多的第i层路由域的标识符定义为继承域；它的路由域标识符为步骤1)所述记录的路由域标识符，拆分形成的另一个路由域定义为非继承域，它的路由域标识符为步骤1)新生成的路由域标识符；

3)记录步骤1)所述待拆分路由域及其全部兄弟路由域标识符中的第i个m比特；

4)将非继承域标识符中第i个m比特修改为未被步骤3)记录的整数值，并将所述整数值补充入步骤3)的记录中；

5)将非继承域所包含的各层子域标识符中第i个m比特修改为步骤4)中所述的整数值。

在本发明所述方式下，每个路由域(RA)都可以一目了然的获知自身所处层次以及其祖先RA的标识符(ID)，父、子RA之间，兄弟RA之间的关系，因此无需显式的声明和维护。在路由和信令过程中，源、宿节点可以通过路由域标识符(RAID)确定它们共同的祖先RA所处层次，因此可以加速分层路由的计算和路径的建立。在路由域调整时期，由于RA之间只需由待调整路由域实行RAID的局部管理，并不涉及网络的其它部分，极大地简化了网络管理的内容，从而更加适用于分布式网络管理。

附图说明

图1显示了层次网络结构的隐式层次包含关系。

图2显示了层次网络结构中路由域的合并示例。

图3显示了层次网络结构中路由域的拆分示例。

图4显示了层次网络结构中路由域的合并流程图。

图5显示了层次网络结构中路由域的拆分流程图。

具体实施方式

以图1为例说明本发明提出的采用隐式层次包含关系的分层网络路由域关系管理方法。图中显示了一个4层次(n＝3)网络结构，它的第0层有9个路由域。在本实施例中，网络的网管系统采用8比特(m＝8)的路由域标识符(RAID)形式设置这些路由域，分别为1.2.2.1，1.2.2.4，1.2.1.4，1.7.2.3，1.7.2.4，1.7.3.1，1.7.3.2，1.3.1.1，1.3.1.3，其中1.2.2.1和1.2.2.4、1.7.2.3和1.7.2.4、1.7.3.1和1.7.3.2、1.3.1.1和1.3.1.3，分别是兄弟路由域。图1中第0层路由域内的圆圈表示嵌入在网元设备中的路由控制器(RC)，每个RC都包含了路由协议、链路管理协议和信令协议。所述网元设备都有完善的网元管理功能，网元设备之间用光纤连接，光纤中传输波分复用光信号。

网络的网管系统采用8比特(2^m-1＝2⁸-1＝255)形式设置路由域掩码栈(RAMASK)，第1层的RAMASK为255.255.255.0；第2层的RAMASK为255.255.0.0；第3层的RAMASK为255.0.0.0。

本发明所提出的隐式层次包含关系以软件模块的形式嵌入在网络的网管系统中。网管系统内部根据第0层路由域标识符，以及各层路由域掩码栈的设置，利用公式第n层路由域标识符＝第n-1层路由域标识符&第n层路由域掩码栈，其中&表示逻辑与，自动生成第1、第2、第3层的RAID。结果如下：

第1层各个路由域的RAID：

(1.2.2.1或者1.2.2.4)&(255.255.255.0)＝(1.2.2.0)；

(1.2.1.4)&(255.255.255.0)＝(1.2.1.0)；

(1.7.2.3或者1.7.2.4)&(255.255.255.0)＝(1.7.2.0)；

(1.7.3.1或者1.7.3.2)&(255.255.255.0)＝(1.7.3.0)；

(1.3.1.1或者1.3.1.3)&(255.255.255.0)＝(1.3.1.0)

第2层各个路由域的RAID：

(1.2.2.0或者1.2.1.0)&(255.255.0.0)＝(1.2.0.0)；

(1.7.2.0或者1.7.3.0)&(255.255.0.0)＝(1.7.0.0)；

(1.3.1.00)&(255.255.0.0)＝(1.3.0.0)

第3层各个路由域的RAID：

(1.2.0.0或者1.7.0.0或者1.3.0.0)&(255.0.0.0)＝(1.0.0.0)

设置第0层的路由控制器标识符为全网唯一，并将第n层路由控制器标识符设为第n-1层路由域标识符。

由图1可知，每个RA都可以一目了然的获知自身所处层次以及其祖先路由域(RA)的标识符(ID)，父、子RA之间，兄弟RA之间的关系。例如路由域1.2.2.1显然处在第0层，其父域自然就是1.2.2.0，而1.2.2.0的父域自然就是1.2.0.0；1.2.2.1的祖先域自然就是1.0.0.0。路由域1.2.2.1和1.2.2.4之间是兄弟关系。上述关系无需特别申明与维护，只需通过RAID与RA MASK就可以方便地得到，极大地方便了路由域的管理。在本实施例中，路由域标识符采用了8比特(m＝8)二进制形式，但是可以根据网络的规模灵活选取m的取值，如当一个路由域中的路由控制器超过256，而小于512时，m可取9。

以图2为例说明按照上述分层网络路由域关系管理方法实现的路由域合并过程。本发明所提出的路由域合并方法以软件模块的形式，嵌入在网络的网管系统中。软件模块的实现流程图如图4所示。在本实施例中，假设网络的管理者给网管系统下达合并第2层的两个路由域1.2.0.0和1.7.0.0的指令，则路由域合并软件模块收到该指令后，执行如下步骤，完成路由域的合并：

1、从网管数据库中查询第2层路由域1.2.0.0所包含的第0层的域1.2.2.1，1.2.2.4及1.2.1.4中RC的数量，结果为7；查询第2层路由域1.7.0.0所包含的第0层的域1.7.2.3，1.7.2.4，1.7.3.1及1.7.3.2中RC的数量，结果为10。由于10＞7，设置域1.7.0.0为存活域，设置域1.2.0.0为非存活域；由于i＝2，因此把存活域及其所有子域的路由标识符1.7.0.0、1.7.2.0、1.7.3.0、1.7.2.3，1.7.2.4，1.7.3.1及1.7.3.2的记录在数组A中。

2、将非存活域的RAID从1.2.0.0修改成1.7.0.0；

3、将非存活域所包含的第1层的路由域的标识符1.2.2.0、1.2.1.0中第2个8比特的值2修改为其父路由域标识符1.7.0.0中第2个8比特的值7；将1.2.2.0、1.2.1.0中第1个8比特的值2和1，与步骤1数据A所记录的所有第1层路由标识符的第1个8比特的值2、3、2、2、3、3，进行比较，发现1没有记录，因此保留1，而2已经有记录，将2该为4。当然，也可以根据需要将2修改为大于4的其它整数。

经过这样的修改，非存活域所包含的第1层的路由域的标识符1.2.2.0、1.2.1.0就被修改为1.7.4.0和1.7.1.0。将它们存入数组A中；

4、将非存活域所包含的第0层路由域的标识符1.2.2.1，1.2.2.4及1.2.1.4中第2个8比特的值2修改为第1层路由域标识符中第2个8比特的值7；将第0层路由域的标识符1.2.2.1，1.2.2.4中第1个8比特的值2修改为第1层路由域标识符1.7.4.0中第1个8比特的值4；第0层路由域的标识符1.2.1.4中第1个8比特的值1修改为第1层路由域标识符1.7.1.0中第1个8比特的值1；

经过这样的修改，第0层路由域的标识符1.2.2.1，1.2.2.4及1.2.1.4被修改为1.7.4.1，1.7.4.4及1.7.1.4。

5、将数组A提交给网管数据库，供网管数据库更新层域关系。

以图3为例说明按照上述分层网络路由域关系管理方法实现的路由域拆分过程。本发明所提出路由域拆分方法以软件模块的形式，嵌入在网络的网管系统中。软件模块的具体流程图如图5所示。在本身实施例中，假设网络的管理者给网管系统下达把第2层路由域1.2.0.0拆分成两个域的指令，并给出拆分后形成的两个路由域在第1层的子路由域分别为现在的1.2.2.0、1.2.1.0，则路由域拆分软件模块收到这些消息后，执行如下步骤，完成域的拆分：

1：记录待拆分路由域的RA ID＝1.2.0.0；按照隐式层次包含关系新生成一个第1层路由域标识符1.1.0.0；

2、将待拆分路由域路由域标识符(RAID)1.2.0.0及其全部兄弟域的RAID 1.7.0.0、1.3.0.0中第2个8比特地址2、7、3记录在数组B中；

3、在网管数据库中搜索第2层路由域1.2.0.0拆分所形成的两个域后各自包含第0层路由控制器的数量，分别为4和3。把包含第0层路由控制器数量为4的拆分后的路由域设置为继承域，其路由域标识符(RAID)设置为1.2.0.0；把包含第0层路由控制器数量为3的拆分后的路由域设置为非继承域，其RAID设置为1.1.0.0；

4、将非继承域标识符RA ID 1.1.0.0中第2个8比特地址1修改为未被数组B记录的整数值，此处可选择未被数组B记录的最小值1，并将最小值1补充到数组B中；当然，也可以根据需要选择未被数组B记录的其它整数值。

5、将非继承域在第1层、第0层所有子域的标识符中第2个8比特修改为步骤4)中所述的最小值1。

经过此步骤，非继承域在第1层的子域标识符从1.2.1.0修改为1.1.1.0；在第0层的子域标识符从1.2.1.4修改为1.1.14；

6、将修改后的RA ID上报给网管数据库，供数据库更新层域关系。

从上述实施例可以看到，根据本发明提出的路由域管理方法，在路由域合并或拆分时，网络无需做全局路由域标识符的调整，只需由待调整路由域实行路由域标识符的局部管理，简单方便。由于采用了隐式的层次包含关系，路由域调整后的层域关系清晰明了，无需特别申明、维护。因此，本发明非常适用于分布式网络的层域管理。

Claims (3)

1.采用隐式层次包含关系的分层网络路由域关系管理方法，其特征在于，在具有n+1层的层次网络中，路由域标识符遵循如下隐式层次包含关系设置，其中n为正整数：

第n层路由域标识符＝第n-1层路由域标识符&第n层路由域掩码栈，其中&表示逻辑与；第n层路由控制器标识符＝第n-1层路由域标识符；

其中，所述路由域标识符是全网唯一的，且由n+1个m比特二进制组成，其形式为xxx.….xxx.xxx.xxx.xxx.xxx，分别对应所述路由域标识符中第n，…，第4，第3，第2，第1，第0个m比特地址，其中m为正整数；所述路由域掩码栈采用如下结构，第0层为2^m-1.2^m-1.….2^m-1.2^m-1.2^m-1.2^m-1，其中有n+1个2^m-1，第1层为2^m-1.2^m-1.….2^m-1.2^m-1.2^m-1.0，第2层为2^m-1.2^m-1.….2^m-1.2^m-1.0.0，……，第n层为2^m-1.0.….0.0.0.0，其中有n个0；

网络管理系统按照所述路由域标识符的形式设置第0层路由域的标识符，第0层兄弟路由域的标识符中第0个m比特互不相同，其余n个m比特相同；然后，按照所述路由域掩码栈的结构，给每一层路由域设置路由域掩码栈。

2.按照权利要求1所述分层网络路由域关系管理方法实现的路由域合并方法，其特征在于，当分层网络的第i层中有多个路由域需要进行合并时，0＜i≤n，利用存储在网络管理系统中的程序执行如下步骤：

1)搜索第i层中待合并的路由域所包含第0层路由控制器的数量，将包含第0层路由控制器数最多的第i层待合并的路由域定义为存活域，剩余的待合并的路由域定义为非存活域，并记录存活域的路由域标识符，如果i不为零，则记录存活域所包含的全部子域的路由域标识符；

2)对每个非存活域，修改其路由域标识符为存活域的路由域标识符；

3)首先，将每个非存活域所包含的第i-1层路由域标识符中第i个m比特修改为第i层路由域标识符中第i个m比特；然后，将所述第i-1层路由域标识符中第i-1个m比特与步骤1)记录的、存活域所包含的第i-1层路由域标识符中所有第i-1个m比特进行比较，如果相同，则将所述第i-1层路由域标识符中第i-1个m比特修改为与记录不相同的整数值；如果不相同，则保持不变；

4)如果i-1不为零，则修改每个非存活域所包含的第i-2层至第0层的路由域标识符中第i个、第i-1个m比特为第i-1层路由域标识符中第i个、第i-1个m比特。

3.按照权利要求1所述分层网络路由域关系管理方法实现的路由域拆分方法，其特征在于，当第i层中某个路由域需要拆分时，0≤i≤n，利用存储在网络管理系统中的程序执行如下步骤：

1)记录待拆分路由域的标识符；然后，按照隐式层次包含关系新生成一个第i层的路由域标识符；

2)将拆分后所包含的第0层路由控制器数最多的第i层路由域的标识符定义为继承域；它的路由域标识符为步骤1)所述记录的路由域标识符，拆分形成的另一个路由域定义为非继承域，它的路由域标识符为步骤1)新生成的路由域标识符；

3)记录步骤1)所述待拆分路由域及其全部兄弟路由域标识符中的第i个m比特；

4)将非继承域标识符中第i个m比特修改为未被步骤3)记录的整数值，并将所述整数值补充入步骤3)的记录中；

5)将非继承域所包含的各层子域标识符中第i个m比特修改为步骤4)中所述的整数值。

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