CN100481816C - 用于在通信网络路由器中用来选择路由信息的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于通信网络的路由器的路由信息管理设备，包括：第一路由信息库，其包含有路由协议消息中所包含的路由信息；第二转发信息库，其具有最大数目的条目；以及管理装置，其在选定时间上将第一路由信息库中涉及发送的条目数与小于或等于第二转发信息库中的最大条目数的选定门限进行比较，以便将根据比较结果选定的路由信息馈入第二转发信息库。

Description

用于在通信网络路由器中用来选择路由信息的设备
相关申请的交叉引用
本申请基于2004年11月10日提交的法国专利申请No.0452597，在此引用该专利申请的全部公开内容以供参考，并且在此要求该专利申请的优先权。
技术领域
本发明涉及用于通信网络中在源与目的地之间对数据包(也称为数据报)进行路由的路由器。
背景技术
本领域的普通技术人员知道，路由器需要路由信息以便能够在其一个接口上发送其已在其另一个接口上接收到的数据包(也称为数据报)。这种信息一般存储在路由器的两个数据库中：路由信息库(RIB)，其被馈入由网络路由器交换的路由协议消息中所包含的路由信息；以及转发信息库(FIB)，其被馈入由路由器的路由工具(也称为路由引擎)存储在路由信息库中的路由信息。
通常使用的路由协议包括边界网关协议(BGP)和开放最短路径优先(OSPF)协议。
因为转发信息库(FIB)所具有的条目的最大数目通常小于路由信息库(RIB)中涉及发送的条目的最大数目，所以转发信息库有时候会饱和，这在某些情况下可能会妨碍路由器的运行。
在本上下文中，术语“条目”意指采取对应表的形式的数据库中专用于信息项的存储位置。
在尝试克服这一问题的过程中，提出了为路由器配备管理设备，该设备负责根据转发信息库(FIB)的充满程度来监控该FIB的状态，从而正好在该FIB变得饱和前停止将来自路由信息库的路由信息馈入该FIB。在BGP路由器的情况下，还提出了限制由每个路由器接收的前缀(或地址)的数目。
在任一情况下，如果转发信息库(FIB)已饱和并且已经停止对其进行输入，则该转发信息库不能包含称为主路由的对所有路由的定义，这使得其路由器能够提供到其已知的地址(或前缀)的完全连通性，但是该转发信息库的确包含路由的定义，称为次路由，用于提供不直接涉及连通性的附加服务，例如业务分配服务(也称为“负载平衡”)和冗余服务。
因此，在第二转发信息库(FIB)饱和的情况下，路由器不能提供完整的连通性。换句话说，已提出的这两种解决方案都受制于没有在由存储在第一路由信息库(RIB)中的路由信息所定义的路由之间进行区分。
此外，在第一路由信息库(RIB)发生重大变化的情况下，可能要花一些时间用来自该RIB的所有条目不对主条目和次条目之间加以区分地更新第二转发信息库(FIB)，在这期间，路由器不能用于转发其接收到的数据包，这与IP(网际协议)网络所期望的服务连续性不兼容。
因为先前的技术都证明无法令人完全满意，因此本发明的一个目的是改善这种状况。
发明内容
为此，本发明提出一种用于通信网络的路由器的路由信息管理设备，该设备包括：第一路由信息库，其被馈入路由协议消息中所包含的路由信息；第二转发信息库，其具有最大数目的条目；以及管理装置，其将来自第一路由信息库的路由信息馈入第二转发信息库，在该设备中，管理装置在选定时间上将第一路由信息库中涉及发送的条目数与小于或等于第二转发信息库中的最大条目数的选定门限进行比较，以便将根据比较的结果选定的路由信息馈入第二转发信息库。
本发明的设备可以具有其他特征，并且特别地可以单独或以组合形式具有这些特征：
-如果第一路由信息库中涉及发送的条目数大于或等于选定门限，则该设备的管理装置可以将仅代表主路由的“主”路由信息馈入第二转发信息库，这些主路由使得路由器能够确保到其已知的地址(或前缀)的完全连通性；以及如果第一路由信息库中涉及发送的条目数小于选定门限，则管理装置可以将主路由信息和“次”路由信息馈入第二转发信息库；
-次路由信息代表与例如业务分配和冗余之类的附加服务相关联的次路由；
-该设备的管理装置能够分析存储在第一路由信息库中的路由信息，以选择主路由信息和/或次路由信息；
-第一路由信息库可以分为主部分和次部分，在这种情况下，该设备包括处理装置，该处理装置分析路由协议消息中所包含的路由信息，以便将主路由信息存储到主部分中并将次路由信息存储到次部分中；
-如果第一路由信息库中的条目数大于或等于选定门限，则该设备的管理装置可以将存储在主部分中的主路由信息馈入第二转发信息库；以及如果第一路由信息库中的条目数小于选定门限，则管理装置可以将分别存储在主部分和次部分中的主路由信息和次路由信息馈入第二转发信息库；
-选定的门限在由等于第二转发信息库中的最大条目数的80％的第一值和等于第二转发信息库中的最大条目数的95％的第二值所限定的范围内；
-每当第一路由信息库中涉及发送的条目数大于或等于选定门限时，该设备的管理装置就可以生成拟用于网络管理器的报警消息；
-在第一路由信息库的内容发生重大变化的情况下，从更新主信息开始，该设备的管理装置可以分级地更新第二转发信息库；
-路由信息由选自BGP协议消息和OSPF协议消息的路由协议消息提供。
本发明还提出一种配备了以上类型的管理设备的路由器。
本发明特别适合于但并非只适合于IP(网际协议)通信网络，并且更一般地适合于任意类型的数据包传输通信网络。
附图说明
通过阅读以下详细描述并研究附图，本发明的其他特征和优点将变得明显，其中图1是表示配备了本发明的管理设备的一个实施例的路由器的高度概括性示图。附图构成本发明说明书的一部分，并且如有必要，还有助于定义本发明。
具体实施方式
本发明的目的是特别是在存在转发信息库(FIB)变得饱和的风险时，使得通信网络的路由器能够提供到其已知的地址(或前缀)的完全连通性。
在此通过非限制性示例考虑包括本发明的路由器的IP(网际协议)通信网络。但是本发明并不限于这种类型的网络。本发明涉及任意类型的网络，其中必须将来自源通信设备的数据包(也称为数据报)路由到一个或多个目的地通信设备。
以一般的但又足够具体以便理解本发明的方式来说，可以将路由器R概括为包括连接到通信信道(或链路)并连接到路由模块MR的输入/输出接口Ii，通信信道(或链路)在单张图中用箭头来表示。
在本非限制性示例中，下标i的值是从1到3，但它可以取任意其他的值。
路由模块MR包括连接到其路由器R的接口Ii的交换矩阵，路由模块MR必须根据由网络提供的指令、包含在待发送或待转发的数据包(也称为数据报)中的地址信息以及包含在转发信息库(FIB)中的路由信息来对该矩阵进行配置，以实现所述数据包到一个或多个目的地的转发和路由。路由模块MR一般还包括(或连接到)实现数据包的本地添加和/或删减以及对在接口Ii之一上接收的数据包的临时性存储的存储器。
因为路由模块MR对本领域的普通技术人员来说是公知的并且不构成本发明的主题，所以在此没有对其进行更详细的描述。
路由模块MR所使用的路由信息由优选地安装在路由器R中并连接到其路由模块MR的管理设备D进行管理。设备D同样可以采取连接到路由器R的独立单元的形式。
本发明的管理设备D包括路由信息库RIB、转发信息库FIB和管理模块MG。
将从例如BGP消息或OSPF消息之类的通信网络的路由器R常规地交换的路由协议消息中提取的路由信息馈入路由信息库RIB。路由信息库RIB一般包括很大数量的条目，每个条目存储一项与一个已知地址(或前缀)有关的路由信息。这一信息中的一部分涉及到转发。
转发信息库FIB基本上包含对路由模块MR有用的并由管理模块MG从路由信息库RIB中提取的转发信息，管理模块MG为此实现路由工具(或引擎)的功能。转发信息库FIB包含最大数目Nmax个条目，每个条目存储一项与已知地址(或前缀)有关的转发信息。
为更加准确，在选定时间上管理模块MG将路由信息库RIB中涉及转发的条目数与小于或等于转发信息库FIB中的最大条目数Nmax的选定门限S进行比较，以便将根据比较结果选定的路由信息(专用于发送)馈入转发信息库FIB。
这种比较可以定期地进行，例如以一分钟的间隔进行。但是，当由于接收到来自网络管理程序(或管理器)的指令而受到触发时，或者如果在路由器中满足特定的条件，例如路由目的地频繁改变，同样可以进行这种比较，。
优选地定义两种类型的路由信息。
第一种类型(或主类型)包括只代表称为主路由的使得路由器R能够提供到其已知的地址(或前缀)的最大连通性的路由的路由信息。将这种最大连通性定义为使得与路由器已经接收到的一项路由信息相对应的所有地址都能够到达的所有路由信息，但不必要考虑每一地址的特殊性。例如，如果规定路由R1到达地址A1并且路由R2同时使得地址A1和A2能够到达，则路由R2称为主路由。
第二种类型(或次类型)包括所有其他的路由信息，其可以描述为补充信息并且一般包括表示称为次路由的与附加服务相关联的路由的信息，附加服务包括例如业务分配服务(也称为“负载平衡”)和冗余服务，业务分配服务将业务(或负载)分配在具有相同目的地的不同路由部分上，冗余服务使得当第一主路由上出现问题时相同的第二主路由能够接管第一主路由的任务，并且反之亦然。在上例中，尽管通过路由R2已经可以到达地址A1，但因为路由R1用于提供关于如何到达地址A1的附加信息，所以将路由R1称为次路由。
这种次信息对路由器R来说是有用的，特别是用于提供由网络运营商及其用户之一之间的服务等级协议(SLA)限定的服务。这丰富了提供给路由器R用以到达由其已知的地址(或前缀)限定的目的地的可能方案。但是，对所述路由器R来说，没有必要提供到其已知的所述地址(或前缀)的完全连通性。
每当比较结果表明路由信息库RIB中涉及发送的条目数大于或等于选定门限S(小于或等于转发信息库FIB中的最大条目数Nmax)时，管理模块MG都优选地负责将主路由信息(涉及发送)馈入转发信息库FIB，同时每当比较结果表明路由信息库RIB中涉及发送的条目数低于选定门限S时，管理模块MG都优选地负责将所有的主路由信息和次路由信息(涉及发送)馈入转发信息库FIB。
门限S可以取小于或等于转发信息库FIB中的最大条目数Nmax的任意值。但是，其优选地在由等于转发信息库FIB中的最大条目数Nmax的80％的第一值和等于转发信息库FIB中的所述最大条目数的95％的第二值所限定的范围内。例如，选择等于转发信息库FIB中的最大条目数Nmax的95％的门限S。
管理模块MG可以以两种或更多的方式在主信息和次信息之间进行区分。
一种方式是，使用常规的路由信息库RIB并调整管理模块MG，使得其能够分析存储在路由信息库RIB中的路由信息的类型，以便只选择主路由信息(涉及发送)，或选择所有的主路由信息和次路由信息(涉及发送)。
单张图中示出的第二种方式是，使用分为存储主路由信息的主部分PP和存储次路由信息的次部分PS的路由信息库RIB。
在这种情况下，管理设备D优选地包括处理模块MT，其负责分析包含在所接收到的路由协议消息中的路由信息的类型，以便将主类型的路由信息与次类型的路由信息区分开。处理模块MT还负责将其已经区分出的主路由信息存储到路由信息库RIB的主部分PP中，并将其已经区分出的次路由信息存储到路由信息库RIB的次部分PS中。
因此，管理模块MG不需要分析存储在路由信息库RIB中的路由信息的类型。对管理模块MG来说，现在完全能够在路由信息库RIB的条目数(涉及发送)大于或等于选定门限S时从路由信息库RIB的第一部分PP中提取其存储的主信息用以馈入转发信息库FIB，或在路由信息库RIB中的条目数(涉及发送)小于选定门限S时从路由信息库RIB的第一部分PP和第二部分PS中提取其分别存储的主信息和次信息(涉及发送)用以馈入转发信息库FIB。
每当路由信息库RIB中涉及发送的条目数大于或等于选定门限S并且每当管理模块MG决定只将主路由信息馈入转发信息库FIB时，管理模块MG还可以生成发往网络管理器的报警消息。以这种方式向网络管理器提出关于它的一个路由器的状态的警告，网络管理器可以相应地做出反应。
在路由信息库RIB的内容发生重大且突然的变化时，通过首先将主路由信息馈入路由信息库RIB，以将施加给所述更新的延迟减小到确实有必要的程度，然后将次路由信息添加到转发信息库FIB，例如通过在更长的时间段上展开这些更新，管理模块MG还可以实现转发信息库FIB的分级更新。
在应用中，本发明的管理设备D并且特别是其管理模块MG和其处理模块MT可以采取电子电路、软件(或电子数据处理)模块或电路和软件的组合的形式。
本发明不限于上文中仅通过示例描述的管理设备和路由器的实施例，并且包括本领域的普通技术人员所能想到的在以下权利要求范围内的所有变型。

Claims (18)

1.一种用于通信网络的路由器的路由信息管理设备，所述设备包括：
第一路由信息库，其被馈入路由协议消息中包含的路由信息；
第二转发信息库，其具有最大数目Nmax个条目；以及
管理装置，其将来自所述第一路由信息库的路由信息馈入所述第二转发信息库，在所述设备中，所述管理装置在选定时间上将所述第一路由信息库中涉及发送的条目数与小于或等于所述第二转发信息库中的所述最大条目数Nmax的选定门限进行比较，以便将根据所述比较的结果选定的路由信息馈入所述第二转发信息库。
2.根据权利要求1所述的设备，其中如果所述第一路由信息库中涉及发送的所述条目数大于或等于所述选定门限，则所述管理装置将仅代表主路由的主路由信息馈入所述第二转发信息库，这些主路由使得所述路由器能够确保到其已知的地址的完全连通性；并且如果所述第一路由信息库中涉及发送的所述条目数小于所述选定门限，则所述管理装置将所述主路由信息和次路由信息馈入所述第二转发信息库。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述次路由信息代表与附加服务相关联的次路由。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述附加服务选自包括业务分配和冗余的组。
5.根据权利要求2所述的设备，其中所述管理装置分析存储在所述第一路由信息库中的路由信息，以选择主路由信息和/或次路由信息。
6.根据权利要求3所述的设备，其中所述管理装置分析存储在所述第一路由信息库中的所述路由信息，以选择所述主路由信息和/或次路由信息。
7.根据权利要求4所述的设备，其中所述管理装置分析存储在所述第一路由信息库中的所述路由信息，以选择所述主路由信息和/或次路由信息。
8.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一路由信息库分为主部分和次部分，并且所述设备包括处理装置，所述处理装置分析所述路由协议消息中所包含的所述路由信息，以便将所述主路由信息存储到所述主部分并将所述次路由信息存储到所述次部分。
9.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一路由信息库分为主部分和次部分，并且所述设备包括处理装置，所述处理装置分析所述路由协议消息中所包含的所述路由信息，以便将所述主路由信息存储到所述主部分并将所述次路由信息存储到所述次部分。
10.根据权利要求4所述的设备，其中所述第一路由信息库分为主部分和次部分，并且所述设备包括处理装置，所述处理装置分析所述路由协议消息中所包含的所述路由信息，以便将所述主路由信息存储到所述主部分并将所述次路由信息存储到所述次部分。
11.根据权利要求8所述的设备，其中如果所述第一路由信息库中的所述条目数大于或等于所述门限，则所述管理装置将存储在所述主部分中的主路由信息馈入所述第二转发信息库；并且如果所述第一路由信息库中的所述条目数小于所述门限，则所述管理装置将分别存储在所述主部分和所述次部分中的所述主路由信息和所述次路由信息馈入所述第二转发信息库。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述门限在由等于所述最大条目数的80％的第一值和等于所述最大条目数的95％的第二值所限定的范围内。
13.根据权利要求2所述的设备，其中所述门限在由等于所述最大条目数的80％的第一值和等于所述最大条目数的95％的第二值所限定的范围内。
14.根据权利要求3所述的设备，其中所述门限在由等于所述最大条目数的80％的第一值和等于所述最大条目数的95％的第二值所限定的范围内。
15.根据权利要求2所述的设备，其中每当所述第一路由信息库中涉及发送的所述条目数大于或等于所述选定门限时，所述管理装置生成拟用于所述网络的管理器的报警消息。
16.根据权利要求2所述的设备，其中在所述第一路由信息库的内容发生重大变化的情况下，从更新所述主路由信息开始，所述管理装置分级地更新所述第二转发信息库。
17.根据权利要求1所述的设备，其中所述路由信息由选自边界网关协议消息和开放最短路径优先协议消息的路由协议消息提供。
18.一种用于包括根据权利要求1所述的管理设备的通信网络的路由器。
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