CN101064668A

CN101064668A - 一种分布式路由子系统在ipv6协议栈的实现方法

Info

Publication number: CN101064668A
Application number: CNA2006100262739A
Authority: CN
Inventors: 汪革; 彭双庭
Original assignee: SHANGHAI BAUD DATA COMMUNICATION CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI BAUD DATA COMMUNICATION CO Ltd
Priority date: 2006-04-29
Filing date: 2006-04-29
Publication date: 2007-10-31

Abstract

一种分布式路由子系统在IPV6协议栈的实现方法。该方法内容包括线卡加电向主控板注册机制、常规触发更新机制、Ack超时重传机制、Audit同步机制。并且在其Ack超时重传机制中还涉及稀疏更新路由的处理技术。本发明在BDCOM现有的路由子系统基础上，利用主控板的RIB和FIB的同步和主控与线卡的FIB同步的技术手段，改进现有的整个路由子系统的工作方法，实现减少主控与线卡的信息传输量，降低主控上CPU的突发占用率，以此来提高其工作效率。从而解决了由于整个路由子系统只有一个CPU负责路由学习、维护和查找，而导致线卡转发IPV6报文时所出现的路由查找等待的问题。

Description

一种分布式路由子系统在IPV6协议栈的实现方法

技术领域：

本发明涉及到数据通信中的IP路由处理技术，特别涉及到一种在IPV6协议栈下所实现的路由信息处理系统的方法。

背景技术：

随着IP数据通信技术的不断成熟，用户对网络数据的传输效率的要求与日俱增。而其中，路由器工作效率的优劣，直接影响整个网络传输数据的效率。在现有的路由器中，其整个业务处理核心主要依靠CPU，它性能的好坏决定了路由其的工作效率。对于普通低端路由而言，由于其结构本身只有一个CPU。且负责整个系统的路由学习与查找。这样不仅降低了路由查找速度，而且在有大量IP报文等待处理的情况下，大大影响了报文的转发速度。当然，对于高端路由器，虽然其结构中往往带有若干个线卡，但其路由子系统普遍的工作流程还是主控的CPU负责路由学习、维护和查找，各个线卡转发报文时都向主控查找路由，其后果势必导致各线卡在项主控申请路由查找时形成查找任务的等待。而这种情况难以适应IPV6多报文流向这种环境。

发明内容：

本发明的目的是在BDCOM现有的路由子系统基础上进行扩展，提供一种在IPV6协议栈下全新的分布式路由子系统的处理方法。通过改进现有路由子系统的工作方法，来提高其工作效率，以解决由于整个路由子系统只有一个CPU负责路由学习、维护和查找，而导致线卡转发IPV6报文时所出现的路由查找等待的问题。

本发明的技术解决方案主要利用二个同步的技术处理来实现具体方案，其具体步骤是：

1.线卡加电向主控板注册机制，该机制利用线卡初始化后，向主控发送报文并等待主控回复报文来确认线卡是否注册。

2.常规触发更新机制，该机制通过主控接收到线卡的报文后，根据报文类型判断是查找线卡所需要的具体路由进行更新，还是针对主控FIB表中所有的entry的该线卡更新标志位进行设置。

3.Ack超时重传机制，该机制在Audit定时器超时的情况下，根据线卡发送缓冲内容的有无来决定是线卡重发发送缓冲中的报文还是将通过遍历(遍历是指从头到尾察看一遍的意思)主控的FIB后所发现的变化了的entry封装成报文信息发送。

4.Audit同步机制，该机制在Audit定时器超时后，主控遍历它的整个FIB，并将所得到的路由信息通过报文发送给线卡进行比较，以此决定是否需要向主控FIB请求路由更新。

该技术方案在实行过程中，运用了两个同步处理，即主控的RIB与FIB的同步和主控与线卡的FIB同步。具体内容如下：

RIB和FIB的同步，其具体步骤是：主控的路由子模块负责所有路由的信息的维护，相应的路由信息存放在RIB中。而主控上的FIB表只保存用于转发的active路由的必要信息，其中每条active路由都有一个和线卡对应的状态位以表明该路由是否需要针对特定线卡进行更新。若RIB中当active(活动)路由发生变化，需要通知给主控上的FIB，并做RIB与FIB的同步。

主控与线卡的同步，其具体步骤是：主控和线卡的路由同步采用单播的方式进行。主要分为主控FIB中变化路由向线卡的检查以及主控FIB和FIB路由中路由的定期同步检查。

并且所执行的Ack超时重传机制中还涉及稀疏更新路由的处理技术。此外整个方法在实施进程中其机制处理过程采用互相排斥的方式进行。

本发明的技术效果为：该方案可以做到主控FIB和线卡FIB的独立同步，并且由于采用了稀疏路由更新算法，在只有少数路由发生变化事，能有效节约CPU资源。另外，使用定期的Audit路由同步检查能确保主控和线卡FIB中路由的一致性。

本发明的创新之处主要表现为：该技术方案实现了由主控RIB、主控FIB以及线卡FIB的分别同步，以次构成一种独特的分布式路由子系统。其中，本发明中所提到的系统通过RIB以及FIB的同步，首先提取出了IPV6报文转发所关心的路由信息并存于主控FIB中，这样在主控与线卡同步时，大大减少了需要传输的信息量，加快了路由信息的更新速度。其次，主控和线卡之间进行路由更新时，采用了单播方式并且有确认以及超时重传机制(称为定期Audit机制)，以次确保了主控的线卡的一致性。另外，本发明所采用的稀疏路由更新算法，还可以减少主控上CPU的突发占用率。

附图说明：

图1是实现BDCOM IPV6分布式路由子系统的技术原理图。

图1中上下左右分别表示了线卡加电向主控板注册机制、Audit同步机制、Ack超时重传机制和常规触发更新机制的四个工作过程，还有图的正中央表示Main Control的RIB向FIB发送update报文的过程。

在说明书与图示中，该领域所涉及的技术名词解释：

1.RIB-Route information base.路由信息库

2.FIB-Forward information base.转发信息库

3.Main Control-分布式路由器的主控板，路由协议处理的硬件环境

4.Line Card-分布式路由器的线卡，实际的；路由查找、报文转发运行的硬件环境

5.request-请求

6.Ack-应答

7.Update-修改

8.Audit-审查

9.entry-条目

具体实施方式：

本发明所提出的技术方案，在实际应用中须通过高端路由器的硬件设备(主要是指主控板Main Control和线卡Line Card)来实现。通过图A所示结合其实施例具体步骤如下：

步骤1：硬件启动，线卡插入插槽以后，加电初始化。之后向主控发送request进行注册。在此过程中，线卡必须明确的收到主控的Ack报文，否则超时重传。

步骤2：主控收到线卡的request报文以后，需要检查该报文是request具体的路由还是request all；若为前者，则需要遍历主控的FIB表，查找线卡所需要的具体的路由进行更新；若是request all，则需要针对主控FIB表中所有entry的该线卡更新标志位进行设置。这两种情况，都需要等待主控的更新定时器超时。

步骤3：当Audit定时器超时以后，若针对该线卡的发送缓冲不为空，则需要重发该发送缓冲中的报文；反之，则考虑是否从主控FIB中继续遍历，封装变化了的entry，然后进行发送。这个过程涉及到稀疏更新路由的处理。

步骤4：当Audit定时器超时后，主控需要遍历它的整个FIB，但是只关心路由的IPV6前缀以及时间戳，并将其封装到update报文中，单播发给线卡以便和线卡FIB中的路由进行一致性比较。线卡根据比较的结果是否一致，决定是否需要向主控FIB请求路由更新。对于audit向线卡进行一致性检查时，若没有收到线卡的响应，我们的处理方式是重发次数超过一个阀值后就停止该线卡的此轮audit同步检查。

根据步骤3中所提到的稀疏更新路由技术，其含义就是在前一次路由更新后，若在常规Audit定时器超时以前变化的路由数目比较少，则直接将路由添加进FIB中而不设更新标志位。同时，该路由也封装到报文中并加入发送缓冲队列。在该定时器超时后，就不用遍历FIB而直接处理发送缓冲。

主控上audit和常规更新采用互相排斥的方式进行，即一个过程在处理的过程中，抑制另外一个过程的触发。

以上实施例仅为本发明的一个参考模型样本，并不用以限制本发明，凡在本发明方法的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种在IPV6协议栈下全新的分布式路由子系统的处理方法，其特征在于该方法具体包括四个步骤：

1]线卡加电向主控板注册机制，该机制利用线卡初始化后，向主控发送报文并等待主控回复报文来确认线卡是否注册；

2]常规触发更新机制，该机制通过主控接收到线卡的报文后，根据报文类型判断是查找线卡所需要的具体路由进行更新，还是针对主控FIB表中所有的entry的该线卡更新标志位进行设置；

3]Ack超时重传机制，该机制在Audit定时器超时的情况下，根据线卡发送缓冲内容的有无来决定是线卡重发发送缓冲中的报文还是将通过遍历主控的FIB后所发现的变化了的entry封装成报文信息发送；

4]Audit同步机制，该机制在Audit定时器超时后，主控遍历它的整个FIB，并将所得到的路由信息通过报文发送给线卡进行比较，以此决定是否需要向主控FIB请求路由更新。

该技术方案在实行过程中，运用了两个同步处理，即主控的RIB与FIB的同步和主控与线卡的FIB同步；并且所执行的Ack超时重传机制中还涉及稀疏更新路由的处理技术；此外整个方法在实施进程中其机制处理过程采用互相排斥的方式进行。

2、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的线卡加电向主控板注册机制的步骤为先硬件启动，线卡插入插槽以后，加电初始化；之后向主控发送request进行注册，在此过程中，线卡必须明确的收到主控的Ack报文，否则超时重传。

3、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的常规触发更新机制的步骤为主控收到线卡的request报文以后，需要检查该报文是request具体的路由还是request all；若为前者，则需要遍历主控的FIB表，查找线卡所需要的具体的路由进行更新；若是requestall，则需要针对主控FIB表中所有entry的该线卡更新标志位进行设置，这两种情况，都需要等待主控的更新定时器超时。

4、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的Ack超时重传机制的步骤为当Audit定时器超时以后，若针对该线卡的发送缓冲不为空，则需要重发该发送缓冲中的报文；反之，则考虑是否从主控FIB中继续遍历，封装变化了的entry，然后进行发送，这个过程涉及到稀疏更新路由的处理。

5、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的Audit同步机制的步骤为当Audit定时器超时后，需要遍历主控中的整个FIB，但是只关心路由的IPV6前缀以及时间戳，并将其封装到update报文中，单播发给线卡以便和线卡FIB中的路由进行一致性比较；线卡根据比较的结果是否一致，决定是否需要向主控FIB请求路由更新；对于audit向线卡进行一致性检查时，若没有收到线卡的响应，我们的处理方式是重发次数超过一个阀值后就停止该线卡的此轮audit同步检查。

6、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的主控的RIB与FIB的同步是指主控的路由子模块负责所有路由的信息的维护，相应的路由信息存放在RIB中；而主控上的FIB表只保存用于转发的active路由的必要信息，其中每条active路由都有一个和线卡对应的状态位以表明该路由是否需要针对特定线卡进行更新；若RIB中当active路由发生变化，需要通知给主控上的FIB，并做RIB与FIB的同步。

7、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的主控与线卡的FIB同步主控和线卡的路由同步是指采用单播的方式进行，主要分为主控FIB中变化路由向线卡的检查以及主控FIB和FIB路由中路由的定期同步检查。

8、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的稀疏更新路由的处理技术是指在前一次路由更新后，若在常规Audit定时器超时以前变化的路由数目比较少，则直接将路由添加进FIB中而不设更新标志位；同时，该路由也封装到报文中并加入发送缓冲队列，在该定时器超时后，就不用遍历FIB而直接处理发送缓冲。

9、根据权利要求1所述的处理方法，该方法在实施进程中其机制处理过程采用互相排斥的方式进行，其特征在于主控上audit和常规更新采用互相排斥的方式进行，即一个过程在处理的过程中，抑制另外一个过程的触发。