CN101491041B - 用于利用多播分发路由信息的技术 - Google Patents

Abstract

用于发送路由数据的技术包括在第一多播分组中向N个邻近节点发送第一路由数据。判断是否准备在不同的多播分组(430)中发送不同的路由数据(410)。如果是，则确定已从其接收到确认消息的邻近节点的数目M(440)，并且判断M是否超过一个阈值(450)。如果是，则调用条件接收(CR)方法，在该方法中发送标识L＝N-M个落后邻近节点中的每个的多播消息。从而通知落后邻近节点忽略该不同的多播分组。如果确定M未超过该阈值，则在调用CR方法(460)之前在等待的同时接收额外的确认消息，直到M超过该阈值。该阈值(402)大于等于1。

Description

用于利用多播分发路由信息的技术

技术领域

本发明涉及利用多播来向网络中的多个节点分发信息；更具体而言，涉及在邻近节点之间分发路由信息期间判断利用多播和单播之间的断点来提高性能。

背景技术

通过外部通信链路相连接的通用计算机系统和专用设备的网络是公知的，并且在商业上被广泛使用。这些网络通常包括一个或多个帮助信息在计算机系统和设备间通行(passage)的网络设备。网络节点是通过通信链路相连接的网络设备、计算机或专用设备。端节点是被配置为发起或终结网络上的通信的网络节点。中间网络节点帮助数据在端节点之间的通行。

节点之间的通信一般是通过交换离散的数据分组实现的。信息是根据许多公知的、新的或者仍在开发中的协议中的一种或多种在数据分组(这里也称作消息)中交换的。在本上下文中，协议由定义节点如何基于经由通信链路发送的信息来彼此交互的一组规则组成。每个分组一般包括：1]与特定协议相关联的头部信息，以及2]位于头部信息之后并包含可独立于该特定协议来处理的信息的有效负载信息。头部包括诸如分组的源、其目的地、有效负载的长度以及协议所使用的其他属性之类的信息。通常，用于特定协议的有效负载中的数据包括与用于信息交换的不同层的细节相关联的不同协议的头部和有效负载。对于许多协议，分组的目的地可以包括指示特定目的地节点的唯一标识符的数据，例如网络地址，并且分组被称作单播分组；或者目的地可以包括指示该分组被导向任意接收节点的特定代码，并且分组被称作“多播”分组。这种特定代码被称作多播目的地码。

穿越诸如因特网之类的多个异构网络的分组中包括的头部一般包括物理(第1层)头部、数据链路(第2层)头部、互联网络(第3层)头部和传输(第4层)头部，如开放系统互连(OSI)参考模型所定义的。OSI参考模型总地在1999年9月出版的Radia Perlman所著的题为Interconnections Second Edition的参考书的第1.1节中有更详细描述，特此通过引用将该书并入，就好像在这里完全阐述了一样。

互连网络头部提供了定义网络内的源和目的地址的信息。注意，路径可以跨越多个物理链路。互连网络头部可以根据因特网协议(IP)来格式化，其用于指定逻辑路径的端点处的源和目的地节点的IP地址。因此，分组可以沿其逻辑路径从一个节点“跳跃”到另一个节点，直到其到达被指派给该分组的互连网络头部中存储的目的地IP地址的端节点为止。

路由器和交换机是确定采用哪个或哪些通信链路来支持数据分组通过网络的前进的网络设备。基于互联网络头部(第3层)中的信息来确定采用哪些链路的网络节点被称为路由器。

一些协议用特殊的控制分组来在两个或更多个网络节点之间传递与协议相关的信息，其中，所述特殊的控制分组是单独传输的，并且包括由协议本身使用的信息的有效负载，而不包括将为另一应用传输的数据的有效负载。这些控制分组和利用这些控制分组的网络节点处的进程被说成是在与“数据平面”维度不同的另一个维度“控制平面”中，其中，“数据平面”维度包括具有用于端节点处的其他应用的有效负载的数据分组。

路由协议(routing protocol)仅交换用于对以不同的所路由的协议(routed protocol)(例如，IP)发送的数据分组进行路由的控制平面消息。处于单个机构(例如，企业或因特网服务提供商(ISP))的网络管理下的网络部分被称作域或者自治系统(AS)。为了减少网络资源消耗并且提高可扩展性，一些路由协议仅发送概括的路由信息。AS的路由信息在其与中间网络节点处的一个或多个其他AS的边界处被概括，其中，所述中间网络节点被称作边界网关节点或者边界网关(BG)路由器。在一个AS的边界内共享的路由信息是使用内部网关协议(IGP)交换的。示例性IGP包括链路状态协议，例如，中间系统到中间系统(IS-IS)协议和开放最短路径优先(OSPF)协议。由加州圣何塞市的思科系统公司开发的用在其路由器中的另一种IGP是增强的内部网关路由协议(EIGRP)。一些链路状态协议将自治系统划分成多个区域，在一个区域内涌入用于统一的路由数据库的所有数据，但是在区域之间仅发送概括的信息(summarizedinformation)。一些IGP(如EIGRP)仅发送来自自治系统中的每个中间网络节点的概况信息(summary information)。

EIGRP当前使用可靠多播来通过发送节点上的一个或多个接口在发送网络节点和它的所有邻近邻居节点(有时称作邻居或对等体)之间传输路由信息。这种可靠多播系统依赖发送路由器发送单个多播数据分组，然后等待被称作多播流时间的一段指定的时间段(通过网络操作动态获知的)，等待已接收到路由信息的邻居利用确认(ACK)数据分组确认接收到该信息。由于接收到多播数据分组是由接收者利用ACK数据分组确认的，所以该多播被称作可靠多播。

如果邻居在多播流时间内未对该信息的接收作出确认，则已答复的邻居被置于一种称作条件接收状态的特殊的状态，因此它们可能继续通过多播接收路由信息。其他路由器被通知忽略额外的多播。

即，不是在发送下一多播之前等待所有的ACK消息，而是EIGRP利用被称作多播流定时器的定时器来将多播分组放置在与其邻居之间的一个或多个接口上。多播流定时器中所指示的值是从一个接口上的所有邻居的平均顺利往返时间(SRTT)导出的。当存在具有大范围的SRTT的大量邻居时，多播流定时器的就值较大，这强制EIGRP非常慢地放置多播分组。结果，较快的邻居被较慢的邻居不利地影响。

在正常情况下，EIGRP在发送下一个可靠多播分组之前等待来自所有邻居的确认。如果仅邻居子集确认了前一个多播分组时多播流定时器超时并且EIGRP准备发送下一个分组，则EIGRP进入多播异常条件。在该条件下，EIGRP继续发送下一个多播分组，而不是等待所有ACK消息。一种称作条件接收(CR)的方法被调用来指示落后的邻居不接收下一个多播分组，该分组是提供给较快的邻居的。当落后的邻居赶上后正常多播继续。

CR通过向邻居广播专用的hello分组(有时也称作不可靠的hello分组，因为接收者不返回ACK消息)工作。该不可靠的hello分组具有可变长度的数据字段，该数据字段保存指示落后的邻居的地址和下一个可靠的多播分组的顺序号的数据。该专用的不可靠hello分组也被称作排序hello(sequenced hello)。下一个可靠的多播分组在CR位被设置的情况下被发送，并且具有与在该排序hello中指定的相同的顺序号。该专用的可靠多播分组被称作CR分组。具有在排序hello中指定的匹配地址的落后邻居丢弃该CR分组而不进一步处理。较快的邻居进入CR模式并且接受该CR分组。不具有CR位的单播分组被发送给落后的邻居，直到落后的邻居赶上为止。

在单个路由器可以通过对于每个邻居速度相似的链路到达附接到单个接口的所有邻居的网络中，并且当这些链路相对无损、与要传送的路由信息的量相比带宽相对较高时，这种机制工作良好。

但是，在具有通过不同速率的链路可达的大量邻居的网络中，这种系统出现了大量问题，包括以下这些。

(1)CR将邻居划分成两个子集，一个多播子集和一个单播子集。当在一个接口上有许多邻居时这可能是低效的。增大的邻居数目增大了传输时间的范围，并且增大了平均传输时间，从而增大了多播流定时器的值。由于等待多播流定时器太长时间，许多较快的邻居受到了不利影响。

(2)但是，如果流定时器被设置为较小的值，则EIGRP频繁调用CR方法并且增加了落后邻居的数目。当落后邻居的数目较大时，向它们中的多个单播相同的路由信息是效率低下的。由于要求EIGRP支持每个接口数以千计的邻居，所以很清楚需要更高效的递送方法。

(3)当在一个接口上有许多邻居时，排序hello中的落后邻居地址的列表可能变得较大。指定一个接口上的数据分组的最大大小的接口最大传输单元(MTU)对于排序hello来说可能不足够大以包含全部所需的邻居地址。EIGRP当前仅支持1500字节的MTU，这对于少于300个邻居地址有足够的空间。结果，如果排序hello消息可能超过1500字节，则EIGRP复制指示落后的邻居将忽略的顺序号的分组，并将该分组单播给具有未包括在多播的排序hello中的地址的每个落后的邻居。

(4)在处理较长的邻居地址的列表时，大量的排序hello分组也加重了接口拥塞和路由器负载。

基于前述内容，很清楚需要用于多播路由信息的技术，这些技术不再具有过去的方法的一个或多个缺点。具体而言，需要将发送节点的落后邻居减少到少于300个来在EIGRP中适当地实现CR，来减少由向落后路由器的大量的单播导致的链路上的拥塞。尤其需要增大条件接收时多播集合中包括的路由器的数目。

附图说明

在附图中以示例方式而非限制方式图示了本发明，附图中相似的标号指代类似的元件，其中：

图1A是示出了根据实施例的包括大量相邻路由器的网络的一部分的框图；

图1B是示出了根据实施例的在一点到多点的链路上包括大量相邻路由器的网络的一部分的框图；

图2A是示出了路由协议的提供路由信息的控制平面多播消息的框图；

图2B是示出了路由协议的、指示超出了给定顺序号而不参与路由信息的条件接收的落后路由器的控制平面多播消息的框图；

图2C是示出了路由协议的、包括在多播中由较快的路由器条件接收的路由信息的控制平面多播消息的框图；

图2D是示出了路由协议的、包括由落后路由器接收的路由信息的控制平面多播消息的框图；

图3是示出了根据实施例的使用在图2A、2B、2C和2D中示出的控制平面消息的路由器的框图；

图4是在高层示出了根据实施例的用于发送路由数据的方法的流程图；以及

图5是示出了可以在其上实现本发明的实施例的路由器的框图。

具体实施方式

描述了用于在分组交换通信网络中的多个邻居间发送数据的技术。在以下描述中，出于说明目的，阐述了许多具体细节以提供对本发明的全面理解。但是，本领域的技术人员将会明白，没有这些具体细节也能实现本发明。在其他情况下，公知的结构和设备以框图形式示出，以避免不必要地模糊本发明。

在下面的描述中，在利用条件接收(CR)机制来比向较慢的路由器更快地将路由信息馈送给较快的路由器的自治系统中发送EIGRP的路由信息的上下文中描述了本发明的实施例。但是，本发明不限于该上下文和协议，而是可以被应用到在没有插入中间网络节点的情况下向网段上的大量邻居发送信息的任何路由协议中。

1.0网络概述

图1A是示出了根据实施例的包括大量相邻路由器的网络102的一部分的框图。网络102包括大量中间网络节点：路由器121a、路由器121b、路由器121c、路由器122a、路由器122b、路由器122c、路由器123a、路由器123b、路由器123c、路由器124a、路由器124b、路由器124c，以及由省略号125a、125b、125c和125d所代表的其他路由器，下文中总地称作路由器120。路由器120由通信链路130连接，通信链路130上没有插入中间网络节点(称作网段)。因此，路由器120是邻居。尽管出于说明目的在网络102中示出了一定数目的节点120和链路130，但是在其他实施例中，网络包括更多或者更少的节点(例如，是路由器120的邻居或者不是其邻居的路由器和端节点)和更多或更少的链路。

由一个邻居(例如，路由器121a)多播的消息可能导致可变数量的代价以到达由链路130构成的网段上的每个其他相邻路由器120。可以以本领域已知的任意方式来测量代价，包括带宽、传输时间、信号衰减、以及对噪声的敏感度等等，或者这些因素的任意组合。由于网段上的噪声或拥塞，一些路由器可能完全不能接收到该多播。为了说明目的，假设到达路由器121a的一个邻居的代价是以往返传输时间测量的，并且在图1A中随着从路由器121a向右的距离增大而增大。假设省略号125a所指示的所有路由器都比路由器122a更接近路由器121a。类似地，假设省略号125b、125c所指示的所有路由器都分别比路由器123a、124a更接近路由器121a。

当可靠多播被路由器121a发送给它的所有相邻路由器120后，相邻路由器120返回一个ACK消息。通过对ACK消息的到达计时，路由器121a确定到达每个相邻路由器120的往返时间(RTT)。通过累积来自若干个可靠多播消息的RTT，路由器121a可以针对每个相邻路由器120确定顺利RTT(SRTT)。SRTT被定义为指数递减加权平均，使得随着RTT的测量值增大对其的影响逐渐减小。

如在背景部分中所述，EIGRP基于所有相邻路由器120的SRTT值的范围来确定多播流时间(MFT)。为了说明目的，假定MFT被设置为比路由器125a的SRTT大但是比路由器122a的SRTT小的值。还假设路由器121a具有1000个邻居，并且省略号125a、125b、125c和125d分别代表298个路由器、297个路由器、197个路由器和197个路由器。还假设MFT为1秒。

然后，当路由器121a确定向其邻居发送一系列EIGRP更新消息时，它通过其到链路130的接口在一个可靠多播中发送该系列中的第一个消息(例如，顺序号为123)。在1秒的MFT之后，例如，路由器121a未从其接收到ACK消息的所有路由器被列出在排序hello消息中，该排序hello消息还指示该序列中的下一个更新消息的下一个顺序号(例如，顺序号14123)。该路由器然后试图发送排序hello多播消息，该排序hello多播消息指示顺序号14123，并且列出了指示路由器122a和比路由器122a更远的路由器的700个路由器。这些列出的路由器不处理该序列中的下一个更新消息，例如，顺序号为14123的更新消息。路由器121a然后在仅由该排序hello中未列出的那些路由器处理的可靠多播中发送该序列中的下一个更新消息(例如，路由器121b至由省略号125a所表示的路由器)。

如在背景部分中所述，仅300个落后路由器可以被列出，因此，路由器123a至由省略号125d所表示的路由器未被通知它们是落后的，因此它们试图处理第二个更新消息多播。它们中的一些得到了失序的第二个更新消息或者未从第一个更新消息获得有用内容；因此它们的更新自己的路由表的尝试发生了错误。

即使可以通知所有落后者，从而路由器都知道它们是落后者，该方法对于更新消息系列中的每个消息也涉及一次多播和多至700次单播。这么多的单播消耗了网络资源，包括网段上的带宽和路由器121a的处理能力。

网络102中的由链路130形成的网段上的每个相邻路由器120具有上千邻居，在向其邻居发送更新时这些路由器中的每个都要面临类似地负担。

图1B是示出了根据实施例的在一点到多点链路上包括大量相邻路由器的网络104的一部分的框图。在网络104中，网络102的路由器121a被具有一点到多点接口150的路由器129替换。链路130被具有到网络102中的其他路由器120的一点到多点链路140替换。在所示实施例中，该一点到多点链路包括链路140a、链路140b、链路140c、链路140d、链路140e、链路140f、链路140g、链路140h、链路140i、链路140j、链路140k、链路140l、链路140m、链路140n和链路140o。与每个路由器120都具有许多的邻居的网络102不同，在网络104中，仅路由器129具有许多邻居。其他路由器120每个仅具有数个邻居。链路140形成一个网段。网络104还包括连接到端节点180的子网105，以及子网105和相邻路由器121b、121c、以及省略号125a所示的路由器之间的链路。一点到多点接口也要经受上面针对网络102所述的相同的路由多播问题。

根据所示本发明的实施例，下面部分将更详细地描述，路由器确定最小数目(千)的快速路由器来包括在CR多播中，并且在从该最小数目的邻居接收到确认之前不发送该CR多播(和排序hello)。

2.0路由信息的数据结构

图2A是示出了路由协议的、在多播中提供路由信息的控制平面多播消息220的框图。控制平面消息220包括顺序号字段224和路由信息字段226。

顺序号字段224保存指示消息220在用来传送路由信息的一系列消息中的顺序的数据，例如当前消息220中所包括的整个更新的累积字节数(1字节一般等于8位)。例如，通常全部路由更新信息不适合在路由协议的MTU限度内，因此若干个消息被发送来传送全部路由更新信息。路由更新信息按照它们被发送的顺序被适当地处理。顺序号字段的内容确保接收路由器可以确定正确的顺序以对路由更新消息进行处理并且检测任何字节的丢失。

路由信息字段226保存指示路由信息的下一部分的数据，例如，路由表更新或路由查询。

图2B是根据背景技术部分中所述的排序hello消息，示出了路由协议的、指示超出了给定顺序号而不处理条件路由信息的落后路由器的控制平面多播消息230的框图。如背景部分中所述，消息230包括下一顺序号字段232和落后路由器标识符列表字段234。下一顺序号字段232保存指示来自多播的将不被落后路由器处理的顺序号的数据。落后路由器标识符列表字段234是一个可变长度字段，该字段保存指示不处理具有字段232中所指示的顺序号或者更后面的顺序号的路由信息的多播的路由器的标识符(例如，IP地址)的数据。

图2C是根据实施例，示出了路由协议的、包括在邻居中由较快的路由器条件接收的路由信息的控制平面多播消息240的框图。消息240包括CR位字段242、顺序号字段246和路由信息字段248。

CR位字段242保存一位，该位指示多播消息仅针对条件接收模式中的那些邻居，即，针对未在排序hello消息240中列出的那些路由器。顺序号字段246保存指示消息240中包括的路由信息的顺序号的数据，并且被排序hello中列出的路由器用来确定是否处理该多播消息。路由信息字段248保存指示路由信息的下一部分的数据，例如，路由表更新或路由查询。

图2D是示出了路由协议的、包括由落后路由器接收的路由信息的控制平面多播消息250的框图。消息250与当前EIGRP中用于落后路由器的单播相同。消息250包括顺序号字段252和路由信息字段254。

顺序号字段252保存指示消息250中包括的路由信息的顺序号的数据，并且一般重复由更多响应路由器处理的多播消息中使用的顺序号。路由信息字段254保存指示路由信息的被落后路由器错过的部分的数据，例如，路由查询或路由表更新的一部分。

图3是示出了根据实施例的使用在图2A、2B、2C和2D中示出的控制平面消息的路由器的框图。路由器300包括路由过程310、路由表320和邻居数据结构330。

路由过程310在处理器上运行，例如，执行使处理器执行路由过程的指令序列的通用处理器。根据本发明的实施例，路由过程包括用来确定何时发送CR多播的过程314，下面将参考图4更详细地描述。路由过程310基于在存储在路由协议信息数据结构(包括邻居数据结构330、以及其他未示出的数据结构)中的一个或多个路由协议更新消息中接收到的信息，在路由表320中存储信息和检索路由表320中的信息。

路由表320是这样的数据结构，该数据结构针对从路由器300可达的每个目的地包括地址字段322、链路字段323和0个或多个属性字段。在所示实施例中，属性字段包括总成本字段324。地址字段322保存指示路由器300可达的一个目的地地址或者地址范围，例如，端节点180的IP地址。链路字段323指示在路由器300上用作到达字段322中所指示的目的地地址的下一跳的链路。例如，到路由器121b的链路140a是从路由器129到端节点180的下一跳的链路，因此指示链路140a的数据被包括在链路字段323中。总成本字段234保存指示从路由器300到达目的地地址的成本度量。省略号329示出了路由表320中的针对其他目的地的字段。

邻居数据结构330是保存对路由器300的每个邻居进行描述的数据的数据结构。在所示实施例中，邻居数据结构330对于每个邻居包括邻居标识符字段332、CR状态字段336和尚未确认信息分组字段337。在一些实施例中，与每个邻居还关联有其他数据字段(未示出)。省略号339示出了其他邻居的字段。

邻居标识符字段332保存指示特定相邻路由器的数据，例如，该特定邻居的IP地址。CR状态字段336保存指示邻居是否处于用于接收同一子集中的落后路由器尚未接收到的多播的条件接收(CR)状态中的数据。

尚未确认信息分组字段337保存指示已被发送但尚未被字段332中所指示的特定邻居确认的顺序号和路由信息的队列的数据。在各种实施例中，该队列自身、或者指向包含该队列的存储器位置的指针被包括在字段337中。如果未及时得到确认，则向该邻居单播该队列中的数据，如背景技术部分中所述。

数据机构可以以本领域已知的任何方法(包括利用一个或多个节点上的易失性存储器或者非易失性存储设备的多个部分)形成在一个或多个文件或者通过数据库服务器访问的一个或多个数据库中，或者某种组合中。尽管为了说明目的数据结构320、330被示为具有按照特定顺序的连续字段的整体块，但是在其他实施例中，数据结构320、330的一部分或者多部分字段按照相同或者不同顺序作为分离数据结构被存储在执行路由器300的功能的相同或者不同的多个节点上。

根据本发明的各种实施例，路由器300在一个或多个CR多播中向邻居发送路由数据，以便减少落后路由器的数目、缩小排序hello消息的大小、减少使落后路由器保持最新的单播消息的数目、或者减少对用于发送查询的网络资源的浪费，或者某种组合。

3.0用于确定何时发送CR多播的方法

图4是在高层示出了根据实施例的用于发送路由数据的方法400的流程图。尽管为了说明目的按照特定的顺序示出了图4中的步骤，但是在其他实施例中，一个或多个步骤可以按照不同的顺序执行或者在时间上重叠地执行，或者一个或多个步骤可以被省略或添加，或者可以作出这些改变的某种组合。

在步骤402中，为在调用CR方法之前要接收的确认(ACK)消息的数目确定一个阈值。在EIGRP的当前实现方式中，例如，即使到MFT结束仅一个邻居发送了ACK消息，CR方法也被调用。根据本发明的各种实施例，该阈值被设置为高于此，要求多于一个邻居已响应以ACK消息。在各种实施例中，该阈值被设置为大于1的各种值。

通过实验容易确定适当的阈值。根据申请人做的实验，确定出如果该阈值被设置为接近邻居总数的50％则性能显著改善。在其他实施例中，也可以预见比仅要求一个邻居确认多播能提供明显改善的性能的其它百分比。在这些实施例中，步骤402包括确定中间网络节点的邻居数N。

在一些实施例中，该阈值是基于可以在排序hello多播中独立标识的邻居(例如，利用IP地址)的最大数目(Lmax)设置的。例如，该阈值被设置为使得落后者的数目不大于Lmax。对于具有N个邻居的节点，该阈值被设置为N-Lmax-1。(包括“-1”项是因为如下面将更详细地描述的，在所示实施例中，调用CR方法之前，ACK的数目必须超过该阈值)。在一些实施例中，控制平面消息的MTU被设置为1500字节，这对应于多至300个邻居的IPv4地址，因此Lmax是300。在一些实施例中，MTU较大(例如，因为多播分组或者Giant或Jumbo以太网分组被用来发送排序hello)，因此Lmax大于300。

为了说明目的，这里描述两个示例性实施例。在这两个示例中，邻居数N都等于1000。在第一示例中，该阈值被设置为N的50％，即等于500。在第二示例中，该阈值基于Lmax 300而被设置。在该实施例中，该阈值为1000-300-1，等于699。

在步骤410中，第一路由数据在第一多播中被发送。例如，字段224中顺序号为123的第一路由信息多播消息220在目的地IP地址保存指示多播的数据的IP数据分组中被发送。一个IPv4地址由用点号分割的4个十进制值表示，每个十进制值在0到255之间。IP多播目的地地址为在从224.0.0.0到224.0.0.255范围内的地址。

在步骤420中，判断是否准备发送下一个路由数据。可以使用任何方法来判断何时准备发送下一个路由数据。在一些实施例中，另一个消息220一形成就准备发送下一个路由数据。在一些实施例中，当形成了下一个消息220并且已经过了MFT时间时准备发送下一个路由数据消息。

如果在步骤420中确定未准备好发送下一个路由数据，则控制传递到步骤430。在步骤430中，执行其他处理，并且从接收到第一多播的邻居接收任何确认消息。通常的处理包括执行路由过程310的其他步骤(未示出)。控制最终传递回步骤420。在一些实施例中，步骤430包括每次接收到针对第一多播的ACK(如ACK消息中的顺序号所指示的)就递增计数器。

如果在步骤420中确定准备发送下一个路由数据，则控制传递到步骤440。在步骤440中，确定对第一多播消息的确认的数目。可以使用任何方法来确定该数目M。例如，在一些实施例中，通过查询邻居数据330中的字段337来确定多少个未列出第一多播的顺序号从而确定该数目M。在一些实施例中，根据如上所述在步骤430期间递增的计数器来确定M。控制然后传递到步骤450。为了说明目的，假定在1秒的MFT之后，并且M为600。

在步骤450中，判断M是否超过阈值。如果否，则控制传递回步骤430，继续通常处理并且累积ACK消息。控制然后传递回步骤420、404和450。该循环等同于等待直到M超过阈值。如果在步骤450中确定M超过了阈值，则控制传递到步骤460来调用CR。

在第一示例实施例中，阈值为1000的50％，等于500。600超过了500，所以在1秒后，控制传递到步骤460来调用CR，其中600个邻居接收到多播，并且400个IP地址被列作落后邻居。在第二示例实施例中，阈值为N-Lmax-1＝699。600未超过699，所以在1秒MFT后，控制传递回步骤430，等待直到接收到另外99个ACK消息。为了说明目的，假设这花费了另外0.7秒。

在步骤460中，CR方法被调用。步骤460包括发送路由协议多播排序hello 230，其下一顺序号字段232中为14123，并且字段234中为一列落后者IP地址。步骤460还包括发送路由协议多播CR消息240，其CR位242被设置，顺序号字段246保存指示14123的数据，并且字段248包括指示用于更新或查询的路由信息的数据。在重发送时间后，步骤460包括向在重发时间过期之前未发送ACK消息的那些落后邻居发送一系列路由协议单播路由消息250，其字段252中为顺序号123，字段254中为来自第一多播的路由信息。步骤460还包括向落后邻居发送一系列路由协议单播路由消息250，其字段252中为顺序号14123，并且字段254中为来自第二多播的路由信息。

在第一示例实施例中，步骤460包括发送路由协议多播排序hello230，其下一顺序号字段232中为14123，并且字段234中为400个落后者IP地址的列表。如果协议允许发送多个数据分组或者如果通过使用Giant或者Jumbo以太网帧使得MTU足够大，则这种多播是可以的。步骤460还包括发送路由协议多播CR消息240，其CR位242被设置，顺序号字段246保存指示14123的数据，并且字段248包括指示用于更新或者查询的路由信息的数据。如果为了说明目的假定在排序hello和重发送时间(假设5秒)之间接收到300个ACK消息，则在5秒之后，步骤460包括向5秒之前未发送ACK消息的所有那些落后邻居发送100个路由协议单播路由消息250，其字段252中为顺序号123，字段254中为来自第一多播的路由信息。步骤460还包括向落后邻居发送400个路由协议单播路由消息250，其字段252中为顺序号14123，并且字段254中为来自第二多播的路由信息。

在第二示例实施例中，步骤460包括发送路由协议多播排序hello230，其下一顺序号字段232中为14123，并且字段234中为300个落后者IP地址的列表。即使对于EIGRP的当前实现方式中的1500个字节的MTU，这种多播也是可以的。步骤460还包括发送路由协议多播CR消息240，其CR位242被设置，顺序号字段246保存指示14123的数据，并且字段248包括指示用于更新或者查询的路由信息的数据。如果为了说明目的假定在排序hello和重发送时间(假设5秒)之间接收到200个ACK消息，则在5秒之后，步骤460包括向5秒之前未发送ACK消息的所有那些落后邻居发送100个路由协议单播路由消息250，其字段252中为顺序号123，字段254中为来自第一多播的路由信息。步骤460还包括向落后邻居发送300个路由协议单播路由消息250，其字段252中为顺序号14123，并且字段254中为来自第二多播的路由信息。

利用方法400，测试表明具有多于2000个对等体的网段执行良好，比在当前EIGRP中在调用CR之前响应邻居的最小数目仅为1的网段好很多。

4.0实现机构-硬件概述

图5是示出本发明的实施例可以在其上实现的计算机系统500的框图。优选实施例是利用运行在诸如路由器设备之类的网络元件上的一个或多个计算机程序来实现的。因此，在此实施例中，计算机系统500是路由器。

计算机系统500包括用于在计算机系统500的其他内部和外部组件之间传递信息的通信机构，例如总线510。信息被表示为可测量现象的物理信号，该可测量现象一般是电压，但在其他实施例中，包括诸如磁、电磁、压力、化学、分子原子和量子交互之类的现象。例如，北和南磁场或者零和非零电压表示二进制数字(比特)的两个状态(0，1)。二进制数字的序列构成用于表示数字或字符代码的数字数据。总线510包括许多并行的信息导体，以使信息在耦合到总线510的设备之间迅速传递。用于处理信息的一个或多个处理器502与总线510相耦合。处理器502对信息执行一组操作。该组操作包括从总线510接收信息并将信息置于总线510上。该组操作一般还包括比较两个或更多个信息单元、移动信息单元的位置、以及例如通过加法或乘法来组合两个或更多个信息单元。将由处理器502执行的操作序列构成了计算机指令。

计算机系统500还包括耦合到总线510的存储器504。诸如随机访问存储器(RAM)或其他动态存储设备之类的存储器504存储包括计算机指令在内的信息。动态存储器允许存储在其中的信息被计算机系统500改变。RAM允许存储在被称为存储器地址的位置处的信息单元以独立于相邻地址处的信息的方式被存储和检索。存储器504还被处理器502用来在计算机指令执行期间存储临时值。计算机系统500还包括耦合到总线510的、用于存储不被计算机系统500改变的静态信息(包括指令)的只读存储器(ROM)504或其他静态存储设备。同样耦合到总线510的是非易失性(持久性)存储设备508，例如磁盘或光盘，用于存储即使在计算机系统500被关掉或者由于其他原因而掉电时也能够持续下来的信息(包括指令)。

术语计算机可读介质在这里用来指任何参与向处理器502提供包括用于执行的指令在内的信息的介质。这种介质可采取许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传送介质。非易失性介质例如包括光盘或磁盘，例如存储设备508。易失性介质例如包括动态存储器504。传送介质例如包括同轴电缆、铜线、光缆和在无需导线或线缆的情况下通过空间传播的波，例如声波和电磁波，包括无线电波、光波和红外波。经由传送介质传送的信号在这里被称为载波。

计算机可读介质的常见形式例如包括软盘、软磁盘、硬盘、磁带或任何其他磁介质，致密盘ROM(CD-ROM)、数字视频盘(DVD)或任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、或任何其他具有孔图案的物理介质、RAM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、FLASH-EPROM、或任何其他存储器芯片或卡盘、载波或者计算机可以读取的任何其他介质。

包括指令在内的信息被从外部终端512提供到总线510以供处理器使用，所述外部终端512例如是具有包含由人类用户操作的数字字母键的键盘的终端或者是传感器。传感器检测其附近的状况，并将这些检测变换成与计算机系统500中用于表示信息的信号相兼容的信号。耦合到总线510的终端512的主要用于与人类交互的其他外部组件包括用于呈现图像的显示设备(例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)或等离子屏幕)和用于控制在显示器上呈现的小光标图像的位置并发出与终端512的显示器上呈现的图形元素相关联的命令的定点设备(例如鼠标或跟踪球或光标方向键)。在一些实施例中，终端512被省略。

计算机系统500还包括耦合到总线510的通信接口570的一个或多个实例。通信接口570提供耦合到利用其自己的处理器进行操作的多种外部设备的双向通信，所述外部设备例如是打印机、扫描仪、外置盘、和终端512。在计算机系统500中运行的固件或软件提供终端接口或者基于字符的命令接口，以使外部命令能够被提供给计算机系统。例如，通信接口570可以是并行端口或串行端口，例如RS-232或RS-422接口，或者是个人计算机上的通用串行总线(USB)端口。在一些实施例中，通信接口570是提供到相应类型的电话线的信息通信连接的电话调制解调器、或综合服务数字网(ISDN)卡、或数字用户线路(DSL)卡。在一些实施例中，通信接口570是将总线510上的信号转换成用于经由同轴电缆的通信连接的信号或者用于经由光缆的通信连接的光信号的线缆调制解调器。作为另一示例，通信接口570可以是提供到兼容的LAN(例如以太网)的数据通信连接的局域网(LAN)卡。也可实现无线链路。对于无线链路，通信接口570发送和接收携带信息流(例如数字数据)的电信号、声信号或电磁信号，包括红外信号和光信号。这种信号是载波的示例。

在所示的实施例中，诸如专用集成电路(IC)520之类的专用硬件耦合到总线510。专用硬件被配置为为了特殊的目的而足够迅速地执行不由处理器502执行的操作。专用IC的示例包括用于生成图像以便显示的图形加速卡、用于对经由网络发送的消息进行加密和解密的密码板、语音识别、以及到特殊外部设备的接口，所述特殊外部设备例如是重复执行在硬件中更高效实现的某个复杂操作序列的机械臂和医学扫描装备。

在用作路由器的所示出的计算机中，计算机系统500包括作为用于切换在网络上流动的信息的专用硬件的交换系统530。交换系统530一般包括多个通信接口，例如通信接口570，用于耦合到多个其他设备。一般来说，每个耦合都具有与网络中的或附接到网络的另一设备相连接的网络链路532，其中，所述网络例如是所示实施例中的与具有其自己的处理器的多种外部设备相连接的本地网络580。在一些实施例中，输入接口或输出接口或两者被链接到一个或多个外部网络元件中的每一个。虽然所示实施例中的网络链路532包括三条网络链路532a、532b、532c，但在其他实施例中，更多或更少的链路被连接到了交换系统530。网络链路532一般通过一个或多个网络来提供到使用或处理信息的其他设备的信息通信。例如，网络链路532b可通过本地网络580来提供到主机计算机582或由因特网服务提供者(ISP)操作的装备584的连接。ISP装备584进而又通过现在通常被称为因特网590的网络的公共的世界范围的分组交换通信网络来提供数据通信服务。被称为服务器592的连接到因特网的计算机响应于经由因特网接收的信息提供服务。例如，服务器592提供用于交换系统530的路由信息。

交换系统530包括被配置为执行与在网络580的元件之间传递信息相关联的交换功能的逻辑和电路，所述传递信息包括传递沿一条网络链路(例如532a)接收的、作为相同或不同网络链路(例如532c)上的输出的信息。交换系统530根据公知的预定协议和惯例将到达输入接口的信息通信量切换到输出接口。在一些实施例中，交换系统530包括其自己的处理器和存储器，以在软件中执行一些交换功能。在一些实施例中，交换系统530依赖于处理器502、存储器504、ROM 506、存储设备508或某种组合，以在软件中执行一个或多个交换功能。例如，交换系统530与实现特定协议的处理器502合作，可确定在链路532a上到达输入接口的数据分组的目的地，并利用链路532c上的输出接口将它发送到正确的目的地。目的地可包括主机582、服务器592、连接到本地网络580或因特网590的其他终端设备，或者本地网络580或因特网590中的其他路由和交换设备。

本发明涉及使用计算机系统500来实现本文描述的技术。根据本发明的一个实施例，这些技术是由计算机系统500响应于执行包含在存储器504中的一个或多个指令的一个或多个序列的处理器502而执行的。这种指令也被称为软件和程序代码，它们可被从另一计算机可读介质(例如存储设备508)读取到存储器504中。对包含在存储器504中的指令序列的执行使得处理器502执行本文描述的方法步骤。在替换实施例中，诸如专用集成电路520和交换系统530中的电路之类的硬件可取代软件或与软件结合来实现本发明。从而，本发明的实施例不局限于硬件和软件的任何特定组合。

通过通信接口(例如接口570)经由网络链路532和其他网络传送的信号(该信号携带去往和来自计算机系统500的信息)是载波的示例性形式。计算机系统500可通过网络580、590等等，通过网络链路532和通信接口(例如接口570)来发送和接收包括程序代码在内的信息。在使用因特网590的示例中，服务器592通过交换系统530中的通信接口，通过因特网590、ISP装备584、本地网络580和网络链路532b来发送由计算机500发送来的消息所请求的用于特定应用的程序代码。接收到的代码可在其被接收时被处理器502或交换系统530执行，或者可被存储在存储设备508或其他非易失性存储器中以便以后执行，或者两种情况兼有。这样，计算机系统500可以以载波形式获得应用程序代码。

各种形式的计算机可读介质可用于将指令或数据或两者的一个或多个序列运送到处理器502以便执行。例如，指令和数据可以首先承载在远程计算机(例如主机582)的磁盘上。远程计算机可以将指令和数据加载到其动态存储器中，并利用调制解调器经由电话线来发送指令和数据。计算机系统500的本地调制解调器接收电话线上的指令和数据，并使用红外发射器将指令和数据转换为用作网络链路532b的载波的红外信号。用作交换系统530中的通信接口的红外检测器接收红外信号中携带的指令和数据，并且将表示该指令和数据的信息置于总线510上。总线510将信息携带到存储器504，处理器502利用与指令一起发送的一些数据来从存储器504中检索并执行指令。在存储器504中接收的指令和数据可以可选地在被处理器502或交换系统503执行之前或之后存储在存储设备508上。

5.0扩展和替换

在以上说明中，已参考特定实施例描述了本发明。但是，应当清楚，在不脱离本发明更宽广的精神和范围的情况下，可以进行各种修改和变化。因此，说明书和附图都应当被认为是示例性的，而非限制性的。

Claims (10)

1.一种用于在分组交换通信网络中发送路由数据的方法，包括步骤：

在第一多播数据分组中，从网络节点通过所述网络节点上的一个或多个接口，向分组交换通信网络中的数目为N的邻近网络节点中的多个邻近网络节点发送第一路由数据，其中邻近网络节点在不存在插入网络节点的情况下与所述网络节点通信；

判断是否准备在不同的第二多播数据分组中发送针对N个邻近网络节点中的所述多个邻近网络节点的不同的第二路由数据；以及

如果确定准备发送所述不同的第二路由数据，则执行步骤：

     确定已通过所述一个或多个接口从其中的每个接收到对所述第一多播数据分组进行确认的确认消息的邻近网络节点的数目M；

     判断M是否超过一个阈值；

     如果确定M超过了所述阈值，则调用条件接收CR方法，该方法包括步骤：发送标识尚未从其接收到确认消息的落后邻近网络节点的数目L＝N-M的多播消息，其中所述落后邻近网络节点忽略所述不同的第二多播数据分组；以及

     如果确定M未超过所述阈值，则在调用所述CR方法之前等待接收对所述第一多播数据分组进行确认的一个或多个额外确认消息直到M超过所述阈值，

其中所述阈值大于等于1。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述阈值是N的百分比。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述阈值为N的50％。

4.如权利要求1所述的方法，其中：

在所述CR方法期间一个多播消息中能标识的落后邻近网络节点的最大数目为Lmax；并且

所述阈值不小于N-Lmax-1。

5.如权利要求4所述的方法，其中，Lmax等于300。

6.一种用于在分组交换通信网络中发送路由数据的设备，包括：

用于在第一多播数据分组中从网络节点通过所述网络节点上的一个或多个接口向分组交换通信网络中的数目为N的邻近网络节点中的多个邻近网络节点发送第一路由数据的装置，其中邻近网络节点在不存在插入网络节点的情况下与所述网络节点通信；

用于判断是否准备在不同的第二多播数据分组中发送针对N个邻近网络节点中的所述多个邻近网络节点的不同的第二路由数据的装置；以及

用于以下步骤的装置：如果确定准备发送所述不同的第二路由数据，则执行步骤：

     确定已通过所述一个或多个接口从其中的每个接收到对所述第一多播数据分组进行确认的确认消息的邻近网络节点的数目M；

     判断M是否超过一个阈值；

     如果确定M超过了所述阈值，则调用条件接收CR方法，该方法包括步骤：发送标识尚未从其接收到确认消息的落后邻近网络节点的数目L＝N-M的多播消息，其中所述落后邻近网络节点忽略所述不同的第二多播数据分组；以及

     如果确定M未超过所述阈值，则在调用所述CR方法之前等待接收对所述第一多播数据分组进行确认的一个或多个额外确认消息直到M超过所述阈值，

其中所述阈值大于等于1。

7.如权利要求6所述的设备，其中，所述阈值是N的百分比。

8.如权利要求7所述的设备，其中，所述阈值为N的50％。

9.如权利要求6所述的设备，其中：

在所述CR方法期间一个多播消息中能标识的落后邻近网络节点的最大数目为Lmax；并且

所述阈值不小于N-Lmax-1。

10.如权利要求9所述的设备，其中，Lmax等于300。

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