CN101605096A - 基于ospf协议的增量最短路径树计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于OSPF协议的增量最短路径树计算方法，包括以下步骤：路由器收到一条新的链路状态通告，判断变化链路的权值是否增大；根据所述变化链路的权值增大或减小，分别执行不同的最短路径树更新操作，将更新元素保存在优先级队列中；依次更新所述优先级队列中的队首节点，搜索所述队首节点的所有出边，判断能否为末节点提供更优的路径。本发明通过判断变化链路权值增大或减小以及其是否在原最短路径树上，找出受影响节点，采取增量方法更新原最短路径树，减少了最短路径树重计算的时间，从而减少了故障收敛时间，同时，通过对路由表作出最小的改变，提高了路由的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及网络路由技术领域，特别涉及一种最短路径树计算方法。
背景技术
对互联网而言，故障是不可避免的。故障可导致连接中断，危害网络服务，轻则导致分组丢失，重则使网络瘫痪，因此网络中的路由器应具备对故障的自适应能力，当故障发生时能够动态地调整路由，适应新的网络拓扑。随着互联网规模的迅速扩大，网络故障数量明显增加，并且随着各种应用的大量出现和广泛使用，例如VoIP、在线视频等，人们对网络端到端性能的要求越来越高，现有的路由协议的自愈能力已不能够满足要求。
现有的路由协议的路由收敛时间较长，难以完全满足用户的需求。例如，路由信息协议RIP(Routing Information Protocol)在故障发生后的自愈时间在100秒的数量级，开放最短路径优先协议OSPF(Open Shortest PathFirst)和ISIS(Intermediate System-Intermediate System)的路由收敛时间在几秒到几十秒之间。在收敛过程中，网络路由可能是错误的，可导致分组丢失，影响网络应用。因此，需要一种方法解决上述问题。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决路由收敛慢的问题。
为了达到上述目的，本发明提出一种基于OSPF的增量最短路径树计算方法，包括以下步骤：路由器收到一条新的链路状态通告，判断变化链路的权值是否增大；对所述权值增大或减小的变化链路，分别执行不同的最短路径树更新操作，将更新元素保存在优先级队列中；依次更新所述优先级队列中的队首节点，搜索所述队首节点的所有出边，判断能否为末节点提供更优的路径。
作为本发明的一个实施例，所述根据变化链路的权值增大或减小，分别执行不同的最短路径树更新操作，包括：如果所述变化链路的权值增大且不在所述最短路径树上，则保持所述最短路径树和路由表不变；如果所述变化链路的权值增大且在所述最短路径树上，则搜索受到影响的以所述变化链路的末节点为根的子树中的节点的所有入边，找到更优路径，将更新元素保存到优先级队列中；如果所述变化链路的权值减小且不能为其末节点提供更短路径，则保持所述最短路径树和路由表不变；如果所述变化链路的权值减小且能够为其末节点提供更短路径，则保持以所述末节点为根节点的子树的结构不变，更新所述子树中各节点相应的最短路径长度，并搜索其他节点到所述子树的所有入边，找到更优路径，然后将更新元素保存到优先级队列中。
作为本发明的一个实施例，所述更新元素包括受影响节点、新的父节点和最短距离变化量。
本发明通过判断变化链路权值增大或减小以及其是否在原最短路径树上，找出受影响节点，采取增量方法更新原最短路径树，减少了最短路径树重计算的时间，从而减少了故障收敛时间，同时，通过对路由表作出最小的改变，提高了路由的稳定性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的基于OSPF协议的增量最短路径树计算方法的流程图；
图2为本发明实施例的基于OSPF协议的增量最短路径树算法的实现伪代码。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明主要在于当路由器收到新的链路状态通告时，通过判断变化链路权值增大或减小以及其是否在原最短路径树上，找出受影响节点，采取增量方法更新原最短路径树。
如图1所示，为本发明实施例的基于OSPF的增量最短路径树计算方法的流程图。网络路由器计算出正常路由后，保存以该路由器为根节点的最短路径树。当路由器收到新的链路状态通告时，首先判断变化链路e的权值是否增大，对于权值增大的链路和权值减小的链路，分别执行不同的操作：
对于权值增大的变化链路e，本发明提出的可能的计算方案如下，当然本领域技术人员还能够根据下述方案提出其他修改或变化，这些修改或变化均应包含在本发明的包含范围之内。
首先判断变化链路e是否在最短路径树上。如果链路e不在最短路径树上，则保持最短路径树和路由表不变；如果链路e在最短路径树上，则以E(e)为根的子树B(n)将受到影响，搜索受到影响的节点ni的所有入边，找到一条可能的更优路径，即路径长度更短，然后将元素(受影响节点，新的父节点，最短路径变化量)保存到优先级队列中。
对于权值减小的变化链路e，本发明提出的可能的计算方案如下，当然本领域技术人员还能够根据下属方案提出其他修改或变化，这些修改或变化均应包含在本发明的包含范围之内。
首先判断变换链路e能否为其末节点E(e)提供一条更短的路径。如果不能，则保持最短路径树和路由表不变；如果能，则以末节点E(e)为根节点的子树B(E(e))将受到影响，保持其结构不变，仅更新各节点相应的最短路径长度，而其他节点可能受到影响，搜索其所有到B(E(e))的入边，以确定能否找到一条更优的路径。然后，将元素(受影响节点，新的父节点，最短距离变化量)保存到优先级队列中。
然后，在优先级队列不空的情况下，取出队首元素，更新该队首节点的新的父节点及最短路径长度。在本发明的实施例中，可以整体更新节点及其子树。更新完成后，搜索当前更新节点的所有出边，判断能否为末节点提供一条更优的路径。如果能，则将元素(受影响节点，新的父节点，更新距离变化量)保存到优先级队列中。
依次取出队首元素进行上述更新操作，直至队列为空，即对最短路径树的增量更新完成，计算过程终止。
针对上述实施例，本发明的实现代码如图2所示。参考图2中的增量最短路径树算法的实现代码，可以更清楚地了解本发明实施例的方面和优点。
本发明通过判断变化链路权值增大或减小以及其是否在原最短路径树上，找出受影响节点，采取增量方法更新原最短路径树，减少了最短路径树重计算的时间，从而减少了故障收敛时间，同时，通过对路由表作出最小的改变，提高了路由的稳定性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (5)
1、一种基于OSPF协议的增量最短路径计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
路由器收到一条新的链路状态通告，判断变化链路的权值是否增大；
根据所述变化链路的权值增大或减小，分别执行不同的最短路径树更新操作，将更新元素保存在优先级队列中；
依次更新所述优先级队列中的队首节点，搜索所述队首节点的所有出边，判断能否为末节点提供更优的路径。
2、如权利要求1所述的基于OSPF协议的增量最短路径计算方法，其特征在于，所述根据变化链路的权值增大或减小，分别执行不同的最短路径树更新操作，包括：
如果所述变化链路的权值增大且不在所述最短路径树上，则保持所述最短路径树和路由表不变；
如果所述变化链路的权值增大且在所述最短路径树上，则搜索受到影响的以所述变化链路的末节点为根的子树中的节点的所有入边，找到更优路径，将更新元素保存到优先级队列中；
如果所述变化链路的权值减小且不能为其末节点提供更短路径，则保持所述最短路径树和路由表不变；
如果所述变化链路的权值减小且能够为其末节点提供更短路径，则保持以所述末节点为根节点的子树的结构不变，更新所述子树中各节点相应的最短路径长度，并搜索其他节点到所述子树的所有入边，找到更优路径，然后将更新元素保存到优先级队列中。
3、如权利要求1所述的基于OSPF协议的增量最短路径树计算方法，其特征在于，所述更新元素包括受影响节点、新的父节点和最短距离变化量。
4、如权利要求1所述的基于OSPF协议的增量最短路径树计算方法，其特征在于，所述节点及其子树可被整体地更新。
5、如权利要求1所述的基于OSPF协议的增量最短路径树计算方法，其特征在于，所述计算过程的终止条件为所述优先级队列为空。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CNA200910089327XA CN101605096A (zh) | 2009-07-15 | 2009-07-15 | 基于ospf协议的增量最短路径树计算方法 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103532861A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-22 | 清华大学 | 基于生成树的域内动态多路径生成方法 |
| CN107426097A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-12-01 | 山西大学 | 一种基于增量最短路径优先的域内路由保护方法 |
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2009
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| CN103532861B (zh) * | 2013-09-30 | 2016-09-21 | 清华大学 | 基于生成树的域内动态多路径生成方法 |
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