CN101753462A - 多下一跳路由的实现方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种多下一跳路由的实现方法及装置，所述方法包括：运行路由算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由；获取所述网络节点的目的节点的邻居列表；根据所述计算的路由，将所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由进行合并，作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合。应用本申请实施例得到的多下一跳路由中，增加了到目的节点的可用下一跳路由的数量，可供网络节点选择的路由增加，与现有技术相比，进一步提高了对网络资源的利用率。

Description

多下一跳路由的实现方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种多下一跳路由的实现方法及装置。

背景技术

在分组交换的通信网络中，数据报文通常需要经过网络中多个中间节点的转发才能到达目的地，在IP(Internet Protocol，网络互联协议)网络中，这种中间节点通常指路由器。当数据报文到达一个路由器时，需要查找路由表从而决定转发的下一跳路由器。路由算法就是用来产生路由表的算法，路由算法的选择直接决定了网络数据的流向，影响着网络通信的性能。现有技术中一种普遍应用是基于SPF(Shortest Path First，最短路径优先)原则的单下一跳路由算法，由每个中间节点计算到目的地的最短路径，选取唯一的下一跳路径进行传输。但是这种单下一跳路由算法通常会选取处理能力强的节点和链路，容易造成传输路径的集中，引发传输拥塞。

为了弥补单下一跳路由的不足，现有技术中提出了多下一跳路由算法，通过取消唯一下一跳路由的限制，允许各个中间节点到目的地都有多个可用下一跳路由，从而可产生大量到目的地的并行的传输路径。现有的多下一跳路由算法允许各中间节点选取次优路由，即令所有到目的地距离比自己近的邻居都作为可用的下一跳，从而产生多条传输路径。

发明人在对现有技术的研究过程中发现，现有多下一跳路由算法受选路原则的限制，所产生的可用下一跳路由个数往往比较有限，对于到达同一目的地距离相等的邻居节点无法作为可用的下一跳，相应的，与该邻居节点相连的链路资源无法得到利用。参见图1，其所示网络中的网络节点有A、B1～B3、C1～C3、D1～D3，以节点A作为目的节点，节点之间链路上的数值代表了它的代价值，带价值越小说明链路的性能越好。由图1可以看出，如果仅选取到目的地距离小于本节点到目的地距离的邻居作为可用下一跳，则因为节点B2、B3、C1到节点A的最短距离都为2，节点C2、C3、D1到节点A的距离都为3，因此链路C1-B2、C1-B3、D1-C2、D1-C3在以节点A为目的节点的多下一跳路由规划下没有得到利用，处于闲置状态，由此浪费了网络资源。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种多下一跳路由的实现方法及装置，以解决现有多下一跳路由的实现方法难以充分利用网络资源的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供如下技术方案：

一种多下一跳路由的实现方法，包括：

运行路由算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由；

获取所述网络节点的目的节点的邻居列表；

根据所述计算的路由，将所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由进行合并，作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合。

所述运行路由算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由包括：

运行链路状态机制算法，计算所述网络节点到网络中所有其它网络节点的路由；或

运行距离矢量机制算法，计算所述网络节点到网络中所有其它网络节点的路由。

所述计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由之后，还包括：

判断所述网络节点是否为所述目的节点的邻居节点，若是，则直接将所述网络节点到所述目的节点的路由作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合；否则，执行所述获取目的节点的邻居列表的步骤。

所述获取所述网络节点的目的节点的邻居列表包括：

当运行链路状态机制算法时，根据网络的完整拓扑结构获取所述网络节点的目的节点的邻居列表；或

当运行距离矢量机制算法时，根据所述距离矢量机制算法的通告机制获取所述网络节点的目的节点的邻居列表。

所述根据所述计算的路由，将所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由进行合并包括：

根据所述计算的路由，顺序读取所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由；

将所述读取到的路由写入所述网络节点的路由表，并删除重复读取到的路由。

一种多下一跳路由的实现装置，包括：

计算单元，用于运行路由算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由；

获取单元，用于获取网络节点的目的节点的邻居列表；

合并单元，用于根据所述计算的路由，将所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由进行合并，作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合。

所述计算单元包括至少一个下述单元：

第一计算单元，用于运行链路状态机制算法，计算所述网络节点到网络中所有其它网络节点的路由；

第二计算单元，用于运行距离矢量机制算法，计算所述网络节点到网络中所有其它网络节点的路由。

还包括：

判断单元，用于判断所述网络节点是否为所述目的节点的邻居节点；

执行单元，用于当所述判断单元的判断结果为是时，直接将所述网络节点到所述目的节点的路由作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合，当所述判断单元的判断结果为否时，触发所述获取单元执行其功能。

所述获取单元包括至少一个下述单元：

第一获取单元，用于当运行链路状态机制算法时，根据网络的完整拓扑结构获取所述目的节点的邻居列表；

第二获取单元，用于当运行距离矢量机制算法时，根据所述距离矢量机制算法的通告机制获取所述目的节点的邻居列表。

所述合并单元包括：

读取单元，用于根据所述计算的路由，顺序读取所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由；

写入单元，用于将所述读取到的路由写入所述网络节点的路由表，并删除重复读取到的路由。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本申请实施例中运行路由算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由，获取所述网络节点的目的节点的邻居列表，根据所述计算的路由，将所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由进行合并，作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合。应用本申请实施例得到的多下一跳路由中，不仅包括网络节点到目的节点的可用下一跳路由，而且还包括网路节点到目的节点的邻居节点的可用下一跳路由，所述的邻居节点可以直接向目的节点发送数据报文，而无需通过路由转发，因此本申请实施例增加了到目的节点的可用下一跳路由的数量，可供网络节点选择的路由增加，与现有技术相比，进一步提高了对网络资源的利用率。

附图说明

图1为现有技术中实现多下一跳路由的网络架构示意图；

图2为本发明多下一跳路由的实现方法的第一实施例流程图；

图3为本发明多下一跳路由的实现方法的第二实施例流程图；

图4为应用本发明方法实施例的一种多下一跳路由的网络架构示意图；

图5为本发明多下一跳路由的实现装置的第一实施例框图；

图6为本发明多下一跳路由的实现装置的第二实施例框图。

具体实施方式

在如下本发明的多个实施例中，有些实施例提供了一种多下一跳路由的实现方法，有些实施例提供了一种装置。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

本发明实施例中提供的多下一跳路由实现方法，相对于现有的多下一跳路由方法，可以使各个网络节点到目的节点有更多的可用下一跳路由，产生更多的并行路径对数据报文进行分流传输，从而能够更充分的利用网络资源。本发明实施例从原理上讲，在IP网络中，相邻两个网络节点之间是可以直接通信的，不需要再通过查路由表对报文进行转发。一个网络节点v如果要将数据报文送到目的节点d，则其实际只需将数据报文送到目的节点d的任意一个邻居网络节点u，由该网络节点u可以将数据报文直接交付给目的节点d。由此可知，网络节点v要将数据报文送到目的节点d，实际上只需将报文送到d的任意一个邻居网络节点即可，假设目的节点d的邻居网络节点集合为N(d)，令集合D＝N(d)∪{d}，则网络节点v要将报文送到目的节点d，只需将报文送到D中的任意一个网络节点即可。

基于上述本发明实施例的原理，本发明实施例在实现多下一跳路由时，可以对任意网络节点v，都运行现有的多下一跳路由算法，得出网络节点v到目的节点d的可用下一跳路由集合，记为Sd(v)，然后网络节点v可以将到目的节点d的下一跳路由集合和到d的所有邻居网络节点的下一跳路由集合进行合并，将所得并集中的所有下一跳路由都可以当作该网络节点v到目的节点d的可用下一跳路由。即对网络节点v，其相对于目的节点d的实际可用下一跳集合为S_D(v)＝S_d(v)∪(∪S_u(v)，u∈N(d))。

为了避免引发混乱，造成路由环路，当节点v已经与目的节点d相邻时，则不再执行上述下一跳集合合并过程。

参见图2，为本发明多下一跳路由的实现方法的第一实施例流程图：

步骤201：运行路由算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由。

其中，网络节点可以运行链路状态机制算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由；或者网络节点可以运行距离矢量机制算法，计算所述网络节点到网络中所有其它网络节点的路由。

步骤202：获取网络节点的目的节点的邻居列表。

其中，当网络节点运行链路状态机制算法时，可以根据网络的完整拓扑结构获取所述网络节点的目的节点的邻居列表；或者当网络节点运行距离矢量机制算法时，可以根据所述距离矢量机制算法的通告机制获取所述网络节点的目的节点的邻居列表。

步骤203：根据计算的路由，将网络节点到目的节点的路由，以及网络节点到邻居列表中的邻居节点的路由进行合并，作为网络节点到目的节点的可用下一跳路由的集合，结束当前流程。

具体的，可以根据所述计算的路由，顺序读取所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由，将所述读取到的路由写入所述网络节点的路由表，并删除重复读取到的路由，由此生成网络节点到目的节点的可用下一跳路由的集合。

参见图3，为本发明多下一跳路由的实现方法的第二实施例流程图：

步骤301：运行路由算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由。

本步骤是使本发明方法实施例产生多下一跳路由的准备工作，网络中的各个网络节点要可以先运行现有的多下一跳路由算法，计算出其到网络中各个网络节点的可用下一跳路由。

其中，网络节点运行的多下一跳算法，可以采用链路状态机制算法，也可以采用距离矢量机制算法，对此本申请实施例不进行限制，只要能产生可用的多下一跳即可。

步骤302：判断网络节点是否为目的节点的邻居节点，若是，则执行步骤306；否则，执行步骤303。

网络节点在决定是否进行后续多下一跳路由的合并前，首先要先判断自身是否为目的节点的邻居节点，也就是检查该目的节点是否已在自己的邻居列表中。

步骤303：获取网络节点的目的节点的邻居列表。

网络节点判断自身不是目的节点的邻居节点，因此可以进行多下一跳路由的合并操作，在合并操作前，网络节点要首先获知目的节点的邻居列表。因此如果网络节点运行的是链路状态机制算法，则根据该算法各网络节点已具有全网的完整拓扑，因此网络节点可以通过该完整拓扑得到目的节点的邻居列表；如果网络节点运行的是距离矢量机制算法，则各网络节点不具有全网的拓扑，因此可以对相应该算法的通告机制进行修改，在通告网络节点到某个目的节点的路由时，同时通告该目的节点的邻居列表。

步骤304：根据计算的路由，顺序读取网络节点到目的节点的路由，以及网络节点到邻居列表中的邻居节点的路由。

网络节点已获取到目的节点的邻居列表，则可顺序读取在步骤301中计算得到的到目的节点的下一跳路由，以及到目的节点的邻居列表中所有邻居节点的下一跳路由。

步骤305：将读取到的路由写入网络节点的路由表，并删除重复读取到的路由，生成网络节点到目的节点的可用下一跳路由的集合，结束当前流程。

将顺序读取的路由写入网络节点的路由表得到路由的并集，并去掉并集中重复的下一跳路由，即对于重复的下一跳路由，仅保留一个即可，最后得到的所有不同的下一跳路由就是网络节点到目的节点的新的下一跳路由集合。

由此，网络节点获得了到目的节点的一个新的下一跳路由集合，这个集合中不仅会包含按照现有算法得到的下一跳路由，而且通常还可能包含更多的到邻居节点的下一跳路由，作为到目的节点的可选下一跳路由，从而充分利用网络资源。

步骤306：直接将网络节点到目的节点的路由作为网络节点到目的节点的可用下一跳路由的集合，结束当前流程。

当判断网络节点是目的节点的邻居节点时，为了避免造成路由环路，则不再执行多下一跳路由合并过程，直接将在步骤301中得到的可用下一跳路由集合下发到路由表中，作为该网络节点到目的节点的可选下一跳路由。

参见图4，为应用上述本申请方法实施例的一种多下一跳路由的网络结构示意图。

其中，目的节点A为网络出口，还包括多个网络节点B1～B3、C1～C3、D1～D3，各网络节点首先运行现有技术中提供的多下一跳路由算法，分别算出到目的节点A的下一跳路由集合。

其中，网络节点B1的可用下一跳路由集合为是{A}，网络节点B2的可用下一跳路由集合是{A，B1}，网络节点B3的可用下一跳路由集合是{A，B1}，网络节点C1的可用下一跳路由集合是{B1}，网络节点C2的可用下一跳路由集合是{B1，B2，C1}，网络节点C3的可用下一跳路由集合是{B1，B3，C1}，网络节点D1的可用下一跳路由集合是{C1}，网络节点D2的可用下一跳路由集合是{C1，C2，D1}，网络节点D3的可用下一跳路由集合是{C1，C3，D1}。

由于网络节点B1，B2，B3是目的节点A的邻居节点，因此不再执行多下一跳集合的合并操作。而网络节点C1，C2，C3，D1，D2，D3不是目的节点A的邻居节点，因此需要执行多下一跳集合的合并操作，即分别将自身到目的节点A和该目的节点A的邻居节点B1，B2，B3的下一跳集合进行合并。

其中，网络节点C1到邻居节点B1的下一跳路由集合是{B1}，到邻居节点B2的下一跳路由集合是{B1，B2}，到邻居节点B3的下一跳路由集合是{B1，B3}，由前述网络节点到A的下一跳路由集合为{B1}可得，合并后网络节点C1到目的节点A的新的下一跳路由集合为{B1，B2，B3}；同理可得网络节点C2新的下一跳路由集合是{B1，B2，C1}，网络节点C3新的下一跳路由集合是{B1，B3，C1}，网络节点D1新的下一跳路由集合是{C1，C2，C3}，网络节点D2新的下一跳路由集合是{C1，C2，D1}，网络节点D3新的下一跳路由集合是{C1，C3，D1}。

与图1所示的现有技术相比，按照本申请实施例提供的方法进行多下一跳路由合并以后，网络节点C1和D1的可用下一跳路由数量增加了。图4中示出了网络中各网络节点形成的到目的节点A的多下一跳路由，可见现有技术中无法利用的链路C1-B2、C1-B3、D1-C2、D1-C3也可用于数据报文的传输，使得网络资源得到了充分的利用。

由此可知，本申请实施例可以使各个网络节点到目的节点有更多的可用下一跳路由，即可以在网络中产生更多的并行路径进行数据报文的分流传输，从而能够更充分的利用网络资源，更有利于实现整个网络的流量均衡。

与本发明多下一跳路由的实现方法相对应，本发明还提供了多下一跳路由的实现装置的实施例。

参见图5，为本申请多下一跳路由的实现装置的第一实施例框图。

该网络节点包括：计算单元510、获取单元520和合并单元530。

其中，计算单元510，用于运行路由算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由；

获取单元520，用于获取网络节点的目的节点的邻居列表；

合并单元530，用于根据所述计算的路由，将所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由进行合并，作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合。

参见图6，为本申请多下一跳路由的实现装置的第二实施例框图。

该网络节点包括：计算单元610、判断单元620、执行单元630、获取单元640和合并单元650。

其中，计算单元610，用于运行路由算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由；

判断单元620，用于当所述计算单元610计算路由后，判断所述网络节点是否为所述目的节点的邻居节点；

执行单元630，用于当所述判断单元620的判断结果为是时，直接将所述网络节点到所述目的节点的路由作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合，当所述判断单元620的判断结果为否时，触发所述获取单元640执行其功能；

获取单元640，用于获取网络节点的目的节点的邻居列表；

合并单元650，用于根据所述计算的路由，将所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由进行合并，作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合。

其中，计算单元610可以至少包括一个下述单元(图6中未示出)：第一计算单元，用于运行链路状态机制算法，计算所述网络节点到网络中所有其它网络节点的路由；  第二计算单元，用于运行距离矢量机制算法，计算所述网络节点到网络中所有其它网络节点的路由。

其中，获取单元640可以包括至少一个下述单元(图6中未示出)：第一获取单元，用于当运行链路状态机制算法时，根据网络的完整拓扑结构获取所述目的节点的邻居列表；第二获取单元，用于当运行距离矢量机制算法时，根据所述距离矢量机制算法的通告机制获取所述目的节点的邻居列表。

具体的，合并单元650可以包括(图6中未示出)：读取单元，用于根据所述计算的路由，顺序读取所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由；写入单元，用于将所述读取到的路由写入所述网络节点的路由表，并删除重复读取到的路由。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本申请实施例中运行路由算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由，获取所述网络节点的目的节点的邻居列表，根据所述计算的路由，将所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由进行合并，作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合。应用本申请实施例得到的多下一跳路由中，不仅包括网络节点到目的节点的可用下一跳路由，而且还包括网路节点到目的节点的邻居节点的可用下一跳路由，所述的邻居节点可以直接向目的节点发送数据报文，而无需通过路由转发，因此本申请实施例增加了到目的节点的可用下一跳路由的数量，可供网络节点选择的路由增加，与现有技术相比，进一步提高了对网络资源的利用率。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多下一跳路由的实现方法，其特征在于，包括：

运行路由算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由；

获取所述网络节点的目的节点的邻居列表；

根据所述计算的路由，将所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由进行合并，作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行路由算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由包括：

运行链路状态机制算法，计算所述网络节点到网络中所有其它网络节点的路由；或

运行距离矢量机制算法，计算所述网络节点到网络中所有其它网络节点的路由。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由之后，还包括：

判断所述网络节点是否为所述目的节点的邻居节点，若是，则直接将所述网络节点到所述目的节点的路由作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合；否则，执行所述获取目的节点的邻居列表的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述网络节点的目的节点的邻居列表包括：

当运行链路状态机制算法时，根据网络的完整拓扑结构获取所述网络节点的目的节点的邻居列表；或

当运行距离矢量机制算法时，根据所述距离矢量机制算法的通告机制获取所述网络节点的目的节点的邻居列表。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述计算的路由，将所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由进行合并包括：

根据所述计算的路由，顺序读取所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由；

将所述读取到的路由写入所述网络节点的路由表，并删除重复读取到的路由。

6.一种多下一跳路由的实现装置，其特征在于，包括：

计算单元，用于运行路由算法，计算网络节点到网络中所有其它网络节点的路由；

获取单元，用于获取网络节点的目的节点的邻居列表；

合并单元，用于根据所述计算的路由，将所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由进行合并，作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括至少一个下述单元：

第一计算单元，用于运行链路状态机制算法，计算所述网络节点到网络中所有其它网络节点的路由；

第二计算单元，用于运行距离矢量机制算法，计算所述网络节点到网络中所有其它网络节点的路由。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

判断单元，用于判断所述网络节点是否为所述目的节点的邻居节点；

执行单元，用于当所述判断单元的判断结果为是时，直接将所述网络节点到所述目的节点的路由作为所述网络节点到所述目的节点的可用下一跳路由的集合，当所述判断单元的判断结果为否时，触发所述获取单元执行其功能。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括至少一个下述单元：

第一获取单元，用于当运行链路状态机制算法时，根据网络的完整拓扑结构获取所述目的节点的邻居列表；

第二获取单元，用于当运行距离矢量机制算法时，根据所述距离矢量机制算法的通告机制获取所述目的节点的邻居列表。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述合并单元包括：

读取单元，用于根据所述计算的路由，顺序读取所述网络节点到所述目的节点的路由，以及所述网络节点到所述邻居列表中的邻居节点的路由；

写入单元，用于将所述读取到的路由写入所述网络节点的路由表，并删除重复读取到的路由。

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