CN103281253B - 一种非等价路由的负载分担方法和设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种非等价路由的负载分担方法，该方法包括：基于单播路由协议的组网中的任一路由器，通过FRR技术进行路由计算，将计算出的两条非等价路径的路径信息下发到FIB中，根据路径信息中包括的度量值使流量按比例通过两条非等价路径进行转发。基于同样的发明构思，本申请还提出一种设备，能够在单播路由协议上支持非等价路径的负载分担，提高带宽的利用率，增加网络带宽。

Description

一种非等价路由的负载分担方法和设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种非等价路由的负载分担方法和设备。

背景技术

快速重路由（Fast ReRoute，FRR）是一种路由快速收敛技术，基本原理是，支持路由协议的网络设备预先计算到特定目的地址的备份路径，通过算法保证从备份路径转发不会形成环路，并把备份路径随同主用路径一起下发到转发信息库（ForwardingInformation Base，FIB）。

参见图1，图1为FRR组网示意图。图1以路由器2计算路由为例，计算一条最优路径和一条次优路径，将最优路径即路由器2到路由器4的路径作为主用路径，将次优路径路由器2到路由器3再到路由器4之间的路径作为备用路径。路由器2正常转发报文的同时，通过快速检测机制检测主用路径的可用性，一旦主用路径不可用，快速切换到备用路径。

现有的单播路由协议不支持非等价路径的负载分担，同一时间只能使用其中一条链路转发流量，链路使用率低，且浪费带宽。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种非等价路由的负载分担方法和设备，能够在单播路由协议上支持非等价路径的负载分担，提高带宽的利用率，增加网络带宽。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种非等价路由的负载分担方法，应用于基于单播路由协议组网中的任一路由器上，包括：

该路由器通过快速重路由FRR技术进行路由计算，将计算出的到达同一目的地址的两条非等价路径的路径信息下发到转发信息库FIB中，该路径信息包括：路由前缀信息、下一跳信息和用于指示路径带宽大小的度量值，且该两条非等价路径具有不同的下一跳；

该路由器接收到报文时，根据该报文的目的地址在所述FIB中进行匹配；若与所述两条非等价路径相匹配，则根据所述两条非等价路径的度量值，通过预设负载分担算法为该报文分配其中的一个下一跳信息，并通过分配的下一跳信息转发该报文。

一种设备，可应用于基于单播路由协议组网中的任一路由器上，该设备包括：计算下发单元、接收单元和处理单元；

所述计算下发单元，用于通过快速重路由FRR技术进行路由计算，将计算出的到达同一目的地址的两条非等价路径的路径信息下发到转发信息库FIB中，该路径信息包括：路由前缀信息、下一跳信息和用于指示路径带宽大小的度量值，且该两条非等价路径具有不同的下一跳；

所述接收单元，用于接收报文；

所述处理单元，用于当所述接收单元接收到报文时，根据该报文的目的地址在所述FIB中进行匹配；若与所述两条非等价路径相匹配，则根据所述两条非等价路径的度量值，通过预设负载分担算法为该报文分配其中的一个下一跳信息，并通过分配到的下一跳信息转发该报文。

综上所述，本申请通过FRR技术进行路由计算，将计算出的两条非等价路径的路径信息下发到FIB中，根据路径信息中包括的度量值使流量按比例通过两条非等价路径进行转发，能够在单播路由协议上支持非等价路径的负载分担，提高带宽的利用率，增加网络带宽。

附图说明

图1为FRR组网示意图；

图2为本发明具体实施例中非等价路由负载分担方法流程示意图；

图3为本发明具体实施例中应用于上述技术的设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。

本发明实施例中提出一种非等价路由的负载分担方法，应用于基于单播路由协议组网中的任一路由器上，该路由器通过FRR技术进行路由计算，将计算出的两条非等价路径的路径信息下发到FIB中，根据路径信息中包括的度量值使流量按比例通过两条非等价路径进行转发，能够在单播路由协议上支持非等价路径的负载分担，提高带宽的利用率，增加网络带宽。

参见图2，图2为本发明具体实施例中非等价路由负载分担方法流程示意图。具体步骤为：

步骤201，基于单播路由协议的组网中的任一路由器通过FRR技术进行路由计算，将计算出的到达同一目的地址的两条非等价路径的路径信息下发到FIB中。

本发明具体实施例在计算路由时，通过FRR技术进行计算，保证计算出的两条非等价路径进行报文转发时，都不会形成环路。

现有实现中，该路由器计算出的两条非等价路径，选择一条最优的路径作为主用路径下发，另外一条作为备用路径下发，并且不下发路径的度量值。

而本发明的具体实施例中将计算出的两条非等价路径均下发，即最终使两条路径都生效，都能够实现报文的转发。在具体实现时，可以通过对下发的路径信息进行标识，如都标识为可用，不标识备用等。

该路由器下发的两条非等价路径的路径信息包括：路由前缀信息、下一跳信息和用于指示路径带宽大小的度量值。在具体实现时，在下发的路径信息中仅增加了度量值，其他信息的下发同现有实现。

单播路由协议包括：ISIS协议、OSPF协议、RIP和BGP。本发明实施例中以OSPF协议为例。该路由器通过RFF技术计算出两条非等价路由时，先将路径信息下发到RIB中，再通过协议优选将路径信息下发给对应的FIB中，路径信息的具体下发过程，同现有技术，这里不再详细赘述。

步骤202，该路由器接收到报文时，根据该报文的目的地址在所述FIB中进行匹配。

该路由器根据报文的目的地址在所述FIB中在匹配前缀信息时，若匹配到的前缀信息对应一个下一跳信息，直接根据对应的下一跳信息转发该报文。

步骤203，若与所述两条非等价路径相匹配，该路由器根据所述两条非等价路径的度量值，通过预设负载分担算法为该报文分配其中的一个下一跳信息，并通过分配的下一跳信息转发该报文。

该路由器根据报文的目的地址在所述FIB中在匹配前缀信息时，该路由器若匹配到的前缀信息对应两个下一跳信息，则需要根据本发明的实施例选择一个下一跳进行报文转发。

该路由器下发路径信息时，下发各路径的度量值。度量值与路径带宽成反比，度量值越小表示带宽越大，路径更优，因此本发明具体实施例中在分配流量时根据度量值的反比确定，即度量值大的路径分配比例少的流量，度量值小的路径分配比例多的流量。

对于采用的负载分担算法为只要可以实现按度量值反比进行流量转发的算法都可以，将两条非等价路径记为第一路径和第二路径，下面本发明具体实施例给出两种实现按比例负载分担流量的方法。

第一种：该路由器监控所述两条非等价路径上的转发流量，当监控到的第一路径的流量同第二路径的流量的比为A:B，且第一路径同第二路径的度量值的比为C：D，时，其中，C、D为不相等的自然数，A、B可为相等或不相等的自然数。

此时接收到报文时，按如下方法为该报文分配下一跳信息：

该路由器确定A/A+B是否小于N/M+N，如果是，为该报文分配第一路径的路径信息中的下一跳信息；否则，为该报文分配第二路径的路径信息中的下一跳信息。

由此可见，两条路径上最终转发流量的比将达到度量值的反比。那条路径上转发的流量比小于应该分得的转发流量比时，接收到报文时，优先向该路径的路径信息中的下一跳信息分配给接收到的报文。

第二种：若第一路径同第二路径的度量值的比为M：N时，该路由器配置M+N个索引号，N个索引号对应的内容为第一路径的路径信息中的下一跳信息，M个索引号对应的内容为第二路径的路径信息中的下一跳信息；M、N为不相等的自然数。

假设M为2，N为3时，配置5个索引号，其中3个索引号，如索引号1、索引号2和索引号3，对应的内容都为第一路径的路径信息中的下一跳信息，其中2个索引号，如索引号4和索引号5，对应的内容都为第二路径的路径信息中的下一跳信息。

该路由器接收到报文时，对该报文通过预设的哈希算法进行哈希计算，根据哈希计算结果匹配对应的索引号，为该报文分配匹配到的索引号对应的下一跳信息。

如哈希计算结果为1时，匹配到索引号1，为该报文分配索引号1对应的下一跳信息。

本发明的具体实施例中有两条非等价的转发路径在同时转发报文，当所述两条非等价路径中的任一条路径故障时，将该故障路径上的流量切换到未故障的路径上，并将所述FIB中对应的所述故障路径标识为不可用。

该路由器通过FRR技术重新进行计算两条非等价路径，并将两条非等价路径的路径信息下发到FIB中，覆盖原先下发的路径信息。

当故障路径故障恢复时，该路由器通过FRR技术重新进行计算两条非等价路径，并将两条非等价路径的路径信息下发到FIB中，覆盖FIB中已存在的路由前缀信息相同的路径信息。

由上可见，在两条非等价路径中的一条故障时，先将该路径上转发的流量切换到非故障的那条路径上，保证不断流，流量不丢失。并且立刻重新通过FRR技术进路由计算，并下发计算出的两条非等价路径的路径信息到FIB表中，对于存在的路径信息可以通过刷新或覆盖实现，对于FIB中存在的，且可用的或不可用的路径信息，但是与本次下发的路径信息不同时，可以通过本次下发的路径信息直接覆盖。

当故障路径故障恢复时，也需要通过RFF技术重新进行路由计算，重新下发前缀信息相同的路径信息。这样才能保证始终使用两条最有的路径进行流量转发。

路径信息下发后，需要根据预设负载分担算法按度量值的反比进行流量分配，分配方式同步骤203，这里不再详细赘述。

本发明具体实施例中基于同样的发明构思，还提出一种设备，可应用于基于单播路由协议组网中的任一路由器上。参见图3，图3为本发明具体实施例中应用于上述技术的设备的结构示意图。该设备包括：计算下发单元301、接收单元302和处理单元303。

计算下发单元301，用于通过FRR技术进行路由计算，将计算出的到达同一目的地址的两条非等价路径的路径信息下发到FIB中，该路径信息包括：路由前缀信息、下一跳信息和用于指示路径带宽大小的度量值，且该两条非等价路径具有不同的下一跳。

接收单元302，用于接收报文。

处理单元303，用于当接收单元302接收到报文时，根据该报文的目的地址在所述FIB中进行匹配；若与所述两条非等价路径相匹配，则根据所述两条非等价路径的度量值，通过预设负载分担算法为该报文分配其中的一个下一跳信息，并通过分配到的下一跳信息转发该报文。

较佳地，

该设备进一步包括：监控单元304。

监控单元304，用于监控在所述两条路径上的转发流量。

处理单元303，用于当监控单元304监控到第一路径的流量同第二路径的流量的比为A:B，且第一路径同第二路径的度量值的比为C：D，时，其中，所述两条非等价路径记为第一路径和第二路径，所述度量值与路径带宽成反比；确定A/A+B是否小于D/C+D，如果是，为该报文分配第一路径的路径信息中的下一跳信息；否则，为该报文分配第二路径的路径信息中的下一跳信息。

较佳地，该设备进一步包括：配置单元305。

配置单元305，用于计算下发单元301下发的所述两条非等价路径记为第一路径和第二路径，且第一路径同第二路径的度量值的比为M：N时，配置M+N个索引号，N个索引号对应的内容为第一路径的路径信息中的下一跳信息，M个索引号对应的内容为第二路径的路径信息中的下一跳信息。

处理单元303，用于对该接收的报文通过预设哈希算法进行哈希计算，根据哈希计算结果匹配对应的配置单元304配置的索引号，为该报文分配匹配到的索引号对应的下一跳信息。

较佳地，

处理单元303，进一步用于当所述两条非等价路径中的任一条路径故障时，将该故障路径上的流量切换到未故障的路径上，并将所述FIB中对应的所述故障路径标识为不可用。

较佳地，

处理单元303，用于当路径故障，或故障路径故障恢复时，该路由器通过FRR技术重新进行计算两条非等价路径，并将两条非等价路径的路径信息下发到FIB中，覆盖FIB中已存在的路由前缀信息相同的路径信息。

上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。

综上所述，本发明具体实施例中基于单播路由协议的组网中的任一路由器通过FRR技术进行路由计算，将计算出的两条非等价路径的路径信息下发到FIB中，根据路径信息中包括的度量值使流量按比例通过两条非等价路径进行转发，能够在单播路由协议上支持非等价路径的负载分担，提高带宽的利用率，增加网络带宽。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种非等价路由的负载分担方法，应用于基于单播路由协议组网中的任一路由器上，其特征在于，包括：

该路由器通过快速重路由FRR技术进行路由计算，将计算出的到达同一目的地址的两条非等价路径的路径信息下发到转发信息库FIB中，该路径信息包括：路由前缀信息、下一跳信息和用于指示路径带宽大小的度量值，且该两条非等价路径具有不同的下一跳；

该路由器接收到报文时，根据该报文的目的地址在所述FIB中进行匹配；若与所述两条非等价路径相匹配，则根据所述两条非等价路径的度量值，通过预设负载分担算法为该报文分配其中的一个下一跳信息，并通过分配的下一跳信息转发该报文；

其中，所述度量值与路径带宽成反比；

所述根据所述两条非等价路径的度量值，通过预设负载分担算法为该报文分配其中的一个下一跳信息，包括：

该路由器监控所述两条非等价路径上的转发流量，当监控到的第一路径的流量同第二路径的流量的比为A:B，且第一路径同第二路径的度量值的比为C：D时；所述两条非等价路径记为第一路径和第二路径；

该路由器确定A/A+B是否小于D/C+D，如果是，为该报文分配第一路径的路径信息中的下一跳信息；否则，为该报文分配第二路径的路径信息中的下一跳信息；

或，

所述根据所述两条非等价路径的度量值，通过预设负载分担算法为该报文分配其中的一个下一跳信息，包括：

当第一路径同第二路径的度量值的比为M：N时，所述方法进一步包括：配置M+N个索引号，N个索引号对应的内容为第一路径的路径信息中的下一跳信息，M个索引号对应的内容为第二路径的路径信息中的下一跳信息；所述两条非等价路径记为第一路径和第二路径；

对该接收的报文通过预设哈希算法进行哈希计算，根据哈希计算结果匹配对应的索引号，为该报文分配匹配到的索引号对应的下一跳信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

当所述两条非等价路径中的任一条路径故障时，将该故障路径上的流量切换到未故障的路径上，并将所述FIB中对应的所述故障路径标识为不可用。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

当路径故障，或故障路径故障恢复时，该路由器通过FRR技术重新进行计算两条非等价路径，并将两条非等价路径的路径信息下发到FIB中，覆盖FIB中已存在的路由前缀信息相同的路径信息。

4.一种非等价路由的负载分担设备，可应用于基于单播路由协议组网中的任一路由器上，其特征在于，该设备包括：计算下发单元、接收单元和处理单元；

所述计算下发单元，用于通过快速重路由FRR技术进行路由计算，将计算出的到达同一目的地址的两条非等价路径的路径信息下发到转发信息库FIB中，该路径信息包括：路由前缀信息、下一跳信息和用于指示路径带宽大小的度量值，且该两条非等价路径具有不同的下一跳；

所述接收单元，用于接收报文；

所述处理单元，用于当所述接收单元接收到报文时，根据该报文的目的地址在所述FIB中进行匹配；若与所述两条非等价路径相匹配，则根据所述两条非等价路径的度量值，通过预设负载分担算法为该报文分配其中的一个下一跳信息，并通过分配到的下一跳信息转发该报文；

其中，所述设备进一步包括：监控单元；

所述监控单元，用于监控在所述两条非等价路径上的转发流量；

所述处理单元，用于当所述监控单元监控到第一路径的流量同第二路径的流量的比为A:B，且第一路径同第二路径的度量值的比为C：D，时，其中，所述两条非等价路径记为第一路径和第二路径，所述度量值与路径带宽成反比；确定A/A+B是否小于D/C+D，如果是，为该报文分配第一路径的路径信息中的下一跳信息；否则，为该报文分配第二路径的路径信息中的下一跳信息；

或，所述设备进一步包括：配置单元；

所述配置单元，用于所述计算下发单元下发的第一路径同第二路径的度量值的比为M：N时，配置M+N个索引号，N个索引号对应的内容为第一路径的路径信息中的下一跳信息，M个索引号对应的内容为第二路径的路径信息中的下一跳信息；所述两条非等价路径记为第一路径和第二路径，所述度量值与路径带宽成反比；

所述处理单元，用于对该接收的报文通过预设哈希算法进行哈希计算，根据哈希计算结果匹配对应的所述配置单元配置的索引号，为该报文分配匹配到的索引号对应的下一跳信息。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，

所述处理单元，进一步用于当所述两条非等价路径中的任一条路径故障时，将该故障路径上的流量切换到未故障的路径上，并将所述FIB中对应的所述故障路径标识为不可用。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，

所述处理单元，用于当路径故障，或故障路径故障恢复时，该路由器通过FRR技术重新进行计算两条非等价路径，并将两条非等价路径的路径信息下发到FIB中，覆盖FIB中已存在的路由前缀信息相同的路径信息。