CN104320346B - 一种状态信息发布方法以及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种状态信息发布方法以及装置,该方法包括:接收邻居节点发送的状态信息;若根据保存的各节点状态判断所述状态信息未发生变化,则根据预存的中继节点信息判断本地节点是否为邻居节点的中继节点;在本地节点是所述邻居节点的中继节点时,根据预存的中继节点信息检查本地节点的邻居节点中是否有中继节点,若有,将状态信息转发至所述中继节点。本发明有效避免了网络中出现大量的冗余报文,减少网络资源占用。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种状态信息发布方法以及装置。
背景技术
现有技术中,网络中各节点通过可靠的冗余转发机制将自身的状态信息在全网泛洪,使得网络中运行同一协议的所有节点都能够获得全网的拓扑信息,并根据该拓扑信息进行一致的路由计算,产生无环的最优路由,从而指导数据转发。
然而,在节点较多且节点之间连通性较高的复杂网络中,使用该冗余转发机制将会存在大量的冗余报文在网络中发送,这样一来,即会占用较多的带宽资源,从而加重网络负载。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种状态信息发布方法以及装置来解决现有技术中使用该冗余转发机制导致网络中存在大量冗余报文的问题。
本发明提供一种状态信息发布方法,其中该方法包括:
接收邻居节点发送的状态信息;
若根据保存的各节点状态判断所述状态信息未发生变化,则根据预存的中继节点信息判断本地节点是否为所述邻居节点的中继节点;
在所述本地节点是所述邻居节点的中继节点时,根据所述预存的中继节点信息检查本地节点的邻居节点中是否有中继节点,若有,将所述状态信息转发至所述中继节点,其中,所述预存的中继节点信息包括根据预设选举算法从邻居节点集合中选举出的中继节点的信息。
本发明还提供一种状态信息发布装置,所述装置包括:
接收单元,用于接收邻居节点发送的状态信息;
判断单元,用于在根据保存的各节点状态判断所述状态信息未发生变化时,则根据预存的中继节点信息判断本地节点是否为所述邻居节点的中继节点;
发送单元,用于在所述本地节点是所述邻居节点的中继节点时,根据所述预存的中继节点信息检查本地节点的邻居节点中是否有中继节点,若有,将所述状态信息转发至所述中继节点,其中,所述预存的中继节点信息包括根据预设选举算法从邻居节点集合中选举出的中继节点的信息。
本发明提供了一种状态信息发布方法以及装置,在接收到邻居节点发送的状态信息后,判断所述状态信息未发生变化时,将所述状态信息转发至预存的中继节点信息中的所有中继节点,有效避免了网络中出现大量的冗余报文,减少网络资源占用,进而大幅提高网络性能。
附图说明
图1是本发明实施例所应用的组网环境示意图;
图2是本发明实施例中状态信息发布方法流程示意图;
图3是本发明实施例中状态信息发布装置所在本地节点硬件架构示意图;
图4为本发明实施例中状态信息发布装置的逻辑结构示意图;
图5为本发明实施例中判断单元的逻辑结构示意图。
具体实施方式
在ISIS(Intermediate system to intermediate system,链路状态路由协议)、OSPF(Open Shortest Path First,开放式最短路径优先)以及EIGRP(Enhanced InteriorGateway Routing Protocol,增强内部网关路由协议)等IGP(InteriorGatewayProtocol,内部网关协议)路由中,均是由各节点通过可靠的冗余转发机制将自身的状态信息在全网泛洪,使得网络中运行同一协议的所有节点都能够获得全网的拓扑信息,并根据该拓扑信息进行一致的路由计算,产生无环的最优路由,从而指导数据转发。例如,运行了ISIS协议的网络中,可以通过LSP(Link State Protocol Data Unit,链路状态协议数据单元)将各节点的状态信息发送到ISIS路由域中所有节点上;运行了OSPF协议的网络中,可以通过LSA(Link State Advertisement,链路状态通告)将各节点的状态信息发送到OSPF路由域中所有节点上。从而根据各节点的状态信息进行一致的路由计算。但是在节点较多且节点之间连通性较高的复杂网络中,使用该冗余转发机制将会存在大量的冗余报文在网络中发送,这样一来,即会占用较多的带宽资源,从而加重网络负载。
为改善这种问题,IETF(Internet Engineering Task Force,互联网工程任务组)推出了RFC2973:IS-IS Mesh Groups(网状组织)的标准来解决该问题。通过用户将接口手动配置为属于某个Mesh Group,当接收到一个新的状态信息时,只把状态信息发送到属于其它Mesh Group的接口以及没有配置Mesh group的接口,而不会发送到属于同一个MeshGroup中的接口,从而减少网络中冗余报文的转发数量。然而,在实际应用中,该解决方案无法自动进行,要求用户对组网中的设备情况非常了解,并由用户对所有接口手工配置MeshGroup,一旦配置错误,节点的状态信息则无法在全网同步,从而导致路由计算错误,产生路由环路或计算的路由不可达。
有鉴于此,本发明提供一种状态信息发布方法来解决现有技术中遇到的问题。
本发明所提供的状态信息发布方法可应用于OSPF、EIGRP以及ISIS等IGP协议中,在本实施例中仅以ISIS协议为例进行进一步地描述,在OSPF或者EIGRP等其他IGP场景下其工作原理可与该描述相似,本发明不在一一赘述。
图1为本发明实施例所应用的组网环境示意图,包括多个节点(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7以及R8)。该组网中的R1为本地节点,R2、R3以及R4分别与本地节点R1互为邻居节点,R5、R6、R7以及R8分别与本地节点R1互为二跳节点,R5、R6以及R7又分别与R2互为邻居节点,R5以及R8分别与R3互为邻居节点,R6、R7以及R8分别与R4互为邻居节点。其中,该邻居节点为本地节点的直连邻居节点,即两个节点通过一个接口直接相连;该二跳节点为本地节点的邻居节点的邻居节点,但不是本地节点。
本发明状态信息发布方法的处理流程如图2所示,该方法具体可以应用在网络中任意一台可接收状态信息的节点上,本发明以应用于本地节点R1为例说明,可以包括以下步骤:
步骤201,接收邻居节点发送的状态信息;
在运行了ISIS协议的网络中,各节点可以通过向邻居节点发送具有自身状态的状态信息(LSP)来通告自身的状态以及状态的改变。该LSP中包括发送LSP的节点的节点标识(ISIS Router ID),序列号、校验和以及该节点的最新状态等。各节点在接收到邻居节点发布的LSP后,会将该节点的LSP保存至各节点状态中,同时将接收的LSP向组网中的其他节点进一步扩散。在各节点获取了全网节点的LSP后,可以根据各节点的LSP建立邻居关系,并进行拓扑计算。
在根据收集的各节点LSP建立邻居关系之后,说明组网中各节点的LSP已同步完成,在后续再次接收到邻居节点发送的LSP时,获取该LSP的节点标识以及校验和,并检查预存的各节点状态中与所述节点标识对应的校验和是否一致,若一致,可以确定所述状态信息未发生变化,否则,可以确定所述状态信息发生变化。
若在预设时长内接收到的LSP均未发生变化,可以确定当前组网环境处于稳定状态,那么根据预设选举算法从邻居节点集合中选举出中继节点(RIS,Relay IntermediateSystem,转发中继中间系统);若在预设时长内接收到的LSP发生变化,说明当前组网环境处于不稳定状态,那么,并不在当前选举RIS,而是在等待所述组网环境处于稳定状态时,再进行RIS的选举。
具体地,根据预设选举算法从邻居节点集合中选举出RIS可以为以下步骤:
首先,遍历组网的拓扑图中与自身直连的所有邻居节点,并分别以这些邻居节点为根节点,分别检查所述本地节点经由所述根节点可到达的二跳节点中,排除所有RIS后的二跳节点集合是否为空,若不为空,排除本地节点的邻居节点集合中的RIS后,得到所述邻居节点集合中的其他邻居节点集合;
之后,遍历所述其他邻居节点集合中的其他邻居节点,分别计算出从所述本地节点经由所述其他邻居节点能到达的二跳节点集合内的二跳节点数量,所述二跳节点数量作为第一数量;
接着,检查所述二跳节点集合中是否有从所述本地节点可经过任意中继节点到达的二跳节点,若有,将所述二跳节点集合中排除所述可经过任意中继节点到达的二跳节点后,得到剩余的二跳节点组成的二跳节点集合,将所述剩余的二跳节点集合中的二跳节点数量作为第二数量;若无,将所述第一数量作为第二数量;
根据以下至少一个条件从所述其他邻居节点集合中选取出中继节点:
选取具有可到达所述二跳节点的第二数量最多的邻居节点;
选取具有可到达所述二跳节点的第一数量最多的邻居节点;
选取所述其他邻居节点集合中系统System ID最大的邻居节点。
以下将所述第一数量为D(X,Y),第二数量为R(X,Y),并结合图1对上述根据预设选举算法从邻居节点集合中选举出中继节点进一步描述。
在初始状态下,组网中并未进行RIS的选举,因此在检查本地节点R1的二跳节点集合时,其中并无RIS。那么,遍历组网的拓扑图中与自身直连的所有邻居节点,并分别以这些邻居节点为根节点,在排除所有为RIS的二跳节点后所组成的集合为{R5、R6、R7以及R8},即不为空。同样,在排除R1的邻居节点集合{R2、R3以及R4}中的RIS(无)后,得到所述邻居节点集合中的其他邻居节点集合仍为{R2、R3以及R4}。
之后,遍历所述其他邻居节点集合中的其他邻居节点,分别计算出从所述本地节点R1经由邻居节点能到达的二跳节点集合数量D(X,Y)。其中,X为本地节点,Y为本地节点到达二跳节点所经过的邻居节点。
例如,首先计算出从所述本地节点R1经由邻居节点R2能到达的二跳节点集合数量D(R1,R2),即:
D(R1,R2)=3,所述能到达的二跳节点集合为{R5、R6、R7};
计算出从所述本地节点R1经由邻居节点R3能到达的二跳节点集合数量D(R1,R3),即:
D(R1,R3)=2,所述能到达的二跳节点集合为{R5、R8};
计算出从所述本地节点R1经由邻居节点R4能到达的二跳节点集合数量D(R1,R4),即:
D(R1,R4)=3,所述能到达的二跳节点集合为{R6、R7、R8}。
然后,检查所述二跳节点集合{R5、R6、R7、R8}中是否有从所述本地节点R1可经过任意中继节点到达的二跳节点,如图1所示,R1可分别经过R2、R3、R4到达R5、R6、R7、R8,其中R2、R3、R4均不是中继节点,因此可以将所述本地节点R1经由邻居节点R2、R3以及R4能到达的二跳节点集合数量D(X,Y)分别作为R(X,Y),即:
R(R1,R2)=3;{R5、R6、R7}
R(R1,R3)=2;{R5、R8}
R(R1,R4)=3;{R6、R7、R8}
最后,可以根据以下条件的顺序从所述其他邻居节点集合中选取出中继节点:
选取具有可到达所述二跳节点的R(X,Y)最多的邻居节点;
选取具有可到达所述二跳节点的D(X,Y)最多的邻居节点;
选取所述其他邻居节点集合中系统System ID最大的邻居节点。
例如,首先从邻居节点集合{R2、R3、R4}中选取具有可到达所述二跳节点的R(X,Y)最多的邻居节点,即R(X,Y)为3的R2以及R4,由于R2以及R4的R(X,Y)一致,则进一步从R2、R4中选取具有可到达所述二跳节点的D(X,Y)最多的邻居节点,仍为R2以及R4,那么进一步从R2、R4中选取System ID最大的邻居节点。假设R2的System ID数值最大,则选取R2作为R1的RIS,并将R2保存至本地节点的中继节点信息中。
需要说明的是,本发明对上述选举RIS的条件内容以及顺序并无具体限定,实际应用中,可以根据需要以任何顺序选取RIS。
在将R2选举为RIS后,需要对R1的其他邻居节点集合中的其他邻居节点进行另一轮地选举,直到R1的二跳节点中排除所有RIS的二跳节点集合为空,或者从本地节点可经过任意RIS到达该二跳节点集合中的二跳节点时,结束本次选举。
在本实施例中,由于不满足上述结束选举的条件,因此需要进行另一轮地选举。仍然首先检查R1的二跳节点中排除所有RIS的二跳节点集合是否为空。由于R5、R6、R7以及R8均不是RIS,因此该二跳节点集合仍不为空,那么在排除本地节点的邻居节点集合中的RIS(R2)后,得到所述邻居节点集合中的其他邻居节点集合{R3、R4}。
之后,分别计算出从所述本地节点R1经由邻居节点R3以及R4能到达的二跳节点集合数量D(R1,R3)以及D(R1,R4),即:
D(R1,R3)=2;{R5、R8}
D(R1,R4)=3;{R6、R7、R8}
然后,检查所述二跳节点集合{R5、R6、R7、R8}中是否有从所述本地节点R1可经过任意RIS到达的二跳节点。如图1所示,R1可分别经过R2、R3、R4到达R5、R6、R7,其中R2是中继节点,R1可经过R2到达R5、R6、R7,因此将所述二跳节点集合中排除所述可经过任意RIS到达的二跳节点后,得到的二跳节点集合数量R(X,Y)为:
R(R1,R3)=1;{R8}
R(R1,R4)=1;{R8}
最后,再次跟进上述选举条件从R3以及R4中选取出中继节点。由于R3以及R4具有相同的R(X,Y)“1”,因此,进一步选取D(X,Y)最大的R4作为RIS,并将R4保存至本地节点的中继节点信息中,同时将自身的中继节点信息广播至其他邻居节点。
在将R4选举为RIS后,由于从本地节点R1可经过任意RIS(R2或者R3)到达该二跳节点集合中的二跳节点R5、R6、R7、R8,因此满足结束选举的条件,结束对R1的RIS的选举,之后将自身的中继节点信息广播至其他邻居节点。值得一提的是,组网中的其他各节点在选举RIS时均可使用上述选举算法来选举RIS,在此不再一一列举。
步骤202,若根据保存的各节点状态判断所述状态信息未发生变化,则根据预存的中继节点信息判断本地节点是否为所述邻居节点的中继节点;
本发明实施例中,根据上述选举算法选举出RIS后,在本地节点接收到邻居节点发送的LSP时,首先根据该LSP的节点标识以及校验和,判断该LSP的内容是否发生变化,若变化,说明是发送该LSP的节点状态发生变化,则仍要按照ISIS协议标准将该LSP进行泛洪。
若根据该LSP的节点标识以及校验和,判断该LSP的内容未变化,则进一步根据预存的中继节点信息(包括本地节点的中继节点信息和邻居节点的中继节点信息)判断本地节点是否为发送LSP的邻居节点的RIS,若根据预存的中继节点信息判断本地节点不是发送LSP的邻居节点的RIS,那么说明本地节点接收的LSP不需要再次进行转发。
步骤203,在所述本地节点是所述邻居节点的中继节点时,根据所述预存的中继节点信息检查本地节点的邻居节点中是否有中继节点,若有,将所述状态信息转发至所述中继节点。
在根据预存的中继节点信息判断本地节点为发送LSP的邻居节点的RIS时,根据预存的中继节点信息检查邻居节点(除发送该LSP的邻居节点)中是否有RIS。并在邻居节点中有本地节点的RIS时,将接收的LSP仅发送至邻居节点中的RIS,进而由邻居节点中的RIS根据上述转发流程将接收的LSP在组网中进行扩散,从而有效减少了冗余报文的数量。然而,若邻居节点中没有本地节点的RIS,那么仍要按照ISIS协议标准将该LSP进行泛洪。
进一步地,在后续的业务转发过程中,若根据自身保存的各节点状态判断接收的LSP发生变化,说明组网拓扑可能发生变化或者节点状态发生变化,例如节点增加或者节点减少等,那么也要相应地重新选举RIS。在选举RIS时,仍要在预设时长内接收到的状态信息均未发生变化的稳定状态下,按照上述选举算法选举RIS,在此不再赘述。
综上所述,本发明在接收到邻居节点发送的LSP后,判断所述状态信息未发生变化时,并不将各节点定期发送的LSP在组网中泛洪,而是将所述LSP转发至邻居节点中的中继节点,保证了由中继节点将LSP在全网中同步的同时,还有效避免了网络中出现大量的冗余报文的情况。
请参考图3,为本发明状态信息发布装置所在本地设备的硬件架构示意图,其基本硬件环境包括CPU、内存、转发芯片、非易失性存储器以及其他硬件。图4为该状态信息发布装置的逻辑结构示意图,其从本质上说是一个逻辑装置。在本实施方式中,以软件实现为例,该状态信息发布装置在逻辑层面上可以包括:接收单元401、判断单元402以及发送单元403。其中:
接收单元401,用于接收邻居节点发送的状态信息;
判断单元402,用于在根据保存的各节点状态判断所述状态信息未发生变化时,则根据预存的中继节点信息判断本地节点是否为所述邻居节点的中继节点;
发送单元403,在所述本地节点是所述邻居节点的中继节点时,根据所述预存的中继节点信息检查本地节点的邻居节点中是否有中继节点,若有,将所述状态信息转发至所述中继节点,其中,所述预存的中继节点信息包括根据预设选举算法从邻居节点集合中选举出的中继节点的信息;所述发送单元403,还用于在根据保存的各节点状态判断所述状态信息发生变化,或者根据所述预存的中继节点信息检查本地节点的邻居节点中没有中继节点时,将所述状态信息进行泛洪。
进一步地,该装置还可以包括:选举单元404,选举单元404用于根据保存的各节点状态判断所述状态信息后,若在预设时长内根据保存的各节点状态判断接收到的状态信息均未发生变化,则根据所述预设选举算法从邻居节点集合中选举出中继节点。
请参考图5,图4中的判断单元402具体可以包括获取子单元4021以及检查子单元4022,其中:获取子单元4021,用于获取所述状态信息中的节点标识以及校验和;检查子单元4022,用于检查所述保存的各节点状态中与所述节点标识对应的校验和是否一致,若一致,判断所述状态信息未发生变化,否则,判断所述状态信息发生变化。
进一步地,所述预设选举算法具体为:
遍历所述其他邻居节点集合中的其他邻居节点,分别计算出从所述本地节点经由所述其他邻居节点能到达的二跳节点集合内的二跳节点数量,所述二跳节点数量作为第一数量;
检查所述二跳节点集合中是否有从所述本地节点可经过任意中继节点到达的二跳节点,若有,将所述二跳节点集合中排除所述可经过任意中继节点到达的二跳节点后,得到剩余的二跳节点组成的二跳节点集合,将所述剩余的二跳节点集合中的二跳节点数量作为第二数量;若无,将所述第一数量作为第二数量;
根据以下至少一个条件从所述其他邻居节点集合中选取出中继节点:
选取具有可到达所述二跳节点的第二数量最多的邻居节点;
选取具有可到达所述二跳节点的第一数量最多的邻居节点;
选取所述其他邻居节点集合中系统System ID最大的邻居节点。
从以上各种方法和装置的实施方式中可以看出,本发明与现有技术相比,在IGP协议标准的状态信息转发机制中引入了转发RIS的机制,自动选举RIS,在发布状态信息时,并不将各节点定期发送的状态信息盲目地在组网中泛洪,而是仅将LSP发送至选举出的RIS,在保证了由中继节点将LSP在全网中同步的同时,还有效避免了网络中出现大量的冗余报文的情况,由此,本发明可大幅减少网络资源占用,从而提高网络性能,特别是对大而密集型的网络尤为适用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种状态信息发布方法,其特征在于,所述方法包括:
接收邻居节点发送的状态信息;
若根据保存的各节点状态判断所述状态信息未发生变化,则根据预存的中继节点信息判断本地节点是否为所述邻居节点的中继节点;
在所述本地节点是所述邻居节点的中继节点时,根据所述预存的中继节点信息检查本地节点的邻居节点中是否有中继节点,若有,将所述状态信息转发至所述中继节点,其中,所述预存的中继节点信息包括根据预设选举算法从邻居节点集合中选举出的中继节点的信息;
所述预设选举算法具体为:检查所述本地节点的二跳节点中,排除所有为中继节点后的二跳节点集合是否为空,若不为空,排除本地节点的邻居节点集合中的中继节点后,得到所述邻居节点集合中的其他邻居节点集合;遍历所述其他邻居节点集合中的其他邻居节点,分别计算出从所述本地节点经由所述其他邻居节点能到达的二跳节点集合内的二跳节点数量,所述二跳节点数量作为第一数量;检查所述二跳节点集合中是否有从所述本地节点可经过任意中继节点到达的二跳节点,若有,将所述二跳节点集合中排除所述可经过任意中继节点到达的二跳节点后,得到剩余的二跳节点组成的二跳节点集合,将所述剩余的二跳节点数量作为第二数量;若无,将所述第一数量作为第二数量;根据以下至少一个条件从所述其他邻居节点集合中选取出中继节点:选取具有可到达所述二跳节点的第二数量最多的邻居节点;选取具有可到达所述二跳节点的第一数量最多的邻居节点;选取所述其他邻居节点集合中系统System ID最大的邻居节点。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过下述方法判断所述状态信息是否发生变化:
获取所述状态信息中的节点标识以及校验和;
检查所述保存的各节点状态中与所述节点标识对应的校验和是否一致,若一致,判断所述状态信息未发生变化,否则,判断所述状态信息发生变化。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在根据保存的各节点状态判断所述状态信息发生变化后,若在预设时长内根据保存的各节点状态判断接收到的状态信息均未发生变化,则根据所述预设选举算法从邻居节点集合中选举出中继节点。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若有以下任意一种情形,将所述状态信息进行泛洪:
根据保存的各节点状态判断所述状态信息发生变化;
根据所述预存的中继节点信息检查本地节点的邻居节点中没有中继节点。
5.一种状态信息发布装置,其特征在于,所述装置包括:
接收单元,用于接收邻居节点发送的状态信息;
判断单元,用于在根据保存的各节点状态判断所述状态信息未发生变化时,则根据预存的中继节点信息判断本地节点是否为所述邻居节点的中继节点;
发送单元,用于在所述本地节点是所述邻居节点的中继节点时,根据所述预存的中继节点信息检查本地节点的邻居节点中是否有中继节点,若有,将所述状态信息转发至所述中继节点,其中,所述预存的中继节点信息包括根据预设选举算法从邻居节点集合中选举出的中继节点的信息;
所述预设选举算法具体为:检查所述本地节点的二跳节点中,排除所有为中继节点后的二跳节点集合是否为空,若不为空,排除本地节点的邻居节点集合中的中继节点后,得到所述邻居节点集合中的其他邻居节点集合;遍历所述其他邻居节点集合中的其他邻居节点,分别计算出从所述本地节点经由所述其他邻居节点能到达的二跳节点集合内的二跳节点数量,所述二跳节点数量作为第一数量;检查所述二跳节点集合中是否有从所述本地节点可经过任意中继节点到达的二跳节点,若有,将所述二跳节点集合中排除所述可经过任意中继节点到达的二跳节点后,得到剩余的二跳节点组成的二跳节点集合,将所述剩余的二跳节点数量作为第二数量;若无,将所述第一数量作为第二数量;根据以下至少一个条件从所述其他邻居节点集合中选取出中继节点:选取具有可到达所述二跳节点的第二数量最多的邻居节点;选取具有可到达所述二跳节点的第一数量最多的邻居节点;选取所述其他邻居节点集合中系统System ID最大的邻居节点。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述判断单元具体包括:
获取子单元,用于获取所述状态信息中的节点标识以及校验和;
检查子单元,用于检查所述保存的各节点状态中与所述节点标识对应的校验和是否一致,若一致,判断所述状态信息未发生变化,否则,判断所述状态信息发生变化。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
选举单元,用于在根据保存的各节点状态判断所述状态信息发生变化时,若在预设时长内根据保存的各节点状态判断接收到的状态信息均未发生变化,则根据所述预设选举算法从邻居节点集合中选举出中继节点。
8.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述发送单元,还用于在根据保存的各节点状态判断所述状态信息发生变化,或者根据所述预存的中继节点信息检查本地节点的邻居节点中没有中继节点时,将所述状态信息进行泛洪。
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