CN105530185B - 覆盖路由网络、基于覆盖路由网络的路由方法及路由器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种覆盖路由网络、基于覆盖路由网络的路由方法及路由器，其在将请求数据包转发至目的主机之前，将请求数据包的源地址修改为最后一个转发该请求数据包的路由节点的IP地址，使得目的主机生成的响应数据包的目的地址也为该路由节点的IP地址，从而该响应数据包可以通过该路由节点进入覆盖路由网络；相应的，在接收到来自目的主机的响应数据包时，根据对应的源地址修改记录，将该响应数据包的目的地址修改为其实际需要到达的用户主机的IP地址，使得该响应数据包可以通过覆盖路由网络转发至该用户主机。本申请实施例可以将公共主机发送的响应数据包引入覆盖路由网络，提高个人主机与公共主机之间的通信效率，提高覆盖路由网络的利用率。

Description

覆盖路由网络、基于覆盖路由网络的路由方法及路由器

技术领域

本申请涉及网络控制技术领域，尤其涉及一种覆盖路由网络、基于覆盖路由网络的路由方法及路由器。

背景技术

路由，是指路由器从一个接口上收到数据包后，根据该数据包的目的地址进行定向，并将该数据包转发到目的地址对应的另一个接口的过程，也即数据的转发或传输过程。覆盖路由网络，是指以底层网络为基础，在其上构建的一种应用层虚拟网络系统，如对等(peer-to-peer，P2P)网络，虚拟专用网络(Virtual Private Network，VPN)等。通过在底层网络中部署若干个路由节点(即路由器)，各个路由节点运行相同的路由器软件，路由节点之间通过底层网络连接，即可以形成覆盖路由网络；通过底层网络连接的两个路由节点互为邻居路由节点，两个邻居路由节点之间通过底层网络建立的通路称为虚链路。

覆盖路由网络中，从一个路由节点到另一个路由节点的路由路径可以有多条。任意一个路由节点在接收到数据包后，可以根据该数据包的目的地址进行定向，从而确定对应的目的路由节点，进而根据覆盖路由网络的状态信息确定到达该目的路由节点的多条路由路径中传输性能最优的一条，通过该传输性能最优的路由路径执行对该数据包的转发服务；如果数据包转发过程中，底层网络的某个区域出现故障，则相关路由节点在确定最优路由路径时，可以自动排除所有经过该故障区域的路由路径，从而成功完成对数据包的转发服务。因此，相对于底层网络，覆盖路由网络可以提高端到端的传输性能，如减小丢包率、减小传输延迟等，也即提高数据传输效率。

对于个人主机而言，可以根据对应的个人用户的实际应用需求设置其网关，使得该个人主机发送的数据包全部通过该网关对应的网络系统执行转发服务；故，如果个人用户欲使用覆盖路由网络，只需将其个人主机的网关设置为覆盖路由网络中一个路由节点(通常为距离该用户主机最近的路由节点)的IP地址即可。但是对于公共主机而言，由于其通信对象不仅局限于一个网络系统，故公共主机的网关不能随意更改，一般固定为底层网络接口的IP地址，因此，当接入覆盖路由网络的个人主机与公共主机通信时，个人主机生成的请求数据包可以通过覆盖路由网络转发至公共主机，但公共主机生成的上述请求数据包对应的响应数据包只能通过其网关对应的底层网络发送至个人主机，限制了个人主机与公共主机之间的通信效率，覆盖路由网络不能得到充分利用。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种。

本申请第一方面提供一种基于覆盖路由网络的路由方法；该路由方法包括：

在覆盖路由网络中的第一路由节点接收到待转发数据包后，获取所述待转发数据包的目的地址，并判断获取到的目的地址是否为所述第一路由节点的IP地址；

如果获取到的目的地址是所述第一路由节点的IP地址，则判断所述待转发数据包的来源地是否为所述第一路由节点的第一邻居路由节点；

如果所述待转发数据包的来源地不是所述第一邻居路由节点，则查询网络地址转换表，得到与所述第一路由节点的IP地址对应的第一用户主机的IP地址；

将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址，并根据修改后的目的地址确定所述待转发数据包的最优路由路径；

如果获取到的目的地址不是所述第一路由节点的IP地址，则直接根据所述获取到的目的地址确定所述最优路由路径；

在所述最优路由路径确定后，根据所述最优路由路径判断所述待转发数据包下一跳的目的地是否为所述第一路由节点的第二邻居路由节点；

如果所述待转发数据包下一跳的目的地不是所述第二邻居路由节点，则判断所述待转发数据包是否为请求数据包；

如果所述待转发数据包是请求数据包，则将所述待转发数据包的源地址由第二用户主机的IP地址修改为所述第一路由节点的IP地址，将本次源地址修改记录存储至所述网络地址转换表，并将源地址修改后的待转发数据包转发至目的主机，使得所述目的主机将所述第一路由节点的IP地址作为对应的响应数据包的目的地址，并将所述对应的响应数据包发送至所述第一路由节点。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实施方式中，所述路由方法还包括：

如果所述待转发数据包下一跳的目的地是所述第二邻居路由节点，则为所述待转发数据包添加辅助IP头，并通过IPIP隧道将添加有辅助IP头的待转发数据包转发至所述第二邻居路由节点；

其中，所述辅助IP头用于记录所述待转发数据包下一跳的源地址为所述第一路由节点的IP地址，且所述待转发数据包下一跳的目的地址为所述第二邻居路由节点的IP地址。

结合第一方面第一种可能的实施方式，在第一方面第二种可能的实施方式中，所述路由方法还包括：

如果所述待转发数据包的来源地是所述第一邻居路由节点，则删除所述待转发数据包中的辅助IP头；

重新获取删除辅助IP头后的待转发数据的目的地址；

根据重新获取到的目的地址确定所述最优路由路径。

结合第一方面第一种可能的实施方式，或者第一方面第二种可能的实施方式，在第一方面第三种可能的实施方式中，判断所述待转发数据包的来源地是否为所述第一路由节点的第一邻居路由节点，包括：

判断所述待转发数据包是否通过所述IPIP隧道转发至所述第一路由节点，如果是，则判定所述待转发数据包的来源地是所述第一邻居路由节点，否则判定所述待转发数据包的来源地不是所述第一邻居路由节点。

结合第一方面，在第一方面第四种可能的实施方式中，所述路由方法还包括：

在将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址的同时，在所述待转发数据包中设置目的地址修改标记。

结合第一方面第四种可能的实施方式，在第一方面第五种可能的实施方式中，判断所述待转发数据包是否为请求数据包，包括：

判断所述待转发数据包中是否存在目的地址修改标记，如果存在，则判定所述待转发数据包为响应数据包，否则判定所述待转发数据包为请求数据包。

结合第一方面，在第一方面第六种可能的实施方式中，所述路由方法还包括：

通过所述第一路由节点与各个邻居路由节点之间的TCP长连接，接收对应的邻居路由节点的路由表信息；

根据接收到的路由表信息更新所述第一路由节点的路由表，以便在需要所述第一路由节点执行转发服务时，在所述第一路由节点的路由表中查找到达所述待转发数据包的目的地址的最优路由路径。

本申请第二方面提供一种路由器；该路由器应用于覆盖路由网络，包括：获取单元、第一判断单元、第一确定单元、第二判断单元、目的地址转换单元、第二确定单元、第三判断单元、第四判断单元、源地址转换单元和第一转发单元；

其中，所述获取单元，用于在所述路由器接收到待转发数据包后，获取所述待转发数据包的目的地址；

所述第一判断单元，用于判断所述第一获取单元获取到的目的地址是否为所述路由器的IP地址，如果是，则触发所述最优路径确定单元，否则触发所述第四判断单元；

所述第一确定单元，用于在被触发后，根据获取到的目的地址确定最优路由路径；

所述第二判断单元，用于在被触发后，判断所述待转发数据包的来源地是否为所述路由器所在路由节点的第一邻居路由节点；

所述目的地址转换单元，用于在所述待转发数据包的来源地不是所述第一邻居路由节点时，查询网络地址转换表，得到与所述路由器的IP地址对应的第一用户主机的IP地址，并将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址；

所述第二确定单元，用于根据修改后的目的地址确定所述待转发数据包的最优路由路径；

所述第三判断单元，用于根据所述最优路由路径判断所述待转发数据包下一跳的目的地是否为所述路由器所在路由节点的第二邻居路由节点；

所述第四判断单元，用于在所述待转发数据包下一跳的目的地不是所述第二邻居路由节点时，判断所述待转发数据包是否为请求数据包；

所述源地址转换单元，用于在所述待转发数据包是请求数据包时，将所述待转发数据包的源地址由第二用户主机的IP地址修改为所述路由器的IP地址，并将本次源地址修改记录存储至所述网络地址转换表；

所述第一转发单元，用于将源地址修改后的待转发数据包转发至目的主机，使得所述目的主机将所述第一路由节点的IP地址作为对应的响应数据包的目的地址，并将所述对应的响应数据包发送至所述第一路由节点。

结合第二方面，在第二方面第一种可能的实施方式中，所述路由器还包括：

第二转发单元，用于在所述待转发数据包下一跳的目的地是所述第二邻居路由节点时，为所述待转发数据包添加辅助IP头，并通过IPIP隧道将添加有辅助IP头的待转发数据包转发至所述第二邻居路由节点；

其中，所述辅助IP头用于记录所述待转发数据包下一跳的源地址为所述第一路由节点的IP地址，且所述待转发数据包下一跳的目的地址为所述第二邻居路由节点的IP地址。

结合第二方面第一种可能的实施方式，在第二方面第二种可能的实施方式中，所述路由器还包括：

第三确定单元，用于在所述待转发数据包的来源地是所述第一邻居路由节点，则删除所述待转发数据包中的辅助IP头，重新获取删除辅助IP头后的待转发数据的目的地址，并根据重新获取到的目的地址确定所述最优路由路径。

结合第二方面，在第二方面第三种可能的实施方式中，所述路由器还包括：

修改标记单元，用于在将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址的同时，在所述待转发数据包中设置目的地址修改标记。

结合第二方面，在第二方面第四种可能的实施方式中，所述路由器还包括：

路由表更新单元，用于通过所述第一路由节点与各个邻居路由节点之间的TCP长连接，接收对应的邻居路由节点的路由表信息，并根据接收到的路由表信息更新所述第一路由节点的路由表，以便在需要所述第一路由节点执行转发服务时，在所述第一路由节点的路由表中查找到达所述待转发数据包的目的地址的最优路由路径。

本申请第三方面提供一种覆盖路由网络；该覆盖路由网络包括若干个路由节点，每个路由节点分别被配置为：

在接收到待转发数据包后，获取所述待转发数据包的目的地址，并判断获取到的目的地址是否为本路由节点的IP地址；

如果获取到的目的地址是本路由节点的IP地址，则判断所述待转发数据包的来源地是否为本路由节点的第一邻居路由节点；

如果所述待转发数据包的来源地不是所述第一邻居路由节点，则查询网络地址转换表，得到与本路由节点的IP地址对应的第一用户主机的IP地址；

将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址，并根据修改后的目的地址确定所述待转发数据包的最优路由路径；

如果获取到的目的地址不是本路由节点的IP地址，则直接根据所述获取到的目的地址确定所述最优路由路径；

在所述最优路由路径确定后，根据所述最优路由路径判断所述待转发数据包下一跳的目的地是否为本路由节点的第二邻居路由节点；

如果所述待转发数据包下一跳的目的地不是所述第二邻居路由节点，则判断所述待转发数据包是否为请求数据包；

如果所述待转发数据包是请求数据包，则将所述待转发数据包的源地址由第二用户主机的IP地址修改为本路由节点的IP地址，将本次源地址修改记录存储至所述网络地址转换表，并将源地址修改后的待转发数据包转发至目的主机，使得所述目的主机将本路由节点的IP地址作为对应的响应数据包的目的地址，并将所述对应的响应数据包发送至本路由节点。

本申请的实施例提供的技术方案，在将请求数据包转发至目的主机之前，先将请求数据包的源地址修改为最后一个转发该请求数据包的路由节点的IP地址，使得目的主机生成的响应数据包的目的地址也相应修改为最后一个转发该请求数据包的路由节点的IP地址，从而该响应数据包可以通过该路由节点进入覆盖路由网络，并通过覆盖路由网络将其转发至对应的用户主机；相应的，在接收到来自目的主机的响应数据包时，查找对应的请求数据包的源地址修改记录，确定该响应数据包的实际目的地址，即发送对应的请求数据包的用户主机的IP地址，将该响应数据包的目的地址修改为上述实际目的地址，使得该响应数据包被准确转发至该用户主机。因此，本申请提供的技术方案可以在不改变目的主机的网关的前提下，将响应数据包引入覆盖路由网络，提高个人主机与公共主机之间的通信效率，提高端到端的传输性能，提高覆盖路由网络的利用率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于覆盖路由网络的路由方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的路由方法的应用场景示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的路由方法中涉及的数据包格式的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的另一种基于覆盖路由网络的路由方法的流程图。

图5是根据一示例性实施例示出的添加有辅助IP头的数据包格式的示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的路由方法中确定最优路由路径的方法流程图。

图7是根据一示例性实施例示出的一种路由器的框图。

图8是根据一示例性实施例示出的另一种路由器的框图。

图9是根据一示例性实施例示出的又一种路由器的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于覆盖路由网络的路由方法基于覆盖路由网络的路由方法的流程图，如图1所示，该路由方法包括以下步骤。

S11、在覆盖路由网络中的第一路由节点接收到待转发数据包后，获取所述待转发数据包的目的地址。

本申请实施例以某一个路由节点对接收到的数据包的处理、转发过程为例，为便于描述，将该路由节点命名为第一路由节点；需要说明的是，覆盖路由网络中的任一个路由节点都可以作为上述第一路由节点，执行本申请实施例所述的路由方法，实现对任意数据包的转发服务。

S12、判断所述待转发数据包的目的地址是否为所述第一路由节点的IP地址，如果是，则执行步骤S13，否则执行步骤S15。

S13、在获取到的目的地址是所述第一路由节点的IP地址，且所述待转发数据包的来源地不是所述第一路由节点的第一邻居路由节点时，查询网络地址转换表，得到与所述第一路由节点的IP地址对应的第一用户主机的IP地址。

如果获取到的目的地址是所述第一路由节点的IP地址，且所述待转发数据包的来源地不是所述第一路由节点的第一邻居路由节点，则可以确定待转发数据包为由某一主机发送来的响应数据包，且第一路由节点为覆盖路由网络中第一个接收到该响应数据包的路由节点。

S14、将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址，根据修改后的目的地址确定所述待转发数据包的最优路由路径，并执行步骤S16。

S15、直接根据所述获取到的目的地址确定所述最优路由路径，并执行步骤S16。

S16、如果根据所述最优路由路径判定所述待转发数据包下一跳的目的地不是所述第一路由节点的第二邻居路由节点，则判断所述待转发数据包是否为请求数据包，如果是请求数据包，则执行步骤S17，否则执行步骤S18。

如果所述待转发数据包下一跳的目的地不是所述第一路由节点的第二邻居路由节点，即下一跳的目的地址必定为某一用户主机，说明第一路由节点为覆盖路由网络中转发该待转发数据包的最后一个路由节点。

S17、在步骤S16判定所述待转发数据包是请求数据包时，将所述待转发数据包的源地址由第二用户主机的IP地址修改为所述第一路由节点的IP地址，将本次源地址修改记录存储至所述网络地址转换表，并执行步骤S18。

S18、将待转发数据包转发至目的主机。

根据步骤S16的判断结果，如果待转发数据包是响应数据包，则直接执行步骤S18，将该响应数据包转发至目的主机；如果待转发数据包是请求数据包，则先执行步骤S17，修改该请求数据包的源地址，再执行步骤S18，将源地址修改后的请求数据包转发至目的主机。

相关技术中，目的主机通常将接收到的请求数据包的源地址作为对应的响应数据包的目的地址，以保证该响应数据包准确反馈至发送该请求数据包的设备。有鉴于此，本申请实施例通过修改数据包的源地址或目的地址，使得响应数据包能被覆盖路由网络中的路由节点接收，实现通过覆盖路由网络转发响应数据包。下面结合图2和图3对上述路由方法进行详细阐述。

图2为本申请实施例的一种应用场景示意图，图3为本申请实施例中相关数据包格式的示意图。如图2所示，个人主机21(IP地址为D₁)的网关为覆盖路由网络中路由节点11的IP地址，即D₃；覆盖路由网络中的路由节点12的IP地址为D₄；公共主机22的IP地址为D₂。个人主机21欲向公共主机22发送一个请求，则个人主机21生成相应的请求数据包Q，Q中除了相应的请求信息外，还包括一个IP头，IP头中记录了该数据包的源地址为D₁，目的地址为D₂(如图3所示)；根据个人主机21的网关，Q首先发送至路由节点11，经过若干个路由节点的转发后，最终到达路由节点12(即路由节点12为转发Q的最后一个路由节点)。

此时，若采用现有路由方式，则路由节点12直接将Q转发至目的地址为D₂对应的公共主机22；公共主机22接收到Q后，根据Q中的源地址和目的地址，确定对应的响应数据包的原地址为D₂，目的地址为D₁，由于公共主机22的网关不指向覆盖路由网络的路由节点，故响应数据包不能到达覆盖路由网络，公共主机22只能通过底层网络将响应数据包转发至目的地址为D₁对应的个人主机21。

与上述现有路由方式不同，本申请实施例中，路由节点12在接收到Q，并通过相关信息判定Q为请求数据包且自身为转发Q的最后一个路由节点后，将Q的源地址由D₁改为D₄，得到修改后的请求数据包Q’(如图3所示)，将本次源地址修改记录存储于网络地址转换表中(如上述步骤S17)，并将修改后的数据包Q’转发至公共主机22。公共主机22接收到Q’后，对其进行处理并生成对应的响应数据包A；与Q类似的，A中除响应信息外，也包括一个用于记录A的源地址和目的地址的IP头，根据Q’的源地址和目的地址可以确定：A的IP头中，源地址为D₂，目的地址为D₄(如图3所示)。虽然公共主机22的网关可能不是覆盖路由网络中路由节点的IP地址，但是，由于A的目的地址设置为D₄，故A首先被发送至D₄对应的路由节点12；路由节点12接收到A后，通过查询网络地址转换表中的源地址修改记录，可以得到与自身对应的个人主机21的地址D₁，从而将A的目的地址由D₄修改为D₁，得到修改后的响应数据包A’(如图3所示)，并在后续转发过程中根据D₁确定修改后的A’的最优路由路径(如上述步骤S13和S14)，并根据该最优路由路径将A’准确转发至个人主机11，实现通过覆盖路由网络转发响应数据包。

由上述技术方案可知，本申请实施例在最后一个路由节点将请求数据包转发至目的主机之前，将请求数据包的源地址修改为最后一个转发该请求数据包的路由节点的IP地址，使得目的主机生成的响应数据包的目的地址也相应修改为最后一个转发该请求数据包的路由节点的IP地址，从而该响应数据包可以通过该路由节点进入覆盖路由网络，并通过覆盖路由网络将其转发至对应的用户主机。因此，本申请实施例可以在不改变目的主机的网关的前提下，将响应数据包引入覆盖路由网络，提高个人主机与公共主机之间的通信效率，提高端到端的传输性能，提高覆盖路由网络的利用率。

图4是根据另一示例性实施例示出的一种基于覆盖路由网络的路由方法基于覆盖路由网络的路由方法的流程图，如图4所示，该路由方法包括以下步骤。

S201、在覆盖路由网络中的第一路由节点接收到待转发数据包后，获取所述待转发数据包的目的地址。

S202、判断所述待转发数据包的目的地址是否为所述第一路由节点的IP地址，如果是，则执行步骤S203，否则执行步骤S206。

S203、判断所述待转发数据包的来源地是否为所述第一路由节点的第一邻居路由节点时，如果是，则执行步骤S204，否则执行步骤S205。

S204、删除所述待转发数据包中的辅助IP头，重新获取删除辅助IP头后的待转发数据的目的地址，并根据重新获取到的目的地址确定所述最优路由路径，并执行步骤S207。

S205、查询网络地址转换表，得到与所述第一路由节点的IP地址对应的第一用户主机的IP地址，将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址，根据修改后的目的地址确定所述待转发数据包的最优路由路径，并执行步骤S207。

S206、直接根据所述获取到的目的地址确定所述最优路由路径，并执行步骤S207。

S207、根据所述最优路由路径判断所述待转发数据包下一跳的目的地是否为所述第一路由节点的第二邻居路由节点，如果是，则执行步骤S208，否则执行步骤S209。

S208、为所述待转发数据包添加辅助IP头，并通过IPIP隧道将添加有辅助IP头的待转发数据包转发至所述第二邻居路由节点。

上述第二邻居路由节点以及路由路径中的所有路由节点，都可以在接收到待转发数据包后，相应执行上述步骤S201至S208，直至在判定下一跳的目的地不是当前路由节点的邻居路由节点时，执行步骤S209至S211，将待转发数据包成功转发至目的主机。

S209、判断所述待转发数据包是否为请求数据包，如果是请求数据包，则执行步骤S210，否则执行步骤S211。

S210、将所述待转发数据包的源地址由第二用户主机的IP地址修改为所述第一路由节点的IP地址，将本次源地址修改记录存储至所述网络地址转换表，并执行步骤S211。

S211、将待转发数据包转发至目的主机。

现有技术中，路由节点之间的数据包转发使用的传输协议为用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)，同时还需要在数据包中添加用于指示数据包转发路径的自定义协议数据，导致每个数据包中可以传输的有效用户数据减少。

而本申请实施例通过IPIP隧道实现两个路由节点之间的数据包转发，如图5所示的数据包格式示意图，本申请实施例中执行转发服务的路由节点在确定下一跳的目的路由节点后，在待转发数据包中原IP头之前添加一个辅助IP头；其中，原IP头用于记录待转发数据包的实际源地址和实际目的地址，辅助IP头用于记录下一跳的辅助源地址(即本路由节点的地址)和辅助目的地址(即下一跳的目的路由节点的地址)。在所述辅助目的地址对应的路由节点接收到该数据包后，该数据包中的辅助IP头失效，故将其删除，根据最优路由路径中确定的下一跳所要到达的路由节点的IP地址，生成并添加新的辅助IP头，实现对数据包的连续转发(如果下一跳的目的地是目的主机，则不需要通过IPIP隧道转发，故不用添加新的辅助IP头，直接将数据包通过底层网络转发至目的主机即可)。基于以上描述，如果上述第一路由节点接收到的待转发数据包是由其他路由节点转发来的，则在步骤S201中，首先获取到的目的地址为辅助IP头中记录的辅助目的地址，即第一路由节点的IP地址；因此，当在步骤S202中判定待转发数据包的目的地址是第一路由节点的IP地址时，仅可以确定该待转发数据包不是用户主机发送来的请求数据包，而不能确定其是响应数据包，还是其他路由节点转发来的带有辅助IP头的数据包；故执行步骤S203进一步判断待转发数据包的类型。

可见，本申请实施例不需要再数据包中添加自定义协议数据，而是添加一个辅助IP头；一个IP头仅占用20个字节，将自定义协议数据替换为辅助IP头，可以增加数据包中有效用户数据的携带量，在一定程度上提高数据传输效率。

基于上述实施例，步骤S203中判断所述待转发数据包的来源地是否为所述第一路由节点的第一邻居路由节点，可以为：

判断所述待转发数据包是否通过所述IPIP隧道转发至所述第一路由节点，如果是，则判定所述待转发数据包的来源地是所述第一邻居路由节点，否则判定所述待转发数据包的来源地不是所述第一邻居路由节点。

仍以图5为例，如果待转发数据包的来源地是所述第一邻居路由节点，说明待转发数据包是由第一邻居路由节点转发至第一路由节点的数据包，也说明该待转发数据包中存在辅助IP头，且步骤S201中获取到的目的地址为该辅助IP头中记录的辅助目的地址，根据辅助目的地址不能确定待转发数据包的路由路径；故执行步骤S204，删除该辅助IP头，再重新获取目的地址，则得到待转发数据包原IP头中记录的实际目的地址，并确定将待转发数据包转发到该实际目的地址的最优路由路径，进而执行步骤S207，根据下一跳的目的地确定转发方式。

如果待转发数据包的来源地不是第一邻居路由节点，说明待转发数据包是响应方主机发送来的响应数据包。根据步骤S210可知，第一路由节点作为覆盖路由网络中第一个接收到该响应数据包的路由节点，也应当是将该响应数据包对应的请求数据包转发至响应方主机的路由节点，且在转发该请求数据包前，第一路由节点将该请求数据包中的源地址由请求方主机的IP地址修改为第一路由节点的IP地址，从而使得响应方主机将第一路由节点的IP地址作为目的地址记录于该响应数据包的IP头中，进而使得该响应数据包通过第一路由节点进入覆盖路由网络。因此，第一路由节点在步骤S201中获取到的目的地址不是该响应数据包的实际目的地址，需要执行步骤S205，查找该响应数据包对应的请求数据包的源地址转换记录，得到响应数据包的实际目的地址，并将该响应数据包IP头中的目的地址修改为该实际目的地址，并在后续转发过程中根据该实际目的地址确定最优路由路径。

在本申请一个可行的实施例中，上述路由方法还可以包括以下步骤：

在将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址(对应上文步骤S14、S205)的同时，在所述待转发数据包中设置目的地址修改标记。

基于上述目的地址修改标记，上述实施例中判断所述待转发数据包是否为请求数据包(对应上文步骤S16、S209)，可以为：

判断所述待转发数据包中是否存在目的地址修改标记，如果存在，则判定所述待转发数据包为响应数据包，否则判定所述待转发数据包为请求数据包。

在本申请另一个可行的实施方式中，上述在所述待转发数据包中设置目的地址修改标记的方法可以为：

将所述待转发数据包原IP头中的服务类型(Type of Service，ToS)字段(又称标记字段)中的预留位置位。

ToS字段共占一个字节，其中前3位为IP优先级子字段；中间4位分别代表一种服务类型，包括最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用；最后一位为预留位，一般情况下为0。本申请实施例通过将ToS字段中最后一位设置为1，来表示该ToS字段对应的数据包的目的地址已被修改，也即表示该数据包为响应数据包。

在本申请其他可行的实施例中，还可以通过其他方式设置目的修改标记，如在响应数据包中添加一位标记位等，此处不再详述。

另外，与现有技术类似的，本申请实施例提供的路由方法，每个路由节点在确定最优路由路径时，也需要基于本路由节点的路由表；该路由表中记录了本路由节点达到其他路由节点的路径。因此，在路由节点在确定最优路由路径之前，先要确定本路由节点的路由表。现有技术中覆盖路由网络中的路由节点采用如下方法计算路由表：覆盖路由网络采用链路状态路由协议在邻居路由节点之间通过广播的形式传递链路状态信息(包括该链路中包含的邻居路由节点数量、邻居节点的身份标识符、延迟时间、丢包率、带宽等)；每个路由节点需要收集覆盖路由网络中所有路由节点的链路状态信息，再根据这些链路状态信息生成覆盖路由网络的网络拓扑结构，并基于该网络拓扑结构计算得到本路由节点的路由表。上述路由表计算方法最多支持几百个路由节点，限制了覆盖路由网络的规模。

参照图6，为消除路由表计算过程对覆盖路由网络规模的限制，本申请实施例采用如下方法确定待转发数据包的最优路由路径：

S31、通过所述第一路由节点与各个邻居路由节点之间的TCP长连接，接收对应的邻居路由节点的路由表信息。

S32、根据接收到的路由表信息更新所述第一路由节点的路由表。

S33、在需要所述第一路由节点执行转发服务时，在所述第一路由节点的路由表中查找到达所述待转发数据包的目的地址的最优路由路径。

上述第一路由节点可以为覆盖路由网络中的任意一个路由节点。每个路由节点与对应的邻居路由节点之间均建立TCP长连接，以便在本路由节点的路由表发生变化时(如增加或减少了一个邻居路由节点)，向邻居路由节点发送变化后的路由表信息，或者接收邻居路由节点发送的路由表信息。上述TCP长连接是指在采用TCP协议通信的两个对象之间建立的一种连接形式。

相对于现有技术采用链路状态路由协议的路由表计算方法，本申请实施例采用距离矢量路由协议，各个路由节点只需要根据邻居路由节点发送来的路由表信息及时更新本路由节点的路由表，不再需要收集其他路由节点的链路状态信息，也不再需要确定所在覆盖路由网络的网络拓扑结构；同时，在由于各种因素(如路由节点增加或减少、底层网络的某个区域出现故障)导致网络拓扑结构发生变化时，只需要相关路由节点更新自己的路由表，其他不相关的路由节点不需要执行任何操作。可见，采用本申请实施例所述的方法计算路由表，可以大大减小路由节点的工作负担，消除对覆盖路由网络中路由节点个数的限制，可以根据应用需要随意扩大覆盖路由网络的规模。

在本申请一个可行的实施方式中，为完整准确地建立每个路由节点与其邻居路由节点之间的TCP长连接，可以在每个路由节点中设置邻居关系，该邻居关系中记录了与本路由节点的所有邻居路由节点的标识信息；每个路由节点依次向邻居关系中每个标识信息对应的路由节点发送连接请求即可。基于上述邻居关系，在覆盖路由网络中的路由节点增加或减少时，只需要对应修改相关路由节点的邻居关系，即可以建立或关闭相关的TCP长连接，使得相关路由节点的路由表随之更新。

图7是根据一示例性实施例示出的一种路由器的结构框图，该路由器应用于覆盖路由网络。参照图7，该路由器包括：获取单元110、第一判断单元121、第一确定单元131、第二判断单元122、目的地址转换单元140、第二确定单元132、第三判断单元123、第四判断单元124、源地址转换单元150和第一转发单元161。

其中，该获取单元110被配置为，在路由器接收到待转发数据包后，获取所述待转发数据包的目的地址。

该第一判断单元121被配置为，判断所述第一获取单元获取到的目的地址是否为所述路由器的IP地址，如果是，则触发第一确定单元131，否则触发第二判断单元122。

该第一确定单元131被配置为，在被触发后，根据获取到的目的地址确定最优路由路径。

该第二判断单元122被配置为，在被触发后，判断所述待转发数据包的来源地是否为所述路由器所在路由节点的第一邻居路由节点。

该目的地址转换单元140被配置为，在所述待转发数据包的来源地不是所述第一邻居路由节点时，查询网络地址转换表，得到与所述路由器的IP地址对应的第一用户主机的IP地址，并将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址。

该第二确定单元132被配置为，根据修改后的目的地址确定所述待转发数据包的最优路由路径。

该第三判断单元123被配置为，根据所述最优路由路径判断所述待转发数据包下一跳的目的地是否为所述路由器所在路由节点的第二邻居路由节点。

该第四判断单元124被配置为，在所述待转发数据包下一跳的目的地不是所述第二邻居路由节点时，判断所述待转发数据包是否为请求数据包。

该源地址转换单元150被配置为，在所述待转发数据包是请求数据包时，将所述待转发数据包的源地址由第二用户主机的IP地址修改为所述路由器的IP地址，并将本次源地址修改记录存储至所述网络地址转换表。

该第一转发单元161被配置为，将源地址修改后的待转发数据包转发至目的主机，使得所述目的主机将所述第一路由节点的IP地址作为对应的响应数据包的目的地址，并将所述对应的响应数据包发送至所述第一路由节点。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供的应用于覆盖路由网络的路由器，在将请求数据包转发至目的主机之前，将请求数据包的源地址修改为最后一个转发该请求数据包的路由节点的IP地址，使得目的主机生成的响应数据包的目的地址也相应修改为最后一个转发该请求数据包的路由节点的IP地址，从而该响应数据包可以通过该路由节点进入覆盖路由网络，并通过覆盖路由网络将其转发至对应的用户主机；相应的，在接收到来自目的主机的响应数据包时，查找对应的请求数据包的源地址修改记录，确定该响应数据包的实际目的地址，即发送对应的请求数据包的用户主机的IP地址，将该响应数据包的目的地址修改为上述实际目的地址，使得该响应数据包被准确转发至该用户主机。因此，本申请实施例可以在不改变目的主机的网关的前提下，将响应数据包引入覆盖路由网络，提高个人主机与公共主机之间的通信效率，提高端到端的传输性能，提高覆盖路由网络的利用率。

参照图8，上述路由器还可以包括：第二转发单元162。

该第二转发单元162被配置为，在所述待转发数据包下一跳的目的地是所述第二邻居路由节点时，为所述待转发数据包添加辅助IP头，并通过IPIP隧道将添加有辅助IP头的待转发数据包转发至所述第二邻居路由节点。

其中，所述辅助IP头用于记录所述待转发数据包下一跳的源地址为所述第一路由节点的IP地址，且所述待转发数据包下一跳的目的地址为所述第二邻居路由节点的IP地址。

仍参照图8，基于上述第二转发单元162，本申请实施例提供的路由器还可以包括：第三确定单元133。

该第三确定单元133被配置为，在所述待转发数据包的来源地是所述第一邻居路由节点，则删除所述待转发数据包中的辅助IP头，重新获取删除辅助IP头后的待转发数据的目的地址，并根据重新获取到的目的地址确定所述最优路由路径。

基于上述第二转发单元162，第二判断单元122判断所述待转发数据包的来源地是否为所述路由器所在路由节点的第一邻居路由节点，可以采用如下方法：

判断所述待转发数据包是否通过所述IPIP隧道转发至所述第一路由节点，如果是，则判定所述待转发数据包的来源地是所述第一邻居路由节点，否则判定所述待转发数据包的来源地不是所述第一邻居路由节点。

仍参照图8，本申请实施例提供的路由器还可以包括：修改标记单元170和路由表更新单元180。

该修改标记单元170被配置为，在将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址的同时，在所述待转发数据包中设置目的地址修改标记。

基于上述修改标记单元170，第四判断单元124判断所述待转发数据包是否为请求数据包，可以采用如下方法：判断所述待转发数据包中是否存在目的地址修改标记，如果存在，则判定所述待转发数据包为响应数据包，否则判定所述待转发数据包为请求数据包。

该路由表更新单元180被配置为，通过所述第一路由节点与各个邻居路由节点之间的TCP长连接，接收对应的邻居路由节点的路由表信息，并根据接收到的路由表信息更新所述第一路由节点的路由表，以便在需要所述第一路由节点执行转发服务时，在所述第一路由节点的路由表中查找到达所述待转发数据包的目的地址的最优路由路径。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图9为本申请另一实施例提供的一种路由器的结构框图，该路由器应用于覆盖路由网络。参见图9，该路由器1900包括：处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述路由方法。

路由器1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行路由器1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将路由器1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。

基于上述路由方法及路由器，本申请实施例还提供了一种覆盖路由网络。该覆盖路由网络包括若干个路由节点，路由节点之间通过底层网络连接。其中，每个路由节点分别被配置为执行一种路由方法。所述路由方法包括：

在接收到待转发数据包后，获取所述待转发数据包的目的地址，并判断获取到的目的地址是否为本路由节点的IP地址；

如果获取到的目的地址是本路由节点的IP地址，则判断所述待转发数据包的来源地是否为本路由节点的第一邻居路由节点；

如果所述待转发数据包的来源地不是所述第一邻居路由节点，则查询网络地址转换表，得到与本路由节点的IP地址对应的第一用户主机的IP地址；

将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址，并根据修改后的目的地址确定所述待转发数据包的最优路由路径；

如果获取到的目的地址不是本路由节点的IP地址，则直接根据所述获取到的目的地址确定所述最优路由路径；

在所述最优路由路径确定后，根据所述最优路由路径判断所述待转发数据包下一跳的目的地是否为本路由节点的第二邻居路由节点；

如果所述待转发数据包下一跳的目的地不是所述第二邻居路由节点，则判断所述待转发数据包是否为请求数据包；

如果所述待转发数据包是请求数据包，则将所述待转发数据包的源地址由第二用户主机的IP地址修改为本路由节点的IP地址，将本次源地址修改记录存储至所述网络地址转换表，并将源地址修改后的待转发数据包转发至目的主机，使得所述目的主机将本路由节点的IP地址作为对应的响应数据包的目的地址，并将所述对应的响应数据包发送至本路由节点。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (13)

1.一种基于覆盖路由网络的路由方法，其特征在于，包括：

在覆盖路由网络中的第一路由节点接收到待转发数据包后，获取所述待转发数据包的目的地址，并判断获取到的目的地址是否为所述第一路由节点的IP地址；

如果获取到的目的地址是所述第一路由节点的IP地址，则判断所述待转发数据包的来源地是否为所述第一路由节点的第一邻居路由节点；

如果所述待转发数据包的来源地不是所述第一邻居路由节点，则查询网络地址转换表，得到与所述第一路由节点的IP地址对应的第一用户主机的IP地址；

将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址，并根据修改后的目的地址确定所述待转发数据包的最优路由路径；

如果获取到的目的地址不是所述第一路由节点的IP地址，则直接根据所述获取到的目的地址确定所述最优路由路径；

在所述最优路由路径确定后，根据所述最优路由路径判断所述待转发数据包下一跳的目的地是否为所述第一路由节点的第二邻居路由节点；

如果所述待转发数据包下一跳的目的地不是所述第二邻居路由节点，则判断所述待转发数据包是否为请求数据包；

如果所述待转发数据包是请求数据包，则将所述待转发数据包的源地址由第二用户主机的IP地址修改为所述第一路由节点的IP地址，将本次源地址修改记录存储至所述网络地址转换表，并将源地址修改后的待转发数据包转发至目的主机，使得所述目的主机将所述第一路由节点的IP地址作为对应的响应数据包的目的地址，并将所述对应的响应数据包发送至所述第一路由节点。

2.根据权利要求1所述的路由方法，其特征在于，还包括：

如果所述待转发数据包下一跳的目的地是所述第二邻居路由节点，则为所述待转发数据包添加辅助IP头，并通过IPIP隧道将添加有辅助IP头的待转发数据包转发至所述第二邻居路由节点；

其中，所述辅助IP头用于记录所述待转发数据包下一跳的源地址为所述第一路由节点的IP地址，且所述待转发数据包下一跳的目的地址为所述第二邻居路由节点的IP地址。

3.根据权利要求2所述的路由方法，其特征在于，还包括：

如果所述待转发数据包的来源地是所述第一邻居路由节点，则删除所述待转发数据包中的辅助IP头；

重新获取删除辅助IP头后的待转发数据的目的地址；

根据重新获取到的目的地址确定所述最优路由路径。

4.根据权利要求2或3所述的路由方法，其特征在于，判断所述待转发数据包的来源地是否为所述第一路由节点的第一邻居路由节点，包括：

判断所述待转发数据包是否通过所述IPIP隧道转发至所述第一路由节点，如果是，则判定所述待转发数据包的来源地是所述第一邻居路由节点，否则判定所述待转发数据包的来源地不是所述第一邻居路由节点。

5.根据权利要求1所述的路由方法，其特征在于，还包括：

在将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址的同时，在所述待转发数据包中设置目的地址修改标记。

6.根据权利要求5所述的路由方法，其特征在于，判断所述待转发数据包是否为请求数据包，包括：

判断所述待转发数据包中是否存在目的地址修改标记，如果存在，则判定所述待转发数据包为响应数据包，否则判定所述待转发数据包为请求数据包。

7.根据权利要求1所述的路由方法，其特征在于，还包括：

通过所述第一路由节点与各个邻居路由节点之间的TCP长连接，接收对应的邻居路由节点的路由表信息；

根据接收到的路由表信息更新所述第一路由节点的路由表，以便在需要所述第一路由节点执行转发服务时，在所述第一路由节点的路由表中查找到达所述待转发数据包的目的地址的最优路由路径。

8.一种路由器，应用于覆盖路由网络，其特征在于，包括：获取单元、第一判断单元、第一确定单元、第二判断单元、目的地址转换单元、第二确定单元、第三判断单元、第四判断单元、源地址转换单元和第一转发单元；

其中，所述获取单元，用于在所述路由器接收到待转发数据包后，获取所述待转发数据包的目的地址；

所述第一判断单元，用于判断所述获取单元获取到的目的地址是否为所述路由器的IP地址，如果是，则触发所述第二判断单元，否则触发所述第一确定单元；

所述第一确定单元，用于在被触发后，根据获取到的目的地址确定最优路由路径；

所述第二判断单元，用于在被触发后，判断所述待转发数据包的来源地是否为所述路由器所在路由节点的第一邻居路由节点；

所述目的地址转换单元，用于在所述待转发数据包的来源地不是所述第一邻居路由节点时，查询网络地址转换表，得到与所述路由器的IP地址对应的第一用户主机的IP地址，并将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址；

所述第二确定单元，用于根据修改后的目的地址确定所述待转发数据包的最优路由路径；

所述第三判断单元，用于根据所述最优路由路径判断所述待转发数据包下一跳的目的地是否为所述路由器所在路由节点的第二邻居路由节点；

所述第四判断单元，用于在所述待转发数据包下一跳的目的地不是所述第二邻居路由节点时，判断所述待转发数据包是否为请求数据包；

所述源地址转换单元，用于在所述待转发数据包是请求数据包时，将所述待转发数据包的源地址由第二用户主机的IP地址修改为所述路由器的IP地址，并将本次源地址修改记录存储至所述网络地址转换表；

所述第一转发单元，用于将源地址修改后的待转发数据包转发至目的主机，使得所述目的主机将第一路由节点的IP地址作为对应的响应数据包的目的地址，并将所述对应的响应数据包发送至所述第一路由节点。

9.根据权利要求8所述的路由器，其特征在于，还包括：

第二转发单元，用于在所述待转发数据包下一跳的目的地是所述第二邻居路由节点时，为所述待转发数据包添加辅助IP头，并通过IPIP隧道将添加有辅助IP头的待转发数据包转发至所述第二邻居路由节点；

其中，所述辅助IP头用于记录所述待转发数据包下一跳的源地址为所述第一路由节点的IP地址，且所述待转发数据包下一跳的目的地址为所述第二邻居路由节点的IP地址。

10.根据权利要求9所述的路由器，其特征在于，还包括：

第三确定单元，用于在所述待转发数据包的来源地是所述第一邻居路由节点，则删除所述待转发数据包中的辅助IP头，重新获取删除辅助IP头后的待转发数据的目的地址，并根据重新获取到的目的地址确定所述最优路由路径。

11.根据权利要求8所述的路由器，其特征在于，还包括：

修改标记单元，用于在将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址的同时，在所述待转发数据包中设置目的地址修改标记。

12.根据权利要求8所述的路由器，其特征在于，还包括：

路由表更新单元，用于通过所述第一路由节点与各个邻居路由节点之间的TCP长连接，接收对应的邻居路由节点的路由表信息，并根据接收到的路由表信息更新所述第一路由节点的路由表，以便在需要所述第一路由节点执行转发服务时，在所述第一路由节点的路由表中查找到达所述待转发数据包的目的地址的最优路由路径。

13.一种覆盖路由网络，包括若干个路由节点，其特征在于，每个路由节点分别被配置为：

在接收到待转发数据包后，获取所述待转发数据包的目的地址，并判断获取到的目的地址是否为本路由节点的IP地址；

如果获取到的目的地址是本路由节点的IP地址，则判断所述待转发数据包的来源地是否为本路由节点的第一邻居路由节点；

如果所述待转发数据包的来源地不是所述第一邻居路由节点，则查询网络地址转换表，得到与本路由节点的IP地址对应的第一用户主机的IP地址；

将所述待转发数据包的目的地址修改为所述第一用户主机的IP地址，并根据修改后的目的地址确定所述待转发数据包的最优路由路径；

如果获取到的目的地址不是本路由节点的IP地址，则直接根据所述获取到的目的地址确定所述最优路由路径；

在所述最优路由路径确定后，根据所述最优路由路径判断所述待转发数据包下一跳的目的地是否为本路由节点的第二邻居路由节点；

如果所述待转发数据包下一跳的目的地不是所述第二邻居路由节点，则判断所述待转发数据包是否为请求数据包；

如果所述待转发数据包是请求数据包，则将所述待转发数据包的源地址由第二用户主机的IP地址修改为本路由节点的IP地址，将本次源地址修改记录存储至所述网络地址转换表，并将源地址修改后的待转发数据包转发至目的主机，使得所述目的主机将本路由节点的IP地址作为对应的响应数据包的目的地址，并将所述对应的响应数据包发送至本路由节点。