CN105591915A - 一种路由表的维护方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种路由表的维护方法和装置，该方法可以包括：根据待更新的IPV6路由条目中的掩码长度查询IPV6路由表中的掩码表，得到所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构；根据所述待更新的IPV6路由条目及所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构对所述IPV6路由表结构中的路由树进行搜索，获取所述路由树的回溯起始节点；从所述回溯起始节点出发，向所述路由树的顶部回溯，获取所述待更新的IPV6路由条目的更新位置，并更新所述待更新的IPV6路由表结构中的普适链。

Description

一种路由表的维护方法和装置
技术领域
本发明涉及数据网络通信技术，尤其涉及一种路由表的维护方法和装置。
背景技术
随着互联网协议第六版(IPV6，InternetProtocolVersion6)网络建设大规模的展开，合理高效的管理ipv6路由成为路由器软件设计的关键。由于ipv6路由长达128位，因此，基于DonaldR.Morrison所提出的Patricia树的思想而设计的基数radix树算法，以其适合处理非常长的、可变长度的键值的特性，成为了ipv6路由管理的首选算法。
但是，目前开源的radix树算法，是使用树算法来动态生成和管理掩码，如图1所示的现有开源radix算法生成的路由表的组成结构中，可以得知，路由表由掩码树、路由树和普适链组成，其中，圆形节点表示中间节点，底色为纯白的是根节点，底色为横线阴影的是普通节点，节点中的数字表示分支的位置值；矩形节点为叶子节点，底色为纯白的是根节点，底色为阴影的是普通节点，节点中的内容为路由前缀及掩码；六边形节点为普适链结点，节点中的内容为该结点对应的掩码长度。此外，该路由树中还包括了对非连续掩码分支的支持，也就是在对路由树进行搜索时，需要对非连续掩码的分支进行判断和处理。
由图1所示的路由表的组成结构可以得知，每次路由表维护时都需要进行掩码树查找以确定是否已经存在相应的掩码；而且，在普适链管理等维护操作时也进行了繁复的字节比较和移位运算，这极大的提高了算法的时间复杂度。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种路由表的维护方法和装置，在适当地提高空间复杂度的前提下，明显降低了时间复杂度，从而能高效地进行路由表的维护。
本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种路由表的维护方法，所述方法包括：
根据待更新的IPV6路由条目中的掩码长度查询IPV6路由表中的掩码表，得到所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构；其中，所述IPV6路由表包括掩码长度与掩码结构对应的二维索引表和路由树，所述路由树为对于非连续掩码分支进行裁剪之后的路由树；
根据所述待更新的IPV6路由条目及所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构对所述IPV6路由表结构中的路由树进行搜索，获取所述路由树的回溯起始节点；
从所述回溯起始节点出发，向所述路由树的顶部回溯，获取所述待更新的IPV6路由条目的更新位置。
进一步地，所述根据所述待更新的IPV6路由条目及所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构对所述IPV6路由表结构中的路由树进行搜索，获取所述路由树的回溯起始节点，包括：
根据所述路由树的各中间节点记录的选向信息与所述待更新的IPV6路由条目进行比较，得到符合路径中的中间节点记录的分叉位置和字节掩码特性的叶子节点，并将该叶子节点作为回溯起始节点。
进一步地，所述从所述回溯起始节点出发，向所述路由树的顶部回溯，获取所述待更新的IPV6路由条目的更新位置，包括：
从所述回溯起始节点出发，查询所述待更新的中间节点的上一级中间节点和下一级中间节点，其中，所述待更新的中间节点的键值为所述待更新的IPV6路由条目的掩码长度；
分别对所述待更新的中间节点的上一级中间节点和下一级中间节点进行检测，确定所述待更新的中间节点在所述路由树的更新位置；
在所述路由树中更新所述待更新的中间节点和叶子节点，其中，所述待更新的中间节点和叶子节点一起表征了所述待更新的IPV6路由条目的键值属性。
进一步地，所述方法还包括：从所述待更新的中间节点的叶子节点的兄弟节点对应的普适链结点开始向上回溯所述路由树的中间节点，并根据所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码长度与回溯时的路由树的中间节点对应的普适链结点对所述普适链进行更新。
第二方面，本发明实施例提供了一种路由表的维护装置，所述装置包括：查询单元、搜索单元和回溯单元，其中，
所述查询单元，用于根据待更新的IPV6路由条目中的掩码长度查询IPV6路由表中的掩码表，得到所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构；其中，所述IPV6路由表包括掩码长度与掩码结构对应的二维索引表和路由树，所述路由树为对于非连续掩码分支进行裁剪之后的路由树；
所述搜索单元，用于根据所述查询单元得到的待更新的IPV6路由条目及所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构对所述IPV6路由表结构中的路由树进行搜索，获取所述路由树的回溯起始节点；
所述回溯单元，用于从所述搜索单元获取的回溯起始节点出发，向所述路由树的顶部回溯，获取所述待更新的IPV6路由条目的更新位置。
进一步地，所述搜索单元，用于根据所述路由树的各中间节点记录的选向信息与所述待更新的IPV6路由条目进行比较，得到符合路径中的中间节点记录的分叉位置和字节掩码特性的叶子节点，并将该叶子节点作为回溯起始节点。
进一步地，所述回溯单元，用于从所述回溯起始节点出发，查询所述待更新的中间节点的上一级中间节点和下一级中间节点，其中，所述待更新的中间节点的键值为所述待更新的IPV6路由条目的掩码长度；
以及，分别对所述待更新的中间节点的上一级中间节点和下一级中间节点进行检测，确定所述待更新的中间节点在所述路由树的更新位置；
以及，在所述路由树中更新所述待更新的中间节点的叶子节点，其中，所述待更新的中间节点和叶子节点一起表征了所述待更新的IPV6路由条目的属性。
进一步地，所述回溯单元，还用于从所述待更新的中间节点的叶子节点的兄弟节点对应的普适链结点开始向上回溯所述路由树的中间节点，并根据所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码长度与回溯时的路由树的中间节点对应的普适链结点对所述普适链进行更新。
本发明实施例提供了一种路由表的维护方法和装置，通过对路由表的组成结构进行更改，从而在适当地提高空间复杂度的前提下，明显降低了时间复杂度，也能高效地进行路由表的维护。
附图说明
图1为现有开源radix算法生成的路由表的组成结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种路由表的维护方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种IPV6路由表的组成结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种待更新的IPV6路由条目的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种路由表的维护方法流程示意图；；
图6为本发明实施例提供的另一种IPV6路由表的组成结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种路由表的维护装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明实施例的基本思想是：通过将现有支持IPV6路由管理的radix树算法中的掩码树更改为静态数组，并且将radix树中关于非连续掩码的判断和处理分支进行裁剪，从而在适当地提高空间复杂度的前提下，明显降低了时间复杂度，从而能高效地进行路由表的维护。
参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种路由表的维护方法流程，为了便于说明，本发明实施例以更新路由表条目为例进行说明，可以理解的，删除路由表条目的过程与新增路由表条目的过程类似，本发明实施例不再做过多赘述，该方法可以包括：
S201：根据待更新的IPV6路由条目中的掩码长度查询IPV6路由表中的掩码表，得到所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构；
需要说明的是，本发明实施例中的IPV6路由表的组成结构与图1所示的现有技术中的路由表的组成结构不同，具体可以参见图3所示的本发明实施例提供的IPV6路由表的组成结构，与图1相比，首先，本发明实施例将路由表中的掩码树更改为掩码长度与掩码结构对应的二维索引表，本实施例中可以称之为掩码表，掩码表的具体形式可以是初始设置的一个包含129个SOCKET结构的掩码元素的二维静态数组，本发明实施例对此不作具体限定。通过用掩码表替换掩码树，虽然额外增加了约3.53KB的空间(即129个SOCKET结构的掩码元素的大小)来进行掩码表的保存，但是可以在路由维护过程中，将掩码结构的查找由树查找变更为对索引表的线性查找，极大地降低了时间复杂度；
其次，本发明实施例预先将IPV6路由表结构的路由树中关于对非连续掩码的处理分支进行裁剪，从而使得在对路由树进行维护的过程中，去除对非连续掩码的判断和处理过程，也进一步地降低了维护过程中的时间复杂度。
还需要说明的是，为了便于对本发明实施例提供的技术方案进行清楚地说明，在本实施例中，以待更新的IPV6路由条目是ffff:ffff:ff00::/40为例，具体可以参见图4所示；可以理解的，本领域技术人员可以将其应用于其他IPV6路由条目的更新中，本发明实施例对此不作具体限定。
S202：根据所述待更新的IPV6路由条目及所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构对所述IPV6路由表结构中的路由树进行搜索，获取所述路由树的回溯起始节点；
示例性地，S202的具体过程可以包括：
根据所述路由树的各中间节点记录的选向信息与所述待更新的IPV6路由条目进行比较，得到一个符合路径中所有中间节点选向键值要求的叶子节点，并将该叶子节点作为回溯起始节点。
具体在本实施例中，根据图3中路由树的各中间节点的记录分支位置和字节掩码，可以获取得到叶子节点ffff:ffff:ffff::/30。
S203：从所述回溯起始节点出发，向所述路由树的顶部回溯，获取所述待更新的IPV6路由条目的更新位置。
示例性地，S203的具体过程可以包括：
首先，从所述回溯起始节点出发，查询所述待更新的中间节点的上一级中间节点和下一级中间节点，其中，所述待更新的中间节点的键值为所述待更新的IPV6路由条目的掩码长度；
然后，分别对所述待更新的中间节点的上一级中间节点和下一级中间节点进行检测，确定所述待更新的中间节点在所述路由树的更新位置；
最后，在所述路由树中更新所述待更新的中间节点和叶子节点，其中，所述待更新的中间节点和叶子节点一起表征了所述待更新的IPV6路由条目中加入路由树的必备属性，本实施例中优选为键值属性。
具体地，在本实施例中，图4所示的待更新的IPV6路由条目ffff:ffff:ff00::/40对应的待更新的中间节点的键值为40，待更新的中间节点的左叶子节点为待更新的IPV6路由条目ffff:ffff:ff00::/40；因此，获取ffff:ffff:ff00::/40的更新位置的过程可以为：
首先，从叶子节点ffff:ffff:ffff::/30向树顶回溯，寻找能正好将待更新的中间节点40卡在中间的两个内部节点，查询得到待更新的中间节点40的上一级中间节点32和下一级中间节点48；
然后，对上一级中间节点32进行检测，可以得知待更新的中间节点40应该更新在上一级中间节点32的右子树上，所以，新更新的中间节点的分叉位置为40；
最后，待更新的中间节点40的左孩子为新的叶子节点，其中的值为ffff:ffff:ff00::/40，待更新的中间节点40右孩子为以中间节点48为树根的子树。
通过上述S201至S203的过程，完成了一次更新路由表条目的过程，在该过程中，由于将掩码结构的查找由树查找变更为对索引表的线性查找以及去除对路由树中非连续掩码的判断和处理过程，可以极大地降低时间上的复杂度。
此外，路由树更新完节点之后，参见图5，本方法还可以包括：
S204：从所述待更新的中间节点的叶子节点的兄弟节点对应的普适链结点开始向上回溯所述路由树的中间节点，并根据所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码长度与回溯时的路由树的中间节点对应的普适链结点对所述普适链进行更新。
具体地，在本实施例中，从新的叶子节点ffff:ffff:ff00::/40的兄弟节点，即从中间节点48开始向上回溯路由树，由于中间节点48没有对应的普适链结点，因此，继续向上回溯至中间节点32，由于中间节点32指向普适链结点mklist:/32，但是新的叶子节点ffff:ffff:ff00::/40对应的路由不能作为以中间节点32为根的子树的普适路由，因此，继续向上回溯至树根后退出流程；而新的叶子节点ffff:ffff:ff00::/40对应的路由肯定是以中间节点40为树根的子树的普适路由。因此，普适链结点mklist:/40也是中间节点对应的普适链结点。
根据上述S201至S204关于新增路由表条目的过程之后，参见图6，其示出了新增路由表条目之后的路由表的结构组成。以上通过以新增路由表条目为例对路由表的维护过程进行了描述，可以理解的，本领域技术人员无需通过创造性劳动地将该过程应用于其他对路由表进行维护的过程当中，本发明实施例不做具体赘述。
本发明实施例提供了一种路由表的维护方法，通过对路由表的组成结构进行更改，从而在适当地提高空间复杂度的前提下，明显降低了时间复杂度，也能高效地进行路由表的维护。
基于前述实施例相同的技术构思，参见图7、其示出了本发明实施例提供的一种路由表的维护装置70的结构，该装置70可以应用于具有IPV6路由功能的路由器中，如图7所示，该装置70可以包括：查询单元701、搜索单元702和回溯单元703，其中，
所述查询单元701，用于根据待更新的IPV6路由条目中的掩码长度查询IPV6路由表中的掩码表，得到所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构；其中，所述IPV6路由表包括掩码长度与掩码结构对应的二维索引表和路由树，所述路由树为对于非连续掩码分支进行裁剪之后的路由树；
所述搜索单元702，用于根据所述查询单元701得到的待更新的IPV6路由条目及所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构对所述IPV6路由表结构中的路由树进行搜索，获取所述路由树的回溯起始节点；
所述回溯单元703，用于从所述搜索单元702获取的回溯起始节点出发，向所述路由树的顶部回溯，获取所述待更新的IPV6路由条目的更新位置。
示例性地，所述搜索单元702，用于根据所述路由树的各中间节点记录的选向信息与所述待更新的IPV6路由条目进行比较，得到符合中间节点记录的选向键值要求的叶子节点，并将该叶子节点作为回溯起始节点。
示例性地，所述回溯单元703，用于从所述回溯起始节点出发，查询所述待更新的中间节点的上一级中间节点和下一级中间节点，其中，所述待更新的中间节点的键值为所述待更新的IPV6路由条目的掩码长度；
以及，分别对所述待更新的中间节点的上一级中间节点和下一级中间节点进行检测，确定所述待更新的中间节点在所述路由树的更新位置；
以及，在所述路由树中更新所述待更新的中间节点的叶子节点，其中，所述待更新的中间节点的叶子节点一起表达了所述待更新的IPV6路由条目的键值属性。
示例性地，所述回溯单元703，还用于从所述待更新的叶子节点的兄弟节点对应的普适链结点开始向上回溯所述路由树的中间节点，并根据所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码长度与回溯时的路由树的中间节点对应的普适链结点对所述普适链进行更新。
本发明实施例提供了一种路由表的维护装置，通过对路由表的组成结构进行更改，从而在适当地提高空间复杂度的前提下，明显降低了时间复杂度，也能高效地进行路由表的维护。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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。

Claims (8)

1.一种路由表的维护方法，其特征在于，所述方法包括：
根据待更新的IPV6路由条目中的掩码长度查询IPV6路由表中的掩码表，得到所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构；其中，所述IPV6路由表包括掩码长度与掩码结构对应的二维索引表和路由树，所述路由树为对于非连续掩码分支进行裁剪之后的路由树；
根据所述待更新的IPV6路由条目及所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构对所述IPV6路由表结构中的路由树进行搜索，获取所述路由树的回溯起始节点；
从所述回溯起始节点出发，向所述路由树的顶部回溯，获取所述待更新的IPV6路由条目的更新位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待更新的IPV6路由条目及所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构对所述IPV6路由表结构中的路由树进行搜索，获取所述路由树的回溯起始节点，包括：
根据所述路由树的各中间节点记录的选向信息与所述待更新的IPV6路由条目进行比较，得到符合路径中的中间节点记录的分叉位置和字节掩码特性的叶子节点，并将该叶子节点作为回溯起始节点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述回溯起始节点出发，向所述路由树的顶部回溯，获取所述待更新的IPV6路由条目的更新位置，包括：
从所述回溯起始节点出发，查询所述待更新的中间节点的上一级中间节点和下一级中间节点，其中，所述待更新的中间节点的键值为所述待更新的IPV6路由条目的掩码长度；
分别对所述待更新的中间节点的上一级中间节点和下一级中间节点进行检测，确定所述待更新的中间节点在所述路由树的更新位置；
在所述路由树中更新所述待更新的中间节点和叶子节点，其中，所述待更新的中间节点和叶子节点一起表征了所述待更新的IPV6路由条目的键值属性。
4.根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：从所述待更新的中间节点的叶子节点的兄弟节点对应的普适链结点开始向上回溯所述路由树的中间节点，并根据所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码长度与回溯时的路由树的中间节点对应的普适链结点对所述普适链进行更新。
5.一种路由表的维护装置，其特征在于，所述装置包括：查询单元、搜索单元和回溯单元，其中，
所述查询单元，用于根据待更新的IPV6路由条目中的掩码长度查询IPV6路由表中的掩码表，得到所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构；其中，所述IPV6路由表包括掩码长度与掩码结构对应的二维索引表和路由树，所述路由树为对于非连续掩码分支进行裁剪之后的路由树；
所述搜索单元，用于根据所述查询单元得到的待更新的IPV6路由条目及所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码结构对所述IPV6路由表结构中的路由树进行搜索，获取所述路由树的回溯起始节点；
所述回溯单元，用于从所述搜索单元获取的回溯起始节点出发，向所述路由树的顶部回溯，获取所述待更新的IPV6路由条目的更新位置。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述搜索单元，用于根据所述路由树的各中间节点记录的选向信息与所述待更新的IPV6路由条目进行比较，得到符合路径中的中间节点记录的分叉位置和字节掩码特性的叶子节点，并将该叶子节点作为回溯起始节点。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述回溯单元，用于从所述回溯起始节点出发，查询所述待更新的中间节点的上一级中间节点和下一级中间节点，其中，所述待更新的中间节点的键值为所述待更新的IPV6路由条目的掩码长度；
以及，分别对所述待更新的中间节点的上一级中间节点和下一级中间节点进行检测，确定所述待更新的中间节点在所述路由树的更新位置；
以及，在所述路由树中更新所述待更新的中间节点的叶子节点，其中，所述待更新的中间节点和叶子节点一起表征了所述待更新的IPV6路由条目的属性。
8.根据权利要求5至7所述的装置，其特征在于，所述回溯单元，还用于从所述待更新的中间节点的叶子节点的兄弟节点对应的普适链结点开始向上回溯所述路由树的中间节点，并根据所述待更新的IPV6路由条目对应的掩码长度与回溯时的路由树的中间节点对应的普适链结点对所述普适链进行更新。
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