CN113489598B - 一种应急组网方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种应急组网方法和装置。所述方法具体包括：基于所述主动唤醒模块接收到的唤醒命令，来唤醒所述应急组网系统中的各个路由器；将从所述路由协议镜像库中获取的路由协议执行代码发送至所述各个路由器以进行部署；根据已部署的路由协议执行代码对应的路由协议，从接收到的节点链路探测消息中获取节点链路内容，在确定所述节点链路内容尚未存储在查询节点链路状态库时，封装所述节点链路探测消息并广播至所述各个路由器；基于所述节点链路内容、所述各个路由器的子网地址、传输路径计算参数确定所述应急组网系统的路由表，并将所述路由表发送至所述各个路由器的所述转发平面；基于所述路由表执行不同端设备之间的数据传输。

Description

一种应急组网方法和装置

技术领域

本发明属于网络路由协议领域，尤其涉及一种应急组网方法和装置。

背景技术

网络技术通过在路由器等网络节点中部署的路由协议进行组网，为端设备间建立端到端传输路径，从而确保数字信息沿着传输路径进行存储转发。网络技术已经是信息化社会和生活的重要信息基础设施，支撑着各类信息化系统的正常运转。比如，通过手机等移动终端可以获取天气实时信息、与异地人员进行语音视频通话、与其他人员进行协作办公等。正是由于网络已是确保人们日常生活比不可少的重大设施，确保其可靠性运转早已引起重视。

目前，确保网络可靠运转最常用的方法是通过设计冗余路径或建立备份网络两种途径：前者在规划网络阶段增加网络节点数量以及增加网络节点连接关系实现的，尽可能实现端设备通信经过至少两条传输路径都可以进行传输，且传输路径上网络节点和网络链路都不相同；后者建立两张不同的网络，平时只用其中一张网络，在发生故障时利用备份网络进行数据传输，从而达到网络可靠运转的目标。上述方式存在以下弊端与不足：

(1)维护成本高：应急通信与平时通信不同，通常大部分时间处于闲置状态，只有突发情况发生时，才会启用应急通信。无论是冗余路径还是备份网络模式，都需要日常维护应急网络，从而确保应急网络在突发情况发生时真正起到端到端通信传输的目的。同时，设备处于长时间运转状态，也增加设备损耗和设备故障率，致使维护成本相应增加。

(2)资源利用低：无论是冗余路径还是备份网络模式，都处于资源预留状态，绝大多数端到端通信都不会使用应急通信资源，导致应急通信资源利用率较低。

发明内容

为了解决现有的冗余路径或建立备份网络增强可靠性的方式存在维护成本高、资源利用低等问题，本发明提出了一种应急组网方案。

该方案基于应急组网系统实现，应急组网系统由路由器和镜像服务器组成。在未启动应急组网时，路由器一直处于休眠状态，并未加载任何路由协议。只有在启动应急组网时，镜像服务器主动唤醒相连接的路由器，已唤醒的路由器将唤醒指令一直传递到全网中其他路由器。然后，镜像服务器将路由协议执行代码传递到相连接的已唤醒的路由器，已接收到路由协议执行代码的路由器将路由协议执行代码传递到全网中其他已唤醒的路由器，并执行路由协议代码。最后，每个路由器通过路由协议中自主发现模块获取网络拓扑信息，为路由器连接终端设备的网络接口分配全网唯一子网地址，按照事先约定好的路径计算算法(如最短路径算法、最小链路开销算法等)计算出路由表，为端设备到端设备之间数据传输建立传输路径。

本发明的技术方案在平时不需要支出网络运维的成本，需要应急通信情况下可以快速地为端设备之间建立数据传输通道，尤其适用于端设备之间原有通信方式失效的情况。

本发明第一方面公开了一种应急组网方法，所述方法基于应急组网系统实现，所述应急组网系统包括若干路由器和若干镜像服务器，各个路由器通过光缆或光缆网连接，所述路由器与所述镜像服务器通过光缆或铜缆连接，其中：所述路由器由转发平面和控制平面组成，所述控制平面包括高安全网络操作系统、唤醒监听模块、路由协议加载模块，在未启动所述应急组网时，所述路由器处于休眠状态，不加载路由协议，不主动探测其他路由器；所述镜像服务器包括主动唤醒模块、路由协议推送模块、路由协议镜像注入模块、路由协议镜像库，所述路由协议镜像库存储有路由协议执行代码，在未启动所述应急组网时，所述镜像服务器不主动向相连接的路由器发送信息，在启动所述应急组网时，所述镜像服务器主动唤醒所述相连接的路由器。

所述方法具体包括：步骤S1、基于所述主动唤醒模块接收到的唤醒命令，来唤醒所述应急组网系统中的各个路由器；步骤S2、将从所述路由协议镜像库中获取的路由协议执行代码发送至所述各个路由器以进行部署；步骤S3、根据已部署的路由协议执行代码对应的路由协议，从接收到的节点链路探测消息中获取节点链路内容，在确定所述节点链路内容尚未存储在查询节点链路状态库时，封装所述节点链路探测消息并广播至所述各个路由器；步骤S4、基于所述节点链路内容、所述各个路由器的子网地址、传输路径计算参数确定所述应急组网系统的路由表，并将所述路由表发送至所述各个路由器的所述转发平面；步骤S5、基于所述路由表执行不同端设备之间的数据传输。

根据本发明第一方面的方法，所述步骤S1具体包括：所述主动唤醒模块将所述唤醒命令发送至与所述镜像服务器相邻的路由器；与所述镜像服务器相邻的路由器的唤醒监听模块判断所述唤醒命令的真伪，若为真，则通过与所述镜像服务器相邻的路由器的高安全网络操作系统启动与所述镜像服务器相邻的路由器；已启动的路由器的唤醒监听模块将所述唤醒命令发送至与所述已启动的路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中的所有路由器都被唤醒。

根据本发明第一方面的方法，所述步骤S2具体包括：所述路由协议推送模块从所述路由协议镜像库中读取所述路由协议执行代码，并将所述路由协议执行代码发送至与所述镜像服务器相邻的路由器；与所述镜像服务器相邻的路由器的路由协议加载模块将接收到的路由协议执行代码部署在与所述镜像服务器相邻的路由器的高安全网络操作系统中；已部署所述路由协议执行代码的路由器的路由协议加载模块将所述路由协议执行代码发送至与所述已部署所述路由协议执行代码的路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中的所有路由器都部署所述路由协议执行代码。

根据本发明第一方面的方法，所述步骤S3具体包括：第一路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块周期地向与所述第一路由器相邻的第二路由器广播所述节点链路探测消息；所述第二路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块解析所述节点链路探测消息，以获取节点链路内容；确定所述节点链路内容是否已预先存储，若是，则丢弃所述节点链路探测消息；若否，则存储所述节点链路内容，并且所述第二路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块对所述节点链路探测消息进行封装，将经封装的节点链路探测消息广播到与所述第二路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中所有路由器都接收到所述节点链路探测消息。

根据本发明第一方面的方法，所述步骤S4具体包括：所述各个路由器的路由协议执行代码中的自动配置子模块基于所述连接关系为各自的路由器分配唯一子网地址；所述各个路由器的路由协议执行代码中的传输路径计算模块基于传输路径计算参数、所述节点链路内容和所述子网地址计算出各自的路由表；所述各个路由器将各自的路由表发送至与所述各个路由器对应的高安全网络操作系统；所述各个路由器的高安全网络操作系统将接收到的路由表发送至所述转发平面，作为所述转发平面的转发表。

根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S5中，当第一端设备要向第二端设备发送数据报文时：所述第一端设备将所述数据报文发送至与所述第一端设备相邻的路由器；查找与所述第一端设备相邻的路由器的转发表，若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中包含所述数据报文的目的IP地址，且同时包含所述第二端设备，则将所述数据报文发送至所述第二端设备；若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中包含所述数据报文的目的IP地址，且不包含所述第二端设备，则将所述数据发送至与当前路由器相邻的其他路由器，以继续查找所述其他路由器的转发表；若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中不包含所述数据报文的目的IP地址，表示所述第一端设备与所述第二端设备之间的传输路径不存在，丢弃所述数据报文。

本发明第二方面公开了一种应急组网装置，所述装置基于应急组网系统实现，所述应急组网系统包括若干路由器和若干镜像服务器，各个路由器通过光缆或光缆网连接，所述路由器与所述镜像服务器通过光缆或铜缆连接，其中：所述路由器由转发平面和控制平面组成，所述控制平面包括高安全网络操作系统、唤醒监听模块、路由协议加载模块，在未启动所述应急组网时，所述路由器处于休眠状态，不加载路由协议，不主动探测其他路由器；所述镜像服务器包括主动唤醒模块、路由协议推送模块、路由协议镜像注入模块、路由协议镜像库，所述路由协议镜像库存储有路由协议执行代码，在未启动所述应急组网时，所述镜像服务器不主动向相连接的路由器发送信息，在启动所述应急组网时，所述镜像服务器主动唤醒所述相连接的路由器。

所述装置具体包括：第一处理单元，被配置为，基于所述主动唤醒模块接收到的唤醒命令，来唤醒所述应急组网系统中的各个路由器；第二处理单元，被配置为，将从所述路由协议镜像库中获取的路由协议执行代码发送至所述各个路由器以进行部署；第三处理单元，被配置为，根据已部署的路由协议执行代码对应的路由协议，从接收到的节点链路探测消息中获取节点链路内容，在确定所述节点链路内容尚未存储在查询节点链路状态库时，封装所述节点链路探测消息并广播至所述各个路由器；第四处理单元，被配置为，基于所述节点链路内容、所述各个路由器的子网地址、传输路径计算参数确定所述应急组网系统的路由表，并将所述路由表发送至所述各个路由器的所述转发平面；第五处理单元，被配置为，基于所述路由表执行不同端设备之间的数据传输。

根据本发明第二方面的系统，所述第一处理单元具体被配置为：调用所述主动唤醒模块将所述唤醒命令发送至与所述镜像服务器相邻的路由器；调用与所述镜像服务器相邻的路由器的唤醒监听模块判断所述唤醒命令的真伪，若为真，则通过与所述镜像服务器相邻的路由器的高安全网络操作系统启动与所述镜像服务器相邻的路由器；调用已启动的路由器的唤醒监听模块将所述唤醒命令发送至与所述已启动的路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中的所有路由器都被唤醒。

根据本发明第二方面的系统，所述第二处理单元具体被配置为：调用所述路由协议推送模块从所述路由协议镜像库中读取所述路由协议执行代码，并将所述路由协议执行代码发送至与所述镜像服务器相邻的路由器；调用与所述镜像服务器相邻的路由器的路由协议加载模块将接收到的路由协议执行代码部署在与所述镜像服务器相邻的路由器的高安全网络操作系统中；调用已部署所述路由协议执行代码的路由器的路由协议加载模块将所述路由协议执行代码发送至与所述已部署所述路由协议执行代码的路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中的所有路由器都部署所述路由协议执行代码。

根据本发明第二方面的系统，所述第三处理单元具体被配置为：调用第一路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块周期地向与所述第一路由器相邻的第二路由器广播所述节点链路探测消息；调用所述第二路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块解析所述节点链路探测消息，以获取节点链路内容；确定所述节点链路内容是否已预先存储，若是，则丢弃所述节点链路探测消息；若否，则存储所述节点链路内容，并且调用所述第二路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块对所述节点链路探测消息进行封装，将经封装的节点链路探测消息广播到与所述第二路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中所有路由器都接收到所述节点链路探测消息。

根据本发明第二方面的系统，所述第四处理单元具体被配置为：调用所述各个路由器的路由协议执行代码中的自动配置子模块基于所述连接关系为各自的路由器分配唯一子网地址；调用所述各个路由器的路由协议执行代码中的传输路径计算模块基于传输路径计算参数、所述节点链路内容和所述子网地址计算出各自的路由表；调用所述各个路由器将各自的路由表发送至与所述各个路由器对应的高安全网络操作系统；调用所述各个路由器的高安全网络操作系统将接收到的路由表发送至所述转发平面，作为所述转发平面的转发表。

根据本发明第二方面的系统，所述第五处理单元具体被配置为，当第一端设备要向第二端设备发送数据报文时：调用所述第一端设备将所述数据报文发送至与所述第一端设备相邻的路由器；查找与所述第一端设备相邻的路由器的转发表，若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中包含所述数据报文的目的IP地址，且同时包含所述第二端设备，则将所述数据报文发送至所述第二端设备；若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中包含所述数据报文的目的IP地址，且不包含所述第二端设备，则将所述数据发送至与当前路由器相邻的其他路由器，以继续查找所述其他路由器的转发表；若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中不包含所述数据报文的目的IP地址，表示所述第一端设备与所述第二端设备之间的传输路径不存在，丢弃所述数据报文。

本发明第三方面公开了一种电子设备。所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明第一方面所述的一种应急组网方法中的步骤。

本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本发明第一方面所述的一种应急组网方法中的步骤。

综上，本发明的技术方案在运维成本、资源利用方面具有优势，可用于替代通过冗余路径或备份网络增强网络可靠性的方案，有效地为端设备之间通信提供一种快速构建、维护成本低廉的应急组网模式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的应急组网系统的示意图；

图2为根据本发明实施例的一种应急组网方法的流程图；

图3为根据本发明实施例的一种应急组网装置的结构图；

图4为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明第一方面公开了一种应急组网方法。所述方法基于应急组网系统实现；所述应急组网系统包括若干路由器和若干镜像服务器，各个路由器通过光缆或光缆网连接，所述路由器与所述镜像服务器通过光缆或铜缆连接。图1为根据本发明实施例的应急组网系统的示意图；如图1所示，其中圆形节点(R1-R6)表示路由器，方形节点(S1-S2)表示镜像服务器。

在一些实施例中，所述路由器由转发平面和控制平面组成，所述控制平面包括高安全网络操作系统、唤醒监听模块、路由协议加载模块，在未启动所述应急组网时，所述路由器处于休眠状态，不加载路由协议，不主动探测其他路由器。

在一些实施例中，所述镜像服务器包括主动唤醒模块、路由协议推送模块、路由协议镜像注入模块、路由协议镜像库，所述路由协议镜像库存储有路由协议执行代码，在未启动所述应急组网时，所述镜像服务器不主动向相连接的路由器发送信息，在启动所述应急组网时，所述镜像服务器主动唤醒所述相连接的路由器。

具体地，应急组网系统由路由器和镜像服务器组成。路由器之间连接通过光缆或光缆网等方式，一台路由器可以与多个路由器相连；路由器与镜像服务器间连接通过光缆或铜缆等方式，一台镜像服务器可以与多个路由器相连，一台路由器也可以与多台镜像服务器相连。

具体地，路由器由转发平面(用于根据控制平面下发的路由表进行报文的存储转发)和控制平面(用于计算端设备的传输路径，将路由表下发到转发平面)组成。转发平面设计可以采用基于专用交换芯片的转发引擎、基于Openflow交换芯片的流处理引擎、基于P4芯片的可编程转发引擎、基于FPGA的可编程转发引擎等。控制平面由高安全网络操作系统(是控制平面的基本系统，用于部署其他功能模块，如唤醒监听模块等)、唤醒监听模块(用于监听唤醒命令，将路由器状态从休眠切换到运行状态；并广播唤醒命令)、路由协议加载模块(用于将路由协议执行代码部署到高安全网络操作系统，并广播路由协议执行代码)等组成。在未启动应急组网时，路由器一直处于休眠状态，并未加载任何路由协议，不会主动探测其他路由器。

具体地，镜像服务器包括主动唤醒模块(用于向相连接的路由器发送唤醒命令)、路由协议推送模块(用于向相连接的路由器发送路由协议执行代码)、路由协议镜像注入模块(用于将路由协议执行代码写入到路由协议镜像库中)、路由协议镜像库(用于存储路由协议执行代码)等功能模块组成，路由协议执行代码(部署在路由器中，实现应急组网功能)储存在所述路由协议镜像库中。只有在启动应急组网时，镜像服务器主动唤醒相连接的路由器；否则，镜像服务器并不会主动向相连接的路由器发送任何信息。其中，路由协议执行代码包括链路节点发现子模块(用于每个路由器发现全网中路由器以及路由器之间连接关系)、协议自动配置子模块(用于自动配置网络规划参数和传输路径计算参数)、传输路径计算子模块(用于计算路由器中路由表)等三个子模块。

图2为根据本发明实施例的一种应急组网方法的流程图；如图2所示，所述方法具体包括：步骤S1、基于所述主动唤醒模块接收到的唤醒命令，来唤醒所述应急组网系统中的各个路由器；步骤S2、将从所述路由协议镜像库中获取的路由协议执行代码发送至所述各个路由器以进行部署；步骤S3、根据已部署的路由协议执行代码对应的路由协议，从接收到的节点链路探测消息中获取节点链路内容，在确定所述节点链路内容尚未存储在查询节点链路状态库时，封装所述节点链路探测消息并广播至所述各个路由器；步骤S4、基于所述节点链路内容、所述各个路由器的子网地址、传输路径计算参数确定所述应急组网系统的路由表，并将所述路由表发送至所述各个路由器的所述转发平面；步骤S5、基于所述路由表执行不同端设备之间的数据传输。

在一些实施例中，在所述步骤S1前，还包括步骤S0，初始化所述应急组网系统以启动所述路由器和所述镜像服务器，具体包括：通过“初识路由器到休眠状态”，以启动所述路由器；通过所述路由协议镜像注入模块将所述路由协议执行代码加载到所述路由协议镜像库中，以启动所述镜像服务器。

具体地，初始化应急组网系统包括：(1)启动镜像服务器，通过路由协议镜像注入模块将路由协议执行代码加载到路由协议镜像库中；同时，也可以通过路由协议镜像注入模块更新路由协议镜像库中路由协议执行代码；(2)启动路由器，路由器的初识状态为休眠状态。

在步骤S1中，基于所述主动唤醒模块接收到的唤醒命令，来唤醒所述应急组网系统中的各个路由器。

在一些实施例中，所述步骤S1具体包括：所述主动唤醒模块将所述唤醒命令发送至与所述镜像服务器相邻的路由器；与所述镜像服务器相邻的路由器的唤醒监听模块判断所述唤醒命令的真伪，若为真，则通过与所述镜像服务器相邻的路由器的高安全网络操作系统启动与所述镜像服务器相邻的路由器；已启动的路由器的唤醒监听模块将所述唤醒命令发送至与所述已启动的路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中的所有路由器都被唤醒。

具体地，在镜像服务器中主动唤醒模块接收到唤醒路由器的命令：镜像服务器中主动唤醒模块将唤醒命令通过与路由器连接的链路传递到相邻的路由器；路由器中唤醒监听模块监听到唤醒命令：如果唤醒命令为真，则通过高安全网络操作系统将路由器启动；否则，继续保持路由器的休眠状态；路由器中唤醒监听模块将监听命令通过连接通道传递给其相邻的路由器，直至所有路由器都接收到唤醒命令。

在步骤S2中，将从所述路由协议镜像库中获取的路由协议执行代码发送至所述各个路由器以进行部署。

在一些实施例中，所述步骤S2具体包括：所述路由协议推送模块从所述路由协议镜像库中读取所述路由协议执行代码，并将所述路由协议执行代码发送至与所述镜像服务器相邻的路由器；与所述镜像服务器相邻的路由器的路由协议加载模块将接收到的路由协议执行代码部署在与所述镜像服务器相邻的路由器的高安全网络操作系统中；已部署所述路由协议执行代码的路由器的路由协议加载模块将所述路由协议执行代码发送至与所述已部署所述路由协议执行代码的路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中的所有路由器都部署所述路由协议执行代码。

具体地，镜像服务器中路由协议推送模块读取路由协议镜像库中路由协议执行代码，通过连接通道传递给相邻的路由器；路由器中路由协议加载模块接收到路由协议执行代码，将路由协议执行代码部署在高安全网络操作系统中；路由器中路由协议加载模块将路由协议执行代码传递给其相邻的路由器，直至所有路由器都接收到路由协议执行代码。

在步骤S3中，根据已部署的路由协议执行代码对应的路由协议，从接收到的节点链路探测消息中获取节点链路内容，在确定所述节点链路内容尚未存储在查询节点链路状态库时，封装所述节点链路探测消息并广播至所述各个路由器。

在一些实施例中，所述步骤S3具体包括：第一路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块周期地向与所述第一路由器相邻的第二路由器广播所述节点链路探测消息；所述第二路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块解析所述节点链路探测消息，以获取节点链路内容；确定所述节点链路内容是否已预先存储，若是，则丢弃所述节点链路探测消息；若否，则存储所述节点链路内容，并且所述第二路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块对所述节点链路探测消息进行封装，将经封装的节点链路探测消息广播到与所述第二路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中所有路由器都接收到所述节点链路探测消息。

具体地，路由协议执行代码中链路节点发现子模块周期性向相邻路由器广播节点链路探测消息；相邻路由器中链路节点发现子模块接收到节点链路探测消息，解析节点链路探测信息，将该节点链路内容与已保存节点链路内容进行对比，如果已存在，则丢弃该消息，重新接收其他节点链路探测消息；否则，将节点链路内容保存下来；链路节点发现子模块封装节点链路探测消息，并将封装后的节点链路探测消息广播到其他相邻节点执行上述解析过程。

在步骤S4中，基于所述节点链路内容、所述各个路由器的子网地址、传输路径计算参数确定所述应急组网系统的路由表，并将所述路由表发送至所述各个路由器的所述转发平面。

在一些实施例中，所述步骤S4具体包括：所述各个路由器的路由协议执行代码中的自动配置子模块基于所述连接关系为各自的路由器分配唯一子网地址；所述各个路由器的路由协议执行代码中的传输路径计算模块基于传输路径计算参数、所述节点链路内容和所述子网地址计算出各自的路由表；所述各个路由器将各自的路由表发送至与所述各个路由器对应的高安全网络操作系统；所述各个路由器的高安全网络操作系统将接收到的路由表发送至所述转发平面，作为所述转发平面的转发表。

具体地，路由协议执行代码中协议自动配置子模块进行路由协议配置。自动配置子模块根据路由器和路由器连接关系，为每个路由器连接端设备的接口分配全网唯一子网地址，将传输路径计算参数传递给传输路径计算模块；传输路径计算模块接收到传输路径计算参数，选择传输路径计算算法，根据节点链路内容和路由器接口的子网地址计算出路由表，并下发到高安全网络操作系统；高安全网络操作系统接收到路由表，将路由表下发到路由器的转发平面。

在步骤S5中，基于所述路由表执行不同端设备之间的数据传输。

在一些实施例中，在所述步骤S5中，当第一端设备要向第二端设备发送数据报文时：所述第一端设备将所述数据报文发送至与所述第一端设备相邻的路由器；查找与所述第一端设备相邻的路由器的转发表，若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中包含所述数据报文的目的IP地址，且同时包含所述第二端设备，则将所述数据报文发送至所述第二端设备；若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中包含所述数据报文的目的IP地址，且不包含所述第二端设备，则将所述数据发送至与当前路由器相邻的其他路由器，以继续查找所述其他路由器的转发表；若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中不包含所述数据报文的目的IP地址，表示所述第一端设备与所述第二端设备之间的传输路径不存在，丢弃所述数据报文。

具体地，两个端设备通过应急网络进行应急通信过程为：端设备A向另一个端设备B发送数据报文，传递到端设备A相邻的路由器；路由器接收到数据报文，查找转发表：如果命中且命中结果为端设备B，将数据报文传递给端设备B；如果命中，命中结果不为端设备B，将根据转发表命中结果，将数据报文传递给相邻路由器，跳转到步骤5.2；否则，表示尚未创建好这两个端设备传输路径，则丢弃报文；端设备B接收到数据报文，表明两个端设备间数据传输成功。由此，完成一次应急组网功能启动。

本发明第二方面公开了一种应急组网装置，所述装置基于应急组网系统实现，所述应急组网系统包括若干路由器和若干镜像服务器(如图1所示)，各个路由器通过光缆或光缆网连接，所述路由器与所述镜像服务器通过光缆或铜缆连接，其中：所述路由器由转发平面和控制平面组成，所述控制平面包括高安全网络操作系统、唤醒监听模块、路由协议加载模块，在未启动所述应急组网时，所述路由器处于休眠状态，不加载路由协议，不主动探测其他路由器；所述镜像服务器包括主动唤醒模块、路由协议推送模块、路由协议镜像注入模块、路由协议镜像库，所述路由协议镜像库存储有路由协议执行代码，在未启动所述应急组网时，所述镜像服务器不主动向相连接的路由器发送信息，在启动所述应急组网时，所述镜像服务器主动唤醒所述相连接的路由器。

图3为根据本发明实施例的一种应急组网装置的结构图；如图3所示，所述装置300具体包括：第一处理单元301，被配置为，基于所述主动唤醒模块接收到的唤醒命令，来唤醒所述应急组网系统中的各个路由器；第二处理单元302，被配置为，将从所述路由协议镜像库中获取的路由协议执行代码发送至所述各个路由器以进行部署；第三处理单元303，被配置为，根据已部署的路由协议执行代码对应的路由协议，从接收到的节点链路探测消息中获取节点链路内容，在确定所述节点链路内容尚未存储在查询节点链路状态库时，封装所述节点链路探测消息并广播至所述各个路由器；第四处理单元304，被配置为，基于所述节点链路内容、所述各个路由器的子网地址、传输路径计算参数确定所述应急组网系统的路由表，并将所述路由表发送至所述各个路由器的所述转发平面；第五处理单元305，被配置为，基于所述路由表执行不同端设备之间的数据传输。

根据本发明第二方面的系统，所述第一处理单元301具体被配置为：调用所述主动唤醒模块将所述唤醒命令发送至与所述镜像服务器相邻的路由器；调用与所述镜像服务器相邻的路由器的唤醒监听模块判断所述唤醒命令的真伪，若为真，则通过与所述镜像服务器相邻的路由器的高安全网络操作系统启动与所述镜像服务器相邻的路由器；调用已启动的路由器的唤醒监听模块将所述唤醒命令发送至与所述已启动的路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中的所有路由器都被唤醒。

根据本发明第二方面的系统，所述第二处理单元302具体被配置为：调用所述路由协议推送模块从所述路由协议镜像库中读取所述路由协议执行代码，并将所述路由协议执行代码发送至与所述镜像服务器相邻的路由器；调用与所述镜像服务器相邻的路由器的路由协议加载模块将接收到的路由协议执行代码部署在与所述镜像服务器相邻的路由器的高安全网络操作系统中；调用已部署所述路由协议执行代码的路由器的路由协议加载模块将所述路由协议执行代码发送至与所述已部署所述路由协议执行代码的路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中的所有路由器都部署所述路由协议执行代码。

根据本发明第二方面的系统，所述第三处理单元303具体被配置为：调用第一路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块周期地向与所述第一路由器相邻的第二路由器广播所述节点链路探测消息；调用所述第二路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块解析所述节点链路探测消息，以获取节点链路内容；确定所述节点链路内容是否已预先存储，若是，则丢弃所述节点链路探测消息；若否，则存储所述节点链路内容，并且调用所述第二路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块对所述节点链路探测消息进行封装，将经封装的节点链路探测消息广播到与所述第二路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中所有路由器都接收到所述节点链路探测消息。

根据本发明第二方面的系统，所述第四处理单元304具体被配置为：调用所述各个路由器的路由协议执行代码中的自动配置子模块基于所述连接关系为各自的路由器分配唯一子网地址；调用所述各个路由器的路由协议执行代码中的传输路径计算模块基于传输路径计算参数、所述节点链路内容和所述子网地址计算出各自的路由表；调用所述各个路由器将各自的路由表发送至与所述各个路由器对应的高安全网络操作系统；调用所述各个路由器的高安全网络操作系统将接收到的路由表发送至所述转发平面，作为所述转发平面的转发表。

根据本发明第二方面的系统，所述第五处理单元305具体被配置为，当第一端设备要向第二端设备发送数据报文时：调用所述第一端设备将所述数据报文发送至与所述第一端设备相邻的路由器；查找与所述第一端设备相邻的路由器的转发表，若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中包含所述数据报文的目的IP地址，且同时包含所述第二端设备，则将所述数据报文发送至所述第二端设备；若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中包含所述数据报文的目的IP地址，且不包含所述第二端设备，则将所述数据发送至与当前路由器相邻的其他路由器，以继续查找所述其他路由器的转发表；若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中不包含所述数据报文的目的IP地址，表示所述第一端设备与所述第二端设备之间的传输路径不存在，丢弃所述数据报文。

本发明第三方面公开了一种电子设备。所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明第一方面所述的一种应急组网方法中的步骤。

图4为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图；如图4所示，电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、近场通信(NFC)或其他技术实现。该电子设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本公开的技术方案相关的部分的结构图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本发明第一方面所述的一种应急组网方法中的步骤。

综上，本发明的技术方案在平时不需要支出网络运维的成本，需要应急通信情况下可以快速地为端设备之间建立数据传输通道，尤其适用于端设备之间原有通信方式失效的情况。该技术方案在运维成本、资源利用方面具有优势，可用于替代通过冗余路径或备份网络增强网络可靠性的方案，有效地为端设备之间通信提供一种快速构建、维护成本低廉的应急组网模式。

请注意，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应急组网方法，其特征在于：

所述方法基于应急组网系统实现，所述应急组网系统包括若干路由器和若干镜像服务器，各个路由器通过光缆或光缆网连接，所述路由器与所述镜像服务器通过光缆或铜缆连接，其中：

所述路由器由转发平面和控制平面组成，所述控制平面包括高安全网络操作系统、唤醒监听模块、路由协议加载模块，在未启动所述应急组网时，所述路由器处于休眠状态，不加载路由协议，不主动探测其他路由器；

所述镜像服务器包括主动唤醒模块、路由协议推送模块、路由协议镜像注入模块、路由协议镜像库，所述路由协议镜像库存储有路由协议执行代码，在未启动所述应急组网时，所述镜像服务器不主动向相连接的路由器发送信息，在启动所述应急组网时，所述镜像服务器主动唤醒所述相连接的路由器；

所述方法具体包括：

步骤S1、基于所述主动唤醒模块接收到的唤醒命令，来唤醒所述应急组网系统中的各个路由器；

步骤S2、将从所述路由协议镜像库中获取的路由协议执行代码发送至所述各个路由器以进行部署；

步骤S3、根据已部署的路由协议执行代码对应的路由协议，从接收到的节点链路探测消息中获取节点链路内容，在确定所述节点链路内容尚未存储在查询节点链路状态库时，封装所述节点链路探测消息并广播至所述各个路由器；

步骤S4、基于所述节点链路内容、所述各个路由器的子网地址、传输路径计算参数确定所述应急组网系统的路由表，并将所述路由表发送至所述各个路由器的所述转发平面；

步骤S5、基于所述路由表执行不同端设备之间的数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种应急组网方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

所述主动唤醒模块将所述唤醒命令发送至与所述镜像服务器相邻的路由器；

与所述镜像服务器相邻的路由器的唤醒监听模块判断所述唤醒命令的真伪，若为真，则通过与所述镜像服务器相邻的路由器的高安全网络操作系统启动与所述镜像服务器相邻的路由器；

已启动的路由器的唤醒监听模块将所述唤醒命令发送至与所述已启动的路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中的所有路由器都被唤醒。

3.根据权利要求1所述的一种应急组网方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

所述路由协议推送模块从所述路由协议镜像库中读取所述路由协议执行代码，并将所述路由协议执行代码发送至与所述镜像服务器相邻的路由器；

与所述镜像服务器相邻的路由器的路由协议加载模块将接收到的路由协议执行代码部署在与所述镜像服务器相邻的路由器的高安全网络操作系统中；

已部署所述路由协议执行代码的路由器的路由协议加载模块将所述路由协议执行代码发送至与所述已部署所述路由协议执行代码的路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中的所有路由器都部署所述路由协议执行代码。

4.根据权利要求1所述的一种应急组网方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

第一路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块周期地向与所述第一路由器相邻的第二路由器广播所述节点链路探测消息；

所述第二路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块解析所述节点链路探测消息，以获取节点链路内容；

确定所述节点链路内容是否已预先存储，

若是，则丢弃所述节点链路探测消息；

若否，则存储所述节点链路内容，并且所述第二路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块对所述节点链路探测消息进行封装，将经封装的节点链路探测消息广播到与所述第二路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中所有路由器都接收到所述节点链路探测消息。

5.根据权利要求4所述的一种应急组网方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

所述各个路由器的路由协议执行代码中的自动配置子模块基于连接关系为各自的路由器分配唯一子网地址；

所述各个路由器的路由协议执行代码中的传输路径计算模块基于传输路径计算参数、所述节点链路内容和所述子网地址计算出各自的路由表；

所述各个路由器将各自的路由表发送至与各个路由器对应的高安全网络操作系统；

所述各个路由器的高安全网络操作系统将接收到的路由表发送至所述转发平面，作为所述转发平面的转发表。

6.根据权利要求5所述的一种应急组网方法，其特征在于，在所述步骤S5中，当第一端设备要向第二端设备发送数据报文时：

所述第一端设备将所述数据报文发送至与所述第一端设备相邻的路由器；

查找与所述第一端设备相邻的路由器的转发表，

若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中包含所述数据报文的目的IP地址，且同时包含所述第二端设备，则将所述数据报文发送至所述第二端设备；

若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中包含所述数据报文的目的IP地址，且不包含所述第二端设备，则将所述数据发送至与当前路由器相邻的其他路由器，以继续查找所述其他路由器的转发表；

若与所述第一端设备相邻的路由器的转发表中不包含所述数据报文的目的IP地址，表示所述第一端设备与所述第二端设备之间的传输路径不存在，丢弃所述数据报文。

7.一种应急组网装置，其特征在于：

所述装置基于应急组网系统实现，所述应急组网系统包括若干路由器和若干镜像服务器，各个路由器通过光缆或光缆网连接，所述路由器与所述镜像服务器通过光缆或铜缆连接，其中：

所述路由器由转发平面和控制平面组成，所述控制平面包括高安全网络操作系统、唤醒监听模块、路由协议加载模块，在未启动所述应急组网时，所述路由器处于休眠状态，不加载路由协议，不主动探测其他路由器；

所述镜像服务器包括主动唤醒模块、路由协议推送模块、路由协议镜像注入模块、路由协议镜像库，所述路由协议镜像库存储有路由协议执行代码，在未启动所述应急组网时，所述镜像服务器不主动向相连接的路由器发送信息，在启动所述应急组网时，所述镜像服务器主动唤醒所述相连接的路由器；

所述装置具体包括：

第一处理单元，被配置为，基于所述主动唤醒模块接收到的唤醒命令，来唤醒所述应急组网系统中的各个路由器；

第二处理单元，被配置为，将从所述路由协议镜像库中获取的路由协议执行代码发送至所述各个路由器以进行部署；

第三处理单元，被配置为，根据已部署的路由协议执行代码对应的路由协议，从接收到的节点链路探测消息中获取节点链路内容，在确定所述节点链路内容尚未存储在查询节点链路状态库时，封装所述节点链路探测消息并广播至所述各个路由器；

第四处理单元，被配置为，基于所述节点链路内容、所述各个路由器的子网地址、传输路径计算参数确定所述应急组网系统的路由表，并将所述路由表发送至所述各个路由器的所述转发平面；

第五处理单元，被配置为，基于所述路由表执行不同端设备之间的数据传输。

8.根据权利要求7所述的一种应急组网装置，其特征在于，所述第三处理单元具体被配置为：

调用第一路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块周期地向与所述第一路由器相邻的第二路由器广播所述节点链路探测消息；

调用所述第二路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块解析所述节点链路探测消息，以获取节点链路内容；

确定所述节点链路内容是否已预先存储，

若是，则丢弃所述节点链路探测消息；

若否，则存储所述节点链路内容，并且调用所述第二路由器的路由协议执行代码中的链路节点发现子模块对所述节点链路探测消息进行封装，将经封装的节点链路探测消息广播到与所述第二路由器相邻的其他路由器，直到所述应急组网系统中所有路由器都接收到所述节点链路探测消息。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至6中任一项所述的一种应急组网方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至6中任一项所述的一种应急组网方法中的步骤。

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