CN1848797B - 中低端路由器上查找多归路由最优路径和负载均衡的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中低端路由器上查找多归路由最优路径和负载均衡的方法，是通过以下步骤实现的：先定义“流”这个概念；在路由器内部初始化一个NAT Session表；再初始化一个“路径表”，包括目的地址，时延，端口，以目的地址为索引，该表中的相同目的地址的第一项是最优路径；当“流”的第一个包达到的时候，如果“路径表”中有该“流”的目的地址，取出第一个所指示的端口，将端口号和端口所在的地址填入NAT Session表；当“流”随后的数据包达到时，按照指示的端口继续转发；当第k个“流”的第一个数据包到达时，如果“路径表”中没有，以概率Bi/sum(Bn，n＝1～N)从端口i转发，其中i＝K mod N，同时记录应答包返回的时延，以目的地址为索引，按照时延由小到大排序。

Description

中低端路由器上查找多归路由最优路径和负载均衡的方法
技术领域
本发明涉及中低端路由器领域，尤其涉及该路由器中实现多线路最优路径查找和负载均衡的方法。
背景技术
网络应用的发展，使得用户对带宽的需求越来越高。目前中国的ADSL用户已经数千万个，但是，ADSL由于技术的原因下行速率只有8Mbps，上行速率只有768Kbps，而且，这个速率会随着用户的线路质量下降和线路长度的增加而降低。运营商为了保证稳定的用户接入，一般给用户开通2Mbps，或者1Mbps的下行带宽，有些区域仍然是512Kbps。这个带宽的限制给很多用户的应用造成了瓶颈。因此，很多用户希望通过增加ADSL的数量达到增加带宽的目的。另外一个方面，国内的不同运营商之间互联互通的带宽不高，因此，如果用户从一个运营商接入，去访问另外一个运营商的服务器时，会造成比较大的时延，应用的效果就是上网非常慢甚至不能访问，特别是在教育系统。以学校为例子，很多学校都通过教育科研网连接到国际互联网，但是通过学校的教育科研网访问电信的服务器非常慢，或者学校的老师学生在电信网络(如在家里)访问学校的服务器也非常慢。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种在中低端路由器上实现自动查找多归路由最优路径和线路负载均衡的方法，旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下步骤实现的：
先定义“流”：一个“流”是指在路由器中具备有相同的源地址，源端口，目的地址，目的端口和协议这五个要素的数据包；在路由器的转发中，一个“流”总是沿着固定的路径前进；
在路由器内部创建一个NAT(Network Address Translation)Session表，所述的NAT Session表包括源地址，目的地址，源端口，目的端口，全局IP地址，需要转发的端口等；一个NAT Session表就是表明了一个“流”的路径；
在路由器内部创建一个“路径表”，该“路径表”有三项，目的地址，时延，端口，以目的地址为索引，该表中的相同目的地址的第一项是最优路径；
当“流”的第一个包达到的时候，将该“流”的五个要素填入NAT Session表，然后去查找“路径表”，如果“路径表”中有该“流”的目的地址，取出匹配目的地址的“路径表”的第一个端口号，将端口号和端口所在的地址填入NAT Session表；当“流”随后的数据包达到时，按照指示的端口继续转发；
当第K个“流”的第一个数据包到达时，如果“路径表”中没有可以匹配的项，以概率从端口i转发，其中i＝K mod N，同时记录应答包返回的时延，然后将这三项的内容以目的地址为索引，按照时延由小到大排序；
与现有技术相比，本发明的有益效果是：对于多个运营商接入情况，可以在NAT的多归路由下，自动找到时延最小的路径，在时延相近的线路上，也可以达到负载均衡的效果，让用户访问服务器的时延降到最低。
附图说明
图1是本发明的流程图；
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明是通过以下步骤实现的：(由图1可见)
先定义“流”：一个“流”是指在路由器中具备有相同的源地址，源端口，目的地址，目的端口和协议这五个要素的数据包；在路由器的转发中，一般地，一个“流”总是沿着固定的路径前进；
在路由器内部创建一个NAT(Network Address Translation)Session表，所述的NAT Session表包括源地址，目的地址，源端口，目的端口，全局IP地址，需要转发的端口等；一个NAT Session表就是表明了一个“流”的路径；
在路由器内部创建一个“路径表”，该“路径表”有三项，目的地址，时延，端口，以目的地址为索引，该表中的相同目的地址的第一项是最优路径；
这个方法的基本思路是，当“流”的第一个包达到的时候，此时因为NAT Session表中关于该“流”的项为空，将该“流”的五个要素填入NATSession表，然后去查找“路径表”，如果“路径表”中有该“流”的目的地址，取出匹配目的地址的“路径表”的第一个端口号，将端口号和端口所在的地址填入NAT Session表；当“流”随后的数据包达到时，因为NATSession表中已经有了端口号和全局IP地址，然后就按照指示的端口继续转发；
“路径表”的维护是这样的：当第K个“流”的第一个数据包到达时，如果“路径表”中没有可以匹配的项，那么以概率从端口i转发，其中i＝K mod N，同时记录应答包返回的时延，然后将这三项的内容以目的地址为索引，按照时延由小到大排序；所以，“路径表”维护的目的地址的第一项都是最低时延的；
路由器运营商有N条线路连接，每条线路的带宽是Bn(n＝1～N)。
首先初始化NAT表，创建一个空的NAT表，表的项目有源地址，源端口，目的地址、目的端口、协议、全局IP地址，需要转发的端口。然后再初始化路径表，表项有目的地址，时延和端口。
本发明是给路由器提供N-1个(N＞2)出口，每个出口连接到不同的运营商，而对内，则提供至少一个路由接口。

Claims (1)

1.中低端路由器上查找多归路由最优路径和负载均衡的方法，是通过以下步骤实现的：
先定义“流”：一个“流”是指在路由器中具备有相同的源地址，源端口，目的地址，目的端口和协议这五个要素的数据包；在路由器的转发中，一个“流”总是沿着固定的路径前进；
在路由器内部创建一个NAT(Network Address Translation)Session表，所述的NAT Session表包括源地址，目的地址，源端口，目的端口，全局IP地址，需要转发的端口等；一个NAT Session表就是表明了一个“流”的路径；
在路由器内部创建一个“路径表”，该“路径表”有三项，目的地址，时延，端口，以目的地址为索引，该表中的相同目的地址的第一项是最优路径；
当“流”的第一个包达到的时候，将该“流”的五个要素填入NAT Session表，然后去查找“路径表”，如果“路径表”中有该“流”的目的地址，取出匹配目的地址的“路径表”的第一个端口号，将端口号和端口所在的地址填入NAT Session表；当“流”随后的数据包达到时，按照指示的端口继续转发；
当第K个“流”的第一个数据包到达时，如果“路径表”中没有可以匹配的项，以概率
Figure F2005100251354C00011
从端口i转发，其中i＝K mod N，同时记录应答包返回的时延，然后将这三项的内容以目的地址为索引，按照时延由小到大排序；其中：Bi指的是路由器第i个出口的带宽；
Bn指的是路由器第n个出口的带宽；
N指的是路由器的出口数，是大于0的自然数。
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