一种基于规则拓扑结构网络的路由方法技术

本发明专利技术提供了一种基于规则拓扑结构网络的路由方法，根据节点在规则拓扑结构网络中的位置和作用对节点进行分类，并按照设定规则对各类节点进行编址；使用Device关键字定义各类节点地址中的设备类型，得到设备类型成组的节点集合；根据所述节点集合定义某一组网络节点与另一组网络节点之间距离的公式；基于距离公式对报文进行路由转发。本发明专利技术可以适用于各种具有规则拓扑的网络，应用于路由器或具有路由功能的交换机上面，该路由方法利用网络拓扑结构的规则性，提高路由方法的效率，降低路由设备和组网成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于规则拓扑结构网络的路由方法
本专利技术涉及一种路由方法，尤其涉及一种具备规则拓扑结构网络的通用路由方法。
技术介绍
数据中心是企业各种应用服务的提供中心，是数据运算、交换和存储的中心。它结合了先进的网络技术和存储技术，承载了网络中80％以上的服务请求和数据存储量，为客户业务体系的健康运转提供服务和运行平台。随着数据中心规模的日益扩大，现有的树形网络拓扑架在网络核心层不可避免的会出现带宽瓶颈问题，导致网络在传输延迟、传输效率等方面整体性能的下降。为了解决网络核心层带宽通信瓶颈问题，目前已提出了多种新的网络拓扑结构，比如胖树结构Fat-tree、多分支胖树网络拓扑结构、交换式矩阵网络结构MatrixDCN和网络结构BCube等，并针对这些网络结构提出了不同的路由。将来的大型数据中心会由多个异构网络组成，每个网络可以采用不同的网络结构，多种网络结构共存在一个数据中心里。考虑到经济性，网络中的每个路由器最好可以支持各种网络架构和路由协议，就像现在的路由器可以支持RIP(RoutingInformationProtocol，路由信息协议)、OSPF(OpenShortestPathFirst，开放式最短路径优先)等多种路由协议一样。由于上述网络架构及其路由方法之间的差异非常大，这些路由方法之间的兼容性很差，因此同时支持这些路由方法需要大量的开发工作。另外，这些路由方法在处理网络故障方面都比较复杂，效率相对较低。
技术实现思路
本专利技术提出的路由方法利用网络拓扑结构的规则性，提高路由方法的效率，降低路由设备和组网成本。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：本专利技术提供了一种基于规则拓扑结构网络的路由方法，具体如下：将规则拓扑结构网络中的节点分类，并按照设定规则对各类节点进行编址；定义各类节点地址中的设备类型，得到设备类型成组的节点集合；根据所述节点集合定义某一组网络节点与另一组网络节点之间距离的公式；基于所述公式计算最短路由路径，通过最短路由路径对报文进行路由转发。进一步地，根据节点在规则拓扑结构网络中的位置和作用对节点进行分类，并按照设定规则对各类节点进行编址。进一步地，使用Device关键字定义各类节点地址中的设备类型，用于表示一组相同属性的设备集合，设备的属性包括设备类型的名称、该类型设备的基础IP地址和自定义设备属性。进一步地，任意一组类型的设备的IP地址满足如下关系：IP&～(mask_1|mask_2|…|mask_n)＝＝ip_addr且属性ak∈[range_k]，ak＝IP&mask_k其中，mask表示地址掩码，ip_addr表示基础IP地址，range表示设备属性的取值范围。进一步地，距离公式由源设备、目的设备、设定条件和距离四元组构成，其含义为：当所述源设备到目的设备满足所述条件时，所述源设备到所述目的设备的距离值为所述距离。进一步地，路由器获得规则拓扑结构网络中的路由公式表，根据所述路由公式表中的距离公式计算最短路由路径，将所述最短路由路径存入路由条目表。进一步地，路由转发过程如下，查询所述路由条目表里是否有到目的地址的路由路径，若有，则根据该路由路径转发报文；若没有，则根据距离公式，计算出到目的节点最短路径的邻居节点作为下一跳节点；若存在距离相同的到目的节点最短路径的邻居节点，则根据负载均衡策略选择一个节点作为下一跳节点；把最终选择的最短路径加入到路由条目表中，并通过该最短路径将报文送给下一跳节点。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术针对具有规则拓扑结构的网络提出一种路由方法，称为规则网络路由方法。规则网络路由方法可以适用于各种具有规则拓扑的网络，应用于路由器或具有路由功能的交换机上面。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的基于所述路由方法的路由转发流程图；图2为本专利技术实施例提供的由四个端口交换机组成的胖树网络示意图；图3为本专利技术实施例提供的基于所述路由方法的SDN网络结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本专利技术实施例的限定。规则网络拓扑是指网络中节点的标识、编址以及节点之间的连接关系具有规律性，可以按照统一的方式进行描述的一种网络拓扑结构。本专利技术根据节点处于网络中的位置对节点进行分类，并按照一定的编址规则进行统一编址。在此基础上，把网络拓扑结构表述为多种类型的节点集合，和一组描述不同类型节点之间距离的公式。距离公式定义了网络中任意两点之间的距离。距离可以简单表示为两个节点之间的跳数，也可以是考虑链路带宽、时延等的综合开销。基于地址的节点类型表示本专利技术根据节点在网络中的位置和作用对节点进行分类，比如接入交换机、汇聚交换机、核心交换机和服务器等，并按照一定的规则为各类节点进行编址。节点地址里隐含了该设备的类型，以及节点在网络中的位置。在本专利技术中，使用Device关键字定义设备类型，用来表示一组相同属性的设备集合。设备属性包括设备类型名称，该类型设备的基础IP地址和自定义设备属性。基础IP地址用来描述该类型设备的IP地址的共同特征；自定义设备属性是指为了便于区分相同类型的不同设备，本专利技术根据规则网络拓扑的规律性，对设备赋予的一些逻辑属性。这些逻辑属性通过掩码与设备的IP地址的某几位对应起来，往往拥有一定的实际意义，比如Fat-tree中可以用来指定设备所在的Pod。本专利技术按照如下方式定义设备类型：在上述代码中，关键字Device后面的dev_type是设备类型的名字，Addr关键字后面的是基础IP地址，a1,a2,…,an是自定义属性，自定义属性的取值范围range和地址掩码mas本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于规则拓扑结构网络的路由方法，其特征在于，将规则拓扑结构网络中的节点分类，并按照设定规则对各类节点进行编址；定义各类节点地址中的设备类型，得到设备类型成组的节点集合；根据所述节点集合定义某一组网络节点与另一组网络节点之间距离的公式；基于所述公式计算最短路由路径，通过最短路由路径对报文进行路由转发。

【技术特征摘要】
1.一种基于规则拓扑结构网络的路由方法，其特征在于，将规则拓扑结构网络中的节点分类，并按照设定规则对各类节点进行编址；定义各类节点地址中的设备类型，得到设备类型成组的节点集合；根据所述节点集合定义某一组网络节点与另一组网络节点之间距离的公式；基于所述公式计算最短路由路径，通过最短路由路径对报文进行路由转发。2.根据权利要求1所述的路由方法，其特征在于，根据节点在规则拓扑结构网络中的位置和作用对节点进行分类，并按照设定规则对各类节点进行编址。3.根据权利要求1所述的路由方法，其特征在于，定义各类节点地址中的设备类型，用于表示一组相同属性的设备集合，设备的属性包括设备类型的名称、该类型设备的基础IP地址和自定义设备属性。4.根据权利要求1所述的路由方法，其特征在于，某组类型的设备的IP地址满足如下关系：IP&～(mask_1|mask_2|…|mask_n)＝＝ip_addr且属性ak∈[range_k]，ak＝IP&mask...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙延涛，贾泽群，位月，刘强，耿岚岚，石贺，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11