基于三层软交换的互联网高性能地址分配方法组成比例

基于三层软交换的互联网高性能地址分配方法属于计算机网络技术领域，其特征在于，三层软交换方法管理本自治域高性能地址的分配、使用、管理和计费；高性能用户经用户－网络信令向基于三层软交换方法的服务器申请高性能地址后，该服务器对用户权限进行认证，对高性能地址和对应的带宽资源进行控制和调配，再通过网络－网络信令控制三层准入控制网关路由器启动或停止对高性能地址的分配使用及相应的带宽控制。本发明专利技术的方法为高性能用户的应用提供了服务质量保证和安全传输保证。

【技术实现步骤摘要】

基于三层软交换的互联网高性能地址分配方法属于计算机网络

技术介绍
基于分组交换的互联网目前已经成为全世界最重要的信息基础设施，通信网、广播电视网和计算机网的三网融合以互联网为技术基础已成为人们的共识。互联网具有可扩展性好、可生存性强、灵活性强、无所不在等特点，但是目前互联网的“无连接、端对端和尽力而为”的设计理念也带来了安全性差、无法保证服务质量(QoS)和没有明晰的可持续发展的经济模型等重大问题。视频、实时应用、P2P等应用对于互联网带宽的需求不断增长，但路由器性能提高受到摩尔定律的限制，导致无限带宽的需求与有限带宽的资源的矛盾，同时安全性和可靠性的需求使得这个矛盾更加激化。虽然在互联网领域、通信领域和广播电视领域人们进行了多年的研究，对于各个独立的问题提出了不少解决方案，但是有些解决方案从本质上违背了互联网的设计理念，带来了可扩展性等问题。同时，针对个别问题的解决方案的代价是导致其他问题变得更加严重。目前国际上也有一些重大项目重新设计互联网，但是鉴于全世界互联网的规模，丢弃目前互联网是不可能的。根据研究，我们发现必须采用新型的交换体系结构才能解决上述的问题。按照OSI开放七层模型的定义：一层：物理层，二层：数据链路层，三层：网络层，四层：传输层，五层：会话层，六层：表示层，七层：应用层，目前已有的交换技术为：一层(硬)交换是标准的电路交换，基于时分复用(TDM)，它处理实际的数据流。具有可以保证服务质量(QoS)的特点，但带宽调度灵活性差。二层(硬)交换是标准的链路层分组交换(以太网交换机)，它处理实际的数据流。具有带宽调度灵活性好的特点，但不能保证服务质量(QoS)，可扩展性差。三层(硬)交换是标准的网络层分组交换(路由器)，它处理实际的数据流。具有可扩展性好，带宽调度灵活性好的特点，但不能保证服务质量(QoS)。五层(软)交换是目前所说的软交换，用于互联网电话(VoIP)系统中的会话管理，-->它不处理实际的数据流。因此，无法保证服务质量(QoS)。本专利技术和相关的系列专利技术引入了互联网地址交换的概念。它的基本原理是利用分组交换中网络地址决定路由、路由决定分组传输的机制，将有服务质量需求和安全性需求的服务定义为高性能服务，用于高性能服务的地址定义为高性能地址。在此基础上，把网络地址分为普通地址和高性能地址，对于高性能地址预留带宽。利用电路交换的带宽资源的调度机制和准入控制机制，动态分配高性能地址，达到保证服务质量(QoS)、保证安全性和具有良好经济模型的目的。本专利技术引入三层(软)交换方法，基于三层软交换方法可形成一种新型的网络设备，称三层软交换服务器。三层软交换服务器管理本自治域内的高性能地址和对应的带宽资源，因此能够有效地对高性能地址以及相应的数据报文进行路径指派、带宽预留、准入控制和计费。本专利技术的基本特征包括：1)三层软交换服务器管理本自治域高性能地址的分配、使用、回收和计费；2)高性能用户通过用户-网络信令(UNI)向三层软交换服务器申请使用高性能地址；3)三层软交换服务器对于用户的权限进行验证，对于高性能地址和对应的带宽资源进行控制和调配；4)三层软交换服务器通过网络-网络信令(NNI)控制三层准入控制路由器启动或停止对高性能地址的分配使用以及相应的带宽控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于在不改变现有互联网核心协议的基础上，以本专利技术所描述的三层软交换服务器为核心，管理本自治域内的高性能地址和对应的带宽资源，从而解决服务质量(QoS)问题、安全控制问题和可持续发展的经济模型问题。本专利技术的结构如图1所示，以互联网地址交换三层软交换服务器为核心，配合三层准入控制路由器，动态地址用户终端和经预先配置的互联网完成本专利技术的任务。三层软交换服务器由信令传输调度模块，用户身份认证模块，本域及跨域链路带宽使用统计模块，计费模块，域管理模块组成。除信令传输调度模块外，每个功能模块的核心是数据库系统，包括：用户数据库、地址数据库、链路数据库、准入控制网关数据库和计费数据库。信令系统包括：用户-网络信令系统(UNI)和网络-网络信令系统(NNI)。1.基于三层软交换的互联网高性能地址分配方法，其特征在于，所述方法是在作为三层软交换服务器的本自治域的服务器中依次按以下步骤实现的：-->步骤(1)：初始化在所述的三层软交换服务器上配置以下模块：信令传输控制模块，用户身份认证模块，本域及跨域链路带宽使用统计模块，计费模块，域管理模块，非正常退出定时模块，网管客户机模块；信令传输控制模块部分包括：网络-网络信令接收或发送模块以及用户-网络信令接收或发送模块，初始化这些模块后，等待传输信令的调度，信令格式包括：用户-网络信令包含有：用户标识、流水号、用户本端普通地址、通信对端普通地址、用户本端高性能地址段、用户本次应用需求带宽、以及用户非正常退出等待时长和传输指令；网络-网络信令包含有：用户标识、流水号、用户本端高性能地址段、最大带宽、以及用户非正常等待退出时长和传输指令；用户身份认证模块：以用户数据库为核心，初始化用户该数据库，信息含有：经过认证授权的高性能用户名、帐号、口令、用户所在网络子网位置、用户使用的用于连入互联网的普通网络地址；本域及跨域链路带宽使用统计模块：建立域内及与本域互联的域间链路数据库，初始化该数据库，数据库存储信息格式包含：本自治域内可提供高性能应用的链路连接、带宽、使用率、所有与本自治域有高性能应用关系的相关其它自治域的通信链路、路由连接、带宽、使用率；计费模块：建立计费数据库，初始化计费数据库，数据库存储信息格式包含：经过认证授权的高性能用户名、帐号、口令、用户所在网络子网位置、用户使用的高性能地址、该类地址单位时间内费用，付费信用数额；域管理模块包括本域高性能地址管理模块和三层准入控制网关管理模块；高性能地址管理模块：建立地址数据库，初始化该地址数据库，数据库存储信息格式包含：本域内网络所需的最大并发通信进程数量、全部高性能用户所需的高性能地址数量、高性能通信总带宽、本自治域内所有高性能地址、各个高性能地址段所预留的带宽、高性能地址的分配使用范围、本自治域内普通地址的网络位置信息、本自治域有高性能应用关系的相关其他自治域的地址信息；三层准入控制网关管理模块：建立三层准入控制网关数据库，初始化该网关数据库，数据库存储信息格式包含：所有三层准入控制网关的网络标识、用户子网、以及带宽特性；非正常退出定时模块初始化，网管客户机模块初始化；-->步骤(2)：用户-网络信令接收模块接收来自用户终端的请求，本自治域内的一个高性能用户请求与某个自治域中某一高性能用户进行高性能通信，信息包含前述用户-网络信令格式中的信息；步骤(3)：通过所述用户身份认证模块和计费模块，验证步骤(2)中的所述用户的身份和资费可用情况；步骤(4)：通过所述三层准入控制网关管理模块和本域及跨域链路带宽使用统计模块检查该用户请求的服务范围；步骤(5)：通过比对高性能地址管理模块中的地址数据库和本域及跨域链路带宽使用统计模块中的链路数据库，检查该项服务的并发用户数量是否已经达到设定的上限N，所述上限N，满足B×N≤W，B为带宽需求，W为可提供的总带宽；步骤(6)：检查拟使用的链路带宽使用情况，确定是否有足够带宽让本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于三层软交换的互联网高性能地址分配方法，其特征在于，所述方法是在作为三层软交换服务器的本自治域的服务器中依次按以下步骤实现的：　步骤（１）：初始化　在所述的三层软交换服务器上配置以下模块：信令传输控制模块，用户身份认证模块，本 域及跨域链路带宽使用统计模块，计费模块，域管理模块，非正常退出定时模块，网管客户机模块；　信令传输控制模块部分包括：网络－网络信令接收或发送模块以及用户－网络信令接收或发送模块，初始化这些模块后，等待传输信令的调度，信令格式包括：　 　用户－网络信令包含有：用户标识、流水号、用户本端普通地址、通信对端普通地址、用户本端高性能地址段、用户本次应用需求带宽、以及用户非正常退出等待时长和传输指令；　网络－网络信令包含有：用户标识、流水号、用户本端高性能地址段、最大带宽 、以及用户非正常等待退出时长和传输指令；　用户身份认证模块：以用户数据库为核心，初始化用户该数据库，信息含有：经过认证授权的高性能用户名、帐号、口令、用户所在网络子网位置、用户使用的用于连入互联网的普通网络地址；　本域及跨域链路 带宽使用统计模块：建立域内及与本域互联的域间链路数据库，初始化该数据库，数据库存储信息格式包含：本自治域内可提供高性能应用的链路连接、带宽、使用率、所有与本自治域有高性能应用关系的相关其它自治域的通信链路、路由连接、带宽、使用率；　计 费模块：建立计费数据库，初始化计费数据库，数据库存储信息格式包含：经过认证授权的高性能用户名、帐号、口令、用户所在网络子网位置、用户使用的高性能地址、该类地址单位时间内费用，付费信用数额；　域管理模块包括本域高性能地址管理模块和三层准 入控制网关路由器管理模块；　高性能地址管理模块：建立地址数据库，初始化该地址数据库，数据库存储信息格式包含：本域内网络所需的最大并发通信进程数量、全部高性能用户所需的高性能地址数量、高性能通信总带宽、本自治域内所有高性能地址、各个高性 能地址段所预留的带宽、高性能地址的分配使用范围、本自治域内普通地址的网络位置信息、本自治域有高性能应用关系的相关其他自治域的地址信息；　三层准入控制网关管理模块：建立三层准入控制网关路由器数据库，初始化该网关数据库，数据库存储信息格式 包含：所有三层准入控制网关的网络标识、用户子网、以及带宽特性；　非正常退出定时模块初始化，网管客户机模块初始化；　步骤（２）：...

【技术特征摘要】
1.基于三层软交换的互联网高性能地址分配方法，其特征在于，所述方法是在作为三层软交换服务器的本自治域的服务器中依次按以下步骤实现的：步骤(1)：初始化在所述的三层软交换服务器上配置以下模块：信令传输控制模块，用户身份认证模块，本域及跨域链路带宽使用统计模块，计费模块，域管理模块，非正常退出定时模块，网管客户机模块；信令传输控制模块部分包括：网络-网络信令接收或发送模块以及用户-网络信令接收或发送模块，初始化这些模块后，等待传输信令的调度，信令格式包括：用户-网络信令包含有：用户标识、流水号、用户本端普通地址、通信对端普通地址、用户本端高性能地址段、用户本次应用需求带宽、以及用户非正常退出等待时长和传输指令；网络-网络信令包含有：用户标识、流水号、用户本端高性能地址段、最大带宽、以及用户非正常等待退出时长和传输指令；用户身份认证模块：以用户数据库为核心，初始化用户该数据库，信息含有：经过认证授权的高性能用户名、帐号、口令、用户所在网络子网位置、用户使用的用于连入互联网的普通网络地址；本域及跨域链路带宽使用统计模块：建立域内及与本域互联的域间链路数据库，初始化该数据库，数据库存储信息格式包含：本自治域内可提供高性能应用的链路连接、带宽、使用率、所有与本自治域有高性能应用关系的相关其它自治域的通信链路、路由连接、带宽、使用率；计费模块：建立计费数据库，初始化计费数据库，数据库存储信息格式包含：经过认证授权的高性能用户名、帐号、口令、用户所在网络子网位置、用户使用的高性能地址、该类地址单位时间内费用，付费信用数额；域管理模块包括本域高性能地址管理模块和三层准入控制网关路由器管理模块；高性能地址管理模块：建立地址数据库，初始化该地址数据库，数据库存储信息格式包含：本域内网络所需的最大并发通信进程数量、全部高性能用户所需的高性能地址数量、高性能通信总带宽、本自治域内所有高性能地址、各个高性能地址段所预留的带宽、高性能地址的分配使用范围、本自治域内普通地址的网络位置信息、本自治域有高性能应用关系的相关其他自治域的地址信息；三层准入控制网关管理模块：建立三层准入控制网关路由器数据库，初始化该网关数据库，数据库存储信息格式包含：所有三层准入控制网关的网络标识、用户子网、以及带宽特性；非正常退出定时模块初始化，网管客户机模块初始化；步骤(2)：用户-网络信令接收模块接收来自用户终端的请求，本自治域内的一个高性能用户请求与某个自治域中某一高性能用户进行高性能通信，信息包含前述用户-网络信令格式中的信息；步骤(3)：通过所述用户身份认证模块和计费模块，验证步骤(2)中的所述用户的身份和资费可用情况；步骤(4)：通过所述三层准入控制网关管理模块和本域及跨域链路带宽使用统计模块检查该用户请...

【专利技术属性】
技术研发人员：李星，包丛笑，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]