一种域内路由选择优化方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种域内路由选择优化方法及系统，利用各路由器节点的路由表建立关联的路由回溯表，并以此表作为数据挖掘对象，采用Apriori算法逐层挖掘频繁出现在路由路径中的主干路由节点，以所有主干路由节点组建成的主干链路即为域内网络的结构中心，通过主干链路对网络自治系统内的数据进行分流，从而提高链路带宽和数据吞吐量，减少拥塞问题在繁忙路径发生的频率；将剩余的普通路由器节点按照其与主干路由器节点的相邻距离，以主干链路为中心由近及远的为所有普通路由器节点确立直接或间接的强连接关系，使得在支持路由最短算法原则下，将部分数据流量分配到主干链路上，进一步减小窄带路径上负载的压力。步减小窄带路径上负载的压力。步减小窄带路径上负载的压力。

【技术实现步骤摘要】
一种域内路由选择优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及网络通信
，具体涉及一种改进的RIP协议框架下的域内路由选择优化方法、系统。

技术介绍

[0002]随着网络技术迅猛发展，对网络的依赖性越来越强，网络规模呈指数增长，网络流量数据急剧膨胀。为了便于网络资源的维护和安全性管理，使得建立于互联网框架内的各种自治系统的粒度越来越细化、多样化，从而导致分组数据转发的工作重心逐渐由域外网络向域内网络转移，由此急剧增加了各层级自治系统内的路由转发工作量。为此，目前大部分的企业网络均采用了动态路由选择协议。动态路由选择是指节点的路由选择要依靠网络当前的状态信息来决定，这种策略能很好地适应网络流量和拓扑结构的变化，有利于改善网络的性能，适用于复杂的网络环境。
[0003]RIP(Routing Information Protocol)是域内路由选择协议中最为知名的一个，由于其采用的是一种分布式的基于距离向量的路由路径算法，相比于采用链路状态算法的OSPF(Open Shortest Path First)具有运算简单、便于维护的特点，成为目前各企业内部网络广泛使用的路由协议。
[0004]距离向量路由路径算法中定义的“最佳路由”是以到达目的地址的距离最短为标准，每个路由器都通过邻居节点交换的路由信息来维护一张矢量表，表中列出了当前已知的到每个目标的最短距离，以尽最大努力减少整个网络拓扑结构的数据延迟。但是，对于现代通信
而言，“最佳路由”并不仅仅是满足分组平均延迟的最小化，对于网络数据的流量控制，减少拥塞问题也需要高度关注。特别是随着各大、中型企业逐渐实现了办公自动化和服务自动化，必然增大了域内网络中的节点数量，而大量的网络节点会导致网络的拓扑结构复杂化，加大了网络负载的吞吐量。但是，距离向量路由路径算法并不能提供数据流量控制服务，也无法解决网络拥塞问题。
[0005]另外，对于传统意义上理想的路由算法，算法应对所有用户都是平等的，即网络中所有节点在同一段时间内应分配到相对公平的带宽资源。由于网络结构越来越庞大和繁杂，使得不公平分配资源的情况越发严重，这主要体现在一些处于链路边缘的路由器节点与距离较远的其他节点通信过程中，其发送的报文经常阻塞在某一路由路径上，而处于网络中心位置的路由器节点由于其占有物理位置方面的优势，更容易分配到远多于边缘节点的网络资源，给边缘节点上的用户带来较差的服务体验，尤其是对于采用多点协同工作机制的企业流水线来说可能会带来意想不到的后果。

技术实现思路

[0006]为了解决上述存在的技术问题，本专利技术提供了一种域内路由选择优化方法，该方法具体包括：
[0007]步骤1)采集域内网络中所有路由器节点的本地路由表数据，通过路由表中路由表
项之间的索引关系构建路由回溯表，该路由回溯表由回溯表项组成，回溯表项中记录路由表项的回溯路径；
[0008]步骤2)以所有路由回溯表组成的数据集作为事务数据集，利用Apriori算法从事务数据集中逐级发现多级频繁项集，并从各级频繁项集中挖掘出对应级数的主干路由器节点，所有主干路由器节点用于组建域内网络中分组转发的主干链路；
[0009]步骤3)除主干路由器节点以外的路由器节点作为普通路由器节点，采用设定的优先连接规则为所有普通路由器节点确立强连接，该优先连接规则为：查找普通路由器节点的邻居节点，按先后顺序优先选择主干路由器节点或分支路由器节点作为连接对象确立唯一的强连接，所述的分支路由器节点为与主干路由器节点直接或间接相连的路由器节点；
[0010]步骤4)利用距离向量的路由路径算法在对本地路由表更新过程中，对于由不同邻居节点发来的、具有相同目的地址和距离的路由表项，优先选择由强连接转发的路由表项更新到本地。
[0011]进一步优选地，所述步骤1)中路由回溯表构建的具体过程为：
[0012]步骤101)采集域内网络中所有路由器节点的本地路由表数据，路由器节点保存的本地路由表基于RIP协议构建，路由表中的路由表项包括目的IP地址、下一跳IP地址和距离字段值d
m
，m表示路由表项标识；
[0013]步骤102)提取当前路由表项T
m
中的目的IP地址作为索引，从下一跳IP地址所在的路由器节点的路由表中查找是否存在相同目的IP地址的路由表项T
m
‑1，如果存在且距离字段值为d
m
‑
1，则执行步骤103)，否则删除当前路由表项；
[0014]步骤103)继续提取路由表项T
m
‑1中的目的IP地址作为索引，重复执行步骤102)，直至遍历到该目的IP地址所在的路由器节点后，将参与运算的所有路由器节点对应的IP地址按遍历的先后排序，生成当前路由表项T
m
所对应的回溯表项B
m
，所述的回溯表项B
m
包括由IP地址组成的回溯路径和各IP地址在该回溯路径中的跳数。
[0015]进一步优选地，所述步骤2)中主干路由器节点挖掘的具体过程为：
[0016]步骤201)由生成的每一回溯表项作为一项事务数据，将所有路由器节点的回溯表项组成事务数据集；
[0017]步骤202)以回溯路径上的IP地址作为项，扫描事务数据集中各事务的所有项，累计每个项的计数，由满足最小支持度计数的项组成频繁1项集的集合L1，并从频繁1项集的集合L1选择计数最高的一项IP地址所在的路由器节点作为1级主干路由器节点；
[0018]步骤203)对频繁k
‑
1项集的集合L
k
‑1中的元素按支持度计数降序排列，执行自连接如果(l
i
[1]＝l
j
[1])∧(l
i
[2]＝l
j
[2])∧
…
∧(l
i
[k
‑
2]＝l
j
[k
‑
2])∧(l
i
[k
‑
1]＜l
j
[k
‑
1])，表示频繁k
‑
1项集的集合L
k
‑1中的子项集l
i
和l
j
是可连接的，则连接子项集l
i
和l
j
产生候选k项集{l
i
[1],l
i
[2],
…
,l
i
[k
‑
1],l
j
[k
‑
1]}，由上述自连接运算生成的所有候选k项集组成集合C
k
，其中k≥2，i,j表示子项集标识；
[0019]步骤204)扫描事务数据集中各事务的所有项，累计包含C
k
中每个候选k项集的事务计数，由满足最小支持度计数的项集组成频繁k项集的集合L
k
，对集合L<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种域内路由选择优化方法，其特征在于，该方法包括：步骤1)采集域内网络中所有路由器节点的本地路由表数据，通过路由表中路由表项之间的索引关系构建路由回溯表，该路由回溯表由回溯表项组成，回溯表项中记录路由表项的回溯路径；步骤2)以所有路由回溯表组成的数据集作为事务数据集，利用Apriori算法从事务数据集中逐级发现多级频繁项集，并从各级频繁项集中挖掘出对应级数的主干路由器节点，所有主干路由器节点用于组建域内网络中分组转发的主干链路；步骤3)除主干路由器节点以外的路由器节点作为普通路由器节点，采用设定的优先连接规则为所有普通路由器节点确立强连接，该优先连接规则为：查找普通路由器节点的邻居节点，按先后顺序优先选择主干路由器节点或分支路由器节点作为连接对象确立唯一的强连接，所述的分支路由器节点为与主干路由器节点直接或间接相连的路由器节点；步骤4)利用距离向量的路由路径算法在对本地路由表更新过程中，对于由不同邻居节点发来的、具有相同目的地址和距离的路由表项，优先选择由强连接转发的路由表项更新到本地。2.根据权利要求1所述的域内路由选择优化方法，其特征在于，所述步骤1)中路由回溯表构建的具体过程为：步骤101)采集域内网络中所有路由器节点的本地路由表数据，路由器节点保存的本地路由表基于RIP协议构建，路由表中的路由表项包括目的IP地址、下一跳IP地址和距离字段值d
m
；步骤102)提取当前路由表项T
m
中的目的IP地址作为索引，从下一跳IP地址所在的路由器节点的路由表中查找是否存在相同目的IP地址的路由表项T
m
‑1，如果存在且距离字段值为d
m
‑
1，则执行步骤103)，否则删除当前路由表项；步骤103)继续提取路由表项T
m
‑1中的目的IP地址作为索引，重复执行步骤102)，直至遍历到该目的IP地址所在的路由器节点后，将参与运算的所有路由器节点对应的IP地址按遍历的先后排序，生成当前路由表项T
m
所对应的回溯表项B
m
，所述的回溯表项B
m
包括由IP地址组成的回溯路径和各IP地址在该回溯路径中的跳数。3.根据权利要求1所述的域内路由选择优化方法，其特征在于，所述步骤2)中主干路由器节点挖掘的具体过程为：步骤201)由生成的每一回溯表项作为一项事务数据，将所有路由器节点的回溯表项组成事务数据集；步骤202)以回溯路径上的IP地址作为项，扫描事务数据集中各事务的所有项，累计每个项的计数，由满足最小支持度计数的项组成频繁1项集的集合L1，并从频繁1项集的集合L1选择计数最高的一项IP地址所在的路由器节点作为1级主干路由器节点；步骤203)对频繁k
‑
1项集的集合L
k
‑1中的元素按支持度计数降序排列，执行自连接如果(l
i
[1]＝l
j
[1])∧(l
i
[2]＝l
j
[2])∧
…
∧(l
i
[k
‑
2]＝l
j
[k
‑
2])∧(l
i
[k
‑
1]＜l
j
[k
‑
1])，表示频繁k
‑
1项集的集合L
k
‑1中的子项集l
i
和l
j
是可连接的，则连接子项集l
i
和l
j
产生候选k项集{l
i
[1],l
i
[2],
…
,l
i
[k
‑
1],l
j
[k
‑
1]}，由上述自连接运算生成的所有候选k项集组成集合C
k
，其中k≥2；步骤204)扫描事务数据集中各事务的所有项，累计包含C
k
中每个候选k项集的事务计
数，由满足最小支持度计数的项集组成频繁k项集的集合L
k
，对集合L
k
中的元素按支持度计数降序排列，按序提取同时包含1至k
‑
1级主干路由器节点IP地址的项集记为预选项集P
k
，从所有预选项集P
k
中提取排序靠前的2
k
‑1个普通路由器节点所对应的IP地址，并将该2
k
‑1个普通路由器节点作为k级主干路由器节点；步骤205)对排序后的集合L
k
重复执行步骤203)和步骤204)，以获得k+1级主干路由器节点，并继续迭代运算直至无法再获得更高级数的主干路由器节点后，将挖掘出的各级主干路由器节点组成主干路由集合，并按级数升序排列，其中主干路由器节点的级数与优先级成反比。4.根据权利要求1所述的域内路由选择优化方法，其特征在于，所述步骤3)中为普通路由器节点确立强连接的具体过程为：步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军力，王牧，林丹清，田丽，
申请(专利权)人：北京慧橙信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：