一种多标识网络下的链路状态路由方法技术

本发明专利技术提供一种多标识网络下的链路状态路由方法，包括：步骤S1，设计用于传播路由可达性信息的链路状态通告，所述链路状态通告包括邻接链路状态通告和名称链路状态通告；步骤S2，通过分层命名的方式对链路状态路由协议进行命名，通过层级化字符串的形式来表示名称前缀；步骤S3，定期发送Hello协议探测兴趣包实现对邻居路由器活动状态的探测；步骤S4，通过多标识路由器中的路由更新触发生成新的链路状态通告；步骤S5，基于键值数据库对所述链路状态通告进行存储；步骤S6，基于多路径计算实现路由计算。本发明专利技术实现了多标识网络中的域内动态路由协议，能够大幅度地减少网络流量开销和网络检索延迟，并有效地提高了其可扩展性能。并有效地提高了其可扩展性能。并有效地提高了其可扩展性能。

【技术实现步骤摘要】
一种多标识网络下的链路状态路由方法


[0001]本专利技术涉及一种链路状态路由方法，尤其涉及一种多标识网络下的链路状态路由方法。

技术介绍

[0002]当前互联网使用TCP/IP的网络架构。TCP/IP架构以主机为中心，使用推式通信语义进行网络通信。随着用户需求的多样化，基于TCP/IP架构的网络服务逐渐不能满足一些应用场景。信息中心网络（Information
‑
Centric Networking，ICN）的出现解决了TCP/IP网络遇到的一些问题。信息中心网络以内容为中心，对数据进行加密，使用拉式通信语义进行网络通信，在移动性场景等多种场景中效果显著。内容中心网络（Content
‑
Centric Networking，CCN）和命名数据网络（Named Data Networking，NDN）遵循了信息中心网络的以内容为中心的设计理念，是两种更具活力的网络架构。
[0003]信息中心网络以单一的拉式语义为通信语义。在信息中心网络中，网络层为上层应用只提供单一的通信语义，这使得一些网络功能的实现变得复杂。此外，信任机制的构建也一直是研究热点，并没有得到很好的解决。多标识网络（Multi
‑
Identifier Network，MIN）正是在这个背景下被提出来的。
[0004]多标识网络采用推式和拉式两种通信语义，大幅度地发挥了网络设备的性能，并为上层应用提供了更加多样化的使用接口。多标识网络设计了一整套基于密码学、身份认证以及区块链等技术的安全防护机制，使得网络数据更为安全。同时，多标识网络的安全机制也为解决信息中心网络的信任锚问题提供了一种新的解决思路。由于提出了新的多标识网络，那么，必然需要对应的路由协议来实现该网络。
[0005]路由协议旨在引导网络中数据包的转发。域内路由协议则仅在网络中的某个自治域内支持路由功能。TCP/IP网络中的路由协议主要可以分为两大类别，分别是距离矢量路由协议（distance
‑
vector routing protocol）和链路状态路由协议（link
‑
state routing protocol）。
[0006]距离矢量路由协议采用距离矢量算法来决定报文交换的路径。在这类协议中，路由器需要周期性与相邻的路由器交换更新通告，动态建立路由表，以决定最短路径。网络中的路由器从自己的邻居路由器得到路由信息，并将这些路由信息连同自己的本地路由信息发送给其他邻居，路由信息经过层级传递，最终达到全网同步。在初始状态下，每个路由器只知道与自己直接相连的网络连接状况，并根据从邻居得到的路由信息更新自己的路由。距离矢量协议实现简单，但是它的收敛速度慢，报文量大，占用较多网络开销，并且需要为避免路由环路做各种特殊处理。
[0007]链路状态路由协议比距离矢量路由协议更为复杂，但基本功能和配置相对简单，算法更易理解。链路状态路由协议从网络或者网络的限定区域内的所有其他路由器处收集信息，最终每个链路状态路由器上都有一个相同的网络拓扑信息。在链路状态路由协议中，每台路由器都可以独立地计算各自的最优路径。
[0008]信息中心网络中的路由协议除了包括类似TCP/IP架构中的路由协议类型，还包括基于地理位置信息的路由协议和基于控制器的路由协议。但是由于设计上的不同，特别是通信语义上的差异，TCP/IP网络和信息中心网络中的路由协议并不能直接应用在多标识网络中。
[0009]其中，OSPF（Open Shortest Path First）是TCP/IP网络中的一种链路状态路由协议。每个路由器将其已知的链路状态信息告诉邻居，收敛以后，网络上每个路由器都同步了相同的链路状态。每台路由器根据获取到的全网链路状态，独立计算路由。
[0010]OSPF通过组播hello包来发现邻居，所有邻居都可能跟自己交换链路状态信息。OSPF会在广播型网络中选举DR（Designated Router，指定路由器）和BDR（Backup Designated Router，备用指定路由器），网络内所有路由器只与DR和BDR建立邻接关系。每个路由器都有一个LSDB（Link State Database，链路状态数据库），其中存储了许多条LSA（Link
‑
State Advertisement，链路状态通告）。LSA用于描述链路状态信息，如网络中某台路由器的编号、其直连的网段以及链路开销等。链路状态每隔30分钟更新一次。如果网络发生变化，则不需等待周期触发，直接向邻居发送更新信息。OSPF是一种运行在TCP/IP网络中的路由协议，但是不能直接运行在多标识网络中。OSPF基于TCP/IP网络中的推式通信语义进行网络通信，无法利用多种通信语义来实现更为高效和安全的链路状态传播。
[0011]另外，NLSR（Named Data Networking Link State Routing Protocol，命名数据网络链路状态路由协议）是一种为命名数据网络而设计的链路状态路由协议。NLSR运行在命名数据网络中，这使得它只能使用拉式通信语义进行网络通信。NLSR将LSA更新信息的同步功能交给单独的同步协议去处理，从而简化了路由计算部分的设计工作。NLSR先后使用了ChronoSync以及PSync等同步协议，来解决LSA传播问题。
[0012]但是，NLSR并不能直接运行在多标识网络中。此外，由于NLSR基于拉式语义进行网络通信，不能利用多种通信语义来提高链路状态传播的效率。由于拉式语义和路由信息传播之间存在语义隔阂，NLSR剥离了同步协议，进而也增加了同步协议设计所需的额外工作，其总体设计会变得更加复杂。

技术实现思路

[0013]本专利技术所要解决的技术问题是需要提供一种多标识网络下的链路状态路由方法，旨在为多标识网络这一新型网络提供链路状态路由协议，以提供完整且可操作性强的域内动态路由技术方案。
[0014]对此，本专利技术提供一种多标识网络下的链路状态路由方法，包括：步骤S1，设计用于传播路由可达性信息的链路状态通告，所述链路状态通告包括邻接链路状态通告和名称链路状态通告；步骤S2，通过分层命名的方式对链路状态路由协议进行命名，在命名过程中，通过层级化字符串的形式来表示名称前缀；步骤S3，定期发送Hello协议探测兴趣包实现对邻居路由器活动状态的探测；步骤S4，通过多标识路由器中的路由更新触发生成新的链路状态通告；步骤S5，基于键值数据库对所述链路状态通告进行存储；步骤S6，基于多路径计算实现路由计算。
[0015]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S1中，所述邻接链路状态通告用于提供网络拓扑信息，并用于存储所述多标识路由器的邻居路由器列表和邻接链路开销；所述名称链路状态通告用于存储以层级化字符串形式来命名的路由可达性信息，并通过所述多标识路由器实现网络分组的寻址，所述路由可达性信息包括多标识网络中的路由器、网络服务以及数据内容。
[0016]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
Field>/alrp/INFO/< Base62 encoded string of the MIR Name of the sender>对Hello协议探测兴趣包名称进行命名，其中，Base62 encoded string of the MIR Name of the sender表示存储了Hello协议探测兴趣包发送者的路由器名称为Base62编码字符串的字段。6.根据权利要求1至3任意一项所述的多标识网络下的链路状态路由方法，其特征在于，所述步骤S4中，通过多标识路由器中的路由更新触发生成新的链路状态通告的生成和存储，该多标识路由器将更新的链路状态通告类型及序列号信息通过GPPkt推送给所有邻居路由器，GPPkt指的是用于承载推式通信语义的通用推式包；邻居路由器中的多标识路由器在接收到更新通知后，通过兴趣包向所述多标识路由器拉取此次更新的内容；最后，邻居路由器中的多标识路由器将此次更新所获得的新的链路状态通告安装到链路状态数据库中。7.根据权利要求6所述的多标识网络下的链路状态路由方法，其特征在于，在多标识路由器上运行的路由协议进程中，通过序列号管理器为每种类型的链路状态通告分配一个初始的序列号，当该链路状态通告更新时，则递增其序列号；所述序列号用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李挥，王锋，白鹤，吴政琪，裴欣源，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：