[发明专利]基于三层软交换的互联网高性能地址分配方法

说明书

技术领域

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。

背景技术

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)。

本发明和相关的系列发明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。

本发明引入三层(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。

本发明的基本特征包括：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。

发明内容

本发明的目的在于在不改变现有互联网核心协议的基础上，以本发明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。本发明的结构如图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发明的任务。

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