[发明专利]转发和控制分离网络件架构下实现业务集群路由器的方法

说明书

 

（一）、技术领域：本发明涉及一种实现路由器的方法，特别是涉及一种转发和控制分离网络件架构下实现业务集群路由器的方法。

（二）、背景技术: 随着互联网等计算机网络应用领域的迅速扩大，新特性、新需求不断出现并不断变化，这就要求新一代网络设备应具有足够的灵活性，能快速地对新业务、新需求做出响应；要求新一代网络设备应具有足够的开放性，使用户可以根据所开放的资源灵活组合，以提供不同的网络需求服务；要求新一代网络设备应具有足够的模块化特性，并通过标准化组织进行标准化，使得每个模块可以由不同厂家独立研究开发，又可以通过积木式有机组合成一个整体，这种积木式的发展模式可以极大地加快产品的开发过程，同时也有利于良性竞争、降低成本，个人计算机（PC）的发展已经充分证明了该模式的有效性。转发与控制分离的网络件正是由于满足了新一代网络的以上要求而在目前得到了广泛研究和应用。关于转发与控制分离网络件的研究目前主要在互联网标准制定组织IETF 引导下开展，IETF成立了专门的ForCES（Forwarding and Control Element Separation, 转发和控制件分离）工作组。一个转发与控制分离的网络件分成转发件（FE）和控制件（CE）两部分，互联网协议RFC3654中规定了转发与控制分离网络件的需求（Requirements），互联网协议RFC3746规定了转发与控制分离网络件的框架（Framework）。它们之间的信息交换使用标准化的被称为“ForCES协议”的信息交换协议,进而转发与控制分离网络件也被称为ForCES网络件，标准化使得转发件和控制件可以由不同厂家生产。

在计算机网络中，路由器是重要的网络设备，在网络通信中主要完成路由选择、转发任务，随着网络应用的不断发展，路由器还要完成一些控制、管理以及业务处理功能。现有路由器体系结构由于受其自身硬件结构、路由操作系统及协议软件结构的固有限制，普遍缺乏良好的可扩展性，在很多方面难以满足新一代互联网可扩展性的需要。为了适应新一代互联网对可扩展性的需求，解决高性能路由器可扩展问题，对ForCES架构下集群路由器应用的研究具有非常重大的意义。集群路由器是指将多个可独立运行的路由交换结点(如：常规路由器或通用PC计算机等)，通过某种高速互连网络连接起来构成的单映像路由系统。对集群式路由器的实现可以采用两种途径。第一是采用高速互连卡或高速互连网络将多台常规路由器连接起来，在集群路由协议的支持下，形成一个单映像路由器。第二是用使用专用网(SpecialAr ean etwork,S AN)或者局域网(LocalA reaN etwork,L AN)将多台常规计算机连接成计算机集群系统，每台计算机运行可重构的IP转发软件，在集群路由协议的支持下，形成一个单映像路由器。在集群路由器体系结构中,为了提高集群系统的可伸缩性和可管理性, 增强路由器的扩展性和灵活性，我们可以采用转发与控制分离结构，即ForCES( Forwarding andControl Element Separation)结构，将集群路由器控制平面与转发平面分离开来。

目前，ForCES工作组已经提出了关于转发件间数据传输机制的两个草案，即一个ForCES NE内部的转发件拓扑结构的发现和维护机制以及转发件间数据包传输的路由机制，但关于按照什么方式组织转发件和转发件内的逻辑功能块 而获得更好的转发性能还没有研究人员提出相关的设计方案。

（三）、发明内容：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的缺陷，提供一种转发和控制分离网络件架构下实现业务集群路由器的方法，该方法解决了集群路由器的可扩展性问题，在集群路由器体系结构中，采用转发和控制件分离技术可以实现转发平面和控制平面的分离，从而提高集群系统的可伸缩性和可管理性, 增强路由器的扩展性和灵活性。

本发明的技术方案：

一种转发和控制分离网络件架构下实现业务集群路由器的方法，含有下列步骤：

步骤1：初始时将业务分成多个子业务模块，采用逻辑功能块对各个子业务模块进行描述，构建出实现该业务的逻辑功能块拓扑结构；

步骤2：控制件根据各逻辑功能块运行所需的资源情况和转发件的处理能力确定完成业务处理所需的转发件数量；

步骤3：控制件根据该业务逻辑功能块的拓扑结构，将业务的逻辑功能块拓扑结构映射成各个转发件间和转发件内部逻辑功能块的拓扑结构；

步骤4：控制件根据转发件间的拓扑结构生成业务转发表，并下发给转发件，转发件根据业务转发表来选择处理后续子业务所需转发件；