[发明专利]一种覆盖网路由方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种覆盖网路由方法，属于计算机网络技术领域，特别是属于下一代互联网技术领域。

背景技术

现在互联网中节点或链路的故障(如断裂或拥塞)不可避免，且随着基于互联网应用的增加，这种故障更加频繁发生。由于IP网络路由协议(如开放式最短路径优先协议OSPF,边界网关协议BGP)的特点，目前IP网络为解决此类故障而进行的路由汇聚需花费几十秒，甚至十几分钟，其间常出现数据包丢失现象。

为了解决这一技术问题，许多IP路径失效恢复方法被提出，它们大致可以分为三种类型：(1)无环替代法(LFA-based:loop-free alternate based scheme)；(2)基于隧道法(Tunnel-based:tunneling based scheme)；(3)路由表备份法(BRT-based:backup routing table based scheme)。在无环替代法中，当路由失效发生后，与失效链路相邻的路由器转移被影响的流量到一个预先定义的替代路由器节点，确保重路由路径处于无环状态。研究表明无环替代法效率低下，很难预测失效的故障点，且为其提供备份链路需花费较大的维护代价。在基于隧道法中，当一个路由器检测到与其连接的链路发生失效故障后，随机选择一个路由器作为中继节点，重定向受影响的流量。这是一种故障发生后的应急机制，不需要预先提供备份链路或备份节点，但临时改变路由方向，以及对数据包的重新封装与解封装带来的时延给节点带来额外的负担，甚至可能造成数据流在该节点二次拥塞。路由表备份法是另一种提供备份路由路径机制，它在每个路由器中为每一个路由路径转发提供备份路径，然而维护和更新这些备份路由需很大的开销。因此如何有效地解决IP网络路由恢复的问题，成为下一代网络技术领域急需解决的一个技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是发明一种IP网络路由恢复机制，它采用基于覆盖网的应用层路由技术，并使用覆盖网多路径机制以保证网络的可靠性和效率，且具有负载均衡的功能。

为了达到上述目的，本发明提出了一种覆盖网路由方法，所述方法包括下列操作步骤：

(1)构建覆盖网：将覆盖网络节点相互连接形成全网状结构，是一种全网状逻辑连接；

(2)候选中继节点的选取：当某条覆盖网路由路径出现故障时，计算覆盖网络节点在物理网络中相应的介数中心，选取介数中心较高的指定数量个覆盖网络节点为候选中继节点集；

(3)中继节点的选取：源节点对所述的候选中继节点集合中的中继节点进行探测，并最终选择能通过该中继节点到达目的节点并且使得网络拥塞时延最小的k个中继节点构成中继节点集合R，构建k条一跳覆盖网路由路径；其中k为大于1的自然数；

(4)流量切割：源节点按照设定的流量切割方法把流量分配到所述的k条一跳覆盖网路由路径上，完成数据传输到目的节点并实现网络拥塞率的最小化。

所述步骤(2)中节点v的介数中心BC(v)的计算按照下式进行：

BC(v)=Σs,t∈Vσst(v)σst]]>

上式中V是物理网络节点集合，σ_st是指从节点s到节点t的最短路径的数量，σ_st(v)是指从节点s到节点t的最短路径中经过中继节点v的数量。

所述步骤(3)中所述的网络拥塞时延的计算方法是按照下式进行：