[发明专利]一种基于增量最短路径优先的域内路由保护方法

说明书

本发明公开了一种基于增量最短路径优先的域内路由保护方法，属于互联网技术领域，解决了现有DC方法无法在提高故障保护率的同时又不增加网络额外负担的技术问题。该方案包括：节点c计算以自身为根的最短路径树spt(c)；将与其直接相连的链路的代价设置为0；根据增量最短路径优先计算新的最短路径树spt'(c)；根据spt(c)和spt'(c)计算节点c到所有目的的备份下一跳。本发明可以为运行算法的节点计算出符合DC规则的所有备份下一跳，不仅降低了DC方案的实现复杂度，并且与DC具有同样的故障保护率。

技术领域

本发明属于互联网技术领域，涉及域内路由保护方案，具体涉及一种基于增量最短路径优先的域内路由保护方法。

背景技术

互联网的飞速发展使其成为全球最主要的通信基础设施。因此，越来越多的应用程序部署在互联网上，人们对互联网的依赖达到了前所未有的程度，生活在以网络为核心的时代。互联网在设计之初主要支持一些非实时应用，例如发送邮件，传送文件等。

但是，现在许多实时应用程序部署在互联网上，例如VoIP(Voice over InternetProtocol)，电话会议，视频，远程控制等。因为实时应用对网络时延和丢包率更加敏感，所以这些应用对网络的可靠性提出了更加苛刻的要求。但是目前互联网采用的域内路由协议利用最短路径转发报文，当故障出现时，路由协议需要重新收敛，从而导致报文丢失。现在部署的域内路由协议的慢收敛速度无法满足实时应用对网络可靠性的要求，因此提高域内路由可靠性成为学术界和工业界密切关注的一个重要研究课题。

为了缓解域内路由协议慢收敛和实时应用之间的矛盾，许多研究人员开始致力于提高网络可靠性的研究。业界一般采用被动恢复方案和路由保护方案来提高网络的可靠性。被动恢复方案主要通过调整路由协议的默认参数加快路由收敛速度，但是该方案可能导致路由震荡，造成网络不稳定。路由保护方案的基本思路是：给定网络拓扑结构，根据无环路规则预先计算出所有节点到达目的地址的备用下一跳，当网络出现故障时利用这些备用下一跳转发受影响的报文，从而降低网络中断时间，减少报文丢失率，进而大大提高网络可靠性。根据转发报文的方式可以将路由保护方案分为非逐跳转发和逐跳转发。非逐跳转发方式需要利用辅助机制的协助，如Not-Via、隧道和多协议标签交换(MPLS，Multi-Protocol Label Switching)等，这些辅助机制需要消耗大量的存储空间并且增加了转发开销，对协议的改动较大，不容易实际部署。逐跳转发方式和目前互联网域内路由协议的转发方式是相同的，因此受到了学术界的青睐。在基于逐跳转发的路由保护方案中，DC(Downstream Criterion)是一种较为经典并且受到关注的路由保护方案。针对DC算法复杂度较高的问题，本发明设计一种基于增量最短路径优先的域内路由保护方法，该方法不仅具有较高的计算效率，并且和DC具有同样的故障保护率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种基于增量最短路径优先的域内路由保护方法，该方法可以快速实现DC规则，并且与DC具有相同的故障保护率。由于本发明为一种分布式解决方案，所有节点采用的方法是相同的，因此下面假设计算节点为c。为了方便描述，我们先定义一些标记，这些标记适用于整个发明。我们用图G＝(V,E)表示一个网络拓扑结构，V为该拓扑中节点的集合，E为该拓扑中边的集合。对于N(v)表示该节点的所有邻居节点，spt(v)为以该节点为根的最短路径树，D(spt(v),x)表示在spt(v)中x的所有子孙节点。对于w(i,j)为该边对应的代价；对于cost(c,d)表示这两个节点之间的最小代价，dn(c,v)表示根节点c到节点v的默认下一跳，bn(c,v)表示根节点c到节点v的备份下一跳的集合。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于增量最短路径优先的域内路由保护方法，包括以下步骤：

步骤S101：计算以节点c为根节点的最短路径树spt(c)，包括以下步骤：

步骤11，网络中所有路由器根据开放最短路径优先(OSPF)协议获取域内拓扑结构；