[发明专利]一种基于逐跳方式的单节点故障保护方法

权利要求书

1.一种基于逐跳方式的单节点故障保护方法，包括以下步骤：

步骤1：计算以节点d为根节点的反向最短路径树rspt(d)；

步骤2：将网络中所有节点的备份下一跳设置为空，所有节点的访问标识设置为未访问，所有节点的颜色标记为白色；

步骤3：根据深度优先算法遍历以d为根的最短路径树中的未被访问过的节点；如果所遍历节点为未访问过的节点，则执行步骤4；如果所遍历的以节点d为根节点的最短路径树rspt(d)的全部节点均设为访问过的节点，则终止；

步骤4：将每次遍历的节点表示为节点v，设置节点v的访问标识为已访问；

步骤5：将其子树subtree(d,v)中的所有节点标记为红色，subtree(d,v)表示在rspt(d)中以节点v为根的子树的所有节点；

步骤6：访问节点v的未被访问过的孩子节点，根据计算第一类桥的方法判断；如果节点u∈child(d,v)对应的子树只有一个一类桥，则选择该桥作为该子树最终桥，记为(x,y)，其中child(d,v)表示在rspt(d)中节点v的孩子节点；如果节点u∈child(d,v)对应的子树有多个第一类桥，则根据计算最终的桥的方法，计算具有最短重路由路径的一个桥作为该子树最终的桥，记为(x,y)；

所述的计算第一类桥的方法为：

在以d为根的反向最短路径树中，对于该树中的任意一个节点v∈V-d，其中V表示网络中路由器的集合，当节点u∈child(d,v)时，如果存在一条链路，使得x∈subtree(d,u)和y∈V-subtree(d,v)-d同时成立，则链路(x,y)是子树subtree(d,u)的第一类桥；如果节点u∈child(d,v)对应的子树有第一类桥，将子树subtree(d,u)中的所有节点标记为红色，根据深度优先算法遍历子树subtree(d,u)中的所有节点，对于该子树中的节点x，检查它的每一个邻居节点y，如果该节点的颜色为白色，则链路(x,y)为子树subtree(d,u)的桥；

所述的计算最终的桥的方法为：

由下面公式计算节点u的重路由路径的代价，r(u,d)＝cost(u,x)+cost(x,y)+cost(y,d)，其中，cost(u,x)表示节点u到节点x的最小代价，cost(x,y)表示节点x到节点y的最小代价，cost(y,d)表示节点y到节点d的最小代价，r(u,d)表示节点u到节点d的重路由路径代价；对于找到的所有桥，选择具有最短重路由路径的一个桥作为该子树其最终的桥；

步骤7：如果节点v的孩子节点对应的子树不存在第一类桥，则根据第二类桥的计算方法，计算该子树的第二类桥，作为该子树最终的桥，记为(x,y)；

所述的计算第二类桥的方法为：

在以目的地址d为根的反向最短路径树中，对于该树中的任意一个节点v∈V-d，当节点u∈child(d,v)，w∈child(d,v)时，如果存在一条链路(p,q)，使得p∈subtree(d,u)和q∈subtree(d,w)同时成立，则链路(p,q)为子树subtree(d,u)和子树subtree(d,w)的第二类桥；如果节点u∈child(d,v)对应的子树只有第二类桥，根据广度优先算法遍历子树subtree(d,u)中的所有节点，寻找首次出现的一条边(x,y)，其中x是红色，y是绿色，则链路(x,y)即为该子树的最终桥；

步骤8：根据选择的最终的桥为相应节点，计算备份下一跳；其方法如下：

根据选定的最终的桥计算节点u的重路由路径，用(u,m...x,y,...p,q)来表示节点u的重路由路径，则相应节点的备份下一跳为：Backup(u,d)＝m，Backup(x,d)＝y，…，Backup(p,d)＝q，Backup(u,d)表示节点u到节点d的备份下一跳，Backup(x,d)表示节点x到节点d的备份下一跳，Backup(p,d)表示节点p到节点d的备份下一跳；如果节点已经有备份下一跳，则将该节点的访问标识设置为已访问；

步骤9：如果节点v的孩子节点u有备份下一跳，则将该孩子节点对应的子树中的全部节点标记为绿色；

步骤10：检测subtree(d,v)中节点的颜色，如果subtree(d,v)中节点的颜色存在红色，执行步骤6；

步骤11：检测subtree(d,v)中节点的颜色，如果subtree(d,v)中所有节点的颜色全部为绿色，将subtree(d,v)中所有节点的颜色标记为白色，执行步骤3。

2.根据权利要求1所述的一种基于逐跳方式的单节点故障保护方法，其特征在于：还包括以下步骤：

步骤12：当节点u收到报文时，根据故障检测方法检测，如果节点u到达目的地址的默认下一跳没有故障，则将该报文直接转发到其默认下一跳；如果节点u到达目的地址的默认下一跳出现故障，则将该报文直接转发到其备份下一跳。