[发明专利]一种基于逐跳方式的单节点故障保护方法

说明书

本发明公开了一种基于逐跳方式的单节点故障保护方法，属于互联网技术领域，解决了一种可以100％保护网络中所有单节点故障情形的路由保护方法。该方案包括：节点d计算以自身为根的最短路径树rspt(d)；计算子树的最终桥，然后计算所有节点的备份下一跳。本发明提出了一种有效的单节点故障路由保护方案。该方案与目前互联网部署的域内路由协议是兼容的，因此支持增量部署，容易在实际环境中部署。

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，具体涉及一种基于逐跳方式的单节点故障保护方法。

背景技术

近些年来，互联网的发展速度已经远远超出了人们的预期，并且互联网支撑的应用范围也在不断扩大。互联网在迅速发展的同时，面临了新的挑战，其中域内路由可用性(Routing Availability)便是其中一个亟待需要解决的问题。相关研究表明，网络中的故障频繁发生，并且不可避免。在故障修复期间，路由协议需要经历一段时间的收敛过程，在路由协议收敛过程中将有大量报文丢失，大大降低了路由可用性。然而，随着一些新型应用的出现，例如VoIP、在线游戏、视频，这些应用对网络时延提出了更加严格的要求。因此，如何提高网络可用性，降低路由协议收敛过程中报文丢失率，是互联网面临的一个重要挑战。为了解决该问题，学术界和工业界提出了路由保护方案，该方案预先计算备份路由，当网络出现故障时，利用事先计算好的备份路径转发受故障影响的报文，从而有效减少报文丢失率。

IP快速重路由方案以其独特的优势受到学术界和工业界的青睐，该方案利用无环路规则(Loop Free Alternates：LFA)，计算备份下一跳，从而实现路由保护。该方案计算复杂度小，容易部署，因此大部分厂商的路由器支持该方案。然而，研究表明，利用该方案仅仅能保护50％左右的单故障情形。基于IP快速重路由框架，我们在文章提出了一种高效的路由保护方案。该方案算法复杂度低，并且支持动态更新，支持增量部署，然而该方案的故障保护率和IP快速重路由的故障保护率接近。

为了进一步提高网络可用性，提出了利用U-turn方案提高故障保护率，该方案可以在其邻居节点中计算LFA下一跳。U-turn虽然明显提高了故障保护率，但是仍然达不到预期目标。基于快速重路由和U-turn存在的缺陷，提出了基于Not-Via地址的快速重路由方案。该方案利用辅助机制Not-Via地址，显式的表明网络中的故障，从而可用有效保护网络中所有单故障情形。虽然该机制可以大大提高网络的可用性，但是该机制的实现比较复杂，开销较大，不容易实际部署。

基于上述方案存在的缺陷，提出了将基于IP快速重路由和基于Not-Via地址快速重路由结合的路由保护方案。该方案的基本思想是，当某节点存在IP快速重路由下一跳时，利用IP快速重路由方案，然而当该节点不在上述保护下一跳时，则利用基于Not-Via地址快速重路由计算保护下一跳。相比基于Not-Via地址快速重路由方案，融合方案大大降低了算法的复杂度，然而该方案仍然需要使用Not-Via地址，因此不容易实际部署。综上所述，IP快速重路由方案虽然实现简单，然而故障保护率较低。Not-Via虽然可以100％保护网络中单节点故障情形，然而该方案部署困难。因此，本发明设计一种可以100％保护网络中所有单节点故障情形的路由保护方法。

发明内容