專利名稱：一種動(dòng)態(tài)選擇出口路徑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，具體的說(shuō)涉及到達(dá)某一目的網(wǎng)絡(luò)具有多條出口路徑時(shí)地路徑選擇方法。
背景技術(shù)：
在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中的交換節(jié)點(diǎn)——路由器上，一般采用報(bào)文逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)制，路由器使用路由表來(lái)保存各目的網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)路徑信息。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文到達(dá)后，路由器根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文的目的地址，查找路由器的路由表，找出對(duì)應(yīng)的路由表項(xiàng)，然后將數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)往該路由表項(xiàng)描述的下一跳網(wǎng)絡(luò)。如果一條路由項(xiàng)下具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)出口或者多個(gè)下一條地址，即到一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)存在不止一條可用路徑，這種情況下，路徑的選擇常用以下幾種處理方法
第一種是隨機(jī)選擇其中的一條路由，將數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。這種方法可能導(dǎo)致某條鏈路負(fù)載過(guò)重，形成擁塞，但另外其它可用鏈路非常空閑，資源浪費(fèi)。
第二種是按數(shù)據(jù)報(bào)文的負(fù)載均衡，在指向目的網(wǎng)絡(luò)的路由項(xiàng)下的所有出口或下一跳中，按照一定的順序循環(huán)選擇，將數(shù)據(jù)報(bào)文依次發(fā)送。這種方法可能將屬于同一條流的數(shù)據(jù)報(bào)文沿多個(gè)路徑上發(fā)送，在路徑的延遲不一樣時(shí)，很可能出現(xiàn)到達(dá)目的端亂序的情況。
第三種是按流的負(fù)載均衡，在指向目的網(wǎng)絡(luò)的路由項(xiàng)下的所有出口或下一跳中，隨即或順序選擇一個(gè)，將同一條流(源、目的地址，協(xié)議號(hào)，源、目的端口相同的五元組報(bào)文)的數(shù)據(jù)始終從此出口發(fā)送。這種方法雖然解決了按包負(fù)載均衡會(huì)產(chǎn)生亂序的問(wèn)題，但是仍沒(méi)有達(dá)到按照優(yōu)化路徑發(fā)送的要求，有可能讓一條流始終經(jīng)過(guò)一條延遲較大的路徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服以上技術(shù)的缺點(diǎn)，在多廣域口負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，提供一種動(dòng)態(tài)選擇最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)路徑的方法，使得當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)文有多條路徑可達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，能夠準(zhǔn)確的選擇延遲最小的最優(yōu)的路徑。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)選擇出口路徑的方法，用于多廣域口負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，包括如下步驟
系統(tǒng)根據(jù)待發(fā)送報(bào)文的目的地址，首先查找路由表，如果對(duì)應(yīng)單一出接口路徑，則將該報(bào)文按照路由表中對(duì)應(yīng)接口轉(zhuǎn)發(fā)出去；否則再查找動(dòng)態(tài)出口緩存表，如果動(dòng)態(tài)出口緩存表中有對(duì)應(yīng)表項(xiàng)，則將該報(bào)文按照對(duì)應(yīng)表項(xiàng)中的出接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，否則在所述緩存表中創(chuàng)建一表項(xiàng)記錄當(dāng)前目的地址，并探測(cè)延遲最小的出接口，將其存入該表項(xiàng)，并設(shè)置當(dāng)前表項(xiàng)的老化時(shí)間，在老化時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)按照動(dòng)態(tài)出口緩存表發(fā)送所有到同一目的地址的數(shù)據(jù)報(bào)文。
進(jìn)一步的，以上所述創(chuàng)建表項(xiàng)到達(dá)老化時(shí)間后開(kāi)始失效，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)等待更新。
進(jìn)一步的，如果該表項(xiàng)沒(méi)有在規(guī)定時(shí)間內(nèi)得到更新，則從動(dòng)態(tài)出口緩存表中刪除該表項(xiàng)。
進(jìn)一步的，以上所說(shuō)的更新表項(xiàng)是指重新探測(cè)到達(dá)該表項(xiàng)中目的地址的延遲最小的出接口。
進(jìn)一步的，以上所述動(dòng)態(tài)出口緩存表至少包括目的地址和出接口兩個(gè)字段。
進(jìn)一步的說(shuō)，所述探測(cè)延遲最小的出接口包括如下步驟
a.發(fā)送探測(cè)報(bào)文到所有負(fù)載均衡出接口；
b.記錄最早收到匹配的回應(yīng)報(bào)文的出接口；
c.確定b中記錄的出接口為延遲最小出接口。
進(jìn)一步的，以上步驟a所述探測(cè)報(bào)文是TCP報(bào)文或者UDP報(bào)文或者ICMP報(bào)文。
進(jìn)一步的，以上步驟a所述探測(cè)報(bào)文是非TCP或者UDP或者ICMP的IP報(bào)文。
進(jìn)一步的，以上步驟b中所述回應(yīng)報(bào)文是指對(duì)探測(cè)報(bào)文的確認(rèn)報(bào)文。
進(jìn)一步的，以上步驟b包括系統(tǒng)丟掉從其它出接口收到的回應(yīng)報(bào)文。
本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)第一次對(duì)路由表中所有出接口路徑進(jìn)行延遲探測(cè)，記錄返回最快的路徑，在一定時(shí)間內(nèi)將到同一目的地址的數(shù)據(jù)報(bào)文按照探測(cè)的最優(yōu)出接口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，該方法簡(jiǎn)單實(shí)用，效率高且結(jié)果準(zhǔn)確，特別適用于多ISP接入的路由器。


圖1本發(fā)明基本流程圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施方式網(wǎng)絡(luò)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。
某企業(yè)使用路由器接入因特網(wǎng)，為增加帶寬并備份帶寬，同時(shí)選擇了兩個(gè)ISP作為接入服務(wù)供應(yīng)商。兩個(gè)服務(wù)供應(yīng)商提供的接入鏈路分別連接在企業(yè)接入路由器的兩個(gè)以太接口上，如ISPA的網(wǎng)絡(luò)通過(guò)路由器以太口f0接入，ISP B的網(wǎng)絡(luò)通過(guò)路由器以太口f1接入，路由器以太口f2連接企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)企業(yè)內(nèi)部某個(gè)應(yīng)用需要訪問(wèn)外部位于ISPA網(wǎng)絡(luò)中的地址為10.10.10.10的服務(wù)器時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)文從接口f2進(jìn)入路由器，系統(tǒng)首先查找路由表，發(fā)現(xiàn)到目的地址10.10.10.10可以通過(guò)f0到達(dá)，也可以通過(guò)f1到達(dá)，則在動(dòng)態(tài)出口緩存表中查找含有目的地址10.10.10.10的記錄項(xiàng)，如果沒(méi)有找到，則將該訪問(wèn)連接請(qǐng)求的數(shù)據(jù)報(bào)文作為探測(cè)報(bào)文；同時(shí)發(fā)向f0和f1兩個(gè)接口。在路由器動(dòng)態(tài)出口緩存表中添加一條記錄項(xiàng)
目的地址10.10.10.10
出接口空白
時(shí)間當(dāng)前時(shí)間
并同時(shí)記錄探測(cè)報(bào)文信息源、目的地址、協(xié)議號(hào)，如果探測(cè)報(bào)文是UDP報(bào)文，還應(yīng)該記錄源端口和目的端口；如果探測(cè)報(bào)文是TCP報(bào)文，還記錄源端口、目的端口、序列號(hào)，這些信息用來(lái)判斷回應(yīng)報(bào)文。由于目的地址為10.10.10.10的服務(wù)器位于ISPA的網(wǎng)絡(luò)上，所以通過(guò)ISPA網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)該服務(wù)器要快得多，當(dāng)通過(guò)f0發(fā)送的探測(cè)報(bào)文的回應(yīng)報(bào)文先到達(dá)路由器時(shí)，系統(tǒng)查找動(dòng)態(tài)出口緩存表，查找到目的地址為10.10.10.10的記錄項(xiàng)后，將f0接口填入出接口字段，探測(cè)過(guò)程完成。以后內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)10.10.10.10的所有數(shù)據(jù)報(bào)文均由出接口f0發(fā)送。當(dāng)后續(xù)系統(tǒng)從f1接口收到前述探測(cè)報(bào)文的回應(yīng)報(bào)文的時(shí)候，系統(tǒng)檢查動(dòng)態(tài)出口緩存表，發(fā)現(xiàn)10.10.10.10已經(jīng)有出接口，將該回應(yīng)報(bào)文丟棄。
本發(fā)明根據(jù)動(dòng)態(tài)出口緩存表中每一條記錄的時(shí)間項(xiàng)來(lái)項(xiàng)設(shè)定是否達(dá)到老化時(shí)間，一般可以設(shè)定老化時(shí)間為30分鐘，老化時(shí)間從記錄創(chuàng)建時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)動(dòng)態(tài)出口緩存表中目的地址為10.10.10.10的記錄到達(dá)老化時(shí)間后，出接口失效，并啟動(dòng)一定時(shí)器。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，如果內(nèi)網(wǎng)沒(méi)有發(fā)出任何到達(dá)10.10.10.10報(bào)文，該記錄會(huì)徹底刪除；通過(guò)定時(shí)刪除機(jī)制，可以避免路由器動(dòng)態(tài)出口緩存表中出現(xiàn)過(guò)多的無(wú)用記錄，導(dǎo)致內(nèi)存的耗費(fèi)。如果在定時(shí)器超時(shí)前，內(nèi)網(wǎng)又發(fā)出訪問(wèn)10.10.10.10的數(shù)據(jù)報(bào)文，由于出接口已經(jīng)失效，會(huì)再次觸發(fā)探測(cè)機(jī)制，并且將該訪問(wèn)報(bào)文作為探測(cè)報(bào)文，再次從f0和f1發(fā)出，最快收到回應(yīng)報(bào)文的接口會(huì)作為新的出接口，并重新計(jì)算老化時(shí)間。利用記錄老化刷新機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了出接口隨網(wǎng)絡(luò)環(huán)境改變而更新的功能。
在發(fā)出探測(cè)報(bào)文，并等待回應(yīng)報(bào)文過(guò)程中，當(dāng)路由器又從內(nèi)網(wǎng)收到訪問(wèn)地址為10.10.10.10服務(wù)器的報(bào)文時(shí)，判斷如果該報(bào)文是TCP探測(cè)報(bào)文的重傳報(bào)文，仍然從多個(gè)接口發(fā)出該報(bào)文；否則，為了避免增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，不再進(jìn)行報(bào)文多接口發(fā)送的動(dòng)作，而是由選路程序，根據(jù)本地帶寬、流量等因素選擇一個(gè)接口發(fā)出，此時(shí)即是使用常規(guī)的負(fù)載均衡技術(shù)，直到收到了回應(yīng)報(bào)文，更新出接口，這樣發(fā)往目的地10.10.10.10的數(shù)據(jù)報(bào)文就按照動(dòng)態(tài)出口緩存表中的出接口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)選擇出口路徑的方法，其特征在于，包括以下步驟系統(tǒng)根據(jù)待發(fā)送報(bào)文的目的地址，首先查找路由表，如果對(duì)應(yīng)單一出接口路徑，則將該報(bào)文按照路由表中對(duì)應(yīng)接口轉(zhuǎn)發(fā)出去；否則再查找動(dòng)態(tài)出口緩存表，如果動(dòng)態(tài)出口緩存表中有對(duì)應(yīng)表項(xiàng)，則將該報(bào)文按照對(duì)應(yīng)表項(xiàng)中的出接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，否則在所述緩存表中創(chuàng)建一表項(xiàng)記錄當(dāng)前目的地址，并探測(cè)延遲最小的出接口，將其存入該表項(xiàng)，并設(shè)置當(dāng)前表項(xiàng)的老化時(shí)間，在老化時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)按照動(dòng)態(tài)出口緩存表發(fā)送所有到同一目的地址的數(shù)據(jù)報(bào)文。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)態(tài)選擇出口路徑的方法，其特征在于所述創(chuàng)建表項(xiàng)到達(dá)老化時(shí)間后開(kāi)始失效，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)等待更新。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述動(dòng)態(tài)選擇出口路徑的方法，其特征在于如果該表項(xiàng)沒(méi)有在規(guī)定時(shí)間內(nèi)得到更新，則從動(dòng)態(tài)出口緩存表中刪除該表項(xiàng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述動(dòng)態(tài)選擇出口路徑的方法，其特征在于所述更新表項(xiàng)是指重新探測(cè)到達(dá)該表項(xiàng)中目的地址的延遲最小的出接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)態(tài)選擇出口路徑的方法，其特征在于所述動(dòng)態(tài)出口緩存表至少包括目的地址和出接口兩個(gè)字段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)選擇出口路徑的方法，其特征在于，所述探測(cè)延遲最小的出接口包括如下步驟
a.發(fā)送探測(cè)報(bào)文到所有負(fù)載均衡出接口；
b.記錄最早收到匹配的回應(yīng)報(bào)文的出接口；
c.確定b中記錄的出接口為延遲最小出接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述動(dòng)態(tài)選擇出口路徑的方法，其特征在于所述步驟a中，所述探測(cè)報(bào)文是TCP報(bào)文或者UDP報(bào)文或者ICMP報(bào)文。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述動(dòng)態(tài)選擇出口路徑的方法，其特征在于所述步驟a中，所述探測(cè)報(bào)文是非TCP或者UDP或者ICMP的IP報(bào)文。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)態(tài)選擇出口路徑的方法，其特征在于所述步驟b中，所述回應(yīng)報(bào)文是指對(duì)探測(cè)報(bào)文的確認(rèn)報(bào)文。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)態(tài)選擇出口路徑的方法，其特征在于所述步驟b中，包括以下步驟，系統(tǒng)丟掉從其它出接口收到的回應(yīng)報(bào)文。
全文摘要
一種動(dòng)態(tài)選擇出口路徑的方法，涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域。用于多廣域口負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，包括如下步驟系統(tǒng)根據(jù)待發(fā)送報(bào)文的目的地址，首先查找路由表，如果對(duì)應(yīng)多個(gè)出接口路徑，則再查找動(dòng)態(tài)出口緩存表中，按照動(dòng)態(tài)出口緩存表中對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文，如無(wú)對(duì)應(yīng)表項(xiàng)則探測(cè)延遲最小的出接口，將其存入動(dòng)態(tài)出口緩存表，并設(shè)置當(dāng)前表項(xiàng)的生存時(shí)間，在生存時(shí)間失效之前，系統(tǒng)按照動(dòng)態(tài)出口緩存表發(fā)送所有到同一目的地址的數(shù)據(jù)報(bào)文。本發(fā)明通過(guò)第一次對(duì)路由表中所有出接口路徑進(jìn)行延遲探測(cè)，在一定時(shí)間內(nèi)將到同一目的地址的數(shù)據(jù)報(bào)文按照探測(cè)的最優(yōu)出接口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，該方法簡(jiǎn)單實(shí)用，效率高且結(jié)果準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1829197SQ20061002071
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者黃居貴, 徐放, 付盛, 劉奇志, 舒弋, 杜勇 申請(qǐng)人:邁普(四川)通信技術(shù)有限公司