CN104135438A - 报文携带路由信息的可扩展路由方法 - Google Patents

Abstract

一种报文携带路由信息的可扩展路由方法，将一部分IP地址的路由信息在报文中显式指定，其余的IP地址的路由信息隐式地并分布式地存储在网络路由器上，其中，在报文中显式指定路由信息的IP地址属于网络中的内容消费者，本发明通过将一部分的IP地址的路由信息从路由系统里面移除，从而减小路由表；同时将这种类型的路由信息携带在报文扩展头中，通过源路由的方式与该类IP通信，从而避免了将所有的IP地址的路由信息都放在路由信息中，提高了互联网的路由可扩展性。

Description

报文携带路由信息的可扩展路由方法

技术领域

本发明属于互联网技术领域，特别涉及一种报文携带路由信息的可扩展路由方法。

背景技术

互联网是由成千上万个自治域AS(Autonomous System)组成，每个自治域内部运行域内路由协议，在自治域之间运行域间路由协议。BGP协议是目前互联网唯一的域间路由协议。其传递路由信息的方法是通过每个路由器根据自身的策略向邻居发送前缀信息，同时也根据来自邻居的前缀信息计算一条最优的路径。这个前缀信息包括可达的前缀，从该邻居到达该前缀所需要经过的AS序列。通过这个路由协议之后，每个路由器都有一个转发表，上面记录了能够到达的前缀以及到达这个前缀所经过的邻居。

目前的域间路由遇到了严重的可扩展问题，其中一个现象就是转发表不断增大，表项的数量增长越来越快，这会导致路由器性能的增加赶不上路由表项的增加。目前解决路由可扩展问题的解决方法分为三种：一是FIB聚合，通过将几个路由表项合并成一个来减少表项；二是核心边缘分离，这样边缘网络的前缀不会进入核心网络，从而减少核心网络的路由表项；三是移除方案，减少使用PI地址(运营商无关地址)，让前缀更容易聚合。

这些方法都是有效的，但也是有限制之处的。因为路由信息是一种可达信息，而在每一台路由器中，都必须包含IP空间中每个IP地址的可达信息。无论怎样压缩这个信息，它都必须保持一定的大小来保证它包含了整个IP地址空间。从另一个角度讲，如果在路由系统中并不保证包含每个IP地址的可达信息，那么就能够减少必须存储的路由信息，那么就能够进一步减少路由表的大小。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种报文携带路由信息的可扩展路由方法，将一部分的IP地址的路由信息从路由系统里面移除，从而减小路由表；同时将这种类型的路由信息携带在报文扩展头中，通过源路由的方式与该类IP通信，从而避免了将所有的IP地址的路由信息都放在路由信息中，提高了互联网的路由可扩展性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种报文携带路由信息的可扩展路由方法，将一部分IP地址的路由信息在报文中显式指定，其余的IP地址的路由信息隐式地并分布式地存储在网络路由器上，其中，在报文中显式指定路由信息的IP地址属于网络中的内容消费者。

通过报文携带不可见地址的路由信息，所述不可见地址定义为：在网络正常的情况下，如果一个IP地址的路由信息不能够从路由系统中查得，或者路由系统中存储的路由信息是错误的，则这个地址为不可见地址，即所述路由信息在报文中显式指定的一部分IP地址；相对地，有可见地址，定义为：在网络正常的情况下，如果一个IP地址的路由信息能够从路由系统中查得，而且该路由信息是正确无误的，则这个地址为可见地址。

所述不可见地址的路由信息采用基于路径记录的路由信息采集方法。

所述基于路径记录的路由信息采集方法包括如下步骤：

从一个不可见地址发出的报文，在它被送到目的地的过程中，某些路由器会在报文上记录该路由器发送端口的IP地址，从而当报文到达目的地时，报文上面已经包含了该不可见地址的路径信息，通过在返回的报文里携带该路径信息，并采用源路由的方式，将该返回的报文送达该不可见地址，其中所述在报文上记录发送端口IP地址的路由器被称为HSR路由器。

当然，并不是每个路由器都会记录，只有升级后的路由器能够识别这种报文并记录，同样也并不是所有路由器都一定要升级，所以在网络里面会有旧的路由器和新路由器，新路由器会在转发过程中，把自己的IP地址添加到报文里。进一步，因为一般路由器都有多个IP地址，所以需要确定添加哪一个IP地址。确定这个IP地址要在对报文目的地址查找，确定要从路由的哪个端口转发，这个端口的地址就是需要添加的IP地址。

所述发出的报文有两个扩展头存储相关信息：

a.转发报头：用于携带路由信息，包含了一个涵盖各个HSR路由器的地址的列表，代表了从目前路由器到达目的地址所需要经过的HSR路由器，如果一个报文具有转发报头则说明该报文的目的地址是一个不可见地址；

b.记录报头：用于记录路由信息，包含了一个涵盖各个HSR路由器的地址的列表，代表了从源地址到达目前路由器所经过的HSR路由器，如果一个报文具有记录报头则说明该报文的源地址是一个不可见地址。

所述记录报头有一个记录结束字段，用于表示对路由的记录是否已经结束。

所述HSR路由器对一个报文的处理分为三个步骤：

a.处理转发报头：如果报文有转发报头，则说明该报文要通过源路由发送到一个不可见地址，此时查看目的地址是否等于本地地址，如果等于就需要指定下一个HSR路由器的地址，将其中转发报头中移除，并用其替换目的地址；

b.转发表查找：根据目的地址查找转发表，确定下一跳邻居的地址和发送端口；

c.处理记录报头：如果报文有记录报头，则说明该报文是从一个不可见地址发过来的，首先查找是否已经设置了记录结束标识，如果没有的话，要记录该路由器的发送端口的IP地址，在记录完成之后，根据路由器的配置，可以选择是否设置记录结束标识。

与现有技术相比，本发明可有效减小路由表，减少了路由信息，从而提高互联网的路由可扩展性。

附图说明

图1是本发明实施例1的通信过程示意图。

图2是本发明实施例2的通信过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

实施例1

如图1所示，表示在报文携带路由信息的可扩展路由方法中，C/S模式的通信过程。在这个图中，左边的客户机是处于不可见的地址空间，右边的服务器是处于可见的地址空间。整个通信过程如下：

1.客户机发送一个报文，该报文的目的地址是服务器。因为客户机是不可见的，所以报文携带了一个记录报头，包含了客户机自身的IP地址。

2.中间路由器(路由器1，3，2)通过查找转发表，转发报文，在发送之前在报文的记录报头里面添加了自己的IP地址。

3.服务器接收到报文，获得了客户机的路由信息R:231C，获得了一条从服务器到达客户机的路径。

4.服务器在发送报文给客户机时，根据已经获得的路由信息构造转发头F:231C。

5.服务器通过转发头发现报文应该发到路由器2，所以修改了转发头F:31C，并将报文发往路由器2。

6.中间路由器(路由器2，3，1)通过查找转发头，最终将报文发送至处于不可见地址空间的客户机。

实施例2

如图2所示，表示在报文携带路由信息的可扩展路由方法中，P2P模式的通信过程。该实施例描述了P2P模式下通信建立的过程。在这个图中，左边的两台客户机是处于不可见的地址空间，右边的服务器是处于可见的地址空间。在P2P模式的通信过程中，两台客户机之间的通信建立过程需要通过服务器的帮助，整个通信过程如下：

1.首先，客户机A和B的路由信息都存储在服务器上。分别为A:1A和B:2B。

2.如图中步骤1至步骤6所示，客户机A为了和B进行通信，首先要通过服务器获取B的路由信息。

3.在步骤7中，客户机A已经获取到了B的路由信息，并创建了一个转发头F:2B。

4.在步骤8中，客户机A将该报文发往路由器1。因为客户机A处于不可见地址空间，所以携带了记录报头R:A。同时，转发头变为F:B。

5.在步骤9中，路由器1转发报文到路由器2。因为还未到达路由器2，转发报头不改变，记录报头添加自身IP而变成R:1A。

6.在步骤10中，路由器2转发报文到主机。此时转发报头变为空，记录报头变为R:21A。

7.在步骤11中，客户机B根据记录报文头知道了客户机A的路由信息。从而客户机B可以发送报文到客户机A。

Claims (7)

1.一种报文携带路由信息的可扩展路由方法，其特征在于，将一部分IP地址的路由信息在报文中显式指定，其余的IP地址的路由信息隐式地并分布式地存储在网络路由器上，其中，在报文中显式指定路由信息的IP地址属于网络中的内容消费者。

2.根据权利要求1所述的报文携带路由信息的可扩展路由方法，其特征在于，通过报文携带不可见地址的路由信息，所述不可见地址定义为：在网络正常的情况下，如果一个IP地址的路由信息不能够从路由系统中查得，或者路由系统中存储的路由信息是错误的，则这个地址为不可见地址，即所述路由信息在报文中显式指定的一部分IP地址；相对地，有可见地址，定义为：在网络正常的情况下，如果一个IP地址的路由信息能够从路由系统中查得，而且该路由信息是正确无误的，则这个地址为可见地址。

3.根据权利要求2所述的报文携带路由信息的可扩展路由方法，其特征在于，所述不可见地址的路由信息采用基于路径记录的路由信息采集方法。

4.根据权利要求3所述的报文携带路由信息的可扩展路由方法，其特征在于，所述基于路径记录的路由信息采集方法包括如下步骤：

从一个不可见地址发出的报文，在它被送到目的地的过程中，某些路由器会在报文上记录该路由器发送端口的IP地址，从而当报文到达目的地时，报文上面已经包含了该不可见地址的路径信息，通过在返回的报文里携带该路径信息，并采用源路由的方式，将该返回的报文送达该不可见地址，其中所述在报文上记录发送端口IP地址的路由器被称为HSR路由器。

5.根据权利要求4所述的报文携带路由信息的可扩展路由方法，其特征在于，所述发出的报文有两个扩展头存储相关信息：

a.转发报头：用于携带路由信息，包含了一个涵盖各个HSR路由器的地址的列表，代表了从目前路由器到达目的地址所需要经过的HSR路由器，如果一个报文具有转发报头则说明该报文的目的地址是一个不可见地址；

b.记录报头：用于记录路由信息，包含了一个涵盖各个HSR路由器的地址的列表，代表了从源地址到达目前路由器所经过的HSR路由器，如果一个报文具有记录报头则说明该报文的源地址是一个不可见地址。

6.根据权利要求5所述的报文携带路由信息的可扩展路由方法，其特征在于，所述记录报头有一个记录结束字段，用于表示对路由的记录是否已经结束。

7.根据权利要求5所述的报文携带路由信息的可扩展路由方法，其特征在于，所述HSR路由器对一个报文的处理分为三个步骤：

a.处理转发报头：如果报文有转发报头，则说明该报文要通过源路由发送到一个不可见地址，此时查看目的地址是否等于本地地址，如果等于就需要指定下一个HSR路由器的地址，将其中转发报头中移除，并用其替换目的地址；

b.转发表查找：根据目的地址查找转发表，确定下一跳邻居的地址和发送端口；

c.处理记录报头：如果报文有记录报头，则说明该报文是从一个不可见地址发过来的，首先查找是否已经设置了记录结束标识，如果没有的话，要记录该路由器的发送端口的IP地址，在记录完成之后，根据路由器的配置，可以选择是否设置记录结束标识。