專利名稱：覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)中的路由優(yōu)化，特別涉及基于分域協(xié)作的覆蓋網(wǎng)備 用路徑生成方法和裝置。
背景技術(shù)：
互聯(lián)網(wǎng)在最初設計時只針對數(shù)據(jù)傳輸服務，因此它所采用的best-effort 數(shù)據(jù)傳輸方式僅僅提供了基本的端到端的連接，并不對丟包率、延遲、抖 動和帶寬等提供特別保證。然而，隨著因特網(wǎng)規(guī)模的擴張，大量新型應用 開始興起，其中很多應用對網(wǎng)絡傳輸性能的要求非?？量?，例如，以網(wǎng)絡 視頻、在線游戲和虛擬現(xiàn)實等為代表的新型業(yè)務對互聯(lián)網(wǎng)提出了高帶寬、 低延遲、低抖動的需求。
同時，作為傳統(tǒng)Internet網(wǎng)最核心的路由協(xié)議-BGP協(xié)議，自1995 年完成修訂后，迄今為止沒有進行過較大的修改，隨著網(wǎng)絡的飛速擴展與 互聯(lián)關(guān)系的日益復雜，BGP路由協(xié)議在處理端到端傳輸時，其收斂慢、冗 余性差、效率低的問題日漸凸顯，已很難適應大量實時業(yè)務的傳輸要求。
早在90年代，為了解決實時業(yè)務傳輸質(zhì)量難以保證的問題，許多研 究人員先后提出了大量方案，IETF也制定了 Intserv和Diffserv兩種QoS 架構(gòu)，試圖建立統(tǒng)一的解決方案。然而，由于互聯(lián)網(wǎng)的底層網(wǎng)絡資源分別 歸屬于不同的國家機構(gòu)和ISP，各自不同的利益追求很難達成整體的 一致， 因此，跨越多個網(wǎng)絡的傳輸無法實現(xiàn)可操作的端到端服務質(zhì)量保證方案。
近年來，研究者們提出釆用在應用層架設覆蓋網(wǎng)(Overlay)的方式，來 繞過某些低效的BGP路徑以提升端到端的連接性能，縮短故障恢復時間。 所謂的覆蓋網(wǎng)是在現(xiàn)有因特網(wǎng)上構(gòu)建一個完全位于應用層的網(wǎng)絡系統(tǒng)，即 在IPv4底層網(wǎng)絡的基礎上通過節(jié)點之間單播機制將主機兩兩連接起來， 形成一個虛擬、獨立的網(wǎng)絡。它存在于因特網(wǎng)基礎設施和應用程序之間， 利用ISP (Internet Service Provider,因特網(wǎng)服務提供商)提供的服務來向 其用戶提供更加優(yōu)化的服務?？梢哉J為，覆蓋網(wǎng)是分布在因特網(wǎng)上的一組 提供服務的終端主機的集合，它們?yōu)?一個或多個應用程序提供下層的傳輸基礎設施，并在某種程度上處理和轉(zhuǎn)發(fā)應用程序的數(shù)據(jù)。覆蓋網(wǎng)主要包括 兩個部分，分別為覆蓋網(wǎng)節(jié)點和邏輯鏈路。覆蓋網(wǎng)節(jié)點可以是各種網(wǎng)絡功 能節(jié)點，如路由器、服務器等，甚至可以是終端，這些節(jié)點通常具有路由、
數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)保存等功能；而邏輯鏈路是由底層網(wǎng)絡組成，通常對應底 層的一條或多條物理路徑。在Detour和RON等典型的Overlay技術(shù)中， 研究者們已通過建設相應的實驗網(wǎng)，驗證了采用Overlay網(wǎng)絡相對BGP在 快速響應、故障恢復、業(yè)務QoS保證等方面的巨大優(yōu)勢。
覆蓋網(wǎng)的主要功能之一是實現(xiàn)對業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)化，而實現(xiàn)覆蓋網(wǎng) 傳輸優(yōu)化的關(guān)鍵就是其路由方式?；趯ΜF(xiàn)有路由覆蓋網(wǎng)絡技術(shù)方案的分 析，最常見的覆蓋網(wǎng)路由傳輸方式是基于選取轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點繞路路由的方式。 這種路由方式主要采用了中繼轉(zhuǎn)發(fā)路由的技術(shù)，即數(shù)據(jù)發(fā)送方把數(shù)據(jù)包發(fā) 給轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，然后轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點將數(shù)據(jù)包中繼給數(shù)據(jù)接收方，從而構(gòu)造相應的 Overlay路徑。已有研究發(fā)現(xiàn)2-跳的Overlay路徑提供的傳輸性能、可靠性 及路徑多樣程度(path diversity )與多跳Overlay路徑提供的近似，因此大 多數(shù)覆蓋網(wǎng)出于簡便和易于實現(xiàn)(不需要通過覆蓋網(wǎng)絡層實現(xiàn)非常復雜的 路由機制)的目的，均采用這種經(jīng)過一個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的2-跳覆蓋網(wǎng)路徑。
對于這樣的繞路路由構(gòu)建方案，決定其所構(gòu)建路由的質(zhì)量的一個核心 因素就是轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的選擇是否恰當。現(xiàn)有的大多數(shù)的Overlay網(wǎng)絡都是基 于覆蓋網(wǎng)自身的Overlay結(jié)構(gòu)進行轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的選取和備用路徑的構(gòu)建。比 如，在參考文獻1 "D. Andersen, H. Balakrishnan， M. Kaashoek, and R. Morris.Resilient Overlay Networks. In Proc. of the l她Symposium on Operating System Principles, Banff, Canada, October 2001"中，RON對路徑 性能進行探測，基于探測結(jié)果進行路徑篩選；而在參考文獻2"C. Cheng,Y. Huan, H. Kung, C. Wu. Path probing relay routing for achieving high end-to-end performance. GLOBECOM 2004"中，Cheng提出了使用隨機搜 索的算法來發(fā)現(xiàn)可用的替換路徑。上述算法在實現(xiàn)路徑選取時，都只是基 于對Overlay路徑的分析，由于缺乏對底層網(wǎng)絡拓樸信息的分析和利用， 使得Overlay網(wǎng)絡中所使用的備用路徑與默認底層IP路徑所使用的物理鏈 路或路由器具有關(guān)聯(lián)性，即備用路徑可能會與默認路徑同時失效，因此實 際運行中所遇到的路徑故障大約有40 - 50%無法在此類Overlay網(wǎng)絡中避 免?；谏鲜鲈?，在覆蓋網(wǎng)中選擇鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點時，應當充分考慮底層 網(wǎng)絡的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所構(gòu)建的備用路 徑與默認路徑存在相關(guān)性的缺陷，從而提供一種備用路徑生成方法。 本發(fā)明的另一個目的是提供一種備用路徑生成裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，用 于在包括接入服務器節(jié)點、標志服務器節(jié)點、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點和用戶節(jié)點的覆蓋 網(wǎng)上為源用戶節(jié)點選取合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建從源用戶節(jié)點到目的用戶
節(jié)點的備用路徑，該方法包括
步驟1 )、利用所述覆蓋網(wǎng)中的標志服務器節(jié)點對所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點做網(wǎng)絡
測距，根據(jù)網(wǎng)絡測距結(jié)果計算任意兩個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間的綜合性能相似度，由
所述綜合性能相似度為具有相近性能的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點構(gòu)建邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡；其
中，在所述覆蓋網(wǎng)的一個自由域內(nèi)屬于同一邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點擁有 同一個入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；
步驟2 )、所述接入服務器節(jié)點根據(jù)所述用戶節(jié)點的請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點消息 在所述用戶節(jié)點所在的自由域中選擇邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡，然后通過所述邏輯轉(zhuǎn) 發(fā)網(wǎng)絡的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點找到與所述入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在同 一 自由域且同 一邏 輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；所述服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在所在的邏 輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡上運行BFBB算法，根據(jù)該算法的運行結(jié)果選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為 一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；其中，
所述的BFBB算法在計算網(wǎng)絡拓樸圖中每個節(jié)點的度和核度后，在當 前節(jié)點上通過廣度優(yōu)先算法在所述網(wǎng)絡拓樸圖上選取核度值大于當前節(jié) 點的核度值，且度與核度的商大于當前節(jié)點的度與核度的商的節(jié)點；若所 能找到的節(jié)點的數(shù)目無法滿足要求，則將當前節(jié)點的度與核度的商的值遞 減后，重新在當前節(jié)點上利用廣度優(yōu)先算法選取核度值大于當前節(jié)點的核 度值，且度與核度的商大于當前節(jié)點的度與核度的商的節(jié)點，直到滿足對 所選取節(jié)點的數(shù)目要求；
步驟3)、對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所能形成的路徑做性能檢測，保留通過性能 檢測的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，在所述用戶節(jié)點間進行業(yè)務通信時，根據(jù)業(yè)務從所 保留的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中選擇合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建備用路徑。
上述技術(shù)方案中，在所述步驟2)中所得到的一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù) 目小于用戶的需求時，在所述的步驟2)和所述的步驟3)之間還包括選取二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的步驟，該步驟包括
在所述覆蓋網(wǎng)的網(wǎng)絡拓樸圖上運行BFBB算法；
根據(jù)所述BFBB算法的計算結(jié)果，從所述覆蓋網(wǎng)中選取一個自由域， 在該自由域內(nèi)選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；所選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點盡 量不屬于所述第 一用戶節(jié)點所在自由域內(nèi)的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。
上述技術(shù)方案中，所述的步驟l)包括
步驟1-1)、所述覆蓋網(wǎng)中的所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點對所述覆蓋網(wǎng)中的所有標志 服務器節(jié)點做網(wǎng)絡測距，得到關(guān)于延遲、丟包率和瓶頸帶寬的指標；
步驟1-2)、根據(jù)所述指標計算任意兩個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間的綜合性能相似
度；
步驟l-3)、對所有的綜合性能相似度結(jié)果做排序，然后為所述排序結(jié) 果分段，將具有相近綜合性能的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點分配到同一個邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。 上述技術(shù)方案中，所述的步驟l)還包括
步驟1-4)、由所述邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點向鄰居域的入口轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點做鏈路性能探測；所述鏈路性能包括路徑的延遲、丟包率和瓶頸帶寬；
步驟1-5)、所述鏈路性能探測的結(jié)果保存到入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的鏈路狀態(tài) 表中，所述鏈路狀態(tài)表的信息定時向鄰居域的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點更新。
上述技術(shù)方案中，在所述的步驟1-2)中，所述綜合性能相似度采用 下列公式計算
^表示節(jié)點A與節(jié)點B之間的綜合性能相似度，D"表示節(jié)點A與節(jié) 點B間的延遲相似度，L、表示節(jié)點A與節(jié)點B間的丟包率相似度，Bwav 表示節(jié)點A與節(jié)點B間的瓶頸帶寬相似度，《、 "、 Z為網(wǎng)絡系統(tǒng)對性能 的要求有關(guān)的常量值；其中，
<formula>formula see original document page 11</formula>
D亂表示節(jié)點A與覆蓋網(wǎng)中第i個標志服務器節(jié)點間的延遲指標，Ls亂表示節(jié)點A與覆蓋網(wǎng)中第i個標志服務器節(jié)點間的丟包率指標，Bv^表示 節(jié)點A與覆蓋網(wǎng)中第i個標志服務器節(jié)點間的瓶頸帶寬指標。 上述技術(shù)方案中，所述的步驟2)包括
步驟2-1 )、所述接入服務器節(jié)點根據(jù)所述用戶節(jié)點發(fā)起的請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點消息在所述用戶節(jié)點所在自由域中選擇邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡，并將所述邏輯轉(zhuǎn) 發(fā)網(wǎng)絡的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的地址通知所述用戶節(jié)點；
步驟2-2 )、所述入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點根據(jù)所迷用戶節(jié)點發(fā)起的請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 消息選取一個與該入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點具有相同自由域和相同邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，作為為所述用戶節(jié)點服務的服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；
步驟2-3 )、所述服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在自身的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡上運行BFBB算 法，根據(jù)算法的運行結(jié)果在所述覆蓋網(wǎng)中選擇有別于所述服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所 在自由域的自由域，然后在所述自由域內(nèi)選擇與該服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點具有相同 邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為 一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，所述一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 返回給所述的第一用戶節(jié)點。
上述技術(shù)方案中，所述的步驟2)還包括
步驟2-4)、所述用戶節(jié)點將接收到的一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點與自身的一次
候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表進行比較；
步驟2-5 )、所述用戶節(jié)點向不存在于所述列表中的新的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點發(fā)送
自身的信息，從而在所述新的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的鏈路狀態(tài)表中查詢所述新的轉(zhuǎn)發(fā)
節(jié)點所在自由域與所述用戶節(jié)點所在自由域之間的鏈路屬性信息； 步驟2-6 )、所述鏈路屬性信息返回并保存到所述用戶節(jié)點。 上述技術(shù)方案中，在所述的步驟2-1)中，所述接入服務器節(jié)點根據(jù)
用戶節(jié)點發(fā)起的請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點消息在所述用戶節(jié)點所在自由域中選擇邏
輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡時，選擇盡可能多的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。
上述技術(shù)方案中，在所述的選取二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的步驟后，還包括 所述的用戶節(jié)點對所述的二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點做周期性的路徑性能探
測，并將探測結(jié)果保存到所述用戶節(jié)點的鏈路狀態(tài)表中。
上述技術(shù)方案中，在所述的步驟3)中，對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所能形成的
路徑做性能檢測包括
步驟3-l )、用戶節(jié)點根據(jù)業(yè)務的類型確定路徑的門限指標；
步驟3-2 )、從所述一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；
步驟3 -3 )、獲取一 用戶節(jié)點經(jīng)由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點至另 一 用戶節(jié)點的路徑性能；
步驟3_4)、將步驟3-3)所獲取的路徑性能與步驟3-l)中所確定的門 限指標進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定路徑是否通過了性能檢測。
上述技術(shù)方案中，對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所能形成的路徑做性能檢測還包
括
步驟3-5 )、當所述一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中能夠通過路徑性能檢測的轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點數(shù)目無法滿足用戶要求時，從所述二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點；
步驟3-6 )、獲取一用戶節(jié)點經(jīng)由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點至另 一用戶節(jié)點的 路徑性能；
步驟3-7)、將步驟3-6)所獲取的路徑性能與步驟3-l )中所確定的門 限指標進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定路徑是否通過了性能檢測。
上述技術(shù)方案中，在所述的步驟3-3)中，獲取所述第一用戶節(jié)點經(jīng) 由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點至所述第二用戶節(jié)點的路徑性能包括
從所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的鏈路狀態(tài)表中查詢從所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在自由 域到所述第二用戶節(jié)點所在自由域間的鏈路屬性，從所述第一用戶節(jié)點的 鏈路狀態(tài)表中獲取從所述第 一用戶節(jié)點所在自由域到所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在 自由域的鏈路屬性，進而獲取所述第一用戶節(jié)點經(jīng)由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點至 所述第二用戶節(jié)點的路徑性能；
或所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點通過路徑探測，得到從所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在自由域 到所述第二用戶節(jié)點所在自由域間的鏈路屬性，從所述第 一用戶節(jié)點的鏈 路狀態(tài)表中獲取從所述第 一 用戶節(jié)點所在自由域到所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在自 由域的鏈路屬性，進而獲取所述第一用戶節(jié)點經(jīng)由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點至所 述第二用戶節(jié)點的路徑性能。
上述技術(shù)方案中，在所述的步驟3-6)中，獲取所述第一用戶節(jié)點經(jīng) 由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點至所述第二用戶節(jié)點的路徑性能包括
所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點通過路徑探測，得到從所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在自由域到 所述第二用戶節(jié)點所在自由域間的鏈路屬性，從所述第一用戶節(jié)點的鏈路 狀態(tài)表中獲取從所述第一用戶節(jié)點所在自由域到所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在自由 域的鏈路屬性，進而獲取所述第一用戶節(jié)點經(jīng)由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點至所述 第二用戶節(jié)點的路徑性能。
本發(fā)明還提供了 一種覆蓋網(wǎng)備用路徑生成裝置，用于在包括接入服務器節(jié)點、標志服務器節(jié)點、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點和用戶節(jié)點的覆蓋網(wǎng)上為源用戶節(jié)點 選取合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建從源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的備用路徑，該 裝置包括邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡創(chuàng)建模塊、 一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取模塊以及性能檢
測模塊；其中，
所述的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡創(chuàng)建模塊利用所述覆蓋網(wǎng)中的標志服務器節(jié)點 對所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點做網(wǎng)絡測距，根據(jù)網(wǎng)絡測距結(jié)果計算任意兩個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間 的綜合性能相似度，由所述綜合性能相似度為具有相近性能的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點構(gòu) 建邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡；其中，在所述覆蓋網(wǎng)的一個自由域內(nèi)屬于同一邏輯轉(zhuǎn)發(fā) 網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點擁有同 一 個入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；
所述的一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取模塊用于由所述接入服務器節(jié)點根據(jù)
所述用戶節(jié)點的請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點消息在所述用戶節(jié)點所在的自由域中選擇 邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡，然后通過所述邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點找到與所述入 口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在同 一 自由域且同 一邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為服務轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點；所述服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在所在的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡上運行BFBB算法，根據(jù) 該算法的運行結(jié)果選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為 一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；其中，
所述的BFBB算法在計算網(wǎng)絡拓樸圖中每個節(jié)點的度和核度后，在當 前節(jié)點上通過廣度優(yōu)先算法在所述網(wǎng)絡拓樸圖上選取核度值大于當前節(jié) 點的核度值，且度與核度的商大于當前節(jié)點的度與核度的商的節(jié)點；若所 能找到的節(jié)點的數(shù)目無法滿足要求，則將當前節(jié)點的度與核度的商的值遞 減后，重新在當前節(jié)點上利用廣度優(yōu)先算法選取核度值大于當前節(jié)點的核 度值，且度與核度的商大于當前節(jié)點的度與核度的商的節(jié)點，直到滿足對 所選取節(jié)點的數(shù)目要求；
所述的性能檢測模塊用于對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所能形成的路徑做性能檢 測，保留通過性能檢測的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，在所述用戶節(jié)點間進行業(yè)務通信 時，根據(jù)業(yè)務從所保留的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中選擇合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建備用 路徑。
上述技術(shù)方案中，還包括二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取模塊，該模塊用于在 所述覆蓋網(wǎng)的網(wǎng)絡拓樸圖上運行BFBB算法，然后根據(jù)所述BFBB算法的 計算結(jié)果，從所述覆蓋網(wǎng)中選取一個自由域，在該自由域內(nèi)選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 作為二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；所選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點盡量不屬于所述第一用戶節(jié)點 所在自由域內(nèi)的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。
本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明能夠顯著地提高轉(zhuǎn)發(fā)鄰居節(jié)點的命中率，降低所構(gòu)建備用路徑 與默認路徑同時發(fā)生故障的可能性。


圖1為本發(fā)明中所涉及的覆蓋網(wǎng)的一個實施例的示意圖； 圖2為將覆蓋網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點構(gòu)建邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的示意圖； 圖3為一個AS內(nèi)且屬于同一邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點對外所提 供的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的示意圖4為邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡中的各個節(jié)點發(fā)送鏈路狀態(tài)表的示意圖； 圖5為已經(jīng)為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點構(gòu)建邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的覆蓋網(wǎng)的示意圖； 圖6為對圖5中的用戶節(jié)點Cl與用戶節(jié)點C2建立業(yè)務通信的示意
圖7為本發(fā)明的備用路徑生成方法的流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。
在本發(fā)明中，所涉及的覆蓋網(wǎng)可以應用在多種類型的網(wǎng)絡，如P2P網(wǎng) 絡、CDN網(wǎng)絡以及各種Overlay網(wǎng)絡，如RON、 QRON、 NIRA.OverQos 等。在下面的實施例中，所涉及的覆蓋網(wǎng)不限于具體的網(wǎng)絡類型，可在前 面所提到的各種網(wǎng)絡上應用。
在本發(fā)明中，覆蓋網(wǎng)中的各個節(jié)點可分為三種類型，包括服務節(jié)點、 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以及用戶節(jié)點，其中的服務節(jié)點又可進一步分為接入服務器節(jié)點 (Server)和標志服務器節(jié)點(Landmark)。所述的接入服務器節(jié)點用于存 儲和維護系統(tǒng)信息，而標志服務器節(jié)點則用于實現(xiàn)網(wǎng)絡測距，在本發(fā)明中， 所述的網(wǎng)絡測距主要包括測量延遲、抖動和瓶頸帶寬。所迷的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點用 于向用戶提供穩(wěn)定的轉(zhuǎn)發(fā)服務，或在系統(tǒng)啟動時啟動路由轉(zhuǎn)發(fā)服務。所述 的用戶節(jié)點是網(wǎng)絡系統(tǒng)中接受路由優(yōu)化服務的客戶。上述的服務節(jié)點、轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點以及用戶節(jié)點之間相互連接，從而構(gòu)成所述的覆蓋網(wǎng)。覆蓋網(wǎng)中各 種類型的節(jié)點都不限于一個。
在上述覆蓋網(wǎng)中，不同用戶節(jié)點間做數(shù)據(jù)通信時存在默認的路徑，但 這些默認路徑會由于各種各樣的原因而發(fā)生故障，因此需要采用本發(fā)明的 方法從網(wǎng)絡中選擇合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，進而構(gòu)建最適合的備用路徑，使得默
15換到這些備用路徑上實現(xiàn)用戶節(jié)點間的繼續(xù)通 信。本發(fā)明在為用戶節(jié)點選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點時，需要首先為覆蓋網(wǎng)中的各個轉(zhuǎn)
發(fā)節(jié)點構(gòu)建邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(LFN， Logical Forward Network),將具有相似 性能的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點分配到同 一個邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡中，將性能存在明顯差異的轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點分配到不同的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡中；然后再根據(jù)需要從各個邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng) 絡選擇候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，從所述候選鄰居轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中得到某一用戶節(jié)點 的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；最后就可以根據(jù)所選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點構(gòu)建備用路徑。在對本發(fā) 明的上述實現(xiàn)方法做進一步說明前，首先對其中所涉及到的概念、算法做 統(tǒng)一的i兌明。
一、綜合性能相似度計算方法
在前面已經(jīng)提到，本發(fā)明需要將整個覆蓋網(wǎng)中具有相近性能的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點分配到同一邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡中。對轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的這一分配過程可通過綜合性 能相似度計算方法實現(xiàn)。
在這一計算方法中，首先從覆蓋網(wǎng)中選取一個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，然后用這一 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點對覆蓋網(wǎng)中所有的標志服務器節(jié)點做網(wǎng)絡測距，得到關(guān)于延遲、 丟包率和瓶頸帶寬的指標。若覆蓋網(wǎng)中的標志服務器節(jié)點有n個，則轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點的網(wǎng)絡測距結(jié)果由n個分量組成，每個分量包括該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點對一個標 志服務器節(jié)點的網(wǎng)絡測距結(jié)果。對覆蓋網(wǎng)中的所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點都做上述搡 作，即可得到所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的網(wǎng)絡測距結(jié)果。
在得到轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的網(wǎng)絡測距結(jié)果后，就可以根據(jù)網(wǎng)絡測距結(jié)果計算轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點間的兩兩相似度。在前面已經(jīng)提到，網(wǎng)絡測距結(jié)果包括關(guān)于延遲、 丟包率和瓶頸帶寬的指標，因此，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間的相似度可分為延遲相似度 DAV 、丟包率相似度LsAv和瓶頸帶寬相似度BwAv 。
假設要計算某一覆蓋網(wǎng)中的兩個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點A、 B間的相似度，該覆蓋 網(wǎng)中的標志服務器節(jié)點有n個，用Li, L2…Ln表示，則用D化表示轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)
點X與某一標志服務器節(jié)點Li間的延遲，其中Xe(A,B)， Lje(L,，L2,…,Ln)。 同樣的，可以用Lsxt,表示轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點X與某 一標志服務器節(jié)點Li間的丟包率， 用Bw&表示轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點X與某一標志服務器節(jié)點Lj間的瓶頸帶寬。轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點A、 B間的延遲相似度D^、丟包率相似度Ls^和瓶頸帶寬相似度Bw^可 采用如下公式計算
<formula>formula see original document page 16</formula>lsav = V(Lsal, —lsbLi)2十(Ls亂2 — LsBL2)2 + —LsBLn)
BwAv = V(Bw^ — BwBL| )2 + (Bw亂2 - BwBL2 )2 +…+ (Bw亂。-
BwBL )
在得到延遲相似度D^、丟包率相似度LsAv和瓶頸帶寬相似度Bw^后, 可進一步計算兩個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間的綜合性能相似度I^,其計算公式如下
在上述公式中，《、 "、 y為常量值，它們的大小與網(wǎng)絡系統(tǒng)對具體性 能的要求有關(guān)，若網(wǎng)絡系統(tǒng)對丟包率的要求較高，則〃的數(shù)值與"、y相比 就相對4交高。
二、 限界廣度優(yōu)先算法BFBB
限界廣度優(yōu)先算法BFBB是在覆蓋網(wǎng)的網(wǎng)絡拓樸圖中基于拓樸分析尋 找轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的方法。該方法包括以下步驟
步驟1)、計算拓樸圖中每個節(jié)點的度(degree)和核度(coreness )。 度的大小由拓樸圖中與節(jié)點相交的邊的個數(shù)而定，而核度的大小也可通過 現(xiàn)有技術(shù)計算得到。在參考文獻3 "A. Hamelin， J. Lgnacio， D. A. Luca, B. Alain and V. Alessandro. k-core decomposition: a tool for the visualization of large scale networks, http:〃arxiv.org/abs/cs.NI/0511007, 2005"中有對如何計 算核度的詳細說明。
步驟2)、在拓樸圖中選擇一個節(jié)點作為當前節(jié)點，并計算兩個變量 REF和Cornref的值,其中REF = degree/coreness, Cornref = coreness。
步驟3)、在當前節(jié)點調(diào)用廣度優(yōu)先算法，在拓樸圖上選取coreness >= Cornref且degree/coreness 〉 REF的節(jié)點，若所能找到的節(jié)點個數(shù)無法達到 用戶的要求，則繼續(xù)執(zhí)行下一步。
步驟4 )、令REF=REF-1后，重新執(zhí)行前一步驟。
步驟5)、將查找到的節(jié)點返回后，結(jié)束計算過程。
三、 IPtoAS算法
該算法主要用于通過IP地址查找該IP地址所屬的AS (自治域)，其 實現(xiàn)包括以下步驟
1、 得到熟知的AS號及其所擁有IP前綴的對照表
2、 將所有IP前綴存儲為一顆Trie樹，葉子節(jié)點為AS號3、依據(jù)所輸入的IP地址IPi，查詢Trie樹，依據(jù)最長匹配的原則，選 取對應的AS號ASj，然后將結(jié)果返回。
在對本發(fā)明所涉及的算法統(tǒng)一做解釋說明后，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 進行說明。
在圖1所示的覆蓋網(wǎng)絡中，包括有標志服務器節(jié)點(用L表示)、接 入服務器節(jié)點(用S表示)、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(用F表示)以及用戶節(jié)點(用C 表示)。上述各類節(jié)點存在于不同的AS域內(nèi)。
在某 一 時刻，如覆蓋網(wǎng)絡初次啟動時，將覆蓋網(wǎng)中的所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(包 括有轉(zhuǎn)發(fā)功能的服務節(jié)點)按照性能構(gòu)建邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡，從而將具有近似 性能的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點分配到同一邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡中。在構(gòu)建邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡時，根 據(jù)前述的綜合性能相似度計算方法所述，由各個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點對所有的標志服 務器節(jié)點進行探測，測量其到標志服務器節(jié)點的延遲，丟包率和瓶頸帶寬， 進而利用前述的公式(1) 一公式(4)對各個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間的綜合性能相似 度進行計算。在得到所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點相互間的綜合性能相似度后，可對所有 的相似度結(jié)果進行排序，然后再將排序結(jié)果分段，從而把綜合性能相近的 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點分配到一起，從而構(gòu)建出多個邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。由于在邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng) 絡中，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點之間需要定期地進行路徑性能的探測，并發(fā)布探測結(jié)果， 因此需要對邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡中轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目進行控制，以避免由于轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點的數(shù)量太多而導致系統(tǒng)開銷太大的問題。因此，在本實施例中，將一個 邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡規(guī)模限制為50個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，如果某一邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡內(nèi)所包 含的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點數(shù)超過50,則可將這一邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡拆分。以圖2為例，從 AS1到AS7的多個自由域中，各自有不同數(shù)目的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，這些轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 按照性能分別被分配到了 LFN1、 LFN2、 LFN3三個邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡中，一 個邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡所包含的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點并不局限于某一 AS，而是不同AS內(nèi)轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點的集合。此外，雖然在圖2中在一個AS內(nèi)對于某一邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡 只示出了一個節(jié)點，但這一節(jié)點實際上由多個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點組成，只是對外以 一個節(jié)點的形式表示。這類節(jié)點也被稱為邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡中的邏輯節(jié)點 (LN)。如圖3所示， 一個邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡在一個AS內(nèi)的一個邏輯節(jié)點擁 有多個(這里是5)個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，這些屬于同一邏輯節(jié)點的所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 間卩波此全互連。
為了適應前述邏輯節(jié)點的現(xiàn)象，所有在一個AS內(nèi)且屬于同一邏輯轉(zhuǎn) 發(fā)網(wǎng)絡的所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點會對外推選出一個入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(AC)，由該節(jié)點向用戶節(jié)點分配具體的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以及負責本邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡內(nèi)不同邏輯節(jié)
點之間鏈路性能的探測。如圖3所示，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點F6就是在一個AS內(nèi)所擁 有的5個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在做鏈路性能探測時， 主要探測該入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點與鄰居域的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間路徑的延遲、丟包率 和瓶頸帶寬，所得到的探測結(jié)果會存儲在鏈路狀態(tài)表中。在一個實例中， 假設一入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點ACi向鄰居域的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點ACj發(fā)起鏈路性能探 測，所得到的探測結(jié)果保存在自身的鏈路狀態(tài)表中。ACi每過30秒，將自 己的鏈路狀態(tài)表定期發(fā)送給鄰居ACj,鄰居ACj收到后，跟自己的鏈路狀 態(tài)表進行比較更新。 一種優(yōu)選的更新順序是優(yōu)先比較延遲，其次是丟包率， 最后比較瓶頸帶寬，當然這一更新順序也可根據(jù)需要改變。每個AC要將 自己的鏈路狀態(tài)表同本AS內(nèi)的其他同屬一個邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進 行共享。每隔15分鐘重復上述過程，以保持鏈路的實時狀態(tài)。在圖4中 對鏈路狀態(tài)表的上述傳遞過程做了示意性說明。需要說明的是，此次所涉 及的鏈路狀態(tài)表更新時間的間隔只是舉例說明之用，在實際應用中并不限 于上述時間間隔。
在為覆蓋網(wǎng)絡中的各個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點構(gòu)建邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡后，若有新的轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點加入覆蓋網(wǎng)絡(可以是新部署的專用轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，也可以是由性能優(yōu)異、 在線時間穩(wěn)定的用戶節(jié)點所提升的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點)，則利用新的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點對標 志服務器節(jié)點做網(wǎng)絡測距，測量其到標志服務器節(jié)點的延遲，丟包率和瓶 頸帶寬。然后從每個已經(jīng)產(chǎn)生的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡中隨機選取一個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點， 調(diào)用前述的綜合性能相似度計算方法，計算新增加的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點與這些隨機 選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點之間的綜合性能相似度。在前面的說明中已經(jīng)提到，在生 成邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡時，是將所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間的綜合性能相似度做排序、分段 后得到的，因此每個邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡對應有一段特定的綜合性能相似度區(qū) 間。因此，在得到新增加的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點與隨機選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間的綜合性能 相似度后，先選擇其中的最大值，然后將該最大值與所對應的隨機選擇的 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的綜合性能相似度區(qū)間進行比較，若最大值在 這一區(qū)間內(nèi)，則新增加的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點就在該隨機選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在邏輯轉(zhuǎn) 發(fā)網(wǎng)絡內(nèi)。若最大值并不在這一區(qū)間內(nèi)，則從新增加的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點與這些隨 機選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間的綜合性能相似度中選擇次大值，繼續(xù)前述的比較過 程，根據(jù)比較結(jié)果決定新增加的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點是否能夠加入到相應的邏輯轉(zhuǎn)發(fā) 網(wǎng)絡內(nèi)。如果新增加的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點無法加入任何已有的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡，則該新增加的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點形成一個新的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。在將新增加的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點加 入已有邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的過程中，如果邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡在加入新的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 后，超出了規(guī)模限制，則分裂該邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。
覆蓋網(wǎng)絡在如前所述構(gòu)建邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡后，即可向用戶節(jié)點提供選取 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點從而構(gòu)建備用路徑的服務。以圖5所示的覆蓋網(wǎng)絡為例，在整個
網(wǎng)絡中包括有三個邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡，分別用LFN1、 LFN2、 LFN3表示。LFN1 所包含的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在AS1、 AS2、 AS3、 AS4、 AS5內(nèi)，而LFN2所包含的 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在AS1、 AS3、 AS4、 AS5和AS6內(nèi)，LFN3所包含的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 在AS1、 AS2、 AS3、 AS4、 AS5和AS6內(nèi)。在AS1內(nèi)有一個用戶節(jié)點， 用Cl表示。在某一時刻，用戶節(jié)點C1發(fā)起請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的消息，為該 用戶節(jié)點選取轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的操作如下。
覆蓋網(wǎng)絡中的接入服務器節(jié)點在收到用戶節(jié)點Cl的請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點消 息后，運行前述的IPtoAS算法，知道用戶節(jié)點所在的AS,從圖5可以知 道，Cl所在的AS為AS1。然后對AS1內(nèi)所包含的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的個數(shù) 進行查詢，根據(jù)請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點消息中所請求的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的個數(shù)，選擇盡可 能多的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡，并將這些邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡在AS1內(nèi)的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點通 知Cl。假設在一個實例中，用戶節(jié)點Cl所請求的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的個數(shù)有4個， 由于AS1內(nèi)所包含的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的個數(shù)有3個，因此邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡 LFN1 、 LFN2、 LFN3都被選中，并將它們的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的地址都發(fā)送給 Cl。當然，如果用戶節(jié)點Cl所請求的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目小于AS1內(nèi)所包含 的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的個數(shù)，則在AS1內(nèi)可任意選擇與所請求的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點數(shù)目 相同的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。
用戶節(jié)點Cl在得到各個邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的地址后，向 這些入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點各自發(fā)出請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的消息。各個入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在收 到請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的消息后，依據(jù)負載平衡的原則，在所屬LN中選取一個 合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以服務于用戶節(jié)點Cl,幫助用戶節(jié)點Cl進一步查找所需 要的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。由于本步驟選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點起到服務的作用，因此，這一 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點也被稱為服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，用LFNs表示。如圖5所示，用戶節(jié)點 C1在LFN1、 LFN2、 LFN3中各自查找一個服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，分別用LFNs,、 LFNs,和LFN&表示。由于這些服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點都是由入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在自身所 屬的LN中找到的，因此它們都存在于AS1中。
在得到服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點LFNSi后，由這些服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在各自的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)
20網(wǎng)絡上運行前述的BFBB算法，選取拓樸位置合適的n個AS，并隨機地 從這n個AS中選擇m個屬于該邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。其中，所述的 n的大小為用戶請求的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點數(shù)目與服務器在用戶節(jié)點所在AS中選中 的LFN網(wǎng)絡的個數(shù)的商；所述的m的個數(shù)通常為1或2，也可根據(jù)系統(tǒng) 情況確定。此次計算過程中所得到的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點被稱為 一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。 仍然以圖5所示的實例為例，用戶節(jié)點Cl通過服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點LFNs,、 LFNs2 和LFN&分別在LFN1、 LFN2、 LFN3上找到了一個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，這3個轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點形成了一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。由于轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的作用是在不同AS域間建 立路徑，因此所得到的一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點一定不存在于用戶節(jié)點Cl所在 的AS1中，而是在其他AS內(nèi)，如對于LFN1而言，可能在AS2或AS3 或AS4或AS5內(nèi)。假設LFN1內(nèi)所選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點位于AS3內(nèi)，LFN2 所選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點位于AS5內(nèi)，LFN3所選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點也位于AS5內(nèi)。
在得到一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點后，需要將它們返回給用戶節(jié)點Cl。在用 戶節(jié)點Cl上保存有一張一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表，將新得到的一次候選轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點與所述的 一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表進行比較，若某一一 次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點已經(jīng)存在于用戶節(jié)點Cl的一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表中，則忽略，否則用 戶節(jié)點Cl將自身的IP(SourceIP)地址信息發(fā)送給該一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，由 這一一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點根據(jù)IP地址信息和IPtoAS算法得到用戶節(jié)點Cl 所在的AS，然后在該候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所保存的鏈路狀態(tài)表中查詢候選轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點所在AS到用戶節(jié)點Cl所在AS的鏈路性能，所得到的結(jié)果返回給用 戶節(jié)點Cl并保存。對新得到的一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點重復執(zhí)行上述操作。
前述操作所得到的 一 次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目可能已經(jīng)滿足用戶節(jié)點 對轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目要求，也可能不能滿足要求。如在本實施例中，用戶節(jié) 點Cl所要求的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點為4個，而一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點只有3個，并不能 滿足要求。對于此類情況，需要由用戶節(jié)點再次向接入服務器節(jié)點發(fā)起請 求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點消息，以第二次進行候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的選取。在進行第二次候選 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的選取時，為了避免所選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點與一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點相沖 突，采用與選取一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點時不同的選取方法。具體的說，接入服 務器節(jié)點在收到請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的消息后，在整個AS網(wǎng)絡拓樸圖上運行 BFBB算法尋找合適的AS,在找到AS后，從中選出所需數(shù)目的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點， 在選取過程中應當盡量保證所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點不屬于用戶節(jié)點所在AS內(nèi) 的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。例如，在圖5中已經(jīng)知道，Cl所在的AS為AS1，而AS1中所包含的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡有LEN1、 LEN2、 LEN3。那么在第二次選 取轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的過程中，盡量不要選取LEN1、 LEN2、 LEN3中所包含的轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點。如在AS3中存在F4，它不屬于前述的LEN1、 LEN2、 LEN3,因 此可以將它作為所要選擇的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。只有在整個覆蓋網(wǎng)絡中，不存 在獨立于用戶節(jié)點所在AS內(nèi)的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點時，才在這些邏 輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡中選擇相應的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。即使如此，也要盡量避免選擇那些已
經(jīng)被選入一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。為了與 一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點相區(qū) 別，此次選擇所得到的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點被稱為二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。對于每個二次 候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，由于不是通過用戶節(jié)點Cl所在AS內(nèi)的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡選 取的，因此不能通過查詢Cl所在AS內(nèi)的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的鏈路狀態(tài)表， 獲取C1到每個二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的路徑性能，因此，Cl需要對每個二次 候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進行周期型的路徑性能探測，并將探測結(jié)果保存到用戶節(jié)點 Cl的鏈路狀態(tài)表中，以備構(gòu)造備用路徑之用。
用戶節(jié)點Cl在得到候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點后，就可以根據(jù)業(yè)務的需求選擇具 體的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，從而構(gòu)建相應的備用路徑。如圖6所示，在本實施例中， 假設要在圖5所示的覆蓋網(wǎng)絡的基礎上，實現(xiàn)用戶節(jié)點Cl與用戶節(jié)點C2 間的通信。
用戶節(jié)點Cl首先需要確定業(yè)務的類型，然后根據(jù)業(yè)務類型確定該業(yè) 務對哪一個性能指標更為敏感，從而決定路徑的門限指標Th。假設用戶節(jié) 點C1、 C2間的業(yè)務為文件傳輸業(yè)務，則該業(yè)務對丟包率和瓶頸帶寬更加 敏感，因此將與丟包率和瓶頸帶寬有關(guān)的數(shù)值作為路徑的門限指標。此外， 還要提取出業(yè)務傳輸源地址(即Cl的IP地址)和業(yè)務傳輸目的地址(即 C2的IP地址)。
用戶節(jié)點Cl的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中至少包括一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，因此首 先從一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中選取節(jié)點做性能檢測，以得到可行的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。 已知用戶節(jié)點C1的一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點有3個，按序選擇其中的一個候選 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，假設先選擇LFN1中且位于AS3內(nèi)的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，對所選擇 的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點做性能檢測。在性能檢測過程中，用戶節(jié)點C1將業(yè)務傳 輸目的地址(即C2的IP地址)發(fā)送給所選擇的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，該節(jié)點運 行所述的IPtoAS算法后查找到用戶節(jié)點C2所在的AS，然后在候選轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點自身的鏈路狀態(tài)表中查詢從候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在的AS到用戶節(jié)點C2 所在的AS的鏈路屬性，如果能夠找到，則將所找到的鏈路屬性信息返回給用戶節(jié)點Cl,如果不能找到，則候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點發(fā)起對用戶節(jié)點C2的探 觀'J，將探測得到的鏈路屬性信息返回給用戶節(jié)點Cl。用戶節(jié)點Cl得到從
候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到用戶節(jié)點C2的鏈路屬性信息后，將該信息與用戶節(jié)點Cl 的鏈路狀態(tài)表中所記錄的用戶節(jié)點Cl到候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的鏈路屬性信息進 行加權(quán)，從而得到從用戶節(jié)點Cl (即業(yè)務傳輸源)經(jīng)由候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到 用戶節(jié)點C2 (即業(yè)務傳輸目的)的整條路徑的鏈路屬性信息。在前面的 說明中已經(jīng)提到，鏈路屬性信息包括延遲、丟包率和瓶頸帶寬等多個性能 的相關(guān)信息，因此可以將所得到的鏈路屬性信息與為該業(yè)務設定的路徑門 限指標Th進行比較，若能達到路徑門限指標Th,則所述的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 將作為可行的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點并保存相關(guān)的信息，若不能達到路徑門限指標Th， 則忽略該候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。對于一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中的其它候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點做 類似的操作，從而得到這些候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點能否成為可行的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的結(jié) 論。
從一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點得到可行的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點后，可行的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目 可能多于用戶的需求，此時從可行的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中選取若干個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為 最佳的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，若可行的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目少于用戶的需求，則需要繼續(xù) 從二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中選取可行轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。雖然在本實施例中，用戶節(jié)點
Cl的二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點只有1個，但在多數(shù)情況下，二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 的數(shù)目多于1個，因此同樣按序依次選擇一個節(jié)點做性能檢測。在性能檢 測過程中，由于在多數(shù)情況下，二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點不屬于用戶節(jié)點所在 AS內(nèi)的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡中的節(jié)點，因此，無法通過查詢鏈路狀態(tài)表的方式 得到二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到作為業(yè)務傳輸目的的用戶節(jié)點C2的鏈路屬性信 息。因此，作為業(yè)務傳輸源的用戶節(jié)點Cl將用戶節(jié)點C2的IP地址發(fā)送 給候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，由該節(jié)點對用戶節(jié)點C2發(fā)起探測，探測所得到的從候 選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到用戶節(jié)點C2的鏈路屬性信息將返回給用戶節(jié)點Cl。用戶節(jié) 點Cl將候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所返回的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到用戶節(jié)點C2的鏈路屬性信 息與用戶節(jié)點ci的鏈路狀態(tài)表中所記錄的用戶節(jié)點Cl到候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的 鏈路屬性信息進行加權(quán)，從而得到從用戶節(jié)點Cl (即業(yè)務傳輸源)經(jīng)由 候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點到用戶節(jié)點C2 (即業(yè)務傳輸目的)的整條路徑的鏈路屬性 信息。在得到整條路徑的鏈路屬性信息后，可將其與路徑門限指標Th進 行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定是否將該候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為可行的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。 當二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中的節(jié)點數(shù)目多于1個時，對于其它節(jié)點同樣做此類操作。
從上述說明可以看出，由一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點和二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點可得 到可行轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，并由可行轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進而得到最佳可行轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。在一個 可選實現(xiàn)方式中，若所要執(zhí)行的業(yè)務不僅僅是對延遲，丟包率和瓶頸帶寬 等鏈路性能中的 一個或者多個敏感，則需要對由最佳可行轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點確定的 備用路徑進一步探測最能影響該業(yè)務性能的其他指標，如抖動、可用帶寬 等，并根據(jù)探測結(jié)果對最佳可行轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點做進一步的篩選。
在得到最佳可行轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點后，當所監(jiān)測的原路徑性能在此期間發(fā)生了 從良好到惡化的變化，從而需要做路徑切換時，切換至最佳可行轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，
通過這些轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，或通過Overlay路徑與默認路徑的組合同時 發(fā)送數(shù)據(jù)，增加通信魯棒性，并同時監(jiān)測原路徑的性能。在此期間，如果 原路徑性能恢復，則切換回原路徑。
本發(fā)明還提供了與前述方法相對應的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成裝置，用于 在包括接入服務器節(jié)點、標志服務器節(jié)點、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點和用戶節(jié)點的覆蓋網(wǎng) 上為源用戶節(jié)點選取合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建從源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié) 點的備用路徑，該裝置包括邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡創(chuàng)建模塊、 一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選 取模塊以及性能檢測模塊；其中，
所述的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡創(chuàng)建模塊利用所述覆蓋網(wǎng)中的標志服務器節(jié)點 對所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點做網(wǎng)絡測距，根據(jù)網(wǎng)絡測距結(jié)果計算任意兩個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間 的綜合性能相似度，由所述綜合性能相似度為具有相近性能的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點構(gòu) 建邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡；其中，在所述覆蓋網(wǎng)的一個自由域內(nèi)屬于同一邏輯轉(zhuǎn)發(fā) 網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點擁有同 一個入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；
所述的 一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取模塊用于由所述接入服務器節(jié)點根據(jù)
所述用戶節(jié)點的請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點消息在所述用戶節(jié)點所在的自由域中選擇 邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡，然后通過所述邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點找到與所述入 口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在同 一 自由域且同 一邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為服務轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點；所述服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在所在的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡上運行BFBB算法，根據(jù) 該算法的運行結(jié)果選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為 一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；其中，
所述的BFBB算法在計算網(wǎng)絡拓樸圖中每個節(jié)點的度和核度后，在當 前節(jié)點上通過廣度優(yōu)先算法在所述網(wǎng)絡拓樸圖上選取核度值大于當前節(jié) 點的核度值，且度與核度的商大于當前節(jié)點的度與核度的商的節(jié)點；若所 能找到的節(jié)點的數(shù)目無法滿足要求，則將當前節(jié)點的度與核度的商的值遞
24減后，重新在當前節(jié)點上利用廣度優(yōu)先算法選取核度值大于當前節(jié)點的核 度值，且度與核度的商大于當前節(jié)點的度與核度的商的節(jié)點，直到滿足對 所選取節(jié)點的數(shù)目要求；
所述的性能檢測模塊用于對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所能形成的路徑做性能檢 測，保留通過性能檢測的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，在所述用戶節(jié)點間進行業(yè)務通信 時，根據(jù)業(yè)務從所保留的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中選擇合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建備用 路徑。
在另一個實施例中，覆蓋網(wǎng)備用路徑生成裝置還包括二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)
點選取模塊，該模塊用于在所述覆蓋網(wǎng)的網(wǎng)絡拓樸圖上運行BFBB算法， 然后根據(jù)所述BFBB算法的計算結(jié)果，從所述覆蓋網(wǎng)中選取一個自由域， 在該自由域內(nèi)選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；所選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點盡 量不屬于所述第 一用戶節(jié)點所在自由域內(nèi)的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。
本發(fā)明的方法與現(xiàn)有的Overlay技術(shù)中采用的簡單大強度探測和全互 聯(lián)路由通告方式相比，通過獲取并有效分析、利用底層的拓樸知識以及對 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進行合理的分域，從而顯著地提高轉(zhuǎn)發(fā)鄰居節(jié)點的命中率。而轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點內(nèi)部通過提前探測，實時地感知鏈路狀態(tài)，不僅顯著降低了 Overlay 節(jié)點的探測強度和規(guī)模，也可以有效地對轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進行篩選，優(yōu)化Overlay 路由，當網(wǎng)絡故障或性能不穩(wěn)定時，可通過路徑切換，有效提高網(wǎng)絡的傳 輸和容錯能力，保證通信的穩(wěn)定性。
本發(fā)明不僅適用于Overlay網(wǎng)絡中的終端^各徑切換，也可作為進行 Internet路徑分集傳輸系統(tǒng)的多路徑創(chuàng)建基礎，具有相當廣闊的應用前景。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限 制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當 理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方 案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1、一種覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，用于在包括接入服務器節(jié)點、標志服務器節(jié)點、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點和用戶節(jié)點的覆蓋網(wǎng)上為源用戶節(jié)點選取合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建從源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的備用路徑，該方法包括步驟1)、利用所述覆蓋網(wǎng)中的標志服務器節(jié)點對所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點做網(wǎng)絡測距，根據(jù)網(wǎng)絡測距結(jié)果計算任意兩個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間的綜合性能相似度，由所述綜合性能相似度為具有相近性能的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點構(gòu)建邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡；其中，在所述覆蓋網(wǎng)的一個自由域內(nèi)屬于同一邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點擁有同一個入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；步驟2)、所述接入服務器節(jié)點根據(jù)所述用戶節(jié)點的請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點消息在所述用戶節(jié)點所在的自由域中選擇邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡，然后通過所述邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點找到與所述入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在同一自由域且同一邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；所述服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在所在的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡上運行BFBB算法，根據(jù)該算法的運行結(jié)果選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；其中，所述的BFBB算法在計算網(wǎng)絡拓撲圖中每個節(jié)點的度和核度后，在當前節(jié)點上通過廣度優(yōu)先算法在所述網(wǎng)絡拓撲圖上選取核度值大于當前節(jié)點的核度值，且度與核度的商大于當前節(jié)點的度與核度的商的節(jié)點；若所能找到的節(jié)點的數(shù)目無法滿足要求，則將當前節(jié)點的度與核度的商的值遞減后，重新在當前節(jié)點上利用廣度優(yōu)先算法選取核度值大于當前節(jié)點的核度值，且度與核度的商大于當前節(jié)點的度與核度的商的節(jié)點，直到滿足對所選取節(jié)點的數(shù)目要求；步驟3)、對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所能形成的路徑做性能檢測，保留通過性能檢測的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，在所述用戶節(jié)點間進行業(yè)務通信時，根據(jù)業(yè)務從所保留的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中選擇合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建備用路徑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，其特征在于， 在所述步驟2)中所得到的一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目小于用戶的需求時， 在所述的步驟2)和所述的步驟3)之間還包括選取二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的 步驟，該步驟包括在所述覆蓋網(wǎng)的網(wǎng)絡拓樸圖上運行BFBB算法；根據(jù)所述BFBB算法的計算結(jié)果，從所述覆蓋網(wǎng)中選取一個自由域，在該自由域內(nèi)選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；所選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點盡 量不屬于所述第一用戶節(jié)點所在自由域內(nèi)的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，其特征在 于，所述的步驟1 )包括步驟1-1)、所述覆蓋網(wǎng)中的所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點對所述覆蓋網(wǎng)中的所有標志 服務器節(jié)點做網(wǎng)絡測距，得到關(guān)于延遲、丟包率和瓶頸帶寬的指標；步驟1-2)、根據(jù)所述指標計算任意兩個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間的綜合性能相似度；步驟l-3)、對所有的綜合性能相似度結(jié)果做排序，然后為所述排序結(jié) 果分段，將具有相近綜合性能的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點分配到同一個邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，其特征在于， 所述的步驟1 )還包括步驟i_4)、由所述邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點向鄰居域的入口轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點做鏈路性能探測；所述鏈路性能包括路徑的延遲、丟包率和瓶頸帶寬；步驟1-5)、所述鏈路性能探測的結(jié)果保存到入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的鏈路狀態(tài) 表中，所述鏈路狀態(tài)表的信息定時向鄰居域的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點更新。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，其特征在 于，在所述的步驟l-2)中，所述綜合性能相似度釆用下列公式計算I旭表示節(jié)點A與節(jié)點B之間的綜合性能相似度，D^表示節(jié)點A與節(jié) 點B間的延遲相似度，"Av表示節(jié)點A與節(jié)點B間的丟包率相似度，Bwav 表示節(jié)點A與節(jié)點B間的瓶頸帶寬相似度，"、〃、Z為網(wǎng)絡系統(tǒng)對性能 的要求有關(guān)的常量值；其中，DAv = V(D— DBL| )2 + ("°亂2 — dbl2 )2 +…+ (D al — DBLn )2LS八v = V(lsal, - lsbl|)2 +(lsal2 - lsbl2)2 + .'. + (lsal - lsbl fBwAv = ^(Bw亂，—BwBL' )2 + (BWaL2 - BwBL2 )2 +…+ (Bw亂。_ BwBLn )2表示節(jié)點A與覆蓋網(wǎng)中第i個標志服務器節(jié)點間的延遲指標，LSal, 表示節(jié)點A與覆蓋網(wǎng)中第i個標志服務器節(jié)點間的丟包率指標，Bw^表示節(jié)點A與覆蓋網(wǎng)中第i個標志服務器節(jié)點間的瓶頸帶寬指標。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，其特征在 于，所述的步驟2)包括步驟2-l )、所述接入服務器節(jié)點根據(jù)所述用戶節(jié)點發(fā)起的請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點消息在所述用戶節(jié)點所在自由域中選擇邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡，并將所述邏輯轉(zhuǎn) 發(fā)網(wǎng)絡的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的地址通知所述用戶節(jié)點；步驟2-2 )、所述入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點根據(jù)所述用戶節(jié)點發(fā)起的請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 消息選取一個與該入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點具有相同自由域和相同邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，作為為所述用戶節(jié)點服務的服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；步驟2-3 )、所述服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在自身的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡上運行BFBB算 法，根據(jù)算法的運行結(jié)果在所述覆蓋網(wǎng)中選擇有別于所述JI良務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所 在自由域的自由域，然后在所述自由域內(nèi)選擇與該服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點具有相同 邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為 一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，所述一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 返回給所述的第一用戶節(jié)點。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，其特征在于， 所述的步驟2)還包括步驟2-4)、所述用戶節(jié)點將接收到的一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點與自身的一次 候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表進行比較；步驟2-5)、所述用戶節(jié)點向不存在于所述列表中的新的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點發(fā)送 自身的信息，從而在所述新的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的鏈路狀態(tài)表中查詢所述新的轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點所在自由域與所述用戶節(jié)點所在自由域之間的鏈路屬性信息；步驟2-6 )、所述鏈路屬性信息返回并保存到所述用戶節(jié)點。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，其特征在 于，在所述的步驟2-1)中，所述接入服務器節(jié)點根據(jù)用戶節(jié)點發(fā)起的請 求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點消息在所述用戶節(jié)點所在自由域中選擇邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡時，選擇 盡可能多的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，其特征在于， 在所述的選取二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的步驟后，還包括所述的用戶節(jié)點對所述的二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點做周期性的路徑性能探 測，并將探測結(jié)果保存到所述用戶節(jié)點的鏈路狀態(tài)表中。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，其特征在 于，在所述的步驟3)中，對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所能形成的路徑做性能檢測包括步驟3-l )、用戶節(jié)點根據(jù)業(yè)務的類型確定路徑的門限指標； 步驟3-2)、從所述一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點； 步驟3-3 )、獲取一用戶節(jié)點經(jīng)由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點至另 一用戶節(jié)點的 路徑性能；步驟3-4)、將步驟3-3)所獲取的路徑性能與步驟3-l)中所確定的門 限指標進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定路徑是否通過了性能檢測。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，其特征在于， 對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所能形成的路徑做性能檢測還包括步驟3-5 )、當所述一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中能夠通過路徑性能檢測的轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點數(shù)目無法滿足用戶要求時，從所述二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點；步驟3-6 )、獲取一用戶節(jié)點經(jīng)由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點至另 一用戶節(jié)點的 路徑性能；步驟3-7 )、將步驟3-6 )所獲取的路徑性能與步驟3-1 )中所確定的門 限指標進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定路徑是否通過了性能檢測。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，其特征 在于，在所述的步驟3-3)中，獲取所述第一用戶節(jié)點經(jīng)由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點至所述第二用戶節(jié)點的路徑性能包括從所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的鏈路狀態(tài)表中查詢從所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在自由 域到所述第二用戶節(jié)點所在自由域間的鏈路屬性，從所述第一用戶節(jié)點的 鏈路狀態(tài)表中獲取從所述第 一用戶節(jié)點所在自由域到所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在 自由域的鏈路屬性，進而獲取所述第一用戶節(jié)點經(jīng)由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點至 所述第二用戶節(jié)點的路徑性能；或所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點通過路徑探測，得到從所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在自由域 到所述第二用戶節(jié)點所在自由域間的鏈路屬性，從所述第一用戶節(jié)點的鏈 路狀態(tài)表中獲取從所述第 一 用戶節(jié)點所在自由域到所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在自 由域的鏈路屬性，進而獲取所述第 一 用戶節(jié)點經(jīng)由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點至所 述第二用戶節(jié)點的路徑性能。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，其特征在于， 在所述的步驟3-6)中，獲取所述第一用戶節(jié)點經(jīng)由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點至 所述第二用戶節(jié)點的路徑性能包括所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點通過路徑探測，得到從所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在自由域到 所述第二用戶節(jié)點所在自由域間的鏈路屬性，從所述第一用戶節(jié)點的鏈路 狀態(tài)表中獲取從所述第 一用戶節(jié)點所在自由域到所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所在自由 域的鏈路屬性，進而獲取所述第 一用戶節(jié)點經(jīng)由所選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點至所述 第二用戶節(jié)點的路徑性能。
14、 一種覆蓋網(wǎng)備用路徑生成裝置，其特征在于，用于在包括接入服 務器節(jié)點、標志服務器節(jié)點、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點和用戶節(jié)點的覆蓋網(wǎng)上為源用戶節(jié) 點選取合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建從源用戶節(jié)點到目的用戶節(jié)點的備用路徑， 該裝置包括邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡創(chuàng)建模塊、 一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取模塊以及性能檢測模塊；其中，所述的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡創(chuàng)建模塊利用所述覆蓋網(wǎng)中的標志服務器節(jié)點 對所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點做網(wǎng)絡測距，根據(jù)網(wǎng)絡測距結(jié)果計算任意兩個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間 的綜合性能相似度，由所述綜合性能相似度為具有相近性能的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點構(gòu) 建邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡；其中，在所述覆蓋網(wǎng)的一個自由域內(nèi)屬于同一邏輯轉(zhuǎn)發(fā) 網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點擁有同 一 個入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；所述的一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取模塊用于由所述接入服務器節(jié)點根據(jù) 所述用戶節(jié)點的請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點消息在所述用戶節(jié)點所在的自由域中選擇 邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡，然后通過所述邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點找到與所述入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在同 一 自由域且同 一邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為服務轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點；所述服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在所在的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡上運行BFBB算法，根據(jù) 該算法的運行結(jié)果選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為 一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；其中，所述的BFBB算法在計算網(wǎng)絡拓樸圖中每個節(jié)點的度和核度后，在當 前節(jié)點上通過廣度優(yōu)先算法在所述網(wǎng)絡拓樸圖上選取核度值大于當前節(jié) 點的核度值，且度與核度的商大于當前節(jié)點的度與核度的商的節(jié)點；若所 能找到的節(jié)點的數(shù)目無法滿足要求，則將當前節(jié)點的度與核度的商的值遞 減后，重新在當前節(jié)點上利用廣度優(yōu)先算法選取核度值大于當前節(jié)點的核 度值，且度與核度的商大于當前節(jié)點的度與核度的商的節(jié)點，直到滿足對 所選取節(jié)點的數(shù)目要求；所述的性能檢測模塊用于對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所能形成的路徑做性能檢 測，保留通過性能檢測的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，在所述用戶節(jié)點間進行業(yè)務通信 時，根據(jù)業(yè)務從所保留的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中選擇合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建備用 路徑。
15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的覆蓋網(wǎng)備用路徑生成裝置，其特征在于， 還包括二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取模塊，該模塊用于在所述覆蓋網(wǎng)的網(wǎng)絡拓樸 圖上運行BFBB算法，然后根據(jù)所述BFBB算法的計算結(jié)果，從所述覆蓋 網(wǎng)中選取一個自由域，在該自由域內(nèi)選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為二次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點；所選取的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點盡量不屬于所述第一用戶節(jié)點所在自由域內(nèi)的邏輯 轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種覆蓋網(wǎng)備用路徑生成方法，該方法包括利用覆蓋網(wǎng)中的標志服務器節(jié)點對轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點做網(wǎng)絡測距，計算任意兩個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點間的綜合性能相似度，由綜合性能相似度為具有相近性能的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點構(gòu)建邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡；接入服務器節(jié)點根據(jù)用戶節(jié)點的請求轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點消息在用戶節(jié)點所在的自由域中選擇邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡，然后通過邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的入口轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點找到服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；服務轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在所在的邏輯轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡上運行BFBB算法，根據(jù)運行結(jié)果選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點作為一次候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點所能形成的路徑做性能檢測，保留通過性能檢測的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，在用戶節(jié)點間進行業(yè)務通信時，根據(jù)業(yè)務從所保留的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中選擇合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以構(gòu)建備用路徑。
文檔編號H04L12/56GK101562568SQ20091008546
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者張國清, 李彥君, 楊清峰 申請人:中國科學院計算技術(shù)研究所