层次化有序地址分组网络中建立路由表的方法、路由的方法及路由器

摘要

本发明实施例公开了一种HSAPN网络中建立路由表的方法、路由的方法及路由器，所述的方法包括：发现邻居和获取直连邻居路由器节点的链路状态信息；根据所述直连邻居路由器节点链路状态信息建立路由表；根据路由规则和所述路由表，确定下一跳直连邻居路由器节点，并向所述下一跳直连邻居路由器节点进行路由。HSAPN网络中的路由器节点仅需要获取直连邻居路由器节点的链路状态信息，即当前路由器节点根据路由规则仅需要知道如何路由到下一跳路由器节点，而无需要获取全网的路由器节点的链路状态信息，确定全网的路由路径，不仅缩减了路由表的配置信息，同时简化了当前路由器节点的复杂性。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种层次化有序地址分组(HSAPN，Hierarchical and Sequential Address Packet Network)网络中建立路由表的方法、路由的方法及路由器。

背景技术

随着技术的发展，电信网已经顺利完成了由模拟技术向数字技术的第一步过渡，正在进行由TDM(Time-Division Multiplexing，时分多路复用)技术向分组交换技术的第二步过渡，ATM(Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式)分组技术是这一过渡阶段的代表，但是由于ATM分组技术难度大和商业运作不成功，电信网由TDM技术向分组交换技术的第二步过渡并未实现。

20世纪90年代初，基于IP(Internet Protocol，IP协议)分组技术的互联网由于Web技术的应用而获得了极大的成功，迅速扩大成能够和电信网抗衡的全球性大网络，并逐步向电信业务延伸。于是，电信网引进了IP分组技术，并将全部电信业务加载在IP网上，期望由此来实现由TDM技术向分组技术的过渡。但是，由于互联网的设计理念是自由和非赢利商业模式，使得基于IP分组技术的互联网是一个自由开放、没有统一管理机制的分组网络，这也造成了互联网的不安全、不可信任、缺乏管理和服务质量缺乏保证等问题，使得很多重要的商用业务网以及服务质量要求高的数据互联业务和实时视频业务，无法保证安全地加载到公用IP网上去，如此看来，IP分组技术也不能担当起由TDM技术向分组技术过渡的重任。

为此提出了一种层次化有序地址分组HSAPN网络，HSAPN网络是用于电信目的的分组网，它用于承载目前业已存在的全部电信业务，并可以保证它承载的电信业务能提供与传统电信业务相同服务质量。此外也可以承载互联网业务，提供与现有互联网相同的能力，支持目前业已存在的全部互联网业务，还可以用来承载今后可能产生的其他业务。HSAPN网络采用层次化有序的编码方式，分级路由，所以根据地址可以确定一条确定的路径，但当前HSAPN网络中还没有完善的路由表建立方法以及相应的路由方法，当前的路由表需要提供整网中路由器节点的路由信息，路由表项大，且全部采用静态手工配置的方式实现，配置复杂易出错。

发明内容

本发明实施例提供一种HSAPN网络中建立路由表的方法、路由的方法及路由器，HSAPN网络中的路由器节点仅需要获取直连邻居路由器节点的链路状态信息，依据该直连邻居路由器节点链路状态信息，确定路由路径。

本发明实施例提出的一种层次化有序地址分组HSAPN网络中的路由的方法，包括：发现邻居和获取直连邻居路由器节点的链路状态信息；根据所述的直连邻居路由器节点链路状态信息建立路由表；根据路由规则和所述路由表，确定下一跳直连邻居路由器节点，并向所述的下一跳直连邻居路由器节点进行路由。

本发明实施例提出了一种层次化有序地址HSAPN网络中建立路由表的方法，包括：HSAPN网络中直连的路由器节点通过相互发送通告报文进行邻居发现和获取直连邻居路由器节点的链路状态信息，并根据所述的直连邻居路由器节点链路状态信息建立路由表。

本发明实施例还提出了一种层次化有序地址HSAPN网络中的路由的方法，包括：当前路由器节点接收需要转发的业务报文，并从所述的业务报文中获取目的路由器节点的HSAPN地址；判断所述目的路由器节点的HSAPN地址与所述当前路由器节点的HSAPN地址是否相同，如果是，则结束所述数据报文的路由，如果否，向所述下一跳直连邻居路由器节点进行路由。

本发明实施例再提出的一种层次化有序地址HSAPN网络中的路由器，包括接收单元，用以接收直连邻居路由器节点发送的通告报文，该通告报文中携带有发送该报文的路由器节点的链路状态信息；建立单元：根据接收单元接收的直连邻居路由器节点的链路状态信息建立路由表；选择单元，用以根据路由规则和所述路由表，确定下一跳直连邻居路由器节点，并向所述的下一跳直连邻居路由器节点进行路由。

在本发明的实施例中，通过在HSAPN网络中的直连邻居路由器节点之间相互发送链路状态通告报文，获得直连邻居的路由器节点的链路状态信息，并仅需根据所获得的直连邻居路由器节点的链路状态信息生成路由表，根据路由规则查找路由表进行数据报文的转发。HSAPN网络中的路由器节点仅需要获取直连邻居路由器节点的链路状态信息，即当前路由器节点根据路由规则仅需要知道如何路由到下一跳路由器节点，而无需要获取全网的路由器节点的链路状态信息，确定全网的路由路径，不仅缩减了路由表的配置信息，同时简化了当前路由器节点的复杂性。

附图说明

图1是本发明实施例HSAPN网络的结构示意图；

图2是本发明实施例HSAPN网络的分层分级编址示意图；

图3是本发明实施例HSAPN网络端口状态的示意图；

图4是本发明实施例HSAPN中的路由方法的示意图；

图5是本发明实施例HSAPN中数据报文路由方法的示意图；

图6是本发明实施例HSAPN中数据报文向下行转发时路由方法的示意图；

图7是本发明实施例HSAPN中路由器的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种HSAPN网络中建立路由表的方法、路由的方法及路由器，下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

如图1所示，HSAPN网络包括至少一个HSAPN网，多数个IP网、ATM网或FR(Frame Relay，帧中继)网，以及多数个ED(Edge Device，边界实体)设备，其中每个HSAPN网中还包括至少一个ADT(地址翻译实体)。HSAPN网络的业务网可以是IP网、ATM网、FR网，因为IP网是当前应用最广泛的网络，所以以下主要以IP网为例来描述。在如图1所示的HSAPN网络中，IP网通过ED设备与HSAPN网相连接，HSAPN网中的所有设备和ED设备都分配有HSAPN地址，IP网中的所有设备和ED设备都分配有IP地址，HSAPN地址和IP地址之间的映射关系保存在ADT内的地址映射表中。

HSAPN地址根据运营商和地域采用分层分级的方式来编址，地址是层次化有序的，HSAPN网络中根据地址可以确定一条确定的路径。如图2所示的HSAPN网络路由示意图，在本发明实施例中，HSAPN网络系统以4级为例，各级的编码格式和长度采用的是二/十六进制编码格式，但绝不限于此，根据情况HSAPN网络系统也可分为5级、6级等，各级的编码格式和长度亦根据情况设定，建议使用二进制编码格式。

结合图1并参考图2所示，在本发明实施例中，A、B、C、D是HSAPN的编址形式，A、B、C、D分别代表了不同的网络层次，即A代表了核心域(国家域，一级)、B代表了汇聚域(省级域，二级)、C代表了接入域(市级域，三级)、D代表了边界域(网关域，四级)。在HSAPN网络中，根据地址能判断出路由器所处的网络级别，也即地址分配规则，例如：从A1.0.0.0能知道该路由器处于一级(顶级)A1域，从A1.B2.0.0能知道该路由器处于二级A1.B2域，从A1.B2.C3.0能知道该路由器处于三级A1.B2.C3域，从A1.B2.C3.D1能知道该路由器处于四级(最低级)。针对地址A.B.C.D来说，不同等级的路由器网络地址有其相应的网络级别地址掩码，例如：核心域地址A1.0.0.0的网络级别地址掩码是F ×××F.0.0.0，汇聚域地址A1.B2.0.0的网络级别地址掩码是F ×××F.F×××F.0.0，接入域地址A1.B2.C3.0的网络级别地址掩码是F×××F.F×××F.F ×××F.0，边界域地址A1.B2.C3.D1的网络级别地址掩码是F×××F.F×××F.F×××F.F×××F。

本发明实施例基于上述的HSAPN网络，在HSAPN网络中的相邻路由器节点之间相互发送通告报文，进行邻居动态发现以及链路状态信息的获取，每个路由器获取与该路由器节点直连的父节点路由器、子节点路由器、同级节点路由器的链路状态信息，动态生成路由表，也可以通过人工规划，静态配置该路由表，同时，制定路由规则，并根据路由规则查找路由表进行数据报文的转发。

请参考图4所示，具体地，本发明实施例提供的HSAPN网络中的路由方法包括：

101：邻居动态发现和直连邻居路由器节点的链路状态信息的获取；

在本发明实施例中，HSAPN路由器节点包括至少一个端口，该HSAPN路由器节点从自己所有的端口上发出通告报文，该通告报文用于邻居动态发现和通告链路状态信息，在本发明实施例中，该通告报文采用Hello数据报文。如果两台路由器共享一条公共数据链路，并且能够相互成功协商它们各自Hello数据报文中所指定的某些参数，那么它们就成为了直连邻居。该Hello数据报文携带了链路状态相关的信息和邻居动态发现相关的信息，具体的信息参数包括HSAPN路由器地址、端口号、网络级别地址掩码、Hello间隔、路由器无效时间、邻居等信息参数。HSAPN路由器根据从直连邻居路由器收到的Hello数据报文中携带的相邻端口的HSAPN地址和自己的HSAPN地址，还可以计算出自己各个端口的端口状态信息参数，端口状态用于标识该路由器各端口是上行端口(父级端口)、下行端口(子级端口)，还是同级端口，具体计算方法如下所示：

例如以图3所示为例，路由器A的HSAPN地址为A1.B1.C1.0，有三个端口1、2、3，根据从1端口收到的Hello数据报文中携带的路由器B的HSAPN地址A1.B1.0.0，与自己的HSAPN地址A1.B1.C1.0相比，依据所述地址分配规则可以判断，A1.B1.0.0是A1.B1.C1.0的父级地址，即可知道路由器A的端口1是上行端口；同理，根据从2端口收到的Hello数据报文中携带的路由器C的HSAPN地址A1.B1.C2.0，与自己的HSAPN地址A1.B1.C1.0相比，依据所述地址分配规则可以判断，A1.B1.C2.0和A1.B1.C1.0是同一网络级别的地址，即可知道路由器A的端口2是同级端口；根据从3端口收到的Hello数据报文中携带的路由器D的HSAPN地址A1.B1.C1.D1，与自己的HSAPN地址A1.B1.C1.0相比，依据所述地址分配规则可以判断，A1.B1.C1.D1是A1.B1.C1.0的子级地址，即可知道路由器A的端口3是下行端口。

该Hello数据报文仅限于邻居节点之间一跳传送，HSAPN路由器节点的状态信息也只在邻居节点间通告，不进行洪泛扩散。

102：根据邻居路由器的链路状态信息建立路由表；

如表一所示，根据收到的直连邻居路由器节点发来的Hello数据报文中携带的链路状态参数，以及计算得到的端口状态信息参数，信息建立路由表，该路由表的建立主要依据状态信息中的邻居路由器HSAPN地址和与其相连的本机路由器的端口号。

路由表中还可以包括根据情况给HSAPN网络中路由器节点设置优先等级的信息，用于标识同一级别(如一级、二级、三级、四级)中路由器节点路由的优先级。在本发明的实施例中，该优先等级可采用势能等级来判定，势能等级高的，优先等级高，势能等级低的，优先级低，即在转发过程中，数据报文从当前路由器节点优先转发到势能等级高的同级路由器节点。势能等级可以根据网络规划人为统一进行设置。势能等级高的为优选、主路由，势能等级低的为主路由故障时，备选的次路由。

表1

  目的地址  下一跳地址  出端口  出端口状态  势能等级  A1.B1.C1.D1  A1.B1.C2.0  1  上行  高

103：根据路由规则和路由表，进行数据报文的路由。

本发明实施例提供的路由规则是针对当前HSAPN路由器节点路由转发的路由规则，每个HSAPN路由器节点在进行数据报文路由转发时，根据当前路由器节点的HSAPN地址、目的路由器节点的HSAPN地址和路由规则，查找路由表，确定转发路径。

如果目的路由器节点的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址相同，则报文无需路由，即数据报文已经传递到目的路由器节点；

如果目的路由器节点的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址不同，但目的路由器节点的HSAPN地址在当前级的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址相同，则将数据报文从下行端口向下一级路由器节点转发；

如果目的路由器节点的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址不同，且目的路由器节点的HSAPN地址在数据报文所在的当前级的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址不同，则将报文从上行端口向上一级路由器节点路由或者依据优先等级在当前级所在路由器节点中的同级路由。

以4级HSAPN网络为例，请参考图5所示，在第i级(i＝1、2、3、4)HSAPN路由器节点的路由具体如下：

103a：第i级当前路由器节点接收需要转发的数据报文，该数据报文的报文头中携带着源路由器节点的HSAPN地址和目的路由器节点的HSAPN地址，当前路由器节点解析出目的路由器节点的HSAPN地址；

103b：比较目的路由器节点的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址是否相同，如果相同，表明数据报文已经路由到目的路由器节点，数据报文路由流程结束，如果不同，进入下一步骤103c；

103c：比较目的路由器节点在当前级(第i级)的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址是否相同，如果相同，则从当前路由器节点的下行端口向下一级(第i+1级)路由器节点路由，如果不同，进入下一步骤103d；

在此步骤中，请参考图6，从当前路由器节点的下行端口向下一级(第i+1级)路由器节点路由，进一步包括：判断当前路由器节点是否只有唯一的下行端口，如果是，则从唯一的下行端口向下一级路由器节点路由，如果不是，则用目的地址的第(i+1)级HSAPN地址与各下行端口的HSAPN地址相比，从比较结果值相同的HSAPN地址所对应的下行端口向下一级路由器节点路由。

103d：比较目的路由器节点的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址在当前级的上一级(第i-1级)的HSAPN地址是否相同，如果相同，该数据报文依据势能等级在当前级所在路由器节点中的同级转发，如果不同，则从当前路由器节点的上行端口向上一级路由器节点转发。

如图7所示，本发明实施例提供了一种层次化有序地址网络中的路由器，包括：

通告报文生成单元，用于生成通告报文，该通告报文用于邻居动态发现和通告链路状态信息，在本发明实施例中，该通告报文采用Hello数据报文；

发送单元，用以向直连邻居路由器节点发送报文，该报文可为通告报文生成单元生成的通告报文或者数据报文，其中通告报文中携带有自身路由器节点的链路状态信息，数据报文中携带有源路由器节点和目的路由器节点的HSAPN地址；

接收单元，用以接收直连邻居路由器节点发送的报文，该报文可为通告报文或者数据报文，该接收单元能够从通告报文中获取直连邻居路由器节点链路状态信息，从数据报文中获取目的路由器节点的HSAPN地址；

路由表建立及存储单元：根据接收单元接收的直连邻居路由器节点的链路状态信息建立路由表，并存储该路由表；

判断单元，进一步包括第一判断单元、第二判断单元、第三判断单元和第四判断单元，其中，

第一判断单元用以在当前路由器节点接收到数据报文后，判断目的路由器节点的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址是否相同；

第二判断单元用以判断目的路由器节点在当前级的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址是否相同；

第三判断单元用以判断目的路由器节点的HSAPN地址与当前路由器节点在当前级的上一级的HSAPN地址是否相同；

第四判断单元用以判断当前路由器节点是否有唯一的下行端口。

选择单元，用以根据路由规则，查找所述路由表，确定下一跳直连邻居路由器节点，并向所述的下一跳直连邻居路由器节点进行路由，具体的进一步包括第一选择单元、第二选择单元、第三选择单元和第四选择单元，其中，

第一选择单元用以当第一判断单元判断结果为是(目的路由器节点的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址相同)时，则进行本机处理，结束数据报文的路由，当第一判断单元判断结果为否(目的路由器节点的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址不相同)时，启用第二判断单元；

第二选择单元用以根据第二判断单元的判断结果，选择启用第三判断单元或第四判断单元，即当第二判断单元的判断结果为是(目的路由器节点在当前级的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址相同)时，第二选择单元选择启用第三判断单元，当第二判断单元的判断结果为否(目的路由器节点在当前级的HSAPN地址与当前路由器节点的HSAPN地址不同)时，第二选择单元选择启用第四判断单元；

第三选择单元用以当第三判断单元判断为是(目的路由器节点的HSAPN地址与当前路由器节点在当前级的上一级的HSAPN地址相同)时，依据势能等级选择同级路由器节点转发数据报文，当第三判断单元判断为否(目的路由器节点的HSAPN地址与当前路由器节点在当前级的上一级的HSAPN地址不相同)时，选择从当前路由器的上行端口向上一级路由器节点路由；

第四选择单元用以当第四判断单元判断为是(有唯一的下行端口)时，选择从唯一的下行端口进行路由，当第四判断单元判断为否(有多个下行端口)时，选择与目的地址的第(i+1)级HSAPN地址相同的下行端口向下一级路由器节点路由。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的转发平面完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，所述存储介质可以是ROM/RAM，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。