專利名稱：可擴(kuò)展路由器系統(tǒng)控制平面中高性能的節(jié)點(diǎn)間通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
可擴(kuò)展路由器系統(tǒng)控制平面中高性能的節(jié)點(diǎn)間通信方法屬于可擴(kuò)展的路由器軟件體系結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
路由器是網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，具有可擴(kuò)展特性的路由器體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為下一代路由器的重要研究方向和難點(diǎn)問題之一。從總體功能結(jié)構(gòu)的概念出發(fā)，路由器可以劃分為兩個主要的功能平面一個是集中于流量轉(zhuǎn)發(fā)處理的數(shù)據(jù)平面，另一個是完成控制與路由交互的控制平面，數(shù)據(jù)平面到控制平面的信息流是控制平面的主要信息來源，直接影響軟件體系結(jié)構(gòu)的運(yùn)行狀況。
由于數(shù)據(jù)平面的簡單性原則，在傳統(tǒng)的路由器軟件體系結(jié)構(gòu)中，來自底層數(shù)據(jù)平面的控制信息，例如路由交互報文等，都是原始信息，信息在到達(dá)控制平面進(jìn)行處理之前不做處理。如果有多個控制平面的節(jié)點(diǎn)時，數(shù)據(jù)不做區(qū)分地提交到控制平面的每個節(jié)點(diǎn)，見圖1。每個控制平面的節(jié)點(diǎn)在收到原始控制信息后，僅選出對本節(jié)點(diǎn)有用的信息提交到各個相應(yīng)的協(xié)議進(jìn)行處理。這種通信模式在控制平面節(jié)點(diǎn)單一或者數(shù)目很少的情況下可以正常工作，但是隨著可擴(kuò)展路由器在原則上對控制平面節(jié)點(diǎn)數(shù)目的無約束，這種模式會造成由控制節(jié)點(diǎn)數(shù)目增多而帶來的控制流通信瓶頸和內(nèi)部的通信帶寬浪費(fèi)，大大影響了軟件體系結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展能力。
本發(fā)明對傳統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，見圖2，通過在數(shù)據(jù)平面和控制平面之間插入了一個“傳輸適配子層”來統(tǒng)一和協(xié)調(diào)與層間控制流相關(guān)的所有操作。其主要思想是盡量減少重復(fù)流量在平面間的傳遞，并通過控制平面的指令對數(shù)據(jù)平面上的上行信息進(jìn)行分流，從而有效的消除面間冗余流量，最終達(dá)到消除面間通信可擴(kuò)展瓶頸的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決可擴(kuò)展路由器系統(tǒng)控制平面中高性能的節(jié)點(diǎn)間通信的方法。
本發(fā)明的特征在于，依次含有以下步驟步驟1.控制平面的任務(wù)向數(shù)據(jù)平面提出上行信息流的申請，即任務(wù)注冊，其中注冊接口在形式上是一個四元組<TgtNodeID，TgtTaskID，RuleList，TimeOut>，
TgtNodeID發(fā)出注冊請求的控制平面目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識TgtTaskID發(fā)出注冊請求的任務(wù)的標(biāo)識RuleList 模式匹配規(guī)則列表TimeOut 心跳過程超時時間注冊過程包括以下步驟步驟1.1.傳輸適配子層在控制平面端維護(hù)一個負(fù)責(zé)接收注冊申請的進(jìn)程；步驟1.2.將接收到的注冊請求轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)平面的節(jié)點(diǎn)；步驟1.3.將此請求按照任務(wù)標(biāo)識保存在一個本地的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中；步驟1.4.傳輸適配子層與操作系統(tǒng)配合，啟動對任務(wù)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測；步驟1.5.若數(shù)據(jù)平面有新的節(jié)點(diǎn)加入，則傳輸適配子層自動將各個任務(wù)在其他節(jié)點(diǎn)上的注冊信息發(fā)送給新加入的節(jié)點(diǎn)；步驟2.翻譯器將傳輸適配子層提供給控制平面接口的命令轉(zhuǎn)換成一個特定的模式匹配規(guī)則；匹配規(guī)則由若干預(yù)定義的特征域與特征域上相關(guān)的帶參數(shù)的二值函數(shù)共同構(gòu)成；例如“show interface g 1/0/0”命令中“g 1/0/0”將被提取作為該模式匹配規(guī)則特征域；特征域的集合記作F＝(f1，f2，…，fn)，其中fi是編號為i的預(yù)定義特征域，對每一個預(yù)定義特征域，都有若干帶參數(shù)的二值函數(shù)與之綁定；特征域fi綁定的函數(shù)列表為Gi＝(gi1，gi2，…，giq)，函數(shù)的輸入是若干個參數(shù)，輸出是一個二值邏輯，0表示不選中流，1表示選中流，函數(shù)gij的參數(shù)列表記作Pij=(Pij1,Pij2,...,Pijrij)]]>所有規(guī)則的特征域、函數(shù)及其參數(shù)通過一個樹形的目錄結(jié)構(gòu)組織在一起ROOTf1{......fi...fn{...gi1{......gij...giq{...Pij1...Pijrij]]>步驟3.傳輸適配層對控制平面提出申請的不同目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識進(jìn)行注冊，并將節(jié)點(diǎn)與相應(yīng)的函數(shù)gij綁定在一起；假設(shè)控制平面有m個節(jié)點(diǎn)，則用一個長度是m的向量位圖來表示數(shù)據(jù)流的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)分布狀況，記作B＝(b1，...，bm)；步驟4.底層數(shù)據(jù)平面的節(jié)點(diǎn)在收到控制流數(shù)據(jù)時，首先由節(jié)點(diǎn)本地的網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行處理，判斷是否為轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)步驟4.1.若為轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，則直接進(jìn)行底層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；步驟4.2.若不是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，則將此數(shù)據(jù)提交為本地的上行控制流數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)入下一步；步驟5.上行數(shù)據(jù)特征的抽取步驟5.1.特征抽取器根據(jù)匹配規(guī)則中的特征域抽取數(shù)據(jù)的特征，產(chǎn)生特征數(shù)據(jù)；步驟5.2.將數(shù)據(jù)的內(nèi)容放入數(shù)據(jù)池進(jìn)行緩沖；步驟5.3.將產(chǎn)生的特征數(shù)據(jù)送入模式匹配模塊，作為待分類的目標(biāo)數(shù)據(jù)段，此目標(biāo)數(shù)據(jù)段和放入數(shù)據(jù)池的數(shù)據(jù)具有相同的索引標(biāo)識；步驟6.模式的匹配過程匹配的模式有固定字段模式和非固定字段模式，分別對應(yīng)于通信報文的基礎(chǔ)格式中固定位置的匹配和基于內(nèi)容進(jìn)行的匹配，固定字段模式是指通過在數(shù)據(jù)的固定位置檢查(如源端口，目的端口等)的數(shù)據(jù)固定特征來進(jìn)行模式匹配的方法，非固定字段模式是指在忽略出現(xiàn)位置的情況下，通過在整個數(shù)據(jù)段中進(jìn)行基于某一特征進(jìn)行查找(如對SNMP數(shù)據(jù)包進(jìn)行查找來確定管理對象)來進(jìn)行模式匹配的方法；我們將只需要進(jìn)行一次模式匹配，且匹配范圍為單一值的函數(shù)稱為簡單匹配，簡單匹配函數(shù)可以表示為一個二元組g＝<f，P>，其中f是匹配的目標(biāo)域，P是匹配的模式值；同一個特征域的k個簡單匹配，可以通過一次哈希在一個匹配周期內(nèi)完成；輸出結(jié)果是一個長度為m的向量位圖(b1，...，bm)＝Hash(field，(p1，...，pk))，n個特征域匹配的結(jié)果分別記作(B1，...，Bn)，最終的模式匹配結(jié)果B＝∧i＝1，...，n(Bi)，其中∧是按位與操作；步驟6.1.根據(jù)步驟5.3中產(chǎn)生的目標(biāo)數(shù)據(jù)段，對相應(yīng)特征域下的匹配函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，最終決定是否對綁定此函數(shù)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)選中當(dāng)前的數(shù)據(jù)流；步驟6.2.對數(shù)據(jù)流所要滿足的所有待匹配的特征域分別進(jìn)行步驟6.1的計(jì)算，決定數(shù)據(jù)流最終的流向；步驟6.3.將上行的控制信息流發(fā)往控制平面的相應(yīng)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；步驟7.任務(wù)在節(jié)點(diǎn)上的退出步驟7.1.若任務(wù)正常結(jié)束，則任務(wù)主動地注銷注冊過的上行信息流；步驟7.2.若任務(wù)發(fā)生故障或者沒有實(shí)現(xiàn)注銷機(jī)制，則步驟1.4中啟動的狀態(tài)監(jiān)測模塊會監(jiān)測到，并對相應(yīng)信息流自動注銷。
本發(fā)明提出了可擴(kuò)展路由器系統(tǒng)控制平面節(jié)點(diǎn)間通信瓶頸問題的解決方法，在可擴(kuò)展路由器軟件體系結(jié)構(gòu)的支撐模型系統(tǒng)中引入了“傳輸適配子層”，傳輸適配子層介于數(shù)據(jù)平面和控制平面之間，通過在控制平面上的指令控制、在數(shù)據(jù)平面的上行信息分流，大大減少了重復(fù)流量在平面間的傳遞，使其適應(yīng)可擴(kuò)展路由器體系結(jié)構(gòu)的需求。對模型的理論分析和實(shí)驗(yàn)都表明了與傳統(tǒng)的通信模式相比，傳輸適配子層的引入很大地提高了數(shù)據(jù)平面到控制平面的有效通信率，可以消除平面間的冗余流量和可擴(kuò)展瓶頸。


圖1.數(shù)據(jù)平面與控制平面間的通信結(jié)構(gòu)；圖2.改進(jìn)后的邏輯通信結(jié)構(gòu)；圖3.傳輸適配子層的控制結(jié)構(gòu)；圖4.上行信息流的處理流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖3所示是傳輸適配子層的控制結(jié)構(gòu)。傳輸適配子層是跨接在數(shù)據(jù)平面和控制平面之間的一個功能組成。在具體實(shí)現(xiàn)中它在每個數(shù)據(jù)平面節(jié)點(diǎn)和控制平面節(jié)點(diǎn)上都有相應(yīng)的模塊。這些模塊共同完成信息流的分類操作。傳輸適配子層的主體功能在數(shù)據(jù)平面上進(jìn)行，控制平面只提供控制接口的部分。圖3中的結(jié)構(gòu)為數(shù)據(jù)平面上的結(jié)構(gòu)。傳輸適配子層的功能實(shí)現(xiàn)主要包含以下的功能部件●數(shù)據(jù)池用于上行信息流的臨時存儲●特征抽取器對數(shù)據(jù)流的特征進(jìn)行提取●模式匹配模塊對數(shù)據(jù)流特征進(jìn)行模式匹配和分類●控制器完成與控制平面節(jié)點(diǎn)的交互●翻譯器將控制平面節(jié)點(diǎn)的命令翻譯成特征匹配的模式(1)數(shù)據(jù)池是一個共享內(nèi)存的緩沖池，提交給上層控制節(jié)點(diǎn)的信息首先存入數(shù)據(jù)池中。在實(shí)際的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，數(shù)據(jù)池不是底層數(shù)據(jù)的二次拷貝，而直接利用底層的原始存儲，例如在以嵌入式Linux為基礎(chǔ)操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上，數(shù)據(jù)池中不對sk-buffer的內(nèi)容進(jìn)行復(fù)制，而是在數(shù)據(jù)池中維護(hù)進(jìn)行緩沖的sk-buffer的索引標(biāo)識。從這個意義上講，數(shù)據(jù)池是一個可隨機(jī)訪問的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。
(2)特征抽取器特征抽取器根據(jù)來自控制器的指令確定進(jìn)行抽取的目標(biāo)數(shù)據(jù)段，將目標(biāo)數(shù)據(jù)段送入模式匹配模塊進(jìn)行分類，目標(biāo)數(shù)據(jù)段擁有和放入數(shù)據(jù)池?cái)?shù)據(jù)相同的索引標(biāo)識，這個索引標(biāo)識在數(shù)據(jù)池中進(jìn)行維護(hù)。這個功能模塊的引入主要是為了對模式匹配進(jìn)行預(yù)處理，減少進(jìn)行模式匹配的數(shù)據(jù)量，減小開銷。例如對于路由交互信息則提取交互報文中的目的IP地址和端口字段作為目標(biāo)數(shù)據(jù)段，送入硬件分類模塊進(jìn)行分類；而對于網(wǎng)絡(luò)管理信息則需提取管理協(xié)議報文的內(nèi)容作為目標(biāo)數(shù)據(jù)段，送入軟件分類模塊進(jìn)行分類。
(3)模式匹配模塊傳輸適配子層需要分類的數(shù)據(jù)是多特征多模式的信息，匹配模式有固定字段的匹配和非固定字段的匹配，因此分別在模式匹配模塊包含兩個模塊，對信息進(jìn)行不同層次的分類。其中TCAM是以硬件為主的分類模塊，另一個是基于軟件的分類模塊，通過軟件的哈希表來實(shí)現(xiàn)。對擁有簡單結(jié)構(gòu)、固定結(jié)構(gòu)、靜態(tài)結(jié)構(gòu)的特征，采用TCAM來完成快速的模式匹配，匹配的內(nèi)容是網(wǎng)絡(luò)層源/目的地址和傳輸層目的端口號。這個匹配可以滿足大部分的信息流匹配。具體實(shí)施時我們采用IDT公司型號為75K62100 128K×72Entries的芯片。對于復(fù)雜的、動態(tài)的結(jié)構(gòu)特征，采用哈希表來完成深度模式匹配。這里我們采用SHA-1散列算法，任意長度的內(nèi)容經(jīng)哈希函數(shù)計(jì)算得到固定長度(128比特)的散列值，再與待匹配的目標(biāo)域進(jìn)行比較。此外為了加快模式匹配的處理的過程，對多個特征域可以采用NP(網(wǎng)絡(luò)處理器)的多個微引擎并行處理，同時，可以將簡單規(guī)則合并以簡化匹配開銷。
(4)控制器傳輸適配子層的數(shù)據(jù)平面部分通過控制器向控制平面部分提供交互操作?？刂破骶S護(hù)與控制平面節(jié)點(diǎn)任務(wù)之間的關(guān)系，處理來自控制平面任務(wù)的信息流分配申請，并自動監(jiān)測任務(wù)的離開與遷移。這些功能都在注冊接口中實(shí)現(xiàn)四元組<TgtNodeID，TgtTaskID，RuleList，TimeOut>中維護(hù)著節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識，任務(wù)的標(biāo)識，規(guī)則列表和超時時鐘，任務(wù)完成時主動將此條目在節(jié)點(diǎn)上注銷掉；若任務(wù)出現(xiàn)故障或者無法實(shí)現(xiàn)主動注銷時，超時時鐘會觸發(fā)上行信息流的自動注銷機(jī)制。
(5)翻譯器因?yàn)閭鬏斶m配子層提供給控制平面的接口是面向命令的抽象接口，這些命令需要轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模式匹配規(guī)則。此外，由于傳輸適配子層的分類是一個多模式多字段的復(fù)雜匹配，不同任務(wù)會有不同的信息流分配，同一協(xié)議的不同功能數(shù)據(jù)流也可能選擇不同的目的節(jié)點(diǎn)，翻譯器須將到達(dá)控制平面接口的命令解析成模式匹配規(guī)則，如顯示某個接口上的OSPF的相關(guān)信息show ip ospf interface.XXX這樣一條路由器命令，翻譯成模式匹配規(guī)則列表應(yīng)為<protocol type，ospf>；<router interface，XXX>兩條。
在傳輸適配子層中，存在三條主要的信息通路，數(shù)據(jù)流通路參見圖3，細(xì)線表示了傳輸適配子層內(nèi)部的控制操作(1)參數(shù)化命令通路用于傳輸適配子層在控制平面與數(shù)據(jù)平面之間的接口交互。如任務(wù)的注冊，注銷命令將通過這一通路從控制平面向數(shù)據(jù)平面下達(dá)。
(2)上行信息流通路是上行數(shù)據(jù)的主要通路，由底層提交的上行數(shù)據(jù)，經(jīng)過特征提取器取出用于模式匹配的特征，同時進(jìn)入數(shù)據(jù)池進(jìn)行緩沖。
此通路流經(jīng)的信息流包括底層來的路由協(xié)議交互信息、網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的交互信息、其他控制協(xié)議(例如流量工程協(xié)議)的控制信息等信息流。
(3)特征信息流通路特征信息由特征提取器生成，然后刷新到TCAM或者對應(yīng)的哈希表。
例如對于網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，需要提取協(xié)議報文的內(nèi)容，并將此內(nèi)容特征刷新到哈希表中，再進(jìn)行基于軟件的分類。
我們的實(shí)驗(yàn)采用基于樹型結(jié)構(gòu)的BGP路由迭代模型，取k＝2的4個節(jié)點(diǎn)迭代樹，模擬BGP任務(wù)和管理任務(wù)。實(shí)驗(yàn)表明，在面間流量較少的情況下，改進(jìn)的模型能容納相當(dāng)于洪泛模式下約4.5倍的負(fù)載，從而證實(shí)了傳輸適配子層能有效消除面間冗余流量，有效地提高控制平面節(jié)點(diǎn)間通信的效率。
由此可見，本發(fā)明達(dá)到了預(yù)期目的。
權(quán)利要求
1.可擴(kuò)展路由器系統(tǒng)控制平面中高性能的節(jié)點(diǎn)間通信方法，其特征在于，所述方法依次含有以下步驟步驟1.在所述可擴(kuò)展路由器系統(tǒng)的控制平面和數(shù)據(jù)平面之間設(shè)置一個傳輸適配子層，該子層由以下各部分組成控制器，負(fù)責(zé)維護(hù)數(shù)據(jù)平面節(jié)點(diǎn)與控制平面節(jié)點(diǎn)任務(wù)之間的關(guān)系，處理來自控制平面任務(wù)的信息流分配申請，自動監(jiān)測任務(wù)的離開與遷移，為此，設(shè)有一個四元組<TgtNodeID，TgtTaskID，RuleList，TimeOut>作為任務(wù)注冊的接口，其中TgtNodeID，發(fā)出注冊請求的控制平面目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識；TgtTaskID，發(fā)出注冊請求的任務(wù)的標(biāo)識；RuieList，模式匹配的規(guī)則表，所示的匹配規(guī)則由若干預(yù)定義的特征域以及特征域上相關(guān)的帶參數(shù)的二值函數(shù)共同構(gòu)成，該特征域的集合記作F，F(xiàn)＝(f1，f2，...，fn)，其中fi是編號為i的預(yù)定義特征域，i＝1，2，...，n，對每一個預(yù)定義特征域fi，都有若干帶參數(shù)的二值函數(shù)與之綁定，所述與特征域fi綁定的二值函數(shù)用列表Gi表示，Gi＝(gi1，gi2，...，giq)，每一個二值函數(shù)的輸入是若干個參數(shù)，所述參數(shù)用列表Pij表示，Pij=(pij1,pij2,...,pijrij)]]>，該二值函數(shù)的輸出是一個二值邏輯，0表示不選中流，1表示選中流；所有規(guī)則的特征域、二值函數(shù)及其參數(shù)用一個樹型目錄結(jié)構(gòu)組織在一起，解析成模式匹配規(guī)則列表；TimeOut，心跳過程超時時間；特征抽取器，數(shù)據(jù)輸入端與一塊數(shù)據(jù)板的輸出端相連，根據(jù)所述模式匹配規(guī)則列表所反映的控制平面接口命令確定所要抽取的目標(biāo)數(shù)據(jù)段；例如對于路由交互信息，提取交互報文中的目標(biāo)地址和傳輸層的端口字段作為目標(biāo)數(shù)據(jù)段；對于網(wǎng)絡(luò)管理信息，提取管理協(xié)議報文中的內(nèi)容作為目標(biāo)數(shù)據(jù)段；模式匹配模塊，由用硬件TCAM實(shí)現(xiàn)的固定字段匹配模塊和用軟件的哈希表來實(shí)現(xiàn)的非固定字段匹配模塊構(gòu)成，該硬件TCAM匹配的是網(wǎng)絡(luò)層源/目的IP地址和傳輸層的目的端口號，該哈希表用SHA-1散列算法，從協(xié)議報文中任意長度的內(nèi)容中計(jì)算得到固定比特長度的散列值，再與待匹配的目標(biāo)域進(jìn)行比較；數(shù)據(jù)池，是一個共享內(nèi)存的緩沖池；用于緩存待提交給上層控制平面節(jié)點(diǎn)的信息步驟2.所述的可擴(kuò)展路由器系統(tǒng)控制平面中各節(jié)點(diǎn)按以下步驟進(jìn)行通信步驟2.1.控制平面的任務(wù)通過控制器提供的注冊接口進(jìn)行任務(wù)注冊，從而向數(shù)據(jù)平面提出底層上行信息流申請，其步驟如下步驟2.1.1.所述傳輸適配子層在控制平面端維護(hù)一個負(fù)責(zé)接收注冊申請的進(jìn)程；步驟2.1.2.控制器將接收到的注冊請求下達(dá)到數(shù)據(jù)平面的節(jié)點(diǎn)；步驟2.1.3.數(shù)據(jù)平面節(jié)點(diǎn)收到注冊請求后，按照任務(wù)標(biāo)識將其保存在一個本地的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中；步驟2.1.4.傳輸適配子層與操作系統(tǒng)配合，啟動對任務(wù)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測；步驟2.2.翻譯器將傳輸適配子層提供給控制平面接口的命令轉(zhuǎn)換成一個個特定的模式匹配規(guī)則，并刷新到模式匹配模塊和特征抽取器；步驟2.3.模式匹配模塊對控制平面提出申請的不同目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識進(jìn)行注冊，并將節(jié)點(diǎn)與相應(yīng)的二值函數(shù)gij綁定在一起；步驟2.4.底層數(shù)據(jù)平面的節(jié)點(diǎn)在收到控制流數(shù)據(jù)時，首先由節(jié)點(diǎn)本地的網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行處理，判斷是否為轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)若為轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，則直接進(jìn)行底層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；若不是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，則將此數(shù)據(jù)提交為本地的上行控制流數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)入下一步驟；步驟2.5.特征抽取器按以下步驟進(jìn)行上行數(shù)據(jù)特征的抽取步驟2.5.1.特征抽取器根據(jù)匹配規(guī)則中的特征域抽取數(shù)據(jù)的特征，產(chǎn)生特征數(shù)據(jù)；步驟2.5.2.將數(shù)據(jù)內(nèi)容放入數(shù)據(jù)池進(jìn)行緩沖；步驟2.5.3.將產(chǎn)生的特征數(shù)據(jù)送入模式匹配模塊，作為待分類的目標(biāo)數(shù)據(jù)段，此目標(biāo)數(shù)據(jù)段和放入數(shù)據(jù)池的數(shù)據(jù)具有相同的索引標(biāo)識；步驟2.6.按以下步驟進(jìn)行模式的匹配步驟2.6.1.根據(jù)步驟2.5.3中產(chǎn)生的目標(biāo)數(shù)據(jù)段，對相應(yīng)特征域下的匹配函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，最終決定是否對綁定此函數(shù)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)選中當(dāng)前的數(shù)據(jù)流；步驟2.6.2.對數(shù)據(jù)流所要滿足的所有待匹配的特征域分別進(jìn)行步驟2.6.1的計(jì)算，決定數(shù)據(jù)流最終流向的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；假設(shè)控制平面有m個節(jié)點(diǎn)，則用一個長度是m的向量位圖來表示數(shù)據(jù)流的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)分布狀況，記作B＝(b1，...，bm)；步驟2.7.任務(wù)在節(jié)點(diǎn)上的退出若任務(wù)正常結(jié)束，則任務(wù)主動地注銷注冊過的上行信息流；若任務(wù)發(fā)生故障或者沒有實(shí)現(xiàn)注銷機(jī)制，則狀態(tài)監(jiān)測檢測到任務(wù)已超時后，對相應(yīng)信息流自動注銷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可擴(kuò)展路由器系統(tǒng)控制平面中節(jié)點(diǎn)間通信方法，其特征在于，所述步驟2.6.1中，對于只需要進(jìn)行一次模式匹配，且匹配范圍為單一值的簡單匹配函數(shù)，用一個二元組g＝<f，p>表示，其中f是匹配的目標(biāo)域，p是匹配的模式值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可擴(kuò)展路由器系統(tǒng)控制平面中節(jié)點(diǎn)間通信方法，其特征在于，對于同一個特征域的k個簡單匹配，通過一次哈希計(jì)算在一個匹配周期內(nèi)完成，輸出結(jié)果是一個長度為m的向量位圖(b1，...，bm)＝Hash(field，(p1，...，pk))，其中m是控制平面節(jié)點(diǎn)的個數(shù)，則n個特征域匹配的結(jié)果分別記作(B1，...，Bn)，最終的模式匹配結(jié)果B＝∧i＝1，...，n(Bi)，其中∧是按位與操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可擴(kuò)展路由器系統(tǒng)控制平面中節(jié)點(diǎn)間通信方法，其特征在于當(dāng)數(shù)據(jù)平面有新節(jié)點(diǎn)加入時，傳輸適配子層自動將各個任務(wù)在其他節(jié)點(diǎn)上的注冊信息發(fā)送給新加入的節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
可擴(kuò)展路由器系統(tǒng)控制平面中高性能的節(jié)點(diǎn)間通信方法屬于可擴(kuò)展的路由器軟件體系結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于在可擴(kuò)展路由器軟件體系結(jié)構(gòu)的支撐模型系統(tǒng)中引入了一個介于數(shù)據(jù)平面和控制平面之間的“傳輸適配子層”，通過在控制平面上的指令控制數(shù)據(jù)平面的上行信息分流，大大減少了重復(fù)流量在平面間的傳遞，使其適應(yīng)可擴(kuò)展路由器體系結(jié)構(gòu)的需求；對模型的理論分析和實(shí)驗(yàn)都表明了與傳統(tǒng)的通信模式相比，傳輸適配子層的引入很大地提高了數(shù)據(jù)平面到控制平面的有效通信率，可以消除平面間的冗余流量和通信和可擴(kuò)展瓶頸。
文檔編號H04L29/06GK1953419SQ20061011387
公開日2007年4月25日 申請日期2006年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者徐恪, 吳鯤, 王青青 申請人:清華大學(xué)