壓縮的源路由編碼的制作方法
【專利說明】壓縮的源路由編碼
[0001]相關申請交叉引用
[0002]本申請要求于2014年3月12日提交的、申請序列號為61/952,011、發(fā)明名稱為“用于壓縮的源路由編碼的方法”的美國臨時專利申請以及于2015年3月6日提交的、申請序列號為14/641，060、發(fā)明名稱為“壓縮的源路由編碼”的美國專利申請的優(yōu)先權，其全部內(nèi)容通過引用結合在本申請中。
技術領域
[0003]本發(fā)明實施例一般地涉及電子數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)包路由的領域，更具體的，本發(fā)明實施例涉及提供適合于不同通信網(wǎng)絡配置的有效源路由。
【背景技術】
[0004]在數(shù)據(jù)包-交換通信網(wǎng)絡中，路由技術協(xié)調數(shù)據(jù)包從一個節(jié)點(或“跳”)到下一個節(jié)點的轉發(fā)。在路由過程中碰到的中間節(jié)點包括如訪問點、路由器、交換機、防火墻、橋等的網(wǎng)絡硬件設備。
[0005]在源路由中，從源節(jié)點到目的節(jié)點整個路由中所有設備的標識符由源節(jié)點包含在每一個數(shù)據(jù)包的報頭。與具有中間節(jié)點查看路由表以確定下一跳相反，后續(xù)節(jié)點查看數(shù)據(jù)包報頭，以確定下一跳。大型網(wǎng)絡中的長路由需要大量的跳，導致報頭非常大?，F(xiàn)有的編碼源路由跳的技術方案會消耗大量空間或開銷，導致效率低下，使大型網(wǎng)絡的擴展復雜化，并且將本來可以用來傳輸額外的數(shù)據(jù)包的帶寬用于數(shù)據(jù)包報頭。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明實施例給現(xiàn)有的路由技術提供了一些優(yōu)勢。所揭露的內(nèi)容支持用于不同網(wǎng)絡配置的緊湊格式或者壓縮格式的源路由。并且，對于源節(jié)點和目的節(jié)點之間的接口或跳的數(shù)量沒有硬性限制。此處描述的系統(tǒng)和方法，通過給接口或者端口號分配可變長度的碼字，可以有利地減小網(wǎng)絡中用于所有流的源路由報頭所需要的大小和/或長度。另外，一些實施例允許路徑可逆，也就是說，目的節(jié)點可以獲取跳列表，并利用其返回向源節(jié)點發(fā)送響應，以及利用其收集所遍歷的鏈路而無需額外的開銷。
[0007]依據(jù)本發(fā)明的一個實施例提供一種集中優(yōu)化的、大小可變的、壓縮的源路由編碼方案。所揭露的內(nèi)容描述了集中優(yōu)化的軟件定義網(wǎng)絡(SDN)或者中央網(wǎng)絡控制器分配方法，用于代表接口標識符、報頭解碼方法以及數(shù)據(jù)包處理動作的壓縮的可變長度碼字。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種生成與通信網(wǎng)絡相關的標識符的方法包括:控制器訪問與通信網(wǎng)絡有關的拓撲信息，所述拓撲信息包括節(jié)點的標識符和通信網(wǎng)絡的節(jié)點之間的互連的標識符，所述互連具有相關參數(shù)。所述控制器還生成用于互連的標識符的碼字，每個碼字的大小基于相關互連的參數(shù)。所述控制器進一步生成互連的標識符和碼字之間的映射，并將該映射存儲到存儲器。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，一種在通信網(wǎng)絡中路由數(shù)據(jù)包的方法包括從中央控制器接收碼字與有關節(jié)點的互連的標識符之間的映射，該映射來自帶有與通信網(wǎng)絡中節(jié)點相關的處理器的，每個碼字的大小基于每個互連相關聯(lián)的相應參數(shù)。該方法還包括:接收數(shù)據(jù)包的路由路徑，其包括與通信網(wǎng)絡中從所述節(jié)點到目的節(jié)點的互連順序對應的碼字有序集;將所述路由路徑包含在數(shù)據(jù)包相關的報頭；以及識別所述碼字有序集的碼字對應的互連，用以路由所述數(shù)據(jù)包。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，描述了一種計算機程序產(chǎn)品，用于生成與通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)包路由相關的碼字，該計算機程序產(chǎn)品包括編碼有指令的非暫時性計算機可讀存儲介質，所述指令適用于由處理器執(zhí)行以實現(xiàn)訪問通信網(wǎng)絡相關的拓撲信息的方法，該拓撲信息包括節(jié)點的標識符和所述通信網(wǎng)絡節(jié)點間的互連的標識符，所述互連具有相應的相關參數(shù)。所述方法還包括生成用于互連的標識符的碼字。每個所述碼字的大小基于相關互連的參數(shù)。所述方法進一步包括:生成互連的標識符與所述碼字之間的映射;編譯路由路徑，其包括與通信網(wǎng)絡中從源節(jié)點到目的節(jié)點的互連的順序對應的碼字的有序集；以及將所述路由路徑發(fā)送給所述源節(jié)點。
[0011]本發(fā)明的一個或多個實施例的具體細節(jié)在附圖和下述描述中闡述。根據(jù)說明書、附圖以及權利要求，本發(fā)明的其他特征、目的以及優(yōu)點將會更加顯而易見。
【附圖說明】
[0012]包含在說明書中并形成本說明書的一部分的附圖闡述本發(fā)明的實施例，并且與說明書一起，解釋本發(fā)明的原理。
[0013]圖1示出了實現(xiàn)本發(fā)明實施例所基于的計算機系統(tǒng)的框圖；
[0014]圖2示出了數(shù)據(jù)包-交換網(wǎng)絡的示意圖；
[0015]圖3示出了表示依據(jù)本發(fā)明實施例的適合圖2中網(wǎng)絡使用的可變長度碼字集的表格；
[0016]圖4示出了表示依據(jù)本發(fā)明實施例的可分配給圖2所示網(wǎng)絡鏈路的指示符或符號示例的表格；
[0017]圖5示出了表示依據(jù)本發(fā)明實施例的用于圖2所示數(shù)據(jù)流路徑的源路由路徑編碼報頭的表格；
[0018]圖6示出了依據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)包報頭；
[0019]圖7示出了依據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)包-交換網(wǎng)絡中的源路由的方法的流程圖；以及
[0020]圖8示出了依據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)包-交換網(wǎng)絡中的源路由的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明實施例給現(xiàn)有的路由技術提供了一些優(yōu)勢。所揭露的內(nèi)容支持用于不同網(wǎng)絡配置的緊湊格式或者壓縮格式的源路由。并且，對于源節(jié)點和目的節(jié)點之間的接口或跳的數(shù)量沒有硬性限制。此處描述的系統(tǒng)和方法，通過給接口或者端口號分配可變長度的碼字，可以有利地減小網(wǎng)絡中某些源路由報頭所需要的大小和/或長度。另外，一些實施例允許路徑可逆，也就是說，目的節(jié)點可以獲取跳列表，并利用其返回向源節(jié)點發(fā)送響應，以及利用其收集所遍歷的鏈路而無需額外的開銷。
[0022]本發(fā)明的一個實施例提供一種集中優(yōu)化的、大小可變的、壓縮的源路由編碼方案。所揭露的內(nèi)容描述了集中優(yōu)化的軟件定義網(wǎng)絡(SDN)或者描述了中央網(wǎng)絡控制器分配方法，用于代表接口標識符、報頭解碼方法以及數(shù)據(jù)包處理動作的壓縮的可變長度碼字。
[0023]如圖1所示，此處揭露的可以實現(xiàn)源路由編碼方案的一種通用計算機系統(tǒng)112包括處理器101，非易失只讀存儲器(ROM) 103，易失隨機訪問存儲器(RAM) 102，數(shù)據(jù)存儲設備104，可選的圖形子系統(tǒng)105，可選的字母數(shù)字輸入設備106，可選的光標控制設備107，輸入輸出(I/O)設備108，以及可選的顯示設備110。不同的組件可以通過數(shù)據(jù)總線100或者其他數(shù)據(jù)鏈路111互相連接，或者耦合。
[0024]處理器101，R0M 103, RAM 102，和數(shù)據(jù)存儲設備104可以是通用計算設備的一部分，所述通用計算設備例如是個人電腦(PC)，控制器，服務器，或者大型機。在不同的實施例中，計算機系統(tǒng)112可以以數(shù)據(jù)鏈路114的方式連接至通信網(wǎng)絡。
[0025]參考圖2，中央網(wǎng)絡控制器210識別包括整個網(wǎng)絡212的所有節(jié)點、鏈路和鏈路容量的網(wǎng)絡拓撲。中央網(wǎng)絡控制器210可以通過例如圖1所示的通用計算機系統(tǒng)112實現(xiàn)。類似地，網(wǎng)絡212中的每個單獨節(jié)點可以通過例如圖1所示的通用計算機系統(tǒng)112實現(xiàn)。
[0026]基于所識別的拓撲，中央控制器210確定可變長度碼字的編碼，用以表示在如網(wǎng)絡接口或鏈路的網(wǎng)絡互連上轉發(fā)數(shù)據(jù)包。中央控制器210保留一些特殊的碼字來指示如何解碼報頭，和/或指示應該執(zhí)行一些數(shù)據(jù)包處理動作，如列表結束，反向列表結束，本地數(shù)據(jù)包處理等。在一些實施例中，表示在鏈路兩端的接口的碼字均被分配相同的值，以使得路徑反向更簡單，從而用較低的開銷獲取遍歷鏈路的列表。
[0027]中央控制器210配置用于給與網(wǎng)絡中的每個節(jié)點相關聯(lián)的網(wǎng)絡互連分配指示符，所述網(wǎng)絡互連例如是網(wǎng)絡鏈路或者接口，目的在于基于路由路徑報頭轉發(fā)數(shù)據(jù)包，該路由路徑報頭包含碼字的有序集。一個示例性的路由路徑如沿著鏈路201，鏈路202，鏈路203，鏈路204，鏈路205，鏈路206，鏈路207，鏈路208以及鏈路209的順序所示。
[0028]指示符可以包括:例如，字母數(shù)字字符，顏色或者其他符號。每個指示符可以對應很多個最優(yōu)化參數(shù)中的任意一個，如相關互連上的容量，歷史業(yè)務流量，或者預測的未來業(yè)務流量。當然，計算機可實現(xiàn)的過程，如加權圖形-顏色算法，使得給鏈路或接口分配指示符最優(yōu)化。
[0029]例如，如圖3所示，中央控制器210分配包括字母“A”到“V”，“NxtHop”，“Exit”的符號，或者指示符，給整個網(wǎng)絡的不同鏈路。在一個實例中，對應于遞減容量的每一個所述互連分配所述符號。在其他實例中，所述符號可以根據(jù)不同的參數(shù)，如相關互連上的歷史業(yè)務流量或者預測的未來業(yè)務流量，來進行分配。
[0030]盡管給與特定節(jié)點相關的每個接口或者鏈路分配了唯一的標識符，但是特定的標識符可以與不同節(jié)點相結合而在整個網(wǎng)絡中被重復利用。因此，如圖4所示，例如，對于圖2中的網(wǎng)絡212，符號“A”被分配給鏈路205和鏈路208兩者，符號“B”被分配給鏈路203和鏈路206兩者，符號“F”被分配給鏈路202和鏈路209兩者。另外