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1、10申请公布号CN102057637A43申请公布日20110511CN102057637ACN102057637A21申请号201080001791X22申请日2010060212/480,94120090609USH04L12/5620060171申请人思科技术公司地址美国加利福尼亚州72发明人斯特凡诺普雷维蒂简莫德韦德济宁田史蒂文梁74专利代理机构北京东方亿思知识产权代理有限责任公司11258代理人宋鹤54发明名称用于通信网络的基于路由的临近度57摘要叠加网络中的节点请求该叠加网络的多个区域中的其它节点的经排序列表，其它节点可以向作出请求的节点提供所需要的内容或服务。诸如路由器之类的分离。
2、节点利用路由算法生成经排序的列表，将该列表返回给作出请求的节点，以使得作出请求的节点可以从叠加网络中的最近节点获取所需要的内容或服务。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010120986PCT申请的申请数据PCT/US2010/0371352010060287PCT申请的公布数据WO2010/144291EN2010121651INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图3页CN102057644A1/2页21一种装置，包括处理器；承载指令的计算机可读存储介质，所述指令使得所述处理器从作出请求的节点接收节点标识，所述节点标识与所述作出请求的节。
3、点的各个对等体相关联，所述各个对等体在使用骨干网络的基础设施的叠加网络中，所述作出请求的节点驻留在与所述对等体中的至少一些对等体不同的区域中；使用最短路径优先SPF临近度算法来确定与至少一个对等体和所述作出请求的节点相关联的度量；至少部分地基于所述度量，生成对等体的列表；以及将所述对等体的列表返回给所述作出请求的节点。2如权利要求1所述的装置，其中，SG与每个区域相关联并且所述指令包括在SG间建立基于隧道的邻接；将每个SG标识为给定区域的成员；在SG间洪泛链路状态数据库；以及将来自每个区域的数据库存储在至少一些SG中。3如权利要求1所述的装置，其中，所述指令包括在SG处执行所述SPF算法，其中。
4、，临近度源地址与临近度目标地址不在同一区域中。4如权利要求1所述的装置，其中，开放最短路径优先OSPF路由协议被采用。5如权利要求4所述的装置，其中，在所述SPF算法的使用期间，来自多个区域的多个拓扑被附接起来以形成单个树。6如权利要求1所述的装置，其中，确定临近度的SG与一个反射器SG且仅与各自的反射器SG通信以接收与不同区域相关联的链路状态信息，其中，反射器SG存储来自其它SG的链路状态信息。7一种承载指令的有形计算机可读介质，所述指令可由计算机处理器执行用于从通信网络中作出请求的节点接收该网络中的多个区域中的其它节点的列表，所述其它节点能够向所述作出请求的节点提供所需要的内容或服务；生成。
5、经排序的节点的列表；以及将经排序列表返回给所述作出请求的节点。8如权利要求7所述的介质，其中，所述指令包括在SG间建立基于隧道的邻接；将每个SG标识为给定区域的成员；将链路状态数据库从SG洪泛给反射器SG；以及将来自每个区域的数据库存储在所述反射器SG中。9如权利要求7所述的介质，其中，所述经排序列表是至少部分地利用最短路径优先SPF临近度算法生成的。10如权利要求9所述的介质，其中，所述指令包括在SG处执行所述SPF算法，其中，临近度源地址与临近度目标地址不在同一区域中。11如权利要求9所述的介质，其中，开放最短路径优先OSPF路由协议被采用。12如权利要求11所述的介质，其中，在所述SPF。
6、算法的使用期间，来自多个区域的多权利要求书CN102057637ACN102057644A2/2页3个拓扑被附接起来以形成单个树。13如权利要求7所述的介质，其中，中间系统到中间系统ISIS路由协议被采用。14一种被包含在可供处理器访问的有形计算机可读介质上的由计算机实现的方法，该方法包括从作出请求的节点接收驻留在多个区域中的至少两个节点的列表；针对所述至少两个节点中的每个节点，相对于所述作出请求的节点执行最短路径优先SPF算法，以生成经排序的所述至少两个节点的列表；以及将经排序列表返回给所述作出请求的节点。15如权利要求14所述的方法，还包括在SG间建立基于隧道的邻接；将每个SG标识为给定区。
7、域的成员；将链路状态数据库从SG洪泛给反射器SG；以及将来自每个区域的数据库存储在所述反射器SG中。16如权利要求14所述的方法，还包括在SG处执行所述SPF算法，其中，临近度源地址与临近度目标地址不在同一区域中。17如权利要求14所述的方法，其中，开放最短路径优先OSPF路由协议被采用。18如权利要求17所述的方法，其中，在所述SPF算法的使用期间，来自多个区域的多个拓扑被附接起来以形成单个树。19如权利要求14所述的方法，其中，中间系统到中间系统ISIS路由协议被采用。20如权利要求19所述的方法，还包括将第1层级数据库附接到第2层级数据库以形成单个树。权利要求书CN102057637AC。
8、N102057644A1/6页4用于通信网络的基于路由的临近度技术领域0001本申请一般地涉及确定通信网络中的临近度PROXIMITY，通信网络包括但不限于对等网络以及其它形式的叠加网络OVERLAYNETWORK。背景技术0002对等网络是叠加在另一网络在此情况中为因特网上的网络具有有限数目的对等设备的示例。在这样的网络中，通常存在这样的情况，对等体PEER之一所需要的内容或服务可以由叠加网络中的多于一个其它节点来提供，因此希望对源节点进行选择以优化效率。附图说明0003可以参考附图来最好地理解本发明的关于其结构和操作两者的细节，在附图中，相似的标号指代相似的部分，并且其中0004图1是根据。
9、本发明的示例系统的框图；0005图2是大体上的示例逻辑的流程图；以及0006图3是更详细的示例逻辑的流程图。具体实施方式0007概述0008一种装置包括处理器以及承载指令的计算机可读存储介质，所述指令使得所述处理器从作出请求的节点接收节点标识。所述节点标识与作出请求的节点的各个对等体相关联，所述各个对等体在使用骨干网络的基础设施的叠加网络中。作出请求的节点驻留在与对等体中的至少一些对等体不同的区域中。处理器使用最短路径优先SPF算法来确定与每个对等体和作出请求的节点相关联的各个度量。基于该度量，对等体的列表被生成并被返回给作出请求的节点。0009在示例非限制性实施例中，该装置可以是服务网关SG。
10、。处理器可以将SG安装在每个区域中并且在SG间建立基于隧道的邻接，并将每个SG标识为给定区域的成员。链路状态数据库可以从SG被洪泛FLOOD给将存储它们的反射器REFLECTORSG。0010该装置可以采用开放最短路径优先路由协议或者可以采用中间系统到中间系统ISIS路由协议。0011在另一实施例中，一种有形计算机可读介质承载有可由计算机处理器执行来进行如下操作的指令从通信网络中作出请求的节点接收该网络中的多个区域中的其它节点的列表，所述其它节点可以向所述作出请求的节点提供所需要的内容或服务。指令使得处理器生成经排序的其他节点的列表，并且将经排序列表返回给作出请求的节点。0012在另一实施例中。
11、，一种由计算机实现的方法包括从作出请求的节点接收驻留在多个区域中的至少两个节点的列表，针对至少两个节点中的每个节点，相对于作出请求的说明书CN102057637ACN102057644A2/6页5节点执行最短路径优先SPF算法，以生成经排序的至少两个节点的列表，并且将经排序列表返回给作出请求的节点。0013示例实施例0014首先参考图1，诸如因特网之类的骨干网络10包括具有多个区域14、16的叠加网络12。为了简化，在叠加网络12中仅示出了两个区域。叠加在骨干网络10上的叠加网络12使用骨干网络10的基础设施。每个区域14、16包括多个节点18为了简化，在每个区域中仅示出了三个节点。0015在。
12、所示实施例中，叠加网络12可以是对等网络，其中，内容在诸如个人数字助理PDA等之类的客户端点间沿着叠加网络链路20移动，将理解，本发明不一定局限于对等网络。例如，本发明可以应用于诸如服务节点的网络之类的由服务提供商运营的叠加网络，或者由服务提供商运营的内容递送网络CDN。此外，在一些实施例中，例如在节点的临近度排序列表PROXIMITYSORTEDLISTOFNODES将由一个节点为另一节点生成以使得该另一节点可以知道最近的网络服务实例例如高速缓存或基于因特网的语音网关时，叠加网络不一定被牵涉IMPLICATE。0016骨干网络10可以包括服务网关SG，其包括常规服务网关22和反射器服务网关2。
13、4。SG22、24可以是叠加网络12的一部分。在一个实施例中，SG22、24可以由路由器或交换机或服务器或者其它节点类型来实现。0017通常，SG包括访问诸如固态存储装置、盘存储装置等之类的一个或多个计算机可读存储介质28的一个或多个处理器26。在这里称为临近度功能的程序可以体现本逻辑的各个部分，并且可被存储在介质28上以供处理器26执行它。逻辑的其它部分可以由叠加网络12的一个或多个节点18来实现。此外，通常包含端用户客户端设备、因特网服务器、路由器、交换机等的其它节点30是骨干网络10的一部分。0018图2示出了根据本发明的总体示例逻辑。在描述图2和图3时，下面的术语可能被使用到0019自。
14、治系统是在共同管理下的路由器和链路的集合，通常是服务提供商网络或服务提供商网络的地区部分或者企业网络。除了致力于对网络进行组织以外，自治系统还牵涉部署BGP协议下面将定义的方式。0020内部网关协议IGP是这样的路由协议，其被部署在自治系统内部并且用来创建包括形成了用来路由/转发IP分组的网络拓扑的节点路由器和链路的路由方案。示例IGP包括开放最短路径优先OSPF，链路状态路由协议、中间系统到中间系统ISIS，另一链路状态路由协议、增强内部网关路由协议EIGRP以及路由信息协议RIP。0021链路状态协议是基于链路状态广告的路由协议，ISIS和OSPF是其示例。链路状态协议的特性包括由每个节点。
15、将其本地连通性广告给其余节点。这与距离向量协议形成对比，在距离向量协议中，每个节点将其路由信息库的内容广告给其相邻的邻居。0022“区域”AREA是相邻近网络和所附接主机的群组，其被网络管理员或管理器指定为区域。域DOMAIN是相连接的区域的集合。路由域向其内的所有端系统提供充分的连通性。“层级”LEVEL是相对于区域定义的。例如，第1层级路由是单个第1层级区域内的路由，而第2层级路由是两个或更多个不同第1层级区域之间的路由。0023边界网关协议BGP是用于自治系统与下级网络中的其它路由器之间的通信的说明书CN102057637ACN102057644A3/6页6协议，例如将一个自治系统连接到。
16、另一个。BGP的用途包括跨越自治系统边界广告可达性信息并且向本地自治系统内传播可达性信息例如，当从外部自治系统接收到时。0024最短路径优先SPF和反向最短路径优先RSPF是可以由链路状态网络中的每个路由器，例如运行ISIS或OSPF的每个路由器执行的算法。SPF的目的是建立供路由器用来路由/转发IP分组的路由信息库RIB。算法可以使用数据结构和逻辑，包括数据结构中的三个列表。“UNKNOWN”未知列表包含拓扑网络中已知的尚未针对其计算路径的所有节点。TENTATIVE初步列表包含已针对其计算出至少一条路径但可能不是最短路径的节点。PATHS路径列表包含已针对其计算出到其的最短路径的节点的列表。
17、。SPF或RSPF算法通过按如下顺序将节点从一个列表移动到另一个列表来运行UNKNOWNTENTPATHS，并且在TENT列表变空时停止。示例SPF算法是DIJKSTRA算法。SPF与RSPF之间的差别是在算法期间检查并评估节点的方式。前向SPF算法基于从参考节点到网络中的每个其它节点的成本来计算最短路径，而RSPF反向考虑反向度量METRIC，即，从网络中的每个节点到参考节点的度量。0025区域边界路由器ABR节点是具有到多于一个区域中的节点的连接的节点。0026再次参考图1，SG22实现路由协议ISIS、OSPF和BGP和临近度算法集，并且暴露EXPOSE应用编程接口API，例如WEB服务。
18、。SG22接收来自客户端的临近度请求，并且针对这些请求回复以临近度响应。临近度请求包含临近度源地址PSA，或参考地址，以及被称为临近度目标地址PTA的IP地址的列表。PTA表示被称为临近度目标列表PTL的候选者列表。0027临近度功能返回经排序的IP地址列表。排序是基于离给定参考地址的拓扑度量距离进行的。例如，IP地址为19216819911的内容交换应用的客户端具有从IP地址192168101、1921683322和192168542下载给定内容的选择。客户端节点18A向SG22发送请求。临近度请求具有如下形式0028临近度源地址PSA192168199110029临近度目标地址PTA192。
19、1681010030临近度目标地址PTA19216833220031临近度目标地址PTA1921685420032客户端节点18A利用PSA和PTL字段来构建临近度请求，并将其发送给SG22。SG22将回复以经排序的IP地址列表，这些IP地址是按照其与PSA的临近度被排序的PTA。0033在图2中，在块32，叠加网络12中希望从网络12中的另一节点18B获取对象/服务的节点18A这里称为“作出请求的节点”生成反映可在每个节点18B处获得的对象和/或服务的叠加网络节点18B也称为“对等体”的列表。叠加网络节点18B可以与作出请求的节点18A在同一区域14中，或者可以在诸如区域16之类的另一区域中。
20、。在块34，该列表与用于根据对等节点18B到作出请求的节点18A其是后续SPF计算中的参考节点的临近度来对列表重新排序的请求一起被发送给执行临近度功能的SG22。0034在块36，优选地在不扰乱叠加网络12的服务提供商的情况下，SG22执行临近度功能以生成按照对等节点18B到作出请求的节点的临近度进行了排序的列表。为此，SG22可被编程为从不以例如ISIS或OSPF或BGP分组的形式根据其与叠加网络12的协定发起任何路由更新。此外，SG可被编程为从不通过例如为ISIS过载比特和/或OSPF“MAXAGE最说明书CN102057637ACN102057644A4/6页7大年龄”度量设置适当的值来。
21、根据其与叠加网络12的协定吸引流量。0035更具体地，在示例非限制性实施例中，SG22根据诸如OSPF/ISIS/BGP之类的路由协议获取路由信息。为此，SG22参与路由方案，就此而言，其建立与路由器的邻接/会话并且作为常规路由协议操作的一部分收集路由数据库。然而，在示例实施例中，SG不完全成为路由方案的一部分，就此而言，SG22在路由/转发与本讨论无关的流量方面不会变为“路由器”。因此，在示例实施例中，SG22利用过载比特ISIS的情况中或“MAX最大度量”OSPF/ISIS情况中使进入流量转向DIVERT，以使得除了这里讨论的其操作以外，SG22对于网络是透明的。因此，在示例实施例中，SG。
22、22不接收将需要路由/转发操作的任何流量；然而，在示例实施例中，如果并且只有在流量去往SG22本身时，SG22才接收这样的流量。0036返回图2，在块38处，临近度功能使得SG22将经排序的列表返回给作出请求的节点。SG如何初始化并执行临近度功能的细节在共同待决美国专利申请NO12/CPOL959205中进行了阐述，该申请通过引用被结合于此。为了方便起见，来自所参考专利申请的相关细节被叙述如下。0037“广告”作出请求的节点的所有节点被移到SG的TENT列表中。通过“广告”指示了与作出请求节点的对等关系。“进行广告的节点”通常是由作出请求的节点编译并且作为请求的一部分被发送给SG以便按照临近度。
23、对节点重新排序的节点。以这种方式，更好地准许SG处理多宿前缀MULTIHOMEDPREFIX。TENT列表中的伪节点可被给予比非伪节点高的优先权。伪节点可以由可能被表示为单个节点的局域网LAN或其它实体来建立。“优先”是指当节点被从TENT列表移到PATHS列表中并且非伪节点和伪节点两者具有相同的成本根距离时，伪节点被优先选择。0038如在所参考专利申请中所说明的，对于与作出请求的节点共享共同前缀即，与作出请求的节点位于同一处的所有TENT节点，这些节点的临近度被设为零。即，当作出请求的节点与一个或多个被测试节点共享同一子集因此，位于同一处时，位于同一处的一个或多个被测试节点被优先选择。003。
24、9SPF循环针对TENT列表中的每个节点被启动，其中，当每个TENT节点被移到SG的PATHS列表中时，由正被移动的节点广告的前缀被检查。如果将评估其临近度的所有前缀都被处理即，得知要被评估的所有前缀都在PATHS列表中，则由于已计算了所有被请求的前缀的临近度因此临近度算法可以停止。0040相对于作出请求的节点来对PATHS列表中的每个节点计算SPF度量。SPF度量表示作出请求的节点与另一节点之间的临近度。当作出请求的节点请求对象或服务时，反向SPF计算可被使用，即，可以进行从被测试PATHS节点到作出请求节点的SPF计算。在作出请求的节点请求向叠加网络中的另一节点上载对象或服务时，则前向SP。
25、F计算被使用，即，从作出请求的节点到被测试PATHS节点。0041一旦对PATHS列表中的所有节点计算了临近度度量，则按照临近度例如从距作出请求的节点最临近到最远来生成经排序的节点列表。该列表被返回给作出请求的节点，作出请求的节点可以参照该列表，通常通过与列表中“最接近”端处的节点通信来获取所需要的对象/服务。0042图3示出了在示例实施例中对等节点存在于多个区域14、16中的情形中的经排序说明书CN102057637ACN102057644A5/6页8列表的生成。例如，图3示出了图2中的步骤34和36可被执行的一种方式。SG22平衡利用LEVERAGE链路状态数据库以计算两个或更多个地址之间。
26、的临近度。示例实施例允许确定部署了多个区域或层级的OSPF/ISIS拓扑内的两个或更多个IP主机之间的路由度量距离。逻辑在图3中的块40处开始，其中，假设SG22被安装在包括骨干网络10的区域在内的每个区域中。在块42，例如利用一般的路由封装来建立SG22之间的基于隧道的邻接“TA”。每个SG不再其自己的区域中广告其隧道邻接集合，而是向其TA邻居洪泛经由非TA邻居接收的链路状态区域/链路状态协议LSA/LSP信息。0043被称为“反射器SG”的一个或多个SG24可以用作例如利用BGP路由反射原理的IGP路由反射器例外是作出请求的节点不提供对前缀偏好的选择。反射器SG24从其对等SG接收链路状态。
27、数据库并将这些数据库传递给其它SG对等体。在这样的示例实施例中，出于效率考虑，每个SG22具有与一个且仅一个反射器SG24的TA，并且反射器SG24实现这样的逻辑其中，由非TA邻居接收的LSA/LSP信息被发送给所有TA邻居和非TA邻居，并且由TA邻居接收的信息仅被发送给所有其它TA邻居。0044通过上面的驻留在不同区域中的SG之间的TA的范围以及信息交换，SG可以将其接收的各个链路状态数据库彼此相联系。更具体地，当抵达ABR/L1L2路由器在两个不同层级之间接口连接的路由器时，相对应的链路状态数据库LSDB被SG检查并且临近度计算通过探究该其它区域/层级而继续。这需要如上所述地传送ABR与其。
28、区域之间的标识或关联信息，该信息可以经由上述SGTA而获得。作为示例，SG22可以计算临近度以找出到ABR的最短路径，该ABR在不同区域/层级中可以具有不同ID。通过该信息，SG22确定哪些其它区域也具有由与该其它区域相关联的ABRID所指示的相同的ABR，然后，SG针对这样的其它区域中的节点继续临近度计算。0045注意，SG不需要因收敛性CONVERGENCE改变而重新计算临近度即，IGP区域中的收敛性改变不需要触发临近度的重新计算。0046如上面提到的，在一些示例实施例中，每个SG22具有与单个反射器SG24的会话/邻接。同样，如上所述，并且返回参考图3，在块44，每个SG22将其自身标识。
29、为给定区域ID由OSPF或ISIS区域地址/号码给出的成员并且在建立TA关系时与其它SG交换该标识信息。0047考虑上面的图3中的描述，在块46，每个SG22还向反射器SG24洪泛其链路状态数据库。在洪泛时，源节点向网络中的所有其它节点发送消息。在块48，反射器SG24存储来自所有区域的数据库并且将它们洪泛给所有反射器客户端SG。这可以根据基本的水平分割规则来进行不将给定区域数据库反射回作为同一区域的成员的SG22。0048当反射工作完成时，每个SG22已接收到所有的链路状态区域数据库。这使得能够在块50中在SG22处根据上面的描述进行SPF或反向SPF计算，即使临近度源地址PSA与一个或多个。
30、临近度目标地址PTA不在同一区域中。0049取决于是OSPF还是ISIS路由协议被采用，SPF/RSPF算法的性能可以被实现得不同。在OSPF的情况中，在SPF/RSPF计算期间，当计算抵达BAR时，区域0其自己的区域和ABR参与的其它区域两者的数据库被检查。这多个拓扑可被附接起来以形成单个树，并且可以像在单个树的情况中那样来进行计算。0050在ISIS情况中，在SPF/RSPF计算期间，当计算抵达L1L2路由器时，路由器参与说明书CN102057637ACN102057644A6/6页9的第2层级数据库和一个或多个第1层级数据库被检查。一个或多个第1层级数据库和第2层级数据库可被附接在一起以形成单个树，并且如上所述那样进行计算。0051虽然这里示出并详细描述了特定的用于通信网络的基于路由的临近度，然而将明白，本公开所包括的主题仅由权利要求来限定。说明书CN102057637ACN102057644A1/3页10图1说明书附图CN102057637ACN102057644A2/3页11图2说明书附图CN102057637ACN102057644A3/3页12图3说明书附图CN102057637A。