[发明专利]一种Overlay网络及其转发节点部署方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络领域，特别是涉及一种基于底层网络信息感知的Overlay网络及其转发节点部署方法。

背景技术

随着网络规模的不断扩大，新型网络应用层出不穷，因特网自身在不断地演化和发展，从单一的数据传输网络演变成为一个集数据、语音、视频等多媒体业务于一体的综合传输网络，与此同时因特网也面临着许多亟需解决的问题。一方面，新应用对网络传输服务质量的需求越来越迫切，另一方面，由于因特网的核心路由协议BGP的选路方式简单，标准单一，且容错性较差，无法保证传输质量。近年来，研究者们提出采用在已有网络上架设覆盖网(Overlay)的方式，来绕过某些低效的链路以提升端到端的传输性能，缩短故障恢复时间，根据目的终端和业务类型进行不同的路由方式已成为一个新的研究热点。

在Detour和RON等典型的Overlay技术中(如图1所示)，研究者们已通过建设相应的实验网，验证了采用Overlay网络相对BGP在快速响应、故障恢复、业务QoS保证等方面的巨大优势。

覆盖网的一个关键技术就是转发节点部署，通过在适当的位置部署转发节点，能够充分利用底层网络中节点的连接关系，挖掘潜在冗余路径，构造大量性能更优的覆盖网路径，提高端到端的传输性能，增强网络抗毁能力。但迄今为止，大量Overlay技术方案在进行转发节点部署时较少考虑底层网络信息，导致其构建的备用路径与缺省路径相关程度大，路由优化性能受限。而考虑了底层网络结构信息的Overlay技术方案，仅仅是简单地把所有的链路和节点平等对待，转发节点部署的效率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Overlay网络及其转发节点部署方法，其是针对现有Overlay网络转发节点部署(路径分离不够的问题)问题，提出了一种基于底层网络信息感知的高效覆盖网节点部署算法(TTOP)。相对于现有Overlay网络采用的：不考虑底层网络信息的节点部署方法，或者简单基于节点度的节点部署方法，本发明引入统计流量信息，并结合底层网络特点部署转发节点，只需部署少数节点，即可为网络中多数源目的(source-destination，SD)节点对提供与缺省路径相独立的冗余传输路径，更有效地提高网络抗毁能力。

为实现本发明的目的而提供的一种Overlay网络，包括多个转发节点，所述转发节点是基于对底层网络信息的感知进行部署，具体包括：

根据网络流量分布信息TD，获取每个源目的节点SD对之间的统计流量信息；根据统计流量的大小，对所有SD对排序，得到非升序排列的SD对集合SDSet{SD₁，SD₂，SD₃，…SD_M}，t₁≥t₂≥t₃≥…≥t_M；

从网络节点集合V中选出一个包含K个节点的子集Selected，作为部署转发节点的位置，优先为拥有大流量的节点对提供与其缺省路径独立的冗余路径。

所述子集Selected，采用下述方法获得：

初始化部署位置集合Selected，置其为

判断SDSet中节点对是否全部取完，若是，则返回Selected集合；否则，.判断是否|Selected|＝K；若|Selected|＝K，则返回Selected集合；若|Selected|≠K，则判断Selected中是否存在某个节点N_selected能够满足：在N_selected部署转发节点后，节点对SD_i之间存在至少一条独立于dpath(SD_i)的路径，若存在这样的节点，则取出新的SD按照上述方法处理；

若不存在这样的节点，则从节点对集合SDSet中取出一个SD对，设为SD_j，计算节点N_j，使得在N_j部署转发节点后，节点对SD_j之间存在至少一条独立于dpath(SD_j)的冗余路径，将Nj加入Selected集合，重新判断SDSet中节点对是否全部取完。

节点N_selected的选取方法，包括：

判断所述Selected中是否还有节点没有被考察过，若是，则从所述Selected中没有被考察过的节点中取出一个节点N_selected；否则，从节点对集合SDSet中取出一个新的SD对；