[发明专利]一种适用于未来互联网的结构化网络系统

摘要

本发明提供一种适用于未来互联网架构的结构化网络系统，通过虚拟层在物理网络上构建和维护共存的多个结构化网络(SN)。本系统能在大规模的无结构网络上，建立结构化的未来互联网，并采用全球统一而简单的编址、路由和查询机制，从而使得路由查询时间、网络互操作或互连接、内容分发效率和服务预留都得到极大改善。结构化网络的实用化例子包括：超立方体网络、人工神经网络和Batcher网络。实现的功能包括：内容/服务编址、语义搜索、移动支持、安全的基于位置的服务、多播、入侵检测、网络测量、数据融合、网页分级和流量负载均衡。

主权项

一种适用于未来互联网的结构化网络系统，其特征在于通过虚拟层在物理网络上构建和维护共存的多个结构化网络SN，具体方法如下：1)、虚拟层利用虚拟机和虚拟路由器的技术，把每个物理节点的资源虚拟化为多个独立的处理单元，使得每个SN都能利用这些处理单元、物理链路、逻辑链路构成所需的拓扑结构；其中物理链路用于连接物理上相邻的处理单元，逻辑链路用于连接物理上不相邻的处理单元；2)、把一个大规模网络划分成多个小区域，其中一些区域成为网络的核心，其它区域成为过渡区域或者边缘区域，实现大规模网络的层次化；其中每个区域都是一种SN；每个SN区域边界的多个处理单元能设计为属于同一个物理节点；多个处理单元之间的连接能设计为属于相同的物理或逻辑链路；3)、在SN建好之后，虚拟层负责维护每个SN；虚拟层自动地用一个备用的处理单元代替一个失效的处理单元，以保证SN无间断运行，SN所提供的应用和服务也不会中断，为了增强网络的可靠性，虚拟层把每个处理单元的代码、数据、运行状态复制到邻近处理单元；一旦某个处理单元失效，其替代者能从它的邻居那里得到恢复；4)、与端用户连接的接入节点负责引导端用户进入不同的SN；每个接入节点设多个匹配规则以匹配端用户对服务及内容的请求，并将其关联到合适的SN上；关联的方法是将用户的端口、接口、地址 或标识绑定到用户要访问的SN；5)、虚拟层构建所需的SN的方法如下：由于要构建的SN的逻辑拓扑和基层网络的物理拓扑是不同的，故在基层网络上构建SN的目标函数就是找到SN的“模型图”与基层网络的“真实图”之间的最大匹配；即把两者之间的最小编辑距离作为目标函数，使得所需要添加的逻辑链路数目最少；新指定的逻辑链路必须采用那些不会对未来需求产生重要影响的路径，即“最小干扰”路径；6)、基于对全局流量分布的了解，在需要对全网的流量负载进行平衡或者需要消除网络中的热点或瓶颈的时候，虚拟层在整个网络内重新构建逻辑链路，并保证不改变所有并存的SN的逻辑拓扑。