[发明专利]一种适用于园区网的扁平单播路由方法

摘要

本发明公开了一种适用于园区网的扁平单播路由方法，目的是解决传统园区网中网络层路由方法存在终端IP地址配置不灵活、支持移动性差等问题。技术方案是先构建适用于园区网的扁平单播路由系统，终端、入口交换机、出口交换机和中间交换机均安装有相应的扁平单播路由协议软件，每台交换机配置唯一的交换机标识，每台终端配置唯一的终端标识，并扩展IS‑IS协议中LSA报文消息；终端、入口交换机、出口交换机和中间交换机并行执行相应的扁平单播路由协议，完成报文的转发。采用本发明使得终端在接入到园区网后不需要重新获得新的IP地址，终端在移动到不同园区网时，终端服务连接不会被中断，保证终端服务的可靠。

主权项

1.一种适用于园区网的扁平单播路由方法，其特征在于包括以下步骤：第一步、构建适用于园区网的扁平单播路由系统：按照园区网规划连接入口交换机、出口交换机、中间交换机以及终端，每台交换机配置一个交换机标识，确保交换机标识在园区网中是唯一的，每台终端配置一个终端标识即终端的地址，确保终端标识在园区网中是唯一的；终端与入口交换机直连；入口交换机是与终端直连的交换机，与终端、中间交换机相连；中间交换机是部署于入口交换机和出口交换机的交换机，不与终端直连；出口交换机是与骨干网中接入路由器相连的交换机；终端是固定终端或移动终端，终端除安装有操作系统之外，还安装有终端扁平单播路由协议软件，终端扁平单播路由协议软件由接入注册模块、链路管理模块组成；接入注册模块向入口交换机提交终端的注册请求，链路管理模块通过检测终端中网络接口的状态来管理自身网络接口的功能；网络接口状态包括上线、下线和已注册三种；入口交换机安装有第一交换机扁平单播路由协议软件，第一交换机扁平单播路由协议软件包括路由计算模块、终端注册管理模块、接口表、标识表和转发表；路由计算模块从与入口交换机直连的交换机接收链路状态通告报文即LSA报文，根据路由算法计算报文转发的下一跳的交换机接口号，并将交换机标识和下一跳交换机的接口号存入转发表，同时将LSA报文广播到与其直连的交换机；终端注册管理模块从与入口交换机相连的终端接收注册请求，向终端发送注册应答，将终端的标识和终端所接入口交换机接口间映射表项存储到接口表；终端注册管理模块同时将终端标识和终端所接入口交换机标识的映射表项一方面存储到标识表，一方面广播至网络中；接口表有N项，每个表项记录终端标识和入口交换机的接口号，第一交换机扁平单播路由协议软件以终端标识作为关键字来操作接口表，N为与入口交换机连接的终端的个数；标识表用于保存终端标识和终端所接入口交换机标识的映射表项，也包括N项，每项记录终端标识和入口交换机标识，第一交换机扁平单播路由协议软件以终端标识作为关键字来操作标识表；转发表由交换机标识和下一跳的接口号两部分组成，根据交换机标识作为关键字来操作转发表；出口交换机和中间交换机部署有第二交换机扁平单播路由协议软件，第二交换机扁平单播路由协议软件相比第一交换机扁平单播路由协议软件只是缺少了终端注册管理模块和接口表，其路由计算模块从与其直连的交换机接收LSA报文：一方面，根据路由算法计算报文转发的下一跳的接口号，将报文转发到下一跳交换机，并将交换机标识和下一跳交换机的接口号存入转发表；另一方面，将LSA报文中携带的终端标识和入口交换机标识存入到标识表中；标识表与入口交换机中标识表内容相同；转发表由交换机标识和下一跳的接口号两部分组成；扩展IS‑IS协议中LSA报文消息，在LSA报文消息尾部增加终端标识TLV字段和入口交换机标识TLV字段；第二步、终端按步骤2.1执行终端扁平单播路由协议，并行地，入口交换机按步骤2.2执行第一交换机扁平单播路由协议，同时中间交换机和出口交换机按步骤2.3执行第二交换机扁平单播路由协议：2.1终端执行终端扁平单播路由协议，方法是：2.1.1链路管理模块监听接口状态，如果接口状态是上线，将接口上线状态通告给接入注册模块，跳转至步骤2.1.2；如果接口状态是下线或已注册，跳转至步骤2.1.1；2.1.2接入注册模块接收链路管理模块通告的接口上线状态，向链路管理模块通告应答消息，表明接入注册模块已获知接口上线状态，接入注册模块向入口交换机发送包含终端的32位标识信息的注册请求；2.1.3接入注册模块不断检测是否从入口交换机终端注册管理模块接收到注册应答，若收到注册应答，则将注册应答发送给链路管理模块，转2.1.4；若未收到注册应答，则转2.1.3不断检测；2.1.4链路管理模块将接口状态改为已注册并将接口状态发送给接入注册模块；2.1.5接入注册模块向入口交换机发送数据报文；2.2入口交换机执行第一交换机扁平单播路由协议：2.2.1入口交换机接口从终端接收到报文，若报文类型是终端注册请求，将注册请求传递给注册管理模块，执行步骤2.2.2；若报文类型是LSA报文，将报文传递给路由计算模块，跳转至步骤2.2.4；否则，报文类型是数据报文，将报文传递给路由计算模块，跳转至步骤2.2.3；2.2.2终端注册管理模块从终端接收注册请求，更新接口表、标识表，并向网络广播LSA报文以及向终端发注册应答，跳转至步骤2.2.1；2.2.3路由计算模块接收数据报文，按以下方法进行数据报文的转发处理：2.2.3.1路由计算模块以数据报文中目的地址为关键字查询标识表，如果查询结果为空，表明报文被发送至其他园区网，跳转至步骤2.2.3.3；如果在标识表中查询到入口交换机标识，跳转至步骤2.2.3.2；2.2.3.2路由计算模块查询标识表中入口交换机标识是否等于交换机自身标识：如果不相等，表明报文是要发送至其他入口交换机，执行步骤2.2.3.3；否则，表明报文是要发送至与该交换机相连的终端，跳转至步骤2.2.3.4；2.2.3.3路由计算模块以入口交换机标识为关键字查询转发表，查找到下一跳交换机的接口号，将报文通过该接口号转发至下一交换机，并跳转至步骤2.2.3.6；2.2.3.4路由计算模块以目的地址继续查询接口表，如果查询结果为空，丢弃报文，跳转至步骤2.2.3.6；否则，将报文根据在接口表查到的入口交换机的接口号转发到目的终端，此时该入口交换机就是与目的终端相连的出口交换机，执行步骤2.2.3.5；2.2.3.5目的终端从出口交换机接收报文；2.2.3.6入口交换机的数据报文转发流程结束，跳转至步骤2.2.1；2.2.4路由计算模块接收LSA报文，更新标识表和转发表，并将LSA报文广播至与其直连的交换机，跳转至步骤2.2.1；2.3中间交换机和出口交换机并行执行第二交换机扁平单播路由协议：2.3.1中间交换机或出口交换机接口从与之相连的上一跳交换机接收到报文，若报文是LSA报文，将报文传递给路由计算模块，跳转至步骤2.3.3；否则表明报文是数据报文，将报文传递给路由计算模块，跳转至步骤2.3.2；2.3.2路由计算模块接收到数据报文，按以下方法进行数据报文的转发处理：2.3.2.1路由计算模块以数据报文中目的地址为关键字查询标识表，如果查询结果为空，表明报文需被发送至其他园区网，跳转至步骤2.3.2.3；如果在标识表中查询到入口交换机标识，跳转至步骤2.3.2.2；2.3.2.2路由计算模块查询标识表中入口交换机标识是否等于交换机自身标识：如果不相等，表明报文是要发送至其他入口交换机，执行步骤2.3.2.3；否则，表明报文目的标识错误，丢弃该报文，跳转至步骤2.3.2.4；2.3.2.3路由计算模块以入口交换机标识为关键字查询转发表，若在转发表中找到下一跳交换机的接口号，则将报文通过该接口转发至下一交换机,跳转至步骤2.3.2.4；若在转发表中未找到下一跳交换机的接口号，则丢弃该报文,跳转至步骤2.3.2.4；2.3.2.4中间交换机或出口交换机的数据报文转发流程结束，跳转至步骤2.3.1；2.3.3路由计算模块接收到LSA报文，更新标识表和转发表，将报文广播至与其直连的交换机，跳转至步骤2.3.1。