一种基于内容的分布式负载均衡路由方法及系统与流程

本发明涉及一种路由方法及系统，具体涉及一种基于内容的分布式负载均衡路由方法及系统。
背景技术：
：随着卫星网络的发展，卫星通信由单层卫星组网方式(lowearthorbit，leo)发展为多层卫星组网方式(geo-synchronousearthorbit，geo)。单层卫星组网方式指的是由相同轨道高度的卫星组成星座。多层卫星组网方式指的是由两个或多个不同轨道高度的卫星组成星座。多层网络组网方式解决了单层网络卫星通信的瓶颈，扩展了网络通信的范围。卫星网络的路由问题是其待解决的主要问题。为leo/geo网络设计合理的网络路由算法，来满足动态卫星网络的通信，是目前卫星网络的研究热点。由于卫星与地面用户相对位置的不断变化，地面用户业务分部的不均匀特性以及通信时段的突发性等特征，均导致卫星网络的流量负载不均衡，因此，解决leo/geo网络的负载均衡问题，也是其待解决的主要问题。目前主要的路由机制分为三种：基于源节点的负载均衡路由策略、基于中心节点的负载均衡路由策略、分布式负载均衡路由策略。1)基于源节点的负载均衡路由策略实现简单，所有的路由机制均由leo/geo网络中的唯一指定的源节点进行策略制定，但缺乏对网络的全局考虑，无法保证流量信息的实时性，信号开销也较高；2)基于中心节点的负载均衡路由策略，考虑了网络的全局，使用全局网络的整体网络拓扑信息和流量信息进行路由策略的制定，但中心节点的信号开销较高，并且无法实现网络的可扩展性；3)基于分布式负载均衡路由策略，网络中所有的节点全分布式的进行路由策略的制定，每个节点使用实时更新的局部信息进行路由策略的制定，该方法能够快速制定路由策略，信号开销较低，并且不需要考虑网络重路由问题，但该方法并未考虑全局流量的负载情况，全网利用率低。技术实现要素：为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种基于内容的分布式负载均衡路由方法及系统，本发明在分布式负载均衡路由策略的基础上，是一种基于内容的面向全局流量负载情况的路由策略，该策略改进了分布式负载均衡路由不能基于流量内容的缺点，综合考虑全网流量的负载情况，提高了全网利用率，提高了路由效率和准确率。本发明的目的是采用下述技术方案实现的：本发明提供一种基于内容的分布式负载均衡路由方法，其改进之处在于：根据流量信息内容和流量信息大小，确定是执行leo层内路由策略，还是geo层间路由策略。进一步地：根据流量信息内容和流量信息大小，确定是执行leo层内路由策略，还是geo层间路由策略，包括：从流量信息内容中获取的业务类型；根据所述业务类型形成所述流量信息的业务标签；根据所述业务标签确定执行层内路由策略或执行层间路由策略。进一步地：所述业务类型包括：话音业务和数据业务。进一步地：根据所述业务标签确定执行层内路由策略或执行层间路由策略：当所述业务类型为话音业务时，执行leo层内路由策略；当所述业务类型为数据业务时，如果当前层拥塞程度δ<预定阈值时，则执行leo层内路由策略，在单层卫星组网方式层内进行处理，否则执行geo层间路由策略，将业务请求上交至多层卫星组网方式层进行处理。进一步地：所述执行层内路由策略，包括：根据流量信息业务请求的源地址、目的地址和业务标签，查找层内路由专家库，如果层内路由专家库中存在相应的路由，则按照路由的目的地址对业务路由进行转发；如果层内路由专家库中不存在相应路由，路由机制对业务路由进行路由判断，并生成最佳路由。进一步地：所述执行层内路由策略还包括制定leo层内路由专家库，将最佳路由按照业务标签和源地址，添加进leo层内路由专家库。进一步地：所述路由判断，包括：根据流量信息内容业务请求的目的地址，判断能够到达目的地址的所有路由，生成集合；在集合中，根据流量信息的数值大小计算出每一条路由的拥塞程度，选取出拥塞程度最低的路由，作为流量信息的最佳路由转发路径。进一步地：所述执行geo层间路由策略，包括：根据流量信息业务请求的目的地址，判断源地址能够到达目的地址的所有路由，生成集合；计算所述集合中涉及的每一条路由的当前拥塞程度，选取出拥塞程度最低的路由，作为流量信息的最佳路由转发路径。本发明提供一种基于内容的分布式负载均衡路由系统，其改进之处在于：包括策略执行模块，用于根据流量信息内容和流量信息大小，确定是执行leo层内路由策略，还是geo层间路由策略。进一步地：所述策略执行模块，进一步包括：业务类型获取模块，用于从流量信息内容中获取的业务类型；业务标签形成和模块，用于根据所述业务类型形成所述流量信息的业务标签；执行模块，用于根据所述业务标签确定执行层内路由策略或执行geo层间路由策略。进一步地：所述业务类型包括：话音业务和数据业务。进一步地：所述执行模块，进一步包括：话音业务执行单元，用于当所述业务类型为话音业务时，执行leo层内路由策略；数据业务执行单元，用于当所述业务类型为数据业务时，如果当前层拥塞程度δ<预定阈值时，则执行leo层内路由策略，在单层卫星组网方式层内进行处理；否则制定geo层间路由策略，将业务请求上交至多层卫星组网方式层进行处理。进一步地：所述数据业务执行单元，进一步包括：层内路由策略执行单元，用于执行leo层内路由策略；层间路由策略执行单元，用于执行geo层间路由策略；所述层内路由策略执行单元，进一步包括：查找单元，用于根据流量信息业务请求的源地址、目的地址和业务标签，查找leo层内路由专家库，如果leo层内路由专家库中存在相应的路由，则按照路由的目的地址对业务路由进行转发；路由判断单元，用于如果leo层内路由专家库中不存在相应路由，路由机制对业务路由进行路由判断，并生成最佳路由；所述层间路由策略执行单元，包括：判断单元，用于根据流量信息业务请求的目的地址，判断源地址能够到达目的地址的所有路由，生成集合；最佳路由转发路径确定单元，用于在集合中，根据流量信息计算出每一条路由的拥塞程度，选取出拥塞程度最低的路由，作为流量信息的最佳路由转发路径。进一步地：所述层内路由策略执行单元还包括制定leo层内路由专家库模块，用于将最佳路由按照业务标签和源地址，添加进leo层内路由专家库。进一步地：所述路由判断单元，进一步包括：判断单元，用于根据流量信息业务请求的目的地址，判断能够到达目的地址的所有路由，生成集合；最佳路由转发路径确定单元，用于在集合中，根据流量信息计算出每一条路由的拥塞程度，选取出拥塞程度最低的路由，作为流量信息的最佳路由转发路径。与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的有益效果是：1.本发明的方法根据流量信息内容和流量信息大小，确定是执行leo层内路由策略，还是geo层间路由策略，全网利用率高。2.本发明提出了层内路由专家库，根据业务类型的不同，记录业务路由，提高了路由的生成效率，本文所提方法根据当前路由的拥塞程度进行路由选择，实现了全局的负载均衡。3.本发明优化了业务流量的格式，将业务标签、业务请求源地址、业务请求目的地址添加到业务流量中，便于生成业务路由。附图说明图1是本发明提供的leo/geo网络架构图；图2是本发明提供的路由策略生成流程图；图3是本发明提供的一种基于内容的分布式负载均衡路由方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。实施例一、本发明基于内容的分布式负载均衡路由方法及装置，是指leo/geo网络中的卫星节点，可以根据流量内容动态发生变化，自适应生成满足负载均衡的流量路由线路，流量路由线路随着流量内容的不同自动进行调整。本发明提供一种基于内容的分布式负载均衡路由方法，其流程图如图3所示，包括：本发明提供一种基于内容的分布式负载均衡路由方法，其改进之处在于：根据流量信息内容和流量信息大小，确定是执行leo层内路由策略，还是geo层间路由策略。优选的：根据流量信息内容和流量信息大小，确定是执行leo层内路由策略，还是geo层间路由策略，包括：从流量信息内容中获取的业务类型；根据所述业务类型形成所述流量信息的业务标签；根据所述业务标签确定执行层内路由策略或执行层间路由策略。优选的：所述业务类型包括：话音业务和数据业务。优选的：根据所述业务标签确定执行层内路由策略或执行层间路由策略：当所述业务类型为话音业务时，执行leo层内路由策略；当所述业务类型为数据业务时，如果当前层拥塞程度δ<预定阈值时，则执行leo层内路由策略，在单层卫星组网方式层内进行处理，否则执行geo层间路由策略，将业务请求上交至多层卫星组网方式层进行处理。优选的：所述执行层内路由策略，包括：根据流量信息业务请求的源地址、目的地址和业务标签，查找层内路由专家库，如果层内路由专家库中存在相应的路由，则按照路由的目的地址对业务路由进行转发；如果层内路由专家库中不存在相应路由，路由机制对业务路由进行路由判断，并生成最佳路由。优选的：所述执行层内路由策略还包括制定leo层内路由专家库，将最佳路由按照业务标签和源地址，添加进leo层内路由专家库。优选的：所述路由判断，包括：根据流量信息内容业务请求的目的地址，判断能够到达目的地址的所有路由，生成集合；在集合中，根据流量信息的数值大小计算出每一条路由的拥塞程度，选取出拥塞程度最低的路由，作为流量信息的最佳路由转发路径。优选的：所述执行geo层间路由策略，包括：根据流量信息业务请求的目的地址，判断源地址能够到达目的地址的所有路由，生成集合；计算所述集合中涉及的每一条路由的当前拥塞程度，选取出拥塞程度最低的路由，作为流量信息的最佳路由转发路径。所述根据业务请求的流量信息制定路由策略，包括：当所述业务类型为数据业务时进行层内流量状态判断如果当前层拥塞程度δ<预定阈值(预定阈值为80％)时，则制定层内路由策略，在单层卫星组网方式层内进行处理，否则制定层间路由策略，将业务请求上交至多层卫星组网方式层进行处理。如图1所示为leo/geo的网络架构图。地面用户的业务请求发送到leo卫星层，leo卫星层对业务产生的流量进行处理转发，leo卫星层无法处理的业务交由上层geo层进行处理。本发明所提路由可以分为层内路由、层间路由。层内路由是指在leo层内部的路由策略，层间路由是指在leo和geo层间制定的路由策略。如图2所示，为本发明路由策略生成的流程图，包括：1)首先根据流量信息的内容，判断该为该流量制定层间路由策略还是层内路由策略。判断该业务是否为话音业务，如果为话音业务，由于其时延要求较高，将其在leo层内进行处理；如果为数据业务，由于其时延要求较低，再次进行层内流量状态判断，如果当前leo层拥塞程度较低，则在leo层内进行处理，否则上交至geo层进行处理。2)层内路由策略制定方法：对业务进行标记，根据业务标签，对业务请求进行分类，并且查找“层内路由专家库”，如果专家库中存在相应的路由，则按照该路由的目的地址对业务路由进行转发。如果专家库中不存在相应路由，路由机制对业务路由进行路由判断。3)路由判断方法是将当前业务路由中的业务请求源地址、业务请求目的地址，建立“路由映射图”，根据业务请求者的目的地址，对当前可用的路由，进行组合，选取出路由流量最低的路由，作为当前状态下的最佳路由。同时，根据流量大小，在选取该路由后，将该路由上的流量进行叠加。4)将生成的最佳路由，根据消息标签，加入到“层内路由专家库”。5)层间路由策略制定方法：根据业务目的地址，计算当前到达目的地址，路由拥塞程度最小的路由，直接进行路由转发。路由机制中的流量信息内容格式如下表1所示：表1路由机制中的流量信息内容格式业务名称业务标签业务请求源地址业务请求目的地址流量大小本文所提方法是在leo和geo层的每个卫星中，具体的路由实现方法，如下：对地面用户发出的业务请求进行打标签，业务标签，对不同地面用户请求者的业务进行解析，分析其业务内容，并将业务内容中的流量大小的数值作为消息标签，放置到消息头中。判断该消息为层内路由还是层间路由。根据业务请求的源地址s，目的地址d，业务标签t，查找“层内路由专家库”，如果专家库中存在符合的路由，则按照该路由进行消息转发。如果专家库中不存在符合条件的路由，则生成新路由。生成新路由的方法为：根据业务请求的目的地址d，判断能够到达目的地址的所有路由，生成集合。在集合p中，根据流量计算出每一条路由的拥塞程度，选取出拥塞程度最低的路由，作为该流量的转发路径。将该路由，按照业务标签t和源地址s，添加进“层间路由专家库”。层间路由策略的制定，由于geo层的卫星数量较少，因此，直接计算当前源地址能够到达目的地址的所有路径中，拥塞程度最小的路由，作为转发路径。实施例二、基于同样的发明构思，本发明还提供一种基于内容的分布式负载均衡路由系统，包括：策略执行模块，用于根据流量信息内容和流量信息大小，确定是执行leo层内路由策略，还是geo层间路由策略。进一步地：所述策略执行模块，进一步包括：业务类型获取模块，用于从流量信息内容中获取的业务类型；业务标签形成和模块，用于根据所述业务类型形成所述流量信息的业务标签；执行模块，用于根据所述业务标签确定执行层内路由策略或执行geo层间路由策略。进一步地：所述业务类型包括：话音业务和数据业务。进一步地：所述执行模块，进一步包括：话音业务执行单元，用于当所述业务类型为话音业务时，执行leo层内路由策略；数据业务执行单元，用于当所述业务类型为数据业务时，如果当前层拥塞程度δ<预定阈值时，则执行leo层内路由策略，在单层卫星组网方式层内进行处理；否则制定geo层间路由策略，将业务请求上交至多层卫星组网方式层进行处理。进一步地：所述数据业务执行单元，进一步包括：层内路由策略执行单元，用于执行leo层内路由策略；层间路由策略执行单元，用于执行geo层间路由策略；所述层内路由策略执行单元，进一步包括：查找单元，用于根据流量信息业务请求的源地址、目的地址和业务标签，查找leo层内路由专家库，如果leo层内路由专家库中存在相应的路由，则按照路由的目的地址对业务路由进行转发；路由判断单元，用于如果leo层内路由专家库中不存在相应路由，路由机制对业务路由进行路由判断，并生成最佳路由；所述层间路由策略执行单元，包括：判断单元，用于根据流量信息业务请求的目的地址，判断源地址能够到达目的地址的所有路由，生成集合；最佳路由转发路径确定单元，用于在集合中，根据流量信息计算出每一条路由的拥塞程度，选取出拥塞程度最低的路由，作为流量信息的最佳路由转发路径。进一步地：所述层内路由策略执行单元还包括制定leo层内路由专家库模块，用于将最佳路由按照业务标签和源地址，添加进leo层内路由专家库。进一步地：所述路由判断单元，进一步包括：判断单元，用于根据流量信息业务请求的目的地址，判断能够到达目的地址的所有路由，生成集合；最佳路由转发路径确定单元，用于在集合中，根据流量信息计算出每一条路由的拥塞程度，选取出拥塞程度最低的路由，作为流量信息的最佳路由转发路径。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。当前第1页12