压缩的源路由编码的制作方法
【专利说明】压缩的源路由编码
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请要求于2014年3月12日提交的、申请序列号为61/952,011、发明名称为“用于压缩的源路由编码的方法”的美国临时专利申请以及于2015年3月6日提交的、申请序列号为14/641，060、发明名称为“压缩的源路由编码”的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
[0003]本发明实施例一般地涉及电子数据网络中数据包路由的领域，更具体的，本发明实施例涉及提供适合于不同通信网络配置的有效源路由。
【背景技术】
[0004]在数据包-交换通信网络中，路由技术协调数据包从一个节点(或“跳”)到下一个节点的转发。在路由过程中碰到的中间节点包括如访问点、路由器、交换机、防火墙、桥等的网络硬件设备。
[0005]在源路由中，从源节点到目的节点整个路由中所有设备的标识符由源节点包含在每一个数据包的报头。与具有中间节点查看路由表以确定下一跳相反，后续节点查看数据包报头，以确定下一跳。大型网络中的长路由需要大量的跳，导致报头非常大。现有的编码源路由跳的技术方案会消耗大量空间或开销，导致效率低下，使大型网络的扩展复杂化，并且将本来可以用来传输额外的数据包的带宽用于数据包报头。
【发明内容】
[0006]本发明实施例给现有的路由技术提供了一些优势。所揭露的内容支持用于不同网络配置的紧凑格式或者压缩格式的源路由。并且，对于源节点和目的节点之间的接口或跳的数量没有硬性限制。此处描述的系统和方法，通过给接口或者端口号分配可变长度的码字，可以有利地减小网络中用于所有流的源路由报头所需要的大小和/或长度。另外，一些实施例允许路径可逆，也就是说，目的节点可以获取跳列表，并利用其返回向源节点发送响应，以及利用其收集所遍历的链路而无需额外的开销。
[0007]依据本发明的一个实施例提供一种集中优化的、大小可变的、压缩的源路由编码方案。所揭露的内容描述了集中优化的软件定义网络(SDN)或者中央网络控制器分配方法，用于代表接口标识符、报头解码方法以及数据包处理动作的压缩的可变长度码字。
[0008]根据本发明的一个实施例，一种生成与通信网络相关的标识符的方法包括:控制器访问与通信网络有关的拓扑信息，所述拓扑信息包括节点的标识符和通信网络的节点之间的互连的标识符，所述互连具有相关参数。所述控制器还生成用于互连的标识符的码字，每个码字的大小基于相关互连的参数。所述控制器进一步生成互连的标识符和码字之间的映射，并将该映射存储到存储器。
[0009]根据本发明的另一个实施例，一种在通信网络中路由数据包的方法包括从中央控制器接收码字与有关节点的互连的标识符之间的映射，该映射来自带有与通信网络中节点相关的处理器的，每个码字的大小基于每个互连相关联的相应参数。该方法还包括:接收数据包的路由路径，其包括与通信网络中从所述节点到目的节点的互连顺序对应的码字有序集;将所述路由路径包含在数据包相关的报头；以及识别所述码字有序集的码字对应的互连，用以路由所述数据包。
[0010]根据本发明的再一个实施例，描述了一种计算机程序产品，用于生成与通信网络中数据包路由相关的码字，该计算机程序产品包括编码有指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令适用于由处理器执行以实现访问通信网络相关的拓扑信息的方法，该拓扑信息包括节点的标识符和所述通信网络节点间的互连的标识符，所述互连具有相应的相关参数。所述方法还包括生成用于互连的标识符的码字。每个所述码字的大小基于相关互连的参数。所述方法进一步包括:生成互连的标识符与所述码字之间的映射;编译路由路径，其包括与通信网络中从源节点到目的节点的互连的顺序对应的码字的有序集；以及将所述路由路径发送给所述源节点。
[0011]本发明的一个或多个实施例的具体细节在附图和下述描述中阐述。根据说明书、附图以及权利要求，本发明的其他特征、目的以及优点将会更加显而易见。
【附图说明】
[0012]包含在说明书中并形成本说明书的一部分的附图阐述本发明的实施例，并且与说明书一起，解释本发明的原理。
[0013]图1示出了实现本发明实施例所基于的计算机系统的框图；
[0014]图2示出了数据包-交换网络的示意图；
[0015]图3示出了表示依据本发明实施例的适合图2中网络使用的可变长度码字集的表格；
[0016]图4示出了表示依据本发明实施例的可分配给图2所示网络链路的指示符或符号示例的表格；
[0017]图5示出了表示依据本发明实施例的用于图2所示数据流路径的源路由路径编码报头的表格；
[0018]图6示出了依据本发明实施例的数据包报头；
[0019]图7示出了依据本发明实施例的数据包-交换网络中的源路由的方法的流程图；以及
[0020]图8示出了依据本发明实施例的数据包-交换网络中的源路由的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021]本发明实施例给现有的路由技术提供了一些优势。所揭露的内容支持用于不同网络配置的紧凑格式或者压缩格式的源路由。并且，对于源节点和目的节点之间的接口或跳的数量没有硬性限制。此处描述的系统和方法，通过给接口或者端口号分配可变长度的码字，可以有利地减小网络中某些源路由报头所需要的大小和/或长度。另外，一些实施例允许路径可逆，也就是说，目的节点可以获取跳列表，并利用其返回向源节点发送响应，以及利用其收集所遍历的链路而无需额外的开销。
[0022]本发明的一个实施例提供一种集中优化的、大小可变的、压缩的源路由编码方案。所揭露的内容描述了集中优化的软件定义网络(SDN)或者描述了中央网络控制器分配方法，用于代表接口标识符、报头解码方法以及数据包处理动作的压缩的可变长度码字。
[0023]如图1所示，此处揭露的可以实现源路由编码方案的一种通用计算机系统112包括处理器101，非易失只读存储器(ROM) 103，易失随机访问存储器(RAM) 102，数据存储设备104，可选的图形子系统105，可选的字母数字输入设备106，可选的光标控制设备107，输入输出(I/O)设备108，以及可选的显示设备110。不同的组件可以通过数据总线100或者其他数据链路111互相连接，或者耦合。
[0024]处理器101，R0M 103, RAM 102，和数据存储设备104可以是通用计算设备的一部分，所述通用计算设备例如是个人电脑(PC)，控制器，服务器，或者大型机。在不同的实施例中，计算机系统112可以以数据链路114的方式连接至通信网络。
[0025]参考图2，中央网络控制器210识别包括整个网络212的所有节点、链路和链路容量的网络拓扑。中央网络控制器210可以通过例如图1所示的通用计算机系统112实现。类似地，网络212中的每个单独节点可以通过例如图1所示的通用计算机系统112实现。
[0026]基于所识别的拓扑，中央控制器210确定可变长度码字的编码，用以表示在如网络接口或链路的网络互连上转发数据包。中央控制器210保留一些特殊的码字来指示如何解码报头，和/或指示应该执行一些数据包处理动作，如列表结束，反向列表结束，本地数据包处理等。在一些实施例中，表示在链路两端的接口的码字均被分配相同的值，以使得路径反向更简单，从而用较低的开销获取遍历链路的列表。
[0027]中央控制器210配置用于给与网络中的每个节点相关联的网络互连分配指示符，所述网络互连例如是网络链路或者接口，目的在于基于路由路径报头转发数据包，该路由路径报头包含码字的有序集。一个示例性的路由路径如沿着链路201，链路202，链路203，链路204，链路205，链路206，链路207，链路208以及链路209的顺序所示。
[0028]指示符可以包括:例如，字母数字字符，颜色或者其他符号。每个指示符可以对应很多个最优化参数中的任意一个，如相关互连上的容量，历史业务流量，或者预测的未来业务流量。当然，计算机可实现的过程，如加权图形-颜色算法，使得给链路或接口分配指示符最优化。
[0029]例如，如图3所示，中央控制器210分配包括字母“A”到“V”，“NxtHop”，“Exit”的符号，或者指示符，给整个网络的不同链路。在一个实例中，对应于递减容量的每一个所述互连分配所述符号。在其他实例中，所述符号可以根据不同的参数，如相关互连上的历史业务流量或者预测的未来业务流量，来进行分配。
[0030]尽管给与特定节点相关的每个接口或者链路分配了唯一的标识符，但是特定的标识符可以与不同节点相结合而在整个网络中被重复利用。因此，如图4所示，例如，对于图2中的网络212，符号“A”被分配给链路205和链路208两者，符号“B”被分配给链路203和链路206两者，符号“F”被分配给链路202和链路209两者。另外