[发明专利]一种动态选择路由的方法及CLOS交换网系统

说明书

技术领域

本发明涉及大容量高端路由器中网络交换技术，尤其涉及一种动态选择路由的方法及CLOS交换网系统。

背景技术

交换网络是连接路由器输入端口和输出端口的“桥梁”，是实现分组报文转发的核心网络。在大容量高端路由器中，为满足超过大信息量的交换容量需求，通常采用多级互联的交换网络，三级CLOS(Charles Clos)交换网络是最常用的一种多级互联交换网络。

图1所示为对称的三级CLOS网络，包括3×N个交换功能(SwitchingFunction，简称SF)也称为交换单元，N为正整数，3N个交换单元按照一定的连接关系被分为三级，每一级包括N个交换单元，第一级交换单元称为SF1，第二级交换单元称为SF2，第三级交换单元称为SF3。每个SF具有N个输入(出)端口，整个三级CLOS网络有N×N个输入端口以及N×N输出端口，三级CLOS网络的每个输入端口和每个输出端口均连接一个交换接入(Switching Access)单元简称为SA。

在面向连接网络应用背景下，对CLOS网络的研究取得了大量丰硕的成果，但是对分组交换CLOS网络的研究目前才刚刚起步。由于应用背景、衡量标准、研究重点等的不同，使得许多在面向连接网络背景下CLOS网络的研究成果在分组交换CLOS网络中不再适用。

路由器中的分组交换网络大多采用定长信元交换机制，进入路由器的变长IP分组在交换网络输入端被源交换接入单元(SA)“切割”成固定长度的信元，将定长信元从交换网络的输入端口按照某些特定算法确定出的路由传递到输出端口，与输出端口连接的目的交换接入单元(SA)再将信元重组为IP分组。如何在CLOS网络中为信元选择从输入端口到输出端口的路由是高端路由器实现的一项关键技术。

对现有三级CLOS分组交换网络的路由选择方法都是从单Crossbar交换网络的调度方法扩展而来的，这些方法的实质是一种集中式控制，也就是将三级CLOS网络中所有交换单元看作一个整体来进行控制，由控制中心收集和维护交换网络的状态信息，并根据此信息确定出路由途径后，由相关交换单元根据此路由进行相应转发。此种集中控制的方式的算法复杂性较高，同时控制中心的运算开销较大，尤其是在交换网络规模较大输入端口和输出端口较多的情况下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种动态选择路由的方法及CLOS交换网系统，采用分布式控制方式实现路由选择，提高系统效率及灵活性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种动态选择路由的方法，包括：源交换接入单元和目的交换接入单元之间的各交换单元中均设置并动态维护路由表，交换单元接收到来自源交换接入单元的信元后，根据所述路由表确定下一路由点并将信元转发至此下一路由点，所述下一路由点为下一级交换单元或目的交换接入单元。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

交换单元中的路由表包括单播路由表，单播路由表中记录交换接入单元与此交换单元的一个或多个端口的连通映射关系；交换单元从接收到的来自源交换接入单元的单播信元中获知目的交换接入单元标识后，根据维护的单播路由表中的连通映射关系确定与所述目的交换接入单元对应的一端口，并将单播信元转发至与此端口具有连通关系的下一路由点。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

交换单元从接收到的来自源交换接入单元的单播信元中获知目的交换接入单元标识后，根据维护的单播路由表以及路由控制信息确定一端口，具体包括：交换单元根据维护的单播路由表确定与所述目的交换接入单元标识对应的一个或多个端口后，进一步根据端口所连接链路的路由控制信息确定一端口；所述路由控制信息包括端口的掩码、端口的链路有效状态、端口的队列信息。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

在系统初始化阶段，交换单元通过自学习的方式创建单播路由表，具体包括：交换单元从一端口接收到源自一交换接入单元的单播信元后，将此端口与此交换接入单元的连通映射关系记录入单播路由表；在系统运行阶段，交换单元对单播路由表进行更新，具体包括：交换单元发送控制信令以获知各端口与目的交换接入单元的连通映射关系是否有效，并根据测试结果更新此连通映射关系。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

交换单元之间通过发送路由专用控制信令进行单播路由表的创建和更新，所述路由专用控制信令携带以下信息：源交换接入单元标识，目的交换接入单元标识，源交换单元标识，源交换单元与接收此路由专用控制信令的交换单元间的链路号，链路双向可达性信息。

进一步地，上述方法还具有以下特点：