[发明专利]基于虚拟链路的边缘容错路由方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于虚拟链路的边缘容错路由方法和装置，该方法利用贪心转发策略，构建一个全部边缘节点构成的结构化虚拟链路网络，由物理链路和虚拟链路链接，每个边缘节点存储着构建该网络的路由表；当源节点需要向目标节点转发数据包时，源节点在数据包上添加目标节点的标识符，根据路由表中的路由表项，贪心地选择在标识符空间内距离目标节点最近的节点作为下一跳目标，并通过构建的网络转发数据包，直至到达目标节点；面临节点宕机或链路断路时，通过回溯策略和贪心转发策略旁路绕过。本发明具有路由延伸性好，容错性高的特点，能够适应大规模的边缘节点，保证了边缘节点在可靠性差、且常发生节点扰动的情况下，仍能完成路由任务。

技术领域

本发明涉及网络路由及网络架构领域，具体涉及一种基于虚拟链路的边缘容错路由方法和装置。

背景技术

边缘计算逐渐取代云计算，成为未来的主流计算框架。在边缘计算场景下，边缘节点将通过公网链路与云端连接，云端负责下发指令和接收反馈，来管理边缘节点。考虑到公网链路的不稳定性，人们提出了基于边缘节点的网格网络，该网络使边缘节点在公网网络信号弱或断网条件下维持边缘业务运行。从Gartner的边缘计算报告中的介绍知道，边缘网格网络所带来的边缘节点自治能力，是边缘计算的主要诉求之一。

鉴于此，现有技术旨在通过覆盖网络技术构建由边缘节点构成的网格网络。在IEEE INFOCOM 2019的《Efficient Indexing Mechanism for Unstructured DataSharing Systems in Edge Computing》和IEEE ICDCS 2019的《Efficient DataPlacement and Retrieval Services in Edge Computing》中，研究人员使用DelaunayTriangulation拓扑结构，构建覆盖网络来达到形成网格网络的目的。在IEEE INFOCOM2020的《A Fast Hybrid Data Sharing Framework for Hierarchical Mobile EdgeComputing》中，提及使用DHT拓扑结构构建覆盖网络。但是在上述方法存在以下两个问题：

1.Delaunay Triangulation拓扑结构需要以边缘节点在物理空间内的坐标作为标识符，当边缘节点移动时，则Delaunay Triangulation拓扑结构将重新构建，不适合大规模的边缘节点；

2.当边缘节点宕机或边缘节点之间的物理链路断路时，将会破坏DHT拓扑结构，使得信息在所述覆盖网络中转发失败。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于虚拟链路的边缘容错路由方法和装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于虚拟链路的边缘容错路由方法，包括如下步骤：

步骤一：在边缘计算网络中给每个边缘节点附加一个全局唯一的标识符，获得两个边缘节点在标识符空间内的节点距离；

步骤二：构建一个部分边缘节点构成的结构化虚拟链路网络；

步骤三：构建一个全部边缘节点构成的结构化虚拟链路网络；

步骤四：当边缘计算网络中源节点需要向目标节点发送数据包时，源节点在数据包上添加目标节点的标识符，在步骤三构建的结构化虚拟链路网络内查找当前边缘节点的路由表项，并根据数据包上添加的目标节点的标识符决定下一跳信息，将数据包以贪心转发的形式转发至目标节点；

步骤五：所述数据包在贪心转发过程中遇到链路断路或节点宕机时，通过回溯策略避开断路链路或宕机节点，并贪心转发至目标节点。

进一步地，所述步骤二具体为：

（2.1）在边缘计算网络中，通过领导者节点选举算法选举出一个领导者节点；