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专利号: 2020101908917
申请人: 常熟理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-04-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于分布式的未来网络实现方法,其特征在于,所述网络包含路由器和设备,路由器包括接入路由器和核心路由器,设备包括服务器和节点;核心路由器配置两个以上的接口,每个接口连接一个路由器构成路由骨干网;接入路由器配置一个上游接口和两个以上的下游接口,上游接口连接核心路由器,下游接口连接设备;每个设备配置一个接口,该接口用于连接接入路由器;接口由接口ID唯一标识,接口ID为y的接口简写成接口y;每个节点具有一个唯一性的地址;每个路由器具有唯一性的坐标;

一种类型的数据由名称唯一定义,包含两个以上的分片,每个分片由分片ID唯一标识;

一个服务器能够保存一种类型数据的一个以上的分片;一种类型的数据有一个主服务器,用于保存该种数据分片的服务器信息,该主服务器预先设定;

消息由消息类型唯一标识,如下表所示:

消息类型的值 消息名称

1 设备消息

2 邻居消息

3 路径消息

4 确认消息

5 发布消息

6 服务器消息

7 请求消息

8 响应消息

9 查询消息

10 数据消息

接入路由器保存一个设备表,每个设备表项包含角色、名称、分片ID、接口ID、地址和生命周期,如果一个设备表项的角色值为0,表明该设备为节点,角色值为1,表明该设备为该设备表项的名称域值所标识的数据的主服务器,角色值为2,表明该设备为保存该名称所标识的数据的分片的服务器;

一个设备消息包含消息类型、角色值、名称、分片ID集合和地址;

节点ND1与接入路由器AR1相连,定期执行下述操作:

步骤101:开始;

步骤102:节点ND1发送一个设备消息,该设备消息的消息类型的值为1,角色域值为0,名称和分片ID集合为空,地址为节点ND1的地址;

步骤103:从接口f1接收到该设备消息的接入路由器AR1查看设备表,如果存在一个设备表项,该设备表项的地址等于该设备消息的地址,接入路由器AR1则将该设备表项的角色域更新为该设备消息的角色域,将接口ID设置为f1,将生命周期设置为最大值;否则接入路由器AR1创建一个设备表项,该设备表项的地址、名称和分片ID分别等于该设备消息的地址、名称和分片ID,角色域值等于该设备消息的角色域值,接口ID设置为f1,将生命周期设置为最大值;

步骤104:结束。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式的未来网络实现方法,其特征在于,在服务器SV1与接入路由器AR1连接,数据DA1由名称NA1定义,服务器SV1能提供数据DA1中的部分分片,所述部分分片的分片ID构成分片ID集合SS1的条件下,服务器SV1定期执行下述操作:步骤201:开始;

步骤202:服务器SV1发送一个设备消息,该设备消息的消息类型的值为1,名称为NA1,分片ID集合为SS1,地址为服务器SV1的地址;判断服务器SV1是否为数据DA1的主服务器,是则角色域值为1,否则角色值为2;

步骤203:从接口f2接收到设备消息的接入路由器AR1查看设备表,对于该设备消息中分片ID集合中的每个元素SID1,接入路由器AR1执行下述操作:如果存在一个设备表项,该设备表项的地址和名称分别等于该设备消息的地址和名称,且分片ID等于SID1,接入路由器AR1则将该设备表项的角色域更新为该设备消息的角色域,将接口ID设置为f2,将生命周期设置为最大值;否则接入路由器AR1创建一个设备表项,该设备表项的地址和名称分别等于该设备消息的地址和名称,分片ID等于SID1,角色域等于该设备消息的角色域,接口ID设置为f2,将生命周期设置为最大值;

步骤204结束。

3.根据权利要求2所述的一种基于分布式的未来网络实现方法,其特征在于,路由器保存一个邻居表,一个邻居表项包含坐标域、接口ID和生命周期;邻居消息包含消息类型和坐标;路由器R1定期执行下述操作:步骤301:开始;

步骤302:路由器R1构建一个邻居消息,该邻居消息的消息类型的值为2,坐标为路由器R1的坐标;判断路由器R1是否为核心路由器,是则从每个接口发送该邻居消息,否则路由器R1从上游接口发送该了邻居消息;

步骤303:从接口f3接收到邻居消息的路由器查看邻居表,如果存在一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该邻居消息的坐标,则将该邻居表项的接口ID更新为f3,将生命周期设置为最大值;否则,该路由器创建一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该邻居消息的坐标,接口ID等于f3,将生命周期设置为最大值;

步骤304:结束。

4.根据权利要求3所述的一种基于分布式的未来网络实现方法,其特征在于,每个接入路由器保存一个路由器表,每个路由器表项包含坐标域和坐标集合;

接入路由器通过电子地图获取每个接入路由器的坐标;接入路由器对于除了自己以外的每个接入路由器创建一个路由器表项,该路由器表项的坐标等于该接入路由器的坐标,坐标集合为空;

从一个接入路由器到达另一个接入路由器的路径由坐标集合表示,该坐标集合包含了该路径所包含的路由器的坐标;

一个路径消息包含消息类型、坐标集合、源坐标以及目的坐标;

一个确认消息包含消息类型、坐标集合和负载;

接入路由器AR1创建路由器表后,针对每个路由器表项T1,接入路由器AR1执行下述操作:步骤401:开始;

步骤402:接入路由器AR1创建一个路径消息,该路径消息的消息类型的值为3,坐标集合为空,源坐标为接入路由器AR1的坐标,目的坐标为路由器表项T1的坐标;接入路由器AR1选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标与该路径消息目的坐标之间的距离最近,将该邻居表项的坐标加入到该路径消息的坐标集合中并作为最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该路径消息;

步骤403:路由器接收到路径消息,判断该路由器的坐标是否等于该路径消息的目的坐标,是则执行步骤405,否则执行步骤404;

步骤404:接收到路径消息的路由器选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标与该路径消息目的坐标之间的距离最近,将该邻居表项的坐标加入到该路径消息的坐标集合中并作为最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该路径消息,执行步骤403;

步骤405:接收到路径消息的路由器设置一个坐标集合参数p1,参数p1的值等于该路径消息的坐标集合;接收到路径消息的路由器从参数p1从删除最后一个元素,将路径消息的源坐标加入到参数p1中并作为第一个元素;接收到路径消息的路由器选择一个路由器表项,该路由器表项的坐标等于等路径消息的源坐标,将该路由器表项的坐标集合设置为参数p1;接收到路径消息的路由器设置一个坐标集合参数p2,参数p2为空,将该路径消息的目的坐标加入到参数p2中并作为最后一个元素,构建一个确认消息,该确认消息的消息类型的值为4,坐标集合等于参数p1,负载为参数p2;接收到路径消息的路由器选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该确认消息坐标集合的最后一个元素,将确认消息坐标集合中的最后一个元素加入到确认消息负载中的参数p2并作为最后一个元素,从该确认消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该确认消息;

步骤406:路由器接收到确认消息,判断该确认消息的坐标集合是否为空,是则执行步骤408,否则执行步骤407;

步骤407:接收到确认消息的路由器选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该确认消息坐标集合的最后一个元素,将确认消息坐标集合中的最后一个元素加入到确认消息负载中的参数p2中并作为最后一个元素,从该确认消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该确认消息,执行步骤406;

步骤408:接入路由器AR1接收到该确认消息后,设置一个坐标集合参数p3,参数p3的值等于该确认消息负载中的参数p2的值,接入路由器AR1从参数p3中删除最后一个元素,将路由器表项T1的坐标集合域值设置为参数p3;

步骤409:结束。

5.根据权利要求4所述的一种基于分布式的未来网络实现方法,其特征在于,每个接入路由器保存一个主服务器表,一个主服务器表项包含名称、坐标域和生命周期;每个与主服务器连接的接入路由器维护一个索引表,一个索引表项包含分片ID、名称、坐标和生命周期;

一个发布消息包含消息类型、坐标集合、源坐标和名称;

一个服务器消息包含消息类型、坐标集合、名称和负载;

服务器SV1与接入路由器AR1连接,服务器SV1是数据DA1的主服务器,数据DA1由名称NA1定义;服务器SV1定期执行下述操作:步骤501:开始;

步骤502:服务器SV1发送发布消息,该发布消息的消息类型的值为5,坐标集合为空,源坐标为空,名称为NA1;接入路由器AR1从下游接口接收到该发布消息后,将该发布消息的源坐标设置为自己的坐标,然后查看路由器表,针对每个路由器表项,接入路由器AR1执行下述操作:接入路由器AR1将该发布消息的坐标集合设置为该路由器表项的坐标集合,选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该发布消息坐标集合的最后一个元素,从该发布消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该发布消息;

步骤503:路由器接收到发布消息,判断该发布消息的坐标集合是否为空,是则执行步骤505,否则执行步骤504;

步骤504:接收到发布消息的路由器选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该发布消息坐标集合的最后一个元素,从该发布消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该发布消息,执行步骤503;

步骤505:接收到发布消息的路由器查看主服务器表,如果存在一个主服务器表项,该表项的名称等于该发布消息的名称,该路由器则将该主服务器表项的坐标域值更新为该发布消息的源坐标,将生命周期设置为最大值;否则,该路由器创建一个主服务器表项,该表项的名称等于该发布消息的名称,坐标域值等于该发布消息的源坐标,将生命周期设置为最大值;

步骤506:接收到发布消息的路由器查看设备表,如果存在一个设备表项,该设备表项的名称等于该发布消息的名称,则执行步骤507,否则执行步骤512;

步骤507:接收到发布消息的路由器选择所有名称等于该发布消息的名称的设备表项,针对每个选中的设备表项,该路由器创建一个索引表项,该索引表项的名称和分片ID分别等于该设备表项的名称和分片ID,坐标等于该路由器的坐标,生命周期设置为最大值;

步骤508:接收到发布消息的路由器选择一个路由器表项,该路由器表项的坐标等于该发布消息的源坐标,该路由器构建一个服务器消息,该服务器消息的消息类型的值为6,坐标集合等于该路由器表项的坐标集合,名称等于该发布消息的名称,负载为所有创建的索引表项;该路由器选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该服务器消息坐标集合的最后一个元素,从该服务器消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该服务器消息;

步骤509:路由器接收到服务器消息,判断该服务器消息的坐标集合是否为空,是则执行步骤511,否则执行步骤510;

步骤510:接收到服务器消息的路由器选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该服务器消息坐标集合的最后一个元素,从该服务器消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该服务器消息,执行步骤509;

步骤511:接收到服务器消息的路由器查看该服务器消息的负载,针对该服务器消息负载中的每个索引表项E1,接收到服务器消息的路由器执行下述操作:如果该路由器在自己的索引表中存在一个索引表项E2,索引表项E2的名称、分片ID和坐标分别等于索引表项E1的名称、分片ID和坐标,路由器则将索引表项E2的生命周期设置为最大值,否则,该路由器创建一个索引表项,该索引表项的名称、分片ID和坐标分别等于索引表项E1的名称,分片ID和坐标,生命周期设置为最大值;

步骤512:结束。

6.根据权利要求5所述的一种基于分布式的未来网络实现方法,其特征在于,请求消息包含消息类型、地址、分片ID集合、名称、坐标集合和源坐标;

响应消息包含消息类型、地址、分片ID集合、名称、坐标集合和负载;

查询消息包含消息类型、地址、分片ID、名称、坐标集合、源坐标和目的坐标;

数据消息包含消息类型、地址、分片ID、名称、坐标集合、目的坐标和负载;

节点ND2与接入路由器AR2相连,节点ND2需要获取数据DA1中的部分分片,所述部分分片的分片ID集合为SS2,数据DA1由名称NA1标识;节点ND2执行下述过程获取所需分片:步骤601:开始;

步骤602:节点ND2发送一个请求消息,该请求消息的消息类型的值为7,地址为节点ND2的地址,分片ID集合等于SS2,名称为NA1,坐标集合为空,源坐标为空;接入路由器AR2接收到请求消息,将该请求消息的源坐标设置为自己的坐标,选择一个主服务器表项,该主服务器表项的名称等于该请求消息的名称,选择一个路由器表项,该路由器表项的坐标等于该主服务器的坐标,将该请求消息的坐标集合设置为该路由器表项的坐标集合;接入路由器AR2选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该请求消息坐标集合的最后一个元素,从该请求消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该请求消息;

步骤603:路由器接收到请求消息,判断该请求消息的坐标集合是否为空,是则执行步骤605,否则执行步骤604;

步骤604:接收到请求消息的路由器选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该请求消息坐标集合的最后一个元素,从该请求消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该请求消息,执行步骤603;

步骤605:接收到请求消息的路由器查看索引表,针对该请求消息分片ID集合中的每个元素SID2,该路由器选择一个索引表项,该索引表项的名称等于该请求消息的名称,分片ID等于SID2;

步骤606:接收到请求消息的路由器选择一个路由器表项,该路由器表项的坐标等于该请求消息的源坐标,构建一个响应消息,该响应消息的消息类型的值为8,分片ID集合、地址和名称分别等于该请求消息的分片ID集合、地址和名称,坐标集合等于该路由器表项的坐标集合,负载为选中的所有索引表项;接收到请求消息的路由器选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该响应消息坐标集合的最后一个元素,从该响应消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该响应消息;

步骤607:路由器接收到该响应消息,判断该响应消息的坐标集合是否为空,则执行步骤609,否则执行步骤608;

步骤608:接收到响应消息的路由器选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该响应消息坐标集合的最后一个元素,从该响应消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该响应消息,执行步骤607;

步骤609:接收到响应消息的路由器选择一个设备表项,设备表项的地址等于该响应消息的地址,从该设备表项的接口ID所标识的接口发送该响应消息;

步骤610:节点ND2接收到响应消息,针对响应消息负载中的每个检索表项E3,节点ND2发送一个查询消息,该查询消息的消息类型的值为9,地址等于节点ND2的地址,分片ID和名称分别等于索引表项E3的分片ID和名称,坐标集合为空,源坐标为空,目的坐标等于索引表项E3的坐标;接入路由器AR2接收到该查询消息后,将该查询消息的源坐标设置为自己的坐标,选择一个路由器表项,该路由器表项的坐标等于该查询消息的目的坐标,将该查询消息的坐标集合设置为该路由器表项的坐标集合;接入路由器AR2选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该查询消息坐标集合的最后一个元素,从该查询消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该查询消息;

步骤611:路由器接收到查询消息,判断该查询消息的坐标集合是否为空,是则执行步骤613,否则执行步骤612;

步骤612:接收到查询消息的路由器选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该查询消息坐标集合的最后一个元素,从该查询消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该查询消息,执行步骤611;

步骤613:接收到查询消息的路由器选择一个设备表项,该设备表项的名称和分片ID分别等于该查询消息的名称和分片ID,从该设备表项的接口ID所标识的接口转发该查询消息;服务器接收到该查询消息后,发送一个数据消息,该数据消息的消息类型的值为10,地址、分片ID和名称分别等于该查询消息的地址、分片ID和名称,目的坐标等于该查询消息的源坐标,坐标集合为空,负载为该查询消息的名称和分片ID所标识的分片;与该服务器相连的路由器接收到该数据消息后,选择一个路由器表项,该路由器表项的坐标等于该数据消息的目的坐标,将该数据消息的坐标集合设置为该路由器表项的坐标集合;该路由器选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该数据消息坐标集合的最后一个元素,从该数据消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该数据消息,步骤614:路由器接收到该数据消息,判断该数据消息的坐标集合是否为空,是则执行步骤616,否则执行步骤615;

步骤615:接收到数据消息的路由器选择一个邻居表项,该邻居表项的坐标等于该数据消息坐标集合的最后一个元素,从该数据消息坐标集合中删除最后一个元素,从该邻居表项的接口ID所标识的接口发送该数据消息,执行步骤614;

步骤616:接收到数据消息的路由器选择一个设备表项,该设备表项的地址等于该数据消息的地址,从该设备表项的接口ID所标识的接口转发该数据消息;节点ND2接收到该数据消息后,保存该数据消息负载中的分片;如果节点ND2接收到分片ID集合SS2和名称NA1所定义的所有分片,则执行步骤617,否则执行步骤614;

步骤617:结束。