CN1761239A - 用于重新路由计算机网络中的流量的方法和设备 - Google Patents

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CN1761239A CNA2005101040897A CN200510104089A CN1761239A CN 1761239 A CN1761239 A CN 1761239A CN A2005101040897 A CNA2005101040897 A CN A2005101040897A CN 200510104089 A CN200510104089 A CN 200510104089A CN 1761239 A CN1761239 A CN 1761239A
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夸西姆·A.·巴达特
亚当·C.·罗斯曼
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Abstract

一种重新路由计算机网络中的流量的方法和设备，选择路由元件，将子网掩码应用到路由元件的接口地址，以产生子网地址，从子网地址确定相邻元件的地址，以及从相邻元件获取配置信息。根据配置信息确定网络拓扑，选择网络拓扑中的链路，并修改与链路关联的成本。修改的成本使链路不太需要被路由通过。一种用于确定计算机网络中的相邻路由元件的地址的方法和设备，以逐位AND操作将子网掩码和关联的接口地址组合起来，以产生子网地址，忽略子网地址中的最高和最低的子网地址，以及所选择的路由元件的地址，并将其余子网地址标识为与相邻路由元件关联。

Description

用干重新路由计算机网络中的流量的方法和设备
技术领域
一般来说，本发明涉及网络通信系统维护，具体来说，涉及从接受维护的特定路由元件重新路由网络流量的自动化方法。
背景技术
在特定网络路由器需要例行的或快速维护的情况下，重新路由是十分重要的。这样的维护可以由网络系统管理员来实现，但在重新路由过程中，它是繁琐的，并容易发生错误。基于因特网协议(IP)的通信网络中的动态路由通常是通过使用诸如开放式最短路径优先(OSPF)路由协议之类的内部网关协议(IGP)来实现。OSPF协议基本上是促进与外部网络进行通信的网络互联或网关协议。
路由是以OSPF协议通过具有包含与网络拓扑相关的信息的路由数据库的每一个网络节点(例如，网络节点之间的链路)来实现的。路由数据库被每一个节点利用来确定将消息传输到目标站点的路径。路由或路径信息通常存储在路由表中。路由数据库通过在相邻节点之间交换链路状态广告(LSA)数据包来更新。这些数据包通常包括与网络节点的当前链路相关的信息，通常是周期性地传输的，和/或在对网络拓扑的修改的情况下传输的。OSPF协议指定特定路由器，以将LSA数据包发送到广播类型的网络中的邻居，而LSA数据包是通过点对点和/或非广播类型网络内的广播数据包来传输的。如此，OSPF协议能够确定IP通信网络的拓扑并确定要使用的路由。
OSPF协议可以通过在网络节点之间进行的邻居发现和维护或所谓的“Hello”类型的数据包的定期传输和接收进一步检测被禁用的通信链路。每一个节点都周期性地传输这些数据包，以发现相邻节点，并确保该节点和相邻节点之间的通信。此外，OSPF协议还可以确定利用被禁用的链路并且当由于定期或非例行维护而从有效服务中删除特定网络节点时不再有效的当前路由的替代路由。然而，OSPF路由协议具有多个缺点。
具体来说，此协议将花有限时间间隔以检测和修复被破坏或禁用的路由。虽然在路由由于不可预见的事件而变得被禁用的情况下这是不可避免的，当有涉及影响路由的耐久性网络拓扑改变的先验知识可用时，例如，当预定对一个网络节点进行维护或升级时，协议效率不是最佳的。在此情况下，通过在网络拓扑改变之前确定替代路由，可以提高协议效率。
OSPF是广泛使用的域内的路由协议。它也是链路状态路由协议，意味着，自治系统(AS)内的每一个路由器发现和构建网络拓扑的整个视图。此拓扑视图在概念上是有向图，其中，每一个路由器都代表拓扑图形中的顶点，相邻路由器之间的每一个链路代表了单向边缘。每一个链路还具有关联的权重，该权重是在路由器的配置文件中以管理方式进行分配的。通过使用有权重的拓扑图形，每一个路由器都以其本身作为根，计算最短路径树，并应用这些结果来构建其转发表。这就确保了数据包沿着最短路径按照链路权重被转发到它们的目标。
最短路径树的计算在这里被称为SPF(最短路径首先)计算，而产生的树被称为最短路径树(SPT)。OSPF拓扑可以被分成定义两个级别层次结构的区域。被称为主干网区域的区域0驻留在层次结构的最高一级，并提供到非主干网区域(编号1、2...)的连接。OSPF协议将每一个链路正好分配到一个区域。
具有到多个区域的链路的路由器叫做“边界路由器”。路由器维护了在其中它具有链路的每一个区域的完整的拓扑图形。路由器不拥有远程区域的整个拓扑，而只具有对有关从其区域的一个或多个边界路由器到远程区域中的每一个节点的路径的总权重的信息访问权限。OSPF允许路由信息从诸如边界网关协议(BGP)之类的其他路由协议导入。将路由信息从其他协议导入到OSPF的路由器叫做“自治系统边界路由器(ASBR)”。
OSPF分三个阶段执行SPF计算。在第一阶段，它通过计算每一个区域的拓扑图形的SPT来计算到区域内的目标的路由。此阶段被称为区域内的阶段。在第二阶段，它通过基于路径权重信息来选择适当的边界路由器作为中间节点来计算到每一个远程节点的路由。此阶段被定义为区域之间的阶段。
在最后阶段，它通过选择适当的ASBR作为中间节点来计算到每一个外部节点的路由。此阶段被称为外部阶段。由运行OSPF的路由器负责描述链路状态广告(LSA)中的本地连接。这些LSA被可靠地流到网络中的所有其他路由器，这会使得其余路由器构建拓扑的节点特定的视图。路由器存储器中的LSA集叫做“链路状态数据库”，在概念上构成了路由器的拓扑图形。
下列讨论被证明是因特网协议(IP)寻址概念的概述。IP地址是节点的唯一标识符或IP网络上的主机连接。IP地址是通常表示为四个(4)十进制数的32位二进制数，每一个十进制数都代表0到255范围内的八个(8)位(被称为八位字节)，它们用十进制点分开。这被称为“带小数点的十进制格式”表示法。例如，140.179.220.200是一个IP地址，其二进制形式如下：
10001100.10110011.11011100.11001000。
默认子网掩码的典型值如下：
类别A-255.0.0.0-11111111.00000000.00000000.00000000
类别B-255.255.0.0-11111111.11111111.00000000:00000000
类别C-255.255.255.0-11111111.11111111.11111111.00000000
IP地址包括两个部分。一个部分标识网络，而另一个部分标识节点。地址的类别和子网掩码确定了IP地址的哪一部分属于网络地址，哪一部分属于节点地址。
将子网掩码应用到IP地址可以标识地址的网络和节点部分。网络位由掩码中的1表示，而节点位由0表示。在IP地址及其子网掩码之间执行逐位逻辑AND操作将会产生网络地址或编号。
例如，在类别B IP地址140.179.240.200的二进制形式和默认类别B子网掩码255.255.0.0的二进制形式之间执行的逐位逻辑AND操作将产生140.179.0.0的网络地址，如下所示：
1 0001100.10110011.11110000.11001000   (140.179.240.200)
11111111.11111111.00000000.00000000     (255.255.000.000)
10001100.10110011.00000000.00000000     (140.179.000.000)
根据无类别域间路由(CIDR)，子网掩码表示法可以使用简化形式。具体来说，不是显式提供子网掩码的位；子网掩码可以通过开始掩码的1的数量来参考。例如，不是将地址和子网掩码写作“192.60.128.0，子网掩码255.255.252.0”，网络地址可以简单地表示为“192.60.128.0/22”，表示网络的起始地址，以及地址的网络部分中的1的数量，即，二十二(22)。A/22子网掩码将按如下方式以二进制形式表示：
11111111.11111111,11111100.00000000.
CIDR表示法也可以用来表示有类别的地址。例如，类别A子网掩码(255.0.0.0)可以表示为/8子网掩码；类别B子网掩码(255.255.0.0)可以表示为/16子网掩码；而类别C子网掩码(255.255.255.0)可以表示为/24子网掩码。
OSPF和静态路由支持可变长度子网掩码(VLSM)。利用VLSM，不同掩码可以用于不同接口上的相同网络号码。例如，假设使用了30位子网掩码，为接口主机地址预留了两个位的地址空间。这为点对点链路上的两个主机端点提供了足够的主机地址空间。
数据网络，如在可路由的网络上执行任何类型的定期维护或升级的通信业务提供商所维护的那些数据网络，会由于在维护期间的路由重新收敛性而发生数据包的丢失和延迟。此外，复杂的非自动化的配置更改也会容易产生人为错误。例如，在手动成本发生变化期间，具有大约三十三个(33)邻居(纽约主干网路由器)的典型的路由器所需的时间将需要大约一个到两个小时。这么长的时间中大部分将花费在通过依赖网络图发现邻居，使用本地链路IP地址等等进行臆测方面。一旦完成了维护活动，操作员必须手动记录当前配置的成本并恢复它们，在这种情况下，一个接一个地，咱三十三个(33)邻居(路由器)上进行。在许多情况下，这种手动过程将会导致不正确的或遗漏的链路成本配置，不对称的成本恢复，这将导致PlantOperator Error(POE)和每百万缺陷数(DPM)增大。
发明内容
相应地，本发明的目标是提供操作员可定义的接口，该接口可以促进完成方便地在对某路由元件进行维护之前cost out计算机网络中的路由元件以及在维护之后倒退过程所需的任务，无论这些任务是自动还是手动执行的，无需网络拓扑的先验知识。
本发明的另一个目标是减少或消除人为错误，如由于计算机网络中的路由元件的重新配置，在维护之前和之后，成本更改不正确、接口被跳过，以及成本更改不对称。
本发明的再一个目标是显著降低在对计算机网络中的路由元件进行维护期间的操作员活动。
本发明的又一个目标是由于跨计算机网络的数据包丢失的情况的减少而对维护过程和性能的显著改进。
本发明的进一步的目标是提供一种诊断接口，用于排除从管理网络的接口IP地址到接受维护的路由器以及其邻居的接口IP地址的可达到性方面的故障。
本发明的进一步的目标是提供用于确定相邻路由元件的IP地址的方法，该方法可以是自动化的和/或手动执行的，无需网络拓扑的先验知识。
上述目标可以分别地和/或组合地实现，并不意味着，本发明被理解为两个或更多目标组合起来，除非由所附的权利要求明确地需要。
本发明的实施例涉及在计算机网络中的路由元件周围路由网络流量的方法。该方法包括这些步骤：选择路由元件，将子网掩码应用到与所选择的路由元件关联的接口地址，以产生多个子网地址，从子网地址确定链接到所选择的路由元件的相邻路由元件的地址，以及从相邻路由元件获取配置信息。该方法还包括从配置信息确定网络拓扑，选择网络拓扑中的多个链路中的某一个链路，以及修改与所选择的链路关联的成本。修改的成本用于使所选择的链路不太需要被路由通过，从而在所选择的路由元件周围路由网络流量。
该方法可以进一步包括提示操作员提供鉴别信息，对鉴别信息进行验证，并响应成功的验证，授予访问权限。配置信息可以在修改与所选择的链路关联的成本的步骤之前存储起来，并在修改与所选择的链路关联的成本的步骤之后恢复。修改与所选择的链路关联的成本的步骤还可以包括输入与所选择的链路关联的成本，预览成本，授权成本，以及响应授权，将成本应用到所选择的链路。维护可以在修改与所选择的链路关联的成本之后在所选择的路由元件上执行，在维护之后，可以恢复配置信息。
本发明的实施例还涉及在计算机网络中的路由元件周围路由网络流量的设备，该设备包括处理设备、输入设备，以及显示器。输入设备和显示器可操作地连接到处理设备。计算机网络包括关联的多个路由元件，操作员通过输入设备选择路由元件。
处理设备将子网掩码应用到与所选择的路由元件关联的接口地址，以产生多个子网地址，从子网地址确定链接到所选择的路由元件的相邻路由元件的地址，以及获取与相邻路由元件关联的配置信息。处理设备从配置信息确定网络拓扑，而操作员通过输入设备选择链路。操作员通过输入设备修改与所选择的链路关联的成本，该成本使所选择的链路不太需要被路由通过，从而在所选择的路由元件周围路由网络流量。
处理设备可以提示操作员提供鉴别信息，并对鉴别信息进行验证。该设备还可以包括可操作地连接到处理设备的存储器，该存储器在修改成本的步骤之前存储配置信息。优选情况下，处理设备在修改成本的步骤之后从存储器恢复存储的配置信息。
处理设备可以包括专用集成电路(ASIC)、微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)，以及计算机中的至少一个。输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸板以及轨迹球中的至少一个。
本发明的实施例还涉及确定计算机网络中的与所选择的路由元件相邻的路由元件的地址的方法，该方法包括以逐位AND方式组合子网掩码和与所选择的路由元件关联的接口地址组合以产生多个子网地址的接口地址的步骤。该方法还包括忽略多个子网地址的最高和最低的子网地址，忽略多个子网地址中的所选择的路由元件的地址，以及将其余子网地址标识为相邻路由元件的地址。
本发明的实施例还涉及用于确定与计算机网络中的所选择的路由元件相邻的路由元件的地址的设备，该设备包括处理设备、输入设备，以及显示器。该处理设备以逐位AND方式将子网掩码和所选择的路由元件的接口地址组合起来，以产生多个子网地址。该处理设备忽略多个子网地址的最高和最低的子网地址，忽略多个子网地址中的所选择的路由元件的地址，以及将其余子网地址标识为相邻路由元件的地址。
通过阅读下面的参考附图进行的说明，本发明的其他目标和特点将变得显而易见。然而，应该理解，图形只作为说明，而不作为对本发明的限制。
附图说明
图1是一种计算机网络的方框图，该计算机网络包括根据本发明构成的链路和路由元件。
图2是根据本发明构成的路由元件的方框图。
图3a和3b是根据本发明的计算机网络中的在路由元件周围重新路由流量的方法的流程图。
图3c是根据本发明的用于确定相邻路由元件的地址的方法的流程图。
图4是能使操作员从网络节点路由器的列表中选择路由器将接受维护活动的显示器的图形表示。
图5是显示了被选择将接受维护的路由器和其邻居的显示器的图形表示。
图6是显示了相邻网络节点路由器类别和关联的cost-out值的显示器的图形表示。
图7是显示了正处于维护中的网络节点路由器以及恢复的相邻原始链路成本的显示器的图形表示。
图8是在根据本发明的计算机网络中用于重新路由流量的计算机系统的图形表示。
具体实施方式
本发明通过使操作工程师选择路由元件，自动查询所选择的元件有关其当前开放式最短路径优先(OSPF)或其他路由协议设置，并使一个或多个OSPF设置更改，以便可以方便地cost out所选择的路由元件，基本上克服了现有技术中的问题。成本与每一个路由器接口或链路的输出端关联。系统管理员可以配置此成本。成本越低，接口就越可能被用来转发数据流量。“Cost out”是指调整与通向路由元件的链路关联的成本，以便这些路径将逐渐地被通过其他路由元件而绕过，从而将流量从将被“cost out”的路由元件转移。优选情况下，将当前设置记录下来，以便在维护完成之后进行自动恢复。
最近的和正在发展的因特网协议(IP)应用程序，如Voice-Over-IP和On-Line Gaming等，越来越容易受到由于维护活动而造成的IP基础结构的变化的影响。为了减轻对客户的影响，本发明为IP网络提供了一种新颖的网络维护过程，该过程在对所感兴趣的路由器进行维护之前修改连接到该路由器的链路上的OSPF成本。
这种从路由器转移流量的过程对客户的影响较小。然而，在由于需要修改与单个路由器关联的许多链路成本而手动执行的情况下，这种减轻步骤比较费时，并容易发生人为错误。操作员错误是IP主干网中的每百万缺陷数(DPM)的主要来源。此外，与现场的人员难以进行清晰的通信也会产生错误的路由元件，从而会产生影响客户的更多的事件。
可以简称为路由元件自动化更改工具(REACT)的本发明，通过在路由元件上进行的维护活动之前和之后自动化OSPF成本配置更改，帮助使重新收敛性平滑，并防止人为错误。这种工具能够从网络中平稳地删除路由节点，在完成维护之后，将路由器重新引入回其正常转发操作模式。
优选情况下，REACT工具是以实用提取和报告语言(PERL)脚本来实现的，该语言是用于处理文本的编程语言，为进行维护而方便地cost out IP路由元件，并能力从各种路由元件派生和修改当前设置，以便可以通过单个接口访问来自许多供应商的IP路由元件。
优选情况下，响应单个命令来查询和查看成本设置，对路由元件成本配置的修改优选情况下是在受控制的非流量影响环境中进行的。当前成本记录在唯一文件结构中，对于路由元件的所选择的子集，该工具优选情况下会向现场的工作人员创建可视通知。在成功地完成维护之后，该工具优选情况下恢复初始记录的设置，以使路由元件回到其路由路径。优选情况下，该工具还能使操作员在应用修改之前预览设置修改，并可以将更改的范围限制在特定原则内。
图1显示了其中可以利用根据本发明构成的REACT模块的通信网络的示例。优选情况下，网络10包括多个节点12，这些节点促进网络10中的通信。网络10可以用于各种用途。例如，网络节点12可以收集和处理用于通过通信网络10传输到其他网络节点12的信息。优选情况下，每一个网络节点12都包括路由器16，如图2所详细显示的，该路由器通过点对点链路14与其他网络节点路由器16相互连接。
优选情况下，通信网络10使用路由协议来促进信息在整个网络10中的路由。只作为示例，网络利用开放式最短路径优先(OSPF)因特网协议(IP)来动态地发现路由。然而，网络也可以使用当前技术已知的任何路由协议。根据OSPF协议，网络10内的每一个网络节点12都维护了一个路由数据库(未显示)，其中包括了能使网络节点12为路由数据包确定适当的路径的信息。
网络节点数据库内包含的信息通常涉及各种网络节点12之间的链路14，而路由信息通常维护在路由表内。OSPF协议是链路状态类型的路由协议，并用于通过将每一个网络节点的链路状态广告(LSA)类型或数据库更新数据包传输到每一个网络节点来进行节点数据库的同步。优选情况下，响应促进了节点数据库的更改的对网络的修改，这些数据包通过多个点对点消息，例如，从源节点到特定目标网络节点的消息，传输到相邻网络节点12。
当接收到数据库更新数据包时，优选情况下，将点对点的OSPF类型的确认(ACK)数据包从目标节点传输到源节点，以表示接收到了数据库。OSPF协议可以通过在网络节点之间进行的邻居发现和维护或“Hello”类型的数据包的定期传输和接收进一步检测被禁用的或成本已改变的通信链路。每一个节点都周期性地传输这些数据包，以发现相邻节点，并确保该节点和相邻节点之间的通信。此外，OSPF协议还可以确定利用高成本或不再有效的被禁用的链路的当前路由的替代路由。
如上所述，OSPF协议是链路状态类型的协议，与诸如路由信息协议(RIP)之类的距离矢量类型的协议相比，有多个优点，在距离矢量类型的协议中，路由器交换到已知目标的优选路径的距离的矢量。例如，OSPF协议快速发现和传播涉及整个网络中的成本改变的、被禁用的或中断的链路的信息。此外，链路状态协议通常比距离矢量协议具有更快的收敛时间。此外，距离矢量协议还会遇到所谓的“统计到无穷大问题”，该问题使这些协议对被禁用或cost out的链路反应变慢。
所谓的“分离地平线”算法部分地减轻了此问题，但有产生了多个其他缺点。而对于链路状态的协议，不会遇到这类收敛性问题。由于每一个路由器都维护了一个完整的网络拓扑的数据库，涉及被禁用的或cost out链路的信息可以快速地在整个网络中传播。路由器重新计算反映了更新的拓扑数据库的路由表。如此，与距离矢量协议相比，链路状态路由协议更加适合于拓扑动态特性。虽然链路状态协议通常需要更大的开销，但是，如这里所描述，与OSPF协议关联的开销大大地低于网络带宽。
优选情况下，本发明通过预期的或计划的维护需要，利用OSPF路由协议的功能和网络拓扑的先验知识，来提高路由性能。网络拓扑能使OSPF协议在链路被禁用之前调整路由表。路由表调整基本上能够防止因特网协议将数据包路由到被禁用的链路，从而避免了那些数据包的丢失或延迟。
图2显示了根据本发明形成的网络路由器的方框图。如图1所示，优选情况下，每一个网络节点12都包括路由器14以在整个网络10中路由数据包，并促进通信。具体来说，优选情况下，路由器14包括应用程序模块18、传输控制协议(TCP)模块20、操作员数据报协议(UDP)模块22、因特网协议(IP)模块24、REACT模块26、OSPF模块28、数据包过滤器模块30，以及端口32。优选情况下，这些路由器模块是以软件实现的，并由路由器中的处理器(未显示)来执行。然而，模块也可以通过软件和/或硬件模块以其任何组合方式来实现。
优选情况下，路由器端口32连接到网络节点内的网络接口卡(未显示)，以便通过链路14进行通信。网络接口卡通常将来自特定网络节点的信号进行加密、调制，并进行传输，并接收来自其他网络节点12的信号。端口32通常与将特定网络节点连接到网络拓扑内的相邻网络节点的对应的链路14关联。
优选情况下，端口32连接到IP模块24。IP模块24实现因特网协议，并充当一个交换机，以将传出的数据包定向到适当的端口，并将传入的数据包定向到适当的路由器模块，以便进行进一步的处理。优选情况下，IP模块24连接到TCP模块20和UDP模块22。这些模块基本上能在网络节点或网络上的其他应用程序之间进行信息交换。模块20、22可以通过各种传输协议来实现，只作为示例，可以分别通过传输控制协议和操作员数据报协议来实现。
优选情况下，应用程序模块18连接到传输协议模块20，22，并促进路由器16中的应用程序级别的例程的执行。优选情况下，数据包过滤器模块30连接到IP模块24、REACT模块26，以及OSPF模块28。优选情况下，OSPF模块28实现OSPF路由协议，而REACT模块26修改OSPF设置，以执行根据本发明的路由。
图3a和3b显示了根据本发明的计算机网络中的在路由元件周围重新路由流量的优选方法的流程图。优选情况下，图2所示的REACT模块26在步骤34中提示操作员提供登录和/或鉴别信息，在步骤36中对照远程服务器上存储的信息对所提供的信息进行验证。然后，优选情况下，在步骤38中，将图4所示的显示提供到操作员，以便操作员在步骤40中能够选择将接受维护的一个或多个路由器。
优选情况下，REACT模块在步骤42中基于与路由器关联的点对点链路的IP地址确定被选择进行维护的路由器的邻居。图3c在步骤41中显示了此方法是通过将子网掩码(如/30子网掩码(255.255.255.252))与被选择进行维护的路由器的每一个接口IP地址进行逐位AND操作实现的。可以理解，通过逐位AND操作产生的结果中的二进制数字已经被子网掩码中的对应的0设置为0，可以在产生潜在的地址时取1或0值。
在步骤43中，通过忽略第一个或最低的IP地址(这是网络IP地址)，以及最后一个或最高IP地址(这是广播IP地址)而应用子网掩码之后，确定相关的主机地址。在步骤45中也忽略对应于被选择进行维护的路由器的IP接口地址，在步骤47中只保留相关的主机IP地址。优选情况下，相关主机IP地址用于连接到路由器的邻居以获取在图3a所示的步骤44中捕获的配置文件。相邻地址的确定可以自动进行或手动执行，都在本发明的范围内。
例如，假设在应用/30子网掩码之后正处于维护中的路由器的一个接口的IP地址被配置为1.1.1.1。这将产生四个(4)IP地址，其中，只有两个是相关的。它们是1.1.1.0(最低的IP地址，网络IP地址)，1.1.1.1和1.1.1.2(相关的主机地址)，以及1.1.1.3(最高的IP地址，广播IP地址)。因此，优选情况下，REACT模块38只派生相关的IP地址，在这种情况下，远程主机是1.1.1.2。然后，它使用1.1.1.2连接到相邻路由器并发现相邻路由器，并捕获其配置。
在连接到此派生的相邻IP地址1.1.1.2之前，优选情况下，该工具执行异常规则集。此规则集基本上可以基于需求条件，如接口状态(开/关)、异常IP地址(loopback0，其它)等等，帮助避免某些接口、IP地址、等等。如果不应用任何异常规则，则该工具优选情况下使用1.1.1.2连接到相邻路由器。一旦成功，则优选情况下该工具访问此路由器，并获取其配置信息。
对于所有活动接IP地址，继续执行邻居发现的过程，最后在步骤46中产生显示涉及正处于维护中的路由器以及其所有活动邻居的信息的拓扑。REACT模块发现通过点对点链路连接起来的邻居，并可以扩展以确定多路访问链路(例如，以太网)、辐射状配置、子接口配置等等，都在本发明的预定的范围内。
然而，优选情况下，接口IP地址应该可以从REACT模块在其上运行的服务器访问到。此条件不应该带来问题，因为优选情况下，服务器应该是将与被管理的域中的所有设备连接的管理网络的一部分。一旦产生了拓扑，优选情况下，在步骤48中，结果显示在操作员的Web浏览器上，如图5所示。
图5中的表中的每一行提供涉及连接到正处于维护中的路由器(RUM)的单独的链路的信息。该表的左部分提供了涉及每一个链路的本地端(直接连接到RUM)的信息，该表的右部分提供了涉及每一个链路的远程端(直接连接到RUM那一端的链路的相对端上的路由器)的信息。
优选情况下，索引列80列出了用于引用对应的链路的索引编号，优选情况下，本地路由器列82列出了路由器在每一个链路上的本地端的身份，在此情况下，为RUM(路由器A)。优选情况下，本地接口列84列出了表示与本地端上的每一个链路关联的RUM的端口的标识符，本地int状态列86列出了每一个链路的端口的状态。优选情况下，本地IP地址列88列出了连接到每一个链路的RUM上的端口的IP地址，本地OSPF成本列90列出了与每一个链路的本地端关联的成本。优选情况下，远程路由器列92列出了连接到每一个链路的远程端的路由器的身份，远程接口列94列出了远程端上的每一个链路的端口标识符。
远程IP地址列96列出了连接到远程端上的每一个链路的端口的IP地址，远程OSPF成本列98列出了与远程端上的每一个链路关联的成本。新的OSPF成本列100列出将代替对应的本地和/或远程OSPF成本的新成本。可变字符串“a.b.c”已经代替表中的某些IP地址。
在步骤50中，操作员可以选择所有活动链路或链路的子集，以便修改对应的OSPF成本。在代码升级或硬件更改期间的正常维护活动中，优选情况下，选择所有活动链路以cost out，这可以被视为默认操作。
这是为了转移活动流量。用于cost out的成本的值优选情况下为50,000。然而，这可以被设置为不同值，这取决于确定将重新路由特定网络配置的特定链路上的流量的最佳成本值的计算结果。
优选情况下，路由器上使用的OSPF成本更改命令如下：
Vendor A/Vendor B/Vendor C：ip ospf cost<0-50,000>，
其中，分配到所选择的链路的成本可以在0到50,000之间。
直到此阶段，优选情况下，所有被发现的信息都维护在服务器的存储器中。在步骤52中，一旦作出了选择，优选情况下，创建唯一文件，cost out信息将作为数据结构存储起来。优选情况下，此文件对操作员和操作员的浏览器会话是唯一的。
优选情况下，所有随后的REACT模块阶段使用此文件检索cost out数据。此外，优选情况下，基于路由器的网络功能，对相邻路由器进行分类，如图6中的链路类型列102所示。链路类型包括桥式路由器(BR)、Hub Router(HR)，以及Edge Router(Edge)。优选情况下，在cost out阶段，在应用之前，图6中的新的OSPF成本列100预览将与每一个链路的本地和/或远程端关联的新成本。
在步骤54中，优选情况下，操作员输入建议的cost-out更改，并能够在步骤56中应用这些更改之前预览这些更改。优选情况下，OSPF cost out更改是不平衡地执行的。即，优选情况下，更改是围绕正处于维护中的路由器的其他路由器上实现的(外环)。按顺序在预先排序的列出的相邻路由器上处理实际配置更改。在特定的常见主干网IP网络中，优选情况下，选择cost out的顺序，以最大限度地提高流量转移的效率。其最简单的形式是，具有较高流量的路由器首先被转移，具有较轻流量的路由器稍后被转移。在成本恢复阶段，优选情况下，返回原始cost out顺序列表。
当对正处于维护中的路由器cost out完成时，在图3b的步骤58中转移所有其流量，优选情况下，在步骤60中，可以开始此路由器上的维护活动。活动可以包括软件升级、硬件更改等等。一旦在步骤62中完成了维护，操作员可以在步骤64中选择进入初始成本恢复的下一阶段。再次，优选情况下，随着流量开始流过已经接受了维护的路由器，在恢复阶段返回初始成本顺序列表。
优选情况下，REACT模块从属于该会话的唯一文件中检索cost out数据。实际cost in阶段类似于cost out阶段，只是成本/权重的值被复位到原始(cost out之前)的配置。如图7所示，在cost in阶段，在应用之前，优选情况下，在新的OSPF成本列100中优选情况下新的OSPF成本。OSPF cost in更改也是不平衡地处理的。即，优选情况下，更改是围绕正处于维护中的路由器的其他路由器上实现的(外环)。以相反的顺序，按顺序在预先排序的列出的相邻路由器上实现实际配置更改。在特定的常见主干网IP网络中，优选情况下，在维护活动之后，选择cost in的顺序，以最大限度地提高流量转移的效率。其最简单的形式是，具有较轻流量的路由器首先被重新引入，具有较高流量的路由器稍后被引入。
在完成OSPF成本恢复之后，优选情况下，在步骤66中，将唯一文件存储在不同位置以便日后参考，并从工作区删除。在步骤68中，操作员可以选择使用REACT模块在另一个路由器上开始维护活动，优选情况下，为该另一个路由器创建新的会话标识和新的唯一文件，或结束该过程。此唯一文件和会话标识能使一个或多个操作员在一个或多个浏览器会话期间在多个路由器上进行多个维护活动。图3a和3b表示的方法可以自动进行或手动执行，都在本发明的范围内。
图8显示了在根据本发明的计算机网络中用于重新路由流量的计算机系统70的优选实施例。优选情况下，系统70包括计算机72、显示器74、键盘76、以及鼠标78，和/或诸如轨迹球和触摸板之类的其他数据输入设施。优选情况下，计算机72包括专用集成电路(ASIC)、微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)。优选情况下，系统70与计算机网络中的服务器或接受维护的路由元件连接，并允许操作员访问REACT工具。
在RFC 3137(这里进行了引用)中描述了OSPF存根广告功能，该功能是用于在一定条件下通过宣布与路由器关联的非存根接口的最大OSPF量度(Oxffff)将流量从一个路由器转移的有用功能。这些条件可以包括如下几点：
1.在路由器启动时，在指定的时间段内；
2.在路由器启动时，直到边界网关协议(BGP)已经完全收敛；
3.在可能会中断路由器的维护活动之前；
4.在丢失指定的BGP会话集时；
5.在路由信息库(RIB)中的路由的数量低于某一阈值时；以及
6.在条件停止存在(或适用的计时器过期时)之后，OSPF成本回复到它们的配置值。
然而，与使用根据本发明的REACT模块相比，使用存根广告功能时有一些局限性。存根广告功能只在网络中的中转路由器上有用，对于这些中转路由器，通过其他路由器，有备用路径。这些中转路由器包括桥式路由器(BR)或Hub Router(HR)。此功能不会在诸如Access Router(AR)或多服务边缘路由器(MSE)或内部网关路由器(IGR)之类的边缘路由器上有用，因为这些路由器从OSPF的角度来看不充当中转路由器。因此，OSPF存根广告功能只是HR和BR特有的。然而，REACT工具可以在具有从服务器可达到的相邻接口的任何路由器上工作。
利用OSPF存根广告功能，通过立刻宣布使用一个OSPF路由器LSA的具有最大量度的所有链路，可以最大限度地降低数据包丢失的情况。这样就简化了平稳的cost out过程，因为不必修改相邻路由器。在路由器OSPF上下文下配置此功能的语法如下：
启用：max-metric router-lsa
禁用：no max-metric router-lsa
在本发明的范围内，可以配置REACT模块以执行根据RFC3137的功能。
如此，根据本发明的自动执行或手动执行与路由器关联的OSPF成本更改配置消除了诸如成本更改不正确、接口被跳过，以及恢复过程中的成本更改不对称之类的人为错误，并大大地缩小维护窗口活动。使用此工具的效果由于数据包丢失的情况大量地减少而使得维护过程和性能显著地改进。REACT模块提供的另一个优点是，它可以用来帮助排除从REACT服务器的管理网络的接口IP地址到正处于维护中的路由器以及其邻居的接口IP地址的可达到性方面的故障。本发明还提供了用于确定相邻路由元件的IP地址的改善的方法，该方法可以自动执行或手动执行。
这里专门显示和/或描述了本发明的多个实施例。然而，可以理解，上述说明涵盖了本发明的各种修改方法，在不偏离本发明的精神和预定范围的情况下，都在所附权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种使计算机网络中的网络流量被重新路由的方法，该方法包括下列步骤：
选择多个路由元件中的一个路由元件，所述多个路由元件与计算机网络相关联；
将子网掩码应用到与所选择的路由元件关联的接口地址，以产生多个子网地址；
从多个子网地址确定相邻路由元件的地址，所述相邻路由元件链接到所选择的路由元件；
使用该地址从相邻路由元件获取配置信息，配置信息包括初始成本；
从配置信息确定网络拓扑，所述网络拓扑包括多个链路；
选择多个链路中的一个链路，所述初始成本与所选择的链路关联；以及
修改与所选择的链路关联的成本，修改的成本用于使至少一个所选择的链路不太需要被路由经过，响应修改的成本，在所选择的路由元件周围路由网络流量。
2.根据权利要求1所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的方法，该方法进一步包括下列步骤：
提示操作员提供鉴别信息；
对鉴别信息进行验证；以及
响应成功地对鉴别信息进行验证的情况，向操作员授予访问权限。
3.根据权利要求1所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的方法，该方法进一步包括下列步骤：
存储配置信息，存储配置信息的步骤是在修改与所选择的链路关联的成本的步骤之前执行的；以及
将与所选择的链路关联的成本恢复为初始成本，恢复成本的步骤是在修改与所选择的链路关联的成本的步骤之后执行的。
4.根据权利要求1所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的方法，其中，修改与所选择的链路关联的成本的步骤进一步包括下列步骤：
输入与所选择的链路关联的成本；
预览要与所选择的链路关联的成本；
操作员授权与所选择的链路关联的成本；以及
响应操作员授权成本的情况，将成本应用到所选择的链路。
5.根据权利要求1所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的方法，进一步包括显示网络拓扑的步骤。
6.根据权利要求1所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的方法，进一步包括归档配置信息的步骤。
7.根据权利要求1所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的方法，进一步包括对所选择的路由元件进行维护的步骤。
8.根据权利要求1所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的方法，其中，应用子网掩码的步骤进一步包括以逐位AND的方式将子网掩码和与所选择的路由元件关联的接口地址组合起来以产生多个子网地址的步骤。
9.根据权利要求8所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的方法，其中，从多个子网地址确定相邻路由元件的地址的步骤进一步包括下列步骤：
忽略多个子网地址的最高和最低的子网地址；
忽略多个子网地址中的所选择的路由元件的地址；以及
将其余子网地址标识为相邻路由元件的地址。
10.根据权利要求8所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的方法，其中，该方法是自动执行和手动执行中的至少一种。
11.一种使计算机网络中的网络流量被重新路由的设备，该设备包括：
处理设备；
输入设备，该输入设备可操作地连接到处理设备；以及
显示器，该显示器可操作地连接到处理设备，计算机网络包括彼此关联的多个路由元件，操作员通过输入设备选择多个路由元件中的至少一个路由元件，处理设备将子网掩码应用到与所选择的路由元件关联的接口地址，以产生多个子网地址，处理设备从多个子网地址确定链接到所选择的路由元件的相邻路由元件的地址，处理设备获取与相邻路由元件关联的配置信息，处理设备从配置信息确定网络拓扑，网络拓扑包括多个链路，操作员通过输入设备选择多个链路中的一个链路，配置信息包括与所选择的链路关联的初始成本，操作员通过输入设备修改与所选择的链路关联的成本，修改的成本用于使所选择的链路不太需要被路由经过，响应修改的成本，在所选择的路由元件周围路由网络流量。
12.根据权利要求11所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的设备，其中，处理设备提示操作员提供鉴别信息，处理设备对鉴别信息进行验证，处理设备响应成功地对鉴别信息进行验证的情况，向操作员授予访问权限。
13.根据权利要求11所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的设备，进一步包括存储器，该存储器可操作地连接到处理设备，处理设备在修改与所选择的链路关联的成本的步骤之前存储配置信息，处理设备在修改与所选择的链路关联的成本的步骤之后将与所选择的链路关联的成本从存储器恢复为初始成本。
14.根据权利要求11所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的设备，其中，操作员通过输入设备输入与所选择的链路关联的成本，要与所选择的链路关联的成本被操作员在显示器上预览，操作员通过输入设备授权与选择链路关联的成本，处理设备响应操作员授权成本的情况，将成本应用到所选择的链路。
15.根据权利要求11所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的设备，其中，在显示器上显示了网络拓扑。
16.根据权利要求11所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的设备，其中，配置信息存储在存储器中。
17.根据权利要求11所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的设备，其中，在选择的路由元件上执行维护。
18.根据权利要求11所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的设备，其中，处理设备以逐位AND方式将子网掩码和接口地址组合起来，以产生多个子网地址。
19.根据权利要求18所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的设备，其中，处理设备忽略多个子网地址的最高和最低的子网地址，处理设备忽略多个子网地址中的所选择的路由元件的地址，处理器将其余子网地址标识为相邻路由元件的地址。
20.根据权利要求11所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的设备，其中，处理设备包括专用集成电路(ASIC)、微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)以及计算机中的至少一个。
21.根据权利要求11所述的使计算机网络中的网络流量被重新路由的设备，其中，输入设备包括键盘、鼠标、触摸板以及轨迹球中的至少一个。
22.一种确定计算机网络中的与所选择的路由元件相邻的路由元件的地址的方法，该方法包括下列步骤：
以逐位AND方式将子网掩码和与所选择的路由元件关联的接口地址组合起来，以产生多个子网地址；
忽略多个子网地址的最高和最低的子网地址；
忽略多个子网地址中的所选择的路由元件的地址；以及
将其余子网地址标识为相邻路由元件的地址。
23.一种确定计算机网络中的与所选择的路由元件相邻的路由元件的地址的设备，该设备包括：
处理设备；
输入设备，该输入设备可操作地连接到处理设备，所选择的路由元件是通过输入设备选择的；以及
显示器，该显示器可操作地连接到处理设备，该处理设备以逐位AND方式将子网掩码和所选择的路由元件的接口地址组合起来，以产生多个子网地址；该处理设备忽略多个子网地址的最高和最低的子网地址；该处理设备忽略多个子网地址中的所选择的路由元件的地址，该处理器将其余子网地址标识为相邻路由元件的地址。
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