论文研究 多接口主机的接口选择策略设计与实现 .pdf

多接口主机的接口选择策略设计与实现，张晶晶，胡博，随着网络接入技术的不断发展，越来越多的终端具备了配置多个网络接口的能力。但是由同时使用多个接口所引发的选择最佳接口以及策国科技论文在线以太网图多接口主机场景图本方案对消息进行了扩展,使其拥有能够传输策略路由的能力。选项扩展格式如图所示。其中表示该选项类犁;表示选项的长度,以字节为单位表示策略路由的日的地址,其长度为位表示日的地址子网掩码中的位数,其有效值为;表示特定数据流的需求,比如带宽,时延等等。表示网关地址,即策略峰由的一跳地址,该地址可以是路由器的接口地址也叮以是主机接冂地址;長示路由的性能,当多接∏主机从多个网络接收的到相同的路由策咯就非常重要,主机可以根据该字段选择最佳的接凵。图中字段后的数字表明其属于哪一条策略路由。每一个五元组表示一条策略跻由的完整信息扩展选项格式服务器多接口主机服务器接接口接入网络接入网络请求地址请求地址响应消息(包含了路由策略)响应消息、(包含了路由策略将路由策略配置到路由表图基丁扩隈的多接口主机策略路由解决方案流程佟国科技论文在线多接∏主机接入到网络时,由策咯的请求与响应如图所示。当多接冂主机接入到网络中请求就会启动,主机向服务器发出地址配置信息请求消息,当服务器接收到请求消息后,从配置文件中选择合适的地址以及路由策略信息发送给多接口主机,最后多接口主机将收到的信息进行配置,将收到的路由策略以静态路由的方式配置到主机路由表中。当主机需要向特定目的地址发送数据包时,主机会查寻路由表获得能够到该目的地址并且最小的路由条目,并基于该路由条目选择合适的主机接口。基于选项的多接口主机路由配置在描述了通过路由通告消息的扩展由路由器向主机通告缺省路由器的选择以及特定路由。为了以灵活的方式解决多接凵问题,在节中我们介绍了一种在引入和指定路由的方式。在环境中,多接口主机存在着与中多接口主机相同的问题,场景如图所示。基于选项的多接口上机路由配置解决方案提出了和通过定义新的选项配置主机路由表的方式实现多接口上机为不同的应用程序选择合适的接口。本方案增加了一个选项路由信息选项,如图所小,该选项包含了多组路由信息,每组路由信息包括了,,目的地址,下一跳地址等字段。选项类型表示该选项的用处,该宇段的值由分配,而选项长度用于」表示选项中路由规则的实际长度,是整个选项的字节数减去选项类型和选项长度两个字段所占宇节数后值。优先级字段用于表示该路由规则的优先级,当同时有两条目的地址相同但是下跳地址不同的路由规则时,选择优先级高的路由规则。字段的作用域与节中所述的作用类似,用于表示服务类型,该字段占据个字节。表示该路由规则的代价,表示该路由的性能该字段使用个字节来表示。目的地前缀长度字段和目的地前缀字段的组合表示路由规则的目的地址,其中目的地前缀长度字段的值为目的地前缀字段长度为位,为一个地址的长度。而下一跳地址前缀用于表示转发数据包的下一跳地址。在每一条路由规则中,优先级要优先于,同时有两条目的地址相冋但是下一眺地址不冋的路由规则时,首先根据优先级选取优先级高的路由规则,如果优先级相冋,才会根据选择其中代价比较小的路由规则。当多接口主机接入网终时,主机会发送或者消息用于获取地址为了获取网络信息,在上述消息的选项请求选项中包含路由佁息选项表示期望获得路由规则;当服务器接收到包含路由信息选项的消息时,服务器通过消息或者消息中的路由信息选项将路由规则发送给客户端;最后,客户端根据接收到的路由规则配置主机路由表。这样多接口主机路由规则的请求、分发以及配置过程就完成了。当多接口上机的应用稈序需要向通信对端发送数据时,应用稈序首先调用套接字来建立包然后由套接字基于路由表选择合适的源地址;接着,套接字将数据包发送到相应的接口:最后,接口将薮据包转发到下一跳。国科技论文在线选项类型选项长度优先绂目的地前缀长度日的地前缀下一跳地址前缀优先缴日的地前缀长度日的地前缀地土前缀路山信息选项格式基于的主机策略配置方案基于的多接口主机策略配置本方案与节中所介绍的方案类似,通过增加选项实现多接口主机与服务器之间的路由策眳管理。通过所增加的选项,多接口主机可以向服务器提供接入该网终的接口的信息,而服务器可以想多接口主机提供路由策略、信息等各种网络信息。在木方案中,为了实现多接口主机与服务器之间接口信息与网络信息的交互,增加了六个选项:多家乡路由条目选项,沇描述了选项,信息了选项,数据沇路由前缀子选项,路由器地址子选项,接凵信息子选项。其中多家乡路由条目选项如图所示选项类型具体的值由分配,选项长度是所有子选项内容长度,其单位为字节;子选项类型码表示该选项包含的选项类型,上要有流措述子选项,信息子选项,数据流路由前缀子选项,路由器地址子选项;子选项长度则表示包含的子选项的长度;子选项内容则是表示包含的子选项的内容;策略标识是一个位无符号整数,表示当前策的标识符;接下去是位的保留字段,口前尚未用到,仝部置零;优先生存期时间表示多家乡路由策略条目选项的优先生存期,而有效生存期时间表小多家乡路由策略条目选项的有效生存期,两个生存期时间的单位都是秒。国科技论文在线选项类型选项长度子选项类型码子选项长度子选项内容···策略标识保留优先生存期卟间有效生存期时间图多家乡路由条目选项格式流描述子选项用于描述该路μ策略适合的效据流,对于数据流的措述可以采用二进制格式或者文本格式。信息子选项描述了与每个接口相关联的服务质量信息,这些信息包括包传输速率,单向传输时延,数据包间时延变化等等。数据流路由前缀子选项用于表小路由策略中目的地址,而路由器地址子选项则用于表小对应路由策略的缺省路由器,这两个子选项共同定义了一条峰由策略。接口信息子选项用于多接口主机向服务器提供接∏的信息,包括接冂类型和链路层地址。如图所示,多接∏主机的接∏接入个新的网络时,利用新定义的多家乡路由策咯条目选项和接凵信息子选项向服务器提供自己的接凵信息,其中多家乡路由策略条目选项中的优先生存期时间被设置为一个合适的值服务器接收上述选项后,将为客户端分配合适的路由策略并提供信息,这些信息也使用多家乡路由策眳条目选项进行通告,其中有效生存期时间的值根据收到的优先生存时间进行设置,该值表示该路山策略的有效时间。策略条目使用策略标识来标识,每个选项必须有唯一的。多接口主机服务器服务器接口接口接入络接入网络路曰策略请求路由策略请求(接口信息,优先生存(接口信息,优先生存期时间)期时间)路由策略,信息路由策略信息将路由策略配置刭路由表图基于的多接口主机由策略配置流程基于的多接口主机路由策略的实现基于第节中介绍的解决方案,我们在平台上实现了一种基于开源代码实现的主机路由策略配置实现方案。场景如图所小,多接口主机利用两个接口(和)分别接入两个不同的网络,在两个网终中都有一个服务器为其分酉地国科技论文在线址。当多接冂主机接入网终时,客户端进程将会发送个消息用于地址请求,我们在该消息中增加了路由策略请求选项;当服务器接收到该消息后,对消息进行解析并为其分配地址,同时基于路由策略请求选项为其分配路由策略,然后服务器使用消息向多接口主机公告地址和路由策略,在消息中我们增加了个路由策略响应选项;最后,当多接口主机中的客户端进程接收到消息后,基于该消息为对应的接口配置地址,并基于消息中的路由策略响应选项配置卞机路由表如图所示,当使用未修改的客户端程序获取接口地址时,因为路由表中没有策略路由,只有缺省路由,因此无论其与通信对端还是通信对端通信都使用接口安装了修改后的客户端程序获取地址时,主机分别从两个网络的服务器中获取路由策咯,主机将会基于收到的路由策略,使用不同的接凵与不同的通信对端通信,在我们的实验中,使用接凵与通信对端通信,使用与通信对端通信。200|:3:f:1:1200::f:2通信对清1通信对端2DCPv6服务器1DIICPy6服务器1treat: 5443e:a:2:/4EthoWlanMIF HOST图基于的多接口主机路由策略配置实验场景多接口主机接口选择策略总结随着网终接入技术的不断发展,越来越多的主机配置了多个接入网络的接口。本文首先介绍了多接口主机通信的相关概念以及技术背景,并描述了多接口主机通信中存在的路由问题。然后详细介绍了三种基于的多接口主机路由策略凊求、分发与配置的方案,通过这些方案多接冂主机可以从网络側获取烙由策略,并基」路由策略为不同的数据流选择合适的接冂。最后我们实现了个新的基于的主机路由策略配置方案,验证了该方案的可行性。但是这些方案目前还存在一些问题,比如优先级的定义,的定义,具体参数定义,当路由策咯变化时对数据流的处理方式等等。在未来的研究中,这些解决方案需要进一步亢善,从而实现多接口主机路由选择的有效执行,确保多接口主机高效安全的通信。国科技论文在线参考文献叶武迪,胡博主机多接凵通信问题研究中国科技论文在线