[发明专利]一种基于软件定义网络的多路径传输方法

权利要求书

1.一种基于软件定义网络的多路径传输方法，其特征在于：所述方法包括下列操作步骤：

(1)软件定义网络SDN的控制器通过定期主动探测获得所述的软件定义网络的拓扑结构图、每条链路的时延和每条链路的带宽；

(2)主机A与主机B通过所述的软件定义网络在SDN控制器的控制下，采用MPTCP协议三次握手的方式建立主连接，即第一次连接；

(3)主机A与主机B通过发送重复应答Dupack报文的方式，告知对方以及SDN控制器自己的附加网卡地址信息，所述的重复应答Dupack报文包含添加地址选项MP_Addaddress；

(4)所述的SDN控制器计算出主机A与主机B之间的独立路径，主机A与主机B之间最多可以计算出N*M*num_flows条独立路径，其中N为主机A的网卡数目，M为主机B的网卡数目，num_flows为所设定的每对网卡之间最多能建立的子连接数目；所述的SDN控制器选出前L条最优的独立路径，并告知主机A，告知信息包括主机A和主机B每对网卡间的连接数；L为大于1的自然数；

(5)主机A根据被告知的信息向主机B发送L条含有MP_Join选项的SYN报文；

(6)所述的SYN报文与主机A的接入侧openflow协议交换机A的流表失去匹配，于是该openflow协议交换机A通过Packet_in消息，将该SYN报文发送给所述的软件定义网络SDN的控制器；

(7)所述的SDN控制器收到该Packet_in消息后，解析出所述的SYN报文，根据SYN报文中的网卡信息从所述的L条独立路径中选择与所述网卡信息对应的独立路径P，生成该独立路径P的流表，并向该独立路径P上相关的openflow协议交换机下发流表；

(8)主机A与主机B在所述的独立路径P上建立子连接即子流进行数据传输；在设定的时间周期内，如果该独立路径P上相关的openflow协议交换机在该独立路径P所对应的流表项上没有数据传输，则将该流表项删除，并将该流表项删除事件告知所述的SDN控制器；当所述的独立路径P上相关的所有openflow协议交换机在该独立路径P所对应的流表项都被删除后，所述的SDN控制器将所述的独立路径P删除；

(9)主机A按照设定的数据包调度原则，把数据包分发到与主机B已建立的多条独立路径上；所述的设定的数据包调度原则是使得所要发送的数据整体上最快到达接收端，即主机B。

2.根据权利要求1所述的一种基于软件定义网络的多路径传输方法，其特征在于：所述步骤(4)中SDN控制器计算出主机A与主机B之间的独立路径的具体内容是：

所述的SDN控制器获取到主机A和主机B的所有附加网卡的IP地址信息之后，根据该地址信息确定所述的附加网卡的接入侧交换机；SDN控制器在获得的所述的SDN的拓扑结构图中将所述的交换机标注出来，在所述的拓扑结构图中添加代表发送端的源点，添加代表接收端的汇点，然后在源点和发送端的所有的网卡的接入侧交换机之间添加连接，同样在汇点和接收端的所有的网卡的接入侧交换机之间添加连接，这样就得到了用来计算链路不相关的独立路径的路径计算结构图；

发送端和接收端都具有多张网卡，相当于多个0-1流问题的叠加，依据前面所述的路径计算结构图，设源点-交换机链路中可通过的流量是Q，同样汇点-交换机链路中可通过的流量也是Q，其中Q是远大于1的整数，设交换机-交换机链路中可通过的流量是1，于是计算所述的主机A与主机B之间的链路不相关的路径就简化成了无向图最大流问题，可通过Dinic算法进行求解。