[发明专利]一种软件定义网络联合路由选择与流分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络技术领域，特别涉及一种软件定义网络的联合路由选择与流分配方法。

背景技术

软件定义网络(Software Defined Network,SDN)是由斯坦福大学于2009提出的一种新兴的基于软件的网络架构与技术，其主要特点是控制平面与数据平面分离，逻辑上集中化控制网络以及通过软件编程实现灵活高效的网络管理与运行维护。

由于控制平面与数据平面的分离，使得快速开通及配置网络连接服务成为可能。在SDN架构中，智能化的SDN控制器能够获取网络的全局视图，并且能够控制整个网络的数据转发设备。基于SDN的网络能够有效隔离流量、区分服务链及便于服务质量(QualityofService，QoS)管理，从而可有效解决传统网络成本高、不够灵活、QoS难以有效管理等问题，然而，SDN架构的集中式网络控制、控制与数据平面分离、虚拟化等特性给网络管理机制特别是路由选择机制带来新的问题及挑战。

文献[Zhang S Q,Zhang Q,Bannazadeh H,et al.Network Function Virtualization enabled multicast routing on SDN,IEEE International Conference on Communications(ICC),2015]提出了一种基于图论的SDN网络路由算法，该算法用于SDN组播网络中，并通过网络功能虚拟化技术，建立适当的组播拓扑，但该算法没有解决为核心网络分配路由等问题。文献[翟跃，一种SDN的路由生成、匹配方法和系统，CN104901890A，2015]提出了一种SDN的路由生成、匹配方法，SDN控制器定时获取链路状态信息和网络拓扑结构，统一计算路由信息，生成交换机的流表进行路由转发，但该方法仅以路由开销作为路由选择的依据，未考虑QoS保障。文献[Liu W H,Zhou W H,Wang Y M,et al.Flexible multi-path routing for global optimization in software-defined datacenters,IEEE Symposium on Computers and Communication(ISCC),2016]提出了一种软件定义数据中心网络多路径路由设计方案，通过修改多路径参数实现带约束的多径路由，但该方案未综合考虑中继交换机的传输性能及数据流分配问题。

综上所述，SDN的网络环境中如何综合考虑用户的业务需求，链路容量及QoS保障等特性，实现用户的联合路由选择与流分配方案，从而降低网络时延、提升网络稳定性成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有研究的不足，本发明提供一种SDN(软件定义网络)的联合路由选择与流分配方法。所述方法包括以下步骤：

步骤1，SDN源交换机向SDN控制器发送路由请求消息；

步骤2，控制器调用相应模块获取SDN网络连接图；

步骤3，控制器执行候选交换机选择算法，确定候选交换机集合；

步骤4，控制器删除不满足用户速率需求的交换机和链路，更新SDN网络连接图；

步骤5，控制器建模路由选择与流分配标识；

步骤6，控制器确定路由选择及流分配限定条件；

步骤7，控制器建模流传输时延函数；

步骤8，控制器在满足流分配及用户需求等限定条件下，基于时延函数最小化确定联合路由选择及流分配策略，并更新路由流表；

步骤9，SDN源交换机与中继交换机根据流表项对数据流进行转发，直至到达目的交换机。

进一步，所述的SDN联合路由选择与流分配方法，其特征在于:所述路由请求消息包含数据流目的节点V_d，拟传输流量S_m，最低传输速率需求R^req等信息。