[发明专利]一种基于SDN网络的链路负载均衡多路径计算方法

说明书

本发明公开了一种基于SDN网络的链路负载均衡多路径计算方法，先计算任意两个节点的最短路径以及各最短路径的权值，再构建广度优先搜索模型来计算各路径的综合移动代价和最短路径，最后判断得出的最短路径是否存在边重叠和环路，如果是，则返回继续计算，否则，将其添加到第一记录表。第一记录表记录了源节点到目的节点的若干条路径，且各路径间不存在边重叠和环路，适用于任意网络拓扑的链路负载均衡，从而提高链路负载均衡的通用性和适用性。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于SDN网络的链路负载均衡多路径计算方法。

背景技术

传统的分布式网络，由于路由的计算分别在不同的路由器或交换机上各自以自己为根节点进行最短路径的计算，很难做到网络多链路的负载均衡，通常都是只做到等价路由(ECMP)的负载分担。而SDN网络的出现，使得控制面和转发面相分离，全网的控制集中在控制器里，在控制器里可以拿到全网的拓扑和链路信息，能够轻易的计算出多条路由的链路路径，并以此进行负载均衡。

但是，现有基于SDN网络的链路负载均衡多路径计算都是只适用于特定的网络拓扑结构，譬如数据中心的Leaf-Spine/Fat Tree拓扑结构，缺乏通用性和适应性。而针对其他的网络拓扑，多路径计算可以得出前K条到达目的节点的最短路径，这些路径有可能会出现重叠或有环路径，如果将该路径用作负载均衡的链路，重叠链路的存在会导致链路的拥塞，效果适得其反。

发明内容

本发明实施例提出一种基于SDN网络的链路负载均衡多路径计算方法，实现任意拓扑网络的多条非重叠无环最短路径的计算，提高链路负载均衡的通用性和适用性。

本发明实施例提供一种基于SDN网络的链路负载均衡多路径计算方法，包括：

步骤1：获取网络拓扑结构，并根据网络拓扑结构，计算任意两个节点之间的最短路径以及该最短路径的权值；其中，网络拓扑结构包含各节点之间的连接路径以及各连接路径的权值；

步骤2：将目的节点到源节点的最短路径添加到第一记录表中；

步骤3：将所述源节点添加到队列中，并计算所述源节点的综合移动代价；其中，所述队列用于记录若干个节点和所述若干个节点所对应的移动路径；第i个节点的综合移动代价由所述源节点根据第i个节点对应的移动路径移动到所述第i个节点的权值和，加上所述目的节点到所述第i个节点的最短路径的权值而得出；所述队列中的各节点按照所述综合移动代价从小到大排序；i为整数；

步骤4：从所述队列中取出并删除排序最前的节点作为第一节点，并判断所述第一节点是否为目的节点，如果是，则执行步骤5；如果不是，则计算与所述第一节点直接相连的各第二节点的综合移动代价和相应的第二移动路径，再执行步骤6；其中，所述第二移动路径由所述第一节点的第一移动路径添加所述第二节点而获得；

步骤5：判断所述第一移动路径与所述第一记录表中的路径是否存在边重叠以及判断所述第一移动路径存在环路，如果均不是，则将所述第一移动路径添加到所述第一记录表中，返回步骤4直到所述第一记录表中记录的路径数量达到K；否则，返回步骤4；所述K的值由用户预先设置；

步骤6：分别判断各第二节点的第二移动路径与所述第一记录表中的路径是否存在边重叠以及判断所述第二移动路径存在环路，如果均不是，则将所述第二节点和所述第二移动路径添加到所述队列中，再返回步骤4，否则，不将所述第二节点添加到所述队列中，再返回步骤4。

进一步的，所述根据所述网络拓扑结构，计算任意两个节点之间的最短路径以及所述最短路径的权值，具体为：

根据所述网络拓扑结构，采用弗洛伊德算法，计算任意两个节点之间的最短路径以及所述最短路径的权值。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：