[发明专利]一种面向多流共存的SDN网络多链路故障恢复方法及系统

权利要求书

1.一种面向多流共存的SDN网络多链路故障恢复方法，其特征在于，包括：

步骤1、当监测到SDN网络发生链路故障时，获取所有故障链路的起点和终点及所有中断数据流的原路径和带宽需求，更新网络拓扑并计算当前正常链路的可用带宽；

步骤2、基于当前所述网络拓扑和所述可用带宽，为所述中断数据流计算重路由路径，其中，所述计算的过程以安装流表项的数量最少为目标函数，将所述中断数据流的原路径的源点和目的点分别作为所述重路由路径的起点和终点，以所述重路由路径的起点只有流出流量、终点只有进入流量、中间节点满足流量守恒为等式约束条件、以所述重路由路径的带宽需求小于所述当前正常链路的可用带宽为不等式约束条件；

步骤3、根据所述重路由路径生成流表项，并将所述流表项安装到相应的交换机，完成所述中断数据流的重路由；

所述更新网络拓扑的步骤包括：将在网络拓扑中删除掉故障链路后得到的链路集合，作为更新后的网络拓扑；

所述SDN网络的网络拓扑表示为G＝(V,E)，其中V表示网络中的节点集合，E表示网络中的链路集合；用(i,j)代表网络中的一条链路，其中，i为链路的起点，j为链路的终点；

所述目标函数为：

其中，L为发生故障的链路集合，E\L表示在网络拓扑中删除掉故障链路后得到的链路集合，F为所有故障链路上中断数据流f的集合，表示流f∈F的原路径是否经过链路(i,j)，其中表示流f的原路径经过链路(i,j)，表示流f的原路径不经过链路(i,j)；令表示流f∈F的重路由路径是否经过链路(i,j)，其中表示流f的重路由路径经过链路(i,j)，表示流f的重路由路径不经过链路(i,j)；

所述等式约束条件为：

其中，(s_f,d_f)分别为流f的源点和目的点；

所述不等式约束条件为：

其中，AB_ij为每条链路(i,j)的当前可用带宽，R^f为流f∈F的带宽需求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

步骤2.1、将所述目标函数及所述不等式约束条件进行转换，得到转换后的目标函数H：

其中，拉格朗日乘子ω_ij的初始值为0，转换后的目标函数H及所述等式约束条件等价于链路权重等于的最短路径问题；

采用最短路径算法并行求解转换后的目标函数H，得到每一条中断数据流f的最短路径；

步骤2.2、判断所有中断数据流f的最短路径是否满足条件若满足则将所述最短路径作为所述中断数据流f的重路由路径，否则进入下一步；

步骤2.3、采用次梯度算法更新ω_ij，返回步骤2.1。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2.3具体包括：采用下式进行更新ω_ij：

其中，k为迭代次数，和分别表示第k+1次和第k次迭代的拉格朗日乘子的值，α_k表示沿次梯度方向第k次迭代时的步长因子，α_k满足以下三个条件：

α_k≥0,和