[发明专利]一种基于SDN数据中心网络的大象流路径监控调度方法

权利要求书

1.一种基于SDN数据中心网络的大象流路径监控调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)发送端在发送数据流时对老鼠流和大象流进行标识，交换机接收到数据包时，若为老鼠流，则采用等价多路径ECMP算法进行转发，若为大象流，则将数据包封装成Packet_in消息上报给SDN控制器；

2)SDN控制器根据已有的网络拓扑信息，计算出大象流源地址和目的地址之间的k条最短路径，采用最大路径平均可分配剩余带宽方法对各路径进行评估，为大象流选取一条最佳的路径进行传输，同时，将大象流所经路径的链路添加到链路监控表中；其中，k条最短路径能够在网络初始化时提前计算好，并且k设置为源地址和目的地址之间所有等价路径数量的一半，以减小搜索和计算时间；

所述最大路径平均可分配剩余带宽方法的具体步骤如下：

2.1)SDN控制器通过链路计数表为各链路设置一个计数器，用于保存各链路在两个检测周期之间新增的大象流数目；

2.2)SDN控制器计算出大象流源地址和目的地址之间的k条最短路径，记为P＝{P₁,P₂,...,P_k}；对于每一条最短路径P_i，由n条链路组成，根据SDN控制器收集到的交换机各端口的状态信息，计算P_i上各链路的剩余带宽，记为free_bandwidth_i＝{free_bandwidth_i1,free_bandwidth_i2,...,free_bandwidth_in}，其中，free_bandwidth_ij为路径P_i上第j条链路上的剩余带宽大小，i＝1,2,…,k，j＝1,2,…,n；

2.3)对于每一条最短路径P_i，将每条链路上的大象流数目记为elephant_number_i＝{elephant_number_i1,elephant_number_i2,...,elephant_number_in}，其中，elephant_number_ij为路径P_i上第j条链路在两个检测周期之间新增的大象流数目，i＝1,2,…,k，j＝1,2,…,n；

2.4)对于每一条最短路径P_i，计算各链路上新增的每条大象流可分配到的平均剩余带宽大小，作为该链路的平均可分配剩余带宽，记为equal_bandwidth_ij，其中，equal_bandwidth_ij为路径P_i上第j条链路的平均可分配剩余带宽，i＝1,2,…,k，j＝1,2,…,n；

2.5)对于每一条最短路径P_i，选取该路径上具有最小平均可分配剩余带宽的链路，作为该路径的平均可分配剩余带宽，记为equal_bandwidth_i，其中，equal_bandwidth_i＝min{equal_bandwidth_i1,equal_bandwidth_i2,...,equal_bandwidth_in}，equal_bandwidth_i为路径P_i的平均可分配带宽，i＝1,2,…,k；

2.6)选择k条最短路径中具有最大路径平均可分配剩余带宽的路径作为大象流的传输路径：

choose_path＝max{equal_bandwidth₁,equal_bandwidth₂,...,equal_bandwidth_k}

同时将该大象流所经路径的链路添加到链路监控表中，更新链路监控表中的信息，并且将链路计数表中对应链路上的大象流数目加1；

2.7)当下一个检测周期到来时，各链路的剩余带宽信息能够得到更新，此时将链路计数表中各链路上的大象流数目重新设置为0；在下一个检测周期中，若接收到大象流，重复步骤2.1)-2.6)为大象流选择路径；

3)SDN控制器周期性地检查链路监控表中各链路的负载情况，当某条链路的负载超过设定阈值时，选取该链路上的一条大象流并重新调度到其它路径上，同时更新链路监控表；当大象流传输结束时，将大象流所经链路从链路监控表中删除；其中，在每一次检测周期结束时，根据当前链路监控表中各链路的负载情况对检测周期进行动态调整。