[发明专利]基于段路由和混合策略博弈的流量路径选择方法

说明书

本发明公开了一种基于段路由和混合策略博弈的流量路径选择方法，包括步骤：(1)建立网络模型，将网络拓扑信息和流量需求信息作为网络模型输入；(2)将混合策略博弈引入网络模型，对网络中的节点和路径进行遍历，计算得到每一条路径的选择概率，并保存选择概率；(3)将路径选择转换为定价问题，通过成本函数计算每一对节点之间的最短路径成本和邻接段成本；在根据流量需求得到的候选路径中，得到最优路径；(4)根据步骤(3)得到的候选路径，计算得到Segment列表，由Segment列表对流量进行引导。本发明将混合策略博弈引入路径选择问题，在满足流量矩阵变化的同时，将获得具有最小链路利用率的相对最优路径。

技术领域

本发明涉及流量路径选择方法，尤其涉及一种基于段路由和混合策略博弈的流量路径选择方法。

背景技术

分段路由(SR，Segment Routing)是一种新的源路由范式的网络架构，由国际互联网工程任务组(IETF，The Internet Engineering Task Force)进行规范。传统的网络采用(MPLS，Multi-Protocol Label Switching多协议标签交换)作为数据平面，但是随着网络规模的逐渐扩大，可以感觉到MPLS经典的控制平面(LDP和RSVP-TE)太过于复杂，并且缺少可扩展性，并且RSVP-TE对ECMP(Equal Cost Multi Path等价多路径)的支持并不好，这是一个根本性的问题，因为现代的IP网络的本质就是源地址到目的地址的多路径。

为了解决上述问题，并且提高网络的可编程性，软件定义网络(SDN，SoftwareDefined Networking)应运而生，SDN将控制平面和数据平面相分离，控制器可以通过南向应用程序编程接口得到整个网络的拓扑结构，从而动态地监控和改变网络中的数据平面，并且从微软的SWAN和谷歌的B4项目中，可以看出，SDN能够极大地提高链路利用率，但是，遗憾的是，SDN也有着严重的问题，一是缺乏对流的细粒度控制，对于大型网络中的上百万条流来说，系统需要维持太多的状态信息；二是网络的收敛速度慢，当网络拓扑发生变化的时候，控制器需要跨多个交换机进行更新，以保持着较高的利用率。而在SR中，指令被编码在数据包报头中，并被安装于入口节点，网络节点在接受数据包时只需要执行这些指令，不需要维持状态信息，这就改善了网络的收敛性。

现有技术在最小化最大链路利用率、最小化段堆栈的深度、最小化端到端的时延、最小化链路计算时间等方面都有着不错的成果，但是并没有充分考虑动态变化的网络环境带来的影响，也没有充分利用邻接段在段路由体系的积极作用。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种在满足流量矩阵变化时能获得具有最小链路利用率的相对最优路径的基于段路由和混合策略博弈的流量路径选择方法。

技术方案：本发明的流量路径选择方法，包括步骤：

(1)建立网络模型，将网络拓扑信息和流量需求信息作为网络模型输入；

(2)将混合策略博弈引入网络模型，对网络中的节点和路径进行遍历，计算得到每一条路径的选择概率，并保存选择概率；

(3)将路径选择转换为定价问题进行求解，再利用动态规划方法解决定价问题，选用成本函数计算每一对节点之间的最短路径成本和邻接段成本；根据流量需求，计算候选路径；在候选路径中，得到最优路径；

(4)根据步骤(3)得到的候选路径，由计算节点计算得到Segment列表，将Segment列表装入头节点，由Segment列表对流量进行引导。

进一步，所述步骤(1)中的网络模型是强连通的有向图G，表达式为：

G＝(N，E，w，c)