[发明专利]基于多路径生存性保护的软件定义光网络控制器部署方法

权利要求书

1.一种基于多路径生存性保护的软件定义光网络控制器部署方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据用户指定概率P，求出单控制器下的最长控制链路长度W，以保证网络拓扑的生存性；

步骤2：利用弗洛伊德算法求出各交换机V之间的最短路径L_ij，将L_ij作为V_i、V_j之间连线的权值，SDON网络拓扑转换为完全二分图；删除任一L_ii＞W的链路，保证所有可达路径长度均小于W，形成新的二分图G；

步骤3：重新把G转换为网络拓扑，把其中具有可达路径的交换机划分为同一区域，通常拓扑被划分为n个区域，第i个区域内的交换机用表示，并把不同的区域构成集合接着求出中的最优极小支配集的集合{θ_i1，θ_i2，…，θ_in}，其中n表示极小支配集中交换机个数最优极小支配集的部署位置就是单一控制器时的部署方案，得到含有冗余控制器的部署方案，用集合{C₁，C₂，…，C_n}表示；

步骤4：将集合{C₁，C₂，…，C_n}中的控制器按照自身管控的交换机数量从小到大重新排序，得到新的集合{C′₁，C′₂，…，C′_n}，并尝试删除控制器C′₁；

步骤5：当C′₁不再作为控制器后，孤立的交换机用集合{S₁，S₂，…，S_n}表示。利用弗洛伊德算法，为S_i寻找新的k(k≥2)条控制链路；此处，弗洛伊德算法用于寻找S_i到其他节点的最短路径，选择合适的控制链路及控制链路条数，使网络故障概率满足生存性要求；

步骤6：利用多控制器下的网络故障概率计算公式，判断S_i链接新的控制器后能否满足网络生存性，若集合{S₁，S₂，…，S_n}中所有交换机都找到符合条件的控制器及控制链路，则控制器C′₁可以被删除，将新连接的控制器添加到集合{V_pc1，V_pc2，…，V_pcn}中；反之，C′₁不能删除，将C′₁添加到集合{V_pc1，V_pc2，…，V_pcn}中；

步骤7：操作完C′₁后，重复执行步骤4、5、6，直到集合{C′₁，C′₂，…，C′_n}中所有控制器操作完毕，集合{V_pc1，V_pc2，…，V_pcn}即为多路径生存性保护的SDON控制器部署方案；

步骤8：根据控制器之间的协调信令传输时延确定管控中心V_cc的部署位置；

最长控制链路长度的计算公式为：

求出控制链路最大长度L，其中P为用户可接受最大故障概率，ρ为光纤百公里故障概率，接着将SDN交换机节点抽象成完全二分图，各节点间的最短路长度径作为二分图权值，删除二分图中权值大于L的链路，将二分图中可达节点划为同一区域，重新转化为网络拓扑；

所述步骤5中，交换机与控制器之间不考虑冗余保护路径，即只有一条控制路径；修正后的弗洛伊德算法用于为S_i寻找N个控制器，并且N个控制器与S_i之间的控制链路无重边；

所述步骤6中计算多控制下交换机的控制平面网络故障概率，按照公式(1)，其中P′表示孤立交换机节点S_i连接上新的控制器后发生故障的概率，集合{L₁，L₂，…，L_n}表示S_i与N个控制器之间无重边控制链路的长度，L_i表示第i条控制链路长度；根据公式，只要P′＜P，即可认为S_i连接上新的控制器之后，满足用户要求的生存性；

所述步骤8中，考虑到控制器之间的协调信令传输时延，V_cc节点的部署位置为到控制器部署节点平均交互时延最小的节点T_min＝min{T₁，T₂，…，T₃}，其中T(V_i，V_j)表示节点V_i与V_j之间的交互时延，T_i表示V_i与其他节点间的平均交互时延；