[发明专利]一种面向软件定义网络的流内网络编码传输方法

权利要求书

1.一种面向软件定义网络的流内网络编码传输方法，由源路由器、控制器、转发路由器和目的路由器来共同完成，其特征在于：

源路由器侧：

Step 1.源路由器S将收到的数据包分成若干个批，每一批由m个数据包x₁,x₂,...,x_i,...,x_m组成；

Step 2.源路由器S为每个数据包x_i添加一个m维的单位向量，该单位向量仅有第m个元素为1；

Step 3.当源路由器S需要发送一个数据包时，源路由器S从有限域中选择m个随机数α₁,α₂,...,a_m，并且以使用这m个随机数作为线性系数，生成一个新的编码数据包；

Step 4.源路由器S将新生成的m个编码数据包根据控制器C返回的路由规则向指定的下游节点发送；

控制器侧：

在收到源路由器S的PACKET_IN消息后，控制器C为新业务流在全局视角下计算最优路由，控制器使用MODIFY_STATE消息以更新路由器中的路由规则，所述的PACKET_IN消息来源于新业务流对源路由器S的触发；

由于线性随机网络编码是按批为传输的，一旦源路由器S收到目的路由器D发送的BATCH_FINISHED消息，将立刻向源路由器S发送BATCH_NEXT消息，以通知源路由器当前批的数据包已经传输完成，应立刻开始下一批数据包的传输；

转发路由器侧：

在收到控制器C发来的路由规则后，转发路由器将工作在混杂模式以监听网络中其它邻居节点的数据传输，并检查每一个收到的数据包，判断其是否与路由器中的路由规则相匹配；

目的路由器侧：

目的路由器D检查数据包头的流ID、批ID和转发列表，以判断是否接收该数据包；当目的路由器收到m个线性独立的编码数据包后，通过高斯消去法解码出m个原始数据包；

一旦当前批数据包被解码完成，目的路由器D就向控制器C发送BATCH_FINISHED消息，以通知控制器当前批的数据包已经传输完毕，可以启动下一批数据包的传输；随后，目的路由器将解码后的原始数据包继续向相应的终端或Internet转发。

2.根据权利要求1所述的一种面向软件定义网络的流内网络编码传输方法，其特征在于：路由规则包括以下几个字段：

(1)数据流ID，用以区分每个数据流；

(2)批ID，用以区分数据流中的不同批次；

(3)源路由器IP；

(4)目的路由器IP；

(5)下游转发节点列表；

(6)重编码转发次数。

3.根据权利要求1所述的一种面向软件定义网络的流内网络编码传输方法，其特征在于：源路由器侧中：数据包x_i视为一个n维向量(x_i,1,x_i,2,...,x_i,n)，向量中的每个元素x_i,j都是有限域中的一个符号，其中q为有限域的大小。

4.根据权利要求3所述的一种面向软件定义网络的流内网络编码传输方法，其特征在于：源路由器侧中：如果m个数据包的大小不同，则为较小的数据包填充0字段，使得这m个数据包拥有同样的大小；随后。