[发明专利]一种基于SDN园区网络的差异化QoS路由方法

说明书

本发明公开了一种基于SDN园区网络的差异化QoS路由方法，该方法包括：结合实际生产生活需求与时间敏感网络流量分类标准，对网络中主要流量进行分类；使用改进的K最短路径算法，为每对末端交换机计算K条最短通信链路；利用主动测量的方式，收集K条最短路径的QoS链路质量指标；利用加权求和的方式为每条链路计算评估值；不同优先级的流量选择不同质量的链路进行通信，实现差异化QoS路由策略，保障高优先级流量高效可靠运行，同时避免低优先级流量丢包率过高的问题；利用SDN控制器，将路由策略下发给数据转发层设备；通过可视化技术将拓扑、设备、路由策略进行展示。本发明方法能够全面考虑网络因素，对各类优先级流量提供不同的保障策略。

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，涉及一种基于SDN园区网络的差异化QoS路由方法。

背景技术

随着信息化时代和大数据时代的发展，园区网络设备与上网人员不断增多，流量呈指数倍增长，园区网络运行压力不断增加。构建新型的智慧园区是实现发展的关键，而构建新型智慧园区离不开能够承载各种业务并满足关键业务服务质量需求的园区网络。恰当的路由策略可以缓解网络运行压力，保障流量在网络中可靠、快速传输，保障业务的高效、持续运行。

现有的园区网络方案，仍存在不少缺陷，大多园区网络仅提供基本的数据传输服务，无法做到对不同业务的差异化保障；现有的园区网络路由策略仅考虑跳数或带宽一种链路质量因素，导致关键业务流量在网络中得不到可靠的保障；某些QoS策略尽最大可能的保障高优先级业务流量，导致其他业务流量在网络中丢包严重，在用网高峰期甚至无法正常运行。

本发明为了克服上述缺陷，提出了一种基于SDN园区网络的差异化QoS路由方法，本发明具体步骤如下：

S1，分析园区网络中的主要业务类型，依据时间敏感网络流量分类标准，对园区网络中的业务流量进行分类，共分为4类优先级；

S2，利用SDN北向接口向控制器请求网络的拓扑信息与设备信息，将网络拓扑建模为一张无向图，以邻接矩阵的方式进行存储；

S3，根据网络拓扑信息，以跳数标准为每对与网络终端直接相连的末端交换机计算K条传输路径，将计算所得的路径按跳数排序，将每对交换机的前K条最短跳数的路径以数组的形式进行存储；

S4，利用ping工具主动测量步骤S3所存储的路径信息，收集每条路径的QoS指标，包括带宽值、丢包率、时间延迟，并根据QoS指标值为每条路径进行评估，根据评估值对每对与终端相连的交换机之间的前K条最短条数路径重新进行排序，并进行存储。

S5，制定QoS路由规则，当SDN园区网络中的两终端通信时，根据业务流量的优先级，为流量选择不同评估值的路径进行转发；

S6，根据步骤S4与S5所得到的链路评估值与QoS路由规则，利用北向接口向控制器发送最新路由信息，控制器解析路由信息向每个交换机下发差异化QoS路由流表；

S7，实现网络的可视化展示，对网络拓扑、设备、流表信息进行图形展示或文本信息输出。

本发明的技术方案特征和改进为：

对于步骤S3，根据跳数，为每对末端交换机计算多条最短传输路径，根据步骤S2所获得邻接矩阵进行路径计算，路径计算方法主要分为两部分，首先计算第一条最短路径P[1]，在基于最短路径的基础上依次算出其他的仅次于最短路径的路径。算法具体内容如下所示：

①给定起始源末端交换机s、终止交换机d和想要求出的最短路径条数K，首先利用Dijkstra算法求出第一条最短路径P[1],然后根据以下步骤在P[1]的基础上依次算出其他K-1条最短路径；