[发明专利]基于SDN网络中路由环路的检测方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于SDN网络中路由环路的检测方法，包括：实时获取网络中每个节点的路由表信息和路由事件信息；根据获取的路由表信息和路由事件信息，构造网络的实时拓扑结构；根据实时拓扑结构，采用层次压缩的方法构造最长前缀匹配的多路由表单前缀树，并存储每个节点的路由表中的转发子网网段；在需要判断环路的子网网段中，对所述前缀树中的每个子网节点生成路由下一跳表，遍历前缀树的每个子网节点生成节点的转发图；根据节点的转发图，判断是否存在路由环路。本发明还公开了一种基于SDN网络中路由环路的检测系统。所述基于SDN网络中路由环路的检测方法及系统不仅提高了路由环路检测的效率和准确性；同时，减少了存储空间和计算时间。

主权项

1.一种基于SDN网络中路由环路的检测方法，其特征在于，包括：实时获取网络中每个节点的路由表信息和路由事件信息；根据获取的路由表信息和路由事件信息，构造网络的实时拓扑结构；根据实时拓扑结构，采用层次压缩的方法构造最长前缀匹配的多路由表单前缀树，并存储每个节点的路由表中的转发子网网段；在需要判断环路的子网网段中，对所述前缀树中的每个子网节点生成路由下一跳表，遍历前缀树的每个子网节点生成节点的转发图；根据节点的转发图，判断是否存在路由环路；所述生成节点的转发图的步骤包括：首先，对网络进行建模，得到网络模型G(V，E，W)，其中，V表示网络中节点的集合，E表示两个节点之间的边集合，也即节点对应设备之间的连接链路，W表示每条链路的权重；路由器上的转发行为定义如下：f(p，ru)＝v，u，v∈V，其中，u、v为不同的节点，p为欲转发的报文，ru表示节点u上的路由表；得到报文p在整个网络中转发的定义：F(p，R∑u)＝{|f(p，ru)＝j；i，j，u∈V}，其中，R∑u表示网络上每个节点u的路由表集合，i，j，u表示网络中的节点；然后，在前缀树中，对报文p的比特进行分解，并对前缀树进行查找，直到达到p的前缀为止，记录查找过程中每个被访问的节点包含的下一跳；通过这些下一跳，也即报文p的转发结果，得到报文p在网络上转发结果为有序对的集合T(p，R)，且T(p，R)＝F(p，R∑u)通过有序对的集合T(p，R)形成的有向图，得到节点的转发图；所述判断是否存在路由环路的步骤包括：将所有节点标记为alive，并且将栈空间初始化为空；判断当前节点是否同时具有入度和出度，若是，则标记为visited，并使当前节点入栈，若否，则标记为dead；判断栈空间是否为空，若是，则表示不存在路由环路，若否，进一步判断栈顶节点是否有后续节点；若栈顶节点没有后续节点，则栈顶节点标记为dead，并使栈顶节点出栈；返回继续判断栈空间是否为空，直到所有节点都被标记为dead，则表示不存在路由环路。