[发明专利]软件定义网络中判定关键链路提供快速故障恢复的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及软件定义网络中链路保障技术领域，特别是一种软件定义网络中判定关键链路提供快速故障恢复的方法及装置。

背景技术

目前，互联网时代的到来衍生了很多新型业务，并且为了更好满足用户的需求，业务的各项指标也越来越高，同时对承载这些业务的网络提出了新的要求。其中，运营商网络为了保证语音通信的服务质量，要求业务流的延迟时间在50ms之内。同时，为了保证业务的可持续运转，必须为链路提供保障使得链路出现故障时能够快速恢复。

现有关于链路的快速恢复方案主要分为两类：一类是恢复策略，即当链路出现故障时，控制器只有接收到交换机的通知后才会为受影响的业务流计算新的路由并下发新路由，但是由于这个过程通常包括链路故障被控制器感知的时间以及控制器与交换机交互的时间，恢复时间一般较长；一类是保护策略，即预先为业务流经过的链路提供备用路径，当链路发生故障时，不需要控制器介入，交换机会自动切换到备用路由从而实现快速切换。但是，为业务流经过的每条链路提供备份路径会导致网络中备用路径的流表项快速增长，从而导致流表项有效利用率不高。另外，交换机中用来存储流表项的TCAM(Ternary content-addressable memory)的空间是有限的，而且相对昂贵，因此需要合理利用。

为了解决备用路径引起流表项快速增长的问题，现有研究提出了不同的方案。其中一种是通过控制器实时获取链路承载的带宽和业务流数，通过这两个指标将链路分级，从而为不同等级链路提供不同程度的保障。这种方案能够减少网络中的备用流表项，但是需要控制器实时与交换机交互获取相应的带宽和流表信息，无疑会给控制器带来较大负担。另外一种方案是使用流表项中的VLAN_ID匹配项，将经过相同节点的备用路由的流表项汇聚从而减少了备用流表项数目。OpenFlow1.3协议中的VLAN_ID最大不超过4096，因此这种方案只能适用于小型网络。

发明内容

本发明实施例提供一种在软件定义网络中判定关键链路提供快速故障恢复的方法及装置。在综合考虑链路在网络拓扑中的关键程度和其实际承载的业务流数目这两方面因素后，获得其综合分数，根据该链路综合分数提供不同程度的链路保障，从而在保证网络可靠性的同时减少网络中的备用路径流表项。

本发明实施例公开了在软件定义网络中判定关键链路提供快速故障恢复的方法，包括：根据控制器获取网络实时拓扑和统计链路中承载的业务流数；根据网络拓扑建立关键链路模型，目标函数为网络中的连接对最少，约束条件为节点之间的连接约束和关键链路数目约束；使用HILPR算法对关键链路模型进行线性规划求解，不断迭代得到所需的关键链路；获取实际承载业务流的关键链路，并计算其关键链路指标；获取实际承载业务流的链路中承载的业务流数指标；根据链路的关键链路指标和业务流数指标计算链路的综合分数；根据综合分数将链路分级；当有新的业务流进入到网络中时，判断其路由所经过的链路所属等级，只为一级链路提供备份路径保护。

从上述本发明的实施例可以看出，本发明实施例考虑了网络拓扑中的关键链路和链路上的业务流表数。考虑链路在网络拓扑中的关键程度的原因是，通常越关键的链路其连接的连接对(连接对定义为网络中任意两个连通节点构成一个连接对)越多，从而越有可能被更多的业务流经过，通过只为等级较高的链路配置备用路径既提升了网络的可靠性，又可以缩小备用路由的流表项在交换机中的比例；关键链路的计算和链路上的业务流表数都不需要实时计算和更新，业务流表数的统计只在新的业务流进入到网络或者业务流相对应的流表项过期时才会更新，因此整个信息的获取并不需要控制器实时与交换机频繁交互，从而不会给交换机带来过多额外负担；另外本方案没有占用流表匹配项的特殊字段(如VLAN_ID)，因此应用场景更加广泛。

附图说明

图1为本发明实现SDN单条链路快速恢复的优化方法实施例的流程图；

图2为本发明建立ILP模型并求解部分关键链路的流程图；

图3为本发明实现HILPR算法获取网络拓扑关键链路的流程图；

图4为本发明获取链路的综合分数并对其分级的流程图；

图5为本发明根据业务流路由中链路等级采取不同保障机制的流程图；

图6为本发明装置的实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

请参阅图1,为本发明实现SDN单条链路快速恢复的优化方法实施例的流程图，包括以下步骤：

步骤101:根据LLDP消息及时更新网络拓扑信息；