[发明专利]一种SDN增强路径装箱装置及方法

权利要求书

1.一种SDN增强路径装箱装置的装箱方法，所述SDN增强路径装箱装置包括：网络业务调度中心，所述网络业务调度中心是为系统提供基础通信和管理功能的模块，其核心组件是SDN控制器；网络业务调度中心的组件接口包括：用于传递定制参数的北向接口，用于传递packet-in或者packet-out消息的数据包接口，用于下发流表或转发流表的流表接口，用于获取网络拓扑的接口；网络业务调度中心的功能模块包括：网络拓扑识别模块，业务负载评估模块，网络路由计算模块；所述业务负载评估模块是对进入网络中的指标信息进行评估，通过大数据技术实现，在网络业务调度中心中构建一套业务指标大数据库，从而根据业务信息快速评估业务指标性；所述路由计算模块是基于网络的拓扑信息以及网络安全设备信息，计算一条从数据流量入口到转发设备，再到数据流量出口的流路径；其特征在于，装箱方法包括如下步骤：

步骤一：当前工作的网络中新增业务的数据流量需要请求生产环境中的网络资源时，如果资源不足的情况，向网络业务调度中心发送新增网络业务装载请求，网络业务调度中心接收到业务装载请求后，启动网络业务路径装箱机制；

步骤二：在启动网络业务路径装箱机制后，OpenFlow交换机向网络业务调度中心中的业务负载评估模块发送数据流量镜像，识别指标信息；

步骤三：网络业务调度中心中的SDN控制器通过北向接口接收到业务装载请求后，向网络中的流量入口、流量出口、以及挂载网络交换机节点下发镜像流表；

步骤四：运行最短路径算法为每条需要部署的业务计算出多条备用路径，然后将这些备用路径作为输入再次运行粒子群算法，计算出放置新业务到网络中的最佳方案，保证新的业务可以加入到SDN网络中，同时对已部署业务扰动尽可能的小；具体如下：

步骤301:初始化一群微粒，群体规模为m，包括随机位置p和速度v；

步骤302:评价每个微粒的适应度fitness；

步骤303:对每个微粒，将其目标函数值与其经过的最好位置pBest比较，如果较好，则将其作为当前的最好位置pBest；

步骤304:找到目标函数值最高的粒子，即当前种群中最好的位置gBest；

步骤305:根据如下公式调整微粒速度和位置；

式中，t表示迭代次数，ω表示惯性权重，c₁、c₂表示加速系数，分别表示个体学习因子和社会学习因子，r₁、r₂表示在[0,1]上均匀分布的随机数，pBest_i表示个体粒子i的历史最优解，gBest表示当前全局的最优解，v_i(t)表示迭代次数为t时粒子i的速度，v_i(t+1)表示迭代次数为t+1时粒子i的速度，x_i(t)表示迭代次数为t时粒子i的位置，x_i(t+1)表示迭代次数为t+1时粒子i的位置；

步骤306：未达到结束条件则转步骤302，迭代终止条件选为最大迭代次数或微粒群迄今为止搜索到的最优位置满足预定最小适应阈值；

在粒子群装箱算法中，粒子位置之间的好坏通过目标值来比较，每一代粒子群的pBest_i和gBest也是通过比较粒子之间的目标函数值来更新的；在本网络问题模型下要求能够求受扰动业务数和总业务数的比率最小，因此选取如下目标函数：

式中，θ是业务受到的扰动率；当ω＞1时，表示链路带宽超载，即当前网络资源无法承载现网的所有业务，所以将这样的粒子目标函数设为-1，当一个粒子目标函数值为-1时，此粒子就是不可行解；

步骤五：在网络业务调度中心计算出流量的调度路由后，由SDN控制器将流表下发到该路由上的OpenFolw交换机上，将路由上的数据转发设备连接成一条数据链路；

步骤六：在接收到流表后，OpenFlow交换机将数据流量引流至相应的交换机设备上，交换机调整不满足要求的业务流的路径、修改该业务流所经过的SDN交换机的流表项，同时将新添加的业务下发给相应交换机的流表中，让该交换机完成新业务的转发。

2.如权利要求1所述的装箱方法，其特征在于：所述步骤四中的计算备用路径，指的是新增一个或者多个业务无法直接部署时，通过基于粒子群算法的全局调整将新业务装箱到生产网络中。