[发明专利]混合SDN场景下带有路径数目约束的路由优化方法有效

专利信息
申请号: 202010633665.1 申请日: 2020-07-02
公开(公告)号: CN111800339B 公开(公告)日: 2021-06-01
发明(设计)人: 郭迎亚;郭文忠 申请(专利权)人: 福州大学
主分类号: H04L12/721 分类号: H04L12/721
代理公司: 福州元创专利商标代理有限公司 35100 代理人: 陈明鑫;蔡学俊
地址: 350108 福建省福州市*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 混合 sdn 场景 带有 路径 数目 约束 路由 优化 方法
【权利要求书】:

1.一种混合SDN场景下带有路径数目约束的路由优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤S1:采用贪心算法确定SDN节点的部署位置;

所述步骤S1具体为:

步骤S1.1:计算流量按照源目的节点之间最短路径路由得到的网络流量分配情况,得到每条链路上的链路利用率;

步骤S1.2:按照链路利用率从大到小排序,优先部署出链路利用率大的节点为SDN节点;

步骤S2:根据SDN节点的部署位置,找到所有源目的节点对之间流量需求的可行路径;

所述步骤S2具体为:

步骤S2.1:针对混合SDN网络拓扑中的节点a,选择使用迪杰斯特拉算法构造从a出发到其他每一个节点的最短路径树,将找到的图转置得到以a为目的节点的最短路径树;

步骤S2.2:在最短路径树上,依次加入各个SDN节点流量可路由的相邻边,使用拓扑排序算法检查看是否会构成回路;如果加入SDN节点的相邻某条边不会构成回路,那么就将该边加入;否则,移除该边;得到一个基于该混合网络拓扑的流量可路由图PPG;

步骤S2.3:重复步骤S2.1-S2.2,找到网络拓扑中的每一个节点的可路由图PPG;

步骤S2.4:在得到的所有流量的可路由图PPG上,采用Yen’s算法找到每一个流量需求源目的节点对之间的所有路径;

步骤S3:计算没有路径约束情况下流量在所有可行路径上的分配情况;

所述步骤S3具体为:

步骤S3.1:根据多商品流问题模型中的流量需求满足约束,链路容量约束,流守恒的约束,列出相关线性约束,优化目标是最小化最大链路利用率,具体如下所示:

minimize U

其中,U是网络最大链路利用率,x(p)表示路径p上的流量分配;c(e)是链路e的链路容量;

步骤S3.2:使用线性规划求解工具,CPLEX或者Gurobi完成线性规划问题的求解,将满足x(p)>0的所有路径加入到集合;

步骤S4:设置路径数目的约束为h,使用随机取整从每个流量需求的所有可行路径中选出满足路径数目约束的最优路径,得到最优路径集;所述步骤S4具体为:

步骤S4.1:对于每一个流量需求,按照概率随机选取路径加入到最终的路径集合并将路径p从中移除;

步骤S4.2:当前选取路径数目加1,重复步骤4.1,直到对于该流量需求选取h条路径;

步骤S4.3:重复步骤S4.1-S4.2,对每一个流量需求都找到路径数目约束h下的最优路径集合;

步骤S5:根据最优路径集,考虑多商品流问题,计算流量在路径上的最优分流。

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