[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

说明书

本发明涉及一种混合SDN场景下带有路径数目约束的路由优化方法，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；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;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；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；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。本发明能够实现在有路径数目约束的情况下，有效降低网络的最大链路利用率，进一步提高网络性能。

技术领域

本发明属于路由优化领域，具体涉及一种混合SDN场景下带有路径数目约束的路由优化方法。

背景技术

软件定义网络(SDN)是新型的网络体系架构，其中实现了数据平面和控制平面在SDN交换机和SDN控制器上的解耦。具体而言，SDN交换机是可编程的，根据控制器下发的流表项进行网络流量的转发。SDN控制器是逻辑上集中的设备，通过从SDN收集网络信息来获取网络状态，从而得到全局视图。控制器通过将流条目分派给SDN交换机，来实现网络流量的细粒度转发控制。和传统分布式网络中基于最短路径转发不同，SDN可以实现更加灵活，便捷和智能的网络管理和控制。因此，相关SDN的研究已引起全世界的关注。

尽管SDN具有许多优势，但实际上，一步实现传统网络到SDN网络的完全迁移是非常困难的，特别是对于大规模传统网络。原因主要有两个方面：经济因素和技术因素。一方面，购买和部署SDN设备以升级整个传统网络的基础架构将不可避免地给互联网服务提供商(Internet Service Provider,ISP)带来巨大的资本支出和运营负担。目前，ISP可能不愿意一步实现从传统网络到SDN网络的更新。同时，考虑部署的收益，许多研究表明无需将网络中的所有旧设备更新为SDN设备。另一方面，新兴的与SDN相关的硬件和软件相对不成熟，缺乏大规模的适当评估，SDN设备的可靠性和稳定性无法保证。这意味着使用专用SDN设备更新整个传统网络的基础架构设备可能会导致潜在的安全和不稳定风险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混合SDN场景下带有路径数目约束的路由优化方法，能够实现在有路径数目约束的情况下，有效降低网络的最大链路利用率，进一步提高网络性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种混合SDN场景下带有路径数目约束的路由优化方法，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；

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；

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；

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；

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。

进一步的，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。

进一步的，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；