[发明专利]一种基于子拓扑网络的SDN链路故障网络收敛方法

权利要求书

1.一种基于子拓扑网络的SDN链路故障网络收敛方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：获取SDN网络拓扑，构建网络连接矩阵，网络连接矩阵中包含网络的各结点间的邻接关系；

步骤2：将网络连接矩阵和网络拓扑中的节点数n输入到枢纽节点竞选算法中，记录节点的连接数，表示为：

其中，node_link[i]为节点i，T[i][j]为i节点连接的链路，选出具有最高链路连接数的节点作为枢纽节点，得到枢纽节点集合hub；

步骤3：基于枢纽节点对网络进行细粒度区域划分，并得到各区域间的连接矩阵A；连接矩阵A如下所示：

网络区域划分过程还得到区域间的交界节点和交界链路，以完成对网络以区域为粒度的拓扑连接状态的描述；

步骤4：将步骤2得到的枢纽节点集合hub以及步骤3得到的连接矩阵A加入到初始化网络g中，通过遍历连接矩阵A矩阵中上三角元素，当元素为1时在网络g中为对应区域之间的枢纽节点计算最短路径，并将路径中的节点和链路加入网络g中；在完成矩阵A上三角元素的遍历后，网络g为所构建的子拓扑网络；

步骤5：使用子拓扑网络规划出收敛路径，具体如下：

当故障链路为普通链路时，使用根节点h_s到终端节点的h_d路径pathh_s→h_d替换故障链路，路径pathh_s→h_d的生成步骤如下：

1)根据子拓扑网络构建算法，生成以h_s对应区域为根节点的树；

2)若终端节点为h_d对应区域，获取从根节点到终端节点所有的路径；在所有这些路径中选择深度最小的路径，即经过区域最少的路径；

3)根据步骤2)得到区域路径area₁→…→area_n，由于一个区域对应一个枢纽节点，可以将该路径转换为枢纽节点路径hub₁→…→hub_n；

4)在子拓扑网络构建算法中，已经规划了相邻枢纽节点间的路径，则步骤3)中枢纽节点路径可以转换为需要的路径pathh_s→h_d；

当故障链路为子拓扑网络中的链路，意味着有邻接枢纽节点间的原有路径断开；在获取区域路径之前，还需对生成的树进行删减操作，具体为，在树中，若有两节点为父子关系且是受链路故障影响的邻接区域，则删除子节点和以该子节点为根节点的子树，得到删减之后的树，之后步骤与普通链路故障的路径生成一致。

2.根据权利要求1所述的一种基于子拓扑网络的SDN链路故障网络收敛方法，其特征在于，所述枢纽节点包含以下特征：相比周围其他节点具有较多的邻接交换机、在网络空间上较均匀分布、控制合适的数量。

3.根据权利要求1所述的一种子拓扑网络的SDN链路故障网络收敛方法，其特征在于，所述子拓扑网络规划出的链路故障的备用路径主要由三部分组成：受故障影响流的源节点s到对应根节点h_s的路径，根节点h_s到受故障影响流的目的节点d所在区域的终端节点h_d的路径和终端节点h_d到目的节点d的路径，即：

path_备用＝pathS→h_s+pathh_s→h_d+pathh_d→d。

4.根据权利要求1所述的一种基于子拓扑网络的SDN链路故障网络收敛方法，其特征在于，所述步骤3中，基于枢纽节点对网络进行细粒度区域划分具体过程如下：

将枢纽节点及其所有的下一跳节点的链路连接进行数置零操作，枢纽节点的所有下一跳节点就是该枢纽节点的依附节点；通过枢纽交换机对依附交换机的选取，实现了网络拓扑的细粒度区域划分。

5.根据权利要求1所述的一种基于子拓扑网络的SDN链路故障网络收敛方法，其特征在于，枢纽节点作为子拓扑网络的骨干，为相邻区域的枢纽节点规划路径；最终，枢纽节点与相邻枢纽节点路径上的普通节点、链路构成子拓扑网络。