[发明专利]一种基于SPFA算法计算转发路径的动态路由控制方法和系统

摘要

本发明公开了一种基于SPFA算法计算转发路径的动态路由控制方法，根据网络信息通过SPFA算法计算最优路径；从所有交换机中筛选出最优路径经过的交换机id；解析该路径的起始IP地址；删除所有经过的交换机中符合该起始IP的流表；获取链路信息，并根据链路信息以及最优路径转发顺序创建每个该交换机中需要下发的流表并下发。本发明使得域间的链路浪费大大减小，并更具有智能型；在可靠性、安全性、出错处理需求上更加具体有效的优化；使得健壮性和可用性更强，并且增加其自检能力，完成系统定期自检，并报告潜在问题，有利于开发者从长远的角度了解项目的情况，并对长远的维护和进一步的开发，打开一个SDN领域路由优化的新纪元。

主权项

1.一种基于SPFA算法计算转发路径的动态路由控制方法，其特征在于，所述基于SPFA算法计算转发路径的动态路由控制方法包括以下步骤：根据网络信息通过SPFA算法计算最优路径；(1)用户对服务器的访问请求通过SDN网络的接入口进入到SDN网络中；(2)用户请求到达的SDN网络设备上部署匹配该请求的路由规则时，则SDN网络设备执行匹配对应的网络操作集；否则，SDN网络设备将访问请求传递给SDN控制器，由控制器根据负载均衡算法决策网络操作规则，并将网络操作规则部署到相应SDN网络设备上由相应SDN网络设备执行；(3)服务器对最终到达的访问请求进行处理，并反馈请求结果；(4)SDN网络设备接收到服务器的反馈结果后，如果反馈结果到达的SDN网络设备上已经部署了匹配该反馈结果的路由规则时，则SDN网络设备执行匹配对应的网络操作集；否则，SDN网络设备将反馈结果传递给SDN控制器，由控制器根据负载均衡算法决策网络操作规则，并将网络操作规则部署到相应SDN网络设备上由相应SDN网络设备执行；(5)SPFA算法实现，建立一个队列，初始时队列里只有起始点，再建立一个表格记录起始点到所有点的最短路径；然后执行松弛操作，用队列里有的点作为起始点去刷新到所有点的最短路径，如果刷新成功并且被刷新点不在队列中则把该点加入到队列最后，重复执行直到队列为空；从所有交换机中筛选出最优路径经过的交换机id；解析该路径的起始IP地址；删除所有经过的交换机中符合该起始IP的流表；获取链路信息，并根据链路信息以及最优路径转发顺序创建每个该交换机中需要下发的流表并下发；采用网络拓扑传值来监测流量，具体包括以下步骤：通过REST API获取当前时刻中所有交换机中所储存的流表；对于每一个交换机中的流表进行记录；经过500ms延时后再次获取所有流表；对于两次获取中同一个id的流表计算其count字段的差值；如果第二次获取时存在第一次不存在的流表，则直接使用其count值作为该条流的压力值；如果第二次获取后不存在与第一次中某条流表相匹配的流表则忽略该条流表；计算差值若为0则忽略该条流表；对每个交换机上的流表进行端口分类；将每个交换机中所有正在通过数据的流表的差值相加看作该交换机的压力数值；对于一条链路来讲两头的端口的压力值的平均值设为该条链路的权值以此生成带有权值的图；所述SPFA算法包括：某个点进入队列的次数超过N次则存在负环；在执行算法前做一次拓扑排序，以判断是否存在负权回路；用数组d记录每个结点的最短路径估计值，而且用邻接表来存储图；采取动态逼近法：设立先进先出的队列用来保存待优化的结点，优化时每次取出队首结点u，并且用u点当前的最短路径估计值对离开u点所指向的结点v进行松弛操作，如果v点的最短路径估计值有所调整，且v点不在当前的队列中，就将v点放入队尾；不断从队列中取出结点来进行松弛操作，直至队列空为止。