[发明专利]基于转移代价的SDN网络拥塞链路调整方法

摘要

本发明的基于转移代价的SDN网络拥塞链路调整方法，包括：a).获取链路拓扑；b).获取数据流信息；c).判断拥塞状态；d).选择待转移流；e).重路由的调整，e‑1).从网络拓扑结构中寻找链路改变量最少的新路由；e‑2).如果为多拥塞链路，首先将其分解为多个等价单拥塞链路，然后按照e‑1)重路由；f).流表路由的调整。本发明的SDN网络拥塞链路调整方法，将路径上的拥塞分为等价单拥塞链路及多拥塞链路区分处理，对多拥塞链路转移为多个等价单拥塞链路的组合，既解决了链路拥塞，又使得转移代价最小，减低了计算复杂度，提高了数据流转移效率。

主权项

1.一种基于转移代价的SDN网络拥塞链路调整方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：a).获取链路拓扑，在SDN网络下，控制器根据OpenFlow v1.0标准协议，使用链路层发现协议LLDP获取全局网络拓扑；b).获取数据流信息，控制器定时向SDN网络中每一个OpenFlow交换机发送查询消息，以获取OpenFlow交换机上每个端口的数据流信息，数据流信息包括了数据流的头部标识和流速大小；c).判断拥塞状态，判断链路中的传输队列长度是否超过了链路容量设定的门限值，如果超过，则表明该链路处于拥塞状态，执行步骤d)；如果没有超过，则执行步骤b)，重新获取数据流信息；d).选择待转移流，从流经拥塞链路的数据流中选择经拥塞链路最少的流作为待转移流，以便对待转流进行重路由；e).重路由的调整，则按照步骤e‑1)和步骤e‑2)对其进行重路由调整；e‑1).如果待转移流的路由为等价单拥塞链路，则从现有网络拓扑结构中寻找链路改变数△P改变最少的路由作为新路由，作为待转移流的新路由，并确保新路由的延迟、带宽满足转移流的业务需求；e‑2).如果待转移流的路由为多拥塞链路，则首先将多拥塞链路分解为多个等价单拥塞链路的组合，然后再按照步骤e‑1)的方法为每个等价单拥塞链路选择转移代价最小的新路由，最终形成避开多拥塞链路的新路由；f).流表路由的调整，SDN网络的控制器下发路由调整后的新流表，以调整待转移流的传输路径，避免拥塞的出现；步骤e‑1)所述的重路由通过以下步骤来实现：e‑1‑1).设定南向、北向路由，设待转移流的源节点、目的节点分别为S和D，其拥塞链路为AB段，定义南向重路由是以拥塞链路的起始节点A为起点、沿向目的节点D的方向计算重路由；定义北向重路由是以拥塞链路的终节点B为终点、沿源节点S向下的方向计算重路由；e‑1‑2).计算链路改变数，对于需要删除m条旧链路且增加节点数为n的从X到Y的路由调整方案，记为XY(m,n)，通过公式(1)计算链路改变数△P：△P＝m+n+1                  (1)m为要删除的旧链路数目，由于至少要删除拥塞链路，故m≥1；n为新增加节点数，n≥0；e‑1‑3).寻找转移代价最小的路由，控制器根据步骤e‑1‑2)中链路改变数的计算公式，求取链路改变数的最小值；在链路改变取最小值时，判断是否存在避开等价单拥塞链路的南向或北向路由，如果存在，则选取满足条件的南向或北向路由作为新路由，重路由结束；如果不存在，则执行步骤e‑1‑4)；e‑1‑4).递增链路改变数，如果网络拓扑中要删除的旧链路数或新节点数可继续增加时，则通过增加要删除的旧链路数或增加新增加节点数，递增链路改变数△P，执行步骤e‑1‑5)；反之，则执行步骤e‑1‑6)；e‑1‑5).链路递增后的判断，递增链路改变数后，控制器判断是否存在绕开等价单拥塞链路的南向或北向路由，如果存在，则选取该路由为新路由，重路由结束；如果不存在，则执行步骤e‑1‑4)；e‑1‑6).采用传统的Dijkstra算法计算最短路由作为新路由。