[发明专利]一种软件定义网络路由选择方法

说明书

本发明涉及一种软件定义网络路由选择方法，属于通信网络技术领域。本发明通过SDN控制器根据接收的数据转发请求消息获取数据流的状态信息，并调用拓扑结构模块获取网络状态信息及链路容量信息；然后确定源交换机至目的交换机之间的候选路由；路由选择方法建模，在满足链路容量、链路选择及路由跳数等限制条件下，以网络负载最小化为目标，实现基于网络负载优化的数据流路由选择策略。本发明提供的一种软件定义网络路由选择方法，解决了网络中各交换机负载不均衡问题，实现网络负载均衡及网络性能提升。

技术领域

本发明属于通信网络技术领域，特别涉及一种软件定义网络路由选择方法。

背景技术

软件定义网络(Software Defined Networking，SDN)是由美国斯坦福大学提出的以OpenFlow为基础的新型网络创新架构。SDN的典型架构共分三层，上层为应用层，包括各种不同的业务和应用；中间层为控制层，主要负责处理数据转发设备资源的编排，维护网络拓扑和状态信息等；底层为数据层，主要负责基于流表的数据处理、转发和状态收集。SDN具有的主要特性包括控制平面与数据平面分离、集中式网络控制、控制层与数据层设备之间提供开放网络接口、网络可由外部程序编程等使其可实现网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能，从而为核心网及应用的创新提供了良好的平台。

在SDN架构中，各类交换机业务传输及处理能力的异构特性，网络状态的动态变化以及网络拥塞等问题对SDN的路由选择算法提出困难及挑战。目前已有研究针对SDN网络架构，研究路由算法及协议。

文献[BatalleJ,FerrerJ,EscalonaE,etal.Onthe Implementation ofNFVoveran OpenFlow Infrastructure:Routing Function Virtualization[C]//2013 IEEESDN for Future Networks and Services(SDN4FNS),pp.1-6.]中提出采用路由功能虚拟化模块实现虚拟路由协议，以减少控制平面的开销，但未考虑具体的路由选择方法；文献[WangP,LanJ,ChenS.OpenFlow based flow slice load balancing[J].Communications,China,2014,11(12):72-82]提出了一种基于OpenFlow的流切片负载均衡算法，通过引入差异化服务理论将数据流进行划分，进而针对不同数据流，应用不同切割粒度进行切片，各切片根据链路负载情况进行多路并行传输，从而实现各路的负载均衡；文献[杨琪，一种跨集群负载均衡的方法及装置，CN104243337A，2013]提出了一种跨集群负载均衡的方法，当网络中用户对某集群应用服务的访问流量过大时，通过SDN控制平面将用户对该集群的访问流量负载迁移至其他集群，以实现集群之间的负载均衡。以上算法未能综合考虑影响数据传输QoS及交换机负载状态等因素，难以实现基于网络负载优化的数据转发。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种软件定义网络路由选择方法，通过建模网络负载为目标函数，在满足链路容量、链路选择及路由跳数等限制条件下，以网络负载最小化为目标，实现基于网络负载优化的数据流路由选择策略，以解决网络中各交换机负载不均衡问题，实现网络负载均衡及网络性能提升。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种软件定义网络路由选择方法，包括以下步骤，

SDN控制器根据接收的数据转发请求消息获取数据流的状态信息，并调用拓扑结构模块获取网络状态信息及链路容量信息；

确定源交换机至目的交换机之间的候选路由；

路由选择方法建模；

以网络负载函数最小化为准则优化确定数据流最佳路由。

进一步，所述路由选择方法建模包括建模数据流路由选择标识，建模路由选择优化限制条件，建模网络负载函数。