[发明专利]可编程数据平面路由方法、系统、可读存储介质及设备

权利要求书

1.一种可编程数据平面路由方法，应用于路由设备，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

周期性地获取网络内一跳或多跳的端到端性能组，所述性能组包括延迟、抖动、丢包率、吞吐量、链路利用率中的一种或多种组合；

基于性能驱动和优化目标驱动的方法，动态地将所述网络划分为多个网络区域，相邻两个所述网络区域的区域类型不同，所述区域类型包括源路由域及逐跳路由域；

判断数据报所在的当前网络区域的区域类型，采用可编程转发技术转发所述数据报；

若所述数据报所在的当前网络区域的区域类型为源路由域，则所述源路由域内的节点在数据报转发时执行区域可调源路由协议；

若所述数据报所在的当前网络区域的区域类型为逐跳路由域，则所述逐跳路由域内的节点在数据报转发时执行逐跳路由协议

具体的，SDN控制器基于P4计算得到一路径长度为X的路径序列；

其中，SDN控制器基于P4采用性能驱动和优化目标驱动计算得到一路径长度为X的路径序列，以根据得到的X值划分源路由域和逐跳路由域的范围的方法包括：

当X＝k(k1)，亦即，存在一段连续k跳的子路径，那么将该子路径设为源路由的路径，该子路径上k跳内的节点组成了源路由域；

那些不满足被划入源路由域的条件的节点组成了逐跳路由域；

启动划分所述源路由域和逐跳路由域的时机是：网络中端到端性能组的变化及应用需求的变化。

2.根据权利要求1所述的可编程数据平面路由方法，其特征在于，所述源路由域内的节点在数据报转发时执行区域可调源路由协议时，SDN控制器基于P4计算得到一路径长度为X的路径序列的步骤之后，所述方法还包括：

将计算好的所述路径序列发送给源路由域内的源节点，所述路径序列用于指示数据报沿途经过的源路由域内的节点；

当一数据报到达源路由域内的该源节点时，查询所述路径序列，确定所述数据报的下一跳，并将所述路径序列嵌入到数据报内；

所述源路由域内的中间节点收到所述数据报后，根据所述路径序列确定所述数据报的下一跳，并将所述数据报转发至下一跳，直至到达所述路径序列所指向的源路由目的地。

3.根据权利要求2所述的可编程数据平面路由方法，其特征在于，所述源路由域内的节点在数据报转发时执行区域可调源路由协议的步骤之前，所述方法还包括：

采用P4设计所述源路由域内所转发的所述数据报的头部，实现所述源路由域内节点在可编程数据平面的Parse，其中，所述源路由域内所需转发的数据报的头部中包含源路由路径的标识栈、路由标识、目的IP地址，所述标识栈用于存放所述路径序列，所述路由标识用于指示节点执行区域可调源路由协议或逐跳路由协议；

采用P4设计所述源路由域内节点在可编程数据平面的match-action，其中，match为源路由的目的IP地址，action为根据所述源路由路径的标识栈指定的节点ID转发到下一跳节点。

4.根据权利要求3所述的可编程数据平面路由方法，其特征在于，所述源路由路径的标识栈包括沿途经过的节点ID的序列及两节点之间的某条链路的链路ID，所述节点ID和链路ID均由SDN控制器统一分配，其中，节点ID为唯一地标识源路由域内的一个节点，链路ID为两个节点之间存在着多条链路，链路ID表示节点上的某一条链路，仅在节点本地有效。

5.根据权利要求1所述的可编程数据平面路由方法，其特征在于，所述逐跳路由域内的节点在数据报转发时执行逐跳路由协议的步骤包括：

SDN控制器将逐跳路由域内各跳的性能组发送到其所控制的逐跳路由域内的各节点；

所述逐跳路由域内的相邻两个节点之间互相发送自己去往目的地的性能组及下一跳信息；

所述逐跳路由域内的节点根据从邻居接收到的所述目的地性能组，更新自己到达各个目的地的路由表；

当任一数据报到达所述逐跳路由域内的节点，查询所述路由表确定数据报的下一跳，并逐跳地转发，直到到达所述逐跳路由目的地。