[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

说明书

本发明公开了一种可编程数据平面路由方法、系统、可读存储介质及设备，所述方法包括：周期性地获取网络内一跳或多跳的端到端性能组；基于性能驱动和优化目标驱动的方法，动态地将网络划分为多个网络区域，相邻两个网络区域的区域类型不同；数据报的转发过程中，在源路由域内的节点执行区域可调源路由协议，在逐跳路由域内的节点执行逐跳路由协议，数据报可以在源路由域和逐跳路由域之间进行转发。本发明基于精细化性能测量，利用可编程转发技术实现负载均衡等性能最优的精细化路由，通过简化路由减少处理时延，解决现有路由对网络状态变化的适应较慢等问题，可满足5G网络、工业互联网、智能灌溉传感网络等对低时延、大吞吐量的应用需求。

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别是涉及一种可编程数据平面路由方法、系统、可读存储介质及设备。

背景技术

随着互联网的普及和互联网业务的增长，各行各业以及个体用户每天都会产生大量网络流量，例如文件传输、语音通话、网络游戏等，新的应用模式和需求也不断出现，传统网络架构已经无法应对快速发展的互联网，面临着诸多如网络地址空间不足、设备日益臃肿、服务质量难以保证等问题。

软件定义网络(Software-DefinedNetworking，简称SDN)将控制面与数据面相分离，两个面存在着双向交互的过程，在控制面，通过感知网络状态和网络资源，中央控制器对网络的逻辑控制功能和高层策略灵活地进行动态、优化地配置；而在数据面，可在不影响网络正常流量的情况下执行这一配置，进而实现网络资源的优化配置。

现有技术中，目前主流的SDN控制器如RYU、POX、FloodLight等均提供了控制数据报转发的模块，其数据报路径的选择通常都是查找数据报转发的起始节点到目的节点的一条最短路径，或者是通过人为地为分组添加统一的标签，通过设定各节点的标签交换表来指定路径。然而，在实际应用中，其路由信令复杂，扩展性较差，对网络状态变化的适应较慢。

P4(Programming Protocol-Independent Packet Processors)是可编程数据平面的一种可编程转发技术，一方面，P4不仅可以控制数据流的转发，还可以对交换设备的数据处理流程进行软件编程定义，甚至可做到转发无中断的重配置，并且，可实现交换设备协议无关转发，克服了OpenFlow的扩展性差的问题。另一方面，基于INT(In-band networktelemetry)可实现数据平面的状态/资源的感知，可以追踪网络中每一个数据报的行为，也能够监测到网络的状态。

P4+INT可实现全网的精细化性能测量，不仅可实现逐跳的性能(如延迟、抖动、丢包率、吞吐量等)测量，还可实现测量范围(跳数)可调的性能测量，并且测量结果是实时的。所以，基于精细化测量结果，通过精细化的路由可实现全网性能最优。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种传输路径灵活、对网络状态变化适应快、传输效率高的可编程数据平面路由方法、系统、可读存储介质及设备。

根据本发明提供的可编程数据平面路由方法，包括：

周期性地获取网络内一跳或多跳的端到端性能组；

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。