[发明专利]一种基于受限最宽路径的段路由流量工程方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于受限最宽路径的段路由流量工程方法及装置，所述流量工程方法在搜索出一个流的最宽路径后，用一系列段对该最宽路径编码，在该路径内考虑网络中最短路径的同时选择中继节点。所述流量工程方法可以最大限度地绕过最拥堵的链路，可实现保障性能的同时，所需时间更少，且可适应于三段及以上的分段路由场景。

技术领域

本发明属于流量工程技术领域，尤其涉及一种基于受限最宽路径的段路由流量工程方法及装置。

背景技术

随着互联网的快速发展，网络流量出现了爆炸式增长等问题，而受限于传统的路由算法和调度方法，网络流量不容易在链路上均匀分配，从而导致网络拥塞，使得网络服务质量下降。因此，以分析、预测和调节网络流量为目标并提高网络性能的流量工程显得至关重要。流量工程(TE，Traffic Engineering)是一种优化网络流量分配的技术，可以对网络流量优化调度，从而实现网络流量负载均衡，减少拥塞，提高网络资源的利用率。

近期，基于IPv6的段路由技术（SRv6）被提出以避免网络流路由经过拥挤的链路。SRv6的核心思想是将一条路由路径划分为多个段来表示端到端的逻辑路径，这些段表示为一系列指令封装在包头中，这样每个流都可以按需路由。图1描述了SRv6网络的一个简单的例子，其中流从路由器R1被传输到R5。按照默认最短路的方法，流按照R1→R4→R5的路径传输。在传统的路由协议中，为了改变默认的路由路径，我们必须更新链路权值并等待路由协议收敛，但这种方法无疑是复杂而且耗时的。相比之下，SRv6技术使改变默认路由路径变得更加简单快捷。在图1中，R1将添加一个段路由报头(SRH)到包报头中。SRH由段左指示符和段列表两部分组成。当前段的目标地址是段列表中左指示符所指向的段的地址。当R2接收到数据包时，减小段左边部分的值，激活相应的段，即将当前目的地址设置为2001::5。之后数据包将沿着R2到R5之间的最短路径进行路由。

考虑到SRv6由于具有简单、容易部署且可扩展性强等优点，基于SRv6网络的流量工程算法已经成为流量工程研究中的热点问题。然而，现有段路由流量工程(SRTE)的方法缺乏一般性，因为他们只考虑涉及两或三个段的情况。如现有文献一（“Optimized NetworkTraffic Engineering using Segment Routing,” in Proc. of IEEE INFOCOM, 2015,pp. 657–665）是研究SRTE问题的开端，R. Bhatia等人尝试最小化最大链路利用率，并证明了即使只用两个段这个问题也是NP难的。在现有文献二（“Segment routed trafficengineering with bounded stretch in software-defined networks,” in Proc. ofIEEE Conference on Local Computer Networks, 2018, pp. 477–480.）中，T.Settawatcharawanit等人研究了基于两段模型的有界伸缩SRTE问题。在现有文献三（“Traffic engineering using segment routing and considering requirements of acarrier IP network,” IEEE/ACM Transactions on Networking, 2018, pp. 1851–1864.）中，T. Sch¨uller et al等人将SRTE模型只扩展到三个段。由于两个或三个段的严格约束，当多个中间段可用时，上述现有方法可能会失去提高性能的机会。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种受限最宽路径的段路由流量工程方法及装置，以解决现有流量工程算法只能适应两段或三段的严格约束问题。

一种基于受限最宽路径的段路由流量工程方法，包括：