[发明专利]一种基于多路由配置的数据中心网络故障恢复方法

摘要

本发明公开了一种基于多路由配置的数据中心网络故障恢复方法，属于数据中心网络领域。该方法结合数据中心网络与快速恢复机制，在数据中心网络中使用多路由配置的方法，建立备份拓扑，并根据网络中数据流的大小，自适应的调整链路权重，实现优化链路负载分布的路由转发策略。包括数据中心网络拓扑构建模型，备份拓扑模块，权重优化模块，负载均衡模块。本发明可以实现数据流在数据中心间的负载均衡分布，即根据链路上数据流的大小，自适应的调整链路权重，进而调整路由转发路径，从而减小高利用率链路的负载，减小网络发生拥塞的几率。

主权项

1.一种基于多路由配置的数据中心网络故障恢复方法，其特征在于：步骤一、根据多路由配置的方法和网络拓扑结构，构建备份拓扑，针对备份拓扑的构建满足以下几个特征：每个备份拓扑不改变原始的网络拓扑结构，并且都必须包含一个主干网，即从备份配置中移除所有孤立节点、孤立链路和受限链路后，剩余的节点相互连通，备份拓扑中每一个孤立节点可以通过至少一个受限链路连接到主干网；孤立节点只与孤立链路和受限链路相连，并且至少连接一个受限链路，在同一个备份拓扑中，受限链路的两端不能同为孤立节点；每一条链路和每一个节点都必须至少在一个备份配置中被孤立；步骤二、根据网络拓扑结构和流量矩阵，用最短路径算法计算各个节点对之间的最短路径，当最短路径中某条链路u‑v或节点u发生故障，则查找相应的备份拓扑进行重路由；备份拓扑的查找转发规则是：假设节点u收到目的节点为d的数据包，下一跳节点和链路分别为v和u‑v，具体的转发过程如下：a、如果链路u‑v未发生故障，则转发数据包到v，否则执行b；b、如果路由表标记大于0，且数据包之前已被重路由，则丢弃该数据包，否则执行c；c、分别执行以下两步：c‑1）如果节点v和目的节点d不同，则选择备份配置中节点v被孤立的备份路由表；c‑2）如果节点v和目的节点d相同，并且链路u‑v和节点v在同一个备份配置中被孤立，则选择与此相应的备份路由表；如果链路u‑v和节点v不在同一个备份配置中被孤立，则选择备份配置中链路u‑v被孤立的备份路由表；d、在数据包头部写入所选择的备份路由表标记，根据备份路由表转发数据包；步骤三、在查找过程中，采用链路花费目标函数构造负载均衡机制，根据链路最优权值，使故障后所有链路费用和最小；初始时，每条链路的权重设置为，根据链路花费目标函数计算此时所有链路代价之和，设置迭代次数，每次迭代采用启发式算法在内随机选取链路权重，计算链路花费目标函数值，在设定的迭代次数内，若更改一部分链路权值，链路花费目标函数值没有明显的改善，则终止迭代，将此时的链路权值作为最优权值；所述的链路花费目标函数为，(1)其中，E表示链路集合，表示链路利用率函数，为通信负载，c(a)表示链路a可承受量的最大流量带宽，链路的利用率为。