[发明专利]基于SDN控制器的卫星MPLS网络流量均衡方法

摘要

本发明公开了基于SDN控制器的卫星MPLS网络流量均衡方法，通过在网络边缘放置SDN控制器，将网络设备的控制平面与数据平面分离，控制平面的功能集中到这个专用的控制器上，使网络中设备的复杂度降低。通过将数据平面和控制平面解耦，SDN获得了很大的灵活性，使得网络具有扩展性强、易维护、可编程、开放的特点。本发明中，SDN控制器按周期通过南向接口的OpenFlow协议从数据平面中的路由器/交换机收集网络拓扑和网络状态信息，通过计算得到各条链路的可用带宽情况，从而判断路径是否产生拥塞，是否需要进行流量调度，达到实时收集、分析全网流量分布情况的目的，链路流量得以合理调配，从而实现了网络流量的灵活控制，并可以更好的改善带宽资源利用率。

主权项

1.基于SDN控制器的卫星MPLS网络流量均衡方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：SDN控制器通过南向接口的OpenFlow协议向数据平面的路由器/交换机下发指令，要求路由器/交换机返回全网的拓扑结构、网络状态和路由器/交换机之间的链路参数；步骤2：网络中的每个节点集中各自位置信息和流量通过的状态信息，通过OpenFlow返回这些信息，SDN控制器获取信息并得到完整的网络拓扑结构和网络状态信息；步骤3：SDN控制器通过步骤2收集的信息对链路带宽、时延和丢包率做出评估，评估结果存储到流表中，下发至边界路由器和标签交换路由器，生成带有优先级权重的标签交换路径；步骤4：标签交换路径生成后，当数据包进入网络时，源端路由器根据SDN控制器下发的流表中所包含的标签转发表为数据包打上标签，使其按照指定的标签交换路径进行传输；步骤5：每条标签交换路径中的数据都是一个流，设定一个周期T，SDN控制器通过OpenFlow协议按周期T从边界路由器和标签交换路由器上收集流的统计信息，再进行一定的计算，确定每条标签交换路径的实际带宽使用情况，SDN控制器同时改变本地数据库里相关链路的可用带宽值；步骤6：设定一个可用带宽的临界值μ，0≤μ≤1，当某个周期的某条链路的可用带宽值小于或等于临界值μ，并且这条链路只支持一个标签交换路径时，转向步骤7；当某个周期的某条链路的可用带宽值小于或等于临界值μ，并且这条链路支持两条或以上的标签交换路径时，转向步骤8；步骤7：SDN控制器根据分析链路状态的结果重新寻找路由并更新流表，再通过OpenFlow协议将重新建立的标签交换路径信息发送给相应的标签交换路由器，同时新的标签交换路径的权重值也发生改变；步骤8：拥有较高权重值的标签交换路径a迫使拥有较低权重值的标签交换路径b被拆除，SDN控制器根据分析链路状态的结果重新寻找路由并更新流表，再通过OpenFlow协议将重新建立的标签交换路径信息发送给相应的标签交换路由器，同时新的标签交换路径的权重值也发生改变；步骤9：等待下一个周期开始，转向步骤1；步骤10：SDN控制器可通过北向接口向应用层提供信息，以方便开发者们在应用层上为达成某一网络管理目标而开发应用。