[发明专利]一种面向软件定义网络的多约束QoS路由策略设计方法

摘要

本发明公开一种面向软件定义网络的多约束QoS路由策略设计方法，该方法通过三个模块实现，包括流量监控模块、QoS路由计算模块和阻塞流量调度模块。流量监控模块记录链路的带宽信息、端口负载信息以及已下发流的详细信息；QoS路由计算模块根据流量监控模块获取链路带宽及端口负载信息作为路由选择指标，并利用优化算法计算符合多约束条件的最优路径；在端口发生拥塞时，控制器通过阻塞流量调度模块进行精准控制。本发明实现SDN控制器中基于多路径蚁群算法的路径计算功能；同时，采取路由计算与阻塞调度相组合的路由策略设计方法，有效提高链路的使用率、均衡网络负载。

主权项

1.一种面向软件定义网络的多约束QoS路由策略设计方法，其特征在于：包括流量监控模块、QoS路由计算模块和阻塞流量调度模块，所述流量监控模块记录链路的带宽信息、端口负载信息以及已下发流的详细信息；所述QoS路由计算模块根据流量监控模块获取的链路带宽及端口负载信息作为路由选择指标，并利用优化算法计算满足多约束条件的最优路径；在端口发生拥塞时，控制器通过所述阻塞流量调度模块进行精准控制；具体依次包括以下步骤：(1)流量监控模块定期统计出各SDN交换机端口的实时流量，计算出流量速率；(2)QoS路由计算模块根据拓扑发现模块和流量监控模块确定的拓扑结构、链路的带宽和端口负载信息，采用多约束QoS路由算法计算出满足QoS约束条件的最优路径；(3)阻塞流量调度模块根据大流检测算法，将检测到的交换机端口的大流，采用多级反馈调度算法进行分级调度：(3.1)首先在全网设置一个阈值，当网络中的流量大于设定的阈值时，判定网络中链路发生阻塞，启动大流检测算法，检测各交换机端口的大流，并利用多级反馈队列调度算法对大流进行调度；(3.2)大流检测算法通过流量监控模块周期性统计交换机的流量状态，控制器每隔一段时间向交换机采集数据，流的大小通过ψt＝(Bt‑Bt‑p)/p进行计算，其中，Bt是交换机在t时刻采集的字节数，Bt‑p是t‑p时刻接收的字节数，p是时间间隔，ψt是对流量大小的统计；根据ψt值与界定的大流阈值Threshold的比较区分大流，Threshold的取值为链路容量的5％～10％；(3.3)当流量达到阻塞条件，应用多级反馈调度算法具体为：为每个交换机端口都设置一个队列，每个队列包括三个子队列，子队列的优先级不同，一级队列的优先级最高，二级队列的优先级次之，三级队列的优先级最低，按照先来先服务的原则进行调度，每个队列的执行时间不同，一级队列的执行时间为T，二级队列的执行时间为2T，三级队列的执行时间为3T。