一种软件定义网络路由选择方法技术

本发明专利技术涉及一种软件定义网络路由选择方法，属于移动通信技术领域。该方法包括以下步骤：控制器根据用户设备(UE)路由请求消息获取SDN网络连接图；根据UE的业务需求确定候选基站(BS)、候选交换机(SW)及候选链路；基于功耗及时延联合效用函数确定各链路权值，生成网络带权图，并基于Dijkstra算法确定目标路由。本发明专利技术综合考虑UE的业务需求，BS与SW的传输速率、功率消息及时延等信息，以路由功耗及时延联合优化为目标，实现SDN架构下UE的优化路由选择，能够有效节省网络功率消耗、降低时延、提升网络稳定性。

Software defined network routing method

The invention relates to a software defined network routing method, which belongs to the technical field of mobile communication. The method comprises the following steps: the controller according to user equipment (UE) routing request message from SDN network connection graph; determining a candidate base station according to the business needs of UE (BS), the switch (SW) candidate and candidate link; power consumption and time delay joint utility function to determine the right value chain based on the generation of the network based on the weighted graph. Dijkstra algorithm to determine the target routing. The present invention considers the business needs of UE transmission rate, power BS and SW message and time delay information to route power and time delay joint optimization as the goal, to achieve optimal routing under the framework of SDN UE, can effectively save power consumption, reduce network delay, improve network stability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于移动通信
，涉及一种软件定义网络路由选择方法。
技术介绍
软件定义网络(SoftwareDefinedNetworks，SDN)是由美国斯坦福大学提出，以OpenFlow为基础的新型创新网络平台。SDN的典型架构共分三层，最上层为应用层，包括各种不同的业务和应用；中间层为控制层，主要负责处理数据转发设备资源的编排，维护网络拓扑和状态信息等；最底层为数据层，主要负责基于流表的数据处理、转发和状态收集。SDN主要特性为控制平面与数据平面分离、集中式网络控制、在控制层与数据层设备之间开放网络接口、网络可由外部程序编程。由于控制层与数据层的分离，使得快速开通及配置网络连接服务变成可能。在SDN架构中，智能化的SDN控制器能够获取网络的全局视图，并且能够控制整个网络的数据转发设备。基于SDN的网络能够有效隔离流量、区分服务链及便于QoS管理，从而可有效解决传统移动网络成本高、不够灵活、QoS难以有效管理等问题，然而，SDN架构的集中式网络控制、控制与数据平面分离、资源切片等特性给网络管理机制特别是路由选择机制带来新的问题及挑战。文献[BatalleJ,FerrerRieraJ,EscalonaE,etal.OntheimplementationofNFVoveranOpenFlowinfrastructure:routingfunctionvirtualization,FutureNetworksandServices(SDN4FNS),2013]提出了一种SDN网络虚拟路由设计方案，通过路由功能虚拟化(RoutingFunctionVirtualization,RFV)，实现方便管理和节省开销等效益，但该方案未考虑具体的路由机制。文献[ZhaoK,LiQ,JiangY.Flow-levelconsistentupdateinSDNbasedonK-prefixcovering,GlobalCommunicationsConference(GLOBECOM),2014]提出了一种SDN网络路由配置更新方案，该方案通过基于流表级的一致性保障机制，可以解决路由冲突和传输中断等问题，但该方案未考虑有效的路由选择机制。文献[ZhangSQ,ZhangQ,BannazadehH,etal.NetworkFunctionVirtualizationenabledmulticastroutingonSDN,Communications(ICC),2015]提出了一种基于图论的SDN网络路由算法，该算法用于SDN组播网络中，并通过网络功能虚拟化技术，实现建立恰当的组播拓扑，但该算法没有解决为核心网络分配路由等问题。综上所述，基于SDN的网络环境中如何综合考虑UE的业务需求，BS与SW速率、功率及时延信息，SDN网络架构，路由算法的功耗及时延优化等特性，实现SDN架构下UE的路由选择方案，从而节省网络功率消耗、降低时延、提升网络稳定性成为亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种软件定义网络路由选择方法，该方法能够有效节省网络功率消耗、降低时延、提升网络稳定性。该方法具体包括以下步骤：S1：用户设备(UE)向其周围基站(BS)发送路由请求消息，BS接收到UE发送的路由请求后，将路由请求消息转发至控制器；S2：控制器调用相应模块获取SDN网络连接图；S3：控制器执行候选BS选择算法，判断BS是否满足用户业务需求，若满足，则执行步骤S5，否则，执行步骤S4；S4：控制器剪除不满足用户业务需求的BS节点，更新SDN网络连接图；S5：控制器执行候选交换机(SW)选择算法，判断SW是否满足用户业务需求，若满足，则执行步骤S7，否则，执行步骤S6；S6：控制器剪除不满足条件的SW节点，更新SDN网络连接图；S7：控制器判断各链路可用速率是否满足UE速率需求，若满足，则执行步骤S9，否则，执行步骤S8；S8：控制器剪除不满足速率需求的链路，并更新SDN网络连接图；S9：控制器确定各链路的功耗及时延；S10：控制器基于功耗、时延联合效用函数确定SDN网络连接图各链路的权值，生成SDN网络带权图；S11：控制器基于Dijkstra算法确定UE目标路由，通知相应BS接入UE，并更新相应交换机流表项。进一步，在步骤S2中，所述SDN网络连接图为网络节点间的有向图G＝＜V,E＞，其中节点V包括UE、BS、SW等设备，记NBS为UE可用BS总数，NSW表示网络中SW总数，则V＝{UE,BSi,SWj本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软件定义网络路由选择方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：用户设备(UE)向其周围基站(BS)发送路由请求消息，BS接收到UE发送的路由请求后，将路由请求消息转发至控制器；S2：控制器调用相应模块获取SDN网络连接图；S3：控制器执行候选BS选择算法，判断BS是否满足用户业务需求，若满足，则执行步骤S5，否则，执行步骤S4；S4：控制器剪除不满足用户业务需求的BS节点，更新SDN网络连接图；S5：控制器执行候选交换机(SW)选择算法，判断SW是否满足用户业务需求，若满足，则执行步骤S7，否则，执行步骤S6；S6：控制器剪除不满足条件的SW节点，更新SDN网络连接图；S7：控制器判断各链路可用速率是否满足UE速率需求，若满足，则执行步骤S9，否则，执行步骤S8；S8：控制器剪除不满足速率需求的链路，并更新SDN网络连接图；S9：控制器确定各链路的功耗及时延；S10：控制器基于功耗、时延联合效用函数确定SDN网络连接图各链路的权值，生成SDN网络带权图；S11：控制器基于Dijkstra算法确定UE目标路由，通知相应BS接入UE，并更新相应交换机流表项。

【技术特征摘要】
1.一种软件定义网络路由选择方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：用户设备(UE)向其周围基站(BS)发送路由请求消息，BS接收到UE发送的路由请求
后，将路由请求消息转发至控制器；
S2：控制器调用相应模块获取SDN网络连接图；
S3：控制器执行候选BS选择算法，判断BS是否满足用户业务需求，若满足，则执行步骤
S5，否则，执行步骤S4；
S4：控制器剪除不满足用户业务需求的BS节点，更新SDN网络连接图；
S5：控制器执行候选交换机(SW)选择算法，判断SW是否满足用户业务需求，若满足，则
执行步骤S7，否则，执行步骤S6；
S6：控制器剪除不满足条件的SW节点，更新SDN网络连接图；
S7：控制器判断各链路可用速率是否...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴蓉，胡恂，陈前斌，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50