A SDN enhanced path packing device and method are used to solve the packing problem in the path calculation unit of SDN controller. The invention comprehensively considers the constraints of bandwidth resources, disturbances, delay and other related constraints in communication network, uses particle swarm optimization algorithm, and combines with the related technology of SDN controller network topology planning module. The purpose of the invention is to provide packing scheme for intelligently adjusting service path planning in the case of insufficient bandwidth resources of new services in the network, and belongs to the field of intelligent algorithm optimization of telecommunication network. The main innovations include: 1. Scheduling scheme of network packing service based on SDN technology; 2. Introducing SDN-based network service scheduling into the packing decision model; 3. Using particle swarm optimization (PSO) model to improve the global bandwidth utilization of the network.
【技术实现步骤摘要】
一种SDN增强路径装箱装置及方法
本专利技术属于电信网络智能算法优化领域，具体涉及一种SDN增强路径装箱装置及方法。
技术介绍
在当前通信网络环境下，带宽资源是网络中最关键的资源。当网络负载不均衡，即网络中局部网络带宽使用率过高，而其余部分带宽使用率过低，会引起不必要的网络拥塞和资源浪费，并且会出现在当前整体网络带宽资源足够的情况下无法给新增业务计算合法路径。为了实现网络的资源合理利用，可以通过一些智能算法调节网络的资源使用分布，并计算出最优的路径分配方案，即全局优化调整已部署业务在网络中的通信链路，使整网腾出新业务得以部署的网络资源，并且对整网业务的扰动率最小。在传统的路由器解决方案中，业务路径的计算主要通过跳数、延迟、所占带宽资源与链路代价为约束的条件下的最短路径优先算法实现的。传统方案的缺陷在于：(1)如果从一个源节点到目的节点的流量超过了最短路径的容量，最短路径将变得拥塞，但同时这两点之间可能有一条更长的路径没有被充分使用；(2)在来自不同源节点的最短路径在一条链路上重叠的情况下，如果通过该链路的总流量超过了该链路的容量，那么就会发生拥塞。随着入网客户的增...
【技术保护点】
1.一种SDN增强路径装箱装置，其特征在于，包括：网络业务调度中心，所述网络业务调度中心是为系统提供基础通信和管理功能的模块，其核心组件是SDN控制器；网络业务调度中心的组件接口包括：用于传递定制参数的北向接口，用于传递packet‑in或者packet‑out消息的数据包接口，用于下发流表或转发流表的流表接口，用于获取网络拓扑的接口；网络业务调度中心的功能模块包括：网络拓扑识别模块，业务负载评估模块，网络路由计算模块；所述业务负载评估模块是对进入网络中的指标信息进行评估，通过大数据技术实现，在网络业务调度中心中构建一套业务指标大数据库，从而根据业务信息快速评估业务指标性；...
【技术特征摘要】
1.一种SDN增强路径装箱装置，其特征在于，包括：网络业务调度中心，所述网络业务调度中心是为系统提供基础通信和管理功能的模块，其核心组件是SDN控制器；网络业务调度中心的组件接口包括：用于传递定制参数的北向接口，用于传递packet-in或者packet-out消息的数据包接口，用于下发流表或转发流表的流表接口，用于获取网络拓扑的接口；网络业务调度中心的功能模块包括：网络拓扑识别模块，业务负载评估模块，网络路由计算模块；所述业务负载评估模块是对进入网络中的指标信息进行评估，通过大数据技术实现，在网络业务调度中心中构建一套业务指标大数据库，从而根据业务信息快速评估业务指标性；所述路由计算模块是基于网络的拓扑信息以及网络安全设备信息，计算一条从数据流量入口到转发设备，再到数据流量出口的流路径。2.如权利要求1所述的一种SDN增强路径装箱装置，其特征在于：所述SDN控制器采用Floodlight、POX或NOX；所述指标信息包括数据流量的大小、时延、传输速率。3.一种如权利要求1所述的SDN增强路径装箱装置的装箱方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：当前工作的网络中新增业务的数据流量需要请求生产环境中的网络资源时，如果资源不足的情况，向网络业务调度中心发送新增网络业务装载请求，网络业务调度中心接收到业务装载请求后，启动网络业务路径装箱机制；步骤二：在启动网络业务路径装箱机制后，OpenFlow交换机向网络业务调度中心中的业务负载评估模块发送数据流量镜像，识别指标信息；步骤三：网络业务调度中心中的SDN控制器通过北向接口接收到业务装载请求后，向网络中的流量入口、流量出口、以及挂载网络交换机节点下发镜像流表；步骤四：运行k最短路径算法为每条需要部署的业务计算出多条备用路径，然后将这些备用路径作为输入再次运行粒子群算法，计算出放置新业务到网络中的最佳方案，保证新的业务可以加入到SDN网络中，同时对已部署业务扰动尽可能的小；步骤五：在网络业务调度中心计算出流量的调度路由后，由SDN控制器将流表下发到该路由上的OpenFolw交换机上，将路由上的数据转发设备连接成一条数据链路；步骤六：在接收到流表后，OpenFlow交换机将数据流量引流至相应的交换机设备上，交换机调整不满足要求的业务流的路径、修改该业务流所经过的SDN交换机的流表项，同时将新添加的业务下发给相应交换机的流表中，让该交换机完成新业务的转发。4.如权利要求3所述的装箱方法，其特征在于：所述步骤四中的计算备用路径，指的是新增一个或者多个业务无法直接部署时，通过基于粒子群算法的全局调整将新业务装箱到生产网络中。5.如权利要求4所述的装箱方法，其特征在于：所述步骤四中的粒子群算法，具体如下：粒子群的编码方式采用自然数编码，编码长度只与业务个数相关，与业务的备用路径集中路径个数无关，业务的备用路径个数仅与解空间相关，一条粒子的位置xi是由各个业务的备用路径集随机选一条路径构成的，在粒子群的第i个粒子代表的位置中，业务k选择备用路径集中的第个路由，则在这个D维空间中，共有m个粒子，即粒子群的规模为m；粒子i位置：粒子i速度：粒子i经历过的历史最好位置：群体内所有粒子所经历过的最好位置：粒子群算法中个体Position中有p数组和v数组两个数据域，分别代表位置和速度，p数组代表当前解的位置，解为n维，n代表已有的业务数量；粒子群算法对装箱问题的实现是对现网中的备用路径进行全局调整，解的长度和现网业务的个数相同，解对应位置的数值是指相应业务的工作路径选取(0，...，n)，算法步骤如下：步骤1)初始化粒子群，数组的每个位置随机取0～n，n表示当前业务的数量，解的维度由业务数量决定；步骤2)根据速度位置迭代公式更新个体的pBesti，再根据全局更新gBest，其中pBesti表示个体粒子i历史最优解，gBest表示当前全局的最优解；步骤3)进入迭代循环，当解收敛时跳出循环；步骤4)输出最优解gBest；最终的解就是现网中路径序号，迭代过程中适应度函数由扰动个数决定。6.一种如权利要求1所述的SDN增强路径装箱装置的装箱方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤101：新的业务进入系统，一个新业务的第一个数据分组进入S...
【专利技术属性】
技术研发人员：王士昭，周睿，
申请(专利权)人：江苏君英天达人工智能研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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