一种基于SDN的SR路径计算和标签栈生成的方法及SDN控制器技术

本发明专利技术公开了一种基于SDN的SR路径计算和标签栈生成的方法，包括：在SDN控制器上构建包括三层链路拓扑模型和IP可达链路拓扑模型的分层拓扑模型，基于内部网关协议所获取的各个节点的邻居表信息构建一个三层链路拓扑结构；根据IGP链路状态数据库生成最短路径树拓扑结构，根据CSPF算法得到最短路径树拓扑结构中的一源节点到宿节点所经过的所有链路，得到所述源节点到宿节点整条转发路径上的所有节点标签和/或邻近标签，并生成该转发路径对应的标签栈。通过本发明专利技术实现最短路径的计算以及得到转发路径的最小标签栈。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SDN的SR路径计算和标签栈生成的方法及SDN控制器
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种基于SDN的SR路径计算和标签栈生成的方法及SDN控制器。
技术介绍
SegmentRouting(分段路由，简称SR)是一种源路由技术，指数据包在源节点确定了转发路径，SR将业务报文的转发路径按需求在网络上做分段传送，分段标识用SegmentID(段标识，简称SID)表示，SID在网络中可表示节点标识(NodeSID)或邻接标识(AdjacencySID，AdjSID)，将SID组织成SIDList(SID列表)压入发送的报文头部，就确定了该报文在网络中的转发路径。现有的网络寻路算法包括IGP路由计算和CSPF算法。IGP路由协议通过路由学习得到网络上链路状态信息，由最短生成树算法计算本节点到网络上其他节点的最短路径。IP路由器中生成最短路径树(ShortestPathTree，SPT)的基本算法是最短路径算法。在传统IP-MPLS网络支持MPLSTE的环境中，提供了SPF算法的增强版-约束式最短路径优先算法(ConstrainedShortestPathFirst，CSPF)，即带条件的最短路径算法。上述的寻路算法重在路径计算算法本身，但是在SR网络实际应用中存在着缺陷：传统的IGP路由技术只按最短路径的方式做流量引导，在网络业务量繁忙时，很容易会出现局部路径过度拥塞，而又有其他空闲路径的存在，网络带宽资源利用不均衡等问题。MPLSTE流量工程提供了不同于默认最短路径的流量调整方式，但网元需支持相关协议RSVP-TE，且配置和维护相对复杂。SegmentRouting技术与SDN控制器系统的结合为网络业务的多样性需求提供了灵活的支持手段，但到目前为止的SR部署要求来看，也基本上是对SRTE/SRTP隧道源宿节点间的每段连接都打AdjSID的方式做报文转发，这样导致报文净荷低效。同时使用上述基于物理拓扑的寻路方法，还会对SR转发带来问题：不论是移动的SPNSRTP隧道还是联通的IPRANSRTE隧道，打SID都是基于AdjSID的，即按每跳链路打邻接标签，这样会导致标签过长。在源节点上需将完整路径都表示在标签栈，标签栈过长将导致报文净荷承载效率低，以及网元转发芯片无法支持过长的标签栈的问题。因此在SR网络中，SDN控制器如何利用收集到的网络拓扑信息和自身强度的计算能力，得到即能满足实际业务的各种流量工程条件参数要求，又能输出最短标签栈，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种基于SDN的SR路径计算和标签栈的生成方法及SDN控制器，利用在SDN控制器中构建分层拓扑模型，实现SR最短的路径计算以及生成转发路径上的最小标签栈。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于SDN的SR路径计算和标签栈的生成方法，所述方法包括：S1、在SDN控制器上构建一包括下层模型和上层模型的分层拓扑模型，所述下层模型为三层链路拓扑模型，所述上层模型为IP可达链路拓扑模型，其中，所述分层拓扑模型的构建步骤包括；S101、所述三层链路拓扑模型的构建步骤包括：基于内部网关协议所获取的各个节点的邻居表信息构建一个三层链路拓扑结构，并设置各个节点之间链路的流量工程属性，以及设置各个节点的邻接标签，并在该三层链路拓扑结构中以有向边标识邻接标签；S102、所述IP可达链路拓扑模型的构建步骤包括：根据IGP链路状态数据库生成最短路径树拓扑结构，将所述三层链路拓扑结构中的各个节点映射所述最短路径树拓扑结构的各个节点，并根据所述三层链路拓扑结构中的各个节点之间的链路和流量工程属性，构建所述最短路径树拓扑结构中各个节点的链路以及对应的流量工程属性，并设置该最短路径树拓扑中各个节点的节点标签；S2、获取预设的寻路条件，并根据所述最短路径树拓扑结构中各个节点的路由转发表，以及各个节点间的链路属性，根据CSPF算法得到所述最短路径树拓扑结构中的一源节点到宿节点所经过的所有链路，得到所述源节点到宿节点整条转发路径上的所有节点标签和/或邻近标签，并生成该转发路径对应的标签栈。优选的，所述三层链路拓扑模型具体包括：upper_layer_topo_id对象，用以指向上层的IP可达链路拓扑模型；node_set对象，用以设置拓扑结构中的节点；link_set对象，用于设置三层链路拓扑模型相关联的link对象，其中，所述link对象包括：链路cost对象，用以设置链路流量工程属性；upper_layer_linkset对象，用于将链路关联到多条IP可达链路拓扑模型中的链路。优选的，所述IP可达链路拓扑模型具体包括：under_layer_topo_id对象，用以指向下层的三层链路拓扑模型；node_set对象，用以设置拓扑结构中的节点；link_set对象，用于设置IP可达链路拓扑模型相关联的link对象，其中，所述link对象包括：under_layer_linkset对象，用于将链路关联到多条三层链路拓扑模型中的链路；bandwidth对象，计算所述IP可达链路拓扑模型中链路的有效剩余带宽为对应三层链路拓扑模型的链路的最低有效带宽；cost对象，计算所述IP可达链路拓扑模型中链路代价为对应三层链路拓扑模型的链路的总代价；delay对象，计算所述IP可达链路拓扑模型中链路的时延为对应三层链路拓扑模型的链路的总时延。优选的，所述步骤S2包括：所述预设的寻路条件设置为当源节点和宿节点之间的业务流需要走IGP最短路径，并且源节点和宿节点之间存在的可达路由时，基于所述最短路径树拓扑结构计算得到所述IGP最短路径，并得到所述IGP最短路径上的所有节点标签，并生成对应的标签栈。优选的，所述步骤S2包括：所述预设的寻路条件设置为当源节点和宿节点之间的业务流需要走指定路径时，该指定路径的设定条件包括必经节点和/或必经链路，设置必经节点对应该节点的节点标签，必经链路对应该指定路径源节点的邻接标签，该指定路径所对应的标签栈包括必经节点的节点标签和/或必经链路的邻接标签。优选的，所述步骤S2包括：所述预设的寻路条件设置为为当源节点和宿节点之间的业务流需要走指定路径时，该指定路径的设定条件包括必绕节点和/或必绕链路，将所述三层链路拓扑结构数据删除所述必绕节点和/或必绕链路，并在删除后的拓扑数据中计算源节点和宿节点间的最短路径，将该最短路径与最短路径树拓扑结构上的路径进行最长匹配，能够匹配的段用节点标签标识，不能匹配的节点间直接用邻接标签标识。优选的，所述步骤S2包括：所述预设的寻路条件设置为当源节点和宿节点之间的业务流需要走指定路径时，该指定路径的设定条件包括必绕节点和/或必绕链路，将所述三层链路拓扑结构数据删除所述必绕节点和/或必绕链路，将被删除的必绕节点和/或必绕链路在所述最短路径树拓扑结构中对应的节点和/或链路，并所述最短路径树拓扑结构中删除该节点和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SDN的SR路径计算和标签栈生成的方法，其特征在于，所述方法包括：/nS1、在SDN控制器上构建一包括下层模型和上层模型的分层拓扑模型，所述下层模型为三层链路拓扑模型，所述上层模型为IP可达链路拓扑模型，其中，所述分层拓扑模型的构建步骤包括；/nS101、所述三层链路拓扑模型的构建步骤包括：基于内部网关协议所获取的各个节点的邻居表信息构建一个三层链路拓扑结构，并设置各个节点之间链路的流量工程属性，以及设置各个节点的邻接标签，并在该三层链路拓扑结构中以有向边标识邻接标签；/nS102、所述IP可达链路拓扑模型的构建步骤包括：根据IGP链路状态数据库生成最短路径树拓扑结构，将所述三层链路拓扑结构中的各个节点映射所述最短路径树拓扑结构的各个节点，并根据所述三层链路拓扑结构中的各个节点之间的链路和流量工程属性，构建所述最短路径树拓扑结构中各个节点的链路以及对应的流量工程属性，并设置该最短路径树拓扑中各个节点的节点标签；/nS2、获取预设的寻路条件，并根据所述最短路径树拓扑结构中各个节点的路由转发表，以及各个节点间的链路属性，根据CSPF算法得到所述最短路径树拓扑结构中的一源节点到宿节点所经过的所有链路，得到所述源节点到宿节点整条转发路径上的所有节点标签和/或邻近标签，并生成该转发路径对应的标签栈。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于SDN的SR路径计算和标签栈生成的方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、在SDN控制器上构建一包括下层模型和上层模型的分层拓扑模型，所述下层模型为三层链路拓扑模型，所述上层模型为IP可达链路拓扑模型，其中，所述分层拓扑模型的构建步骤包括；
S101、所述三层链路拓扑模型的构建步骤包括：基于内部网关协议所获取的各个节点的邻居表信息构建一个三层链路拓扑结构，并设置各个节点之间链路的流量工程属性，以及设置各个节点的邻接标签，并在该三层链路拓扑结构中以有向边标识邻接标签；
S102、所述IP可达链路拓扑模型的构建步骤包括：根据IGP链路状态数据库生成最短路径树拓扑结构，将所述三层链路拓扑结构中的各个节点映射所述最短路径树拓扑结构的各个节点，并根据所述三层链路拓扑结构中的各个节点之间的链路和流量工程属性，构建所述最短路径树拓扑结构中各个节点的链路以及对应的流量工程属性，并设置该最短路径树拓扑中各个节点的节点标签；
S2、获取预设的寻路条件，并根据所述最短路径树拓扑结构中各个节点的路由转发表，以及各个节点间的链路属性，根据CSPF算法得到所述最短路径树拓扑结构中的一源节点到宿节点所经过的所有链路，得到所述源节点到宿节点整条转发路径上的所有节点标签和/或邻近标签，并生成该转发路径对应的标签栈。


2.如权利要求1所述的基于SDN的SR路径计算和标签栈生成的方法，其特征在于，所述三层链路拓扑模型具体包括：
upper_layer_topo_id对象，用以指向上层的IP可达链路拓扑模型；
node_set对象，用以设置拓扑结构中的节点；
link_set对象，用于设置三层链路拓扑模型相关联的link对象，其中，所述link对象包括：
链路cost对象，用以设置链路流量工程属性；
upper_layer_linkset对象，用于将链路关联到多条IP可达链路拓扑模型中的链路。


3.如权利要求2所述的基于SDN的SR路径计算和标签栈生成的方法，其特征在于，所述IP可达链路拓扑模型具体包括：
under_layer_topo_id对象，用以指向下层的三层链路拓扑模型；
node_set对象，用以设置拓扑结构中的节点；
link_set对象，用于设置IP可达链路拓扑模型相关联的link对象，其中，所述link对象包括：
under_layer_linkset对象，用于将链路关联到多条三层链路拓扑模型中的链路；
bandwidth对象，计算所述IP可达链路拓扑模型中链路的有效剩余带宽为对应三层链路拓扑模型的链路的最低有效带宽；
cost对象，计算所述IP可达链路拓扑模型中链路代价为对应三层链路拓扑模型的链路的总代价；
delay对象，计算所述IP可达链路拓扑模型中链路的时延为对应三层链路拓扑模型的链路的总时延。


4.如权利要求1所述的基于SDN的SR路径计算和标签栈生成的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
所述预设的寻路条件设置为当源节点和宿节点之间的业务流需要走IGP最短路径，并且源节点和宿节点之间存在的可达路由时，基于所述最短路径树拓扑结构计算得到所述IGP最短路径，并得到所述IGP最短路径上的所有节点标签，并生成对应的标签栈。


5.如权利要求1所述的基于SDN的SR路径计算和标签栈生成的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
所述预设的寻路条件设置为当源节点和宿节点之间的业务...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫岳民，喻胜，何倩，
申请(专利权)人：UT斯达康通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33