一种基于SDN的组播配置与路径计算的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于SDN的组播配置与路径计算方法及系统，通过获取并预处理待配置组播的组播源与组播接收者信息，利用基于SDN的路径计算与选择算法计算预处理后待配置组播的最短组播转发路径，得到组播转发树，并完成该组播配置信息的下发；接收对应设备反馈的配置结果，并解析判断配置是否成功，成功则存储该组播配置信息及对应的组播转发路径，并进行配置结果展示；实时检测基于SDN的网络拓扑状态并对存储的组播配置信息进行维护；本发明专利技术通过基于SDN的最短路径算法在获取全网拓扑的基础上，计算组播最短转发路径并绕开网络中的不安全设备，并通过计算路径的权值使不同的组播接收者的组播转发路径经过多条公共路径，提高链路利用率。链路利用率。链路利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SDN的组播配置与路径计算的方法及系统


[0001]本专利技术涉及网络通讯领域，具体涉及一种基于SDN的组播配置与路径计算的方法及系统。

技术介绍

[0002]组播技术对于那些单源发送，多目的接收的业务和应用，比如说，网络会议、远程教育等应用有重要的应用价值。在这些应用中，发送方发送的数据具有很高的重复性，如果采用单播的方式进行传送，不仅浪费网络资源和带宽，而且在网络规模不断扩大的情况下，容易使网络瘫痪。
[0003]传统组播技术的实现主要依赖组播组管理协议和组播路由协议，采用分布式计算的方式计算组播转发路径。如果组播成员发生变化，组播转发路径的更新需要在路由器之间交互路径更新信息。如果网络规模比较大，组播数据的更新就会比较耗时。在对传统组播的配置上，需要配置相关的组管理协议和组播路由协议，配置比较麻烦。SDN是一种数据转发与数据控制相互分离，且能够通过编程控制的新型网络架构，它可以通过软件的形式定义和控制网络，SDN控制器可以获得全局网络视图，能够对网络进行集中式管理。
[0004]组播可以从组播源向网络中的多个组播接收者发送相同的数据，相比单播不需要在往组播接收者发送数据的相同的链路上复制发送的数据包，而只需要在组播转发路径的分支点复制数据包进行分发，这样可以提高链路利用率。所以，组播转发路径的计算是SDN组播配置中的一个重要内容。目前，在SDN中，计算组播路径常用的方法是采用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法。这种方法在处理组播源到组播接收者如果有多条最短路径时，采用随机选取的方式选取任意一条，不能保证在组播转发路径的分支点复制数据包进行分发，提高链路的利用率，而且在选择路径时不能绕开网络中的不安全设备。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种基于SDN的组播配置与路径计算方法及系统。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一方面，一种基于SDN的组播配置与路径计算方法，包括以下步骤：
[0008]S1、获取待配置组播的组播源与组播接收者信息，并进行预处理；
[0009]S2、利用基于SDN的路径计算与选择算法根据步骤S1中预处理后组播源与组播接收者信息计算最短组播转发路径，并得到组播转发树；
[0010]S3、根据步骤S2中组播转发树生成组播配置信息，并将该组播配置信息下发到对应设备；
[0011]S4、接收对应设备反馈的配置结果，并根据配置结果判断配置是否成功，若成功则存储该组播配置信息及对应的组播转发路径信息，并展示配置成功信息；否则直接展示配置错误信息，并进入步骤S5；
[0012]S5、实时监测基于SDN的网络拓扑状态，并对步骤S4中存储的组播配置信息进行维护。
[0013]进一步地，步骤S1具体为：
[0014]选择待配置组播的组播源与组播接收者，并自动将空闲的组播组地址分配给待配置组播，得到预处理后组播源信息、组播接收者信息以及组播组地址信息。
[0015]进一步地，步骤S2具体包括以下分步骤：
[0016]S21、利用基于SDN的最短路径算法根据步骤S1中预处理后组播源与组播接收者信息计算组播源到各组播接收者的最短路径信息，得到各组播接收者的最短路径集合；
[0017]S22、判断步骤S21中最短路径集合内是否存在经过不安全设备的路径，若存在则进入步骤S23；否则将该最短路径集合存入各组播接收者Map集合中，并进入步骤S25；
[0018]S23、从对应组播接收者的路径集合中删除该经过不安全设备的路径，并判断该处理后路径集合中路径条数是否满足第一预设路径条数，若满足则将该处理后路径集合存入各组播接收者Map集合中，并进入步骤S25；否则进入步骤S24；
[0019]S24、利用K阶最短路径算法计算组播源到该对应组播接收者的K阶最短路径，并判断该对应组播接收者的K阶最短路径条数是否满足第一预设路径条数，若满足则返回步骤S22，否则记该组播接收者的路径集合为空，存入组播接收者Map集合中，并进入步骤S25；
[0020]S25、遍历各组播接收者Map集合，计算并判断Map集合中是否存在组播接收者对应的候选组播最短转发路径条数为第二预设路径条数，若存在则进入步骤S26；否则直接进入步骤S27；
[0021]S26、将该组播接收者的路径信息存储至对应的组播转发树中，并更新链路权值，同时删除Map集合中该组播接收者信息及其对应的路径集合；
[0022]S27、利用组播候选路径计算与选择方法根据其他组播接收者的路径集合，计算各组播接收者对应的各组播最短转发路径及其路径总权值，同时根据对应路径总权值得到对应的组播转发路径，并存入对应的组播转发树，得到更新后的组播转发树。
[0023]该进一步方案具有以下有益效果：
[0024]能够通过基于SDN的最短路径算法计算得到组播源到各组播接收者的最短路径信息，并且与安全检测服务器进行交互，自动计算以保证路径绕过不安全设备，并通过计算路径的权值使不同的组播接收者的组播转发路径经过多条公共路径，提高链路利用率。
[0025]进一步地，步骤S27具体包括以下分步骤：
[0026]S271、根据Map集合中各组播接收者路径集合判断是否存在未处理路径，若存在则进入步骤S272；否则进入步骤S273；
[0027]S272、判断未处理路径与候选组播转发路径集合中路径信息是否存在相同链路，若存在则更新该候选组播转发路径的链路权值，得到更新后的候选组播转发路径集合；否则初始化该未处理路径的链路权值，并将对应的链路信息及对应权值添加到候选组播转发路径集合中，并返回步骤S271；
[0028]S273、根据候选组播转发路径集合，计算组播接收者Map集合中各接收者路径集合下各路径对应的路径总权值；
[0029]S274、根据步骤S273中路径总权值，选择各接收者路径集合中最大权值所对应的路径作为组播转发路径，并将该组播转发路径及其对应权值加入到组播转发树中。
[0030]该进一步方案具有以下有益效果：
[0031]对于复杂网络拓扑环境能够处理组播源到各组播接收者有多条最短路径的情况，重复利用相同链路，提高链路的利用率，最大程度保证在离组播组最短距离的节点分发组播数据包。
[0032]进一步地，步骤S5具体包括以下分步骤：
[0033]S51、实时监测基于SDN的网络拓扑状态；
[0034]S52、判断步骤S51中监测的网络拓扑状态是否出现异常，若出现则进入步骤S53；否则返回步骤S51；
[0035]S53、解析异常拓扑状态，并判断解析的异常信息是否与存储的组播配置信息相关，若相关则进入步骤S54；否则返回步骤S51；
[0036]S54、利用步骤S2中基于SDN的路径计算与选择算法重新计算现有组播转发基础上组播源到受影响的组播接收者的组播转发路径；
[0037]S55、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SDN的组播配置与路径计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取待配置组播的组播源与组播接收者信息，并进行预处理；S2、利用基于SDN的路径计算与选择算法根据步骤S1中预处理后组播源与组播接收者信息计算最短组播转发路径，并得到组播转发树；S3、根据步骤S2中组播转发树生成组播配置信息，并将该组播配置信息下发到对应设备；S4、接收对应设备反馈的配置结果，并根据配置结果判断配置是否成功，若成功则存储该组播配置信息及对应的组播转发路径信息，并展示配置成功信息；否则直接展示配置错误信息，并进入步骤S5；S5、实时监测基于SDN的网络拓扑状态，并对步骤S4中存储的组播配置信息进行维护。2.根据权利要求1所述的基于SDN的组播配置与路径计算方法，其特征在于，步骤S1具体为：选择待配置组播的组播源与组播接收者，并自动将空闲的组播组地址分配给待配置组播，得到预处理后组播源信息、组播接收者信息以及组播组地址信息。3.根据权利要求1所述的基于SDN的组播配置与路径计算方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下分步骤：S21、利用基于SDN的最短路径算法根据步骤S1中预处理后组播源与组播接收者信息计算组播源到各组播接收者的最短路径信息，得到各组播接收者的最短路径集合；S22、判断步骤S21中最短路径集合内是否存在经过不安全设备的路径，若存在则进入步骤S23；否则将该最短路径集合存入各组播接收者Map集合中，并进入步骤S25；S23、从对应组播接收者的路径集合中删除该经过不安全设备的路径，并判断该处理后路径集合中路径条数是否满足第一预设路径条数，若满足则将该处理后路径集合存入各组播接收者Map集合中，并进入步骤S25；否则进入步骤S24；S24、利用K阶最短路径算法计算组播源到该对应组播接收者的K阶最短路径，并判断该对应组播接收者的K阶最短路径条数是否满足第一预设路径条数，若满足则返回步骤S22，否则记该组播接收者的路径集合为空，存入组播接收者Map集合中，并进入步骤S25；S25、遍历各组播接收者Map集合，计算并判断Map集合中是否存在组播接收者对应的候选组播最短转发路径条数为第二预设路径条数，若存在则进入步骤S26；否则直接进入步骤S27；S26、将该组播接收者的路径信息存储至对应的组播转发树中，并更新链路权值，同时删除Map集合中该组播接收者信息及其对应的路径集合；S27、利用组播候选路径计算与选择方法根据其他组播接收者的路径集合，计算各组播接收者对应的各组播最短转发路径及其路径总权值，同时根据对应路径总权值得到对应的组播转发路径，并存入对应的组播转发树，得到更新后的组播转发树。4.根据权利要求3所述的基于SDN的组播配置与路径计算方法，其特征在于，步骤S27具体包括以下分步骤：S271、根据Map集合中各组播接收者路径集合判断是否存在未处理路径，若存在则进入步骤S272；否则进入步骤S273；S272、判断未处理路径与候选组播转发路径集合中路径信息是否存在相同链路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹晋川，张淼，陈江婷，
申请(专利权)人：深圳市风云实业有限公司，
类型：发明
国别省市：