一种分层式制造技术

本发明专利技术公开一种分层式

【技术实现步骤摘要】
一种分层式SDN网络的路径规划方法、系统及介质


[0001]本专利技术属于路径规划
，更具体地说，涉及一种分层式
SDN
网络的路径规划方法
、
系统及介质
。

技术介绍

[0002]传统网络的路径规划依赖路由协议，采用
Dijkstra
算法，只能计算路由器本地的最短路径，无法计算全局的最优路径
。SDN(
软件定义网络
)
技术的应用，分离了网络控制面和转发面，使得控制面能够获取全局的网络拓扑信息，为计算全局最优路径提供了基础
。SDN
技术最早应用在
DCN(Data Center Network
，数据中心网络
)
网络环境下，以
Openflow
交换机作为转发面，以
ODL
控制器作为控制面
。ODL
控制器动态采集网络链路信息和节点信息，生成全局的网络拓扑结构，使用
SPF(Shortest Path First
，最短路径优先
)
算法计算任意两点之间的最短路径，将路径以
Openflow
流表的形式下发到交换机上；
ODL
控制器同时可以实现流量工程
(Traffic Engineering)
中的拥塞控制
、
负载均衡等功能，但前提条件仍然依赖于全局拓扑和
SPF
算法
。SDN
技术在
SPN(Service Provider Network
，运营商网络
)
网络的应用使用了
SR
‑
TE(Segment Routing Traffic Engineering)
技术，以带
SR
能力的路由器作为转发面，以
ODL
控制器作为控制面
。ODL
控制器使用
BGP
‑
LS
协议采集网络链路状态信息和节点信息，生成全局的网络拓扑结构，使用集中式或分布式
PCE(PathComputation Element
，路径计算单元
)
计算任意两点之间的最短路径，将路径以
SR Policy
的形式下发到路由器上
。PCE
内部使用
Dijkstra
或
A*
等
SPF
算法；
SR
‑
TE
提供多种流量工程技术
。
[0003]SDN
技术体系中，控制器采用的
SPF
算法是一种用于计算网络中最短路径的算法，它具有一些缺陷：复杂度高：
SPF
算法是一种贪心算法，需要遍历整个网络拓扑，计算每个节点到其他节点的最短路径
。
对于大型网络，计算复杂度很高，需要消耗大量的资源和时间；
topK
路径：
SPF
算法只能计算一条路径，无法应对需要提供
topK
路径的场景；多约束控制：
SPF
算法只能根据单个约束条件计算最短路径，无法支持复杂的多约束场景，例如
SPF
算法可以计算链路
metric
值最小的路径，但是无法计算在给定时延范围内
metric
值最小的路径
。
多约束场景需要额外的机制和算法进行辅助，但对于复杂约束场景，
SPF
算法无法计算出最优路径
。
[0004]针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利申请号
CN202111031564.8
，公开日为
2021
年
12
月
17
日，该专利公开了一种
SDN
网络的带内网络遥测探测路径规划方法，包括：将网络拓扑分割成若干拓扑子图；对拓扑子图进行带内网络遥测探测路径进行规划
。
虽能有效降低因拓扑变化导致重新写入配置程序给网络带来巨大的开销，但是整体仍无法计算出最优路径
。

技术实现思路

[0005]1、
要解决的问题
[0006]针对现有路径规划计算量大，效率慢的问题，本专利技术提供一种分层式
SDN
网络的路
径规划方法
、
系统及介质
。
本专利技术通过对网络拓扑采用动态规划的思想进行分层操作，对每个层内或者是相邻层之间再进行所有可用路径的计算，可以消除重复计算量，从而极大的降低了计算量，从而提高计算效率；整体流程简单，节省时间成本与资源成本，使其满足业务所约束场景的需求
。
[0007]2、
技术方案
[0008]为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案
。
[0009]一种分层式
SDN
网络的路径规划方法，包括：
[0010]对网络拓扑进行分层操作：将网络拓扑分为
N
层，其中
N
层网络拓扑包括多个第一层，每个第一层内包括多个第二层，第
N
层包括多个设备；
[0011]计算第
n
层内各第
n+1
层之间的所有可用路径；以及计算第
n
层与第
n
‑1之间的所有可用路径；和计算第
n
层与每个第
n+1
之间的所有可用路径；所述
n≥2
且
n
＜
N
；
[0012]计算多个第一层之间以及第
N
层内多个设备之间的所有可用路径；
[0013]拼接可用路径，计算任意两个设备之间的最优路径
。
[0014]更进一步的，采用
BFS
算法计算所有可用路径；所述
BFS
算法包括从起始节点开始，逐级向外拓展，先访问起始节点的所有邻接节点，然后再依次访问邻接节点的所有邻接节点，依次类推，直至遍历完所有可达节点或目标节点
。
[0015]更进一步的，在遍历邻接节点的过程中，加入启发因子；所述启发因子包括不走回头路启发因子
、
跳数限制启发因子和时延限制启发因子
。
[0016]更进一步的，将网络拓扑按照区域
、
城市和设备划分为三层，其中三层网络拓扑中包括多个区域拓扑，每个区域拓扑内包括多个城市拓扑，每个城市拓扑内包括多个设备；即第一层为区域拓扑，第二层为城市拓扑，第三层为设备拓扑
。
[0017]更进一步的，当网络拓扑分为三层时，其计算所有可用路径具体包括：
[0018]计算一个区域至另一个区域的所有可用路径；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种分层式
SDN
网络的路径规划方法，其特征在于：包括：对网络拓扑进行分层操作：将网络拓扑分为
N
层，其中
N
层网络拓扑包括多个第一层，每个第一层内包括多个第二层，第
N
层包括多个设备；计算第
n
层内各第
n+1
层之间的所有可用路径；以及计算第
n
层与第
n
‑1之间的所有可用路径；和计算第
n
层与每个第
n+1
之间的所有可用路径；所述
n≥2
且
n
＜
N
；计算多个第一层之间以及第
N
层内多个设备之间的所有可用路径；拼接可用路径，计算任意两个设备之间的最优路径
。2.
根据权利要求1所述的一种分层式
SDN
网络的路径规划方法，其特征在于：采用
BFS
算法计算所有可用路径；所述
BFS
算法包括从起始节点开始，逐级向外拓展，先访问起始节点的所有邻接节点，然后再依次访问邻接节点的所有邻接节点，依次类推，直至遍历完所有可达节点或目标节点
。3.
根据权利要求2所述的一种分层式
SDN
网络的路径规划方法，其特征在于：在遍历邻接节点的过程中，加入启发因子；所述启发因子包括不走回头路启发因子
、
跳数限制启发因子和时延限制启发因子
。4.
根据权利要求1或2所述的一种分层式
SDN
网络的路径规划方法，其特征在于：将网络拓扑按照区域
、
城市和设备划分为三层，其中三层网络拓扑中包括多个区域拓扑，每个区域拓扑内包括多个城市拓扑，每个城市拓扑内包括多个设备；即第一层为区域拓扑，第二层为城市拓扑，第三层为设备拓扑
。5.
根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春华，
申请(专利权)人：臻乐尔科技服务上海有限公司，
类型：发明
国别省市：