[發明專利]一種基于段路由的SR路徑約束方法

有效

• 申請號: 202010655331.4
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111865789B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 夏正友;滕淵濤;郭嘉欣
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;H04L12/725
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

本發明公開了一種基于段路由的SR路徑約束方法，包括如下步驟：遍歷網絡中的業務流，針對每條業務流，計算出網絡拓撲中每個節點之間的所有可用路徑；對計算得到的所有可用路徑進行初步篩選，得到SR路徑，對SR路徑進行編碼，得到對應的段列表SRP，將各SRP加入到總的SRP中；遍歷總的SRP，根據設定的SR路徑約束條件和SR路徑約束變量進行篩選，得到滿足條件的段列表SRP，即可用SR路徑，記錄可用SR路徑的SRP和數量；根據獲取的可用SR路徑的SRP和數量，根據容量等比例分流法將業務流沿著可用SR路徑分流至目的節點處。本發明通過在流量調度階段使用SR路徑約束算法來優化調度過程，能夠同時實現最小化最大鏈路利用率、減少計算時間優化目標。

技術領域

本發明屬于計算機網絡領域，具體涉及一種基于段路由的SR路徑約束方法。

背景技術

近年來，隨著網絡服務類型和規模的快速擴張，以及網絡用戶群體的急速擴大，運行在網絡中的流量呈現爆炸式的增長，同時傳統MPLS技術的控制平面太過復雜，控制平面和數據平面緊耦合的特征使得控制平面的功能難以擴展，采用分布式而不是集中式的方式做帶寬優化，導致了缺乏可擴展性，缺乏最優性，缺乏可預見性，收斂速度慢。網絡急需大量的帶寬資源以滿足日益增長的業務需求，網絡運營商也在不斷地對路由端口進行提速，對鏈路帶寬進行拓展，但網絡資源利用率還是非常低下。因此，利用軟件定義網絡的全局網絡視圖能力，并基于面向服務路徑定制的段路由技術，通過軟件定義網絡下基于段路由的流量工程技術，實現集中式優化和分布式智能結合的模式。

SDN(Software-Defined Networking)是通過軟件定義實現部署的，是一種基于網絡抽象思想的網絡架構，其將網絡控制平面和數據平面分離開來，提供對分布式網絡的集中管理和軟件編程能力。SDN的控制層體現了SDN的“網絡智能”，通過集中的方式調控全局網絡狀態，以全局網絡視圖方式為用戶提供實現更新的網絡元件、資源信息，向上提供應用程序的編程接口，向下控制數據平面各硬件設施，通過OpenFlow來感知和控制數據平面的各種網元設備。

SR架構基于源路由，節點(通常為路由器、主機或設備)選擇路徑，并且引導數據包沿著該路徑通過網絡。做法是在數據包報頭中插入帶順序的Segment列表，以指示接收到這些數據包的節點怎么處理和轉發這些數據包，Segment可以表示任何類型的指令：與拓撲相關的、基于服務的、基于上下文的等。Segment是節點針對所接收到數據包要執行的指令，包含在數據報頭中，指令的例子包括：按照目的地的最短路徑來轉發數據包、通過特定接口轉發數據包等，Segment是構建網絡路徑的基本模塊，Segment標識 (SID，SegmentIdentifier)用于標識Segment。在最簡的應用中，Segment模塊可以單獨使用，單個Segment就可以引導數據包通過網絡。也可以組合使用這些模塊來滿足應用數據流的要求：通過把多個Segment組合成一個有序列表，可以引導數據包到網絡的任何路徑上，此路徑不受最短路徑、域邊界、路由協議等影響。也可以通過Segment組合將數據包引導通過服務鏈。因此SR主要有三個應用場景：快速重路由，流量工程，服務鏈功能。Segment列表中的每個條目是一條指令，用于完成整個路徑的一個部分或一段，所以稱為段Segment。除了執行編碼在Segment列表中的指令外，節點還維護 Segment列表本身，為此定義了三個基本的Segment列表操作:壓入(PUSH)，在Segment 列表頭部插入一個或多個Segment，并將第一個Segment設置為活動Segment；繼續 (CONTINUE)，活動Segment還沒有完成，讓它保持活動；下一個(NEXT)，活動Segment 已經完成，Segment列表中的下一個Segment將稱成為活動Segment。這些Segment列表操作可以被映射至對報頭實施的實際數據平面操作。實際操作中，SR可以和其他 MPLS協議共存，可以擴展IPv6報頭使其支持SR，也可以對IGP協議進行SR擴展(ISIS擴展、OSPF擴展)。