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一种基于SDN的高故障保护率的路由保护方法

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摘要: 本发明公开了一种基于软件定义网络的高故障保护率的路由保护方法,属于互联网技术领域,利用SDN集中控制的优势,事先计算出所有结点对的备份结点和路径,不仅可以应对绝大多数的网络单故障,同时还不会带来过多的时间延迟,解决了已有路由保护方案中故障保护率不高且会出现路由环路的问题。本发明不仅可以应对网络中绝大多数的单故障问题,并且具有较小的路径拉伸度,不会带来过多的时间延迟。因此,本发明可以为提高SDN网络的自愈性提供一种有效的解决途径。
专利类型: 发明专利
申请/专利号: CN202211383940.4
申请日期: 2022-11-07
公告/公开号: CN115766573A
公开日期: 2023-03-07
主分类号: H04L45/28(2022.01);H;H04;H04L;H04L45
分类号: H04L45/28(2022.01);H04L45/247(2022.01);H04L45/76(2022.01);H04L45/28;H04L45/247;H04L45/76
申请/专利权人: 山西大学
发明/设计人: 耿海军;王威
主申请人地址: 030006 山西省太原市坞城路92号
专利代理机构: 太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人: 赵江艳
国别省市代码: 山西;14
主权项: 1.一种基于SDN的高故障保护率的路由保护方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、获取SDN网络的无向连通图G; S2、获取SDN网络中的一个结点对(s,d),遍历源结点s的所有邻居结点,确定其旁支备份结点; S3、根据报文转发规则计算各个旁支备份结点对应的备份路径,根据备份路径找到备份结点存储到备份字典bn中;并进入步骤S4,若找不到,则将当前结点进行存储到标记字典R中,进入步骤S4; S4、遍历SDN网络中的所有结点对,重复步骤S2~S3的操作; S5、获取标记字典R中的一个结点对,遍历源结点的所有邻居结点,判断是否有邻居结点到目标结点的备份下一跳非空集,若有,则将该结点的标记值设置为第一标记值,若没有,则将该结点的标记值设置为第二标记值;遍历标记字典R中的所有结点对,重复S5的操作; S6、对标记字典R中的同一个目标结点的对应的所有结点对进行排序,排序方法为依据各个结点对对应的源结点的度由大到小排序; S7、根据步骤S6的排序,将具有第一标记值的结点对从标记字典R中删除; S8、遍历该被删除的结点对的源结点s的所有邻居结点,根据报文转发规则计算其备份路径,若能找到,则根据备份路径找到备份结点,存储到备份字典bn中,然后将标记字典R中与该源结点相邻的结点与目标结点形成的结点的标记值设置为第一标记值; S9、判断标记字典R是否为空集,或者标记字典R中是否所有结点对的都具有第二标记值,若是,进入步骤S10,若否,则返回步骤S7; S10、判断是否有结点对无备份下一跳,若是,则返回步骤S5,若否,则输出最终的备份字典bn。 2.根据权利要求1所述的一种基于SDN的高故障保护率的路由保护方法,其特征在于,所述步骤S3和S8中,报文转发规则为: 如果当前结点的最优下一跳不是故障结点,则将报文转发至其最优下一跳结点;如果当前结点的最优下一跳是故障结点,则将报文转发至其备份下一跳结点;如果当前结点收到其最优下一跳结点发送来的报文时,则将报文转发至其备份下一跳结点。 3.根据权利要求1所述的一种基于SDN的高故障保护率的路由保护方法,其特征在于,所述步骤S3中,根据备份路径找到备份结点的方法为: 计算各个备份路径的代价,选择代价最小的备份路径对应的结点作为备份结点。 4.根据权利要求1所述的一种基于SDN的高故障保护率的路由保护方法,其特征在于,所述步骤S8中,根据备份路径找到备份结点的方法为: 判断备份路径中是否存在旁支备份结点,如果存在则将旁支备份结点对应的备份下一跳存入备份字典bn中;若不存在旁支备份结点,则计算各个备份路径的代价,选择代价最小的备份路径对应的结点作为备份结点存入备份字典bn。 5.根据权利要求1所述的一种基于SDN的高故障保护率的路由保护方法,其特征在于,所述步骤S2中,确定旁支备份结点的方法为: 对结点对(s,d),遍历源结点s的所有邻居结点n;如果在目标结点d为根的反向最短路径树中,源结点s的层次和目标结点n的层次相同,且在目标结点d为根的反向最短路径树中,源结点s的父结点与结点n的父结点不同,即level(d,s)=level(d,n)和father(d,s)!=father(d,n)同时成立,则将结点n并入备份下一跳结点集合M中;如果在结点d为根的反向最短路径树中,结点s的层次大于结点n的层次,即level(d,s)>level(d,n)成立,则将结点n并入备份下一跳结点集合M中;如果在结点d为根的反向最短路径树中,结点s的层次小于结点n的层次,且结点s的父结点不是结点n的祖先结点,即level(d,s)<level(d,n)和同时成立,则将结点n并入备份下一跳结点集合M中; 依次遍历备份下一跳结点集合M中的可选备份结点m,如果在结点d为根的反向最短路径树中,存在一个结点m的子树根结点与结点s的子树根结点不同,即subroot(d,m)≠subroot(d,s)成立,则将结点m作为结点s的旁支备份结点保留至M中,并删除其它结点。 6.根据权利要求1所述的一种基于SDN的高故障保护率的路由保护方法,其特征在于,所述第一标记值为1,所述第二标记值为0。
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