本發(fā)明涉及軟件定義網(wǎng)絡(luò)(sdn)中多域控制器的路徑計算，具體涉及一種多域控制器的跨域路徑計算方法。

背景技術(shù)：

信息技術(shù)的快速發(fā)展和用戶需求的不斷變化，不僅給通信網(wǎng)絡(luò)帶來了新的需求和挑戰(zhàn)，同時對通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備能力和管理復(fù)雜度也提出更高要求，通信網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)一步簡化運(yùn)維、挖掘網(wǎng)絡(luò)潛能、提供快速靈活的業(yè)務(wù)支持能力。

sdn具有控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離、可編程應(yīng)用編程接口(api)的技術(shù)特點，可以更好的支持應(yīng)用層與網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)同機(jī)制，支持網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化管理和集中控制。sdn的控制層功能由控制器來提供，對于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，sdn需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行域劃分，形成多域網(wǎng)絡(luò)，每個域網(wǎng)絡(luò)由單獨的控制器進(jìn)行控制；對于整個網(wǎng)絡(luò)，由多域控制器進(jìn)行管理，多域控制器和單域控制器間通過接口進(jìn)行協(xié)同。

在sdn架構(gòu)中，業(yè)務(wù)的創(chuàng)建由app通過北向接口向控制器發(fā)起，控制器完成業(yè)務(wù)的路徑計算后，進(jìn)行標(biāo)簽分配，然后通過openflow等協(xié)議將流表下發(fā)給路徑中的每一個交換機(jī)來完成，而路徑計算的結(jié)果對于業(yè)務(wù)的成功及質(zhì)量的好壞起著決定性作用；因此，在多域網(wǎng)絡(luò)中，多域控制器如何進(jìn)行最優(yōu)跨域路徑的計算是sdn的關(guān)鍵技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在多域網(wǎng)絡(luò)中，多域控制器如何進(jìn)行最優(yōu)跨域路徑的計算的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種多域控制器的跨域路徑計算方法，包括以下步驟：

步驟s10、每個單域控制器根據(jù)其對應(yīng)域內(nèi)的節(jié)點和節(jié)點間的鏈路構(gòu)建對應(yīng)的域內(nèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并向多域控制器上報域內(nèi)所有節(jié)點的域標(biāo)識信息；多域控制器根據(jù)其控制的所有域和域間鏈路構(gòu)建域間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

步驟s20、根據(jù)跨域業(yè)務(wù)建立請求，多域控制器基于域間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算源節(jié)點所在域到宿節(jié)點所在域經(jīng)過的所有域的域序列；

步驟s30、多域控制器向域序列中各個域的單域控制器發(fā)起域內(nèi)路徑計算請求；每個域的單域控制器根據(jù)域內(nèi)路徑計算請求以及域內(nèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算域內(nèi)路徑，并將域內(nèi)路徑計算結(jié)果發(fā)送給多域控制器；

步驟s40、多域控制器根據(jù)域序列涉及的各個域的域內(nèi)路徑計算結(jié)果和域間鏈路，相互組合得到多條從源節(jié)點到宿節(jié)點的完整端到端跨域路徑；

步驟s50、多域控制器根據(jù)路由最優(yōu)策略從多條端到端跨域路徑中選擇出一條最優(yōu)的路徑作為多域路徑。

在上述方法中，步驟s10包括以下步驟：

步驟s11、受同一個多域控制器控制的每個單域控制器通過lldp協(xié)議發(fā)現(xiàn)對應(yīng)域內(nèi)的節(jié)點和鏈路；

步驟s12、每個單域控制器根據(jù)其域內(nèi)的節(jié)點和節(jié)點間鏈路關(guān)系分別構(gòu)建對應(yīng)的域內(nèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

步驟s13、多域控制器通過靜態(tài)配置域間鏈路或lldp自動發(fā)現(xiàn)方式發(fā)現(xiàn)受其控制的域和域間的鏈路；

步驟s14、多域控制器根據(jù)其控制的域和域間的鏈路關(guān)系構(gòu)建域間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

步驟s15、每個單域控制器通過北向接口向多域控制器上報其域內(nèi)所有節(jié)點的域標(biāo)識信息，多域控制器記錄所有節(jié)點的所在域標(biāo)識信息。

在上述方法中，從源域到宿域包括一個或多個域序列；

每個所述域序列由源節(jié)點、從源節(jié)點到宿節(jié)點經(jīng)過的域的邊界節(jié)點和宿節(jié)點組成，除源節(jié)點和宿節(jié)點所在的源域和宿域，其它域序列經(jīng)過的域為中間域，中間域的邊界節(jié)點包括源邊界節(jié)點和宿邊界節(jié)點。

在上述方法中，步驟s20包括以下步驟：

步驟s21、多域控制器接收app通過北向接口發(fā)來的跨域業(yè)務(wù)建立請求；

步驟s22、多域控制器解析業(yè)務(wù)建立請求，提取源節(jié)點和宿節(jié)點；

步驟s23、多域控制器查找所提取源節(jié)點和宿節(jié)點各自所在的域標(biāo)識信息，并判斷源節(jié)點與宿節(jié)點的域是否相同，如果不同，執(zhí)行步驟s24；否則，進(jìn)入域內(nèi)路徑計算；

步驟s24、觸發(fā)跨域路徑計算；

步驟s25、多域控制器基于域間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計算從源域到宿域所有可能經(jīng)過的域序列。

在上述方法中，多域控制器向域序列中各個域的單域控制器發(fā)起域內(nèi)路徑計算請求包括：

多域控制器向域序列中的源域的單域控制器發(fā)起的源節(jié)點到域序列中源域的邊界節(jié)點的域內(nèi)路徑計算請求；

多域控制器向域序列中的中間域的單域控制器發(fā)起域序列中的其域內(nèi)的源邊界節(jié)點到宿邊界節(jié)點的域內(nèi)路徑計算請求；

多域控制器向宿域的單域控制器發(fā)起域序列中的宿域的邊界節(jié)點到宿節(jié)點的域內(nèi)路徑計算請求。

在上述方法中，所述路由最優(yōu)策略為最少跳數(shù)為最優(yōu)。

本發(fā)明通過多域控制器和單域控制器協(xié)同完成最優(yōu)跨域路徑的計算，多域控制器負(fù)責(zé)計算域序列，單域控制器負(fù)責(zé)計算其對應(yīng)域內(nèi)的路徑，再由多域控制器將各單域控制器的路徑計算結(jié)果和域間鏈路組裝成多條端到端的跨域路徑，最后選擇一條最優(yōu)的跨域路徑，解決了sdn應(yīng)用于復(fù)雜的大規(guī)模多域網(wǎng)絡(luò)中非常關(guān)鍵的跨域路徑計算問題，能夠大大加快sdn的應(yīng)用，并產(chǎn)生較大經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1為一個多域網(wǎng)絡(luò)中典型的sdn應(yīng)用場景；

圖2為本發(fā)明提供的一種多域控制器的跨域路徑計算方法的流程圖；

圖3為圖1中第一單域控制器構(gòu)建的域內(nèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對應(yīng)的拓?fù)湟晥D；

圖4為圖1中第二單域控制器構(gòu)建的域內(nèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對應(yīng)的拓?fù)湟晥D；

圖5為圖1中第三單域控制器構(gòu)建的域內(nèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對應(yīng)的拓?fù)湟晥D；

圖6為圖1中多域控制器構(gòu)建的域間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對應(yīng)的拓?fù)湟晥D；

圖7為本發(fā)明中步驟s10的具體流程圖；

圖8為本發(fā)明中步驟s20的具體流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做出詳細(xì)的說明。

圖1所示為一個多域網(wǎng)絡(luò)中典型的sdn應(yīng)用場景，該多域網(wǎng)絡(luò)由3個域組成，其中，第一域1包含源節(jié)點s、邊界節(jié)點bn11和邊界節(jié)點bn12，由第一單域控制器10控制；第二域2包含四個邊界節(jié)點，分別為bn21、bn22、bn23和bn24，由第二單域控制器20控制；第三域3包含邊界節(jié)點bn31、邊界節(jié)點bn32和宿節(jié)點d，由第三單域控制器30控制；第一單域控制器10、第二單域控制器20和第三單域控制器30通過北向接口與多域控制器40通信；多域控制器40和app通過北向接口通信，完成業(yè)務(wù)建立等需求，例如app向多域控制器40發(fā)起從第一域1的源節(jié)點s到第三域3的宿節(jié)點d的業(yè)務(wù)建立請求，多域控制器需負(fù)責(zé)完成從源節(jié)點s到宿節(jié)點d的跨域路徑計算。

本發(fā)明通過多域控制器和單域控制器協(xié)同完成最優(yōu)跨域路徑的計算，多域控制器負(fù)責(zé)計算域序列，單域控制器負(fù)責(zé)計算其對應(yīng)域內(nèi)的路徑，再由多域控制器將各單域控制器的路徑計算結(jié)果和域間鏈路組裝成多條端到端的跨域路徑，最后選擇一條最優(yōu)的跨域路徑。如圖2所示，本發(fā)明提供的一種多域控制器的跨域路徑計算方法，包括以下步驟：

步驟s10、每個單域控制器根據(jù)其對應(yīng)域內(nèi)的節(jié)點和節(jié)點間的鏈路構(gòu)建對應(yīng)的域內(nèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并將對應(yīng)域內(nèi)的所有節(jié)點的域標(biāo)識信息上報多域控制器記錄；多域控制器根據(jù)其控制的所有域(相當(dāng)于拓?fù)涔?jié)點)和域間鏈路構(gòu)建域間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在這里不考慮每個域內(nèi)節(jié)點和節(jié)點之間的鏈路。

如圖7所示，在本發(fā)明中，步驟s10包括以下步驟：

步驟s11、受同一個多域控制器控制的每個單域控制器通過lldp協(xié)議發(fā)現(xiàn)對應(yīng)域內(nèi)的節(jié)點和鏈路；

步驟s12、每個單域控制器根據(jù)其域內(nèi)的節(jié)點和節(jié)點間鏈路關(guān)系分別構(gòu)建對應(yīng)的域內(nèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，構(gòu)建完成后，在各個單域控制器內(nèi)會形成一張由域內(nèi)節(jié)點和節(jié)點間鏈路組成的域內(nèi)拓?fù)湟晥D，以圖1為例，其中，第一單域控制器10、第二單域控制器20和第三單域控制器30構(gòu)建的域內(nèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對應(yīng)的拓?fù)湟晥D分別如圖3、圖4、圖5所示；

步驟s13、多域控制器通過靜態(tài)配置域間鏈路或lldp自動發(fā)現(xiàn)方式發(fā)現(xiàn)受其控制的域和域間的鏈路；

步驟s14、多域控制器根據(jù)其控制的域和域間的鏈路關(guān)系構(gòu)建域間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，完成后，在多域控制器會形成一張由域和域間鏈路組成的域間拓?fù)湟晥D，以圖1為例，其多域控制器構(gòu)建的域間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對應(yīng)的拓?fù)湟晥D如圖6所示；

步驟s15、每個單域控制器通過北向接口向多域控制器上報其域內(nèi)所有節(jié)點的域標(biāo)識信息，多域控制器記錄所有節(jié)點的所在域標(biāo)識信息。

步驟s20、根據(jù)app發(fā)送的跨域業(yè)務(wù)建立請求，多域控制器基于域間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算所有源節(jié)點所在域(源域)到宿節(jié)點所在域(宿域)經(jīng)過的域序列；從源域到宿域可能包括多個域序列，即從源域到宿域存在多個路徑，每個所述域序列由源節(jié)點、從源節(jié)點到宿節(jié)點經(jīng)過的域的邊界節(jié)點和宿節(jié)點組成，除源節(jié)點和宿節(jié)點所在的源域和宿域，其它域序列經(jīng)過的域為中間域，中間域的邊界節(jié)點包括源邊界節(jié)點和宿邊界節(jié)點，以圖6的域間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對應(yīng)的拓?fù)湟晥D為例，假設(shè)每一個域間鏈路都滿足路由約束，多域控制器會計算出四個域序列，分別為：

s-bn11-bn21-bn23-bn31-d；

s-bn11-bn21-bn24-bn32-d；

s-bn12-bn22-bn23-bn31-d；

s-bn12-bn22-bn24-bn32-d。

如圖8所示，在本發(fā)明中，步驟s20包括以下步驟：

步驟s21、多域控制器接收app通過北向接口發(fā)來的跨域業(yè)務(wù)建立請求，以圖1為例，建立從第一域1的源節(jié)點s到第三域3的宿節(jié)點d的跨域業(yè)務(wù)；

步驟s22、多域控制器解析業(yè)務(wù)建立請求，提取源節(jié)點和宿節(jié)點；

步驟s23、多域控制器查找所提取源節(jié)點和宿節(jié)點各自所在的域標(biāo)識信息，并判斷源節(jié)點與宿節(jié)點的域是否相同，如果不同，為跨域業(yè)務(wù)請求，執(zhí)行步驟s24；否則，進(jìn)入域內(nèi)路徑計算；

步驟s24、觸發(fā)跨域路徑計算；

步驟s25、多域控制器基于域間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計算從源域到宿域所有可能經(jīng)過的域序列。

步驟s30、多域控制器通過北向接口向域序列中各個域的單域控制器發(fā)起域內(nèi)路徑計算請求；每個域的單域控制器接收域內(nèi)路徑計算請求后根據(jù)其域內(nèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算域內(nèi)路徑，并將域內(nèi)路徑計算結(jié)果發(fā)送給多域控制器；

在本發(fā)明中，域序列經(jīng)過源域、中間域和宿域；多域控制器通過北向接口向域序列中各個域的單域控制器發(fā)起域內(nèi)路徑計算請求包括：

(1)多域控制器通過北向接口向域序列中的源域的單域控制器發(fā)起的源節(jié)點到域序列中源域的邊界節(jié)點的域內(nèi)路徑計算請求；以根據(jù)如圖6所示的域間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算得到的域序列為例，多域控制器40向第一單域控制器10發(fā)起的域內(nèi)路徑計算請求為：源節(jié)點s到邊界節(jié)點bn11和源節(jié)點s到邊界節(jié)點bn12；此時第一單域控制器10的域內(nèi)路徑計算結(jié)果為兩條域內(nèi)路徑，分別為s-bn11、s-bn12。

(2)多域控制器通過北向接口向域序列中的中間域的單域控制器(除去源域和宿域的其它域的統(tǒng)稱)發(fā)起域序列中的其域內(nèi)的源邊界節(jié)點到宿邊界節(jié)點的域內(nèi)路徑計算請求；以根據(jù)如圖6所示的域間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算得到的域序列為例，多域控制器40向第二單域控制器20發(fā)起的域內(nèi)路徑計算請求為：源邊界節(jié)點bn21到宿邊界節(jié)點bn23、源邊界節(jié)點bn21到宿邊界節(jié)點bn24以及源邊界節(jié)點bn22到宿邊界節(jié)點bn23和源邊界節(jié)點bn22到宿邊界節(jié)點bn24；假設(shè)鏈路bn22-bn24不滿足路由約束，此時第二單域控制器20的域內(nèi)路徑計算結(jié)果為四條域內(nèi)路徑，分別為bn21-bn23、bn21-bn23-bn24、bn22-bn21-bn23、bn22-bn21-bn23-bn24。

(3)多域控制器通過北向接口向宿域的單域控制器發(fā)起域序列中的宿域的邊界節(jié)點到宿節(jié)點的域內(nèi)路徑計算請求。多域控制器40向第三單域控制器30發(fā)起的域內(nèi)路徑計算請求為：邊界節(jié)點bn31到宿節(jié)點d、邊界節(jié)點bn32-到宿節(jié)點d；此時第三單域控制器30的域內(nèi)路徑計算結(jié)果為兩條域內(nèi)路徑，分別為bn31-d、bn32-d。

步驟s40、多域控制器根據(jù)域序列涉及的各個域的單域控制器響應(yīng)的域內(nèi)路徑計算結(jié)果和域間鏈路，相互組合得到多條從源節(jié)點到宿節(jié)點的完整端到端跨域路徑；以圖6中第一單域控制器10、第二單域控制器20和第三單域控制器30返回的域內(nèi)路徑計算結(jié)果和域間鏈路為例，多域控制器會組裝出四條跨域路徑，分別為：

s-bn11-bn21-bn23-bn31-d；

s-bn11-bn21-bn23-bn24-bn32-d；

s-bn12-bn22-bn21-bn23-bn31-d；

s-bn12-bn22-bn21-bn23-bn24-bn32-d。

步驟s50、多域控制器根據(jù)路由最優(yōu)策略從多條端到端跨域路徑中選擇出一條最優(yōu)的路徑作為多域路徑；在本發(fā)明中，路由最優(yōu)策略為最少跳數(shù)為最優(yōu)，則此時多域控制器選擇的最優(yōu)路徑為s-bn11-bn21-bn23-bn31-d。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。