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申请/专利权人：重庆邮电大学

摘要：本发明请求保护一种软件定义网络中综合链路负载与带宽碎片化的流调度方法。该方法包括:通过SDN控制器来获取网络拓扑结构，实时获取链路负载情况，通过最短K路径算法为大象流找出源、目的节点间的最短路径集合，筛选路径中大流碰撞度较小的候选路径集；通过网络各链路的平均负载值来衡量网络整体负载状况，提出了一个网络负载阈值，当小于阈值时，从路径的可用带宽、稳定度和时延三个指标上对候选路径进行评估，通过选取一条最优路径；当大于阈值时，为大流从匹配度以及碎片化代价寻找最优路径作为调度路径。本发明综合考虑了链路负载均衡和带宽碎片化问题，提高了网络总吞吐量和链路利用率，保证网络的负载均衡。

主权项：1.一种软件定义网络中综合链路负载与带宽碎片化的流调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a，接入层交换机收到数据包，根据目的地址判断是否存在匹配流表项，如果存在直接进行转发，否则将数据包通过Packet-in消息发送给控制器；Packet-in消息是OpenFlow交换机的数据包发送到控制器的协议名称；步骤b，控制器获取全局网络拓扑结构，通过最短路径算法根据拓扑结构获取源和目的节点的最短路径集合；步骤c，根据统计信息检测模块统计路径上的大流数目信息，根据路径大流碰撞度对最短路径集合进行筛选，得到候选集合；步骤d，根据网络链路的带宽使用情况得到网络负载度，如果小于设置的负载阈值，转步骤e，否则转f；步骤e，从路径可用带宽、稳定度以及时延三个指标上为候选路径建立权重函数，选取一条最优路径进行转发；步骤f，从碎片化的角度，将和流的需求带宽与路径的可用带宽的比值作为匹配度，选取匹配度最大的路径作为调度路径，如果存在多条路径均满足匹配度最小，再选取碎片化成本最小的路径进行转发；步骤g，控制器给该路径上的交换机下发流表，完成转发；所述步骤c，根据统计信息检测模块统计路径上的大流数目信息，根据路径大流碰撞度对最短路径集合进行筛选，得到候选集合，具体包括：统计信息检测模块通过数据链路层的OpenFlow定期的轮询消息获取网络状态和交换机端口流信息，获得链路中大流数目，以及链路带宽占用信息；其中大流判定方式如下：根据统计信息检测，设定平均传输速率超过链路带宽百分之十的流为大流；根据统计信息检测计算路径中的大流数，由统计检测模块可以获取到第i条路径的的第j跳链路所散布的大流数；提出了大流碰撞度的概念，通过路径大流数与路径中链路数目的比值作为标准，数学表达式如下： 上式中，Bcols为大流碰撞度，BNumsi为第i条路径中的大流数量，j为路径i中包含的链路数量；从而对最短路径集合再次筛选得到大流碰撞度较小的若干条作为新的候选集；从可用带宽的角度，为第i条路径建立可用带宽选择函数fi1，数学表达式如下： 式中，是当前路径的可用带宽，是候选路径中最大可用带宽，是候选路径的最小可用带宽；从路径的稳定性角度进行考虑，通过路径上链路的剩余可用带宽的方差作为路径稳定性E的评判标准，数学表达式如下： 上式中表示可用带宽路径i中链路的平均可用带宽，n为路径中的链路数目；路径i的稳定度选择函数fi2，数学表达式如下： 式中Ei为当前路径的稳定度，Emax为候选路径中最大路径稳定性，Emin为候选路径的最小路径稳定性；从时延的角度，得到路径i的时延选择函数fi3，表达式如下所示： 式中Dmax为候选路径的时延最大值，Dmin为候选路径的时延最小值，Di为路径i的时延；所述步骤e中，从路径的可用带宽、时延以及路径稳定度三个因素建立权重函数，公式如下：Gi＝afi1+bfi2+cfi3#3权重之和为1，最后根据权重值选取最优路径，其中a,b,c分别代表对应函数的权重，fi1为可用带宽选择函数，fi2代表路径稳定性的选择函数，fi3代表时延的选择函数；对于具体的权重分配，应该通过具体的网络环境来进行调动；在步骤f中，得到候选路径集合中每一条路径的可用带宽以及流的需求带宽，过滤掉不满足流需求的路径之后，计算匹配度的值，表达式如下所示： 式中，为当前路径的可用带宽，Bneed为当前流的带宽需求；通过计算比值之后，如果匹配度最大的的路径只有一条，那么最终的调度路径就是当前路径，如果此时的解不唯一，将此时的多个解作为新的候选路径集合；引入了路径碎片化代价作为筛选因素，选取碎片化代价最小的路径作为调度路径，其公式如下所示： 式中Bmax为路径i中的的链路可用带宽的最大值，Bmin为路径i中的的链路可用带宽的最小值。

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权利要求：

百度查询： 重庆邮电大学 软件定义网络中综合链路负载与带宽碎片化的流调度方法