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一种面向SDN网络的基于链路利用率的自适应节能路由方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2016-08-30
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2017-02-01
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2019-05-03
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2036-08-30
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201610781660.7 申请日 2016-08-30
公开/公告号 CN106161257B 公开/公告日 2019-05-03
授权日 2019-05-03 预估到期日 2036-08-30
申请年 2016年 公开/公告年 2019年
缴费截止日
分类号 H04L12/751H04L12/729H04L12/725 主分类号 H04L12/751
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 0
引用专利数量 4 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN105245458A、CN102752200A、WO2016077948A1、CN105897586A 被引证专利
专利权维持 6 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 姜明、汤景凡、张旻、费唯 第一发明人 姜明
地址 浙江省杭州市江干经济开发区2号大街 邮编 310018
申请人数量 1 发明人数量 4
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
杭州求是专利事务所有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
刘静、邱启旺
摘要
本发明公开了一种面向SDN网络的基于链路利用率的自适应节能路由方法。针对SDN网络的特点和目前节能路由算法存在的缺陷,本发明方法将实时变化的链路利用率作为链路cost,在进行路由选择前首先获取网络拓扑结构和流量矩阵的信息。然后对网络拓扑做优化剪枝,减轻路由算法的计算时间。本路由方案在节能的同时保证QoS需求,经过运行一段时间后,输入流自动地聚集在特定的重负载链路上。最终在保证网络连通性的前提下将无负载的链路关闭。该方法在仿真网络中具有较好的节能效果和相对较低的时间复杂度。
  • 摘要附图
    一种面向SDN网络的基于链路利用率的自适应节能路由方法
  • 说明书附图:图1
    一种面向SDN网络的基于链路利用率的自适应节能路由方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2019-05-03 授权
2 2017-02-01 实质审查的生效 IPC(主分类): H04L 12/751 专利申请号: 201610781660.7 申请日: 2016.08.30
3 2016-11-23 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种面向SDN网络的基于链路利用率的自适应节能路由方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤(1)将路由器收集的网络拓扑和带宽利用率情况传递给SDN控制器,根据网络信息计算节点间的最优路径放入候选路径表中以备用;
步骤(2)对全局网络拓扑信息进行分析,对不经过流量的链路进行剪枝优化;
步骤(3)执行节能路由算法,如果最优路径长度大于阀值D或者不满足QoS需求,则启用候选路径;反之,则选择由改进的DFS算法计算所得的最优路径;具体过程如下:
3-
1.将源节点v加入栈,设节点v的标识为1,表示已被访问,将v加入路径数组;
3-
2.如果路径长度小于阀值D,则继续;否则将此路径剪枝,并启用候选路径;
3-
3.当栈不为空,遍历所有节点;如果存在邻居节点未被访问过,并且是与源节点相连的已用带宽最多的那条链路的节点n,则跳出遍历循环;判断如果此链路的带宽利用率超过最大链路利用率LtU,则选用不超过LtU的次最大带宽利用率的链路的节点n;
3-
4.如果此邻居节点n为目的节点,则表示找到一条路径;如果已遍历完所有节点并未找到符合条件的节点,则将v的标识设为1并弹栈,此时将栈顶元素赋给节点v;否则,将n赋值给节点v并将v入栈,将其标识设为1,最后将其加入路径数组;
3-
5.如果不存在与邻居节点相连的最大带宽利用率的链路,则弹栈并将栈顶元素赋值给节点v;
步骤(4)SDN网络将本节能路由方法运行某段时间后,流量自动地聚集到重负载路径上,最终在保证连通性的前提下将产生的再无流量经过的链路关闭。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于网络节能技术领域,具体涉及在SDN网络中通过利用实时变化的流量矩阵选择路径的节能路由协议。本发明涉及基于链路利用率计算最优路径将流量集中到重负载链路,并关闭不使用的链路的方法。

背景技术

[0002] 当前节能减排逐渐成为互联网的一个关键问题,因为随着互联网的高速发展带来了能耗高、利用率低、浪费巨大等诸多问题。而同时能耗成本的增加也限制了互联网的进一步发展。传统的网络系统设计有两个原则,一是超额资源供给,即供给大于需求,这能使网络承受突发的峰值负载;另一个是设计了一些复杂的、备用链路和设备,即冗余设计,这可以应对突发的故障失效。但这两个原则带来的能耗问题也不容忽视。以提高能源利用率,简化网络为目标,提出了一种新型网络创新架构SDN,用户可以自定义任何想实现的网络路由和传输策略。
[0003] 目前在有线网络方向系统级和网络级两种类型的节能策略已经被提出。系统级的方法在于如果网络元件可以预测其链路的空闲周期,可以通过该关闭其相关的接口来降低能耗在预测出的空闲周期内。但这需要重新设计或升级现有的网络元素,这大大提高了实现的复杂度和难度。网络级的方法则使用一个不同的方法,研究人员尝试减少活动的网络元件,如节点或链路,同时仍保证网络的连通性。然而,这些解决方法存在这许多缺陷,不能兼顾网络拓扑信息的变化和QoS需求。

发明内容

[0004] 本发明的目的是针对SDN网络的特点和目前节能路由技术存在的缺陷,提出一种面向SDN网络的基于链路利用率的自适应节能路由方法,利用SDN网络的特性并通过节能路由算法实现链路流量自适应的功能,大大降低了协议的复杂度,具有较好的节能效果和相对较低的时间复杂度。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种面向SDN网络的基于链路利用率的自适应节能路由方法,包括以下步骤:
[0006] 步骤(1)将路由器收集的网络拓扑和带宽利用率情况传递给SDN控制器,根据网络信息计算节点间的最优路径放入候选路径表中以备用;
[0007] 步骤(2)对全局网络拓扑信息进行分析,对不经过流量的链路进行剪枝优化;
[0008] 步骤(3)执行节能路由算法,如果最优路径长度大于阀值D或者不满足QoS需求,则启用候选路径。反之,则选择由改进的DFS算法计算所得的最优路径;具体过程如下:
[0009] 3-1.将源节点v加入栈,设节点v的标识为1(表示已被访问),将v加入路径数组。
[0010] 3-2.如果路径长度小于阀值D,则继续;否则将此路径剪枝,并启用候选路径。
[0011] 3-3.当栈不为空,遍历所有节点。如果存在邻居节点未被访问过,并且是与源节点相连的已用带宽最多的那条链路的节点n,则跳出遍历循环。判断如果此链路的带宽利用率超过最大链路利用率LtU,则选用不超过LtU的次最大带宽利用率的链路的节点n。
[0012] 3-4.如果此邻居节点n为目的节点,则表示找到一条路径。如果已遍历完所有节点并未找到符合条件的节点,则将v的标识设为1并弹栈,此时将栈顶元素赋给节点v。否则,将n赋值给节点v并将v入栈,将其标识设为1,最后将其加入路径数组。
[0013] 3-5.如果不存在与邻居节点相连的最大带宽利用率的链路,则弹栈并将栈顶元素赋值给节点v。
[0014] 步骤(4)SDN网络将本节能路由方法运行某段时间后,流量自动地聚集到重负载路径上,最终在保证连通性的前提下将产生的再无流量经过的链路关闭。
[0015] 本发明的有益效果是:针对SDN网络的特点和目前节能路由算法存在的缺陷,本发明方法将实时变化的链路利用率作为链路cost,在进行路由选择前首先获取网络拓扑结构和流量矩阵的信息。然后对网络拓扑做优化剪枝,减轻路由算法的计算时间。本路由方案在节能的同时保证QoS需求,经过运行一段时间后,输入流自动地聚集在特定的重负载链路上。最终在保证网络连通性的前提下将无负载的链路关闭。该方法在仿真网络中具有较好的节能效果和相对较低的时间复杂度。

实施方案

[0017] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0018] 如图1所示,本发明提供的一种面向SDN网络的基于链路利用率的自适应节能路由方法,包括以下步骤:
[0019] 步骤(1)将路由器收集的网络拓扑和带宽利用率情况传递给SDN控制器,根据网络信息计算节点间的最优路径放入候选路径表中以备用;
[0020] 步骤(2)对全局网络拓扑信息进行分析,按照链路没有流量经过且保证连通性的标准将可关闭的链路剪枝;
[0021] 步骤(3)执行节能路由算法,如果最优路径长度大于阀值D或者不满足QoS需求,则启用候选路径。反之,则选择由改进的DFS算法计算所得的最优路径;具体过程如下:
[0022] 3-1.将源节点v加入栈,设节点v的标识为1(表示已被访问),将v加入路径数组。
[0023] 3-2.如果路径长度小于阀值D,则继续;否则将此路径剪枝,并启用候选路径。
[0024] 3-3.当栈不为空,遍历所有节点。如果存在邻居节点未被访问过,并且是与源节点相连的已用带宽最多的那条链路的节点n,则跳出遍历循环。判断如果此链路的带宽利用率超过最大链路利用率LtU,则选用不超过LtU的次最大带宽利用率的链路的节点n。
[0025] 3-4.如果此邻居节点n为目的节点,则表示找到一条路径。如果已遍历完所有节点并未找到符合条件的节点,则将v的标识设为1并弹栈,此时将栈顶元素赋给节点v。否则,将n赋值给节点v并将v入栈,将其标识设为1,最后将其加入路径数组。
[0026] 3-5.如果不存在与邻居节点相连的最大带宽利用率的链路,则弹栈并将栈顶元素赋值给节点v。
[0027] 步骤(4)SDN网络将本节能路由方法运行某段时间(此时间值只是一种粗略估计,在实际网络中将被各种因素影响而不能获得确切的时刻),最终流量自动地聚集到重负载路径上,最终在保证连通性的前提下将产生的再无流量经过的链路关闭。

附图说明

[0016] 图1为本发明方法的流程图。
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