网络效用最大化的SDN负载均衡方法与流程

技术特征：

1.一种网络效用最大化的软件定义网络负载均衡方法，其特征在于：根据数据包的源IP地址和目的IP地址找到源节点到目的节点之间的路径集合；若路径集合不为空，则区分数据流的业务类型，给定满足业务QoS的影响因子权值，计算满足业务QoS的影响因子值，根据影响因子权值和影响因子值计算路径满足业务QoS的效用值，计算路径的负载；当网络不拥塞时，选择能为业务带来最大效用的路径，当网络拥塞时，选择效用值与负载差值最大的路径。

2.根据权利要求1所述网络效用最大化的软件定义网络负载均衡方法，其特征在于：所述根据数据包的源IP地址和目的IP地址找到源节点到目的节点之间的路径集合采用k最短路径算法。

3.根据权利要求1所述网络效用最大化的软件定义网络负载均衡方法，其特征在于：所述区分数据流的业务类型采用数据包头部的Tos域的前6bits。

4.根据权利要求1或3所述网络效用最大化的软件定义网络负载均衡方法，其特征在于：所述业务类型包括会话类业务、流媒体业务、交互类业务和背景类业务。

5.根据权利要求1所述网络效用最大化的软件定义网络负载均衡方法，其特征在于：所述根据影响因子权值和影响因子值计算路径满足业务QoS的效用值包括：

表示路径r的效用值；

U_ij＝∑w_nu_n(x_n)表示链路(i,j)的效用值，其中n∈(u,d,p)，w_u、w_d、w_p分别为带宽利用率load_ij的效用值的权重值、链路时延delay_ij的效用值的权重值和链路丢包率loss_ij的效用值的权重值；表示带宽利用率load_ij的效用值，表示链路时延delay_ij的效用值，表示链路丢包率loss_ij的效用值；

表示带宽利用率load_ij归一化值，表示链路时延delay_ij归一化值，表示链路丢包率loss_ij归一化值；表示平均带宽利用率，表示路径r的平均时延，表示网络链路平均丢包率；E是网络中链路(i，j)的集合，m是所有链路条数。

6.根据权利要求5所述网络效用最大化的软件定义网络负载均衡方法，其特征在于：所述链路丢包率计算方式包括每个测量周期统计链路两端交换机相应端口的统计数据，用两者端口的发送字节数与接收的字节数之差除以总的发送字节数。

7.根据权利要求5所述网络效用最大化的软件定义网络负载均衡方法，其特征在于：所述链路时延计算方式包括：

${\mathrm{delay}}_{ij}=t_{receive}-t_{sent}-\frac{1}{2}({\mathrm{RTT}}_i+{\mathrm{RTT}}_j)$

t_receive表示控制器收到交换机j发送的PACKET_IN消息时的时间，t_sent表示控制器发送探测报文给交换机i的时间，RTT_i是控制器到交换机i的往返时延，RTT_j则表示控制器到交换机j的往返时延。

8.根据权利要求1所述网络效用最大化的软件定义网络负载均衡方法，其特征在于：所述计算路径的负载，包括根据链路带宽利用率load_ij计算路径r的负载，包括：

Load(r)＝Max(load_ij)

${\mathrm{load}}_{ij}=\frac{{\mathrm{BandWidth}}_{i-j}+{\mathrm{BandWidth}}_{j-i}}{{\mathrm{Maxband}}_{ij}}$

${\mathrm{BandWidth}}_{t-\mathrm{int}erface}=\frac{\underset{\mathrm{int}erface}{\Σ}packet\_size*\mathrm{\Δ}t}{T}$

MaxBand_ij为链路(i,j)的最大带宽，BandWidth_t-interface表示t时刻采集接口interface流入方向已经占用的带宽，packet_size为采集接口interface数据包大小，Δt为流量采集间隔周期，T为采样持续时间。

9.根据权利要求1所述网络效用最大化的软件定义网络负载均衡方法，其特征在于：根据链路带宽利用率load_ij判断网络是否拥塞，包括如果load_ij>0.7，则认为交换机i和交换机j之间的链路发生拥塞，否则为不拥塞。