软件定义网络中一种快速无循环路径迁移策略

燕昺昊; 刘勤让; 沈剑良; 汤先拓; 梁栋

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2022088

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软件定义网络中一种快速无循环路径迁移策略

学术论文 | 更新时间：2024-06-05

- 软件定义网络中一种快速无循环路径迁移策略
- Fast loop-free path migration strategy in software defined network
- 通信学报 2022年43卷第5期页码：24-35
- 作者机构：
  
  1. 信息工程大学信息技术研究所，河南郑州 450001
  2. 国家数字交换系统工程技术研究中心，河南郑州 450001
- 作者简介：
  
  [ "燕昺昊（1994- ），男，山西吕梁人，信息工程大学信息技术研究所博士生，主要研究方向为软件定义网络、低时延通信等" ]
  [ "刘勤让（1975- ），男，河南商丘人，博士，信息工程大学信息技术研究所研究员、博士生导师，主要研究方向为新一代网络体系结构、时间敏感网络等" ]
  [ "沈剑良（1982- ），男，浙江德清人，博士，信息工程大学信息技术研究所副研究员，主要研究方向为新一代网络信息系统架构设计、大规模集成电路设计等" ]
  [ "汤先拓（1984- ），男，湖南长沙人，博士，信息工程大学信息技术研究所副研究员，主要研究方向为新型网络架构、高性能片上网络设计等" ]
  [ "梁栋（1992- ），男，河南郑州人，信息工程大学信息技术研究所博士生，主要研究方向为软件定义网络、网络故障恢复等" ]
- 基金信息：
  
  国家核高基重大专项基金资助项目(2017ZX01030301);工业互联网创新发展工程基金资助项目(TC190A446-2)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2022088
  中图分类号： TP393
- 网络首发：2022-05，
  
  纸质出版：2022-05-25
- 稿件说明：
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燕昺昊, 刘勤让, 沈剑良, 等. 软件定义网络中一种快速无循环路径迁移策略[J]. 通信学报, 2022,43(5):24-35.

Binghao YAN, Qinrang LIU, Jianliang SHEN, et al. Fast loop-free path migration strategy in software defined network[J]. Journal on Communications, 2022, 43(5): 24-35.
燕昺昊, 刘勤让, 沈剑良, 等. 软件定义网络中一种快速无循环路径迁移策略[J]. 通信学报, 2022,43(5):24-35. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2022088.

Binghao YAN, Qinrang LIU, Jianliang SHEN, et al. Fast loop-free path migration strategy in software defined network[J]. Journal on Communications, 2022, 43(5): 24-35. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2022088.

摘要

针对软件定义网络中数据平面转发设备的分布式部署及异步操作导致的路径迁移缓慢及故障等问题，提出了一种快速无循环路径迁移策略。首先，提出了一种基于节点排序的快速循环检测算法。该算法通过对比流的新旧路径上相邻节点的位置差异，可快速判定路径迁移过程中是否存在转发循环以及检测循环发生位置。然后，提出了一种基于节点松弛依赖关系的贪婪更新机制。该机制利用快速循环检测算法发掘出新旧路径上公有交换机之间存在的松弛依赖关系，进而保证了迁移过程每轮更新的交换机数量最大化。仿真实验结果表明，相比于现有迁移方案，所提策略在不同网络状态下均可有效避免迁移循环且获得最佳更新时间开销。

Abstract

Aiming at the problems of slow and faulty path migration caused by distributed deployment and asynchronous operation of data plane forwarding devices in software defined network

a fast loop-free path migration strategy was proposed.First

a fast loop detection algorithm based on node ranking was proposed.By comparing the position differences of adjacent nodes on the old and new paths of the flow

whether there was a forwarding loop in the path migration process and the location detection where the loop occurs could be quickly determined.Then

a greedy update mechanism based on node relaxation dependency was proposed.The fast loop detection algorithm was used to uncover the relaxation dependency between the common switches on the old and new paths

and the number of switches updated in each round of the migration process was ensured to be maximized.Simulation results show that the proposed strategy can effectively avoid migration loops and obtain the optimal update time overhead under different network states compared with existing migration schemes.

关键词

Keywords

references

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