CN113472657A

CN113472657A - 一种路径优化方法及装置

Info

Publication number: CN113472657A
Application number: CN202110729588.4A
Authority: CN
Inventors: 李月光; 蒋文栋; 丁鹏程
Original assignee: New H3C Big Data Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Big Data Technologies Co Ltd
Priority date: 2021-06-29
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2041-06-29
Also published as: CN113472657B

Abstract

本申请提供一种路径优化方法及装置，应用于SDN控制器。该方法首先确定用于承载流量的M条目标路径，然后，确定该M条目标路径中重复出现且首尾节点相同的重合路径段；针对每一个重合路径段，确定该重合路径段在所属目标路径上对应的至少一个链路标签是否可以替换为该重合路径段的尾节点标签，以缩短目标路径的标签深度；并在标签替换后判断该重合路径段所属至少两条目标路径的标签栈是否相同，如果相同，将该所属至少两条目标路径合并为替换标签后的标签栈所表示的一条路径，以减少路径数量。由于需要维护的转发路径的数量减少，因此，可有效减轻SDN控制器的处理压力；同时，由于标签深度缩短，可有效降低对网络节点转发性能的影响。

Description

一种路径优化方法及装置

技术领域

本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种路径优化方法及装置。

背景技术

软件定义网络(英文：Software Defined Networks，缩写：SDN)是一种新型网络架构，通过控制平面和数据平面分离，实现网络流量的灵活控制。在SDN网络中，SDN控制器负责收集网络拓扑信息，生成网络拓扑结构，并基于网络拓扑结构计算用于指导流量转发的转发路径。

分段路由(英文：Segment Routing，缩写：SR)是一种支持SDN架构的路由转发协议，通过SDN控制器向源节点下发转发路径信息(标签栈)，该标签栈通常由源节点到目的节点所经链路的链路标签组成。转发路径上各节点根据标签栈的栈顶标签确定转发链路，并在栈顶标签弹出后转发给下一节点，直到转发至目的节点。

段路由流量工程策略(英文：Segment Routing Traffic Engineering Policy，缩写：SR-TE Policy)是一种全新的SR-TE体系架构。通过合理利用SR-TE Policy可为用户选择满足其转发需求的多条转发路径，并在该多条转发路径间实现负载分担，以降低网络节点的转发压力。

随着网络的不断扩大，SDN控制器需要维护的转发路径的数量不断增多，导致SDN控制器的处理压力增大；且由于节点数量的增加，转发路径的标签深度也会随之增加，若该标签深度超过节点支持的标签深度，则会影响网络节点的转发性能，比如，导致流量中断。

发明内容

有鉴于此，本申请提出一种路径优化方法及装置，用以减轻SDN控制器的处理压力并降低对网络节点转发性能的影响。

为实现上述申请目的，本申请提供了如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种路径优化方法，应用于SDN控制器，所述方法包括：

根据流量转发需求，从源节点到目的节点的N条路径中，选择用于承载所述流量的M条目标路径；

从所述M条目标路径包括的路径段中，筛选至少一个重合路径段，所述重合路径段为所述M条目标路径中出现至少两次、具有相同首节点和相同尾节点的路径段，其中，所述路径段包括至少一条链路，所述路径段的长度小于其所属路径的长度；

分别基于每一个重合路径段对所述M条目标路径执行如下优化操作，以得到优化后的至少一个优化路径组合，所述优化路径组合包括所述M条目标路径中被优化后的优化路径以及未被优化的非优化路径，其中，所述优化操作包括：

如果所述M条目标路径中存在包括该重合路径段且满足标签替换条件的至少两条第一目标路径，将该重合路径段在每一个第一目标路径上所经至少一条链路的链路标签替换为该重合路径段的尾节点的节点标签，其中，所述标签替换条件为重合路径段在所述至少两条第一目标路径中所经链路的数量不能同时为1但该重合路径段在所述至少两条第一目标路径中对应的Cost值相同，且该Cost值为该重合路径段在所述N条路径中对应的最小Cost值；

如果替换后各第一目标路径对应标签栈相同，将所述各第一目标路径合并为该标签栈所表示的同一路径；

从所述至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合。

可选的，所述从所述至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合之前，所述方法还包括：

如果所述至少一个优化路径组合中存在优化不冲突的至少两个目标优化路径组合，将所述至少两个目标优化路径组合合并为新的优化路径组合；

将该新的优化路径组合与其它未合并的优化路径组合，重新确定为至少一个优化路径组合。

可选的，所述从所述至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合，包括：

从所述至少一个优化路径组合中，选择任一优化路径组合作为最终的优化路径组合。

针对每一个优化路径组合，从该优化路径组合包括的各路径对应标签栈的标签深度中，选择最大标签深度；

从各优化路径组合对应的最大标签深度中，选择最小标签深度；

将该最小标签深度对应优化路径组合作为最终的优化路径组合。

从所述M条目标路径中，查找支持标签深度最小的目标节点；

选择该目标节点所在目标路径被优化的优化路径组合作为最终的优化路径组合。

可选的，所述将所述各第一目标路径合并为该标签栈所表示的同一路径之后，所述方法还包括：

将所述各第一目标路径对应的权重的和，作为合并后路径的权重。

第二方面，本申请提供一种路径优化装置，应用于SDN控制器，所述装置包括：

选择单元，用于根据流量转发需求，从源节点到目的节点的N条路径中，选择用于承载所述流量的M条目标路径；

筛选单元，用于从所述M条目标路径包括的路径段中，筛选至少一个重合路径段，所述重合路径段为所述M条目标路径中出现至少两次、具有相同首节点和相同尾节点的路径段，其中，所述路径段包括至少一条链路，所述路径段的长度小于其所属路径的长度；

优化单元，用于分别基于每一个重合路径段对所述M条目标路径执行如下优化操作，以得到优化后的至少一个优化路径组合，所述优化路径组合包括所述M条目标路径中被优化后的优化路径以及未被优化的非优化路径，其中，所述优化操作包括：

确定单元，用于从所述至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合。

可选的，所述装置还包括：

合并单元，用于如果所述至少一个优化路径组合中存在优化不冲突的至少两个目标优化路径组合，将所述至少两个目标优化路径组合合并为新的优化路径组合；

所述确定单元，还用于将该新的优化路径组合与其它未合并的优化路径组合，重新确定为至少一个优化路径组合。

可选的，所述确定单元从所述至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合，包括：

从所述M条目标路径中，查找支持标签深度最小的目标节点；

可选的，所述优化单元，还用于在将所述各第一目标路径合并为该标签栈所表示的同一路径之后，将所述各第一目标路径对应的权重的和，作为合并后路径的权重。

由以上描述可以看出，本申请实施例中，首先确定用于承载流量的M条目标路径，然后，确定该M条目标路径中重复出现且首尾节点相同的重合路径段；针对每一个重合路径段，确定该重合路径段在所属目标路径上对应的至少一个链路标签是否可以替换为该重合路径段的尾节点标签，以缩短目标路径的标签深度；并在标签替换后判断该重合路径段所属至少两条目标路径的标签栈是否相同，如果相同，将该所属至少两条目标路径合并为替换标签后的标签栈所表示的一条路径，以减少路径数量。由于需要维护的转发路径的数量减少，因此，可有效减轻SDN控制器的处理压力；同时，由于标签深度缩短，可有效降低对网络节点转发性能的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例示出的一种路径优化方法流程图；

图2是本申请实施例示出的一种SDN组网示意图；

图3是本申请实施例示出的一种基于优化路径组合的优化流程；

图4是本申请实施例示出的一种确定最终优化路径组合的实现流程；

图5是本申请实施例示出的另一种确定最终优化路径组合的实现流程；

图6是本申请实施例示出的一种路径优化装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。

在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请实施例可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，协商信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为协商信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

本申请提供一种路径优化方法，通过标签替换(将多个链路标签替换为节点标签)以及路径合并，减少SDN控制器维护的转发路径的数量，减轻SDN控制器的处理压力，同时，由于标签深度缩短，可有效降低对网络节点转发性能的影响。

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本申请执行详细描述：

参见图1，为本申请实施例示出的一种路径优化方法流程图。该流程应用于SDN控制器。

如图1所示，该流程可包括以下步骤：

步骤101，根据流量转发需求，从源节点到目的节点的N条路径中，选择用于承载流量的M条目标路径。

参见图2，为本申请实施例示出的一种SDN组网示意图。该SDN组网包括7个网络节点，分别为节点A～节点G，图中未示出SDN控制器。

其中，节点A～节点G的节点标签依次为101～107，具体见图中“[]”中的数字；相邻节点间链路的标签(简称链路标签)具体见图中链路上的非“()”内的数字，比如，1003～1012；每一条链路上“()”内的数字为对应链路的Cost值。

SDN控制器通过与网络节点交互，收集各网络节点的网络拓扑信息，生成网络拓扑结构(比如，图2所示网络拓扑结构)，基于该网络拓扑结构计算从源节点到目的节点的流量转发路径。

具体地，SDN控制器可首先基于预设的选路约束条件，比如，时延、抖动、丢包率、带宽、Cost值等，计算从源节点到目的节点的N条路径。其中，N可根据实际组网复杂程度确定。

以图2所示组网为例，SDN控制器可计算得到从节点A到节点F的如下N(N＝9)条路径：

P₁：A-B-C-D-E-F

P₂：A-B-C-D-G-F

P₃：A-B-E-F

P₄：A-C-D-E-F

P₅：A-C-D-G-F

P₆：A-B-E-D-G-F

P₇：A-C-B-E-F

P₈：A-C-B-E-D-G-F

P₉：A-B-C-F

其中，P₁～P₉用于标识对应路径；A～G用于标识对应节点；每条路径中，节点按照从源到目的经过的顺序排列。

此外，需要说明的是，P₁～P₉为按照路径评估值(路径评估值为综合考虑路径Cost值、丢包率等确定出的值)排列的路径顺序，其中，从P₁到P₉路径评估值依次下降，评估值越高，路径质量越优质。

本申请实施例中，用户可根据实际带宽需求设置所需转发路径的数量(M)，比如，带宽需求较大时，可设置M＝5；带宽需求比较小时，可设置M＝2。

SDN控制器根据用户预设的转发路径数量M，从已计算得到的N条路径中，选择M条路径承载用户流量。本申请实施例中，将选择出的用于承载用户流量的M条路径均称为目标路径。可以理解的是，之所以称为目标路径，只是为便于区分而进行的命名，并非用于限定。

这里，以M＝3为例，从P₁～P₉中选择3条目标路径。可以理解的是，通常优先选择路径评估值较高的路径作为目标路径，也即本说明书中的目标路径实际已经是考虑了丢包率、时延等计算得到的多个可达路径中根据路径评估值从高到低确定出的M个最优路径，本实施例所提供的方法，是针对最优路径寻找是否存在可能合并的路径。在一个示例中，选择P₁～P₃作为用于承载用户流量的目标路径。

步骤102，从M条目标路径包括的路径段中，筛选至少一个重合路径段。

这里，重合路径段指M条目标路径中重复出现(至少出现两次)且具有相同首节点和相同尾节点的路径段。路径段的长度小于其所属路径的长度，每一个路径段可包括至少一条链路。

比如，路径P₁包括AB路径段(所经链路A-B)，路径P₂、P₃也包括AB路径段(所经链路A-B)，因此，AB路径段为重合路径段；再比如，路径P₁包括AE路径段(所经链路包括A-B-C-D-E)，路径P₃也包括AE路径段(所经链路包括A-B-E)，因此，AE路径段也为重合路径段。

具体地，SDN控制器可首先获取M条目标路径中的重复节点(在M条目标路径中至少出现两次的节点)，得到如下重复节点集合：

Node＝{A,B,C,D,E,F}

然后，将重复节点集合中的任意两个重复节点组合，得到M条目标路径中除AF(AF为整条路径)之外的组合路径段，可通过如下集合表示：

S_con＝{AB,AC,AD,AE,BC,BD,BE,BF,CD,CE,CF,DE,DF,EF}

该集合中，路径段CE、DE均仅在3条目标路径(P₁、P₂、P₃)中出现过一次，因此，其不属于重合路径段。该集合中的其它路径段均至少出现两次，属于重合路径段。因此，剔除CE、DE后的重合路径段集合为：

S_con＝{AB,AC,AD,AE,BC,BD,BE,BF,CD,CF,DF,EF}

在筛选出上述重合路径段后，可分别根据每一个重合路径段对M条目标路径进行优化(具体参见步骤103和步骤104)，得到该M条目标路径对应的优化后的至少一个优化路径组合。该优化路径组合包括M条目标路径中被优化的优化路径以及未被优化的非优化路径，在后续描述中，会举例说明，这里暂不赘述。

下面对如何利用重合路径段对M条目标路径进行优化进行描述：

步骤103，如果M条目标路径中存在包括该重合路径段且满足标签替换条件的至少两条第一目标路径，将该重合路径段在每一个第一目标路径上所经至少一条链路的链路标签替换为该重合路径段的尾节点的节点标签。

其中，标签替换条件为重合路径段在至少两条第一目标路径中所经链路的数量不能同时为1但该重合路径段在所述至少两条第一目标路径中对应的Cost值相同，且该Cost值为该重合路径段在N条路径中对应的最小Cost值。

这里，第一目标路径为包括重合路径段且满足标签替换条件的路径，在本说明书只是为了便于区分和方便描述而进行的命名，并非用于限定。

为了便于理解，以下举例说明：

以重合路径段AB为例，目标路径P₁、P₂、P₃均包含该重合路径段，且该重合路径段在P₁、P₂、P₃中所经链路(A-B)的数量均为1，因此，不满足步骤103中的标签替换条件，无法基于该重合路径段AB对目标路径进行优化。这是因为，“所经链路数量为1”说明路径段的首、尾节点相邻，首、尾节点之间只有一条链路(对应一个链路标签)，在这种情况下，既使将该一个链路标签替换为路径段的尾节点标签，也无法达到缩短路径标签深度的目的。同理，重合路径段BC、CD、EF不满足步骤103中的标签替换条件，无法基于重合路径段BC、CD、EF对目标路径进行优化。

再以重合路径段AD为例，目标路径P₁、P₂包含该重合路径段，该重合路径段在P₁、P₂中所经链路(A-B、B-C、C-D)的数量不为1，且该重合路径段在P₁、P₂中对应的Cost值(20)相同(重合路径段的Cost值为所经链路Cost值的和)，该Cost值(20)为所有N条路径中该重合路径段对应的Cost值(路径段AD在P₄、P₅、P₆中对应Cost值为30，在P₈中对应Cost值均为50)中的最小Cost值，也就是说，该重合路径段AD满足步骤103中的标签替换条件，因此，可将P₁、P₂中该重合路径段所经链路的链路标签替换为重合路径段AD的尾节点标签。

这里，需要说明的是，在SR网络中，通常基于从源节点到目的节点所经链路的链路标签维护转发路径(目标路径)。比如，目标路径P₁可表示为：

P₁：1003-1006-1005-1009-1010

同理，目标路径P₂可表示为：

P₂：1003-1006-1005-1008-1011

目标路径P₃可表示为：

P₃：1003-1007-1010

当通过上述分析确定重合路径段AD满足标签替换条件时，将P₁中路径段AD对应链路标签(1003-1006-1005)替换为节点D的节点标签104，则该目标路径P₁可表示为：

P₁：104-1009-1010

同理，将P₂中路径段AD对应链路标签(1003-1006-1005)替换为节点D的节点标签104，则该目标路径P₂可表示为：

P₂：104-1008-1011

可以看出，替换后，目标路径的标签深度明显缩短，这对于路径上标签能力较弱的网络节点无疑是友好的，可有效降低对这些网络节点的转发性能的影响。再以重合路径段AC、BD为例，重合路径段AC、BD完全被重合路径段AD包含，因此，其对目标路径的影响也完全被重合路径段AD覆盖，可直接跳过对重合路径段AC、BD的处理。

再以重合路径段AE为例，目标路径P₁、P₃包含该重合路径段，且该重合路径段在P₁中所经链路(A-B、B-C、C-D、D-E)的数量不为1，在P₃中所经链路(A-B、B-E)的数量也不为1，但该重合路径段在P₁、P₃中对应的Cost值(25)相同，且该Cost值(25)为所有N条路径中该重合路径段对应的Cost值(路径段AE在P₄中对应Cost值为35，在P₆中对应Cost值为25，在P₇、P₈中对应Cost值均为45)中的最小Cost值，也就是说，该重合路径段AE满足步骤103中的标签替换条件，因此，可将P₁、P₃中该重合路径段所经链路的链路标签替换为重合路径段AE的尾节点标签。

即，将P₁中路径段AE对应链路标签(1003-1006-1005-1009)替换为节点E的节点标签105，则该目标路径P₁可表示为：

P₁：105-1010

同理，将P₃中路径段AE对应链路标签(1003-1007)替换为节点E的节点标签105，则该目标路径P₃可表示为：

P₃：105-1010

再以重合路径段BE为例，重合路径段BE完全被重合路径段AE包含，因此，其对目标路径的影响也完全被重合路径段AE覆盖，可直接跳过对重合路径段BE的处理。

再以重合路径段BF为例，目标路径P₁、P₂、P₃均包含该重合路径段，该重合路径段在P₁中所经链路(B-C、C-D、D-E、E-F)的数量不为1，在P₂中所经链路(B-C、C-D、D-G、G-F)的数量也不为1，在P₃中所经链路(B-E、E-F)的数量也不为1，该重合路径段在P₁、P₂、P₃中对应的Cost值均为25，但该Cost值(25)不是所有N条路径中该重合路径段对应Cost值(路径段BF在P₆中对应Cost值为35，在P₇中对应Cost值为25，在P₈中对应Cost值为35，在P₉中对应Cost值为20)中的最小Cost值，因此，该重合路径段BF不满足步骤103中的标签替换条件，无法基于该重合路径段BF对目标路径进行优化。同理，重合路径段CF也不满足步骤103中的标签替换条件，具体参见重合路径段BF的分析过程，这里不再赘述。

再以重合路径段DF为例，目标路径P₁、P₂包含该重合路径段，且该重合路径段在P₁中所经链路(D-E、E-F)的数量不为1，在P₂中所经链路(D-G、G-F)的数量也不为1，但该重合路径段在P₁、P₂中对应的Cost值均为10，且该Cost值(10)为所有N条路径中该重合路径段对应Cost值(路径段DF在P₄、P₅、P₆、P₈中对应Cost值均为10)中的最小Cost值，因此，该重合路径段DF满足步骤103中的标签替换条件，可将P₁、P₂中该重合路径段所经链路的链路标签替换为重合路径段DF的尾节点标签。

即，将P₁中路径段DF对应链路标签(1009-1010)替换为节点F的节点标签106，则该目标路径P₁可表示为：

P₁：1003-1006-1005-106

将P₂中路径段DF对应链路标签(1008-1011)替换为节点F的节点标签106，则该目标路径P₂可表示为：

P₂：1003-1006-1005-106

以上为针对每一个重合路径段进行举例分析后的结果。

其中，重合路径段AD、AE、DF由于满足标签替换条件，因此，分别基于这三个重合路径段对目标路径进行了标签替换，以达到通过缩短标签深度来降低对网络节点转发性能影响的目的。

这里，需要补充说明的是，之所以在标签替换之前进行Cost值比较，是为了替换后基于节点标签路由转发(通常选择Cost值小的路径转发)时，仍会选择沿替换之前的目标路径转发，从而保证用户流量的传输质量。

步骤104，如果替换后各第一目标路径对应标签栈相同，将各第一目标路径合并为该标签栈所表示的同一路径。

现以基于AD路径段标签替换后的第一目标路径(P₁和P₂)为例：

P₁：104-1009-1010

P₂：104-1008-1011

可以看出，标签替换后，P₁和P₂的标签栈(用于标识路径的一系列标签的组合)不同，因此，无法路径合并。

以基于AE路径段标签替换后的第一目标路径(P₁和P₃)为例：

P₁：105-1010

P₃：105-1010

可以看出，标签替换后，P₁和P₃的标签栈相同，因此，可合并为同一路径：

P_1&3：105-1010

同理，基于DF路径段标签替换后的第一目标路径(P₁和P₂)：

P₁：1003-1006-1005-106

P₂：1003-1006-1005-106

可以合并为：

P_1&2：1003-1006-1005-106

可以看出，通过路径合并，可减少控制器维护的转发路径的数量，有效减轻控制器的处理压力。

此外，需要补充说明的是，各目标路径通常配置有对应的权重，比如，目标路径P₁对应权重为40％，目标路径P₂对应权重为40％，目标路径P₃对应权重为20％，以使各目标路径按照各自权重分担用户流量，即，实现用户流量在各目标路径间的负载分担。

本申请实施例中，在将各第一目标路径合并为一条路径后，可将各第一目标路径对应权重的和，作为合并后路径的权重。比如，将P₁和P₂合并为P_1&2，则该P_1&2的权重为P₁对应权重(40％)与P₂对应权重(40％)的和(80％)。

经过上述处理后，可得到针对3条目标路径(P₁、P₂、P₃)的三种优化路径组合：

优化路径组合一：

Y₁＝{P₁：104-1009-1010，P₂：104-1008-1011，P₃：1003-1007-1010}

优化路径组合二：

Y₂＝{P_1&3：105-1010，P₂：1003-1006-1005-1008-1011}

优化路径组合三：

Y₃＝{P_1&2：1003-1006-1005-106，P₃：1003-1007-1010}

步骤105，从至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合。

具体从多个优化路径组合中确定最终的优化路径组合的过程，在下文中介绍，这里暂不赘述。

在确定了最终优化路径组合后，SDN控制器只需维护该最终优化路径组合。由于该最终优化路径组合是从至少一个优化路径组合中得到，因此，该最终优化路径组合对应的标签栈相对于原始M条目标路径对应的标签栈的标签深度肯定会缩短，因此，可降低对网络节点转发性能的影响；且如果执行过路径合并，则最终优化路径组合中的路径数量相对于M条目标路径会变少，因此，可减轻SDN控制器的维护压力。

至此，完成图1所示流程。

通过图1所示流程可以看出，本申请实施例中，通过查找M条目标路径(转发路径)中重复出现的重合路径段，针对每一个重合路径段，确定该重合路径段在其所属目标路径中对应的至少一个链路标签是否可以替换为重合路径段的尾节点标签，以缩短目标路径的标签深度；并在标签替换后判断该重合路径段所属至少两条目标路径的标签栈是否相同，如果相同，将该所属至少两条目标路径合并为替换标签后的标签栈所表示的一条路径，以减少路径数量。由于需要维护的转发路径的数量减少，因此，可有效减轻SDN控制器的处理压力；同时，由于标签深度缩短，可有效降低对网络节点转发性能的影响。

作为一个实施例，在通过步骤103和步骤104对每一个重合路径段进行处理，并得到多个优化路径组合后，可进一步确定该多个优化路径组合是否可以合并，以进一步优化路径。

参见图3，为本申请实施例示出的一种基于优化路径组合的优化流程。如图3所示，该流程可包括如下步骤：

步骤301，如果至少一个优化路径组合中存在优化不冲突的至少两个目标优化路径组合，将该至少两个目标优化路径组合合并为新的优化路径组合。

这里，目标优化路径组合为从至少一个优化路径组合中选择出的不与其它优化路径组合存在优化路径冲突的优化路径组合，可以理解的是，之所以称为目标优化路径组合，只是为便于区分而进行的命名，并非用于限定。

仍以优化路径组合Y₁、Y₂、Y₃为例，其中，Y₁中的优化路径P₁、优化路径P₂为基于目标路径P₁、目标路径P₂中AD路径段的优化结果；Y₂中的优化路径P_1&3为基于目标路径P₁、目标路径P₃中AE路径段的优化结果；Y₃中的优化路径P_1&2为基于目标路径P₁、目标路径P₂中DF路径段的优化结果，可以看出，AD路径段(在目标路径P₁中对应A-B-C-D)与AE路径段(在目标路径P₁中对应A-B-C-D-E)存在重叠，AE路径段与DF路径段(在目标路径P₁中对应D-E-F)也存在一定重叠，因此，基于AE路径段优化得到的Y₂与基于AD路径段优化得到的Y₁以及基于DF路径段优化得到的Y₃存在优化冲突，Y₂无法与Y₁或Y3合并。

同时，可以看出，AD路径段(在目标路径P₁、目标路径P₂中均对应A-B-C-D)与DF路径段(在目标路径P₁对应D-E-F、在目标路径P₂中对应D-G-F)不存在重叠，因此，基于AD路径段优化得到的Y₁以及基于DF路径段优化得到的Y₃不存在优化冲突，可将Y₁与Y₃合并得到Y_1&3，表示如下：

Y_1&3＝{P_1&2：104-106，P₃：1003-1007-1010}

其中，节点标签104为路径段AD在目标路径P₁、目标路径P₂所经链路(A-B-C-D)对应链路标签(1003-1006-1005)的替换结果；节点标签106为路径段DF在目标路径P₁所经链路(D-E-F)对应链路标签(1009-1010)、以及在目标路径P₂所经链路(D-G-F)对应链路标签(1008-1011)的替换结果。

再比如，在M＝5(5条目标路径)的应用场景下，Y₄＝{P_1&2：……，P₃：……，P₄：……，P₅：……}，Y₅＝{P₁：……，P₂：……，P₃：……，P_4&5：……}成立，则由于Y₄中的优化路径P_1&2(目标路径P₁、P₂的优化结果)与Y₅中的优化路径P_4&5(目标路径P₄、P₅的优化结果)不冲突，因此，可将优化路径P_1&2与P_4&5，以及非优化路径P₃合并为新的优化路径组合，可表示为：

Y_4&5＝{P_1&2：……，P₃：……，P_4&5：……}

可见，通过合并可以减少需要处理的优化路径组合的数量，同时，也可使得合并后的优化路径组合的标签深度进一步缩短，有利于标签能力较弱的网络节点的转发。

步骤302，将该新的优化路径组合与其它未合并的优化路径组合，重新确定为至少一个优化路径组合。

比如，在通过步骤301对优化路径组合Y₁与Y₃合并后，此时，该3条目标路径(P₁、P₂、P₃)对应的至少一个优化路径组合为：

Y_1&3＝{P_1&2：104-106，P₃：1003-1007-1010}

Y₂＝{P_1&3：105-1010，P₂：1003-1006-1005-1008-1011}

基于该重新确定的至少一个优化路径组合执行步骤105的确定最终优化路径组合，可使最终确定的优化路径组合更优。

至此，完成图3所示流程。

通过图3所示流程可进一步优化路径，使SDN控制器最终维护的转发路径数量更少、路径标签深度更短，达到进一步降低SDN控制器处理压力以及进一步降低对网络节点转发性能影响的目的。

下面对步骤105中从至少一个优化路径组合中确定最终的优化路径组合的过程进行描述。

作为一个实施例，可从至少一个优化路径组合中，选择任一优化路径组合作为最终的优化路径组合。比如，从Y_1&3和Y₂中，直接选择Y_1&3作为最终的优化路径组合。

作为另一个实施例，参见图4，为本申请实施例示出的一种确定最终优化路径组合的实现流程。如图4所示，该流程可包括以下步骤：

步骤401，针对每一个优化路径组合，从该优化路径组合包括的各路径对应标签栈的标签深度中，选择最大标签深度。

以优化路径组合Y_1&3＝{P_1&2：104-106，P₃：1003-1007-1010}为例，该组合中，路径P_1&2对应标签栈的标签深度为2，路径P₃对应标签栈的标签深度为3，则选择最大标签深度为3。

同理，优化路径组合Y₂＝{P_1&3：105-1010，P₂：1003-1006-1005-1008-1011}中，路径P_1&3对应标签栈的标签深度为2，路径P₂对应标签栈的标签深度为5，则选择最大标签深度为5。

步骤402，从各优化路径组合对应的最大标签深度中，选择最小标签深度。

比如，优化路径组合Y_1&3对应的最大标签深度为3，优化路径组合Y₂对应的最大标签深度为5，则选择最小标签深度为3。

步骤403，将该最小标签深度对应优化路径组合作为最终的优化路径组合。

比如，通过步骤402确定最小标签深度为3，则选择标签深度为3的优化路径组合Y_1&3作为最终的优化路径组合。

至此，完成图4所示流程。

通过图4所示流程可以看出，本申请实施例中，由于选择了标签深度相对较小的优化路径组合，因此，可将对网络节点转发性能的影响降低到更小。

作为另一个实施例，参见图5，为本申请实施例示出的一种确定最终优化路径组合的实现流程。如图5所示，该流程可包括以下步骤：

步骤501，从M条目标路径中，查找支持标签深度最小的目标节点。

在实际组网中，各网络节点所支持(所能处理)的标签深度往往不同。标签能力较弱(支持的标签深度较小)的网络节点容易成为流量转发瓶颈。

为此，本申请实施例中，从用于承载用户流量的M条目标路径中，查找支持标签深度最小的目标节点。可以理解的是，之所以称为目标节点，只是为便于区分而进行的命名，并非用于限定。

步骤502，选择该目标节点所在目标路径被优化的优化路径组合作为最终的优化路径组合。

比如，该目标节点位于目标路径P₃上，则选择目标路径P3被优化的优化路径组合，即，选择优化路径组合Y₂＝{P_1&3：105-1010，P₂：1003-1006-1005-1008-1011}作为最终的优化路径组合。

可以看出，Y₂中P_1&3的标签深度相对于Y_1&3中P₃的标签深度缩短，因此，更容易满足目标节点所支持标签深度的要求。

至此，完成图5所示流程。

通过图5所示流程，可优先保证标签能力弱的节点正常工作，不影响流量转发。在此基础上，如果存在多个针对目标节点所在目标路径进行优化的优化路径组合，可进一步采用图4所示方式(比较优化路径组合的标签深度)，来确定最终的优化路径组合。

以上对本申请实施例提供的方法进行了描述，下面对本申请实施例提供的路径优化装置进行描述：

参见图6，为本申请实施例提供的路径优化装置的结构示意图，该路径优化装置包括：选择单元601、筛选单元602、优化单元603以及确定单元604，其中：

选择单元601，用于根据流量转发需求，从源节点到目的节点的N条路径中，选择用于承载所述流量的M条目标路径；

筛选单元602，用于从所述M条目标路径包括的路径段中，筛选至少一个重合路径段，所述重合路径段为所述M条目标路径中出现至少两次、具有相同首节点和相同尾节点的路径段，其中，所述路径段包括至少一条链路，所述路径段的长度小于其所属路径的长度；

优化单元603，用于分别基于每一个重合路径段对所述M条目标路径执行如下优化操作，以得到优化后的至少一个优化路径组合，所述优化路径组合包括所述M条目标路径中被优化后的优化路径以及未被优化的非优化路径，其中，所述优化操作包括：

确定单元604，用于从所述至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合。

作为一个实施例，所述装置还包括：

所述确定单元604，还用于将该新的优化路径组合与其它未合并的优化路径组合，重新确定为至少一个优化路径组合。

作为一个实施例，所述确定单元604从所述至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合，包括：

从所述M条目标路径中，查找支持标签深度最小的目标节点；

作为一个实施例，所述优化单元603，还用于在将所述各第一目标路径合并为该标签栈所表示的同一路径之后，将所述各第一目标路径对应的权重的和，作为合并后路径的权重。

至此，完成图6所示路径优化装置的描述。本申请实施例中，通过查找M条目标路径(转发路径)中重复出现的重合路径段，针对每一个重合路径段，确定该重合路径段在其所属目标路径中对应的至少一个链路标签是否可以替换为重合路径段的尾节点标签，以缩短目标路径的标签深度；并在标签替换后判断该重合路径段所属至少两条目标路径的标签栈是否相同，如果相同，将该所属至少两条目标路径合并为替换标签后的标签栈所表示的一条路径，以减少路径数量。由于需要维护的转发路径的数量减少，因此，可有效减轻SDN控制器的处理压力；同时，由于标签深度缩短，可有效降低对网络节点转发性能的影响。

以上所述仅为本申请实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims

1.一种路径优化方法，应用于软件定义网络SDN控制器，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合之前，所述方法还包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合，包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合，包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合，包括：

从所述M条目标路径中，查找支持标签深度最小的目标节点；

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述各第一目标路径合并为该标签栈所表示的同一路径之后，所述方法还包括：

7.一种路径优化装置，应用于软件定义网络SDN控制器，其特征在于，所述装置包括：

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元从所述至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合，包括：

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元从所述至少一个优化路径组合中，确定最终的优化路径组合，包括：

从所述M条目标路径中，查找支持标签深度最小的目标节点；