用于拆分式體系結(jié)構(gòu)中快速故障轉(zhuǎn)移的控制器安排的制作方法
【專利摘要】一種由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計系統(tǒng)(301)實現(xiàn)的方法，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計系統(tǒng)包括處理裝置(303)。方法要確定在帶有拆分式體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)控制器(315)的安排，其中，拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的控制平面組件由控制器執(zhí)行，并且控制平面組件與拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)平面組件分開?？刂破鞯陌才沤?jīng)選擇以最小化由鏈路故障、交換器故障或在控制器與數(shù)據(jù)平面組件之間連接性丟失造成的拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的中斷。
【專利說明】用于拆分式體系結(jié)構(gòu)中快速故障轉(zhuǎn)移的控制器安排
[0001]相關(guān)申請交叉引用
本申請涉及2011年9月19日提出的美國專利申請13/236296。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實施例涉及網(wǎng)絡(luò)的組織和設(shè)計。具體而言，本發(fā)明的實施例涉及用于為控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離的拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的交換器確定控制器的安排的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0003]拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)的控制與轉(zhuǎn)發(fā)組件之間引入了分隔。在此類體系結(jié)構(gòu)的用例中有電信級網(wǎng)絡(luò)的接入/聚合域、移動回程、云計算和多層(L3和L2和L1、0TN、WDM)支持、數(shù)據(jù)中心，所有這些均在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的主要組成部分中。因此，這些網(wǎng)絡(luò)的適當(dāng)設(shè)計、管理和性能優(yōu)化十分重要。
[0004]不同于在相同的盒(網(wǎng)絡(luò)元件)中集成轉(zhuǎn)發(fā)(數(shù)據(jù))平面和控制平面的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，拆式式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)將這兩個平面分離，并且在可能與轉(zhuǎn)發(fā)元件(交換器)在不同的物理位置中的服務(wù)器上執(zhí)行控制平面。網(wǎng)絡(luò)中拆分式體系結(jié)構(gòu)的使用允許簡化實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)平面的交換器，并且將網(wǎng)絡(luò)的智能移到監(jiān)視交換器的多個控制器中。
[0005]在傳統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)發(fā)和控制平面的緊密耦合通常導(dǎo)致過度復(fù)雜的控制平面和復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)管理。眾所周知的是，這對新協(xié)議和技術(shù)發(fā)展造成大的負(fù)擔(dān)和高障礙。盡管線速、端口密度和性能快速改進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)控制平面機(jī)制一直以比轉(zhuǎn)發(fā)平面機(jī)制更慢得多的速度發(fā)展。
[0006]在拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，控制器從交換器收集信息，并且計算和分布適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)決定到交換器?？刂破骱徒粨Q器使用協(xié)議傳遞和交換信息。此類協(xié)議的示例是OpenFlow(請訪問WWW.0penflow.0rg),它提供開放和標(biāo)準(zhǔn)的方法以便交換器與控制器進(jìn)行通信,并且它在學(xué)界和業(yè)界都引起了相當(dāng)大的關(guān)注。圖1是示出在交換器與控制器之間OpenFlow接口的概觀的圖。OpenFlow交換器中的轉(zhuǎn)發(fā)表填充有由以下項組成的條目:定義用于分組報頭中字段的匹配項的規(guī)則、與流匹配項相關(guān)聯(lián)的動作及有關(guān)流的統(tǒng)計的集合。
[0007]進(jìn)入的分組匹配特定規(guī)則時，在分組上執(zhí)行相關(guān)聯(lián)的動作。規(guī)則包含來自協(xié)議棧中幾個報頭的關(guān)鍵字段，例如，以太網(wǎng)MAC地址、IP地址、IP協(xié)議、TCP/UDP端口號及進(jìn)入端口號。為定義流，可使用所有可用匹配字段。但也可能通過將通配符用于不需要的字段，限制匹配規(guī)則到可用字段的子集。
[0008]拆分式體系結(jié)構(gòu)的分離控制平臺減輕了修改網(wǎng)絡(luò)控制邏輯的任務(wù)，并且提供編程接口，開發(fā)人員能夠在接口上構(gòu)建廣泛的多種新協(xié)議和管理應(yīng)用。在此模型中，數(shù)據(jù)和控制平面能夠獨(dú)立演進(jìn)和縮放，同時數(shù)據(jù)平面元件的成本得以降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的實施例包括一種由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計系統(tǒng)實現(xiàn)的方法，其中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計系統(tǒng)包括處理裝置。方法確定在帶有拆分式體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)控制器的安排，其中，拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的控制平面組件由控制器執(zhí)行，并且控制平面組件與拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)平面組件分開?？刂破鞯陌才沤?jīng)選擇以最小化由鏈路故障、交換器故障或在控制器與數(shù)據(jù)平面組件之間連接性丟失造成的拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的中斷。方法包括以圖表示拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?，拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的鏈路表示為圖中的邊緣集，并且拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)元件表示為節(jié)點集。方法也包括遍歷圖內(nèi)的節(jié)點集以計算用于每個節(jié)點的保護(hù)度量，其中，保護(hù)度量將拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的彈性衡量為對于可能的控制器安排拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點故障保護(hù)的程度，節(jié)點故障保護(hù)的程度確定節(jié)點集中受保護(hù)節(jié)點的子集，其中，受保護(hù)節(jié)點的子集中的受保護(hù)節(jié)點能夠通過隧道將控制業(yè)務(wù)重定向到圖中不是受保護(hù)節(jié)點的下游的中間節(jié)點，以及其中，隧道遍歷受保護(hù)節(jié)點的至少一個下游節(jié)點。此外，方法包括選擇對應(yīng)于將對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生最佳總體保護(hù)策略的節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)元件，以作為用于拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的控制器。
[0010]實施例包括帶有拆分式體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，其中，拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的控制平面組件由控制器執(zhí)行，并且控制平面組件與拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)平面組件分開?？刂破鞯陌才沤?jīng)選擇以最小化由鏈路故障、交換器故障或在控制器與數(shù)據(jù)平面組件之間連接性丟失造成的拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的中斷。網(wǎng)絡(luò)包括通過通信鏈路集互連的網(wǎng)絡(luò)元件集，網(wǎng)絡(luò)元件集中的每個網(wǎng)絡(luò)元件執(zhí)行由控制器控制并且與其進(jìn)行通信的交換器?？刂破饔删W(wǎng)絡(luò)元件集的一個網(wǎng)絡(luò)元件執(zhí)行，其中，拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)元件集中網(wǎng)絡(luò)元件的位置提供在控制器與網(wǎng)絡(luò)元件集中每個網(wǎng)絡(luò)元件之間優(yōu)化數(shù)量的受保護(hù)節(jié)點。優(yōu)化位置對應(yīng)于用于網(wǎng)絡(luò)元件集中所有網(wǎng)絡(luò)元件的最佳保護(hù)策略。保護(hù)度量將拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的彈性衡量為拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點故障保護(hù)的程度，節(jié)點故障保護(hù)的程度確定網(wǎng)絡(luò)元件集中受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)元件的子集，其中，受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)元件的子集中的受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)元件能夠通過隧道將控制業(yè)務(wù)重定向到圖中不是受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)元件的下游的中間節(jié)點，以及其中，隧道遍歷受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)元件的至少一個下游網(wǎng)絡(luò)元件。
[0011]實施例包括用于為拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)確定控制器的安排的計算機(jī)系統(tǒng)，其中，拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的控制平面組件由控制器執(zhí)行，并且控制平面組件與拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)平面組件分開?？刂破鞯陌才沤?jīng)選擇以最小化由鏈路故障、交換器故障或在控制器與數(shù)據(jù)平面組件之間連接性丟失造成的拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的中斷。計算系統(tǒng)包括配置成執(zhí)行拓?fù)鋱D表示模塊和控制器安排模塊的處理器，拓?fù)鋱D表示模塊配置成以圖表示拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?，拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的鏈路表示為圖中的邊緣集，并且拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)元件表示為節(jié)點集?？刂破靼才拍K配置成遍歷圖內(nèi)的節(jié)點集以計算用于每個節(jié)點的保護(hù)度量。保護(hù)度量將拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的彈性衡量為對于可能的控制器安排拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點故障保護(hù)的程度，節(jié)點故障保護(hù)的程度確定節(jié)點集中受保護(hù)節(jié)點的子集，其中，受保護(hù)節(jié)點的子集中的受保護(hù)節(jié)點能夠通過隧道將控制業(yè)務(wù)重定向到圖中不是受保護(hù)節(jié)點的下游的中間節(jié)點，以及其中，隧道遍歷受保護(hù)節(jié)點的至少一個下游節(jié)點。控制器安排模塊還配置成將對應(yīng)于帶有最佳保護(hù)度量的節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)元件選擇為用于拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的控制器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]本發(fā)明通過示例方式而不是限制的方式在附圖的圖形中示出，圖中相似的標(biāo)號表示類似的元件。應(yīng)注意的是，在此公開內(nèi)容中對“一”或“一個”實施例的不同引用不一定為相同的實施例，并且此類引用至少表示一個。此外，結(jié)合實施例描述某個特定特征、結(jié)構(gòu)或特性時，應(yīng)認(rèn)為結(jié)合無論是否明確描述的其它實施例來影響此類特征、結(jié)構(gòu)或特性是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的認(rèn)知之內(nèi)。
[0013]圖1是用于OpenFlow網(wǎng)絡(luò)的示例體系結(jié)構(gòu)的一個實施例的圖。
[0014]圖2A和2B是包含受保護(hù)和未受保護(hù)交換器的拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的一個實施例的圖，每個圖示出單獨(dú)的保護(hù)機(jī)制。
[0015]圖3是耦合到帶有優(yōu)化控制器安排的網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計系統(tǒng)的一個實施例的圖。
[0016]圖4是控制器安排優(yōu)化過程的一個實施例的流程圖。
[0017]圖5是最佳控制器安排過程的一個實施例的流程圖。
[0018]圖6是“貪婪”控制器安排過程的一個實施例的流程圖。

【具體實施方式】
[0019]在下面的描述中，陳述了許多特定細(xì)節(jié)。然而，要理解的是，實踐本發(fā)明的實施例可無需這些特定細(xì)節(jié)。在其它情況下，公知的電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)未詳細(xì)顯示以免混淆對此描述的理解。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將領(lǐng)會到，可無需此類特定細(xì)節(jié)而實踐本發(fā)明。通過包括的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠在不進(jìn)行不當(dāng)實驗的情況下實現(xiàn)適當(dāng)?shù)墓δ苄浴?br> [0020]流程圖的操作將參照圖的示范實施例進(jìn)行描述。然而，應(yīng)理解折是，流程圖的操作能夠通過與參照圖所述的那些實施例不同的本發(fā)明的實施例執(zhí)行，并且參照圖所述的實施例能夠執(zhí)行與參照流程圖所述的那些實施例不同的操作。
[0021]所述圖中所示技術(shù)可使用一個或更多個電子裝置(例如，終端站、網(wǎng)絡(luò)元件、服務(wù)器或類似電子裝置)上存儲和執(zhí)行的代碼和/或數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。此類電子裝置使用非暫時性機(jī)器可讀或計算機(jī)可讀媒體存儲和傳遞(在內(nèi)部和/或通過網(wǎng)絡(luò)與其它電子裝置)代碼和數(shù)據(jù)，如非暫時性機(jī)器可讀或計算機(jī)可讀存儲媒體(例如，磁盤、光盤、隨機(jī)存取存儲器、只讀存儲器、閃存裝置及相變存儲器)。另外，此類電子裝置一般情況下包括耦合到諸如一個或更多個存儲裝置、用戶輸入/輸出裝置(例如，鍵盤、觸摸屏和/或顯示器)和網(wǎng)絡(luò)連接等一個或更多個其它組件的一個或更多個處理器的集合。處理器的集合與其它組件的耦合一般情況下是通過一個或更多個總線和橋接器(也稱為總線控制器)。存儲裝置表示一個或多個非暫時性機(jī)器可讀或計算機(jī)可讀存儲媒體和非暫時性機(jī)器可讀或計算機(jī)可讀通信媒體。因此，給定電子裝置的存儲裝置一般情況下存儲代碼和/或數(shù)據(jù)以便在該電子裝置的一個或更多個處理器的集合上執(zhí)行。當(dāng)然，本發(fā)明的實施例的一個或更多個部分可使用軟件、固件和/或硬件的不同組合來實現(xiàn)。
[0022]在本文中使用時，網(wǎng)絡(luò)元件(例如，路由器、交換器、橋接器或類似連網(wǎng)裝置)是一件連網(wǎng)設(shè)備，包括硬件和軟件，其在通信上與網(wǎng)絡(luò)上的其它設(shè)備(例如，其它網(wǎng)絡(luò)元件、計算機(jī)終端站或類似連網(wǎng)裝置)互連。一些網(wǎng)絡(luò)元件是“多服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件”，其為多個連網(wǎng)功能(例如，路由選擇、橋接、交換、第2層聚合、會話邊界控制、多播和/或訂戶管理)提供支持和/或為多個應(yīng)用服務(wù)(例如，數(shù)據(jù)集合)提供支持。本文中所述實施例使用交換器形式的網(wǎng)絡(luò)元件的示例。然而，實施例不限于交換器，并且適用于其它類型的網(wǎng)絡(luò)元件。
[0023]在本文中使用時，彈性是在面臨故障和對正常操作的挑戰(zhàn)時提供和保持可接受的服務(wù)級別的能力。在本文中使用時，故障概率是工程系統(tǒng)或組件發(fā)生故障的頻率，表示為每小時的故障數(shù)量，或每個節(jié)點在長時間期內(nèi)發(fā)生故障的概率。
[0024]評估網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，網(wǎng)絡(luò)彈性是重要因素，這是因為幾毫秒的故障可容易在高速鏈路上造成兆兆字節(jié)數(shù)據(jù)丟失。在控制和數(shù)據(jù)分組均在相同鏈路上傳送的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，在故障發(fā)生時，控制和數(shù)據(jù)信息同樣受影響。有關(guān)網(wǎng)絡(luò)彈性的現(xiàn)有工作因此一直采取帶內(nèi)控制模型，這意味著控制平面和數(shù)據(jù)平面具有相同彈性屬性。然而，此模型不適用于拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。
[0025]鏈路故障指示遍歷鏈路的業(yè)務(wù)不再能夠通過鏈路傳送。故障能夠源于在兩個交換器之間的鏈路或源于在一個控制器與它連接到的交換器之間的鏈路。大多數(shù)情況下，這些鏈路獨(dú)立發(fā)生故障。
[0026]交換器故障指示對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)元件不能發(fā)起，響應(yīng)或轉(zhuǎn)發(fā)任何分組。交換器故障能夠由軟件漏洞、軟件故障、配置錯誤及類似問題造成。大多數(shù)情況下，這些交換器獨(dú)立發(fā)生故障。
[0027]故障的特殊情況包括在交換器與控制器之間的連接性丟失。交換器能夠由于沿在交換器與控制器之間的路徑的中間鏈路或節(jié)點上的故障而失去到其控制器的連接性。在一個實施例中，無論何時交換器不能與其指派的控制器進(jìn)行通信，即使轉(zhuǎn)發(fā)平面上的路徑仍有效，交換器也將丟棄在控制器管理的轉(zhuǎn)發(fā)平面上的所有分組。在其它實施例中，業(yè)務(wù)的子集能夠在轉(zhuǎn)發(fā)平面上轉(zhuǎn)發(fā)，或者類似有限功能性能夠在有限時間內(nèi)繼續(xù)，直至與指派的控制器或另一控制器的連接得以重新建立。因此，這能夠視為交換器故障的特殊情況。
[0028]拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的控制分組能夠在與數(shù)據(jù)分組不同的路徑上(或甚至上單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)上)傳送。因此，在這些網(wǎng)絡(luò)中控制平面的可靠性不再與轉(zhuǎn)發(fā)平面的可靠性直接有關(guān)。然而，拆分式體系結(jié)構(gòu)中在控制器與轉(zhuǎn)發(fā)平面之間的連接斷開能夠禁用轉(zhuǎn)發(fā)平面；交換器與其控制器斷開連接時，它不能接收有關(guān)如何轉(zhuǎn)發(fā)新流的任何指示，并且變成實際上離線。
[0029]在拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的一個實施例中，每個交換器預(yù)編程有到達(dá)控制器的路徑。在鏈路或節(jié)點故障發(fā)生時，交換器依賴控制器檢測此類故障，并且重新計算用于交換器的新路徑。然而，所有故障由控制器處理能夠?qū)е戮W(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)大的延遲。在另一實施例中，到中間交換器的隧穿和/或備份路徑的預(yù)配置用于與控制器重新建立通信，以便如果主輸出鏈路不正常工作，則能夠使用備份(輔助)輸出鏈路或通過隧道到中間交換器的控制業(yè)務(wù)的封裝。
[0030]交換器在其外出鏈路或其直接上游節(jié)點中檢測到故障時，它立即更改其到控制器的路由，并且使用在交換器中預(yù)編程的備用路徑(即，外出接口)重新連接到控制器。在備選中，交換器檢測到故障，并且將控制業(yè)務(wù)封裝以通過隧道傳送到中間交換器，中間交換器將控制業(yè)務(wù)解封，并且將控制業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)到控制器。此操作的進(jìn)行無需涉及控制器，并且對網(wǎng)絡(luò)中剩余的路由和下游節(jié)點到控制器的連接無任何影響。換而言之，在受影響交換器的外出接口中將只存在本地更改。網(wǎng)絡(luò)中的所有其它連接將保持完好無損。在無此類備用路徑或封裝選擇的情況下，控制器對交換器或鏈路中任何故障的檢測必須基于一些隱式機(jī)制，如在控制器未從交換器收到問候(Hello)消息時。這在網(wǎng)絡(luò)中引入了大的延遲，以便檢測故障的確切位置和重新建立控制器-交換器連接。如果無備用路徑或隧穿選擇能夠配置用于交換器，則在到控制器的主要路徑中發(fā)生故障的情況下，交換器到控制器的連接將中斷。
[0031]在本文中使用時，如果任何以下條件成立，則交換器被視為受到保護(hù)(在其到控制器的連接方面)，以防止其直接上游交換器和其外出鏈路的故障:i)交換器能夠為其朝向控制器的控制業(yè)務(wù)使用備用外出鏈路；或者ii)交換器能夠?qū)⒖刂茦I(yè)務(wù)通過隧道發(fā)送到另一(中間)交換器并從那里到控制器。
[0032]在受保護(hù)交換器的外出鏈路或直接上游節(jié)點中發(fā)生故障時，交換器能夠使用備用外出鏈路(如果條件i成立)以重新連接到控制器。備選(如果條件ii成立)，交換器能夠在數(shù)據(jù)消息中封裝控制消息并將它發(fā)送到另一(中間)交換器。中間交換器接收此消息時，它將消息解封裝，并且將消息象其自己的控制業(yè)務(wù)一樣發(fā)送到控制器。
[0033]如果上述兩個條件均未得到滿足，則在外出鏈路或直接上游上交換器中發(fā)生故障的情況下，在交換器與控制器之間的連接將中斷。目標(biāo)是最小化此類中斷的機(jī)會。最大彈性情形明顯是在網(wǎng)絡(luò)中的每個交換器受到保護(hù)時。但如果情況不是如此，則要求進(jìn)行一些優(yōu)化以最小化控制業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險。
[0034]通過在拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中使用此保護(hù)方案，重要是安排控制器，使得在控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面之間的連接更不可能中斷?？刂破魑恢玫暮眠x擇必須產(chǎn)生從交換器到控制器的可靠路徑，表現(xiàn)在大量的交換器必須具有到控制器的備用路徑。
[0035]本發(fā)明的實施例提供用于避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點的方法和系統(tǒng)。有關(guān)拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的現(xiàn)有提議為網(wǎng)絡(luò)控制器采取固定位置。雖然一直存在有關(guān)在網(wǎng)絡(luò)控制器與交換器之間路由選擇機(jī)制的一些研究，但尚未形成用于為網(wǎng)絡(luò)控制器選擇優(yōu)化位置的策略。因此，拆分式體系結(jié)構(gòu)中的控制器安排未將在控制器與轉(zhuǎn)發(fā)平面之間連接斷開的可能性考慮在內(nèi)以及尋求最小化此可能性。
[0036]此外，用于帶有多個控制器的拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的方案集中將網(wǎng)絡(luò)分區(qū)，并且指派一個控制器到每個分區(qū)，從而很好地連接每個分區(qū)內(nèi)的交換器。這未解決在未分區(qū)的給定網(wǎng)絡(luò)中查找用于控制器的最佳位置。用于在拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中安排單個控制器的方案可在最大化在控制器與交換器之間連接的彈性的節(jié)點安排控制器，然而，這些方案是基于保護(hù)的受限定義。在此類方案中，受保護(hù)交換器是帶有備用外出鏈路的交換器，并且未考慮通過隧道將控制業(yè)務(wù)發(fā)送到另一交換器并且從那里發(fā)送到控制器的可能性。
[0037]本發(fā)明的實施例克服了現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點。本發(fā)明的實施例在拆分式體系結(jié)構(gòu)區(qū)域中在選擇成優(yōu)化在該區(qū)域中交換器與控制器之間連接彈性的位置中安排單個控制器。不進(jìn)行有關(guān)如何將拆分式體系結(jié)構(gòu)區(qū)域分區(qū)的假設(shè)。分區(qū)如果進(jìn)行，則能夠基于諸如地理約束等任何任意度量。本發(fā)明的實施例包含兩個示例過程(即，最佳過程和貪婪過程)，過程用于選擇控制器位置以優(yōu)化在控制器與交換器之間連接彈性，即，通過直接備用鏈路或者通過將控制業(yè)務(wù)隧穿到不在故障點下游的中間網(wǎng)絡(luò)元件，最大化帶有到控制器的預(yù)配置的備用路徑的交換器的數(shù)量。
[0038]實施例支持用于受保護(hù)交換器的更普遍定義。如果沒有用于交換器的備用外出接口，則如果它能夠?qū)⑵淇刂茦I(yè)務(wù)發(fā)送到另一(中間)交換器并從那里發(fā)送到控制器，仍認(rèn)為交換器受保護(hù)。在此情況下，交換器在到中間交換器的數(shù)據(jù)消息內(nèi)封裝控制消息。中間交換器接收此消息時，它將消息解封裝，并且將消息(象其自己的控制業(yè)務(wù)一樣)發(fā)送到控制器。此備選保護(hù)機(jī)制在本文中稱為基于隧穿的保護(hù)，并且術(shù)語隧穿是指在數(shù)據(jù)消息內(nèi)封裝業(yè)務(wù)消息，將它發(fā)送到中間交換器，并且最后在中間交換器將它解封裝的過程。通過使用保護(hù)的此更普遍定義，實施例包括在網(wǎng)絡(luò)中最佳安排控制器，使得彈性得以最大化的過程和系統(tǒng)。
[0039]網(wǎng)絡(luò)控制器位置
在控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面之間連接的彈性在拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中十分重要。如果此連接中斷，則轉(zhuǎn)發(fā)平面將不知道如何轉(zhuǎn)發(fā)新流(即，在交換器無現(xiàn)有規(guī)則的那些流)，并且將失去其轉(zhuǎn)發(fā)功能性。本發(fā)明的實施例提供了判定在何處安排拆分式體系結(jié)構(gòu)控制器的過程，使得此連接(在控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面)之間不太可能中斷。假定有某個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，過程尋求在網(wǎng)絡(luò)中選擇正確的節(jié)點以在該節(jié)點定位控制器。網(wǎng)絡(luò)控制器的位置的好選擇必須產(chǎn)生從交換器到控制器的可靠路徑，表現(xiàn)在每個交換器必須具有將不受相同故障影響的到控制器的備用(輔助)路徑或基于隧穿的保護(hù)，如果其主要路徑發(fā)生故障，則此備用路徑能夠是在檢測到故障的交換器與網(wǎng)絡(luò)中與控制器保持通信的另一交換器之間的直接鏈路，或者是通過隧道在檢測到故障的交換器與中間交換器之間間接鏈路形式的基于隧穿的保護(hù)，其中，隧道遍歷至少一個下游交換器。
[0040]保護(hù)度量
為評估網(wǎng)絡(luò)中不同控制器安排策略(并且形成用于選擇好位置的政策)，利用了基于節(jié)點保護(hù)的保護(hù)度量。如上所定義和如本文中下面進(jìn)一步解釋的一樣，此度量應(yīng)用到拆分式體系結(jié)構(gòu)以評定網(wǎng)絡(luò)防止鏈路故障的彈性。
[0041]瞬態(tài)故障甚至在管理良好的因特網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)中較頻繁發(fā)生。然而，隨著輸送重要服務(wù)的需求增大，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)預(yù)期始終是可用的。由于對網(wǎng)絡(luò)可靠性的高要求，本發(fā)明的實施例尋求改進(jìn)在拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中在控制器與交換器之間連接性的彈性。
[0042]網(wǎng)絡(luò)環(huán)境
本發(fā)明的實施例提供在故障后盡快恢復(fù)數(shù)據(jù)分組的轉(zhuǎn)發(fā)的過程。諸如開放式最短路徑優(yōu)先(OSPF)和中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)(IS-1S)等現(xiàn)有內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP) —般要幾秒時間收斂，這不滿足預(yù)期實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可靠性的低于50 ms級別的故障恢復(fù)時間。控制器能夠使用一些隱式機(jī)制檢測交換器或鏈路中的故障，例如，在控制器未收到來自交換器的問候消息時。然而，此方法也將在網(wǎng)絡(luò)中為故障檢測和服務(wù)恢復(fù)帶來大的延遲。
[0043]在一個實施例中，保護(hù)交換的判定由控制器(S卩，在檢測到故障的網(wǎng)絡(luò)元件)在本地做出和預(yù)確定。這不同于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的情形，這是因為該網(wǎng)絡(luò)元件不具有網(wǎng)絡(luò)的完整拓?fù)洹Ｔ摼W(wǎng)絡(luò)元件只是轉(zhuǎn)發(fā)平面中的簡單交換器，并且只接收來自控制器的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。在失去到控制器的連接性時，交換器要獨(dú)立做出故障轉(zhuǎn)移的判定而無來自控制器的任何指示。換而言之，在受影響交換器的外出接口中將只存在本地更改。網(wǎng)絡(luò)中的所有其它連接將保持完好無損。這樣，過程使轉(zhuǎn)發(fā)元件(即，交換器)保持盡可能簡單。
[0044]在一個實施例中，控制器與交換器在相同物理網(wǎng)絡(luò)中。也就是說，拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施(現(xiàn)有鏈路和交換器)用于將控制器連接到網(wǎng)絡(luò)中的所有交換器，而不是使用單獨(dú)的基礎(chǔ)設(shè)施連接控制和轉(zhuǎn)發(fā)平面。在其它實施例中，單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施用于通信或其任何組合。
[0045]在本文中使用時，交換器的網(wǎng)絡(luò)由圖G= (V, E)表示，其中，V是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(交換器和控制器)集，并且E是節(jié)點之間的雙向邊緣(鏈路)集。成本與網(wǎng)絡(luò)中的每個鏈路相關(guān)聯(lián)。基于指派的鏈路成本，計算在網(wǎng)絡(luò)中任何兩個節(jié)點之間的最短路徑路由。假設(shè)在每個鏈路上的成本適用于鏈路的兩個方向。也假設(shè)在交換器與控制器之間發(fā)送的控制業(yè)務(wù)上無負(fù)載平衡。因此，每個節(jié)點只具有到達(dá)控制器的一個路徑。換而言之，控制業(yè)務(wù)通過根在控制器的樹從和向控制器發(fā)送，該樹在本文中將稱為控制器路由選擇樹。此路由選擇樹包括網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點和邊緣的子集。相同的路由選擇樹用于在控制器與交換器之間在兩個方向上的通信。
[0046]通過給定的控制器位置，任何最短路徑路由選擇協(xié)議形成根在控制器節(jié)點的樹T，該樹包括所有節(jié)點和邊緣的子集。如上所提及的一樣，此樹稱為控制器路由選擇樹。圖2A和2B示出網(wǎng)絡(luò)及其控制路由選擇樹。在這些圖中，虛線示出網(wǎng)絡(luò)中的所有鏈路，并且實線示出在控制器路由選擇樹中使用的鏈路。每個節(jié)點能夠通過沿控制器路由選擇樹中的路徑發(fā)送其控制業(yè)務(wù)而到達(dá)控制器。在這些示例中，每個鏈路的兩個方向具有相同成本，并且因此相同路由選擇樹將用于在控制器與交換器之間在兩個方向上的通信。
[0047]在控制器路由選擇樹T中，如果在T中有從節(jié)點r到節(jié)點u朝向控制器的路徑，則節(jié)點u是節(jié)點r的1游節(jié)點。如果在T中有從節(jié)點u到節(jié)點r朝向控制器的路徑，則節(jié)點u是節(jié)點r的節(jié)點。在圖2A和2B所示示例網(wǎng)絡(luò)中，例如節(jié)點S4是節(jié)點S7和S8的上游節(jié)點，并且這兩個節(jié)點是節(jié)點S4的下游節(jié)點。在控制器路由選擇樹中，節(jié)點的父項是其直接上游節(jié)點，并且節(jié)點的子項是其直接下游節(jié)點。由于假設(shè)的樹結(jié)構(gòu)原因，每個節(jié)點在T中只具有一個直接上游節(jié)點。在示例中及在控制器安排過程的實施例中，假設(shè)在從交換器發(fā)送到控制器的控制業(yè)務(wù)上無負(fù)載平衡。也就是說，我們假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點在r中只具有一個直接上游節(jié)點。為清晰和準(zhǔn)確起見，本文中引入的符號(例如，G、T、u和V)在本文中下面用于表示這些概念。
[0048]節(jié)點和鏈路故障
如本文中上面所述，如果交換器能夠滿足以下任一條件，則認(rèn)為交換器(在其到控制器的連接中)受到保護(hù)，防止其直接上游交換器和其外出鏈路的故障:
i)為其向控制器的控制業(yè)務(wù)使用備用外出鏈路；
或者
ii)通過隧道將其控制業(yè)務(wù)發(fā)送到另一(中間)交換器并從那里發(fā)送到控制器。
[0049]例如，如果條件(i)成立，則檢測到其外出鏈路或其直接上游節(jié)點中故障的受保護(hù)交換器將在一檢測到故障時便立即更改其到控制器的路由，并且使用備用外出鏈路重新連接到控制器。如果條件(ii)成立，則交換器能夠在到中間交換器的數(shù)據(jù)消息內(nèi)封裝控制消息。中間交換器接收此消息時，它將消息解封裝，并且將消息(象其自己的控制業(yè)務(wù)一樣)發(fā)送到控制器。在兩種情況下，進(jìn)行控制業(yè)務(wù)的重新路由選擇而對其它交換器到控制器的剩余連接無任何影響。換而言之，在受影響交換器的外出接口中將只存在本地更改。網(wǎng)絡(luò)中的所有其它連接將保持完好無損。在一個實施例中，交換器能夠自動執(zhí)行這些故障轉(zhuǎn)移過程(即，綁定到條件(i)或(ii)的那些過程)的任一過程而無需控制器的參與。
[0050]如果這兩個條件均未得到滿足，則在到控制器的主要路徑中發(fā)生故障的情況下，在交換器與控制器之間的連接將中斷。本文中所述控制器安排過程和系統(tǒng)設(shè)計成最小化此類中斷的機(jī)會。網(wǎng)絡(luò)的最具彈性配置明顯是在網(wǎng)絡(luò)中的每一個交換器受到保護(hù)時。但如果該配置不可能實現(xiàn)，則要求進(jìn)行控制器安排的一些優(yōu)化以最小化網(wǎng)絡(luò)中在控制器與交換器之間控制業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險。
[0051]對于直接連接到控制器的那些交換器，由于直接上游節(jié)點是控制器，因此，未定義或量化上游節(jié)點保護(hù)。在部署傳統(tǒng)故障管理工具的拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，沒有使節(jié)點向其下游節(jié)點通知故障的擴(kuò)展信令機(jī)制。因此，如果交換器與控制器斷開連接，則即使所有其下游節(jié)點本身受到保護(hù)，以防止其外出鏈路或直接上游節(jié)點故障，它們也將斷開連接。這意味著在評估網(wǎng)絡(luò)彈性中，應(yīng)賦予更靠近控制器(它是控制器路由選擇樹的根)的節(jié)點更大的重要性。為表示影響網(wǎng)絡(luò)彈性的網(wǎng)絡(luò)的這些方面，為每個節(jié)點定義了基于其下游節(jié)點的數(shù)量的權(quán)重。
[0052]路由選擇樹的權(quán)重能夠定義成所有其未受保護(hù)節(jié)點的權(quán)重之和。這些權(quán)重能夠用于衡量對于相關(guān)聯(lián)控制器位置網(wǎng)絡(luò)的“不可保護(hù)性”或彈性。對于給定路由選擇樹T,此路由選擇樹權(quán)重能夠描述或表示為“weight if) ”，該權(quán)重應(yīng)最小化以便最大化網(wǎng)絡(luò)的彈性。
[0053]圖2A和2B示出示例網(wǎng)絡(luò)和兩個故障情形。這些圖形中在交換器與控制器之間的實線示出在控制器與交換器之間的最短路徑樹。如果網(wǎng)絡(luò)中無故障，則控制業(yè)務(wù)將在實線表示的此樹上向/從控制器發(fā)送。
[0054]例如，此網(wǎng)絡(luò)中的交換器S4通過其上游父項SI連接到控制器。在圖2A和2B所示兩種情形中，交換器S4受到保護(hù)。這是因為在直接上游交換器SI或連接S4和SI的鏈路中發(fā)生故障的情況下，還有用于交換器SI的控制業(yè)務(wù)到達(dá)控制器的備用路徑。在圖2A所示情況中，有由虛線表示的在S4與S5之間的鏈路。此鏈路不是路由選擇樹的一部分，因此，此鏈路能夠在S4中配置為用于控制業(yè)務(wù)的備用外出鏈路。因此，如果S4檢測到在交換器S4與SI之間的主要外出鏈路中或者在上游交換器SI的故障，則交換器S4能夠使用在交換器S4與S5之間的備用外出鏈路。
[0055]在圖2B所示情況中，沒有連接S4到另一交換器的能夠用作備用鏈路的鏈路。應(yīng)注意的是，連接S4到其子項(交換器S6和S8)的鏈路均不能用作用于控制業(yè)務(wù)的備用外出鏈路，這是因為它們在路由選擇樹中沒有不通過故障鏈路或故障交換器(即，在交換器S4與SI之間的鏈路或交換器SI)到控制器的路徑。然而，在此情況下，有在交換器S8與S9之間的鏈路。此處，交換器S4能夠形成從交換器S8到交換器S9的隧道(通過以交換器S9為目的地封裝控制業(yè)務(wù))。交換器S9接收并解封裝此業(yè)務(wù)時，它能夠在路徑S9-S5-S2控制器上將業(yè)務(wù)發(fā)送到控制器(象其自己的控制業(yè)務(wù)一樣)。應(yīng)注意的是，此路徑不通過S4和SI，由此避免了在此示例中的故障鏈路或交換器。換而言之，控制器已選擇中間交換器，而該中間交換器到控制器的路徑不受交換器SI或在交換器S4與SI之間鏈路的故障影響。
[0056]評估交換器的保護(hù)狀態(tài)
在一個實施例中，拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的每個交換器S能夠評估其保護(hù)狀態(tài)。在本文中使用時，“parent (S) ”表示交換器S的直接上游交換器,并且“downstream(S) ”表示交換器S的所有下游交換器(B卩，其子項和子項的子項并以此類推)。當(dāng)且僅當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在交換器A和B使得使用以下標(biāo)準(zhǔn)集理論符號時，根據(jù)上面我們的定義，給定網(wǎng)絡(luò)中的每個交換器才得到保護(hù):
1.A是在{S} U downstream(S)中-S卩，A是S或交換器S的下游節(jié)點之一。
[0057]2.B 是在 downstream (parent (S))中
3.在A與B之間有鏈路，該鏈路不是控制器路由選擇樹的一部分如果上述三個條件成立，則在發(fā)生故障的情況下，交換器S能夠通過隧道將其控制業(yè)務(wù)發(fā)送到交換器B并且從那里發(fā)送到控制器。如果交換器A恰巧是S本身，則交換器S能夠使用鏈路S-B作為用于控制業(yè)務(wù)的備用外出鏈路；因此，在此特殊情況下無需隧穿。上述條件基本上保證控制業(yè)務(wù)能夠通過與根在節(jié)點S的父項的子樹不同的子樹發(fā)送。也就是說，業(yè)務(wù)能夠繞過故障交換器/鏈路。
[0058]由于控制器路由選擇樹是最短路徑樹，因此，上述三個條件也保證從交換器B到控制器的路徑不通過S及其直接上游節(jié)點(父項)。因此，在交換器S檢測到故障(在其直接上游節(jié)點中或者在連接S到其直接上游節(jié)點的鏈路中)時，能夠使用路徑S-B-控制器。
[0059]回到圖2A和2B的示例，圖2A中的交換器A=S4和B=S5滿足所有上述三個條件，并且在圖2B中，交換器A=S8和B=S9滿足這些條件。
[0060]使用OpenFlow的保護(hù)的實現(xiàn)
在一個實施例中，控制器安排過程能夠應(yīng)用到拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的任何實現(xiàn)。例如，OpenFlow交換器中的轉(zhuǎn)發(fā)表填充有由定義用于分組報頭中字段的匹配項的規(guī)則、與流匹配項相關(guān)聯(lián)的動作集及有關(guān)流的統(tǒng)計的集合組成的條目。OpenFlow規(guī)范版本1.1介紹了用于允許在交換器的不止一個端口上的單流匹配觸發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)的方法?？焖俟收限D(zhuǎn)移是此類方法之一。通過使用此方法，交換器執(zhí)行第一招資:動作集。每個動作集與控制其活躍性的特殊端口相關(guān)聯(lián)。OpenFlow的快速故障轉(zhuǎn)移方法允許交換器更改轉(zhuǎn)發(fā)而不要求到控制器的往返行程。
[0061]控制器安排過程
網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的保護(hù)取決于(對于給定控制器位置)主要路徑的選擇和控制器位置的選擇。如下所設(shè)置的一樣，定義通用路由選擇策略，對于控制器位置的每個選擇，該策略選擇在網(wǎng)絡(luò)中用于到達(dá)控制器的主要路徑。此選擇能夠基于任何所需度量，例如，象延遲或負(fù)載等性能度量。還討論的是詳細(xì)搜索包括哪些內(nèi)容以查找用于此任意選擇的主要路徑的最佳位置。
[0062]設(shè)計系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和帶有優(yōu)化控制器位置的示例網(wǎng)絡(luò)
圖3是耦合到帶有優(yōu)化控制器安排的網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計系統(tǒng)的一個實施例的圖。該圖提供了執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計系統(tǒng)工具的示例網(wǎng)絡(luò)設(shè)計系統(tǒng)301的圖示。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計系統(tǒng)301能夠是任何類型的計算裝置，包括臺式計算機(jī)、服務(wù)器、手持式計算裝置、控制臺裝置、膝上型裝置或類似計算裝置。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計系統(tǒng)301包括運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計系統(tǒng)工具的組件的處理器集303，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計系統(tǒng)工具包括拓?fù)鋱D表示(graphing)模塊305、控制器安排模塊307和類似組件。在其它實施例中，任何或所有這些模塊能夠?qū)崿F(xiàn)為硬件模塊或裝置集。處理器303也能夠執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理模塊309以便與拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和/或管理該網(wǎng)絡(luò)。
[0063]拓?fù)鋱D表示模塊305能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)拓?fù)滢D(zhuǎn)換成代表圖，并且在代表圖上執(zhí)行圖表示功能以支持控制器安排模塊307。如本文中下面進(jìn)一步所述，控制器安排模塊307在拓?fù)鋱D表示模塊305生成的圖上操作，并且引導(dǎo)圖表示操作以實現(xiàn)最佳安排過程或“貪婪”安排過程，以確定用于控制器的位置。
[0064]網(wǎng)絡(luò)管理模塊309能夠與控制器安排模塊303和/或拓?fù)鋱D表示模塊305進(jìn)行通信，以發(fā)現(xiàn)用于自動化過程的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜?或?qū)崿F(xiàn)在自動化過程中的控制器安排。在其它實施例中，控制器安排模塊307生成報告或到用戶的類似輸出以便實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組織，并且網(wǎng)絡(luò)管理模塊309能夠被忽略。
[0065]所示拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是帶有與控制器安排優(yōu)化一致的示例控制器安排的示例實現(xiàn)。在示例中，有控制由交換器317組成的域或拆分式體系結(jié)構(gòu)區(qū)域的控制器315。交換器317由控制器315使用示為連接交換器317的虛線的控制器路由選擇樹319管理，其中，實線321是在交換器317之間的鏈路。用于確定控制器315位置的過程在本文中下面描述。
[0066]用于快速故障轉(zhuǎn)移的優(yōu)化的控制器位置
相對于圖4描述通用控制器安排過程?？刂破靼才胚^程的輸入是網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱DG= (V，E),并且輸出是co/?iro776?r_7ocai1/7,即，控制器將位于的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。
[0067]通過以圖表示拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?，啟動通用控制器安排過程(框401)。節(jié)點和在節(jié)點之間的鏈路能夠通過管理員輸入、自動化發(fā)現(xiàn)過程或任何其組合確定。圖將網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)元件(例如，交換器)表示為圖中的節(jié)點，在這些網(wǎng)絡(luò)元件之間的通信鏈路表示圖中的鏈路或邊緣。
[0068]隨后，過程遍歷圖中的節(jié)點以計算用于圖中每個節(jié)點的保護(hù)度量(框403)。如本文中上面和本文中下面進(jìn)一步所述的保護(hù)度量將拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的彈性衡量為對于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個可能控制器位置(即，對于網(wǎng)絡(luò)中每個可能節(jié)點或網(wǎng)絡(luò)元件)節(jié)點故障保護(hù)的程度。保護(hù)度量將拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的彈性衡量為對于可能的控制器安排拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點故障保護(hù)的程度。節(jié)點故障保護(hù)的程度確定節(jié)點集(即，網(wǎng)絡(luò)元件集)中受保護(hù)節(jié)點(即，受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)元件)的子集，其中，受保護(hù)節(jié)點的子集中的受保護(hù)節(jié)點能夠通過隧道將控制業(yè)務(wù)重定向到圖中不是受保護(hù)節(jié)點的下游的中間節(jié)點，以及其中，隧道遍歷受保護(hù)節(jié)點的至少一個下游節(jié)點。
[0069]一旦為圖中的每個節(jié)點確定了保護(hù)度量，便選擇圖中對應(yīng)于帶有最佳保護(hù)度量的節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)元件(框405)。隨后，將選擇的網(wǎng)絡(luò)元件輸出到網(wǎng)絡(luò)管理員以進(jìn)行手動實現(xiàn)，或者輸出到網(wǎng)絡(luò)管理模塊以進(jìn)行自動化實現(xiàn)，或者其任何組合。通過此過程的網(wǎng)絡(luò)元件的選擇在整體上為網(wǎng)絡(luò)提供了優(yōu)化的保護(hù)策略。
[0070]有遍歷圖并且為其中的節(jié)點確定保護(hù)度量的兩個更具體的示例過程。在第一過程-最佳安排過程-中，搜索用于控制器的所有可能位置，并且選擇最大化受保護(hù)交換器的數(shù)量的一個位置。在第二過程-“貪婪”過程-中，通過更近似的評估進(jìn)行節(jié)點的更快和更簡單的遍歷。
[0071]控制器安排-最佳安排過程
該過程的一個實施例在下面表I中示為偽碼。
[0072]最佳安排過程
1.V= set of all nodes in the network; η= | V (V=網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的集；η= | V| )
2.for each node v in V do (對于V中的每個節(jié)點，進(jìn)行)
3.T = Controller routing tree rooted at v (T=根在 v 的控制器路由選擇樹)
4.weight (T) = 0
5.for each node u ^ v do (對于每個節(jié)點u Φ ν,進(jìn)行)
6.weight (u) = O
7.1f (u is not protected) then (如果(u 不受保護(hù))，則)
8.weight(u) = I + number of downstream nodes of u in T (weight (u) = I + T中u的下游節(jié)點的數(shù)量)
9.end
10.weight (T) = weight (T) + weight(u);
11.end
12.end
13.controller_1cat1n = node v with minimum weight (T)(帶有最小 weigh (T)的節(jié)點ν)
表I
如上一部分中簡要描述的一樣，用于以圖表示的網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的保護(hù)度量是基于根在該節(jié)點的樹的權(quán)重。計算樹的權(quán)重，其中，樹中每個未受保護(hù)下游節(jié)點具有與設(shè)為O的樹的權(quán)重的初始值(第4行)相加的權(quán)重。對于樹中未受保護(hù)的每個節(jié)點，指派了基于其下游節(jié)點數(shù)量的權(quán)重(第7和8行)。隨后，累加這些未受保護(hù)節(jié)點每個的權(quán)重以計算樹的權(quán)重(第10行)。在所有樹權(quán)重生成后，為控制器安排選擇帶有最小權(quán)重的樹，這是因為由于具有鄰近控制器的最少數(shù)量的未受保護(hù)節(jié)點原因，它將為配置提供最大彈性。
[0073]此過程相對于圖5的流程圖進(jìn)行描述。響應(yīng)接收來自拓?fù)鋱D表示模塊的拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D，由控制器安排模塊啟動最佳安排過程(框501)。隨后，過程開始通過圖中的每個節(jié)點迭代進(jìn)行(框503)。由于要檢查每個節(jié)點并且為其生成保護(hù)度量，評估的順序不重要，因此，能夠串行或平行迭代節(jié)點。
[0074]對于圖中的每個節(jié)點，生成以給定節(jié)點用作樹的根部的控制器路由選擇樹(框505)。為此樹的權(quán)重賦予O的初始值。隨后，對于這些路由選擇樹的每個樹，遍歷這些樹內(nèi)的節(jié)點(框507)。路由選擇樹內(nèi)節(jié)點的遍歷的順序不重要，并且能夠平行或串行檢查每個節(jié)點。對于每個路由選擇樹中的每個節(jié)點，賦予O的初始權(quán)重(框509)。隨后，檢查當(dāng)前選擇的節(jié)點是否如本文中上面所定義般受保護(hù)(框511 )。如果當(dāng)前選擇的節(jié)點不受保護(hù)，則計算用于此節(jié)點的權(quán)重(框515)。通過統(tǒng)計當(dāng)前選擇的節(jié)點下游的節(jié)點的數(shù)量，能夠計算權(quán)重。下游節(jié)點的此數(shù)量在總體路由選擇樹權(quán)重的計算中作為用于當(dāng)前選擇的節(jié)點的權(quán)重。如果路由選擇樹中當(dāng)前選擇的節(jié)點如本文中上面所定義般受保護(hù)，則它保持O的權(quán)重。
[0075]在計算每個節(jié)點權(quán)重時，將它與當(dāng)前樹的權(quán)重或“當(dāng)前根節(jié)點權(quán)重”相加(框517)。此相加過程能夠迭代進(jìn)行，在此情況下，進(jìn)行檢查以確定是否需要檢查樹中的另外節(jié)點(框519)。相加過程也能夠作為平行過程或類似過程進(jìn)行。
[0076]類似地，進(jìn)行檢查以確定圖中所有節(jié)點是否已檢查以確定其相應(yīng)控制器路由選擇樹的權(quán)重(框521)?？刂破髀酚蛇x擇樹的此權(quán)重能夠是用于對應(yīng)根節(jié)點的保護(hù)度量。一旦已計算用于圖中所有節(jié)點的所有保護(hù)度量，便能夠選擇帶有最佳保護(hù)度量(例如，最低或最小相關(guān)聯(lián)樹權(quán)重)的節(jié)點以指派為控制器(框523)。
[0077]控制器安排-貪婪安排過程
如果拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的大小很大，則在所有位置中的詳盡搜索能夠變得十分復(fù)雜。在此第二過程中，我們介紹了查找在其直接連接的交換器中帶有豐富連接的位置的貪婪方式。在此過程中，節(jié)點ν的程度(G中其鄰居的數(shù)量)表示為D(V)。過程通過從以降序排序的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的有序列表挑選第一節(jié)點，節(jié)點V(I)開始(第3行)。
[0078]貪婪安排過程
1.V= set of all nodes in the network; η= | V | ; (V=網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的集；η= | V | )
2.Sort nodes in V such that D (v ⑴)^ D (v (2)) ^...^ D (v (n))(將 V 中的節(jié)點排序，使得 D(v(l)) ^D(v(2)) ^...^D(v(n)))
3.selected-node (選擇的節(jié)點)—κ (I)
4.5.for i = I to n do (對于 i=l 到 n,進(jìn)行)
6.A = neighbors of v(i) in V (A=V 中 v (i)的鄰居)
7.D，(v⑴)=number of members of A that are connected to at least oneother member of A via a path that does not pass through v(i) (D' (v(i)) =經(jīng)不通過ν (i)的路徑連接到A的至少另一成員的A的成員的數(shù)量)
8.1f D，(ν ⑴)} Dj (selected-node) then selected-node — ν (V (如果 D，(ν ⑴)> D’ (選擇的節(jié)點)，則選擇的節(jié)點一ν⑴)
9.1f (D，(ν⑴)==D(v(i)) then break (如果(D ’ (v (i)) == 0 0(；0),則中斷)
10.end
11.con troller-loca ti on 一 selec ted-node (控制器位置一選擇的節(jié)點)
表II
此過程中的目標(biāo)是查找?guī)в凶畲髷?shù)量的受保護(hù)鄰居的節(jié)點。此處，D’(ν)表示節(jié)點ν的受保護(hù)鄰居的數(shù)量。在過程的第i次迭代中，計算節(jié)點v(i)的受保護(hù)鄰居的數(shù)量(如本文中上面所定義的一樣)(第6行)，并且如果在受保護(hù)鄰居的數(shù)量方面它好于以前搜索到的節(jié)點，則將控制器位置更新成節(jié)點v(i)(第7和8行)。在過程找到帶有最大數(shù)量的受保護(hù)鄰居的節(jié)點時，過程將停止，該節(jié)點將被選擇為控制器將定位到的節(jié)點。
[0079]在此過程中使用的保護(hù)度量是受保護(hù)鄰居的最大數(shù)量。如前面解釋的一樣，更靠近控制器的節(jié)點(比更遠(yuǎn)離控制器的那些節(jié)點)有更大的權(quán)重，這是因為如果其到網(wǎng)絡(luò)的連接中斷，所有其下游節(jié)點將受影響并且斷開連接。因此，重要的是為控制器挑選位置，使得其鄰居-即，直接連接到控制器的那些交換器-受到很好的保護(hù)。
[0080]圖6是貪婪安排過程的一個實施例的流程圖。通過由控制器安排模塊接收拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D，能夠啟動過程(框601)。隨后，檢查節(jié)點集以便為圖中的每個節(jié)點確定到相鄰節(jié)點的鏈路的數(shù)量。隨后，基于鄰居的數(shù)量的此評定，將節(jié)點排序(框603)。最初，將帶有最多鄰居鏈路的節(jié)點設(shè)為用于控制器的默認(rèn)或當(dāng)前位置。隨后，從帶有最大數(shù)量的鄰居的節(jié)點開始，并且以降序通過排序列表逐漸進(jìn)展，過程開始迭代通過每個排序節(jié)點(框 605)。
[0081]隨后，分析選擇的節(jié)點以確定到受保護(hù)的鄰居的鏈路的數(shù)量(框607)。隨后進(jìn)行檢查以比較此節(jié)點的受保護(hù)鏈路的數(shù)量和設(shè)為或最初選擇為當(dāng)前位置的節(jié)點的受保護(hù)鏈路的數(shù)量(框609)。如果分析的節(jié)點超過當(dāng)前位置節(jié)點，則更新當(dāng)前位置節(jié)點(框611)。過程通過檢查當(dāng)前位置節(jié)點的受保護(hù)節(jié)點的數(shù)量是否小于要檢查的下一節(jié)點的鄰居的數(shù)量來繼續(xù)(框613)。如果受保護(hù)節(jié)點的數(shù)量超過排序列表中的下一節(jié)點的鄰居數(shù)量，則過程能夠結(jié)束，并且輸出要用作控制器安排位置的當(dāng)前選擇的節(jié)點(框615)。否則，過程繼續(xù)到排序列表中的下一節(jié)點。
[0082]網(wǎng)絡(luò)彈性是評估任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的最重要因素之一。幾毫秒的故障可容易在高速傳送速率的鏈路上造成兆兆字節(jié)數(shù)據(jù)丟失。從可行部署的角度而言，用于優(yōu)化的控制器位置的這些過程最大化在拆分式體系結(jié)構(gòu)中在控制器與交換器之間的彈性。通過最大化帶有預(yù)配置的備用路徑或基于隧道的保護(hù)，靠近控制器的受保護(hù)的交換器的數(shù)量，這些過程最大化了網(wǎng)絡(luò)的彈性。在發(fā)生故障的情況下，受影響的轉(zhuǎn)發(fā)元件能夠立即交換到其備用路徑或基于隧道的路由，并且恢復(fù)其與控制器的連接。
[0083]本發(fā)明的實施例能夠為運(yùn)營商提供以具成本效益方式部署其網(wǎng)絡(luò)的指導(dǎo)。它們能夠改進(jìn)拆分式體系結(jié)構(gòu)的彈性，這能夠防止成千上萬的流受瞬間故障影響。
[0084]拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的使用
拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠部署用于蜂窩回程以支持基于MPLS的轉(zhuǎn)發(fā)。在LTE中，它也能夠在移動核心中部署以在MME、服務(wù)GW和I3DN-GW之間路由用戶業(yè)務(wù)。在此情況下，控制器能夠在多個站點中或一個站點的多個位置中實現(xiàn)。本發(fā)明中的過程能夠用于計算用于控制器安排的最佳位置。
[0085]例如GSM、3G、LTE等多個技術(shù)共存時，它們可共享相同的分組傳輸網(wǎng)絡(luò)。在此示例中，控制器的公共集能夠用于一起為所有網(wǎng)絡(luò)控制分組交換功能。本發(fā)明能夠用于確定控制器的位置以便控制多個技術(shù)網(wǎng)絡(luò)。
[0086]在云計算中，特別是在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中，為降低連網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的成本，優(yōu)選使用帶有智能控制器和低成本交換器集的拆分式體系結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，能夠應(yīng)用控制器安排過程以部署控制器。
[0087]要理解的是，上述描述旨在是說明性而不是限制性的。在閱讀和理解上述描述后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白許多其它實施例。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)參照所附權(quán)利要求以及此類權(quán)利要求被授權(quán)的等同的完全范圍來確定。
【權(quán)利要求】
1.一種由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計系統(tǒng)實現(xiàn)的方法，所述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計系統(tǒng)包括處理裝置，所述方法要確定在帶有拆分式體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)控制器的安排，其中所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的控制平面組件由控制器執(zhí)行，并且所述控制平面組件與所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)平面組件分開，其中所述控制器的所述安排經(jīng)選擇以最小化由鏈路故障、交換器故障或在所述控制器與所述數(shù)據(jù)平面組件之間連接性丟失造成的所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的中斷，所述方法包括以下步驟: 以圖表示所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?，所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的鏈路表示為圖中的邊緣集，并且所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)元件表示為節(jié)點集； 遍歷所述圖內(nèi)的所述節(jié)點集以計算用于每個節(jié)點的保護(hù)度量，其中所述保護(hù)度量將所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的彈性衡量為對于可能的控制器安排所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點故障保護(hù)的程度，節(jié)點故障保護(hù)的所述程度確定所述節(jié)點集中受保護(hù)節(jié)點的子集，其中受保護(hù)節(jié)點的所述子集中的受保護(hù)節(jié)點能夠通過隧道將控制業(yè)務(wù)重定向到所述圖中不是所述受保護(hù)節(jié)點的下游的中間節(jié)點，以及其中所述隧道遍歷所述受保護(hù)節(jié)點的至少一個下游節(jié)點；以及 將對應(yīng)于帶有最佳保護(hù)度量的所述節(jié)點的所述網(wǎng)絡(luò)元件選擇為用于所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的所述控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中遍歷所述節(jié)點集以計算所述保護(hù)度量還包括以下步驟: 為所述節(jié)點集中每個節(jié)點計算路由選擇樹，每個節(jié)點在對應(yīng)路由選擇樹的根部。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中遍歷所述節(jié)點集以計算所述保護(hù)度量還包括以下步驟: 基于所述路由選擇樹中未受保護(hù)下游節(jié)點的數(shù)量，確定所述路由選擇樹權(quán)重。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中遍歷所述節(jié)點集以計算所述保護(hù)度量還包括以下步驟: 將每個路由選擇樹中的所有節(jié)點權(quán)重相加以獲得用于所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中每個對應(yīng)節(jié)點的所述受保護(hù)度量。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中將對應(yīng)于帶有最佳保護(hù)度量的所述節(jié)點的所述網(wǎng)絡(luò)元件選擇為用于所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的所述控制器還包括以下步驟: 在用于對應(yīng)于所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中所述節(jié)點集的所有路由選擇樹的所有節(jié)點權(quán)重中，選擇帶有用于對應(yīng)路由選擇樹的最小節(jié)點權(quán)重的所述節(jié)點。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中遍歷所述節(jié)點集以計算所述保護(hù)度量還包括以下步驟: 基于到每個節(jié)點的鄰居節(jié)點的鏈路數(shù)量，以降序?qū)⑺龉?jié)點集排序。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中遍歷所述節(jié)點集以計算所述保護(hù)度量還包括以下步驟: 確定帶有到其它節(jié)點的連接的受保護(hù)鄰居節(jié)點的數(shù)量。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中將對應(yīng)于帶有最佳保護(hù)度量的所述節(jié)點的所述網(wǎng)絡(luò)元件選擇為用于所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的所述控制器包括以下步驟: 將帶有最大數(shù)量的受保護(hù)鄰居節(jié)點的節(jié)點選擇為所述控制器。
9.一種帶有拆分式體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，其中所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的控制平面組件由控制器執(zhí)行，并且所述控制平面組件與所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)平面組件分開，其中所述控制器的所述安排經(jīng)選擇以最小化由鏈路故障、交換器故障或在所述控制器與所述數(shù)據(jù)平面組件之間連接性丟失造成的所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的中斷，所述網(wǎng)絡(luò)包括: 通過通信鏈路集互連的網(wǎng)絡(luò)元件集，所述網(wǎng)絡(luò)元件集中的每個網(wǎng)絡(luò)元件執(zhí)行由所述控制器控制并且與其進(jìn)行通信的交換器；以及 由所述網(wǎng)絡(luò)元件集的一個網(wǎng)絡(luò)元件執(zhí)行的所述控制器，其中，所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所述網(wǎng)絡(luò)元件集中所述網(wǎng)絡(luò)元件的位置提供在所述控制器與所述網(wǎng)絡(luò)元件集中每個所述網(wǎng)絡(luò)元件之間最佳數(shù)量的受保護(hù)鏈路，所述最佳數(shù)量對應(yīng)于用于所述網(wǎng)絡(luò)元件集中所述網(wǎng)絡(luò)元件的最佳保護(hù)度量，其中所述保護(hù)度量將所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的彈性衡量為所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點故障保護(hù)的程度，節(jié)點故障保護(hù)的所述程度確定所述網(wǎng)絡(luò)元件集中受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)元件的子集，其中受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)元件的所述子集中的受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)元件能夠通過隧道將控制業(yè)務(wù)重定向到所述圖中不是所述受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)元件的下游的中間節(jié)點，以及其中所述隧道遍歷所述受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)元件的至少一個下游網(wǎng)絡(luò)元件。
10.如權(quán)利要求9所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述網(wǎng)絡(luò)元件集形成在長期演進(jìn)(LTE)網(wǎng)絡(luò)中演進(jìn)分組核心(EPC)的數(shù)據(jù)平面，并且所述控制器提供所述LTE網(wǎng)絡(luò)中所述EPC的控制平面。
11.如權(quán)利要求9所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述網(wǎng)絡(luò)元件集形成用于多種蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)據(jù)平面集，并且所述控制器提供用于所述多種蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的每種技術(shù)的控制平面。
12.一種用于為拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)確定控制器的安排的計算機(jī)系統(tǒng)，其中所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的控制平面組件由所述控制器執(zhí)行，并且所述控制平面組件與所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)平面組件分開，其中所述控制器的所述安排經(jīng)選擇以最小化由鏈路故障、交換器故障或在所述控制器與所述數(shù)據(jù)平面組件之間連接性丟失造成的所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的中斷，所述計算機(jī)系統(tǒng)包括: 處理器，配置成執(zhí)行拓?fù)鋱D表示模塊和控制器安排模塊， 所述拓?fù)鋱D表示模塊配置成以圖表示所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洌霾鸱质襟w系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的鏈路表示為圖中的邊緣集，并且所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)元件表示為節(jié)點集； 所述控制器安排模塊配置成遍歷所述圖內(nèi)的所述節(jié)點集以計算用于每個節(jié)點的保護(hù)度量，其中所述保護(hù)度量將所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的彈性衡量為對于可能的控制器安排所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點故障保護(hù)的程度，節(jié)點故障保護(hù)的所述程度確定所述節(jié)點集中受保護(hù)節(jié)點的子集，其中受保護(hù)節(jié)點的所述子集中的受保護(hù)節(jié)點能夠通過隧道將控制業(yè)務(wù)重定向到所述圖中不是所述受保護(hù)節(jié)點的下游的中間節(jié)點，以及其中所述隧道遍歷所述受保護(hù)節(jié)點的至少一個下游節(jié)點，所述控制器安排模塊還配置成將對應(yīng)于帶有最佳保護(hù)度量的節(jié)點的所述網(wǎng)絡(luò)元件選擇為用于所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的所述控制器。
13.如權(quán)利要求12所述的計算機(jī)系統(tǒng)，其中所述控制器安排模塊還配置成為所述節(jié)點集中每個節(jié)點計算路由選擇樹,每個節(jié)點在對應(yīng)路由選擇樹的根部。
14.如權(quán)利要求12所述的計算機(jī)系統(tǒng)，其中所述控制器安排模塊還配置成基于所述路由選擇樹中未受保護(hù)下游節(jié)點的數(shù)量，確定所述路由選擇樹權(quán)重。
15.如權(quán)利要求14所述的計算機(jī)系統(tǒng)，其中所述控制器安排模塊還配置成將每個路由選擇樹中的所有節(jié)點權(quán)重相加以獲得用于所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中每個對應(yīng)節(jié)點的所述受保護(hù)度量。
16.如權(quán)利要求15所述的計算機(jī)系統(tǒng)，其中所述控制器安排模塊還配置成在用于對應(yīng)于所述拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中所述節(jié)點集的所有路由選擇樹的所有節(jié)點權(quán)重中，選擇帶有用于對應(yīng)路由選擇樹的最小節(jié)點權(quán)重的所述節(jié)點。
17.如權(quán)利要求12所述的計算機(jī)系統(tǒng)，其中所述控制器安排模塊還配置成基于到每個節(jié)點的鄰居節(jié)點的鏈路數(shù)量，以降序?qū)⑺龉?jié)點集排序。
18.如權(quán)利要求17所述的計算機(jī)系統(tǒng)，其中所述控制器安排模塊還配置成確定帶有到其它節(jié)點的連接的受保護(hù)鄰居節(jié)點的數(shù)量。
19.如權(quán)利要求18所述的計算機(jī)系統(tǒng)，其中所述控制器安排模塊還配置成將帶有最大數(shù)量的受保護(hù)鄰居節(jié)點的節(jié)點選擇為所述控制器。
【文檔編號】H04L12/721GK104247344SQ201380010581
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月22日
【發(fā)明者】貝赫什蒂-扎瓦雷 N., 張穎, 哈爾佩恩 J. 申請人:瑞典愛立信有限公司