CN110572323B - 软件定义网络的路由获取方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软件定义网络(SDN)的路由获取方法、装置及存储介质，所述SDN由至少两个子域所构成，方法包括：响应于接收到的所述SDN的路由获取请求，初始化所述SDN；更新所述SDN中各子域的节点状态；所述节点状态至少包括：所述节点的节点里程、所述节点的上一跳节点；基于更新后的各子域的节点状态，对各所述子域分别进行最短路径路由提取；连接所提取的各所述子域的最短路径路由，得到所述SDN的第一最短路径路由。依据业务类型，还可在重设SDN链路权重后采用相同方式获取第二最短路径，删除第一、第二最短路径上的重叠链路，从而得到一对最短的跨域分离路径。

Description

软件定义网络的路由获取方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种软件定义网络(SDN，Software DefinedNetwork)的路由获取方法、装置及存储介质。

背景技术

SDN通过将转发平面和控制平面分离，将分散的子网系统进行集中管理，可以实现更开放、更灵活、更智能的网络资源管理、调度和维护，由此也带来了新的挑战。进入第五代移动通信技术(5G，5th-Generation)时代，网络规模将急剧增大，采用分层分域的SDN体系架构可以实现大规模SDN网络的部署和扩展。在这种分层分域的SDN体系架构下，单域路由技术已不再适用于计算跨域的端到端路由，而对于SDN的跨域路由计算方案，相关技术中并不存在能够精确获得SDN的最短路径路由的方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种SDN的路由获取方法、装置及存储介质，至少解决了现有技术中存在的问题，能够准确的得到SDN的最短路径路由。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种SDN的路由获取方法，所述SDN包括至少两个子域，所述方法包括：

响应于接收到的所述SDN的路由获取请求，初始化所述SDN；

更新所述SDN中各子域的节点状态；所述节点状态至少包括：节点里程、节点的上一跳节点；

基于更新后的各子域的节点状态，对各所述子域分别进行最短路径路由提取；

连接所提取的各所述子域的最短路径路由，得到所述SDN的第一最短路径路由。

上述方案中，所述SDN包括至少两个网络层级；相应的，所述初始化所述SDN，包括：

分别获取所述SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及所述SDN中各子域的边界节点；

依据路由获取请求确定所获取的所述可用网络拓扑中各链路的链路权重，存储所获取的所述SDN中各子域的边界节点并初始化各子域节点的节点状态。

上述方案中，所述分别获取所述SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及所述SDN中各子域的边界节点，包括：

从接收到的所述路由获取请求中，提取所述SDN的路由策略及边界节点；

基于所述SDN的路由策略，按照网络层级由高到低的顺序，依次获取所述SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及所述SDN中各子域的边界节点。

上述方案中，所述更新所述SDN中各子域的节点状态，包括：

基于所述SDN的路由起点，更新所述SDN的路由起点所在子域的节点的节点状态；

基于更新后的所述SDN的路由起点所在子域的边界节点的节点状态，迭代更新所述SDN的其它子域的节点的节点状态。

上述方案中，所述更新所述SDN的路由起点所在子域网络的节点的节点状态，包括：

将所述SDN的路由起点作为其所在子域的路由起点，确定所述SDN的路由起点所在子域的节点距路由起点的节点里程，以及所述SDN的路由起点所在子域网络的节点的上一跳节点。

上述方案中，所述基于更新后的所述SDN的路由起点所在子域的边界节点的节点状态，迭代更新所述SDN的其它子域的节点的节点状态，包括：

获取所述SDN中各个子域的域间链路关系；

基于所述域间链路关系，确定与所述SDN的路由起点所在子域相连的子域的路由起点；

基于所确定的所述路由起点的节点状态，更新与所述SDN的路由起点所在子域相连的子域的节点的节点状态；

以此类推，迭代更新所述SDN的其它子域的节点的节点状态。

上述方案中，所述对各所述子域分别进行最短路径路由提取，包括：

从接收到的所述路由获取请求中，提取所述SDN的路由终点；

根据所述SDN的路由终点所在子域的节点的节点状态，从所述SDN的路由终点开始回溯，得到所述SDN的路由终点所在子域的最短路径路由；

根据所得到的所述最短路径路由，迭代获取所述SDN的其它子域的最短路径路由。

上述方案中，所述根据所得到的所述最短路径路由，迭代获取所述SDN的其它子域的最短路径路由，包括：

根据所得到的所述最短路径路由，确定与所述SDN的路由终点所在子域相连的子域的路由回溯节点；

基于确定的所述路由回溯节点，以及所述路由回溯节点所在子域的节点状态，获取所述路由回溯节点所在子域的最短路径路由；

以此类推，迭代得到所述SDN的其它子域的最短路径路由；

其中，迭代得到的最后一个最短路径路由的路由起点为所述SDN的路由起点。

上述方案中，所述方法还包括：

根据所述SDN的路由获取请求，确定所述SDN的路由对应的业务类型；

根据所确定的所述业务类型，获取不同于所述第一最短路径路由的所述SDN的第二最短路径路由。

上述方案中，所述获取不同于所述第一最短路径路由的所述SDN的第二最短路径路由，包括：

根据预设的权重策略，更新各子域中链路的链路权重；

初始化所述SDN各子域的节点状态；

基于更新后的所述各子域中链路的链路权重，更新所述SDN中各子域的节点的节点状态；

基于更新后的所述SDN中各子域的节点的节点状态，得到不同于所述第一最短路径路由的所述SDN的第二最短路径路由。

上述方案中，所述根据预设的权重策略，更新各子域中链路的链路权重，包括：

根据以下公式更新各子域中链路的链路权重：

w'(u,v)＝w(u,v)-d(A,v)+d(A,u)；

其中，w'(u,v)为更新后的节点u和节点v之间的链路权重，w(u,v)为节点u和节点v之间的原始链路权重，d(A,v)为节点v距所述SDN的路由起点A的里程，d(A,u)为节点u距所述SDN的路由起点A的里程。

上述方案中，所述方法还包括：

设置所述第一最短路径路由的正向链路权重不小于权重阈值，并设置所述第一最短路径路由的反向链路权重为零。

上述方案中，所述方法还包括：

确定所述SDN的第一最短路径路由与所述第二最短路径路由所构成的网络拓扑中存在重叠的链路；

删除所确定的所述重叠的链路，以得到由一条作为工作路径和一条作为保护路径的两条最短路径组成的最短分离路径对。

上述方案中，所述SDN的路由获取请求携带以下信息至少之一：

所述路由获取请求对应的路由标识ID、所述路由获取请求对应的发送方ID、所述路由获取请求对应的接收方ID、所述路由获取请求对应的业务等级、所述路由获取请求对应的业务类型、所述路由获取请求对应的请求类型、所述路由获取请求对应的请求参数。

本发明实施例还提供了一种SDN的路由获取装置，所述装置包括：

初始化模块，用于响应于接收到的所述SDN的路由获取请求，初始化所述SDN；

更新模块，用于更新所述SDN中各子域的节点状态；所述节点状态至少包括：节点里程、节点的上一跳节点；

提取模块，用于基于更新后的各子域的节点状态，对各所述子域分别进行最短路径路由提取，并连接所提取的各所述子域的最短路径路由，得到所述SDN的第一最短路径路由。

上述方案中，所述SDN包括至少两个网络层级；相应的，

所述初始化模块，还用于分别获取所述SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及所述SDN中各子域的边界节点，并初始化各子域的节点状态；

依据路由获取请求确定所获取的所述可用网络拓扑中各链路的链路权重，并存储所获取的所述SDN中各子域的边界节点。

上述方案中，所述初始化模块，还用于从接收到的所述路由获取请求中，提取所述SDN的路由策略及边界节点；

基于所述SDN的路由策略，按照网络层级由高到低的顺序，依次获取所述SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及所述SDN中各子域的边界节点。

上述方案中，所述更新模块，还用于基于所述SDN的路由起点，更新所述SDN的路由起点所在子域的节点的节点状态；

基于更新后的所述SDN的路由起点所在子域的边界节点的节点状态，迭代更新所述SDN的其它子域的节点的节点状态。

上述方案中，所述更新模块，还用于将所述SDN的路由起点作为其所在子域的路由起点，确定所述SDN的路由起点所在子域的节点距路由起点的节点里程，以及所述SDN的路由起点所在子域网络的节点的上一跳节点。

上述方案中，所述更新模块，还用于获取所述SDN中各个子域的域间链路关系；

基于所述域间链路关系，确定与所述SDN的路由起点所在子域相连的子域的路由起点；

基于所确定的所述路由起点的节点状态，更新与所述SDN的路由起点所在子域相连的子域的节点的节点状态；

以此类推，迭代更新所述SDN的其它子域的节点的节点状态。

上述方案中，所述提取模块，还用于从接收到的所述路由获取请求中，提取所述SDN的路由终点；

根据所述SDN的路由终点所在子域的节点的节点状态，从所述SDN的路由终点开始回溯，得到所述SDN的路由终点所在子域的最短路径路由；

根据所得到的所述最短路径路由，迭代获取所述SDN的其它子域的最短路径路由。

上述方案中，所述提取模块，还用于根据所得到的所述最短路径路由，确定与所述SDN的路由终点所在子域相连的子域的路由回溯节点；

基于确定的所述路由回溯节点，以及所述路由回溯节点所在子域的节点状态，获取所述路由回溯节点所在子域的最短路径路由；

以此类推，迭代得到所述SDN的其它子域的最短路径路由；

其中，迭代得到的最后一个最短路径路由的路由起点为所述SDN的路由起点。

上述方案中，所述初始化模块，还用于根据所述SDN的路由获取请求，确定所述SDN的路由对应的业务类型；

以及，根据预设的权重策略，更新各子域中链路的链路权重，并初始化所述SDN各子域的节点的节点状态；

所述更新模块，还用于基于更新后的所述各子域中链路的链路权重，更新所述SDN中各子域的节点的节点状态；

所述提取模块，还用于基于更新后的所述SDN中各子域的节点的节点状态，得到不同于所述第一最短路径路由的所述SDN的第二最短路径路由。

上述方案中，所述初始化模块，还用于根据以下公式更新各子域中链路的链路权重：

w'(u,v)＝w(u,v)-d(A,v)+d(A,u)；

其中，w'(u,v)为更新后的节点u和节点v之间的链路权重，w(u,v)为节点u和节点v之间的原始链路权重，d(A,v)为节点v距所述SDN的路由起点A的里程，d(A,u)为节点u距所述SDN的路由起点A的里程。

上述方案中，所述初始化模块，还用于设置所述第一最短路径路由的正向链路权重不小于权重阈值，并设置所述第一最短路径路由的反向链路权重为零。

上述方案中，所述提取模块，还用于确定所述SDN的第一最短路径路由与所述第二最短路径路由所构成的网络拓扑中存在重叠的链路；

删除所确定的所述重叠的链路，以得到由一条作为工作路径和一条作为保护路径的两条最短路径组成的最短分离路径对。

上述方案中，所述SDN的路由获取请求携带以下信息至少之一：

所述路由获取请求对应的路由标识ID、所述路由获取请求对应的发送方ID、所述路由获取请求对应的接收方ID、所述路由获取请求对应的业务等级、所述路由获取请求对应的业务类型、所述路由获取请求对应的请求类型、所述路由获取请求对应的请求参数。

本发明实施例还提供了一种SDN的路由获取装置，所述装置包括：

存储器，配置为存储可执行程序；

处理器，配置为执行所述存储器中存储的可执行程序时，实现上述的SDN的路由获取方法。

本发明实施例还提供了一种存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时，实现上述的SDN的路由获取方法。

应用本发明实施例提供的SDN的路由获取方法、装置及存储介质，对SDN初始化之后，更新SDN中各个子域的节点状态，然后基于更新后的各子域的节点状态，对各个子域分别进行最短路由提取，通过连接提取的各子域的最短路径路由得到SDN的最短路径路由。如此，能够准确的得到SDN的最短路径路由，降低了计算复杂度，提高了SDN的跨域最短路由的计算效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一个可选的SDN的分层控制器架构的示意图；

图2为本发明实施例提供的一个可选的SDN的网络架构示意图；

图3为本发明实施例提供的SDN的路由获取方法的流程示意图；

图4A为本发明实施例提供的一个可选的请求报文的格式示意图；

图4B为本发明实施例提供的一个可选的应答报文的格式示意图；

图5为本发明实施例提供的SDN初始化后的示意图；

图6A为本发明实施例提供的更新子域1的节点状态的示意图；

图6B为本发明实施例提供的更新子域3及子域2的节点状态的示意图；

图6C为本发明实施例提供的更新子域3及子域4的节点状态的示意图；

图6D为本发明实施例提供的更新子域2的节点状态的示意图；

图6E为本发明实施例提供的更新子域4的节点状态的示意图；

图7所示为本发明实施例提供的SDN的第一最短路径路由示意图；

图8所示为本发明实施例提供的重新调整链路权重后的子域拓扑示意图；

图9所示为本发明实施例提供的SDN的第二最短路径路由示意图；

图10为本发明实施例提供的融合第一最短路径路由和第二最短路径路由的示意图；

图11为本发明实施例提供的得到的对应路由保护策略的最短路径路由对的示意图；

图12为本发明实施例提供的多厂家设备对接的SDN跨域路由场景示意图；

图13为本发明实施例提供的将5G城域网按照区域划分成9个虚拟子域的示意图；

图14为本发明实施例提供的SDN的路由获取装置的组成结构示意图；

图15为本发明实施例提供的SDN的路由获取装置的一个可选的硬件结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所提供的实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。另外，以下所提供的实施例是用于实施本发明的部分实施例，而非提供实施本发明的全部实施例，在不冲突的情况下，本发明实施例记载的技术方案可以任意组合的方式实施。

需要说明的是，本发明实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在本发明实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的方法或者装置不仅包括所明确记载的要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为实施方法或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的方法或者装置中还存在另外的相关要素(例如方法中的步骤或者装置中的模块，这里的模块可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等)。

例如，本发明实施例提供的SDN的路由获取方法包含了一系列的步骤，但是本发明实施例提供的SDN的路由获取方法不限于所记载的步骤，同样地，本发明实施例提供的SDN的路由获取装置包括了一系列模块，但是本发明实施例提供的SDN的路由获取装置不限于包括所明确记载的模块，还可以包括为获取相关信息、或基于信息进行处理时所需要设置的单元。

发明人在研究过程中发现，针对跨域SDN，在一实施例中，可以通过如下两种分布式跨域路由计算方法实现SDN的路由计算：

1)，每域(PD，Per-Domain)方法，采用PD路由计算方法需要提前获取跨域路径经过的子域或者经过的跨域端口，然后从源端(路由起点)所在子域开始，计算出源端到子域出口节点的路径，再通过RSVP-TE协议完成标签交换路径(LSP，Label Switching Path)的建立，下一子域收到建路信令后执行同样的操作完成域内路径计算，从而逐域完成路由计算并建立起端到端的路径。然而应用该实现方式的路由计算效率较低，且只能应对结构简单的跨域网络，对于子域网状分布的复杂跨域网络，无法保证确定的路由为全局最短路由，且通常难以计算分离的保护路径。

2)，反向递归计算(BRPC，Backward-Recursive PCE-Based Computation)方法，采用BRPC方法，首先确定跨域路径经过的子域，形成路径计算单元(PCE，Path ComputationElement)链，然后由宿端节点(路由终点)开始计算出到本域所有出端口的最短路径以组成虚拟最短路径树(VSPT，Virtual Shortest Path Tree)，并将该VSPT传给PCE链中的前一PCE，该PCE将VSPT与其拓扑合并后得到新的VSPT并向前传递，直到源端节点所在PCE，源端PCE从本域获得的VSPT中确定最短的一条路径作为路由计算结果。然而，应用该路由计算方式只有在子域串行排列时能确保获得最短路径，当子域网状分布时，其计算结果受所选的PCE链影响，获得的路径未必是全局最短。

在一实施例中，对上述PD方法及BRPC方法进行优化和扩展，可得到计算跨域路由的拓扑抽象方法，采用该方法，首先确定一个PCE链，然后各子域将域内边界节点之间的通路以抽象拓扑的形式返回给上层控制器，上层控制器再从中选出一条最短路径。然而，应用该方法同样不能可靠地获得全局最短路径，且计算量非常大。

在一实施例中，还可采用层级型PCE实现跨域路径的计算，该计算方式与上述拓扑抽象方式类似，需要根据域间链路穷举所有的子域域内通路，计算量大，只适用于小规模的跨域网络中。

另，上述实现SDN的路由计算的各个方法均无法实现多次更新同一个子域，所得跨域路径也不能多次穿过同一子域，在特殊情况下(如图5所示的SDN的网络拓扑中由A节点到Z节点的跨域最短路径)，无论如何选择经过的子域序列，都不可能获得全局最短路径。

本发明实施例提供了一种SDN的路由获取方法、该SDN的路由获取方法可由SDN中的控制器实施，接下来首先对本发明实施中的SDN控制器进行说明。

图1为本发明实施例提供的一个可选的SDN的分层控制器架构的示意图，各层级控制器根据子域的地理位置可部署在不同区域的网管机房或部署在同一网管机房的不同机架上。参见图1，本发明实施例的分层控制器架构对应SDN的分层架构，采用多控制器的方式来提升整体控制器的处理能力，在实际应用中，亦可将一个整体的网络人为划分为多个子域，形成分层架构，如将一个5G城域网划分为层级结构的多个子域。在图1中，SDN包括如下四个子域：子域11、子域12、子域13、子域14；其中，子域11由控制器1进行控制，子域12由控制器2进行控制，子域13由控制器3进行控制，子域14由控制器4进行控制，控制器1至控制器4分别掌握其对应的子域的域内信息，对子域间的连接(即域间链路)并不感知。

子域11及子域12构成了更高层级的子域21，子域13及子域14构成了更高层级的子域22，而子域21由控制器5进行控制，子域22由控制器6进行控制，且该层的控制器5仅能获知子域11及子域12之间的域间连接(即域间链路)，而对子域11及子域12的域内信息(如域内拓扑)并不能获知，控制器6仅能获知子域13及子域14之间的域间连接，而对子域13及子域14的域内信息并不能获知。

子域21及子域22构成了SDN的顶层网络，控制器7为该SDN的顶层控制器，其仅能获知子域21及子域22之间的域间连接，而对子域21及子域22的域内信息及子域11至子域14的域内信息并不能获知。顶层控制器7连接业务管理器，以接收业务管理器通过路由获取请求下发的路由获取任务。

综上可知，图1所示的控制器共分为三个层级，分别为顶层控制器7，中间层控制器5和控制器6，以及底层控制器1至4；在实际应用中，SDN分层控制器架构并不限于此，例如可分为四个层级或两个层级等。在此控制器架构中，上层子域的可用网络拓扑由下层子域的域间链路构成，下层子域的边界节点组成本层子域的可用拓扑的节点。

基于上述对本发明实施例的SDN分层控制器架构的理解，接下来对本发明实施例的SDN的路由获取方法进行说明。图2为本发明实施例提供的一个可选的SDN的网络架构示意图，图2所示的SDN跨域网络可视为是从顶层控制器的视角得到的网络架构视图，在图2中，控制器的层级结构为两层，分别为顶层控制器0，子域控制器01、子域控制器02、子域控制器03、子域控制器04；其中，子域控制器01至04分别用于控制子域1至子域4，而控制器0仅能获取(感知)各个子域的域间链路关系。图3为本发明实施例提供的SDN的路由获取方法的流程示意图，结合图2、图3，本发明实施例的SDN的路由获取方法涉及步骤101及步骤104，接下来分别进行说明。

步骤101：接收到所述SDN的路由获取请求，初始化所述SDN。

在实际实施时，根据实际业务需要，业务管理器生成路由计算任务，并下发相应的路由获取请求给SDN的顶层控制器。

在一实施例中，SDN的路由获取请求携带以下信息至少之一：路由获取请求对应的路由标识ID、路由获取请求对应的发送方ID、路由获取请求对应的接收方ID、路由获取请求对应的业务等级、路由获取请求对应的业务类型、路由获取请求对应的请求类型、路由获取请求对应的请求参数。

在一实施例中，业务管理器及控制器发送的请求采用统一格式的请求报文，如图4A所示为本发明实施例提供的请求报文的格式示意图，包括：路由ID、发送方ID、接收方ID、业务等级、业务类型、请求类型、请求参数。

其中，路由ID，用于标识该请求所对应的路由计算任务，便于路由获取请求的批量下发和处理。

发送方ID，用于标识该请求的发送方。

接收方ID，用于标识该请求的接收方。

业务等级，用于标识该请求所对应的路由计算任务的优先级；例如快速重路由任务的优先级应高于普通业务开通时路由计算任务的优先级，控制器据此优先处理业务等级高的路由请求。

业务类型，用于标识该请求是否需要计算保护路径。

请求类型，标识该请求所对应的控制器的操作阶段，第一最短路径和第二最短路径的获取过程均可以分解为路由初始化、路由更新和路由提取三个阶段。

请求参数，包括该请求中携带的数据，由请求类型确定。

其中，第一最短路径获取过程中的初始化阶段的请求参数包括路由起点和终点信息、路由策略、边界节点信息等；路由更新阶段的请求参数包括子域的起始节点信息等；路由提取阶段的请求参数包括子域的回溯节点信息等。

第二最短路径获取过程中的初始化阶段的请求参数包括路由起点和终点信息和第一最短路径信息等；路由更新节点和路由提取阶段的请求参数与第一最短路径获取过程中的相同。

其中，路由策略包括但不限于以下三种：1)，最小跳策略，即经过最少的路由节点到达路由终点；2)带宽均衡策略，即优先走可用带宽充裕的链路；3)，最小时延策略，即优先走时延最小的链路。

在一实施例中，可通过如下方式实现对SDN的初始化：

获取SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及SDN中各子域的边界节点；确定所述可用网络拓扑中各链路的链路权重，以及所述可用网络拓扑中各节点的节点里程。这里所述的边界节点指的是与相邻子域存在链路连接的节点。

在一实施例中，可通过如下方式获取SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及SDN中各子域的边界节点：

从接收到的路由获取请求中，提取本层子域的边界节点并保存(顶层子域不需要获取边界节点)；基于路由获取请求中的路由策略，按照网络层级由高到低的顺序，依次获取SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及下层子域的边界节点。

在一实施例中，可通过如下方式实现按照网络层级由高到低的顺序，依次获取SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及SDN中各子域的边界节点：

顶层控制器接收到业务管理器发送的路由获取请求后，执行第一操作，然后，按照本发明实施例中上述统一的请求报文格式，生成本层的第一请求并下发给下一层级子域的控制器；下一层级的控制器接收到顶层控制器下发的第一请求后完成第一操作，再生成本层的第一请求下发，以此类推，逐层下发对应的第一请求，直至最底层控制器，从而由上到下完成各层级子域的初始化。这里需要说明的是，虽然顶层控制器接收到路由获取请求后，逐层下发的第一个请求均命名为第一请求，然而该第一请求仅表征控制器所对应的操作阶段(初始化请求阶段)，对应不同层级的控制器，第一请求中的发送方ID及请求参数所包括的内容均有所不同。

其中，第一操作包括：从接收到的第一请求中提取并存储本子域的边界节点信息(顶层子域无此操作)，依据路由请求中的请求参数获取本层可用网络拓扑及下层子域的边界节点，确定本层可用网络拓扑中各链路的链路权重，并初始化当前子域的节点的节点状态。这里，第一请求中的请求参数包括路由起点和终点信息、路由策略、边界节点信息等。

在实际应用中，对本域的边界节点的存储方式可以为以下方式之一：1)本地存储；2)分布式缓存。

在实际实施时，SDN的各层级的完成本域的初始化后，需要向自身的上一层控制器进行初始化确认，即发送对应上述第一请求的第一应答，在一实施例中，发送的应答均采用统一格式的应答报文，如图4B所示为本发明实施例提供的应答报文的格式示意图，包括：路由ID、发送方ID、接收方ID、业务等级、业务类型、应答类型、应答参数。

其中，路由ID、发送方ID、接收方ID、业务等级及业务类型在应答报文中所表征的含义，与其在请求报文中所表征的含义相同。

应答类型，标识该应答所对应的控制器的操作阶段。

应答参数，包括该应答中携带的数据信息，由应答类型确定。

接下来以图2所示的SDN跨域网络举例说明，控制器0接收到业务管理器发送的路由获取请求后，依据路由请求参数，获取本层可用网络拓扑及下层子域1至子域4的边界节点，初始化本层可用网络拓扑中各链路的链路权重和节点状态(控制器0不需要获取本层子域的边界节点)。然后，控制器0按照本发明实施例中上述统一的请求报文格式，生成本层的第一请求下发给子域1至子域4对应的子域控制器01至04。子域控制器01至04分别执行上述第一操作，完成本域的初始化，并返回携带初始化完成信息的第一应答给控制器0。这里的第一应答的应答参数包括表征初始化完成的确认信息等。

步骤102：更新SDN中各子域的节点状态；所述节点状态至少包括：节点里程、节点的上一跳节点。

在实际应用中，基于接收到的上层控制器下发的第二请求，更新SDN中各子域的节点状态。所述节点里程是指在当前路由计算阶段当前节点到路由起始节点的距离，由各链路的权重确定，在实际应用中，相邻节点间的里程等价于链路权重。

在一实施例中，可通过如下方式更新SDN中各子域的节点状态：基于第二请请求中的的路由起点信息，更新所述SDN的路由起点所在子域的节点状态；基于更新后的所述SDN的路由起点所在子域的节点的节点状态，迭代更新所述SDN的其它子域的节点的节点状态。

在一实施例中，可通过如下方式更新所述SDN的路由起点所在子域网络的节点状态：根据接收到的第二请求中的路由起始节点信息，可以采用最短路径算法确定所述SDN的路由起点所在子域的节点距路由起点的节点里程，以及所述SDN的路由起点所在子域网络的节点的上一跳节点。

在一实施例中，可通过如下方式迭代更新所述SDN的其它子域的节点的节点状态：获取所述SDN中各个子域的域间链路关系；基于所述域间链路关系，确定与所述SDN的路由起点所在子域相连的子域的路由起点；基于所确定的所述路由起点的节点状态，可以采用最短路径算法更新与所述SDN的路由起点所在子域相连的子域的节点状态；以此类推，迭代更新所述SDN的其它子域的节点状态。在迭代更新过程中，同一个子域的节点状态可以被多次更新，以获取当前子域各节点的最短里程。当路由终点所在子域完成节点状态的更新，迭代计算终止，其余未更新的子域无需继续进行路由计算。

例如，顶层控制器接收到对应第一请求的携带初始化完成信息的第一应答报文后，查询SDN的路由起点(可从业务管理器发送的路由获取请求中得到)所在的下一层的子域，采用本发明实施例中上述统一的请求报文格式，将携带SDN的路由起点信息的第二请求下发至下一层控制器；下一层控制器查询SDN的路由起点所在的下一层的子域，继续下发第二请求直至SDN的路由起点所在的最底层子域对应的最底层控制器；最底层控制器将SDN的路由起点作为本域的路由起点，更新本域的节点的节点状态并保存，包括本域节点的里程(距路由起点的距离)、节点的上一跳节点等，再将更新后的本子域的边界节点的节点状态通过第二应答(采用上述统一的应答报文的格式)返回给上一层的控制器，上一层控制器根据下层子域返回的第二应答和本层可用拓扑，更新本层的节点状态并保存，然后根据更新结果确定待更新的下层子域及其起始节点，再生成对应的第二请求下发到待更新的子域。由此逐步完成此控制器下辖各子域的节点状态和本层子域节点的状态更新，然后向更上一层的控制器返回本层控制器的第二应答。当顶层控制器收到所有下层控制器的第二应答，且第二应答中边界节点状态无更新，则路由更新阶段完成。上述第二请求所对应的请求类型，标识该请求对应的控制器的操作阶段为路由更新阶段。当SDN的路由终点在当前子域时，SDN的路由终点的节点状态更新也需包含在第二应答中，以便确认路由更新是否完成。

在一实施例中，本层节点的更新标准为本次更新的里程小于上一次更新后保存的里程，当上层控制器发现新的路由起点的里程大于已更新的SDN的路由终点的里程，丢弃该路由起点，停止向对应子域下发第二请求。

步骤103：基于更新后的各子域的节点状态，对各所述子域分别进行最短路径路由提取。

在一实施例中，可通过如下方式实现对各所述子域的最短路径路由提取：

从接收到的所述路由获取请求中，提取所述SDN的路由终点；根据所述SDN的路由终点所在子域的节点的节点状态，从所述SDN的路由终点开始回溯，得到所述SDN的路由终点所在子域的最短路径路由；根据所得到的所述最短路径路由，迭代获取所述SDN的其它子域的最短路径路由。

在一实施例中，可通过如下方式迭代获取所述SDN的其它子域的最短路径路由：

根据所得到的SDN的路由终点所在子域的最短路径路由，确定与所述SDN的路由终点所在子域相连的子域的路由回溯节点；基于确定的所述路由回溯节点，以及路由更新阶段保存的所述路由回溯节点所在子域的节点状态，获取到达所述路由回溯节点所在子域的最短路径路由；以此类推，迭代得到所述SDN的其它子域的最短路径路由；其中，迭代得到的最后一个最短路径路由的路由起点为所述SDN的路由起点。

对于层级架构的控制器来说，基于更新后的节点状态，顶层控制器确认各子域的路由更新完成后，查询路由终点所在的下一层子域，向该子域对应的控制器发送第三请求，然后该控制器查询路由终点所在的下一层子域，继续向下发送控制器直至路由终点所在的最底层子域，从路由终点开始回溯，得到该子域内通往路由终点的最短路径路由，然后返回携带该最短路径路由的第三应答给上一层控制器，上一层控制器根据本域网络拓扑及得到的最短路径路由的路由起点，确定与SDN的路由终点所在子域相连的子域的路由回溯节点，并基于该路由回溯节点下发第三请求至相应子域的控制器，使其得到该子域的最短路径路由。通过这种上、下层控制器之间的第三请求和第三应答的形式就可以逐域逐层完成各层子域的最短路径的提取和连接，当顶层控制器接收到下层子域的所有第三应答时，就得到了完整的跨域第一最短路径。顶层控制器将第一最短路径路由返回给业务管理器，以使业务管理器据此完成相应的业务操作和资源配置。

综上可知，第一最短路径的获取主要包括三个阶段：路由初始化阶段、路由更新阶段和路由提取阶段。在实际应用中，SDN的各层级的控制器协同通过采用统一格式的第一请求及第一应答的方式完成SDN的初始化，然后，SDN的各层级的控制器协同通过采用统一格式的第二请求及第二应答的方式完成子域节点的节点状态更新，最后，SDN的各层级的控制器协同通过采用统一格式的第三请求及第三应答的方式完成跨域第一最短路径的提取。

步骤104：连接所提取的各所述子域的最短路径路由，得到所述SDN的第一最短路径路由。

在实际应用中，为了保证通信业务的服务质量，在业务开通时需要根据业务类型确定路由保护策略，以实现快速保护倒换。对于这一需求，在路由计算时需要同时计算两条路径，这两条路径要求相互分离，既不能有公共链路也不能有公共节点(SDN的路由起点和路由终点除外)

在一实施例中，控制器根据SDN的路由获取请求，得到SDN的路由对应的业务类型，根据业务等级确定存在路由保护策略，则在得到上述第一最短路径路由之后，仍需获取与所述第一最短路径路由不同的SDN的第二最短路径路由(第一最短路径和第二最短路径的起点和终点可以相同，也可以只有起点或者终点相同，还可以没有任何的公共节点)，第二最短路径路由的获取方式与第一最短路径路由的获取方式类似，不同的是，在获取第二最短路径路由之前，需要根据预设的权重策略，更新各子域中链路的链路权重，例如：根据以下公式更新各子域中链路的链路权重：

w'(u,v)＝w(u,v)-d(A,v)+d(A,u)；

其中，w'(u,v)为更新后的节点u和节点v之间的链路权重，w(u,v)为节点u和节点v之间的原始链路权重，d(A,v)为节点v距所述SDN的路由起点A的里程，d(A,u)为节点u距所述SDN的路由起点A的里程。

在实际实施时，更新各子域中链路的链路权重之后，需要设置第一最短路径路由经过的正向链路不可用，并设置所述第一最短路径路由的反向链路权重为零；

其中，可通过如下方式设置第一最短路径路由经过的正向链路不可用：设置第一最短路径路由的链路权重不小于权重阈值，所述权重阈值用于表示当链路权重小于阈值时为可用链路，反之为不可用链路。

完成上述链路权重的更新及设置后，重复执行步骤102至步骤104，得到SDN的第二最短路径路由。

在一实施例中，得到第二最短路径路由后，判断第一最短路径路由与所述第二最短路径路由所构成的网络拓扑中是否存在重叠的链路，若存在重叠的链路，删除所述重叠的链路，从而获得由一条工作路径和一条保护路径组成的跨域最短分离路径对。

应用本发明上述实施例至少具备以下有益效果：

1)能够准确的获取SDN网络中的跨域最短路径路由，即确保计算得到的端到端路由为全局最短。

2)无需提前确定路由经过哪些子域，且允许跨域路径多次穿过同一子域。

3)采用层级控制器架构，易于处理网络的分域和扩展，易于应对大规模网络的跨域路由计算。

4)采用统一格式的请求及应答报文，可以并发处理大量业务的路由计算请求，并可实现多厂商设备对接完成跨域路由计算。

5)同一层级的多个子域控制器相互独立，可并行完成各自子域的节点状态更新，提高计算效率。

6)路由数据可采分布式存储，增强了路由计算的稳定性和可靠性。

7)可以方便的在跨域网络中应用Suurballe算法获取跨域最短分离路径对。

接下来基于图5所示的SDN跨域网络架构，以获取由子域1中的A节点到子域4中的Z节点的跨域最短路径为例，对本发明实施例的SDN的路由获取方法进一步进行说明。本发明实施例提供的SDN的路由获取方法包括：

步骤201：控制器0接收资源管理器发送的路由获取请求。

这里，控制器0为SDN的顶层控制器，所述路由获取请求采用如图4A所示的请求格式，携带以下信息：路由标识ID、发送方ID、接收方ID、业务等级、业务类型、请求类型、请求参数。

其中，请求参数中包括以下信息：路由获取请求对应的路由起点及终点信息、路由策略、下层子域边界节点等。

步骤202：控制器0基于路由获取请求执行第一操作，分别发送第一请求给控制器01至控制器04。

这里，执行第一操作以完成本域的初始化，执行的第一操作包括：依据路由获取请求中的路由策略，获取本层可用网络拓扑(即图2中链路<D,F>、<E,K>、<G,J>、<I,L>、<H,N>和<M,O>)及下层子域的边界节点(子域1：D、E；子域2：J、K、L、M；子域3：F、G、H、I；子域4：N、O)，初始化本层可用网络拓扑中各链路的链路权重和节点状态。

采用如图4A所示的请求格式生成4个第一请求，分别发送给控制器01至控制器04，这4个第一请求中携带的请求参数不同，对应控制器01的第一请求中的下层子域边界节点部分包括的是子域1的边界节点，对应控制器02的第一请求中的下层子域边界节点部分包括的是子域2的边界节点，相应的，对应控制器03、04的第一请求中的下层子域边界节点部分包括的是子域3、4的边界节点。

步骤203：控制器01至控制器04分别根据第一请求，完成各相应子域的初始化。

这里，以控制器01为例进行说明，从接收到的第一请求中提取出本子域的边界节点信息并保存，依据第一请求中的路由策略，获取子域1的可用网络拓扑，初始化子域1的可用网络拓扑中各链路的链路权重和节点状态。

控制器01至控制器04并行实现对相应子域的初始化，提高了路由获取效率。图5所示为本发明实施例提供的初始化完成后的各层子域拓扑权重和节点状态示意图。其中，实线表示的链路边上的数字表示该链路的权重，例如链路<D,F>的权重为100。

步骤204：控制器01至控制器04返回第一应答给控制器0。

这里，第一应答采用如图4B所示的应答报文格式，并在应答参数部分携带相应子域初始化完成的确认信息。

步骤205：控制器0基于SDN的路由起点，发送第二请求给控制器01，以使控制器01进行节点状态更新。

在实际实施时，控制器0确定路由起始节点A所在的子域为子域1，将A节点作为子域1的路由起点，生成第二请求，发送第二请求给子域1对应的控制器01，第二请求的请求参数部分包括子域1的路由起点A。这里，发送给控制器01的第二请求用于请求对子域1的节点状态进行更新；第二请求亦采用如图4A所示的报文格式，也即，该请求中的请求类型部分，标识该请求对应的控制器的操作阶段为路由更新阶段。控制器01利用最短路径算法更新子域1的节点状态。

其中，节点状态至少包括：节点里程(距节点A的里程)及节点的上一跳节点。如图6A所示，图6A为本发明实施例提供的更新子域1的边界节点的节点状态的示意图。其中，路由器图标边上的数字表示该节点完成本次状态更新后到起始节点A的里程，例如子域1的边界节点D上方的数字为2，表示当前D节点到A节点的里程为2，同理，边界节点E下方的数字为2，表示其到A节点的里程也是2。控制器图标边上的表格代表对应子域的边界节点的更新状态，例如控制器01边上的表格记录了本次节点状态更新后边界节点D、E的状态。各子域节点状态的保存可以采用本地存储，也可采用分布式存储。

步骤206：控制器01发送第二应答给控制器0，以使控制器0更新节点状态表，如图6A所示。

这里，第二应答采用如图4B所示的应答报文格式，在应答参数部分携带控制器01对子域1的边界节点的节点状态的更新结果。

步骤207：控制器0根据更新后的节点状态表，分别发送第二请求给控制器02及控制器03，以使控制器02及控制器03进行节点状态更新。

这里，在实际实施时，控制器0通过子域1与子域2、子域3的域间链路关系得到，由节点D经跨域链路<D,F>可达子域3、由节点E经跨域链路<E,K>可达子域2，于是确定接下来更新子域2、3，且子域2的路由起点为节点K(起始里程为3，上一跳节点为E)，子域3的路由起点为节点F(起始里程为102，上一跳节点为D)；发送给控制器02的第二请求的请求参数部分包括子域2的路由起点K，发送给控制器03的第二请求的请求参数部分包括子域3的路由起点。

以控制器03为例进行说明，控制器03接收到第二请求后，提取第二请求的请求参数部分包括的路由起点F(起始里程为102，上一跳节点为D)，基于路由起点F更新域内节点G、I、H的节点状态后，得到节点G的节点里程为103，其上一跳节点为节点F，节点I的节点里程为104，其上一跳节点为节点G，节点H的节点里程为103，其上一跳节点为节点F。如图6B所示，图6B为本发明实施例提供的更新子域3及子域2后的节点状态的示意图。

步骤208：控制器02及控制器03发送第二应答给控制器0，以使控制器0更新节点状态表。

步骤209：控制器0根据更新后的节点状态表，分别发送第二请求给控制器03及控制器04，以使控制器03及控制器04进行节点状态更新。

在实际应用中，当控制器0基于控制器02及控制器03返回的更新结果更新节点状态表后发现由节点J经链路<J,G>到达G的里程为5，比现有的G节点里程103更小，于是确定需要以节点G为新的路由起点重新对子域3进行节点状态更新；控制器0通过子域2、子域3与子域4的域间链路关系确定H和M节点经过域间链路<H,N>和<M,O>可达子域4，于是确定子域4的路由起点为节点N(起始里程为203，上一跳为H)和节点O(起始里程为104，上一跳为M)；生成对应控制器03及控制器04的第二请求。

控制器03及控制器04分别提取第二请求的路由起点，完成子域3及子域4的边界节点的节点状态更新。如图6C所示，图6C为本发明实施例提供的更新子域3及子域4后的节点状态的示意图。

步骤210：控制器03及控制器04发送第二应答给控制器0，以使控制器0更新节点状态表。

步骤211：控制器0根据更新后的节点状态表，发送第二请求给控制器02，以使控制器02进行节点状态更新。

当控制器0基于控制器03及控制器04返回的更新结果更新节点状态表后发现由节点I经跨域链路<I,L>到达节点L的里程为9，比现有L节点的里程104小，于是以L为子域2的路由起点下发第二请求至控制器02，使得控制器02基于路由起点L完成子域2的边界节点的节点状态的更新。如图6D所示，图6D为本发明实施例提供的更新子域2后的节点状态的示意图。

步骤212：控制器02发送第二应答给控制器0，以使控制器0更新节点状态表。

步骤213：控制器0根据更新后的节点状态表，发送第二请求给控制器04，以使控制器04进行节点状态更新。

当控制器0基于控制器02返回的更新结果更新节点状态表后发现由节点M经跨域链路<M,O>到达O的里程为11，比现有里程104小，于是以O为子域4的路由起点向控制器04下发第二请求，使得控制器04基于路由起点O完成子域4的边界节点的节点状态的更新。如图6E所示，图6E为本发明实施例提供的更新子域4后的节点状态的示意图。

步骤214：控制器04发送第二应答给控制器0，以使控制器0更新节点状态表。

这里，控制器0发现返回结果包含路由终点Z，且更新后子域4的边界节点的节点状态不能进一步用于更新其他子域的节点状态，于是不再下发第二请求，路由更新阶段结束。

步骤215：控制器0基于更新后的节点状态表，得到SDN的第一最短路径路由。

在实际实施时，控制器0查找到SDN的路由终点Z位于子域4，发送第三请求给控制器04，控制器04根据路由更新阶段保存的节点状态表从Z节点开始回溯，得到子域4内通往节点Z的最短路径路由O-Q-Z，通过第三应答返回给控制器0；控制器0基于控制器04返回的结果及本域的可用网络拓扑确定本域内到达节点Z的路径为M-O-Q-Z，并确定接下来需提取子域2的最短路径，且路由回溯点为节点M，发送携带节点M信息的第三请求给控制器02，控制器02从M节点开始回溯，得到子域2的最短路径路由，通过第三应答返回给控制器0，控制器0将子域2内的最短路径与M-O-Q-Z连接，并确定接下来需要提取最短路径的子域；依次类推，得到各个子域的最短路径路由，然后将提取得到的各个子域的最短路径路由进行拼接，得到SDN的第一最短路径路由。如图7所示为本发明实施例提供的得到的SDN的第一最短路径路由示意图，参见图7，SDN的最短路径路由为箭头所示的链路，即路径P1：A-C-E-K-J-G-F-H-I-L-M-O-Q-Z。在实际实施中，考虑到子域信息的保密要求，各子域向上级控制器返回的子路径信息可以进行加密处理。

步骤216：控制器0确定存在对应第一最短路径路由的路由保护策略，获取与第一最短路径路由不同的第二最短路径路由。

在实际实施时，控制器0根据以下公式更新各子域中链路的链路权重：

w'(u,v)＝w(u,v)-d(A,v)+d(A,u)；

其中，w'(u,v)为更新后的节点u和节点v之间的链路权重，w(u,v)为节点u和节点v之间的原始链路权重，d(A,v)为节点v距所述SDN的路由起点A的里程，d(A,u)为节点u距所述SDN的路由起点A的里程。

更新各子域中链路的链路权重之后，设置第一最短路径路由的反向链路权重为零，并设置第一最短路径路由的正向链路权重为不小于权重阈值的数值。如图8所示为本发明实施例提供的重新调整链路权重后的子域拓扑示意图。

然后，再次初始化各层控制器的节点状态表，并重新采用与获取第一最短路径相同的方式，更新SDN中各子域的节点的节点状态；基于更新后的所述SDN中各子域的节点的节点状态，得到与第一最短路径路由的公共节点仅路由起点及终点的SDN的第二最短路径路由。如图9所示为本发明实施例提供的得到的SDN的第二最短路径路由示意图，参见图9，SDN的最短路径路由为箭头所示的链路，即路径P2：A-B-D-F-G-J-K-M-L-I-H-N-P-Z。

步骤217：控制器0删除第一最短路径路由和第二最短路径路由中重叠的链路，获得满足业务类型要求的由一条工作路径和一条保护路径组成的跨域最短路径对。

在实际实施时，控制器0获取第二最短路径路由后发现链路P1和链路P2存在重叠的链路<F,G>、<J,K>、<H,I>和<L,M>，如图10为本发明实施例提供的融合第一最短路径路由和第二最短路径路由的示意图，删除重叠的链路得到SDN的跨域最短分离路径对，即最短路径路由1：A-B-D-F-H-N-P-Z和最短路径路由2：A-C-E-K-M-O-Q-Z。如图11所示，图11为本发明实施例提供的得到的对应路由保护策略的最短路径路由对的示意图。

接下来以多厂家设备对接的跨域最短路径计算为例对本发明实施例的SDN的路由获取方法进行说明。图12为本发明实施例提供的多厂家设备对接的SDN跨域路由场景示意图。在如图12所示的SDN网络中，两个上层子域分别由设备厂商A和B的控制器管理，两个子域内均划分了下一级的子域。A、B设备商控制器需支持本发明实施例的路由计算接口，然后顶层控制器就可以采用和前述实施例中相似的步骤完成跨不同设备商控制器的跨域路由计算。

假设某次跨域路由请求的路由起点及路由终点分别在子域1和2的下辖子域中，本发明实施例的SDN的路由获取方法包括：

步骤301：顶层控制器收到业务管理器下发的路由获取请求后初始化本层可用网络拓扑，然后分别向下层A、B设备商控制器下发第一请求。

步骤302：A、B设备商控制器收到第一请求后分别完成本域内各层子域的路由计算初始化任务并向顶层控制器返回确认应答。

步骤303：顶层控制器向A设备商控制器下发第二请求，该控制器根据第二请求中A节点信息逐层更新节点状态，并将边界节点的更新结果返回给顶层控制器。

步骤304：顶层控制器根据A设备商控制器返回的第二应答和其可用网络拓扑确定用于更新B设备商控制器所辖子域的起始节点，然后向该控制器下发第二请求。

步骤305：B设备商控制器收到顶层控制器下发的第二请求后逐层更新其所辖子域的节点状态并将更新的边界节点和Z节点的状态信息作为第二应答返回给顶层控制器。

步骤306：顶层控制器收到B设备商控制器的第二应答后确认路由计算完成，然后通过向A、B设备商控制器下发第三请求获得跨域最短路径，并返回给业务管理器，业务管理器据此完成相关业务操作。

接下来以大规模5G城域网的路由计算为例对本发明实施例的SDN的路由获取方法进行说明。未来的5G城域网络为了应对高带宽、大覆盖的需求，其规模会急剧增大，因此在实施本发明实施例的SDN的路由获取方法之前，可对5G城域网进行虚拟子域划分及子域控制器配置，具体包括：

步骤401：将5G城域网划分为一定数量的虚拟子域。

这里，对5G城域网的划分可以是手动划分或者基于社团识别和其他算法实现的自动化分。如图13所示为本发明实施例提供的将5G城域网按照区域划分成了9个虚拟子域的示意图。

步骤402：依据划分的虚拟子域分配相应的子域控制器。

这里的子域控制器可以是实体控制器，也可以是上层控制器中的一个实现控制器功能的进程。步骤401及步骤402可提前完成，并根据网络的变化动态调整，每次路由计算不需要重新划分子域。

划分虚拟子域和分配子域控制器后，城域网具有和前述实施例类似的分层架构(图13)，采用和前述实施例相似的步骤即可实现跨人工子域的路由计算获得SDN的最短路径路由。

本实施例实现路由计算效率提升的关键就在于人工划分子域和分配子域控制器。假设原始的城域网节点总数为n(n非常大)，如果平均划分为m个子域，则分域后路由计算的计算复杂度变为O(n²/m)，因此划分的子域越多，计算效率越高。但是划分子域后也带来了一定的控制器之间或者进程之间的通信开销，因此子域划分的数量也需要根据实际情况确定以实现计算效率的有效提升。

图14所示为本发明实施例提供的SDN的路由获取装置的组成结构示意图，如图14所示，本发明实施例提供的SDN的路由获取装置包括：

初始化模块141，用于响应于接收到的所述SDN的路由获取请求，初始化所述SDN；

更新模块142，用于更新所述SDN中各子域的节点状态；所述节点状态至少包括：节点里程、上一跳节点；

提取模块143，用于基于更新后的各子域的节点状态，对各所述子域分别进行最短路径路由提取，并连接所提取的各所述子域的最短路径路由，得到所述SDN的第一最短路径路由。

在一实施例中，所述SDN包括至少两个网络层级；相应的，

所述初始化模块141，还用于分别获取所述SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及所述SDN中各子域的边界节点，并初始化各子域的节点状态；

依据路由获取请求确定所获取的所述可用网络拓扑中各链路的链路权重，并存储所获取的所述SDN中各子域的边界节点。

在一实施例中，所述初始化模块141，还用于从接收到的所述路由获取请求中，提取所述SDN的路由策略及边界节点；

基于所述SDN的路由策略，按照网络层级由高到低的顺序，依次获取所述SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及所述SDN中各子域的边界节点。

在一实施例中，所述更新模块142，还用于基于所述SDN的路由起点，更新所述SDN的路由起点所在子域的节点的节点状态；

基于更新后的所述SDN的路由起点所在子域的节点的节点状态，迭代更新所述SDN的其它子域的节点的节点状态。

在一实施例中，所述更新模块142，还用于将所述SDN的路由起点作为其所在子域的路由起点，确定所述SDN的路由起点所在子域的节点距路由起点的节点里程，以及所述SDN的路由起点所在子域网络的节点的上一跳节点。

在一实施例中，所述更新模块142，还用于获取所述SDN中各个子域的域间链路关系；

基于所述域间链路关系，确定与所述SDN的路由起点所在子域相连的子域的路由起点；

基于所确定的所述路由起点的节点状态，更新与所述SDN的路由起点所在子域相连的子域的节点的节点状态；

以此类推，迭代更新所述SDN的其它子域的节点的节点状态。

在一实施例中，所述提取模块143，还用于从接收到的所述路由获取请求中，提取所述SDN的路由终点；

根据所述SDN的路由终点所在子域的节点的节点状态，从所述SDN的路由终点开始回溯，得到所述SDN的路由终点所在子域的最短路径路由；

根据所得到的所述最短路径路由，迭代获取所述SDN的其它子域的最短路径路由。

在一实施例中，所述提取模块143，还用于根据所得到的所述最短路径路由，确定与所述SDN的路由终点所在子域相连的子域的路由回溯节点；

基于确定的所述路由回溯节点，以及所述路由回溯节点所在子域的节点状态，获取所述路由回溯节点所在子域的最短路径路由；

以此类推，迭代得到所述SDN的其它子域的最短路径路由；

其中，迭代得到的最后一个最短路径路由的路由起点为所述SDN的路由起点。

在一实施例中，所述提取模块143还用于连接从下层子域提取的子域最短路径，从而获取完整的由路由起点到终点的跨域最短路径。

在一实施例中，所述初始化模块141，还用于根据所述SDN的路由获取请求，确定所述SDN的路由对应的业务等级和业务类型；

其中，业务类型用于确定是否存在路由保护策略，若存在则需要获取不同于所述第一最短路径路由的所述SDN的第二最短路径路由。

相应的，在一实施例中，所述初始化模块141，还用于根据预设的权重策略和第一最短路径，重设各子域中链路的权重和再次初始化各子域的节点状态；

基于更新后的所述各子域中链路的链路权重，所述更新模块142还用于再次更新所述SDN中各子域的节点的节点状态；

所述提取模块，还用于基于更新后的所述SDN中各子域的节点状态，得到不同于所述第一最短路径路由的所述SDN的第二最短路径路由。

在一实施例中，所述初始化模块141，还用于根据以下公式更新各子域中链路的链路权重：

w'(u,v)＝w(u,v)-d(A,v)+d(A,u)；

其中，w'(u,v)为更新后的节点u和节点v之间的链路权重，w(u,v)为节点u和节点v之间的原始链路权重，d(A,v)为节点v距所述SDN的路由起点A的里程，d(A,u)为节点u距所述SDN的路由起点A的里程。

在一实施例中，所述初始化模块141，还用于设置所述第一最短路径路由的正向链路权重不小于权重阈值，并设置所述第一最短路径路由的反向链路权重为零。

在一实施例中，所述提取模块143，还用于确定所述SDN的第一最短路径路由与所述第二最短路径路由所构成的网络拓扑中存在重叠的链路；

删除所确定的所述重叠的链路以得到由一条工作路径和一条保护路径组成的跨域最短分离路径对。

在一实施例中，所述SDN的路由获取请求携带以下信息至少之一：

所述路由获取请求对应的路由标识ID、所述路由获取请求对应的发送方ID、所述路由获取请求对应的接收方ID、所述路由获取请求对应的业务等级、所述路由获取请求对应的业务类型、所述路由获取请求对应的请求类型、所述路由获取请求对应的请求参数。

图15为本发明实施例提供的SDN的路由获取装置的一个可选的硬件结构示意图，如图15所示，本发明实施例提供的SDN的路由获取装置包括：处理器61、存储器62以及至少一个外部通信接口63；存储器62中存储有存储介质621，所述处理器61、存储器62以及外部通信接口63均通过总线64连接；其中，

存储器62，配置为存储可执行程序；

处理器61，配置为执行所述存储器中存储的可执行程序时，实现上述SDN的路由获取方法。

本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时，实现上述SDN的路由获取方法。

这里需要指出的是：以上涉及SDN的路由获取装置的描述，与上述方法描述是类似的，同方法的有益效果描述，不做赘述。对于本发明所述SDN的路由获取装置实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种软件定义网络SDN的路由获取方法，其特征在于，所述SDN包括至少两个子域，所述方法包括：

响应于接收到的所述SDN的路由获取请求，初始化所述SDN；

更新所述SDN中各子域的节点状态；所述节点状态至少包括：节点里程、节点的上一跳节点；所述节点里程是指在当前路由计算阶段当前节点到路由起始节点的距离；

所述更新所述SDN中各子域的节点状态，包括：

将所述SDN的路由起点作为其所在子域的路由起点，确定所述SDN的路由起点所在子域的节点距路由起点的节点里程，以及所述SDN的路由起点所在子域网络的节点的上一跳节点；

获取所述SDN中各个子域的域间链路关系；

基于所述域间链路关系，确定与所述SDN的路由起点所在子域相连的子域的路由起点；

基于所确定的所述路由起点的节点状态，更新与所述SDN的路由起点所在子域相连的子域的节点的节点状态；

以此类推，迭代更新所述SDN的其它子域的节点的节点状态；

基于更新后的各子域的节点状态，对各所述子域分别进行最短路径路由提取；

所述对各所述子域分别进行最短路径路由提取，包括：

根据所述SDN的路由终点所在子域的节点的节点状态，从所述SDN的路由终点开始回溯，得到所述SDN的路由终点所在子域的最短路径路由；

根据所得到的所述最短路径路由，确定与所述SDN的路由终点所在子域相连的子域的路由回溯节点；

基于确定的所述路由回溯节点，以及所述路由回溯节点所在子域的节点状态，获取所述路由回溯节点所在子域的最短路径路由；

以此类推，迭代得到所述SDN的其它子域的最短路径路由；

其中，迭代得到的最后一个最短路径路由的路由起点为所述SDN的路由起点；

连接所提取的各所述子域的最短路径路由，得到所述SDN的第一最短路径路由。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SDN包括至少两个网络层级；相应的，所述初始化所述SDN，包括：

分别获取所述SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及所述SDN中各子域的边界节点；

依据路由获取请求确定所获取的所述可用网络拓扑中各链路的链路权重，存储所获取的所述SDN中各子域的边界节点并初始化各子域节点的节点状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分别获取所述SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及所述SDN中各子域的边界节点，包括：

从接收到的所述路由获取请求中，提取所述SDN的路由策略及边界节点；

基于所述SDN的路由策略，按照网络层级由高到低的顺序，依次获取所述SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及所述SDN中各子域的边界节点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对各所述子域分别进行最短路径路由提取，还包括：

从接收到的所述路由获取请求中，提取所述SDN的路由终点。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述SDN的路由获取请求，确定所述SDN的路由对应的业务类型；

根据所确定的所述业务类型，获取不同于所述第一最短路径路由的所述SDN的第二最短路径路由。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取不同于所述第一最短路径路由的所述SDN的第二最短路径路由，包括：

根据预设的权重策略，更新各子域中链路的链路权重；

初始化所述SDN各子域的节点状态；

基于更新后的所述各子域中链路的链路权重，更新所述SDN中各子域的节点的节点状态；

基于更新后的所述SDN中各子域的节点的节点状态，得到不同于所述第一最短路径路由的所述SDN的第二最短路径路由。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据预设的权重策略，更新各子域中链路的链路权重，包括：

根据以下公式更新各子域中链路的链路权重：

w'(u,v)＝w(u,v)-d(A,v)+d(A,u)；

其中，w'(u,v)为更新后的节点u和节点v之间的链路权重，w(u,v)为节点u和节点v之间的原始链路权重，d(A,v)为节点v距所述SDN的路由起点A的里程，d(A,u)为节点u距所述SDN的路由起点A的里程。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

设置所述第一最短路径路由的正向链路权重不小于权重阈值，并设置所述第一最短路径路由的反向链路权重为零。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述SDN的第一最短路径路由与所述第二最短路径路由所构成的网络拓扑中存在重叠的链路；

删除所确定的所述重叠的链路，以得到由一条作为工作路径和一条作为保护路径的两条最短路径组成的最短分离路径对。

10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，

所述SDN的路由获取请求携带以下信息至少之一：

所述路由获取请求对应的路由标识ID、所述路由获取请求对应的发送方ID、所述路由获取请求对应的接收方ID、所述路由获取请求对应的业务等级、所述路由获取请求对应的业务类型、所述路由获取请求对应的请求类型、所述路由获取请求对应的请求参数。

11.一种软件定义网络SDN的路由获取装置，其特征在于，所述装置包括：

初始化模块，用于响应于接收到的所述SDN的路由获取请求，初始化所述SDN；

更新模块，用于更新所述SDN中各子域的节点状态；所述节点状态至少包括：节点里程、节点的上一跳节点；所述更新模块，还用于将所述SDN的路由起点作为其所在子域的路由起点，确定所述SDN的路由起点所在子域的节点距路由起点的节点里程，以及所述SDN的路由起点所在子域网络的节点的上一跳节点；获取所述SDN中各个子域的域间链路关系；基于所述域间链路关系，确定与所述SDN的路由起点所在子域相连的子域的路由起点；基于所确定的所述路由起点的节点状态，更新与所述SDN的路由起点所在子域相连的子域的节点的节点状态；以此类推，迭代更新所述SDN的其它子域的节点的节点状态；

提取模块，用于基于更新后的各子域的节点状态，对各所述子域分别进行最短路径路由提取，并连接所提取的各所述子域的最短路径路由，得到所述SDN的第一最短路径路由；所述提取模块，还用于根据所述SDN的路由终点所在子域的节点的节点状态，从所述SDN的路由终点开始回溯，得到所述SDN的路由终点所在子域的最短路径路由；根据所得到的所述最短路径路由，确定与所述SDN的路由终点所在子域相连的子域的路由回溯节点；基于确定的所述路由回溯节点，以及所述路由回溯节点所在子域的节点状态，获取所述路由回溯节点所在子域的最短路径路由；以此类推，迭代得到所述SDN的其它子域的最短路径路由；其中，迭代得到的最后一个最短路径路由的路由起点为所述SDN的路由起点。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述SDN包括至少两个网络层级；相应的，

所述初始化模块，还用于分别获取所述SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及所述SDN中各子域的边界节点，并初始化各子域的节点状态；

依据路由获取请求确定所获取的所述可用网络拓扑中各链路的链路权重，并存储所获取的所述SDN中各子域的边界节点。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，

所述初始化模块，还用于从接收到的所述路由获取请求中，提取所述SDN的路由策略及边界节点；

基于所述SDN的路由策略，按照网络层级由高到低的顺序，依次获取所述SDN中各网络层级的子域的可用网络拓扑，以及所述SDN中各子域的边界节点。

14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述提取模块，还用于从接收到的所述路由获取请求中，提取所述SDN的路由终点。

15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述初始化模块，还用于根据所述SDN的路由获取请求，确定所述SDN的路由对应的业务类型；

以及，根据预设的权重策略，更新各子域中链路的链路权重，并初始化所述SDN各子域的节点的节点状态；

所述更新模块，还用于基于更新后的所述各子域中链路的链路权重，更新所述SDN中各子域的节点的节点状态；

所述提取模块，还用于基于更新后的所述SDN中各子域的节点的节点状态，得到不同于所述第一最短路径路由的所述SDN的第二最短路径路由。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，

所述初始化模块，还用于根据以下公式更新各子域中链路的链路权重：

w'(u,v)＝w(u,v)-d(A,v)+d(A,u)；

其中，w'(u,v)为更新后的节点u和节点v之间的链路权重，w(u,v)为节点u和节点v之间的原始链路权重，d(A,v)为节点v距所述SDN的路由起点A的里程，d(A,u)为节点u距所述SDN的路由起点A的里程。

17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，

所述初始化模块，还用于设置所述第一最短路径路由的正向链路权重不小于权重阈值，并设置所述第一最短路径路由的反向链路权重为零。

18.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，

所述提取模块，还用于确定所述SDN的第一最短路径路由与所述第二最短路径路由所构成的网络拓扑中存在重叠的链路；

删除所确定的所述重叠的链路，以得到由一条作为工作路径和一条作为保护路径的两条最短路径组成的最短分离路径对。

19.根据权利要求11至18任一项所述的装置，其特征在于，

所述SDN的路由获取请求携带以下信息至少之一：

所述路由获取请求对应的路由标识ID、所述路由获取请求对应的发送方ID、所述路由获取请求对应的接收方ID、所述路由获取请求对应的业务等级、所述路由获取请求对应的业务类型、所述路由获取请求对应的请求类型、所述路由获取请求对应的请求参数。

20.一种软件定义网络SDN的路由获取装置，其特征在于，所述装置包括：

存储器，配置为存储可执行程序；

处理器，配置为执行所述存储器中存储的可执行程序时，实现如权利要求1至10任一项所述的SDN的路由获取方法。

21.一种存储介质，其特征在于，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时，实现如权利要求1至10任一项所述的SDN的路由获取方法。

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