一种SDN网络中基于熵权法的路由方法及装置与流程

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种sdn网络中基于熵权法的路由方法及装置。

背景技术：

随着云计算和物联网的不断发展和深入，传统网络已不能适应当下工业领域的需求，如信息物理系统cps、5g无线网络等。传统网络是分布式控制的，其控制管理和数据转发是紧密耦合，因此无法实现流量管理的精细控制。软件定义网络是一种新型的网络架构，近年来受到了广泛关注，其核心思想是控制和转发的分离。当前sdn网络中默认的路由模块通常是根据网络拓扑信息计算得到的，不能较好地满足不能实际业务的需求，也无法提高网络资源的利用率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种sdn网络中基于熵权法的路由方法及装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种sdn网络中基于熵权法的路由方法，包括：

根据预设的归一化公式和当前时刻及其之前预定时间段内所采集到的所述sdn网络中每条有向链路的qos参数集中每个参数的数值，得到所述每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值；

基于所述sdn网络中的所有有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到所述qos参数集中每个参数的权重值；

根据所述qos参数集中所有参数的权重值和所述每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到所述每条有向链路的权值；

根据所述sdn网络中所有有向链路的权值和dijkstra算法，得到所述sdn网络中各交换机之间的最佳路径，并将所述最佳路径下发至所述sdn网络中所有的交换机。

本发明的有益效果是：实时采集sdn网络中的每条有向链路的qos参数集中的每个参数的数值，根据预设的归一化公式，得到当前时刻每条单条链路的qos参数集中的每个参数的归一化值，进而得到每条有向链路的qos参数集中的每个参数的权重值，根据所有有向链路的qos参数集中所有参数的权重值和当前时刻每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到当前时刻每条有向链路的权值，将当前时刻所有有向链路的权值输入dijkstra算法，得到当前时刻的sdn网络中各交换机之间的最佳路径，将最佳路径下发至sdn网络中所有的交换机。本方案中通过基于所采集到的每条有向链路的qos参数集中的所有参数的数值，得到每条有向链路的权值，提高了网络资源的整体利用率，同时满足了各类业务的qos需求。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述基于所述sdn网络中的所有有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到所述qos参数集中每个参数的权重值，具体步骤包括：

计算每条有向链路的所述qos参数集中每个参数的归一化值与所有有向链路的所述qos参数集中相应参数的归一化值的总和的比值，得到每条有向链路的所述qos参数集中每个参数的归一化值的占比值；

根据信息熵公式和所有有向链路的所述qos参数集中每个参数的归一化值的占比值，得到所述qos参数集中每个参数的信息熵值；

基于所述qos参数集中所有参数的信息熵值，得到所述qos参数集中所有参数的权重值。

进一步地，所述计算每条有向链路的所述qos参数集中每个参数的归一化值与所有有向链路的所述qos参数集中相应参数的归一化值的总和的比值，得到每条有向链路的所述qos参数集中每个参数的归一化值的占比值，具体步骤包括：

将所有有向链路的qos参数集中第i个参数的归一化值及第k条有向链路的qos集中第i个参数的归一化值代入比值公式计算得到第k条有向链路的qos参数集中第i个参数的归一化值的占比值其中，q的取值为1至n，n为所述sdn网络中所有直接相连的交换机间有向链路的条数，i的取值为1至m，m为所述qos参数集中的参数个数。

进一步地，所述根据信息熵公式和所有有向链路的所述qos参数集中每个参数的归一化值的占比值，得到所述qos参数集中每个参数的信息熵值，具体步骤包括：

将所有有向链路的qos参数集中的第i个参数的归一化值的占比值代入所述信息熵公式得到所述qos参数集中第i个参数的信息熵值qi。

进一步地，所述基于所述qos参数集中所有参数的信息熵值，得到所述qos参数集中所有参数的权重值，具体步骤包括：

将所述qos参数集中第i个参数的信息熵值qi及所述qos参数集中的所有参数的信息熵值qj，代入权重值计算公式计算得到所述qos参数集中第i个参数的权重值wi，其中，j的取值为1至m。

进一步地，所述根据预设的归一化公式和当前时刻及其之前预定时间段内所采集到的所述sdn网络中每条有向链路的qos参数集中每个参数的数值，得到所述每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，具体步骤包括：

获得当前时刻及其之前预定时间段内所采集到的第q条有向链路的qos参数集中第i个参数的数值中的最大值和最小值

将所述最大值所述最小值和当前时刻所述第q条有向链路的qos参数集中第i个参数的数值代入所述预设的归一化公式

得到所述第q条有向链路的qos参数集中第i个参数的归一化值

进一步地，所述根据所述qos参数集中所有参数的权重值和所述每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到所述每条有向链路的权值，具体步骤包括：

将所述qos参数集中所有参数的权重值wi和第q条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值代入公式得到所述第q条有向链路的权值pq。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过信息熵公式得到qos参数集中每个参数的信息熵值，基于qos参数集中所有参数的信息熵值，得到每条有向链路的qos参数集中所有参数的权重值，在计算最短路径的过程中，综合每条链路的qos参数值，计算得到的交换机之间的最短路径既能满足业务的需求，也可以提高每条链路的利用率。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种sdn网络中基于熵权法的路由装置，包括：

归一化值计算模块，用于根据预设的归一化公式和当前时刻及其之前预定时间段内所采集到的所述sdn网络中每条有向链路的qos参数集中每个参数的数值，得到所述每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值；

权重值计算模块，用于基于所述sdn网络中的所有有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到所述qos参数集中每个参数的权重值；

权值计算模块，用于根据所述qos参数集中所有参数的权重值和所述每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到所述每条有向链路的权值；

路由计算模块，用于根据所述sdn网络中所有有向链路的权值和dijkstra算法，得到所述sdn网络中各交换机之间的最佳路径，并将所述最佳路径下发至所述sdn网络中所有的交换机。

本发明的有益效果是：通过归一化值计算模块实时采集sdn网络中的每条有向链路的qos参数集中的每个参数的数值，根据预设的归一化公式，得到当前时刻每条单条链路的qos参数集中的每个参数的归一化值，权重值计算模块得到每条有向链路的qos参数集中的每个参数的权重值，权值计算模块基于根据所有有向链路的qos参数集中所有参数的权重值和当前时刻每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到当前时刻每条有向链路的权值，路由计算模块将当前时刻所有有向链路的权值输入dijkstra算法，得到当前时刻的sdn网络中各交换机之间的最佳路径，将最佳路径下发至sdn网络中所有的交换机。本方案通过基于所采集到的每条有向链路的qos参数集中的所有参数的数值，得到每条有向链路的权值，提高了网络资源的整体利用率，同时满足了各类业务的qos需求。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述权重值计算模块，具体用于计算每条有向链路的所述qos参数集中每个参数的归一化值与所有有向链路的所述qos参数集中相应参数的归一化值的总和的比值，得到每条有向链路的所述qos参数集中每个参数的归一化值的占比值；

根据信息熵公式和所有有向链路的所述qos参数集中每个参数的归一化值的占比值，得到所述qos参数集中每个参数的信息熵值；

基于所述qos参数集中所有参数的信息熵值，得到所述qos参数集中所有参数的权重值。

进一步地，所述权重值计算模块，还具体用于将所有有向链路的qos参数集中第i个参数的归一化值及第k条有向链路的qos集中第i个参数的归一化值代入比值公式计算得到第k条有向链路的qos参数集中第i个参数的归一化值的占比值其中，q的取值为1至n，n为所述sdn网络中所有直接相连的交换机间有向链路的条数，i的取值为1至m，m为所述qos参数集中的参数个数。

进一步地，所述权重值计算模块，还具体用于将所有有向链路的qos参数集中的第i个参数的归一化值的占比值代入所述信息熵公式

得到所述qos参数集中第i个参数的信息熵值qi。

进一步地，所述权重值计算模块，还具体用于将所述qos参数集中第i个参数的信息熵值qi及所述qos参数集中的所有参数的信息熵值qj，代入权重值计算公式计算得到所述qos参数集中第i个参数的权重值wi，其中，j取值1至m。

进一步地，所述归一化值计算模块，具体用于获得当前时刻及其之前预定时间段内所采集到的第q条有向链路的qos参数集中第i个参数的数值中的最大值和最小值

将所述最大值所述最小值和当前时刻所述第q条有向链路的qos参数集中第i个参数的数值代入所述预设的归一化公式

得到所述第q条有向链路的qos参数集中第i个参数的归一化值

进一步地，所述权值计算模块，具体用于将所述qos参数集中所有参数的权重值wi和第q条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值代入公式得到所述第q条有向链路的权值pq。

此外，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行上述技术方案中任一项所述的一种sdn网络中基于熵权法的路由方法。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种sdn网络中基于熵权法的路由方法的流程示意图；

图2为本发明另一实施例提供的一种sdn网络中基于熵权法的路由装置的模块结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图1本发明实施例提供的一种sdn网络中基于熵权法的路由方法的流程示意图所示，

110、根据预设的归一化公式和当前时刻及其之前预定时间段内所采集到的sdn网络中每条有向链路的qos参数集中每个参数的数值，得到每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值。

应理解，本实施例中的当前时刻采集sdn网络中的每条有向链路的qos参数集中的每个参数的数值，采集的间隔时间可以根据实际需要设定，同时所采集的qos参数集中的具体的参数也可以根据实际需要设定，例如包括可用带宽、带宽利用率、丢包率和时延，此外，归一化公式可以根据需要设定。

120、基于sdn网络中的所有有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到qos参数集中每个参数的权重值。

应理解，本实施例中有向图g(v，e)表示sdn网络的拓扑，e表示sdn网络中直接相连的交换机之间有向链路的集合，将所有有向链路进行编号。

130、根据qos参数集中所有参数的权重值和每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到每条有向链路的权值。

140、根据sdn网络中所有有向链路的权值和dijkstra算法，得到sdn网络中各交换机之间的最佳路径，并将最佳路径下发至sdn网络中所有的交换机。

通过本实施例实时采集sdn网络中的每条有向链路的qos参数集中的每个参数的数值，根据预设的归一化公式，得到每条单条链路的qos参数集中的每个参数的归一化值，进而得到每条有向链路的qos参数集中的每个参数的权重值，根据所有有向链路的qos参数集中所有参数的权重值和每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到当前时刻每条有向链路的权值，将所有有向链路的权值输入dijkstra算法，得到sdn网络中各交换机之间的最佳路径，将最佳路径下发至sdn网络中所有的交换机。通过本方案，基于所采集到的每条有向链路的qos参数集中的所有参数的数值，得到每条有向链路的权值，提高了网络资源的整体利用率，同时满足了各类业务的qos需求。

基于上述实施例，进一步地，计算每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值与所有有向链路的qos参数集中相应参数的归一化值的总和的比值，得到每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值的占比值；

根据信息熵公式和所有有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值的占比值，得到qos参数集中每个参数的信息熵值。

基于qos参数集中所有参数的信息熵值，得到qos参数集中所有参数的权重值。

进一步地，将所有有向链路的qos参数集中第i个参数的归一化值及第k条有向链路的qos集中第i个参数的归一化值代入比值公式计算得到第k条有向链路的qos参数集中第i个参数的归一化值的占比值q的取值为1至n，n为sdn网络中所有直接相连的交换机间有向链路的条数，i的取值为1至m，m为qos参数集中的参数个数。

进一步地，将所有有向链路的qos参数集中的第i个参数的归一化值的占比值代入信息熵公式得到qos参数集中第i个参数的信息熵值qi。

进一步地，将qos参数集中第i个参数的信息熵值qi及qos参数集中的所有参数的信息熵值qj，代入权重值计算公式计算得到qos参数集中第i个参数的权重值wi，其中，j的取值为1至m。

进一步地，获得当前时刻及其之前预定时间段内所采集到的第q条有向链路的qos参数集中第i个参数的数值中的最大值和最小值

将最大值最小值和当前时刻第q条有向链路的qos参数集中第i个参数的数值代入预设的归一化公式得到第q条有向链路的qos参数集中第i个参数的归一化值

应理解，本实施例中，当时，表示第q条有向链路的qos参数集中第i个参数是冗余参数，不再计算此参数的归一化值。

进一步地，将qos参数集中所有参数的权重值wi和第q条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值代入公式得到第q条有向链路的权值pq。

例如：表1表示当前时刻所采集到的sdn网络中全部有向链路的qos参数集中的每个参数的数值。

根据表1中的值，计算得到sdn网络中其中一条链路的qos参数集中的每个参数的归一化值，得到下表2中的数值。

下表2表示每条有向链路的qos参数集中的可用带宽、带宽利用率、时延及丢包率的归一化值。

基于表2中的每条有向链路的qos参数集中的可用带宽、带宽利用率、时延及丢包率的归一化值，计算得到表3中的数值。

下表3表示每条有向链路的qos参数集中的可用带宽、带宽利用率、时延及丢包率的归一化值的占比值。

将上面表3中的占比值，代入信息熵公式得到可用带宽、带宽利用率、时延和丢包率的信息熵值q1、q2、q3和q4。

将q1、q2、q3和q4代入权重值计算公式计算得到可用带宽、带宽利用率、时延和丢包率的权重值w1、w2、w3和w4。

将可用带宽、带宽利用率、时延和丢包率的权重值w1、w2、w3和w4和第q条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值代入公式得到第q条有向链路的权值pq。

将sdn网络中所有有向链路的权值输入dijkstra算法，得到sdn网络中各交换机之间的最佳路径，将最佳路径下发至sdn网络中所有的交换机。

如图2一种基于sdn网络的多约束路由装置的模块结构图所示，基于sdn网络的多约束路由装置包括：归一化值计算模块，用于根据预设的归一化公式和当前时刻及其之前预定时间段内所采集到的sdn网络中每条有向链路的qos参数集中每个参数的数值，得到每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值；

权重值计算模块，用于基于sdn网络中的所有有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到qos参数集中每个参数的权重值；

权值计算模块，用于根据qos参数集中所有参数的权重值和每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到每条有向链路的权值；

路由计算模块，用于根据sdn网络中所有有向链路的权值和dijkstra算法，得到sdn网络中各交换机之间的最佳路径，并将最佳路径下发至sdn网络中所有的交换机

本发明的有益效果是：通过归一化值计算模块实时采集sdn网络中的每条有向链路的qos参数集中的每个参数的数值，根据预设的归一化公式，得到每条单条链路的qos参数集中的每个参数的归一化值，权重值计算模块得到每条有向链路的qos参数集中的每个参数的权重值，权值计算模块基于根据所有有向链路的qos参数集中所有参数的权重值和每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值，得到每条有向链路的权值，路由计算模块将所有有向链路的权值输入dijkstra算法，得到的sdn网络中各交换机之间的最佳路径，将最佳路径下发至sdn网络中所有的交换机。本方案通过基于所采集到的每条有向链路的qos参数集中的所有参数的数值，得到每条有向链路的权值，提高了网络资源的整体利用率，同时满足了各类业务的qos需求。

进一步地，权重值计算模块，具体用于计算每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值与所有有向链路的qos参数集中相应参数的归一化值的总和的比值，得到每条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值的占比值；

根据信息熵公式和所有有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值的占比值，得到qos参数集中每个参数的信息熵值；

基于qos参数集中所有参数的信息熵值，得到qos参数集中所有参数的权重值。

进一步地，权重值计算模块，还具体用于将所有有向链路的qos参数集中第i个参数的归一化值及第k条有向链路的qos集中第i个参数的归一化值代入比值公式计算得到第k条有向链路的qos参数集中第i个参数的归一化值的占比值其中，q的取值为1至n，n为sdn网络中所有直接相连的交换机间有向链路的条数，i的取值为1至m，m为qos参数集中的参数个数。

进一步地，权重值计算模块，还具体用于将所有有向链路的qos参数集中的第i个参数的归一化值的占比值代入信息熵公式

得到qos参数集中第i个参数的信息熵值qi。

进一步地，权重值计算模块，还具体用于将qos参数集中第i个参数的信息熵值qi及qos参数集中的所有参数的信息熵值qj，代入权重值计算公式计算得到qos参数集中第i个参数的权重值wi，其中，j的取值为1至m。

进一步地，归一化值计算模块，具体用于获得当前时刻及其之前预定时间段内所采集到的第q条有向链路的qos参数集中第i个参数的数值中的最大值和最小值

将最大值最小值和当前时刻第q条有向链路的qos参数集中第i个参数的数值代入预设的归一化公式得到第q条有向链路的qos参数集中第i个参数的归一化值

应理解，本实施例中，当时，表示第q条有向链路的qos参数集中第i个参数是冗余参数，不再计算此参数的归一化值。进一步地，权值计算模块，具体用于将qos参数集中所有参数的权重值wi和第q条有向链路的qos参数集中每个参数的归一化值代入公式得到第q条有向链路的权值pq。

特别的，本发明实施例中还提供了一种存储介质，存储有指令，当计算机读取指令时，使计算机执行上述实施例中sdn网络中基于熵权法的路由方法。

以上，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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权利要求的保护范围为准。