為本發(fā)明中 基于化enFlow的多表流水線架構(gòu)示意圖。表0為對應(yīng)原始網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銰而生成的路由表，表i(l y<k)為對應(yīng)備份拓?fù)鋥Gr--Gk}而生成的路由表，轉(zhuǎn)發(fā)端口有效性的檢測W及本地快速恢 復(fù)在組表中完成，組表中用包上的標(biāo)記來區(qū)分正常的包(沒有被打上標(biāo)記)還是遇到故障恢 復(fù)的包（帶有標(biāo)記）。在表0中，流表項被區(qū)分為兩種類型，即，用于匹配MPLS標(biāo)簽的流表項 (假設(shè)使用包上的MPLS域給包打標(biāo)記)和匹配目的地址的流表項，匹配MPLS的流表項比匹配 目的地址的流表項擁有更高的優(yōu)先級。表0中的流表項只負(fù)責(zé)將包發(fā)往一個備份流表i(l< i < k)還是一個組表。在備份流表i中，pf表示基于備份拓?fù)銰i計算出的需要轉(zhuǎn)發(fā)的端口（d 指包的目的地址），并且需要轉(zhuǎn)發(fā)到組表的第3)部分。組表中的流表項可W分為=個部分： 1)第O條流表項，用于將包發(fā)往控制器;2)組表中處于中間部分的流表項，每個流表項中含 有=個動作桶:第一個動作桶用于監(jiān)視端口的并把包從端口誠中發(fā)出去，運里，端口相表 示根據(jù)圖G計算出來的端口；第二個動作桶用來監(jiān)視端口拇并把包從端口 P!中發(fā)出去，運 里拉0 (1空0空k)表示運樣一個備份拓?fù)?，在運個拓?fù)淅?，主端口站失效了并且下一跳?60中恰好是被隔離的，端口 Pi表示根據(jù)備份拓?fù)銰0計算出來的端口；運兩個桶的作用主要 是用來在遇到單個鏈路或者節(jié)點失效的時候執(zhí)行本地的快速恢復(fù);如果說郝p|岡時失效 的話，包就會被通過第=個桶發(fā)往控制器;3)在底下部分的流表項，主要的作用是用來監(jiān)視 備份拓?fù)溆嬎愠鰜淼亩丝诘挠行?，用來處理被打上?biāo)記的包再次遇到故障的情形。值得 注意的是，在桶中的動作的次序是非常重要的，因為根據(jù)化enFlow的文檔，桶是根據(jù)預(yù)定義 的次序被選擇的，第一個有效的桶會被執(zhí)行。
[0070] 本實施例給出的基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)恢復(fù)系統(tǒng)，包括：
[0071] 1)備份拓?fù)渖蓡卧?，用于W原始網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇檩斎?，在備份拓?fù)渖赡K中生成 并保存多張用于對節(jié)點的失效快速恢復(fù)的備份網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；
[0072] 2)備份路徑生成單元，用于根據(jù)備份拓?fù)渖蓡卧傻亩鄰垈浞菥W(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D， 結(jié)合輸入的災(zāi)害地理特性，使用路徑的脆弱性區(qū)域在每張備份拓?fù)渖仙蓚浞萋窂讲⒈?存；
[0073] 3)備份路徑安裝單元，用于在控制平面上根據(jù)備份路徑生成單元中生成并保存的 備份路徑生成相應(yīng)的流表項，安裝新的路由策略到數(shù)據(jù)平面；
[0074] 4)數(shù)據(jù)平面數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)及檢測單元，用于數(shù)據(jù)平面每個路由節(jié)點在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包 時，檢測下一跳端口是否有效，如果有效，則直接轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，如果無效，進(jìn)入數(shù)據(jù)平面本地 快速恢復(fù)單元執(zhí)行本地快速恢復(fù)；
[0075] 5)數(shù)據(jù)平面本地快速恢復(fù)單元，用于執(zhí)行數(shù)據(jù)平面的本地快速恢復(fù)，根據(jù)備份路 由選擇一個轉(zhuǎn)發(fā)端口，如果轉(zhuǎn)發(fā)端口有效，直接轉(zhuǎn)發(fā)，如果無效則將數(shù)據(jù)包發(fā)往控制平面；
[0076] 6)控制平面拼接處理及判定單元，用于在控制平面運行拼接模塊，根據(jù)拼接模塊 的輸出生成新流表項，安裝到控制平面中；并判定是否因網(wǎng)絡(luò)物理上不連通造成路由失效； [OOW] 7)物理網(wǎng)絡(luò)不連通通知單元，用于當(dāng)判定因網(wǎng)絡(luò)物理上不連通造成路由失效時， 通知數(shù)據(jù)包的源節(jié)點和目的節(jié)點，物理網(wǎng)絡(luò)已不再連通。
[0078] 用于上述基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)恢復(fù)系統(tǒng)中，本發(fā)明對應(yīng)地給出基于 軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)恢復(fù)方法，包括如下步驟：
[0079] (A)備份拓?fù)渖赡K中備份拓?fù)渖桑篧原始網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇檩斎?，生成并保存多?用于對節(jié)點的失效快速恢復(fù)的備份網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；
[0080] (B)根據(jù)備份拓?fù)渖赡K生成安裝到數(shù)據(jù)平面的備份路徑:在步驟(A)中生成并 保存的多張備份拓?fù)鋱D上，結(jié)合輸入的災(zāi)害地理特性，使用路徑的脆弱性區(qū)域在每張備份 拓?fù)渖仙蓚浞萋窂讲⒈４妫?br>[0081] (C)在數(shù)據(jù)平面中安裝備份路徑：由控制平面根據(jù)步驟(B)中生成并保存的備份路 徑生成相應(yīng)的流表項，并安裝路由策略到數(shù)據(jù)平面；
[0082] (D)數(shù)據(jù)平面數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)及檢測:數(shù)據(jù)平面每個路由節(jié)點在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時，每次檢 測下一跳端口是否有效，如果有效，則直接轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，如果無效，進(jìn)入步驟化）；
[0083] 化)數(shù)據(jù)平面本地快速恢復(fù):執(zhí)行數(shù)據(jù)平面的本地快速恢復(fù)，根據(jù)備份路由選擇一 個轉(zhuǎn)發(fā)端口，如果轉(zhuǎn)發(fā)端口有效，直接轉(zhuǎn)發(fā)，如果無效則將數(shù)據(jù)包發(fā)往控制平面，進(jìn)入步驟 巧)；
[0084] (F)控制平面拼接處理及判定:控制平面運行拼接模塊，根據(jù)拼接模塊的輸出生成 新流表項，安裝到控制平面中；并判定因網(wǎng)絡(luò)物理上不連通造成路由失效時，進(jìn)入步驟(G); [008引（G)物理網(wǎng)絡(luò)不連通通知：通知數(shù)據(jù)包的源節(jié)點和目的節(jié)點，物理網(wǎng)絡(luò)已不再連 通。
[0086] 其中，上述步驟(A)中，W原始網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銰= (V，E)為輸入，其中V為圖G的節(jié)點的集 合，E為圖G的邊的集合，生成并保存k個用于對節(jié)點的失效快速恢復(fù)的備份網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋥Gr-Gkh
[0087] 上述步驟(B)中包括如下步驟：
[008引 Bl):從應(yīng)用本系統(tǒng)的整個區(qū)間[。術(shù)]中均勻地取出k個點ri(l y非），其中n =
JaJb分別是輸入的災(zāi)害地理特性中災(zāi)害預(yù)期發(fā)生的最小、最大半徑，對 于特定的源目的節(jié)點對S和t，在原始網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銰中找到從S到t的主路徑;4,及其對應(yīng)的大小 為ri的脆弱性區(qū)域乙山(1 < i < /():
[0089] B2):遍歷每一個備份拓?fù)銰iQ y非），如備份拓?fù)銰i中的鏈路詩k的大小為n的 脆弱性區(qū)域馬|"與乂馬的大小ri為的脆弱性區(qū)域相交，則通過配置G沖的運條鏈路如的 權(quán)重大于原始網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銰中所有邊的權(quán)重之和，使鏈路這V不會被基于權(quán)重的路徑尋找算法 使用從而被配置為被隔離的鏈路，即配置G沖的鏈路這V的權(quán)重值.w(eU) > Ske W似，E為 圖G邊的集合，w(e)為邊e的權(quán)重;然后在備份拓?fù)銰i中通過最短路徑算法，找到從S到t的備 份路徑，使得Gi成為與失效半徑為ri的網(wǎng)絡(luò)故障對應(yīng)的備份拓?fù)?，返回在k個備份拓?fù)鋥Gr-- Gk}上的k個備份路徑:1)4…諸};其中鏈路如的脆弱性區(qū)域為所有半徑是ri且能夠損 毀這V的故障的圓屯、的集合，即落在此區(qū)域中的故障為ri的區(qū)域故障均會破壞鏈路e'uv，路徑 的脆弱性區(qū)域是它所有鏈路的脆弱性區(qū)域的并集。
[0090] 上述步驟(F)中所述拼接模塊包括:構(gòu)建一個新的臨時網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，其節(jié)點與G 相同，依次將{Gr-Gk}計算出來的由巧Ijt的備份路徑上未被損毀（即摧毀）的邊加入到護(hù)中， 如果在中目的節(jié)點可達(dá)，則拼接模塊在中計算一條新的路徑p/，包含在拼接指令動作 中作為拼接模塊的輸出。
[0091 ]具體的，所述步驟(F)中所述拼接模塊包括：
[0092] Step Fl:構(gòu)建一個臨時的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥o(hù)中的節(jié)點與G中相同，中的初始邊集為 空；
[009引Step F2:依次取出備份拓?fù)鋥Gr''Gk}中的備份路徑f姑…店;I中的未被損毀的邊， 加入到護(hù)中去；
[0094] Step F3:根據(jù)原始拓?fù)鋱DG中所有節(jié)點對間的路由路徑，和在數(shù)據(jù)平面本地快速 恢復(fù)的重路由路徑，置圖中存活的鏈路euv的權(quán)重為(P(u)+P(v)+R/ (u)+R/ (v))/2;其中每 個節(jié)點U的第一權(quán)值P(U)為原始圖中通過該節(jié)點路徑條數(shù)，每個節(jié)點U的第二權(quán)值R/(U)為 數(shù)據(jù)平面的本地重路由通過該節(jié)點的路徑條數(shù)；
[0095] St邱F4:根據(jù)每條鏈路euv的權(quán)重，在圖中使用最短路算法找到從S到t的路徑， 將其包含在拼接指令動作中輸出。
[0096] 本發(fā)明所述衡量恢復(fù)有效性的標(biāo)準(zhǔn)量有=個：
[0097] (1)恢復(fù)率:已經(jīng)恢復(fù)的路徑條數(shù)和故障后可W被恢復(fù)的路徑的條數(shù)比值，用來衡 量恢復(fù)的有效性。一條路徑是可恢復(fù)的當(dāng)且僅當(dāng)源節(jié)點和目的節(jié)點沒有被破壞并且在物理 拓?fù)渖蠜]有被分隔開。
[0098] (2)恢復(fù)時間：指當(dāng)故障發(fā)生后，到節(jié)點對間的連接重新建立的時間間隔。
[0099] (3)控制器負(fù)載:需要控制器處理的重連請求占總的請求的比值。
[0100] 仿真實驗：
[0101] 實驗條件:采用了 S張網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，rand50，rand100 和真實的德國主干網(wǎng)的拓?fù)?圖來進(jìn)行實驗，由lemon圖形庫化ttps: //lemon. CS . elte .hu/)生成的隨機拓?fù)鋜andSO和 randlOO兩張隨機拓?fù)渲校瑀andSO圖中有50個節(jié)點和120條邊，randlOO圖中有100個節(jié)點和 211條邊。從 Rocketfuel 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋷熘校╤ttp://research.CS. washington.edu/ networking/rocket化el/)獲得的真實的德國的主干網(wǎng)拓?fù)溆?0個節(jié)點和88條邊組成。將 運=張拓?fù)鋱D部署在1200x1200的矩形區(qū)域中，然后隨機的在運個區(qū)域中生成區(qū)域故障，區(qū) 域故障的圓屯、隨機，故障半徑分別為50，75，100，125，150。
[0102] 對比實驗的S種網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)恢復(fù)方法，1 )MRC，為使用的拓?fù)渖伤惴?，沒有進(jìn)一步 考慮調(diào)整備份拓?fù)渖线叺臋?quán)重，也沒有考慮如何調(diào)度備份拓?fù)?2)