实现意图驱动网络的路径规划方法、系统、电子设备以及存储介质与流程

本发明涉及计算机，尤其涉及一种实现意图驱动网络的路径规划方法、系统、电子设备以及存储介质。

背景技术：

1、“网络应该满足的一组操作目标和网络应该交付的结果，以声明的方式定义，而不指定如何实现或实施它们”，其中意图为“一种用于运营网络的抽象的高级策略”，这是ietf对意图驱动网络的定义。我们通常认为，随着sdn(软件定义网络)技术的落地与应用，意图驱动网络作为网络编排的更高级形式具备了实现的基础，多个网络设备提供商和网络运营商都提出了意图驱动网络的解决方案，从体系结构上看大体分为4个部分：

2、1.转译和验证：系统从用户端获取qoe(quality of experience，用户体验质量)策略，将其转换成qos(quality of service，服务质量)策略并验证其正确性。

3、2.自动化实施：系统可以在现有网络基础设施上配置用户的网络变更，通常使用sdn控制器自动化地编排。

4、3.网络状态感知：系统获取其管理状态下的实时网络状态，根据网络状态动态调整用户配置。

5、4.保障和自动化优化/补救：系统持续验证原始业务意图是否得到实现，并且可以在所需意图无法实现时采取纠正措施。

6、但现有关于“意图驱动网络”的论述主要存在以下问题：

7、1.qos控制能力弱。单纯地将用户的qoe策略转译为路由策略，依靠ip协议提供qos能力存在一些缺陷。例如，无法在更低的数据链路层或更高的应用层提供qos控制，难以提供对单个应用程序或服务的细粒度控制；难以处理动态环境，当网络状态发生变化时，如流量突发或拓扑结构变更，基于ip的qos会失效；配置和管理的复杂性，复杂的配置可能导致错误，增加了运维的难度。

8、2.没有区分不同场景下的意图定义以及作用。关注技术解决方案而忽视了意图本身的重要性，不同场景、行业、客户需求对意图的理解不同，解决方案自然不同。统一的解决方案无法解决多样的场景需求，应该分别论述。例如核心网用户主要关注网络的时延、丢包率以及可用性；而数据中心网络主要关注带宽、网络拓扑结构以及高可用性。

9、没有明确意图在路径规划算法中的作用。多数论述笼统地表明使用ai算法对意图进行解析、计算端到端的可用路径以及监测网络拓扑状态，至于采用何种ai算法、如何解析意图以及如何计算端到端路径则没有明确地说明。

技术实现思路

1、为了解决相关的意图驱动的核心网网络环境中，路径规划质量较低的问题，本发明提供一种实现意图驱动网络的路径规划方法、系统、电子设备以及存储介质，该方法实现将意图应用到路径规划算法中计算端到端可用路径，提高了路径规划的质量，且效率高。

2、本技术实施例提供了一种实现意图驱动网络的路径规划方法，应用于sdn控制器，包括：

3、接收并解析路径计算请求，解析结果包括起始节点、终止节点和约束集合；

4、获取全局拓扑矩阵图，全局拓扑矩阵图包括核心网的所有链路和节点信息；

5、根据起始节点、终止节点、约束集合以及全局拓扑矩阵图，计算获取可用路径；

6、返回可用路径。

7、采用上述技术方案，实现了通过意图驱动的方式为用户提供高质量端到端专线服务，满足业务多约束场景的需求，提供满足带宽、时延范围、链路利用率、跳数、链路/节点必经必绕等多约束条件的最优路径；为公司业务边界的拓展提供了可能性和想象空间；为流量工程的更好实现提供了技术基础；同时，任意两点之间、10w+条可用路径的计算时间控制在200ms之内。

8、在一些实施例中，约束集合包括服务质量意图集合、可达性意图集合和推荐性意图集合中的至少一个；其中，

9、服务质量意图集合包括带宽约束、时延约束、时延范围约束、丢包率约束、链路抖动约束、链路跳数约束和花销约束中的至少一个；

10、可达性意图集合包括带宽利用率约束、必经链路约束、必绕链路约束、必经节点约束、必绕节点约束、必经城市约束、必绕城市约束、必经区域约束、必绕区域约束、链路不相交约束、节点不相交约束、城市不相交约束和区域不相交约束中的至少一个；

11、推荐性意图集合包括排序约束和取最前n条路径约束中的至少一个。

12、在一些实施例中，根据起始节点、终止节点、约束集合以及全局拓扑矩阵图，计算获取可用路径，包括：

13、剪枝步骤：根据约束集合生成剪枝器，并将全局拓扑矩阵图应用于剪枝器，生成可用拓扑；

14、计算步骤：采用bfs算法和dp算法计算出可用拓扑中所有满足约束集合的路径，并将路径记录为候选路径；

15、验证步骤：根据约束集合验证所有的候选路径，并丢弃不满足约束集合的候选路径；

16、排序和过滤步骤：根据约束集合将验证步骤中获得的所有的候选路径过滤和排序，获得可用路径。

17、在一些实施例中，采用bfs算法和dp算法计算出可用拓扑中所有满足约束集合的路径，并将路径记录为候选路径，包括：

18、根据网元设备在地理空间上的位置，将可用拓扑划分为区域、城市和节点三个层次，且多个节点组成城市，多个城市组成区域，多个区域组成可用拓扑；

19、在每个层次内分别应用bfs算法，最后拼接出所有的候选路径；并且，

20、在应用bfs算法的同时，根据约束集合判断当前的路径是否满足要求，若不满足，则丢弃；若满足，则继续计算。

21、采用上述技术方案，通过对可用拓扑层次划分，并在每一层次计算路径以及最终拼接路径，减少了算法计算量，提高了计算性能，能够在1秒内算出10万+的路径，满足了实时性的要求；并且，通过在计算路径的同时根据约束集合及时丢弃不满足的路径，进一步减少了算法的计算量，更快更好地计算出候选路径。

22、在一些实施例中，排序和过滤步骤，包括：

23、若约束集合包括推荐性意图集合，且推荐性意图集合包括排序约束和取最前n条路径约束；则，

24、根据排序约束将验证步骤中获得的所有的候选路径排序；

25、根据约束集合对排序后的所有的候选路径按照排序逐一过滤，并再根据取最前n条路径约束筛选出符合条件的前n条可用路径，记录为可用路径。

26、采用上述技术方案，兼顾了计算效率和计算最终结果满足约束集合。

27、在一些实施例中，根据起始节点、终止节点、约束集合以及全局拓扑矩阵图，计算获取可用路径，包括：

28、对约束集合中的各个约束采用归类和/或轮询方式。

29、本技术实施例还提供了一种实现意图驱动网络的路径规划系统，采用以上任一的方法，且包括：

30、接收模块，用于接收用户发送的路径计算请求；

31、解析模块，用于解析路径计算请求，且解析结果包括起始节点、终止节点和约束集合；

32、拓扑模块，用于获取全局拓扑矩阵图，且全局拓扑矩阵图包括核心网的所有链路和节点信息；

33、计算模块，用于根据起始节点、终止节点、约束集合以及全局拓扑矩阵图，计算获取可用路径；

34、返回模块，用于向用户返回可用路径。

35、本技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现以上任一方法。

36、本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质存储有执行以上任一方法的计算机程序。

37、本技术其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本技术说明书中的记载变的显而易见。