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虽然SDN集中控制的思想在当下取得了非常迅速的发展,但是由于关键链路拥塞、带宽利用不均衡、链路以及网络节点故障等原因,SDN网络的可靠性成为横梗在网络从业人员面前的一个难题。在执行数据层面的链路故障恢复时,通常包含主动和被动两种类型的故障恢复策略。被动恢复方案由于恢复时延过长,难以达到电信级50毫秒内恢复网络的要求,所以其使用频率较主动恢复方案要低的多。但是,作为目前数据层面链路故障恢复方案的主流,主动恢复方案也存在着一些固有缺陷,例如流表项资源消耗过多、故障恢复后可能出现链路拥塞等。由于需要在交换机上提前安装备份路径的流表项,所以主动恢复方案会消耗大量多余的流表项资源。针对主动恢复方案中流表项消耗过多的问题,本文提出了基于分段路由的主动式链路故障恢复(SR-PLFR)策略。SR-PLFR方案利用分段路由的方法,在入口交换机处将路径的链路信息通过MPLS标签的方式封装到数据包头部,路径中的其他中间交换机则直接根据头部的MPLS标签进行数据包的转发,而不需要再另外根据数据包头部的其他特征信息进行流表项的扫描和匹配。这样的操作方式可以有效实现数据流的聚合,进而减少核心交换机消耗的流表项资源。相比之前的主动式恢复方案CAFFE,SR-PLFR方案在平均消耗的流表项数量上减少了约21.5%。由于网络流量的不确定性,很难保证主动恢复方案中提前确定的备份路径能够一直满足中断流量的传输要求。针对主动恢复方案在故障恢复后可能出现的链路拥塞问题,本文提出了基于拥塞避免的主动式链路故障恢复(CA-PLFR)方案。在CA-PLFR方案中,受保护链路的备份路径不再保持不变,而是会进行动态更新,以便能够实现故障恢复后的链路负载均衡。为了达到拥塞避免的目的,CA-PLFR方案会利用历史链路负载和支持向量回归预测模型对下一周期的链路负载做出预测,在更新备份路径时,基于预测结果对其进行调整。相比备份路径保持不变的SR-PLFR方案,CA-PLFR中链路最大利用率减少了约27%,平均链路利用率也减少了约7%。