网络的转发是通信的基本功能，其完成信息在网络中传递，实现有序的数据交换。通过SDN控制器的集中控制，可以轻松实现基础的转发算法有二层MAC学习转发和基于跳数的最短路径算法。然而，网络跳数并不是决定路径优劣的唯一状态。除了跳数以外，还有带宽，时延等标准。本文将介绍如何通过SDN控制器Ryu开发基于流量的最短路径转发应用。

Forwarding Algorithm

目前基于流量的路由算法基本的解决思路有两种：

(1) 首先基于跳数计算最优K条路径，然后在这些路径中选择可用带宽最大的路径。

(2) 首先基于跳数计算最优路径，归一化路径的评价分数，然后基于流量计算最优路径，归一化基于带宽的评价；设置跳数和带宽的权重，对基于跳数和带宽的评分求其加权总和；按照加权求和值降序排序，取前K条作为最优评价路径。

本文以第一种算法为例，介绍基于网络流量的最短路径转发应用开发。第二种算法基于前者的基础修改即可完成。

Network Awareness

首先我们需要编写一个网络感知应用，用于发现网络的资源，包括节点，链路，终端主机等。并根据拓扑信息计算基于条数的最短路径。开发此应用基本步骤如下：

创建继承app_manager.RyuApp的应用network_awareness从topology.switches获取拓扑信息，包括交换机节点信息，链路信息使用Networkx 创建拓扑图的对象，用于存储网络拓扑使用Networkx的函数all_simple_paths(G, source, target, cutoff=None)计算K条最优路径并存储，该函数实现了Yen's algorithm

示例代码可由muzixing/ryu/network_awareness获取。

Note that: 以上的示例代码中，拓扑信息的存储并没有使用networkx，所以读者需要独立完成基于networkx的存储和算法调用部分。

Network Monitor

第二个应用是网络流量监控应用。网络流量监控应用完成网络流量的实时监控，计算出实时的流量统计数据。基于本应用的数据，可以完成转发算法的第二部分内容。示例代码可由muzixing/ryu/network_monitor获取。

为了让其他模块获取到最新的流量信息，可在Ryu中自定义事件，具体教程请查看《基于Ryu打造自定义控制器》的自定义事件部分内容。不定义事件的情况下，需要将此模块作为新模块的CONTEXT。详情可阅读《Ryu:模块间通信机制分析》的相关内容。

Forwarding Application

基于以上两个模块的数据，转发应用模块需要完成如下几个步骤，从而完成基于流量的最优路径转发。

获取network awareness和network monitor的数据将network monitor的数据整合到networkx存储的网络拓扑信息中比较最短K条路径中各路径的剩余带宽，选择最优路径，剩余路径为备份路径和逃生路径基于路径信息，安装流表项

整合流量信息代码示例代码如下, 其中，link2port为链路信息，bw_dict为network monitor模块的流量数据。