This paper proposes a scheme to reduce a size of a packet header for a segment routing (SR) scheme in a software-defined network (SDN). The SR scheme inserts a segment identification (SID) list into the packet header to indicate a path for the source–destination pair of the packet. The path can be split into different segments to suit the service requirement and the segments are carried by the SID-list whose length increases with the number of segments. This also increases the packet overhead, and an additional packet is needed if the packet length exceeds the maximum transmission unit (MTU). Moreover, it may not be possible to implement SR in SDN due to the limited number of stacked labels provided by the switch vendor. In the proposed scheme, the SID-list is replaced by a single tag to indicate a node edge, called a swapping node. The tag is replaced by a new tag at the swapping node. With this scheme, the size of SID-list is fixed and does not vary with the number of segments, and no additional packets are required. A mathematic model to balance the number of flow entries in each swapping node is introduced by minimizing the maximum number of flow entries in each swapping node over the network. We implement the proposed scheme on the transmission-Japan science information network (SINET5) and demonstrate confirms its functionality.

本文提出了一种为软件定义网络（SDN）中的段路由（SR）方案减少包头大小的方案。SR方案将分段标识（SID）列表插入到数据包报头中，以指示数据包的源－目标对的路径。可以将路径分为不同的段以适应服务需求，并且这些段由SID列表携带，SID列表的长度随段数的增加而增加。这也增加了分组开销，并且如果分组长度超过最大传输单元（MTU），则需要附加分组。此外，由于交换机供应商提供的堆叠标签数量有限，因此可能无法在SDN中实现SR。在提出的方案中，SID列表被单个标签代替，以指示称为交换节点的节点边缘。该标签在交换节点处被新标签替换。使用此方案，SID列表的大小是固定的，并且不会随段数的变化而变化，并且不需要其他数据包。通过最小化网络上每个交换节点中流条目的最大数量，引入了一种数学模型来平衡每个交换节点中流条目的数量。我们在日本输电科学信息网（SINET5）上实施了该方案，并证明了其功能。通过最小化网络上每个交换节点中流条目的最大数量，引入了一种数学模型来平衡每个交换节点中流条目的数量。我们在日本输电科学信息网（SINET5）上实施了该方案，并证实了其功能。通过最小化网络上每个交换节点中流条目的最大数量，引入了一种数学模型来平衡每个交换节点中流条目的数量。我们在日本输电科学信息网（SINET5）上实施了该方案，并证明了其功能。