CN105704058A - 基于内容的接入网流调度***及其调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于内容的接入网流调度***及其调度方法，利用软件定义网络(Software-Defined Networking,SDN)技术开放接入网接口，通过可编程方式解决传统网络中尽力而为的传输方式不能满足多种类型应用的数据传输需求而带来的用户体验差的问题。本发明的基于内容的网络流调度***和调度方法根据用户对不同应用的偏好以及应用的传输需求将网络流分为三类，分别是：交互式网络流、视频流以及其他背景流量，利用网络数据包中应用层信息区分不同的网络流，为交互式网络流提供低时延传输，为视频网络流提供最小带宽保证以达到提升网络中用户整体网络体验的目的。

Description

基于内容的接入网流调度***及其调度方法

技术领域

本发明涉及基于内容的接入网络流调度***及其调度方法，特别涉及在运营商接入网络中为交互式网络流提供低时延传输服务以及为视频会话提供最小带宽保证。

背景技术

接入网是用户连接互联网(Internet)的通道。在这种接入方式中，用户设备通过运营商提供的本地网关路由器与互联网连接获取内容或服务。随着互联网应用越来越丰富、接入的设备数量越来越多，运营商接入网络拥塞也变得越来越严重，严重地影响到用户的网络使用体验。当前，运营商只使用带宽作为服务质量的评价标准，并根据所提供的带宽向用户收取费用。但是，用户体验的服务质量与应用息息相关，不同的应用对用户体验的影响并不一样，因此带宽并不能准确地反映出用户体验的好坏。

在运营商接入网络中，不同的应用流量共享网络带宽，网络为所有的网络流量提供尽力而为的传输服务。但是用户对不同的应用有着不同的偏好，当发生网络拥塞时区别对待不同类型的网络流量有助于提高用户的网络使用体验。传统运营商接入网对网络使用者提供透明的传输服务，并没有向用户开放网络策略配置的接口。现有部分工作在本地网关处利用用户介入来进行流量的调度工作，此种方式对用户干扰较大；而且对于下行流量为主的本地网络中，在本地处进行流量调度显然不能很好地解决端到端的性能问题。

软件定义网络(SoftwareDefinedNetworking，SDN)是一种新型网络架构，与传统网络方式不同，它解耦数据平面与控制平面，对控制平面进行集中式可编程控制，并且开放北向接口以供配置网络。目前，SDN网络主要用作数据中心网络提供灵活的网络控制以及提供网络虚拟化服务。鉴于SDN开放特性与对网络的灵活控制能力，可以将其引入接入网内，利用应用层信息对网络流量进行策略性调度。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于内容的接入网络流调度***及其调度方法，通过网络流量分类在运营商接入网范围内为不同应用提供不同的传输服务，为交互式应用网络流提供低时延的传输服务，为视频会话提供最低带宽保证，以达到提高本地网络用户的网络使用体验的目的。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供的基于内容的接入网络流调度***包括：运营商为各用户提供的网关路由器、SDN集中式控制器以及位于运营商接入网中的SDN交换机；所述网关路由器根据内容类型对数据包进行分类，并进行标注；所述SDN集中式控制器通过控制协议依据网关路由器的分类在所述交换机的端口配置队列，并设置相应转发规则；所述SDN交换机根据SDN集中式控制器设置的转发规则对数据包进行转发。

其中，位于所述网关路由器处的代理服务器包括：

流量分类模块，用于对待转发的数据包进行深度检测，对数据包进行流量识别，确定数据包对应的内容类型得到分类后的数据包；在内容类型的确定过程中依据用户对不同类型的偏好以及不同应用的传输需求得到数据包的分类包括：交互式网络流、视频流与背景流量；

优先级分配模块，用于对流量进行分类后，将交互式网络流的数据包的IP头部的DSCP域标记为0x2E，再将其转发；将视频流数据包的IP头部的DSCP域标记为0x0E，再交由会话管理器进行处理；将背景流量数据包IP头部的DSCP域标记为0x00，再将其转发；

会话管理器，用于在数据包为视频流的情况，根据该视频流是否为已有视频流与所述SDN集中式控制器进行交互：对于已有视频流将其进行直接转发，对于新建视频流则先请求SDN集中式控制器为其创建会话将其加入所属视频会话，再将其进行转发。

其中，所述SDN集中式控制器将总带宽B分为两部分：B_o与B_v；使用带宽B_o创建优先级队列供交互式网络流与背景流量使用；B_v为视频流使用，所有为视频会话创建的最小带宽保证队列共享带宽B_v。

其中，所述SDN集中式控制器设置的转发规则为：所有IP头部DSCP域为0x2E的交互式网络流数据包通过高优先级队列转发；对于所有IP头部DSCP域为0x0E的视频流数据包通过为其分配的最小带宽保证队列进行转发；对于所有IP头部DSCP域为0x00的背景流量数据包通过低优先级队列进行转发。

其中，针对视频流，所述SDN集中式控制器包括：权限控制模块和请求处理模块，请求处理模块包括请求筛选单元、流管理单元和资源释放单元；

所述权限控制模块用于根据用户ID判断该用户的合法性以及数据请求是否已超过该用户的带宽限制，若是则向所述网关路由器的代理服务器发送创建失败的信息；否则通知所述请求处理模块为该用户ID新建视频会话；

所述请求筛选单元用于在新建视频会话时为该用户分配视频会话ID和预留最大带宽B_max，并将创建成功的消息与视频会话ID一起返回至所述网关路由器的代理服务器；

所述流管理单元用于在SDN集中式控制器接收到将某一视频流加入视频会话的请求后将该视频流加入视频会话，配置转发平面将此视频流通过分配的带宽转发；

资源释放单元，用于在SDN集中式控制器收到视频会话结束的请求后，将分配给相应视频会话ID的带宽资源进行释放。

其中，针对视频流业务，所述SDN集中式控制器还包括视频带宽动态调整模块，用于调整视频会话分配带宽，所述视频带宽调整模块包括速率估计单元和带宽调整单元，对于每一个视频会话，每隔时间T执行一次如下增量带宽调整步骤：

(1)设可分配的带宽为：{B₀,B₁,...,B_i,...,B_k}，其中，B_i＜B_j，且对于任意0＜i≤k满足ΔB＝B_i-B_i-1；

(2)速率估计单元读取交换机队列计数器，计算前一个周期内视频会话的平均速率R_T以及从会话开始至当前时刻的平均速率

(3)如果则带宽调整单元将分配给该视频会话的带宽值从B_i调整为B_i-1，并修改队列的带宽值为B_i-1，否则结束对此视频会话的带宽调整过程，其中β为带宽预留系数；

(4)假设已为该视频会话分配的带宽为B₀，则不做带宽调整，结束对此视频会话的带宽调整过程。

相应地，本发明还提供了一种基于内容的接入网络流调度方法，包括以下步骤：

(1)SDN集中式控制器在***初始化时通过控制协议在交换机所有端口配置优先级队列，并设置转发规则；

(2)运营商为各用户提供的网关路由器对待转发的数据包进行深度检测，对待转发的数据包进行深度检测，对数据包进行流量识别，确定数据包对应的内容类型得到分类后的数据包；在内容类型的确定过程中依据用户对不同类型的偏好以及不同应用的传输需求得到数据包的分类包括交互式网络流和视频流；

(3)若数据包内容为交互式网络流，则将该数据包的IP头部的DSCP域设置为0x2E，再将其转发；若数据包内容为视频流，则将该数据包的IP头部的DSCP域设置为0x0E，再将其将由网关路由器的会话管理器进行处理；若数据包内容为背景流量，则将该数据包的IP头部的DSCP域设置为0x00，再将其转发；

(4)若数据包内容为视频流，则会话管理器根据该视频流是否为已有视频流与所述SDN集中式控制器进行交互：对于已有视频流将其进行直接转发，对于新建视频流则先请求SDN集中式控制器为其创建视频会话将其加入所属视频会话，再将其进行转发；

(5)交换机根据SDN集中式控制器设置的转发规则对数据包进行转发。

其中，步骤(4)中所述会话管理器向所述SDN集中式控制器发起新建视频会话的请求以及SDN集中式控制器创建视频会话包括以下步骤：

(1)所述网关路由器的代理服务器向SDN集中式控制器发起新建视频会话的请求，发送求请时附带用户ID；

(2)SDN集中式控制器接收到所述代理服务器发送的新建视频会话请求后，根据用户ID进行判断用户的合法性以及请求是否已超过该用户的带宽限制，若是则向代理服务器发送创建失败的信息；否则创建新的会话，分配视频会话ID和预留最大带宽B_max，在交换机上创建最小带宽保证队列，并将创建成功的消息与视频会话ID一起返回至所述代理服务器；

(3)若所述代理服务器收到创建失败的信息，则结束申请过程；若收到创建成功的消息，则获得为该新建视频分配的视频会话，用于视频流的转发。

其中，对于新建视频流，将其加入所属视频会话的过程包括以下步骤：

(1)所述代理服务器将视频流的五元组信息以及该视频的视频会话ID一起发送至所述SDN集中式控制器，请求SDN集中式控制器将该视频流加入视频会话ID所对应的视频会话中；消息格式为(Session_ID，<srcIP,dstIP,srcPort,dstPort,proto>)，其中，Session_ID表示视频会话ID，srcIP表示数据源IP地址，dstIP表示目的IP地址，srcPort表示源端口号，dstPort表示目的端口号，proto表示传输层协议；

(2)所述SDN集中式控制器接收到视频流加入视频会话的请求后，则将该视频流加入视频会话，配置转发平面将此视频流通过为视频会话分配的最小带宽保证队列进行转发；

(3)转发平面以流<srcIP，dstIP，srcPort，dstPort，proto>的网络流转发规则通过为Session_ID分配的最小带宽保证队列将该视频流进行转发；

(4)视频会话结束后，所述代理服务器向SDN集中式控制器发送会话结束的请求，消息内容为Session_ID；

(5)SDN集中式控制器收到视频会话结束的请求后，将分配给Session_ID的带宽资源进行释放。

进一步地，所述SDN集中式控制器动态调整为视频会话分配的带宽，每隔时间T执行一次如下带宽调整步骤：

(1)设可分配的带宽为：{B₀,B₁,...,B_i,...,B_k}，其中，B_i＜B_j，且对于任意0＜i≤k满足ΔB＝B_i-B_i-1；

(2)速率估计单元读取交换机队列计数器，计算前一个周期内视频会话的平均速率R_T以及从会话开始至当前时刻的平均速率

(3)如果则带宽调整单元将分配给该视频会话的带宽值从B_i调整为B_i-1，并修改最小带宽保证队列的带宽值为B_i-1，否则结束对此视频会话的带宽调整过程，其中β为带宽预留系数；

(4)若已为该视频会话分配的带宽为B₀，则不做带宽调整，结束对此视频会话的带宽调整过程。

有益效果：本发明中基于内容的网络流调度***的调度方法，针对运营商接入网络拥塞影响用户网络体验的问题，利用运营商为各用户提供的网关路由器在运营商接入网络中区别不同应用并将其进行转发，以达到在有限带宽资源的情况下提高本地网络用户的网络使用体验的目的；进一步利用SDN集中式控制器为视频流调整带宽，既能保证视频流的传输质量又不占用多余的带宽资源。本发明中的基于内容的网络流调度***和方法优先转发时延敏感的交互式网络数据流为其提供低时延的传输服务；动态带宽调整方法在没有视频会话信息(例如视频码率、视频分辨率等)和用户干预的情况下自适应地以尽可能小的带宽满足视频会话的传输带宽需求。

附图说明

图1是本发明中基于内容的接入网流调度***的结构示意图；

图2是网关路由器的代理服务器与SDN集中式控制器的信息交互图；

图3是利用本发明中对视频会话的带宽调整过程示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例与附图对本发明进行详细描述。

图1中基于内容的接入网流调度***，包括运营商为用户H1、H2等提供的网关路由器、SDN集中式控制器以及位于运营商接入网中的SDN交换机；网关路由器在数据转发过程中对数据包进行深度检测以识别数据包对应的内容类型，并根据内容类型对数据包进行处理后转发；SDN集中式控制器通过控制协议在SDN交换机所有端口配置队列，并设置转发规则；并且，周期性地调整视频会话的分配带宽，以期用尽可能小的带宽满足视频会话的传输需求；SDN交换机根据SDN集中式控制器设置的转发规则对网关路由器传递过来的数据包进行转发。

图2中网关路由器的代理服务器与SDN集中式控制器的信息交互图，包括了本发明中网关路由器对数据包进行处理的各个模块以及过程，具体如下：

(1)代理服务器的流量分类模块对待转发的数据包进行深度检测，对数据包进行流量识别，确定数据包对应的内容类型得到分类后的数据包<Flow，Type>；在内容类型的确定过程中依据用户对不同类型的偏好以及不同应用的传输需求将应用分为：交互式应用、流媒体视频与其他应用，本发明中主要以不同应用对流量需求的不同，选择网络交互应用与流媒体视频的质量作为网络用户体验的评价指标，即仅对该两种内容类型的数据包在转发之前进行额外处理。

上述中交互式网络流指由网页浏览、在线游戏等交互式应用产生的流量小、时延敏感的网络流量。上述中视频会话是指一次基于HTTP/HTTPS协议的视频点播，一个视频会话可由一个或多个TCP连接组成。

(2)若数据包为交互式网络流的数据包，则优先级分配模块将其IP头部的DSCP域标记为0x2E，再将其转发；若数据包为视频流的数据包，则将数据包IP头部DSCP域标记为0x0E，再交由会话管理器进行处理；将其它应用类型的数据包IP头部的DSCP域标记为0x00，再将其转发。

(3)若数据包内容为视频流，则会话管理器判断该数据流是否属于新的视频流，若不是则直接转发不做任何操作；否则，请求SDN集中式控制器为该视频创建视频会话以便于将该视频流加入视频会话并将其转发。对于新建视频流，具体处理过程如下：

1)代理服务器的会话管理器通过RestfulAPI，向SDN集中式控制器发起新建视频会话的请求，发送求请时附带用户ID：User_ID；

2)SDN集中式控制器接收到代理服务器发送的新建视频会话请求RPC后，权限控制模块根据用户IDUser_ID进行判断用户的合法性以及请求是否已超过该用户的带宽限制，若是则向代理服务器发送创建失败的信息；否则通知请求处理模块的请求筛选单元创建新的会话，为该用户分配Session_ID和预留最大带宽B_max，在交换机上创建分层令牌桶(HierarchyTokenBuckets，HTB)最小带宽保证队列，并将创建成功的消息与Session_ID一起返回至代理服务器；此处最小带宽保证队列在某一个周期的带宽值为SDN集中式控制器在该周期从相应视频会话可分配的带宽中确定的某一个带宽值。

3)若代理服务器的会话管理器收到创建失败的信息，则结束申请过程；若收到创建成功的消息，则获得Session_ID并转至4)；

4)代理服务器将新的视频流的五元组信息，与从会话数据库获取的视频流所属视频会话ID一起发送至SDN集中式控制器，请求SDN集中式控制器将该视频流加入视频会话ID所对应的视频会话中；消息格式为(Session_ID，<srcIP,dstIP,srcPort,dstPort,proto>)；srcIP表示数据源IP地址，dstIP表示目的IP地址，srcPort表示源端口号，dstPort表示目的端口号，proto表示传输层协议；

5)SDN集中式控制器接收到视频流加入视频会话的请求后，则其流管理单元将该视频流加入视频会话，配置转发平面将此视频流通过为视频会话分配的带宽进行转发；

6)转发平面以流<srcIP，dstIP，srcPort，dstPort，proto>的网络流转发规则通过为Session_ID分配的带宽将该视频流进行转发。

7)视频会话结束后，代理服务器向SDN集中式控制器发送会话结束的请求，消息内容为Session_ID；

8)SDN集中式控制器收到视频会话结束的请求后，其资源释放单元将分配给Session_ID的带宽资源释放以及释放分配给Session_ID的队列。

除了接收来自代理服务器的请求为视频会话分配带宽外，图2中的SDN集中式控制器会周期性地测量视频会话的速率并调整分配给视频会话的带宽值，以期用尽可能小的带宽满足视频会话的传输需求，其视频带宽调整模块为视频会话分配带宽的具体过程如下：

a)设可分配的带宽为：{B₀,B₁,...,B_i,...,B_k}，其中，B_i＜B_j，且对于任意0＜i≤k满足ΔB＝B_i-B_i-1；

b)对于每一个视频会话，每隔时间T执行一次如下带宽调整步骤：

(1)速率估计单元读取交换机队列计数器，计算前一个周期内视频会话的平均速率R_T以及从会话开始至当前时刻的平均速率

(2)如果则带宽调整单元将分配给该视频会话的带宽值从B_i调整为B_i-1，并修改最小带宽保证队列的带宽值为B_i-1，否则结束对此视频会话的带宽调整过程，其中β为带宽预留系数；

(3)若已为该视频会话分配的带宽为B₀，则不做带宽调整，结束对此视频会话的带宽调整过程；

本发明中SDN集中式控制器在***初始化时，SDN集中式控制器配置总带宽B分为两部分：B_o与B_v；使用带宽B_o创建优先级队列供交互式流与背景网络流使用；B_v为视频流使用，为所有为视频会话创建的最小带宽保证队列共享带宽B_v；创建优先级队列，并添加转发规则为：所有IP头部DSCP域为0x2E的交互式网络流数据包通过高优先级队列转发；对于所有IP头部DSCP域为0x00的背景流数据包通过低优先级队列进行转发。

本发明基于内容的接入网调度***和调度方法基于软件定义网络(SoftwareDefinedNetworking，SDN)技术，从运营商的角度解决由于宽带接入网拥塞带来的网络用户体验差的问题。该***实现网络流对应的应用类型识别、网络流带宽请求以及针对特定应用的带宽分配，在不影响基本的网络接入功能外，实现更人性化的接入网流量调度，提高用户体验。

为了体现本发明***和方法的优势，本发明提出一种衡量用户网络体验的指标：

1)交互式网络流的时延，网络数据包从进入运营商接入网到离开所经历的时间；

2)视频会话缓冲频率，视频观看过程中平均每分钟发生视频因缓冲而暂停播放的次数；

3)平均缓冲时间，平均每次视频因缓冲暂停播放持续的时间。

4)平均视频质量，一次视频播放过程中视频的平均分辨率。

图3演示了在8T个周期内一个视频会话的带宽调整过程，其中离散的带宽值分别B₀,B₁,B₂,B₃,B₄,B₅。通过在接入网出口连接视频流媒体服务器测量运营商接入网对用户体验的影响，使用播放器播放一段位于流媒体服务器上时间长度为D的视频，同时在播放器端测量视频缓冲次数X，总缓冲暂停时间s以及不同视频分辨率所占的时间比例，则视频会话缓冲频率为D/X，平均缓冲时间为s/X，平均分辨率即平均视频质量为各分辨率的加权平均。在接入网络中的设备上使用Ping测量(需要使用包修改工具将Ping发送的数据包头部的DSCP域修改为0x2E)到流媒体服务器的往返时延RTT，交互式网络流的时延为RTT/2。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于内容的接入网流调度***，其特征在于，该***包括：运营商为各用户提供的网关路由器、SDN集中式控制器以及位于运营商接入网中的SDN交换机；所述网关路由器根据内容类型对数据包进行分类，并进行标注；所述SDN集中式控制器通过控制协议依据网关路由器的分类在所述交换机的端口配置队列，并设置相应转发规则；所述SDN交换机根据SDN集中式控制器设置的转发规则对数据包进行转发。

2.根据权利要求1所述的基于内容的接入网流调度***，其特征在于，位于所述网关路由器处的代理服务器包括：

流量分类模块，用于对待转发的数据包进行深度检测，对数据包进行流量识别，确定数据包对应的内容类型得到分类后的数据包；在内容类型的确定过程中依据用户对不同类型的偏好以及不同应用的传输需求得到数据包的分类包括：交互式网络流、视频流与背景流量；

优先级分配模块，用于对流量进行分类后，将交互式网络流的数据包的IP头部的DSCP域标记为0x2E，再将其转发；将视频流数据包的IP头部的DSCP域标记为0x0E，再交由会话管理器进行处理；将背景流量数据包IP头部的DSCP域标记为0x00，再将其转发；

会话管理器，用于在数据包为视频流的情况，根据该视频流是否为已有视频流与所述SDN集中式控制器进行交互：对于已有视频流将其进行直接转发，对于新建视频流则先请求SDN集中式控制器为其创建会话将其加入所属视频会话，再将其进行转发。

3.根据权利要求2所述的基于内容的接入网流调度***，其特征在于，所述SDN集中式控制器将总带宽B分为两部分：B_o与B_v；使用带宽B_o创建优先级队列供交互式网络流与背景流量使用；B_v为视频流使用，所有为视频会话创建的最小带宽保证队列共享带宽B_v。

4.根据权利要求2或3所述的基于内容的接入网流调度***，其特征在于，所述SDN集中式控制器设置的转发规则为：所有IP头部DSCP域为0x2E的交互式网络流数据包通过高优先级队列转发；对于所有IP头部DSCP域为0x0E的视频流数据包通过为其分配的最小带宽保证队列进行转发；对于所有IP头部DSCP域为0x00的背景流量数据包通过低优先级队列进行转发。

5.根据权利要求2所述的基于内容的接入网流调度***，其特征在于，针对视频流，所述SDN集中式控制器包括：权限控制模块和请求处理模块，请求处理模块包括请求筛选单元、流管理单元和资源释放单元；

所述权限控制模块用于根据用户ID判断该用户的合法性以及数据请求是否已超过该用户的带宽限制，若是则向所述网关路由器的代理服务器发送创建失败的信息；否则通知所述请求处理模块为该用户ID新建视频会话；

所述请求筛选单元用于在新建视频会话时为该用户分配视频会话ID和预留最大带宽B_max，并将创建成功的消息与视频会话ID一起返回至所述网关路由器的代理服务器；

所述流管理单元用于在SDN集中式控制器接收到将某一视频流加入视频会话的请求后将该视频流加入视频会话，配置转发平面将此视频流通过分配的带宽转发；

资源释放单元，用于在SDN集中式控制器收到视频会话结束的请求后，将分配给相应视频会话ID的带宽资源进行释放。

6.根据权利要求5所述的基于内容的接入网流调度***，其特征在于，针对视频流业务，所述SDN集中式控制器还包括视频带宽动态调整模块，用于调整视频会话分配带宽，所述视频带宽调整模块包括速率估计单元和带宽调整单元，对于每一个视频会话，每隔时间T执行一次如下增量带宽调整步骤：

(1)设可分配的带宽为：{B₀,B₁,...,B_i,...,B_k}，其中，B_i＜B_j，且对于任意0＜i≤k满足ΔB＝B_i-B_i-1；

(2)速率估计单元读取交换机队列计数器，计算前一个周期内视频会话的平均速率R_T以及从会话开始至当前时刻的平均速率

(3)如果则带宽调整单元将分配给该视频会话的带宽值从B_i调整为B_i-1，并修改队列的带宽值为B_i-1，否则结束对此视频会话的带宽调整过程，其中β为带宽预留系数；

(4)假设已为该视频会话分配的带宽为B₀，则不做带宽调整，结束对此视频会话的带宽调整过程。

7.一种基于内容的接入网流调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)SDN集中式控制器在***初始化时通过控制协议在交换机所有端口配置优先级队列，并设置转发规则；

(2)运营商为各用户提供的网关路由器对待转发的数据包进行深度检测，对待转发的数据包进行深度检测，对数据包进行流量识别，确定数据包对应的内容类型得到分类后的数据包；在内容类型的确定过程中依据用户对不同类型的偏好以及不同应用的传输需求得到数据包的分类包括交互式网络流和视频流；

(3)若数据包内容为交互式网络流，则将该数据包的IP头部的DSCP域设置为0x2E，再将其转发；若数据包内容为视频流，则将该数据包的IP头部的DSCP域设置为0x0E，再将其将由网关路由器的会话管理器进行处理；若数据包内容为背景流量，则将该数据包的IP头部的DSCP域设置为0x00，再将其转发；

(4)若数据包内容为视频流，则会话管理器根据该视频流是否为已有视频流与所述SDN集中式控制器进行交互：对于已有视频流将其进行直接转发，对于新建视频流则先请求SDN集中式控制器为其创建视频会话将其加入所属视频会话，再将其进行转发；

(5)交换机根据SDN集中式控制器设置的转发规则对数据包进行转发。

8.根据权利要求7所述的基于内容的接入网流调度方法，其特征在于，步骤(4)中所述会话管理器向所述SDN集中式控制器发起新建视频会话的请求以及SDN集中式控制器创建视频会话包括以下步骤：

(1)所述网关路由器的代理服务器向SDN集中式控制器发起新建视频会话的请求，发送求请时附带用户ID；

(2)SDN集中式控制器接收到所述代理服务器发送的新建视频会话请求后，根据用户ID进行判断用户的合法性以及请求是否已超过该用户的带宽限制，若是则向代理服务器发送创建失败的信息；否则创建新的会话，分配视频会话ID和预留最大带宽B_max，在交换机上创建最小带宽保证队列，并将创建成功的消息与视频会话ID一起返回至所述代理服务器；

(3)若所述代理服务器收到创建失败的信息，则结束申请过程；若收到创建成功的消息，则获得为该新建视频分配的视频会话，用于视频流的转发。

9.根据权利要求8所述的基于内容的接入网流调度方法，其特征在于，对于新建视频流，将其加入所属视频会话的过程包括以下步骤：

(1)所述代理服务器将视频流的五元组信息以及该视频的视频会话ID一起发送至所述SDN集中式控制器，请求SDN集中式控制器将该视频流加入视频会话ID所对应的视频会话中；消息格式为(Session_ID，<srcIP,dstIP,srcPort,dstPort,proto>)，其中，Session_ID表示视频会话ID，srcIP表示数据源IP地址，dstIP表示目的IP地址，srcPort表示源端口号，dstPort表示目的端口号，proto表示传输层协议；

(2)所述SDN集中式控制器接收到视频流加入视频会话的请求后，则将该视频流加入视频会话，配置转发平面将此视频流通过为视频会话分配的最小带宽保证队列进行转发；

(3)转发平面以流<srcIP，dstIP，srcPort，dstPort，proto>的网络流转发规则通过为Session_ID分配的最小带宽保证队列将该视频流进行转发；

(4)视频会话结束后，所述代理服务器向SDN集中式控制器发送会话结束的请求，消息内容为Session_ID；

(5)SDN集中式控制器收到视频会话结束的请求后，将分配给Session_ID的带宽资源进行释放。

10.根据权利要求9所述的基于内容的接入网流调度方法，其特征在于，所述SDN集中式控制器动态调整为视频会话分配的带宽，每隔时间T执行一次如下带宽调整步骤：

(1)设可分配的带宽为：{B₀,B₁,...,B_i,...,B_k}，其中，B_i＜B_j，且对于任意0＜i≤k满足ΔB＝B_i-B_i-1；

(2)速率估计单元读取交换机队列计数器，计算前一个周期内视频会话的平均速率R_T以及从会话开始至当前时刻的平均速率

(3)如果则带宽调整单元将分配给该视频会话的带宽值从B_i调整为B_i-1，并修改最小带宽保证队列的带宽值为B_i-1，否则结束对此视频会话的带宽调整过程，其中β为带宽预留系数；

(4)若已为该视频会话分配的带宽为B₀，则不做带宽调整，结束对此视频会话的带宽调整过程。