CN106506395A - 一种业务流调度方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种业务流调度方法及装置，属于通信技术领域。该方法的具体实现方式为，按照设定的周期时间获取各被标识为普通流的业务流的流量值，并根据用户设定的大象流判定条件对各业务流进行判定，若存在业务流满足该判定条件，则将该业务流标识为大象流，然后根据设定的调度规则对该大象流进行调度处理。该种业务流调度方法能够将大象流及时地调度到当前最优的出口链路，充分利用网络的出口带宽，提高业务流的传输效率。

Description

一种业务流调度方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种业务流调度方法及装置。

背景技术

随着各个企业以及数据中心的发展，企业在不同的城市都建立了的分支机构，更接近用户各大企业也都会在不同城市部署数据中心。而这些分支机构以及数据中心之间的通信需求就会越来越多，它们之间的流量也多种多样。在传统网络或者SDN网络中发现，少量的大象流消耗了大部分的网络带宽，数量上只有10％，交互性强的老鼠流在数量上占到90％以上，但流量上却不足10％。

基于OpenFlow实现的SDN，交换设备的数据转发和控制层是分离的，经过OpenFlow的每个新的数据流都必须经过控制器来做出转发决定，在控制器中可以对这些流按照预设的规则进行检查，然后由控制器制定数据流的传输路径以及流的处理策略，从而更好的控制网络。由此基于OpenFlow的SDN网络目前正在被广泛的应用于各个数据中心中。

企业的分支机构之间或者数据中心之间存在着不同种类的流量。通常情况下，企业会在各个出口路由上配置负载分担链路，将各种流量均衡的静态的部署到每个分支机构的出口链路上。但是，分支机构或者数据中心之间的流量不是恒定不变的。网络运行过程中，一些业务流可能存在长时间大流量传输的需求，比如定期数据备份业务可能持续数小时、流量达到每秒数十兆比特。这类业务流传输通常发生在点到点的终端之间，采用交换芯片中传统的ECMP负载均衡机制已很难将其均衡分担到多个出口。目前，如何对业务流进行智能调度以充分利用网络出口带宽、提高业务流传输效率是业界亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种业务流调度方法及装置，以改善上述问题。

本发明实施例提供一种业务流调度方法，应用于软件定义网络SDN控制器，该方法包括：

按照设定的周期时间从交换机中获取当前标识为普通流的各个业务流所对应的流表项，以根据该流表项中所记载的流量统计信息获取各个业务流的流量值；

判断是否存在在第一时间长度内连续获取到的流量值都大于第一门限阈值的业务流，若存在，则将该业务流标识为大象流；

根据当前各出口链路的剩余带宽对被标识为大象流的业务流进行调度。

本发明另一实施例提供一种业务流调度装置，运用于软件定义网络SDN控制器，该装置包括：

流量值获取模块，用于按照设定的周期时间从所述交换机中获取当前标识为普通流的各个业务流所对应的流表项，以根据该流表项中所记载的流量统计信息获取各个业务流的流量值；

流类别标识模块，用于判断是否存在在第一时间长度内连续获取到的流量值都大于第一门限阈值的业务流，若存在，则将该业务流标识为大象流；

业务流调度模块，用于根据当前各出口链路的剩余带宽对被标识为大象流的业务流进行调度。

本发明实施例提供的业务流调度方法及装置，按照设定的周期时间确定各被标识为普通流的业务流的流量值，并根据用户设定的大象流判定条件对各业务流进行判定，若存在业务流满足该判定条件，则将该业务流标识为大象流，然后根据设定的调度规则对该大象流进行调度处理。该种业务流调度方法能够将大象流及时的调度到当前最优的出口链路，充分利用网络的出口带宽，提高业务流的传输效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种业务流调度方法的应用场景示意图；

图2为本发明实施例提供的一种SDN控制器设备的方框示意图；

图3为本发明实施例提供的一种业务流调度方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的某企业两个分支机构间的出口链路配置示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种业务流调度方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的业务流调度装置的功能模块框图。

图标：100-SDN控制器设备；200-交换机；110-处理器；120-存储器；130-外设接口；140-业务流调度装置；1402-第一接收模块；1404-第二接收模块；1406-流量值获取模块；1408-流类别标识模块；1410-业务流调度模块；1412-剩余带宽计算模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，是本发明实施例提供的一种业务流调度方法的应用场景图。如图所示，软件定义网络(Software Defined Network，简称SDN)中的SDN控制器设备100与交换机200通过网络通信连接，实现对该交换机200的数据转发控制。其中，所述SDN控制器设备100可以是，但不限于，网络服务器、数据库服务器等。所述交换机200可以是专用的OpenFlow交换机，或者是支持OpenFlow的其他交换机。

请参阅图2，是图1所示的SDN控制器设备100的方框示意图。该SDN控制器设备100包括处理器110、存储器120、外设接口130以及业务流调度装置140。

所述处理器110、存储器120和外设接口130之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。所述业务流调度装置140包括至少一个可以软件或固件的形式存储于所述存储器120中或固化在所述SDN控制器设备100的操作***中的软件功能模块。所述处理器110用于执行存储器120中存储的可执行模块，例如所述业务流调度装置140包括的软件功能模块或计算机程序。所述外设接口130将所述交换机200耦合至处理器110。在一些实施例中，外设接口130和处理器110可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，它们可以分别由独立的芯片实现。

请参阅图3，是本发明实施例提供的一种业务流调度方法的流程图。所应说明的是，本发明提供的方法不以图3及以下所述的具体顺序为限制。下面将对图3所示的各步骤进行详细阐述。

步骤S101，接收用户设定的配置信息。

本实施例中，所述SDN控制器设备100中的业务流调度装置140提供有用户配置接口，例如人机交互界面。用户可通过该配置接口输入预先设定的配置信息。

该配置信息包括两种，分别为第一配置信息、第二配置信息。其中，第一配置信息包括用于判别大象流的第一门限阈值、用于判别普通流的第二门限阈值以及第一时间长度和第二时间长度。通常地，所述第一门限阈值大于第二门限阈值。可以理解的是，在其他实施例中，第一门限阈值和第二门限阈值两者也可以相等。同时本发明实施例提供业务流配置，业务流配置根据报文内容使用包括但不限于下列字段的组合进行配置，这些字段包括：入端口、VLAN、IP、MAC，TCP/UDP端口等。

所述第二配置信息包括从IP源地址至IP目的地址的各出口链路，以及各出口链路的总带宽。举例性地，如图4所示，以分别位于某企业两个分支机构S1和S2的交换机200为例，用户可通过所述业务流调度装置140提供的所述用户配置接口配置由分支结构S1的交换机200向分支机构S2的交换机200转发数据的出口链路包括三条，分别为L1、L2及L3，其中，出口链路L1的总带宽为100兆，出口链路L2的总带宽为200兆，出口链路L3的总带宽为300兆。

当然，可以理解的是，在其他实施例中，所述配置信息不限制于由用户进行预先设定，比如，还可以采用***默认值，或者是***根据预定的算法进行学习分析而得到的统计数值。

步骤S103，按照设定的周期时间从所述交换机200中获取当前标识为普通流的各个业务流所对应的流表项，以根据该流表项中所记载的流量统计信息获取各个业务流的流量值。

基于OpenFlow的SDN网络中，交换机200按照其内部存储的流表(Flowtable)进行数据的转发。所述流表的生成、维护及下发由所述SDN控制器设备100中的业务流调度装置140实现。每个流表包括多个流表项，每一个流表项代表一种数据包转发规则。更为具体地，所述流表项由三部分构成—头域、计数器以及操作。其中，“头域”为十元组，进入交换机200的数据包根据该“头域”查找到转发的目的端口后进行转发；“计数器”用于统计业务流的流量，即统计数据包或字节的数目；“操作”标明了与该流表项匹配的数据包所应执行的操作，包括转发到控制器、转发到目的端口或丢弃等。

本实施例中，初始时，将各出口链路上传输的业务流均默认为普通流。而后，所述SDN控制器设备100中的业务流调度装置140每间隔设定的周期时间(如500毫秒、1秒或3秒等)从所述交换机200中获取一次当前标识为普通流的各个业务流所对应的流表项，以根据该流表项中的计数器所统计的流量信息确定相应业务流的流量值。

步骤S105，判断是否存在业务流，在所述第一时间长度内连续获取到的该业务流的流量值都大于第一门限阈值，若存在，则执行步骤S107。

步骤S107，将该业务流标识为大象流。

需要说明的是，本实施例中，连续获取到是指在设定的第一时间长度内，例如第一时间长度为设定周期时间的N倍，按照设定周期时间获取业务流的流量值，在连续的N个周期内该业务流的流量值都大于第一门限阈值，则将该业务流标识为大象流。

步骤S109，根据当前各出口链路的剩余带宽对被标识为大象流的业务流进行调度。

本实施例中，在对大象流进行调度前，需要预先计算出各出口链路的剩余带宽。具体的计算方式可以是，业务流调度装置140周期性的监测每条出口链路当前流量的平均值，分别将每条出口链路的总带宽减去监测得到的该出口链路对应的当前流量的平均值即得到该出口链路的剩余带宽。举例性地，再次以图4所示的三条出口链路为例，假设监测得出链路L1当前流量的平均值为30兆，则链路L1的剩余带宽为100兆减去30兆，即为70兆。

计算出各出口链路的剩余带宽后，获取该被标识为大象流的业务流当前所在的出口链路，判断该出口链路的剩余带宽比例是否大于预设比例。其中，剩余带宽比例是指剩余带宽占总带宽的百分比，比如，上述出口链路的总带宽为100兆，剩余带宽为70兆，则剩余带宽比例为70％。所述预设比例为预先设定的百分比值，可由用户设定，也可以是***默认或经算法分析后得到的经验值。

如果大象流当前所在出口链路的剩余带宽比例大于预设比例，则将该大象流保持在当前所在的出口链路传输，不进行调度处理。

如果大象流当前所在出口链路的剩余带宽比例小于或等于所述预设比例，则将该业务流调度至剩余带宽大于或等于该业务流当前速率的指定倍数的出口链路。所述指定倍数可以是，但不限于，1.5倍。

具体的调度方式为，将计算出的所述其它各出口链路的剩余带宽按照从小到大的顺序依次与该大象流的当前速率进行比较，当出现第一个满足剩余带宽大于或等于当前速率的指定倍数的出口链路时，则将该大象流调度至该出口链路。

可以理解的是，当所有所述其它各出口链路中不存在满足剩余带宽大于或等于当前速率的指定倍数的出口链路时，则将该业务流保持在当前所在的出口链路，或者将该业务流调度至所有出口链路中剩余带宽最大的出口链路。

需要说明的是，若所述业务流调度装置140在一次检测过程中，确定多个业务流为大象流，则该多个大象流的调度可按照一定的顺序进行，例如根据被标识为大象流的先后顺序或者根据每个大象流的流量值的大小顺序等。

请参阅图5，是本发明实施例提供的另一种业务流调度方法的流程图。与图3所示的方法不同的是，本实施例提供的方法还包括：

步骤S201，该步骤于图3中所示的步骤S109后执行，该步骤为在所述业务流被标识为大象流后，按照设定的周期时间从所述交换机200中获取该业务流所对应的流表项，以获取其流量值。

步骤S203，判断在所述第二时间长度内连续获取到的该业务流的流量值是否都小于第二门限阈值，若是，则执行步骤S205。

以及步骤S205，将该业务流重新标识为普通流后恢复到调度前的原出口链路进行传输。

容易理解地，仍以图4所示的链路为例，假设一业务流初始所在的出口链路为L2，在其被标识为大象流后，被调度至出口链路L3进行传输。而后，经业务流调度装置140的判断，其又被重新标识为普通流，此时，该业务流应恢复到原出口链路L2继续传输。当然，如果该业务流被标识为大象流后，按照上述的调度规则进行调度后，仍保持在L2，则重新被标识为普通流后，其出口链路固然也不再需要改变。

请参阅图6，是本发明实施例提供的一种业务流调度装置140的功能模块框图。该业务流调度装置140包括第一接收模块1402、第二接收模块1404、流量值获取模块1406、流类别标识模块1408、业务流调度模块1410以及剩余带宽计算模块1412。下面将对各功能模块进行详细阐述。

所述第一接收模块1402，用于接收用户设定的第一配置信息。

所述第二接收模块1404，用于接收用户设定的第二配置信息。

所述流量值获取模块1406，用于按照设定的周期时间从所述交换机200中获取当前标识为普通流的各个业务流所对应的流表项，以根据该流表项中所记载的流量统计信息获取各个业务流的流量值，以及用于在所述业务流被标识为大象流后，按照设定的周期时间从所述交换机200中获取该业务流所对应的流表项，以获取其流量值。

所述流类别标识模块1408，用于判断是否存在一业务流，在第一时间长度内连续获取到的该业务流的流量值都大于第一门限阈值，若存在，则将该业务流标识为大象流，以及用于当业务流被标识为大象流后，若在第二时间长度内连续获取到的该大象流的流量值都小于第二门限阈值时，将该业务流重新标识为普通流。

所述业务流调度模块1410，用于根据当前各出口链路的剩余带宽对被标识为大象流的业务流进行调度。

所述剩余带宽计算模块1412，用于周期性的监测每条出口链路当前流量的平均值，分别将每条出口链路的总带宽减去监测得到的该出口链路对应的当前流量的平均值即得到该出口链路的剩余带宽。

本实施例中各功能模块的具体操作方法可参照上述方法实施例中相应步骤的详细描述，为简便起见，在此不再一一阐述。

本发明实施例提供的业务流调度方法及装置，按照设定的周期时间获取各被标识为普通流的业务流的流量值，并根据用户设定的大象流判定条件对各业务流进行判定，若存在业务流满足该判定条件，则将该业务流标识为大象流，然后根据设定的调度规则对该大象流进行调度处理。更进一步地，在业务流被标识为大象流后，继续按照设定的周期时间获取各被标识为大象流的业务流的流量值，并根据用户设定的普通流判定条件对各业务流进行判定，若存在业务流满足该判定条件，则将该业务流再重新标识为普通流，并将其恢复到调度前的原出口链路。该种业务流调度方法能够将大象流及时的调度到当前最优的出口链路，充分利用网络的出口带宽，提高业务流的传输效率。而当大象流恢复为普通流后，再将其重新调度回原出口链路，进而实现业务流调度的动态优化。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种业务流调度方法，应用于软件定义网络SDN控制器，其特征在于，该方法包括：

按照设定的周期时间从交换机中获取当前标识为普通流的各个业务流所对应的流表项，以根据该流表项中所记载的流量统计信息获取各个业务流的流量值；

判断是否存在在第一时间长度内连续获取到的流量值都大于第一门限阈值的业务流，若存在，则将该业务流标识为大象流；

根据当前各出口链路的剩余带宽对被标识为大象流的业务流进行调度。

2.根据权利要求1所述的业务流调度方法，其特征在于，所述根据当前各出口链路的剩余带宽对被标识为大象流的业务流进行调度的步骤包括：

获取该被标识为大象流的业务流当前所在的出口链路，判断该出口链路的剩余带宽比例是否大于预设比例；

若是，将该业务流保持在当前所在的出口链路；

若否，计算其它各出口链路的剩余带宽，将该业务流调度至剩余带宽大于或等于该业务流当前速率的指定倍数的出口链路。

3.根据权利要求2所述的业务流调度方法，其特征在于，将该业务流调度至剩余带宽大于或等于该业务流当前速率的指定倍数的出口链路的步骤包括：

将计算出的所述其它各出口链路的剩余带宽按照从小到大的顺序依次与该业务流的当前速率进行比较；

当出现第一个满足剩余带宽大于或等于当前速率的指定倍数的出口链路时，则将该业务流调度至该出口链路。

4.根据权利要求3所述的业务流调度方法，其特征在于，该方法包括：

当所有所述其它各出口链路中不存在满足剩余带宽大于或等于当前速率的指定倍数的出口链路时，则将该业务流保持在当前所在的出口链路，或者将该业务流调度至所有出口链路中剩余带宽最大的出口链路。

5.根据权利要求1所述的业务流调度方法，其特征在于，各出口链路的剩余带宽的计算方式包括：

周期性的监测每条出口链路当前流量的平均值，分别将每条出口链路的总带宽减去监测得到的该出口链路对应的当前流量的平均值即得到该出口链路的剩余带宽。

6.根据权利要求1所述的业务流调度方法，其特征在于，该方法还包括：

在所述业务流被标识为大象流后，按照设定的周期时间从所述交换机中获取该业务流所对应的流表项，以获取其流量值，当在第二时间长度内连续获取到的该业务流的流量值都小于第二门限阈值时，将该业务流重新标识为普通流并恢复到调度前的原出口链路进行传输。

7.根据权利要求6所述的业务流调度方法，其特征在于，该方法在确定各业务流的流量值的步骤之前还包括：

接收用户设定的第一配置信息，该第一配置信息包括所述第一门限阈值、第一时间长度、第二门限阈值以及第二时间长度。

8.根据权利要求1所述的业务流调度方法，其特征在于，该方法在确定各业务流的流量值的步骤之前还包括：

接收用户设定的第二配置信息，该第二配置信息包括业务流经过的各出口链路，以及各出口链路的总带宽。

9.一种业务流调度装置，运用于软件定义网络SDN控制器，其特征在于，该装置包括：

流量值获取模块，用于按照设定的周期时间从交换机中获取当前标识为普通流的各个业务流所对应的流表项，以根据该流表项中所记载的流量统计信息获取各个业务流的流量值；

流类别标识模块，用于判断是否存在在第一时间长度内连续获取到的流量值都大于第一门限阈值的业务流，若存在，则将该业务流标识为大象流；

业务流调度模块，用于根据当前各出口链路的剩余带宽对被标识为大象流的业务流进行调度。

10.根据权利要求9所述的业务流调度装置，其特征在于，所述业务流调度模块根据当前各出口链路的剩余带宽对被标识为大象流的业务流进行调度的方式包括：

获取该被标识为大象流的业务流当前所在的出口链路，判断该出口链路的剩余带宽比例是否大于预设比例；

若是，将该业务流保持在当前所在的出口链路；

若否，计算其它各出口链路的剩余带宽，将该业务流调度至剩余带宽大于或等于该业务流当前速率的指定倍数的出口链路。

11.根据权利要求10所述的业务流调度装置，其特征在于，所述业务流调度模块将该业务流调度至剩余带宽大于或等于该业务流当前速率的指定倍数的出口链路的方式包括：

将计算出的所述其它各出口链路的剩余带宽按照从小到大的顺序依次与该业务流的当前速率进行比较；

当出现第一个满足剩余带宽大于或等于当前速率的指定倍数的出口链路时，则将该业务流调度至该出口链路。

12.根据权利要求11所述的业务流调度装置，其特征在于，所述业务流调度模块还用于当所有所述其它各出口链路中不存在满足剩余带宽大于或等于当前速率的指定倍数的出口链路时，将该业务流保持在当前所在的出口链路，或者将该业务流调度至所有出口链路中剩余带宽最大的出口链路。

13.根据权利要求9所述的业务流调度装置，其特征在于，该装置还包括：

剩余带宽计算模块，用于周期性的监测每条出口链路当前流量的平均值，分别将每条出口链路的总带宽减去监测得到的该出口链路对应的当前流量的平均值即得到该出口链路的剩余带宽。

14.根据权利要求9所述的业务流调度装置，其特征在于，所述流量值获取模块还用于在所述业务流被标识为大象流后，按照设定的周期时间从所述交换机中获取该业务流所对应的流表项，以获取其流量值；

所述流类别标识模块还用于，当在第二时间长度内连续获取到的该业务流的流量值都小于第二门限阈值时，将该业务流重新标识为普通流；

所述业务流调度模块还用于，将该被重新标识为普通流的业务流调度回原出口链路进行传输。

15.根据权利要求14所述的业务流调度装置，其特征在于，该装置还包括：

第一接收模块，用于接收用户设定的第一配置信息，该第一配置信息包括所述第一门限阈值、第一时间长度、第二门限阈值以及第二时间长度。

16.根据权利要求9所述的业务流调度装置，其特征在于，该装置还包括：

第二接收模块，用于接收用户设定的第二配置信息，该第二配置信息包括业务流经过的各出口链路，以及各出口链路的总带宽。