CN108494707A - 一种基于sdn网络的弹性带宽管理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种基于SDN网络的弹性带宽管理方法及装置，包括：实时获取网络状态信息；根据流控评估标准和所述网络状态信息评估通过的普通数据，并根据评估结果生成相应的流控指令；根据所述流控指令计算路径并改写路由器流表。该方法借助OpenFlow技术在不改变传统的QoS管理效果的基础上降低了路由器的工作负载，并保证***的安全性。对***中承载的业务传输影响较小，采用此方法进行弹性带宽管理，业务体验更优良。能够在很大程度上提高***性能，具有较高的应用价值，对数据中心综合管理***所要操作的弹性带宽管理提供了一种新的弹性带宽管理方法。故可以大大对数据中心有效快速的管理，并保障业务***的稳定、可靠运行。

Description

一种基于SDN网络的弹性带宽管理方法及装置

技术领域

本发明涉及网络服务质量技术领域，特别是涉及一种基于SDN网络的弹性带宽管理方法及装置。

背景技术

随着数据中心综合管理***网络上音频、视频等多媒体资源的广泛传播，人们对于网络的性能提出了越来越高的要求。在此情况下，针对网络服务质量QoS，QualityofService的研究也越来越具有意义。但是在对网络进行QoS管理时，网络的庞大性、路由表的繁杂性以及对数据包进行选路控制时的算法的复杂性都会对路由器造成极大的工作负载，从而极易造成网络的崩溃。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于SDN网络的弹性带宽管理装置、方法及受控终端，能够有效降低路由器负载，提高网络可扩展性。

第一方面，提供一种基于SDN网络的弹性带宽管理方法，包括：

实时获取网络状态信息；

根据流控评估标准和所述网络状态信息评估通过的普通数据，并根据评估结果生成相应的流控指令；

根据所述流控指令计算路径并改写路由器流表。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

根据接收的资源预留请求和所述网络状态信息审核所述资源预留请求，并根据审核结果生成流控指令；

根据所述流控指令计算路径并预留所述路径；

将与所述资源预留请求IP相同的数据的标识符和所述路径写入路由器流表。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述实时获取网络状态信息包括：

实时从管理信息库中读取网络的瞬间数据；

将设定时间段内所述瞬间数据的平均值作为网络状态信息，并将所述网络状态信息存入数据库。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述根据流控评估标准和所述网络状态信息评估通过的普通数据，并根据评估结果生成相应的流控指令包括：

根据所述评估结果判断是否允许所述数据进入网络。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述根据所述流控指令计算路径并改写路由器流表包括：

解析所述流控指令并生成对路由器流表的控制指令；

根据所述控制指令改写所述路由器流表。

第二方面，提供一种基于SDN网络的弹性带宽管理装置，包括：

网络监测单元，配置用于实时获取网络状态信息；

流控评估单元，配置用于根据流控评估标准和所述网络状态信息评估通过的普通数据，并根据评估结果生成相应的流控指令；

指令执行单元，配置用于根据所述流控指令计算路径并改写路由器流表。

结合第二方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

请求审核单元，配置用于根据接收的资源预留请求和所述网络状态信息审核所述资源预留请求，并根据审核结果生成流控指令；

请求计算单元，配置用于根据所述流控指令计算路径并预留所述路径；

请求执行单元，配置用于将与所述资源预留请求IP相同的数据的标识符和所述路径写入路由器流表。

结合第二方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述网络监测单元包括：

数据读取子单元，配置用于实时从管理信息库中读取网络的瞬间数据；

数据平均子单元，配置用于将设定时间段内所述瞬间数据的平均值作为网络状态信息，并将所述网络状态信息存入数据库。

结合第二方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述流控评估单元包括：

入网判断子单元，配置用于根据所述评估结果判断是否允许所述数据进入网络。

结合第二方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述指令执行单元包括：

指令解析子单元，配置用于解析所述流控指令并生成对路由器流表的控制指令；

指令控制子单元，配置用于根据所述控制指令改写所述路由器流表。

第三方面，提供一种受控终端，包括：处理器；用于存储处理器的执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为第一方面或第一方面任一种可能的实现方式。

第四方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。

第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。

本发明的有益效果：

本方法一种基于SDN网络的弹性带宽管理方法的设计，基于OpenFlow的数据中心综合管理***的在复杂的网络中执行弹性带宽管理时，往往会给路由器带来巨大的负载。我们构建了弹性带宽管理***，该***借助OpenFlow技术在不改变传统的QoS管理效果的基础上降低了路由器的工作负载，并保证***的安全性。对***中承载的业务传输影响较小，采用此方法进行弹性带宽管理，业务体验更优良。能够在很大程度上提高***性能，具有较高的应用价值，对数据中心综合管理***所要操作的弹性带宽管理提供了一种新的弹性带宽管理方法。故可以大大对数据中心有效快速的管理，并保障业务***的稳定、可靠运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。

图1是本申请一个实施例的方法的示意性流程图。

图2是本申请一个实施例的方法的示意性流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。

本发明在SDN网络的架构下，设计基于OpenFlow弹性带宽管理***。

图1是本申请一个实施例的方法的示意性流程图。

如图1所示，该方法100包括：

步骤110，实时获取网络状态信息；

步骤120，根据流控评估标准和所述网络状态信息评估通过的普通数据，并根据评估结果生成相应的流控指令；

步骤130，根据所述流控指令计算路径并改写路由器流表。

可选地，作为本申请一个实施例，上述方法还包括：

步骤210，根据接收的资源预留请求和所述网络状态信息审核所述资源预留请求，并根据审核结果生成流控指令；

步骤220，根据所述流控指令计算路径并预留所述路径；

步骤230，将与所述资源预留请求IP相同的数据的标识符和所述路径写入路由器流表。

可选地，作为本申请一个实施例，所述实时获取网络状态信息包括：

实时从管理信息库中读取网络的瞬间数据；

将设定时间段内所述瞬间数据的平均值作为网络状态信息，并将所述网络状态信息存入数据库。

可选地，作为本申请一个实施例，所述根据流控评估标准和所述网络状态信息评估通过的普通数据，并根据评估结果生成相应的流控指令包括：

根据所述评估结果判断是否允许所述数据进入网络。

可选地，作为本申请一个实施例，所述根据所述流控指令计算路径并改写路由器流表包括：

解析所述流控指令并生成对路由器流表的控制指令；

根据所述控制指令改写所述路由器流表。

具体的，网络监测单元主要是采用SNMP协议来对网络进行主动测量，以方便功能单元通过网络状态信息来对网络实时情况进行评估。网络监测单元的数据读取子单元周期性的向网络设备中的MIB管理信息库中读取一些实时的数据，如延迟、带宽、抖动、丢包率等。网络监测单元的数据平均子单元将设定时间段内所述瞬间数据的平均值作为网络状态信息，并将所述网络状态信息存入数据库，由于数据读取子单元每次读取的都是该网络设备的瞬间值，因此需要设定间隔时间来取平均值。本***设定为5min，使用定时器进行时间控制，在定时器触发的响应函数中进行数据的采集。在数据采集计算后存入数据库的响应表格中。

当普通数据通过路由器时，路由器将告知流控评估单元，流控评估单元根据资源数据库中记录的网络状态信息和QoS评估标准来对数据进行综合判断，由入网判断子单元判断是否允许该数据流进入网络。如果允许该数据流进入网络，则生成相应的QoS指令流控指令，交由指令执行单元来计算路径并改写路由器流表。路由器在得到允许进入的指令之后根据流表对数据进行转发等相关操作。

当用户提出RSVP资源预留协议请求时，请求送达资请求审核单元，由其根据接收的资源预留请求和所述网络状态信息对其进行审核。若审核通过，将与所述资源预留请求IP相同的数据的标识符和生成的相应QoS指令流控指令交由请求计算单元来计算路径并进行预留在进行预留时，对预留路径的网络测量数据进行改写，加上预留信息以便后续判断操作，之后请求执行单元将标识符和其路径写入路由器流表。用户在得到允许预留的指令之后，发送拥有同一标识码的数据流。

指令执行单元主要包括指令解析子单元解析所述流控指令并生成对路由器流表的控制指令，指令控制子单元Controller通过OpenFlow协议和安全通道，控制器将根据生成的控制指令对所有的路由器的流表进行操作。这些操作主要是通过更改流表中的头域、操作等相关部分以便对网络中的数据流进行统一控制该部分主要利用OpenFlow技术来实现已生成的QoS指令流控指令。

这样，路由器本身将不再拥有数据流的选路等功能，而只负责根据更改后的流表对数据流进行转发，从而降低了负载。

所述方法可以让优先级高的数据将得到更好的网络服务质量，很好地实现了区分服务模型，对优先级高的服务提供了更好的服务质量保证。例如，从PC1向PC2传输数据流A、B，其中A的优先级＞B的优先级，所述方法可以把80％的带宽保留给数据流A，丢包率可以降低75％。

所述方法可以由效降低路由器的负载，例如PC1向PC2传输数据流并提出资源预留请求，需要带宽为10Mbit/s。然后将R2到R4的链路设置为瓶颈路线，带宽为5Mbit/s，其余线路带宽均为20Mbit/s。其他PC随机发送数据。使用SNMP监控R1的CPU利用率来验证路由器的工作负载。

本***在提供有效的RSVP服务的同时降低了路由的工作负载。路由器R1的工作负载降低了14％左右，在网络情况复杂的时候，效果会更明显。在复杂的网络中执行弹性带宽管理时，往往会给路由器带来巨大的负载。通过构建了弹性带宽管理***，该***借助OpenFlow技术在不改变传统的QoS管理效果的基础上降低了路由器的工作负载，并保证***的安全性。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于SDN网络的弹性带宽管理方法，其特征在于，所述方法包括：

实时获取网络状态信息；

根据流控评估标准和所述网络状态信息评估通过的普通数据，并根据评估结果生成相应的流控指令；

根据所述流控指令计算路径并改写路由器流表。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据接收的资源预留请求和所述网络状态信息审核所述资源预留请求，并根据审核结果生成流控指令；

根据所述流控指令计算路径并预留所述路径；

将与所述资源预留请求IP相同的数据的标识符和所述路径写入路由器流表。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时获取网络状态信息包括：

实时从管理信息库中读取网络的瞬间数据；

将设定时间段内所述瞬间数据的平均值作为网络状态信息，并将所述网络状态信息存入数据库。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据流控评估标准和所述网络状态信息评估通过的普通数据，并根据评估结果生成相应的流控指令还包括：

根据所述评估结果判断是否允许所述数据进入网络。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述流控指令计算路径并改写路由器流表包括：

解析所述流控指令并生成对路由器流表的控制指令；

根据所述控制指令改写所述路由器流表。

6.一种基于SDN网络的弹性带宽管理装置，其特征在于，所述装置包括：

网络监测单元，配置用于实时获取网络状态信息；

流控评估单元，配置用于根据流控评估标准和所述网络状态信息评估通过的普通数据，并根据评估结果生成相应的流控指令；

指令执行单元，配置用于根据所述流控指令计算路径并改写路由器流表。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述装置还包括：

请求审核单元，配置用于根据接收的资源预留请求和所述网络状态信息审核所述资源预留请求，并根据审核结果生成流控指令；

请求计算单元，配置用于根据所述流控指令计算路径并预留所述路径；

请求执行单元，配置用于将与所述资源预留请求IP相同的数据的标识符和所述路径写入路由器流表。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述网络监测单元包括：

数据读取子单元，配置用于实时从管理信息库中读取网络的瞬间数据；

数据平均子单元，配置用于将设定时间段内所述瞬间数据的平均值作为网络状态信息，并将所述网络状态信息存入数据库。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述流控评估单元包括：

入网判断子单元，配置用于根据所述评估结果判断是否允许所述数据进入网络。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述指令执行单元包括：

指令解析子单元，配置用于解析所述流控指令并生成对路由器流表的控制指令；

指令控制子单元，配置用于根据所述控制指令改写所述路由器流表。