CN110351204A - 云数据中心网络资源动态分配的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种云数据中心网络资源动态分配的方法及***。其中，方法包括：通过云数据中心的网络资源编排模块接收用户的网络服务需求，根据网络服务需求获得若干条服务链，并将各服务链发送给网络设备控制模块；利用网络设备控制模块对接收到的各服务链进行解释，以获得与各服务链中的各网络节点一一对应的控制流表，并将各控制流表发送给对应的网络节点；其中，控制流表中包含网络服务需求；利用网络节点根据控制流表进行数据的转发，实现资源的动态分配。本发明利用网络编排模块获取相应的服务链，利用网络设备控制模块根据服务链获得控制流表，将控制流表提前下发给网络节点，根据下发的控制流表进行数据的转发，实现网络资源的动态分配。

Description

云数据中心网络资源动态分配的方法及***

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种云数据中心网络资源动态分配的 方法及***。

背景技术

云计算通过虚拟化技术，实现计算、存储、网络等物理资源池化，为用户 提供按需资源服务。当前云数据中心的网络方案由IaaS(Infrastructure as a Service，基础设施)平台的网络组件通过北向接口为用户提供资源编排，通过 插件方式直接集成OVS和物理交换机，具备二层网络、IP地址管理、三层路由、 VPN、防火墙等服务能力，来为用户提供网络虚拟化服务，允许租户创建和管 理虚拟网络。

然而，现有技术的数据中心网络的扩展性不好，不能满足虚拟化环境的动 态特性，并且对网络资源的控制能力有一定限制。在大规模、高密度、多租户 云环境中，集成的网络节点数量将增多，且设备型号可能不同，网络组件集成 的插件会越来越多，导致IaaS平台变得异常复杂及庞大，不能实现网络资源动 态的分配。

发明内容

本发明实施例提供一种云数据中心网络资源动态分配的方法及***，用以 解决现有技术中数据中心网络资源不能实现动态分配的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种云数据中心网络资源动态分配的方法， 包括如下步骤：

通过云数据中心的网络资源编排模块接收用户的网络服务需求，根据所述 网络服务需求获得若干条服务链，并将各所述服务链发送给网络设备控制模块；

利用所述网络设备控制模块对接收到的各所述服务链进行解释，以获得与 各所述服务链中的各网络节点一一对应的控制流表，并将各所述控制流表发送 给对应的网络节点；其中，所述控制流表中包含有所述网络服务需求；

利用所述网络节点根据所述控制流表进行数据的转发，实现资源的动态分 配。

可选的，所述网络服务需求包括网络服务质量、目标通信对象以及待发送 数据的标识信息。

可选的，所述根据所述网络服务需求获得若干条服务链，具体包括：

根据所述目标通信对象确定若干条服务链，各所述服务链满足所述网络服 务质量的要求。

可选的，所述利用所述网络设备控制模块对接收到的各所述服务链进行解 释，以获得与各所述服务链中的各网络节点一一对应的控制流表，具体包括：

利用所述网络设备控制模块对接收到的各所述服务链进行解释，获得各所 述服务链中的各网络节点信息以及与各网络节点通信连接的邻居网络节点信 息；

根据各所述网络节点信息以及与各网络节点通信连接的邻居网络节点信息 生成与各所述网络节点对应的控制流表；其中所述控制流表中包含所述待发送 数据的标识信息。

可选的，所述利用所述网络节点根据所述控制流表进行数据的转发，具体 包括：

利用网络节点接收当前发送数据以及与所述当前发送数据对应的报文，并 从所述报文中获取当前发送数据的标识信息；

查找所述网络节点的控制流表，获取控制流表中的所述待发送数据的标识 信息；

将所述当前发送数据的标识信息与所述待发送数据的标识信息进行匹配； 若匹配成功，则根据控制流表中的邻居网络节点信息对所述当前发送数据和所 述报文进行转发；若匹配失败，则利用网络节点将所述当前发送数据及所述报 文发送给所述网络设备控制模块。

可选的，在所述利用网络节点将所述报文发送给所述网络设备控制模块后， 所述方法还包括：

利用网络设备控制模块查找网络设备控制模块中是否存有与所述报文中的 当前发送数据的标识信息匹配的控制流表，若查找到与所述报文中的当前发送 数据的标识信息匹配的控制流表，则将所述当前发送数据、所述报文以及所述 控制流表下发给对应的网络节点；若未查找到与所述报文中的当前发送数据的 标识信息匹配的控制流表，则丢弃所述当前发送数据以及所述报文。

可选的，所述网络服务质量包括以下一种或几种：带宽、延时、抖动和丢 包率。

第二方面，本发明实施例提供一种云数据中心网络资源动态分配的***， 包括：

网络资源编排模块，用于接收用户的网络服务需求，根据所述网络服务需 求获得若干条服务链，并将各所述服务链发送给所述网络设备控制模块；

网络设备控制模块，用于接收所述网络资源编排模块发送的各所述服务链， 并对接收的各所述服务链进行解释，以获得与各所述服务链中的各网络节点一 一对应的控制流表，并将各所述控制流表发送给对应的网络节点；其中，所述 控制流表中包含有所述网络服务需求；

网络节点，用于根据所述控制流表进行数据的转发，实现资源的动态分配。

可选的，所述网络服务需求包括网络服务质量、目标通信对象以及待发送 数据的标识信息。

可选的，所述网络资源编排模块，具体用于根据所述目标通信对象确定若 干条服务链，各所述服务链满足所述网络服务质量的要求。

可选的，所述网络设备控制模块，具体用于对接收到的各所述服务链进行 解释，获得各所述服务链中的各网络节点信息以及与各网络节点通信连接的邻 居网络节点信息；

所述网络设备控制模块，还用于根据各所述网络节点信息以及与各网络节 点通信连接的邻居网络节点信息生成与各所述网络节点对应的控制流表；其中 所述控制流表中包含所述待发送数据的标识信息。

可选的，所述网络节点，具体用于接收当前发送数据以及与当前发送数据 对应的报文，并从所述报文中获取当前发送数据的标识信息；

查找所述网络节点的控制流表，获取控制流表中的所述待发送数据的标识 信息；

将所述当前发送数据的标识信息与所述待发送数据的标识信息进行匹配； 若匹配成功，则根据控制流表中的邻居网络节点信息对所述当前发送数据和所 述报文进行转发；若匹配失败，则利用网络节点将所述当前发送数据及所述报 文发送给所述网络设备控制模块。

可选的，所述网络设备控制模块还用于：接收所述网络节点发送的报文， 查找网络设备控制模块的存储文件中是否存有与所述报文中的当前发送数据的 标识信息匹配的控制流表，若查找到与所述报文中的当前发送数据的标识信息 匹配的控制流表，则将所述当前发送数据、所述报文以及所述控制流表下发给 对应的网络节点；若未查找到与所述报文中的当前发送数据的标识信息匹配的 控制流表，则丢弃所述当前发送数据以及所述报文。

本发明实施例中通过利用网络资源编排模块根据用户的网络服务需求来动 态的获取相应的服务链，然后利用网络设备控制模块对服务链进行解释获得控 制流表，并将控制流表提前下发给网络节点，这样，在利用网络节点进行数据 转发时，就能够根据预先下发的控制流表来进行数据的转发，实现网络资源的 动态分配。由此解决了现有的数据转发时，不能根据用户需求动态分配相应的 网络节点，无法实现资源动态分配的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术 手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、 特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领 域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并 不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的 部件。在附图中：

图1为本发明第一实施例中云数据中心网络资源动态分配的方法的流程图；

图2为本发明第三实施例中云数据中心网络资源动态分配的***的结构框 图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了 本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被 这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本 公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明第一实施例提供一种云数据中心网络资源动态分配的方法，如图1所 示，包括以下具体步骤：

步骤S101，通过云数据中心的网络资源编排模块接收用户的网络服务需求， 根据所述网络服务需求获得若干条服务链，并将各所述服务链发送给云数据中 心的网络设备控制模块；

本步骤中网络资源编排模块接收用户的网络服务需求，具体方法是：用户 通过网络资源编排模块提供的接口来定义所需要的网络服务需求，然后将网络 服务需求保存在网络资源编排模块的数据库中。其中，网络服务需求包括网络 服务质量、目标通信对象以及待发送数据的标识信息。具体的网络服务质量包 括以下一种或几种：带宽、延时、抖动和丢包率。

其中，服务链包括入口网络节点和出口网络节点以及若干中间网络节点。 数据进入服务链以后，可以按照服务链中网络节点的顺序穿过各个网络节点， 完成数据转发。

步骤S102，利用所述网络设备控制模块对接收到的各所述服务链进行解释， 以获得与各所述服务链中的各网络节点一一对应的控制流表，并将各所述控制 流表发送给对应的网络节点；其中，所述控制流表中包含有所述网络服务需求；

本步骤在具体实施例过程中，网络设备控制模块具体可以为SDN控制器， SDN控制器通过OpenFlow协议、OVSDB协议等多种协议实现对网络的集中式 管理，并以插件方式集成到网络资源编排模块。

步骤S103，利用所述网络节点根据所述控制流表进行数据的转发，实现资 源的动态分配。

本发明实施例中通过利用网络资源编排模块根据用户的网络服务需求来动 态的获取相应的服务链，然后利用网络设备控制模块对服务链进行解释获得控 制流表，并将控制流表提前下发给网络节点。这样，在利用网络节点进行数据 转发时，就能够根据预先下发的控制流表来进行数据的转发，实现网络资源的 动态分配。由此解决了现有技术中，在数据转发时，不能根据用户需求动态分 配相应的网络节点，只能是单一的进行数据的发送，造成某些网络节点任务过 重的问题，无法实现资源的动态分配。

本发明第二实施例提供一种云数据中心网络资源动态分配的方法，包括如 下步骤：

步骤一，通过云数据中心的网络资源编排模块接收用户的网络服务需求， 根据所述网络服务需求获得若干条服务链，并将各所述服务链发送给云数据中 心的网络设备控制模块；

在本步骤中，根据所述网络服务需求获得若干条服务链，具体包括：根据 所述目标通信对象确定若干条服务链，各所述服务链满足所述网络服务质量的 要求。

例如用户A通过网络资源编排模块提供的接口定义网络服务需求，具体的 网络服务需求包括用户A要和目标通信对象B进行通信，通信时的带宽要求不 小于5Mbps。那么网络资源编排模块就根据带宽的要求，从能与B进行通信的 服务链中筛选出带宽不小于5Mbps的服务链，然后将服务链发送给网络设备控 制模块。本实施在中，带宽以及带宽的参数只是网络服务质量中的一种，在具 体实施过程中，用户可以根据实际需求进行调整，来确定相应的网络服务质量 以及具体的参数。

步骤二，利用所述网络设备控制模块对接收到的各所述服务链进行解释， 以获得各所述服务链中的各网络节点信息以及与各网络节点通信连接的邻居网 络节点信息；根据各所述网络节点信息以及与各网络节点通信连接的邻居网络 节点信息生成与各所述网络节点对应的控制流表；将所述控制流表发送给对应 的网络节点；其中所述控制流表中包含所述待发送数据的标识信息。

步骤三，利用网络节点接收当前发送数据以及与所述当前发送数据对应的 报文，并从所述报文中获取当前发送数据的标识信息；

查找所述网络节点的控制流表，获取控制流表中的所述待发送数据的标识 信息；

将所述当前发送数据的标识信息与所述待发送数据的标识信息进行匹配； 若匹配成功，则根据控制流表中的邻居网络节点信息对所述当前发送数据和所 述报文进行转发；若匹配失败，则利用网络节点将所述当前发送数据及所述报 文发送给所述网络设备控制模块。

在本步骤中，利用网络节点将所述报文发送给所述网络设备控制模块后， 还包括：利用网络设备控制模块查找网络设备控制模块中是否存有与所述报文 中的当前发送数据的标识信息匹配的控制流表，若查找到与所述报文中的当前 发送数据的标识信息匹配的控制流表，则将所述当前发送数据、所述报文以及 所述控制流表下发给对应的网络节点；若未查找到与所述报文中的当前发送数 据的标识信息匹配的控制流表，则丢弃所述当前发送数据以及所述报文。

本发明第三实施例提供一种云数据中心网络资源动态分配的***，如图2 所示，包括：

网络资源编排模块，用于接收用户的网络服务需求，根据所述网络服务需 求获得若干条服务链，并将各所述服务链发送给所述网络设备控制模块；

网络设备控制模块，用于接收所述网络资源编排模块发送的各所述服务链， 并对接收的各所述服务链进行解释，以获得与各所述服务链中的各网络节点一 一对应的控制流表，并将各所述控制流表发送给对应的网络节点；其中，所述 控制流表中包含有所述网络服务需求；

网络节点，用于根据所述控制流表进行数据的转发，实现资源的动态分配。

本实施例中，所述网络服务需求包括网络服务质量、目标通信对象以及待 发送数据的标识信息。具体的，网络服务质量包括以下一种或几种：带宽、延 时、抖动和丢包率。

本实施例中，网络资源编排模块，具体用于接收用户的网络服务需求，根 据网络服务需求中的所述目标通信对象确定若干条服务链，各所述服务链满足 所述网络服务质量的要求；并用于将各所述服务链发送给所述网络设备控制模 块。

具体的，网络设备控制模块，用于对接收到的各所述服务链进行解释，获 得各所述服务链中的各网络节点信息以及与各网络节点通信连接的邻居网络节 点信息；还用于根据各所述网络节点信息以及与各网络节点通信连接的邻居网 络节点信息生成与各所述网络节点对应的控制流表；其中所述控制流表中包含 所述待发送数据的标识信息。

本实施例在具体实施过程中网络节点可以包括交换机、路由器或防火墙等。 网络节点具体用于：接收当前发送数据以及与当前发送数据对应的报文，并从 所述报文中获取当前发送数据的标识信息；

查找所述网络节点的控制流表，获取控制流表中的所述待发送数据的标识 信息；

将所述当前发送数据的标识信息与所述待发送数据的标识信息进行匹配； 若匹配成功，则根据控制流表中的邻居网络节点信息对所述当前发送数据和所 述报文进行转发；若匹配失败，则利用网络节点将所述当前发送数据及所述报 文发送给所述网络设备控制模块。

本实施例中，当网络节点将报文发送给网络设备控制模块后，所述网络设 备控制模块还用于：查找网络设备控制模块的存储文件中是否有与报文中的当 前发送数据的标识信息匹配的控制流表(即控制流表中的待发送数据的标识信 息是否与当前发送数据的标识信息匹配)，若查找到与所述报文中的当前发送 数据的标识信息匹配的控制流表，则将所述当前发送数据、所述报文以及所述 控制流表下发给对应的网络节点；若未查找到与所述报文中的当前发送数据的 标识信息匹配的控制流表，则丢弃所述当前发送数据以及所述报文。

本发明实施例中通过利用网络资源编排模块根据用户的网络服务需求来动 态的获取相应的服务链，然后利用网络设备控制模块对服务链进行解释获得控 制流表，并将控制流表提前下发给网络节点，这样，在利用网络节点进行数据 转发时，就能够根据预先下发的控制流表来进行数据的转发，实现网络资源的 动态分配。由此解决了现有的数据转发时，不能根据用户需求动态分配相应的 网络节点，无法实现资源动态分配的问题。

本实施例在具体实施过程中还包括门户模块、计算服务编排模块以及租户 日志模块，门户模块、计算服务编排模块以及租户日志模块通过北向接口与所 述网络资源编排模块通信连接。其中，网络设备控制模块可以为SDN控制器， SDN控制器通过SDN插件与网络设备控制模块通信连接。SDN控制器能够通 过OpenFlow、OVSDB等多种协议实现对网络的集中式管理。

本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例实现了集中高效的网络管理和运维。通过采用SDN控制器(网 络资源编排模块)实现了转发与控制的分离。由SDN控制器实现网络的集中全 面控制。SDN控制器拥有全网的静态拓扑及动态转发信息，可实施全网的高效 管理和优化，更有利于网络故障的快速定位和排除。如：在具有全网静态拓扑 和动态转发信息的基础上，可开发专用的故障诊断工具，实时模拟网络的实际 转发过程，可实现故障的快速定位和处理，极大提高了运维的效率。

另外本发明实施例能够实现灵活组网或多路径转发。数据中心网络采用统 一的SDN控制器来进行控制，网络的转发规则和动作由SDN控制器统一控制 和下发，能有效避免环路，能根据业务的需求通过转发流表进行相应的控制， 实现多路径转发和负载均衡，大幅提高网络的可靠性和利用率，实现了网络资 源的动态分配。

需要说明的是，在本文中，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 装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下， 由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、 物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实 施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬 件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包 括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者 网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述 的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本 领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保 护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种云数据中心网络资源动态分配的方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过云数据中心的网络资源编排模块接收用户的网络服务需求，根据所述网络服务需求获得若干条服务链，并将各所述服务链发送给网络设备控制模块；

利用所述网络设备控制模块对接收到的各所述服务链进行解释，以获得与各所述服务链中的各网络节点一一对应的控制流表，并将各所述控制流表发送给对应的网络节点；其中，所述控制流表中包含有所述网络服务需求；

利用所述网络节点根据所述控制流表进行数据的转发，实现资源的动态分配。

2.如权利要求1所述的云数据中心网络资源动态分配的方法，其特征在于，所述网络服务需求包括网络服务质量、目标通信对象以及待发送数据的标识信息。

3.如权利要求2所述的云数据中心网络资源动态分配的方法，其特征在于，所述根据所述网络服务需求获得若干条服务链，具体包括：

根据所述目标通信对象确定若干条服务链，各所述服务链满足所述网络服务质量的要求。

4.如权利要求2所述的云数据中心网络资源动态分配的方法，其特征在于，所述利用所述网络设备控制模块对接收到的各所述服务链进行解释，以获得与各所述服务链中的各网络节点一一对应的控制流表，具体包括：

利用所述网络设备控制模块对接收到的各所述服务链进行解释，获得各所述服务链中的各网络节点信息以及与各网络节点通信连接的邻居网络节点信息；

根据各所述网络节点信息以及与各网络节点通信连接的邻居网络节点信息生成与各所述网络节点对应的控制流表；其中所述控制流表中包含所述待发送数据的标识信息。

5.如权利要求2所述的云数据中心网络资源动态分配的方法，其特征在于，所述利用所述网络节点根据所述控制流表进行数据的转发，具体包括：

利用网络节点接收当前发送数据以及与所述当前发送数据对应的报文，并从所述报文中获取当前发送数据的标识信息；

查找所述网络节点的控制流表，获取控制流表中的所述待发送数据的标识信息；

将所述当前发送数据的标识信息与所述待发送数据的标识信息进行匹配；若匹配成功，则根据控制流表中的邻居网络节点信息对所述当前发送数据和所述报文进行转发；若匹配失败，则利用网络节点将所述当前发送数据及所述报文发送给所述网络设备控制模块。

6.如权利要求5所述的云数据中心网络资源动态分配的方法，其特征在于，在所述利用网络节点将所述报文发送给所述网络设备控制模块后，所述方法还包括：

利用网络设备控制模块查找网络设备控制模块中是否存有与所述报文中的当前发送数据的标识信息匹配的控制流表，若查找到与所述报文中的当前发送数据的标识信息匹配的控制流表，则将所述当前发送数据、所述报文以及所述控制流表下发给对应的网络节点；若未查找到与所述报文中的当前发送数据的标识信息匹配的控制流表，则丢弃所述当前发送数据以及所述报文。

7.如权利要求1所述的云数据中心网络资源动态分配的方法，其特征在于，所述网络服务质量包括以下一种或几种：带宽、延时、抖动和丢包率。

8.一种云数据中心网络资源动态分配的***，其特征在于，包括：

网络资源编排模块，用于接收用户的网络服务需求，根据所述网络服务需求获得若干条服务链，并将各所述服务链发送给所述网络设备控制模块；

网络设备控制模块，用于接收所述网络资源编排模块发送的各所述服务链，并对接收的各所述服务链进行解释，以获得与各所述服务链中的各网络节点一一对应的控制流表，并将各所述控制流表发送给对应的网络节点；其中，所述控制流表中包含有所述网络服务需求；

网络节点，用于根据所述控制流表进行数据的转发，实现资源的动态分配。

9.如权利要求8所述的云数据中心网络资源动态分配的***，其特征在于，所述网络服务需求包括网络服务质量、目标通信对象、目标发送数据以及目标发送数据的标识信息。

10.如权利要求1所述的云数据中心网络资源动态分配的***，其特征在于，所述网络资源编排模块，具体用于根据所述目标通信对象确定若干条服务链，各所述服务链满足所述网络服务质量的要求。