一种基于SDN的流量控制系统和方法与流程

文档序号:24689902发布日期:2021-04-16 10:21
一种基于SDN的流量控制系统和方法与流程
一种基于sdn的流量控制系统和方法
技术领域
1.本发明公开一种流量控制方法,特别是一种基于sdn的流量控制系统和方法,属于计算机网络技术领域。


背景技术:

2.队列调度是网络流量控制的重要技术,也是实现网络qos(服务质量) 控制的重要手段。
3.现有技术中,经查询资料得知网络中业务数量和流量分布经常变化,需要时常调整算法参数。传统配置方式在频繁操作下存在人力时间成本高、配置繁琐等问题,而且基于时延的调度算法以及基于服务曲线理论的调度算法由于太过复杂很少能在商用交换设备得到部署。因此,在传统网络中使用上述某种算法对网络进行流量控制存在以下问题,传统队列调度算法难以实现细粒度流量控制;静态的参数配置不适合动态的网络流量需求。可以看出,在传统网络中使用上述流量控制技术难以为网络中的业务提供保障。


技术实现要素:

4.针对上述提到的现有技术中的队列调度算法难以实现细粒度流量控制,而且静态的参数配置不适合动态的网络流量需求的缺点,本发明提供一种基于sdn的流量控制系统和方法,采用sdn控制器对物理设备进行管理,将命令和规则传输给物理设备,实现掌握全局流量信息,对业务分级,设定不同的业务队列并赋予不同的优先级,具有分析方便、实时高效、全局调度的优点。
5.本发明解决其技术问题采用的技术方案是:一种基于sdn的流量控制系统,系统包括有sdn控制器、终端和物理设备,sdn控制器和物理设备相连接,能够相互访问且通过网络能够实现相连连通进行数据交互,物理设备与终端相连接,终端能够通过物理设备实现与服务器相连连通进行数据交互。
6.一种采用如上述的基于sdn的流量控制系统实现的基于sdn的流量控制方法, sdn控制器采集网络拓扑,为对物理设备进行集中式管控的控制器,向用户提供网络设备和应用的全局视图,sdn控制器开放应用优先级的接口,对不同的应用设定不同的优先级; sdn控制器对流量数据和传输链路设定不同的优先级,并将优先级传输给物理设备,物理设备根据优先级将数据发送到不同的设备和链路进行转发。
7.本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括:所述的sdn控制器对业务数据设定标记,同时监控全网链路状态信息、链路带宽、拥塞程度、流量信息和流信息,并设定业务参数,sdn控制器计算最优路径,对业务设定一个或者多个不同的流表转发队列并分配权重,并根据参数将业务绑定一个转发队列或者多个转发队列。
8.所述的物理设备根据sdn控制器下发的命令和规则对设备自身和流经设备的数据进行匹配,并发送到符合的转发链路,如有未能匹配的业务数据则设定默认的转发队列。
9.所述的sdn控制器得到网络流量的全方位分析结果,并结合用户设定参数进行对比,sdn控制器如发现业务的转发队列不符合设定的参数,则从原来设定的多个转发队列再重新选择一个转发队列。
10.所述的sdn控制器根据用户设定的应用运行需要的条件参数,结合sdn全局网络中得到的带宽情况及相关网络参数和业务的分析结果,实现网络流量控制。
11.本发明的有益效果是:(1)、控制器根据业务设定不同的队列,并且将业务和一个或者多个转发队列、服务质量规则进行绑定。(2)、采用不同业务优先级和转发队列优先级,根据不同的优先级选择不同的转发队列。(3)、sdn控制器采用集中式管控网络物理设备,全局视图能快速和精准调度,并能根据全局业务进行设置。(4)、全局性调度,效率高,具有实时性。(5)、能够全方位,无遗漏的识别网络中的各种应用数据并分类归类,控制器可给应用数据打上某种标记,并转发某一个业务队列进行处理。
12.下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
13.图1为本发明系统拓扑图。
14.图2为本发明系统流程图。
具体实施方式
15.本实施例为本发明优选实施方式,其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的,均在本发明保护范围之内。
16.请结合参看附图1和附图2,本发明主要是一种基于sdn的流量控制方法,其主要包括有sdn控制器、终端(本实施例中,终端包括服务器和主机)、物理设备(本实施例中,物理设备可以为交换机或路由器,本发明主要是指交换机),sdn控制器和物理设备相连接,能够相互访问且通过网络可以实现相连连通进行数据交互,物理设备与终端(包括服务器)相连接,终端能够通过物理设备实现与服务器相连连通进行数据交互。
17.本发明同时保护一种基于sdn的流量控制方法,sdn控制器首先采集网络拓扑,为对物理设备进行集中式管控的控制器,向用户提供网络设备和应用(本实施例中,网络中运行的具体业务信息,一般应用主要是使用源目ip地址、协议、源目端口号作为标识)的全局视图。sdn控制器开放应用优先级的接口,sdn控制器对不同的应用设定不同的优先级,根据应用的轻重缓急进行处理;同时sdn控制器(用户通过sdn控制器提供的接口进行自定义设置)对流量数据和传输链路设定不同的优先级,并将优先级传输给物理设备,物理设备根据优先级将数据发送到不同的设备和链路进行转发。
18.物理设备是属于所述sdn控制器管理下的设备,物理设备是根据sdn控制器下发的命令和规则(主要是openflow流表,流表匹配数据包进行转发)对设备自身和流经设备的数据进行匹配转发,如此控制器可以根据当前的网络环境来处理业务。
19.具体的流程包括下述步骤:s101:sdn控制器对业务数据设定标记,同时监控全网链路状态信息、链路带宽、拥塞程度、流量信息和流信息, sdn控制器采集并监控上述信息,采集时可以是设备主动上报和sdn控制器主动获取均可,并设定业务参数(包括源目ip地址、协议、源目端口号),然后执
行下一个步骤;s102:sdn控制器计算最优路径(本实施例中,最优路径的判断是根据延时、抖动、丢包等信息进行判断的,延时、抖动、丢包等最小的路径为最优路径,比对这些值中一个或者多个中的最小值的路径),对业务设定一个或者多个不同的流表转发队列并分配权重(不同流表的设定规则根据延时、抖动、丢包进行区分的,当延时、抖动、丢包越小的转发队列给该队列设定的权重就越大),并根据参数(本实施例中的业务参数是一开始设定的业务参数,即一开始用户自定义输入的的参数)将业务绑定(绑定规则为根据业务参数和转发队列的相关值进行比对,符合要求即进行绑定)某一个转发队列或者多个转发队列,然后执行下一步骤;s103:物理设备根据sdn控制器设定规则和命令给匹配的数据(本实施例中,数据包的包头信息,包括源目ip地址、协议、源目端口号等),并发送到符合的转发链路,然后执行下一步骤;s104:如有未能匹配的业务数据则设定默认的转发队列(本实施例中,设定默认的转发队列是 sdn控制器设定的,根据业务参数和转发队列的相关值进行比对,符合要求即进行随机设定一个转发队列),然后执行下一步骤;s105:sdn控制器得到( sdn控制器直接获取或者设备自动上报)网络流量的全方位分析结果,并结合用户设定参数(包括丢包、延时、抖动等参数)进行对比,然后进入下一步骤。
20.s106:sdn控制器如发现业务的转发队列不符合设定的参数(用户设定业务参数后,会选择一条符合的,随着时间的推移,有可能该转发队列已经不符合要求了,所以要进行判断),则从原来设定的多个转发队列再重新选择一个转发队列,本实施例中,重新选择转发队列时,根据一开始设定的业务参数再进行比对选择。
21.sdn控制器根据用户设定的应用运行需要的条件参数,结合sdn全局网络中得到的带宽情况及相关网络参数和业务的分析结果,实现网络流量控制。
22.本发明所要求保护的方法将sdn 集中优化控制、全网感知、灵活敏捷管理的优点与传统多队列调度机制相结合,并使用拥塞控制策略保证了业务流的带宽和时延。运用可编程交换机进行业务流的细粒度管理,再配合个性化的流表下发机制,实现了业务传输带宽和业务流等级动态调整以及对业务流的集中化、实时化、精细化管理,为网络中交换业务提供高确定性带宽和时延保障。
23.本发明使用的sdn控制器以及物理设备,采用基于sdn的流量控制方法掌握全局流量信息,对业务分级,设定不同的业务队列并赋予不同的优先级,具有分析方便、实时高效、全局调度的优点,能满足全局性视图、用户实时性的要求,控制器根据应用对带宽、时延、丢包等不同的要求实现应用转发的差异化服务,根据不同的应用实现业务转发到不同的队列。而对系统未设定的业务则根据默认的路径和队列进行转发。
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