[發(fā)明專利]拆分架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的全網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280044801.7
• 申請日: 2012-08-07
• 公開（公告）號: CN103782546B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張穎
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 葉曉勇,湯春龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例涉及拆分(split)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)域，以及更具體來說，涉及拆分架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的流量監(jiān)測。

背景技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商需要例行收集流量級別測量，以指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用的執(zhí)行。流量信息能夠用于客戶記賬和業(yè)務(wù)工程，其主要依靠聚合業(yè)務(wù)量統(tǒng)計。隨著網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜度增加，對于諸如異常檢測、不希望應(yīng)用業(yè)務(wù)的識別和法庭分析的多個關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)管理任務(wù)越來越需要流量監(jiān)測。這個分析需要識別和分析盡可能多的不同流量。這個增加的復(fù)雜度的一個結(jié)果是對細粒度流量測量的增長需求。但是，網(wǎng)絡(luò)運營商通常沒有對監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施需要執(zhí)行的詳細測量任務(wù)的預(yù)先了解。其一個示例是安全性應(yīng)用。例如，用于業(yè)務(wù)工程目的的“雷達之下”的特定網(wǎng)絡(luò)前綴可在異常的早期檢測中起重要作用。

常規(guī)流量監(jiān)測解決方案對于這些網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用的許多是不足夠的。開發(fā)細粒度和準確的流量監(jiān)測技術(shù)是棘手的任務(wù)。由于計算和存儲資源限制，常規(guī)路由器無法記錄經(jīng)過它們的所有分組或流量。因此，已經(jīng)提出了多種取樣技術(shù)，以有選擇地記錄與路由器的CPU和存儲器資源所允許的同樣多的分組。例如，當今許多路由器提供商實現(xiàn)統(tǒng)一分組取樣，例如由NetFlow(參見Cisco?Systems?NetFlow?Services?Export?Version?9，RFC?3954)所提供的取樣機制。在NetFlow取樣中，各路由器以取樣概率(通常在0.001與0.01之間)來單獨選擇分組，并且將所選分組聚合到流量記錄中。這種方式是簡單的，使得在技術(shù)上是可行的。它僅對路由器引入小開銷。但是，這種方式還降低使用流量級別測量結(jié)果的其它應(yīng)用的總質(zhì)量。

因此，現(xiàn)有取樣技術(shù)對于新網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用的增加需求是不充分的。一種解決方案是連續(xù)增加路由器計算和存儲能力。在一個極端，被動監(jiān)測設(shè)備(其捕獲鏈路上的每一個分組)允許極準確的測量。但是，給定用于部署和維護的高單位成本的情況下，這種方式對于大網(wǎng)絡(luò)極差地縮放。

發(fā)明內(nèi)容

描述拆分架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的方法、系統(tǒng)以及用作控制器的網(wǎng)絡(luò)元件。按照本發(fā)明的實施例，將流量監(jiān)測任務(wù)指配給網(wǎng)絡(luò)中的交換機集合，以優(yōu)化全網(wǎng)絡(luò)(network-wide)流量監(jiān)測。該指配使被監(jiān)測流量的數(shù)量為最大，并且降低流量監(jiān)測的開銷。每個交換機按控制器所指導(dǎo)的對流量進行取樣，其中每個交換機通過監(jiān)測流量的子集并且記錄流量的子集的測量，來對流量進行取樣。每個流量經(jīng)由(起源，目的地)(“OD”)對的集合中之一所定義的路徑穿過網(wǎng)絡(luò)，其中起源是流量從其進入網(wǎng)絡(luò)的交換機中的入口交換機，而目的地是流量從其離開網(wǎng)絡(luò)的交換機中的出口交換機。

在一個實施例中，該方法包括：由控制器接收輸入，所述輸入包括OD對的每個所定義的路徑的每個的所估計業(yè)務(wù)量；對于所有交換機和所有路徑計算使交換機所取樣的流量的數(shù)量為最大的取樣分數(shù)。給定交換機和給定路徑的取樣分數(shù)定義為經(jīng)過給定交換機和給定路徑并且由給定交換機取樣的流量的數(shù)量除以經(jīng)過給定路徑的流量的總數(shù)，該計算基于所估計業(yè)務(wù)量并且服從交換機的帶寬限制和存儲器限制；接收建立新流量以穿過網(wǎng)絡(luò)中的路徑中之一的請求；以及基于以下來將新流量指配給位于路徑中所述之一上的交換機中之一：所指配交換機和路徑中所述之一的取樣分數(shù)、帶寬限制和存儲器限制。

在一個實施例中，該系統(tǒng)包括：控制器，指導(dǎo)流量的轉(zhuǎn)發(fā)和取樣；以及交換機集合，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)耦合到控制器。控制器包括：存儲器，存儲OD對的每個所定義的路徑中的每個的所估計業(yè)務(wù)量；處理器，耦合到存儲器，該處理器適合對于所有交換機和所有路徑計算使所有交換機所取樣的流量的數(shù)量為最大的取樣分數(shù)。給定交換機和給定路徑的取樣分數(shù)定義為經(jīng)由給定路徑并且由給定交換機取樣的流量的數(shù)量除以經(jīng)過給定路徑的流量的總數(shù)，該計算基于所估計業(yè)務(wù)量并且服從交換機的帶寬限制和存儲器限制。控制器還包括接收建立新流量以穿過網(wǎng)絡(luò)中的路徑中之一的請求的網(wǎng)絡(luò)接口，其中該請求使處理器基于以下來將新流量指配給位于路徑中所述之一上的交換機中之一：所指配交換機和路徑中所述之一的取樣分數(shù)、帶寬限制和存儲器限制。