[發明專利]基于SDN的確定網絡狀態的控制器及其確定方法

有效

• 申請號: 201310317614.8
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103346922A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 唐勇;汪文勇;尚休新
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26;H04L12/801;H04L12/911
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 冉鵬程

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技術領域

????本發明涉及網絡通信技術領域，確切地說涉及一種基于SDN的確定網絡狀態的控制器及其確定方法。

背景技術

隨著網絡應用的不斷發展普及，互聯網成為人們生活中不可或缺的部分。帶寬的有限需求與有限網絡資源的矛盾，核心業務與非核心業務間的矛盾，已成為互聯網急需解決的問題。當前網絡缺乏一個綜合的服務質量保障機制，網絡資源擁塞嚴重，無法進行有效的管理，服務質量問題成為制約帶寬網絡業務發展的瓶頸。QoS可用一系列可以度量的指標表示：可用帶寬，丟包率，時延，時延抖動，帶寬利用率。要實現QoS保證，就要按不同業務的要求分配資源給數據流，這就需要有一個智能端來獲取整個網絡的資源狀況并可以按需分配資源給不同的業務。

SDN網絡采用控制平面與轉發平面分離的思想，控制平面能夠提供集中可編程的資源管控，并能有效協同轉發平面執行統一的調度策略、安全策略。集中的控制平面可以控制多個轉發面設備，也就是控制整個物理網絡，因而可以獲得全局的網絡狀態視圖，并根據該全局網絡狀態視圖實現對網絡的優化控制。OpenFlow實現了SDN可編程網絡的思想，?代表了SDN技術的實現原型和部署實例。根據網絡業務個性化QoS需求合理制定策略的前提就是網絡的可計算，根據不同業務在延遲、丟包率等多方面的QoS約束，經過模型計算進行路徑分配和管理，做到規范有序的網絡資源調度。為了實現對業務的服務質量（QoS）保證，就要在網絡中尋找一條滿足QoS需求的路徑，但是前提是準確獲取當前網絡資源狀態N。由于傳統網絡狀態不能實現真正的量化，可計算性差，所以難以按業務的需求為其分配資源。

經檢索，沒有與本申請技術方案較為接近的技術方案申請過專利或發表過期刊文件，僅有以下一篇相關領域的專利文獻，其公開號為CN103051565A，公開日為2013年4月17日，發明名稱為一種等級軟件定義網絡控制器的架構系統及實現方法，應用于多域光傳送網(OTN)，其技術方案為：系統中軟件定義網絡(SDN)光傳送網(OTN)控制器包括父SDN、OTN控制器和與所述父SDN、OTN控制器相連的一個或多個子SDN、OTN控制器；所述父SDN、OTN控制器，用于根據全網拓撲信息建立全網網絡視圖與物理設備網絡的域間映射關系，并向各子SDN、OTN控制器發送全網網絡視圖與物理設備網絡的在各域內的映射處理請求；所述子SDN、OTN控制器，用于根據從所述父SDN、OTN控制器接收的域內的映射處理請求建立全網網絡視圖與物理設備網絡在本域的映射關系。

而當前SDN網絡采用的是傳統的網絡監控和采集來獲取網絡的數據流特征、網絡資源利用情況等網絡狀態，網絡的狀態不能夠被外界準確及時地掌握，不利于控制平面對轉發平面的精確控制。基于節點狀態的統計信息計算路徑滿足QoS要求的概率非常困難，?尤其對加性度量參數，?如鏈路延時等，因為網絡中各節點業務的到達和離去的隨機性導致節點狀態為隨機量。

發明內容

本發明旨在針對上述現有技術所存在的網絡不能被外界準確及時地掌握，不利于控制平面對轉發平面的精確控制的技術問題，基于OpenFlow協議提供了一種基于SDN的確定網絡狀態的控制器，本控制器能夠準確地掌握網絡的狀態，對轉發平面進行精確控制，提出”Q+X”的資源分配模式，對網絡資源進行調度，并提供流量管理模塊機制，可以有效實現網絡的靈活、高效、智能與優化。

同時，本發明還提供采用該控制器確定網絡狀態的方法。

本發明是通過采用下述技術方案實現的：

一種基于SDN的確定網絡狀態的控制器，其特征在于：包括狀態更新模塊、計算模塊、執行模塊、流量管理模塊和評估模塊，其中：

所述狀態更新模塊，用于通過計算模塊計算的狀態和路徑，將路徑所經節點和鏈路的資源狀態進行更新，包含資源分配和資源回收操作；

所述計算模塊，用于計算當前網絡資源狀態N，包含節點和鏈路狀態向量，并且為滿足應用計算符合的路徑，當出現網絡擁塞時，計算模塊會為應用重新計算一條滿足QoS的動態路徑，以更好地提供QoS保證，并提高網絡資源利用率；

所述執行模塊，用于根據計算模塊計算的路徑進行規則的設置，對流表進行改寫，并將流表統一下發到交換機中，使得交換機能夠識別該應用的數據流，將路徑寫入流表；

所述流量管理模塊，用于擁塞避免和流量監管和整形，利用OpenFlow協議中的meter?table進行速率限制，為了緩和擁塞，利用控制器對流優先級進行設置，將包放在一個特定的交換機隊列中，當網絡出現擁塞時，觸發計算模塊為流重新計算路由；