[發(fā)明專利]支持大象流的網(wǎng)絡(luò)管理方法、系統(tǒng)、交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310752282.6
• 申請(qǐng)日: 2013-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN103716208B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 壽國(guó)礎(chǔ);李潔;胡怡紅;郭志剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/26
• 分類號(hào): H04L12/26;H04L12/24
• 代理公司: 北京市隆安律師事務(wù)所11323
• 代理人: 權(quán)鮮枝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，特別涉及一種支持大象流的網(wǎng)絡(luò)管理方法、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的多路徑路由技術(shù)，如等價(jià)多路徑（Equal-Cost Multi path Routing，ECMP）等，使用基于數(shù)據(jù)流的靜態(tài)哈希映射技術(shù)隨機(jī)將流分割到多條可用等價(jià)路徑上。然而，所有的數(shù)據(jù)流，無論是它們的大小（字節(jié)數(shù)），或它們的持續(xù)時(shí)間都是不相同的，所以這個(gè)簡(jiǎn)單的策略不足以防止網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)的產(chǎn)生。這種基于哈希映射的策略只在網(wǎng)絡(luò)中僅有老鼠流（字節(jié)數(shù)小的數(shù)據(jù)流）而沒有大象流（字節(jié)數(shù)大的數(shù)據(jù)流）的情況下才有效。特別是，兩個(gè)長(zhǎng)期存在的大象流可能在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都映射到同一路徑，因此導(dǎo)致的擁塞會(huì)使網(wǎng)絡(luò)性能下降，而與此同時(shí)網(wǎng)絡(luò)中可能還有備用路徑上的空閑容量可供使用，因此使用現(xiàn)有的多路徑路由技術(shù)，在存在大象流的情況下容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能的下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種支持大象流的網(wǎng)絡(luò)管理方法、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)，在檢測(cè)到大象流時(shí)利用路徑的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算支持大象流的對(duì)應(yīng)路徑的權(quán)重，并形成相應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)表，則網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)能夠根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表將大象流的流量按照權(quán)重分發(fā)，保證了網(wǎng)絡(luò)的性能。

本發(fā)明提供了一種支持大象流的網(wǎng)絡(luò)管理方法，該方法包括:

在檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)中的大象流時(shí)，提取大象流的源地址和目的地址，獲取源地址和目的地址之間的多個(gè)路徑，利用所述路徑的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算支持大象流的對(duì)應(yīng)路徑的權(quán)重；

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)生成網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)表，并將轉(zhuǎn)發(fā)表發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，所述轉(zhuǎn)發(fā)表包括支持大象流的對(duì)應(yīng)路徑的權(quán)重和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的操作指令，供網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)執(zhí)行所述轉(zhuǎn)發(fā)表，將大象流的流量按照路徑的權(quán)重分發(fā)。

優(yōu)選的，所述流表包括目的地址和對(duì)應(yīng)的動(dòng)作域，所述動(dòng)作域分別指向一個(gè)組表；所述組表分別包括多個(gè)動(dòng)作項(xiàng)目，所述動(dòng)作項(xiàng)目分別包括路徑的權(quán)重和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的操作指令。

優(yōu)選的，該方法還包括：生成LLDP報(bào)文并定期下發(fā)到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；接收網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上傳的LLDP報(bào)文，通過接收的LLDP報(bào)文得到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；定期輪詢網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以獲取網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)鏈路的負(fù)載。

優(yōu)選的，所述利用所述路徑的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算支持大象流的對(duì)應(yīng)路徑的權(quán)重，包括：

獲取代表源地址和目的地址之間所有可用路徑的集合，令所述路徑的數(shù)目為I；對(duì)每一路徑i（0≤i≤I-1）執(zhí)行以下操作：

令其包括的子路徑的數(shù)目為J_i；令子路徑j(luò)包括的鏈路的數(shù)目為K_ji（0≤j≤J_i-1）；令λ_kji（0≤k≤K_ji-1）為鏈路k的負(fù)載；令c_kji（0≤k≤K_ji-1）為鏈路k的容量；

計(jì)算各鏈路的鏈路利用率：LU_kji為鏈路k的鏈路利用率；

計(jì)算路徑的權(quán)重：w_i∈{0,1,...,9}為路徑i的權(quán)重。

本發(fā)明還提供一種網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)包括：

大象流路徑計(jì)算單元，用于在檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)中的大象流時(shí)，提取大象流的源地址和目的地址,獲取源地址和目的地址之間的多個(gè)路徑，利用所述路徑的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算支持大象流的對(duì)應(yīng)路徑的權(quán)重；

路徑管理單元，用于生成網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)表，并將轉(zhuǎn)發(fā)表發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，所述轉(zhuǎn)發(fā)表包括支持大象流的對(duì)應(yīng)路徑的權(quán)重和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的操作指令，供網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)執(zhí)行所述轉(zhuǎn)發(fā)表，將大象流的流量按照路徑的權(quán)重分發(fā)，較佳地，分發(fā)到所述路徑對(duì)應(yīng)的下一跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)還包括：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋯卧糜谏蒐LDP報(bào)文并定期下發(fā)到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，以及接收網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上傳的LLDP報(bào)文，通過接收的LLDP報(bào)文得到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)負(fù)載監(jiān)測(cè)單元，用于定期輪詢網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以獲取網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)鏈路的負(fù)載。

優(yōu)選的，所述大象流路徑計(jì)算單元，用于利用所述路徑的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算路徑的權(quán)重；

其中，所述大象流路徑計(jì)算單元，用于獲取代表源地址和目的地址之間所有可用路徑的集合，令所述路徑的數(shù)目為I；所述大象流路徑計(jì)算單元，進(jìn)一步用于對(duì)每一路徑i（0≤i≤I-1）執(zhí)行以下操作，以計(jì)算路徑的權(quán)重：