[發明專利]基于軟件定義網絡下面向不同流的帶寬控制方法

有效

• 申請號: 201410069026.1
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103841044B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 黃劉生;牛慶功;徐宏力;孫文君;張鑫
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學蘇州研究院
• 主分類號: H04L12/813
• 分類號: H04L12/813;H04L12/851
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 范晴,夏振

技術領域

本發明屬于網絡服務質量（Quality?of?Service，QoS）領域，具體涉及一種基于軟件定義網絡（Software-defined?networking，SDN）面向不同類型流的帶寬控制方法。?

背景技術

隨著信息技術的發展，互聯網網上用戶和業務流量都在不斷增長，人們對網絡有著各種不同的需求，網絡電話、網絡視頻、P2P下載、游戲等新型網絡應用很受大家歡迎。在傳統的IP網絡中，所有的報文都被無區別的等同對待，每個轉發設備對所有的報文均采用先入先出（FIFO）的策略進行處理，它盡最大的努力（Best-Effort）將報文送到目的地。這就造成了網絡中語音、視頻、點到點下載流量、游戲數據占用了大量帶寬，用戶的重要業務可能無法正常完成，比如網上銀行，電子郵件，在線課程等。區分不同的應用流，并為其分配不同的帶寬，以此來提高用戶服務質量，在有限帶寬下保證高優先級任務的完成。?

目前各大通訊設備廠商對不同流的帶寬控制都有一定研究，但主要集中在對P2P流量的控制。部分廠商在IPv4、IPv6、二層以太網中對流量進行分類和標記，將數據報文劃分為多個優先級或多個服務類，這類設備一般控制比較復雜且價格昂貴。當前帶寬控制方法有如下特點：大多數帶寬控制設備一般裝配在出口網關，不能進行全網的控制；設備的控制策略一般需要手工設置，不能根據具體情況來動態調整。?

OpenFlow實現了數據層和控制層的分離，其中OpenFlow交換機進行數據層的轉發，而Controller實現了控制層的功能。Controller通過OpenFlow協議這個標準接口對OpenFlow交換機中的流表進行控制，從而實現對整個網絡進行集中控制。流表由很多個流表項組成，每個流表項就是一個轉發規則。進入交換機的數據包通過查詢流表來獲得轉發的目的端口。流表項由頭域、計數器和操作組成；其中頭域是個十元組，是流表項的標識；計數器用來計數流表項的統計數據；操作標明了與該流表項匹配的數據包應該執行的操作。?

發明內容

本發明目的在于提供一種基于軟件定義網絡面向不同類型流的帶寬控制方法，通過控制器來識別不同的流，并為其設定優先級進而制定帶寬控制策略?？刂撇呗詴逻_到相關的交換機，交換機通過流表和meter表來實施控制策略。在流發生改變時，控制策略會隨之動態變化并部署到交換機中，這個過程由控制器完成，無需人工干預。?

為解決現有方法中的問題，本發明提供的技術方案是：?

一種基于SDN面向不同類型流的帶寬控制方法，其中軟件定義網絡SDN是由支持openflow協議的交換機在SDN架構下搭建而成，其中設置控制器用于識別不同流并制定帶寬分配策略，其特征在于所述方法包括以下步驟：?

（1）用戶申請入網階段：?

1.1）管理員根據用戶提供的需求信息為用戶設定相應等級，并將用戶信息添加到控制器中；?

1.2）控制器根據用戶的等級及其需求信息制定與用戶相應的基礎帶寬控制策略，并將基礎帶寬控制策略配置到相關的交換機中；?

（2）用戶業務請求階段：?

2.1）用戶主機向交換機發送業務請求，如果業務請求所需的帶寬小于基礎帶寬控制策略中設置的閾值，則控制器通知交換機按照一般網絡請求分配帶寬進行數據轉發；如果業務請求所需的帶寬大于等于基礎帶寬控制策略中設置的閾值，則按照步驟2.2）進行帶寬控制；?

2.2）與用戶業務請求連接的交換機將用戶的數據包發送到控制器，控制器對數據包進行分析，判斷用戶業務請求的類型，并根據用戶等級及需求制定帶寬動態控制策略，然后把帶寬動態策略配置到相關交換機；交換機按照控制器提供的帶寬動態策略進行分配帶寬，然后進行數據轉發。?

優選的技術方案是：所述方法中所述基礎帶寬控制策略中設置threshold和maxBandwidth兩個字段，其中threshold表示閥值，當業務請求帶寬超過該值時，交換機會把數據包發送到控制器，由控制器識別不同應用的類別進行帶寬分配調整控制；maxBandwidth表示最大帶寬，為根據用?戶級別設定的最大可用帶寬；將基礎帶寬控制策略配置到相應的交換機中時，基礎帶寬控制策略中threshold和maxBandwidth兩個字段設定到交換機中的計量表（Meter?Table）中，并指定其速率下數據被處理的方式。?