[發明專利]基于SDN的特殊流量QOS保障方法

在審

• 申請號: 201410834247.3
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104468352A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 章小寧;鮑新春;楊宏偉;王建國;潘志光
• 申請（專利權）人: 深圳市新格林耐特通信技術有限公司
• 主分類號: H04L12/725
• 分類號: H04L12/725
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種網絡QOS(Quality?of?Service，服務質量)保障方法，具體地說，是涉及一種基于SDN(Software?Defined?Network,軟件定義網絡)的特殊流量的QOS保障方法。

背景技術

IP網絡提供盡力而為的服務，用最短路轉發分組。這種簡單的設計讓IP網絡在競爭中脫穎而出，成為當今互聯網的基礎。但隨著VoIP(Voice?over?Internet?Protocol,網絡電話)、IPTV(Internet?Protocol?Television,全名網絡協定電視)、在線流媒體等應用的興起，IP網絡無法提供QOS保障的軟肋逐漸顯現。為應對這個問題，學術界和產業界做了很多嘗試，例如IntServ(Integrated?Services,綜合服務)和DiffServ(Differenciated?Service,區分服務)的方案，以及MPLS-TE(多協議標簽交換)等手段，但由于它們實現復雜，部署困難，并沒有得到廣泛應用。總的來說，在IP網絡中提供QOS保障仍是一個挑戰。SDN的出現為QOS保障提供了新的契機。

SDN具有控制與轉發分離，集中式控制和網絡可編程的特點。控制器集中式地管理網絡狀態信息，利用網絡全局視圖，可以實現更有策略的路由算法和控制邏輯。本發明要解決的技術問題就是如何利用SDN在盡力而為的IP網絡中為特殊業務提供QOS保障。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于SDN的特殊流量的QOS保障方法，主要解決現有網絡無法提供QOS保障的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

基于SDN的數據中心網路流量工程方法，包括以下步驟：

(1)SDN控制器根據業務注冊的情況，對網絡中的業務流量進行區分，將網絡中的流量分為普通流量和有QOS需求的特殊流量(注冊的業務流量為特殊流量，沒注冊的流量為普通流量)，分別對普通流量和特殊流量調用不同的處理模塊、用不同的路由算法來處理。

(2)對網絡中的普通流量，采用普通流的路由模型，對網絡中的路徑進行不同的權重設置，使普通流選路的時候盡量避開特殊流。當網絡中鏈路的權重設置完成以后，使用Dijkstra(迪杰斯特拉，單源最短路徑)算法，找出源節點到目的節點的最短路并發送數據。

(3)對網絡中的特殊流量，首先判斷網絡能否接納這條流，為它提供所需的QOS保障。如果判斷結果是能接納，則直接調用QOS選路算法；如果判斷結果是不能接納，控制器并不草率地認為當前網絡不具有滿足QOS需求的轉發路徑，而是通過嘗試路徑的動態調整，將一條和新到達的流同源同宿的現有特殊流遷移到其它路徑，來容納較大的新到達的特殊流。如果調整現有流量后仍然不能接納新到的特殊流，則拒絕，否則調整現有的特殊流，同時接納新流。

(4)對接納的特殊流采用QOS選路算法，即結合多QOS指標聚合權重，根據聚合后的權重，利用k-shortest?paths(K條最短路徑)算法，選出備選路徑，并從備選路徑集中篩選出一條符合QOS需求并且負載最為均衡的路徑作為最終的結果。

(5)當網絡出現鏈路負載過高，尤其是丟包嚴重的時候，丟棄部分普通流的分組來保障特殊流的QOS需求。

步驟(1)中，所述業務流量區分通過以下步驟得出：

(1a)在SDN網絡中，在服務器向用戶發送數據包之前，服務器會根據業務的需求，將需要QOS保證的業務在控制器中進行注冊。控制器中有一個注冊管理模塊對注冊業務進行管理。

(1b)當數據包在發送時，控制器會查看注冊管理模塊，將未注冊的業務流量設為普通流量，將已經注冊的業務流量設為特殊流量。分別對普通流量和特殊流量調用不同的處理模塊進行處理。

所述步驟(2)具體包括以下步驟：

(2a)對網絡中的普通流量，采用普通流路由模型，對網絡中的路徑進行不同的權重設置，使普通流選路的時候盡量避開特殊流。普通流的路由模型如(2b)所述。

(2b)設G(N,E)表示網絡拓撲，其中N是頂點集合，E是邊的集合，e∈E表示一條邊；

R_st表示源點為s，宿點是t的所有路由的集合，r∈R_st表示其中的一條路由；

c_e表示鏈路e上容量(最大可用帶寬)；

v_e表示當前鏈路e上的負載(當前已用的帶寬)；