[發(fā)明專利]一種自適應(yīng)低代價SDN網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率測量方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611214614.5
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106789429B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳琳;王斌峰;廖純
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南省星岳天璇科技有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26
• 代理公司: 43008 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 周長清<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

一種自適應(yīng)低代價SDN網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率測量方法及系統(tǒng)，該方法的步驟為：S1：定義SDN網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率測量相關(guān)的參數(shù)；S2：初始化參數(shù)；S3：偵聽FlowRemoved報文；如果偵聽到，則計算鏈路利用率I_T_LinkUtil，跳至S4；如果未偵聽到，則基于主動測量的方式計算鏈路利用率I_T_LinkUtil，跳至驟S5；S4：基于被動測量方式收集數(shù)據(jù)流的統(tǒng)計信息，偵聽FlowRemoved報文；S5：基于主動測量方式收集數(shù)據(jù)流的統(tǒng)計信息，向交換機(jī)發(fā)送FlowStatistics?Request報文；S6：提取數(shù)據(jù)流統(tǒng)計信息，記錄；S7：依次計算各數(shù)據(jù)流對鏈路利用率的貢獻(xiàn)率，記錄；S8：將I_T_F_LinkUtil[]各成員變量相加，計算得到interface接口在周期點對應(yīng)的鏈路利用率I_T_LinkUtil，并記錄；S9：調(diào)整查詢周期T。該系統(tǒng)用來執(zhí)行上述方法。本發(fā)明具有原理簡單、適用范圍廣、測量精度高等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到SDN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特指一種自適應(yīng)低代價SDN網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率測量方法。

背景技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率的測量是網(wǎng)絡(luò)管理的重要內(nèi)容，一方面其有助于及時發(fā)現(xiàn)鏈路瓶頸，為路由優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐，不僅可確保應(yīng)用服務(wù)的性能質(zhì)量，而且可實現(xiàn)運(yùn)行商運(yùn)營成本的降低；另一方面其有助于網(wǎng)絡(luò)鏈路容量的合理規(guī)劃，避免出現(xiàn)資源大量浪費或鏈路瓶頸狀況頻發(fā)等問題。因此，網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率的及時準(zhǔn)確測量對提升網(wǎng)絡(luò)管理效率具有重要意義。

對于SDN網(wǎng)絡(luò)(如數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模園區(qū)網(wǎng)等)而言，由于采用的是集中式的管理方式，控制器合理的管理決策往往依賴于對網(wǎng)絡(luò)實際運(yùn)行狀態(tài)(包括網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率視圖)細(xì)粒度地精準(zhǔn)掌握，而且作為SDN的典型應(yīng)用場景，云數(shù)據(jù)中心、大規(guī)模園區(qū)網(wǎng)等環(huán)境呈現(xiàn)出更加的復(fù)雜的變化：應(yīng)用業(yè)務(wù)種類繁多、網(wǎng)絡(luò)流量高度動態(tài)變化，這些都為網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率的準(zhǔn)確實時測量帶來了巨大挑戰(zhàn)。在SDN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，如何準(zhǔn)確實時地獲取網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率視圖、又能有效降低測量成本顯得十分重要。

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的鏈路利用率評估與計算方法主要有以下幾種：

(1)基于SNMP協(xié)議的計算方法；

利用MIB信息由控制器主動向目標(biāo)交換機(jī)請求端口吞吐量，包括值法、中間值計算法和最大流量計算方法等。對于傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)而言，該方法通過周期性地查詢可以較理想地實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)鏈路利用情況的真實反映，但是對于SDN網(wǎng)絡(luò)，該方法難以實現(xiàn)測量粒度和測量成本間的平衡。

(2)基于變長報文VPS的計算方法；

探測主機(jī)向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送大小不同的數(shù)據(jù)包，所經(jīng)路徑上的各個節(jié)點向源節(jié)點返回報文，通過分析探測數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率和單向時延變化規(guī)律來估計帶寬。對于SDN網(wǎng)絡(luò)而言，通常會承載大量的上層應(yīng)用，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源十分有限，而該方法在估算過程中測量開銷過大。

(3)基于報文對/報文隊列PPTD的計算方法；

當(dāng)緊鄰的兩個數(shù)據(jù)包經(jīng)過鏈路時，兩者增大的時間間隔近似為第2個包的大小除以鏈路的帶寬。該方法對網(wǎng)絡(luò)不會產(chǎn)生過多的負(fù)載，但是其準(zhǔn)確度完全依賴于整個路徑上對此相鄰數(shù)據(jù)包時間間隔的準(zhǔn)確測量，這就存在兩個不足之處：一是鏈路利用率的測量不夠及時，缺乏靈敏度；二是要求背景干擾少，而SDN網(wǎng)絡(luò)流量是高度動態(tài)變化的，環(huán)境不穩(wěn)定。

(4)基于斷層掃描的計算方法；

根據(jù)一定的測量策略獲取端到端的測量數(shù)據(jù)，并通過建立線性數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部鏈路利用率的推測。該方法與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議無關(guān)，在測量過程也不需要內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的任何協(xié)作，很大程度上減小了測量所花費的開銷，但由于其精確度依賴于所建立線性模型的準(zhǔn)確度，所以通常測量誤差較大。

綜上所述，上述現(xiàn)有技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率評估計算方法存在以下不足：

1)依賴主動探測報文，會給網(wǎng)絡(luò)帶來較大的測量負(fù)載；