[發明專利]一種基于SDN的自適應流量監控裝置

在審

• 申請號: 201611236339.7
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106656670A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 杜江;顏駿;羅權;牟洋;王鵬;常亞翠
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/721
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 廖曦

技術領域

本發明涉及計算機網絡領域，尤其涉及一種基于SDN的自適應流量監控裝置。

背景技術

流量監控對于網絡管理是非常重要的一部分。很多網絡管理應用都是建立在準確和及時的網絡狀況統計之上，例如現在數據中心中廣泛應用的負載均衡技術，流量工程，入侵檢測等等。SDN即網絡定義軟件，是近幾年出現的關于下一代互聯網架構的有力候選方案，其核心思想是將數據平面與轉發平面相分離，使得網絡具有可編程性，這使得網絡管理的復雜性大幅降低。

在傳統網絡環境中思科提出的NetFlow方案是較為普及一種NetFlow利用標準的交換模式處理數據流的第一個IP包數據，生成NetFlow緩存，隨后同樣的數據基于緩存信息在同一個數據流中進行傳輸，不再匹配相關的訪問控制等策略，NetFlow緩存同時包含了隨后數據流的統計信息，周期性的將數據發往統計中心。除此之外還有類似的方案比如JFlow以及sFlow，他們的特征都是需要部署開銷。

由于SDN的可編程屬性，就決定了在SDN環境下的監控方案對硬件的依賴將會降低，硬件開銷將可能降低。目前在SDN環境中流量監控方案主要分為二類，主動和被動方式。其中有代表性的分別是PayLess和FlowSense，PayLess作為一種主動監控方案，其提出自適應的輪詢算法，核心思想是對于elephant flow提供高頻率的詢問而對小流則適當降低詢問頻率以降低開銷。FlowSend是一種被動式的監控方案，其核心是想是利用SDN交換機和控制器之間必須交互的packet_in和flow_remove消息來估算流量。

在目前的方案中PayLess其自適應詢問頻率根據流a的二次數據量統計差的值與設定的閥值的比來決定該流的頻率改變，而這種方式是不合理的其忽略了時間要素，其次，PayLess方式對于詢問頻率的調整是乘或除固定常數，這種方式會導致對于突發流反應緩慢收斂較慢。FlowSense提出靜態監控方式，其通過OpenFlow協議規定的交換機與控制器之間對于流的固定交換信息PacketIn和Flow_Remove消息來計算流量，這導致監控結果會出現較大的延遲和誤差。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于SDN的自適應流量監控裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的，一種基于SDN的自適應流量監控裝置，包括交換機選擇模塊、數據收集與存儲模塊、數據整理模塊和輪詢策略模塊；交換機選擇模塊選擇關鍵交換機，將選擇結果傳遞至數據收集與存儲模塊；數據收集與存儲模塊根據交換機選擇模塊提供的交換機列表以及Schedule_table，發起FlowStatistRequest請求該對應流的統計信息，當收到FlowStatistReply記錄并保存；數據整理模塊通過數據收集與存儲模塊提供的數據通過相關計算完成流量監控所需結果并保存；輪詢策略模塊通過數據整理模塊得到的各流速率，計算各流速變化率調整流輪詢頻率。

進一步，交換機選擇模塊根據交換機選擇度ζ選擇收集流數據的訪問對象，將所求交換機集合傳遞至數據收集與存儲模塊；交換機選擇度ζ＝flow_path(S_i)∩Schedule_table(T)/flow_path(S_i)，其中flow_path(S_i)表示通過交換機i的流，Schedule_table(T)表示在時間T需要收集數據的流。

進一步，數據收集與存儲模塊根據Schedule_table[T]向Key_Switch[T]指定的交換機發起OFPFlowStatsRequest請求，同時接受OFPFlowStatsReply響應將原始數據Flow_data保存到數據庫中。

進一步，輪詢策略模塊為每個流指定輪詢頻率，根據流f的速率增長率計算并更新Schedule_table,新的輪詢頻率其中T_new表示新的輪詢頻率，r_new表示新的流速率，r_old表示舊的流速率，是一個指定的閥值。

由于采用以上技術方案，本發明具有以下優點：

相比FlowSense該裝置擁有更高的準確率以及實時性。相較于Payless該算法具有更快的反應力以及準確性。本發明應用于SDN環境中.在該裝置中消除了PayLess的缺點，并根據FlowSense的思路，合理利用固有開銷以降低監控開銷。

附圖說明