[發(fā)明專(zhuān)利]一種在SDWN下提升虛擬化網(wǎng)絡(luò)性能的數(shù)據(jù)處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710243557.1
• 申請(qǐng)日: 2017-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107086948B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐川;倪名;王新恒;李亞明;趙國(guó)鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L12/46
• 分類(lèi)號(hào): H04L12/46;H04L29/06;H04L12/865;H04W84/12
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

1.一種在SDWN下提升虛擬化網(wǎng)絡(luò)性能的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)、IEEE MAC8211層截獲IEEE 802.11無(wú)線幀，對(duì)IEEE 802.11無(wú)線幀類(lèi)型進(jìn)行匹配，然后按IEEE802.11無(wú)線幀類(lèi)型分類(lèi)進(jìn)行處理；

2)、提取IEEE 802.11幀的頭部，匹配幀頭部中的幀類(lèi)型字段，如果該幀是管理幀或ARP請(qǐng)求幀或者是DHCP請(qǐng)求幀則送到用戶態(tài)處理，如果該幀是控制幀或者是ARP請(qǐng)求幀和DHCP請(qǐng)求幀之外的數(shù)據(jù)幀則放在內(nèi)核態(tài)繼續(xù)處理；

3)、在用戶態(tài)將管理幀轉(zhuǎn)發(fā)至控制器，控制器完成接入認(rèn)證的決策；在用戶態(tài)將ARP請(qǐng)求幀轉(zhuǎn)發(fā)至有線網(wǎng)絡(luò)側(cè)，將DHCP請(qǐng)求幀轉(zhuǎn)發(fā)至DHCP服務(wù)器端完成用戶的虛擬化接入和IP地址的獲取；

4)、如果用戶關(guān)聯(lián)上虛擬的接入點(diǎn)，那么使用一個(gè)hash表保存終端MAC和虛擬BSSID的映射，該hash表格以無(wú)線終端MAC作為鍵，虛擬BSSID作為值；

用戶終端MAC和虛擬BSSID生成hash表的步驟包括：

用戶空間接收到MAC80211層送上來(lái)的管理幀；在hash表中查找發(fā)送該IEEE 80211幀的用戶是否存在，該hash表保存了用戶終端MAC和該用戶接入的虛擬BSSID映射關(guān)系，初始化時(shí)該hash表中內(nèi)容為空，如果用戶存在即該用戶已經(jīng)關(guān)聯(lián)上了虛擬BSSID，那么就判斷是否為解除認(rèn)證幀，若是則發(fā)送解除認(rèn)證響應(yīng)幀，解除用戶終端MAC和該用戶接入的虛擬BSSID映射關(guān)系；若不是則判斷是否為解除關(guān)聯(lián)幀，不是則丟棄該幀，若是則發(fā)送解除關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀，解除用戶終端MAC和該用戶接入的虛擬BSSID映射關(guān)系；如果用戶不存在即該用戶還未關(guān)聯(lián)上虛擬BSSID，那么就判斷幀類(lèi)型，如果該幀為探測(cè)請(qǐng)求幀，那么就回應(yīng)并發(fā)送探測(cè)響應(yīng)幀；如果該幀為認(rèn)證請(qǐng)求幀，那么就回應(yīng)并發(fā)送認(rèn)證響應(yīng)幀；如果該幀為關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀，那么就回應(yīng)并發(fā)送關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀，將請(qǐng)求關(guān)聯(lián)用戶的MAC和BSSID映射關(guān)系添加到hash表中，否則執(zhí)行丟棄該幀；更新內(nèi)核空間的hash表，保證內(nèi)核空間和用戶空間維護(hù)的接入用戶信息一致；

5)、在內(nèi)核空間對(duì)接收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行hash匹配，如果是已經(jīng)關(guān)聯(lián)上虛擬接入點(diǎn)的用戶發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀，那么進(jìn)行下一步轉(zhuǎn)發(fā)處理，否則直接丟棄；所述步驟5)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行hash表匹配的步驟包括：在用戶態(tài)中通過(guò)netlink機(jī)制將無(wú)線終端MAC和虛擬BSSID的映射表下發(fā)到內(nèi)核空間；提取數(shù)據(jù)幀中的BSSID，如果該BSSID存在于無(wú)線終端MAC和虛擬BSSID映射的hash表中那么就進(jìn)行下一步轉(zhuǎn)發(fā)處理，否則直接丟棄；

6)、將內(nèi)核態(tài)中的數(shù)據(jù)幀送入入隊(duì)處理線程中，根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不同類(lèi)型，將數(shù)據(jù)幀緩存在不同優(yōu)先級(jí)的緩存隊(duì)列中，每一個(gè)緩存隊(duì)列規(guī)定報(bào)文所占接口的帶寬比例；然后在一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)線程中通過(guò)特定的調(diào)度算法對(duì)多個(gè)緩存隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在SDWN下提升虛擬化網(wǎng)絡(luò)性能的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述更新內(nèi)核空間的hash表的具體更新方式為通過(guò)netlink通信機(jī)制來(lái)完成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在SDWN下提升虛擬化網(wǎng)絡(luò)性能的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述內(nèi)核態(tài)數(shù)據(jù)幀處理分為入隊(duì)處理線程和出隊(duì)轉(zhuǎn)發(fā)線程，包括：

501，將IEEE 802.11數(shù)據(jù)幀的IEEE 802.11頭部和LLC層頭部去掉，完成IEEE 802.11幀類(lèi)型到802.3類(lèi)型的轉(zhuǎn)化，然后數(shù)據(jù)包進(jìn)入業(yè)務(wù)等級(jí)分類(lèi)模塊502；

502，根據(jù)數(shù)據(jù)包所屬的業(yè)務(wù)類(lèi)型，按照實(shí)時(shí)性要求的高低分為四個(gè)等級(jí)，這四個(gè)等級(jí)與四個(gè)緩沖隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)別一致；

503，根據(jù)劃分的優(yōu)先級(jí)，數(shù)據(jù)包進(jìn)入相應(yīng)的緩存隊(duì)列中進(jìn)行緩存，每次數(shù)據(jù)包進(jìn)入隊(duì)列后更新隊(duì)列的Si值，其中Si表示緩存隊(duì)列i當(dāng)前待轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)目；

504，作為一個(gè)單獨(dú)的線程運(yùn)行在內(nèi)核態(tài)中，對(duì)四個(gè)隊(duì)列進(jìn)行掃描判斷，如果隊(duì)列的Si值不為零，對(duì)緩存隊(duì)列中數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，出隊(duì)調(diào)度采用貪心算法來(lái)進(jìn)行調(diào)度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在SDWN下提升虛擬化網(wǎng)絡(luò)性能的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述步驟503數(shù)據(jù)包進(jìn)入緩存隊(duì)列之后，在轉(zhuǎn)發(fā)線程中完成數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，該線程作為一個(gè)單獨(dú)的內(nèi)核線程運(yùn)行，不斷地掃描四個(gè)緩存隊(duì)列是否有待轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包需要出隊(duì)，采用貪心算法對(duì)四個(gè)不同優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列進(jìn)行出隊(duì)操作的調(diào)度。