[發明專利]一種基于軟件定義和用戶中心網絡的應用感知系統及其方法

有效

• 申請號: 201711378547.5
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108092920B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 曲樺;趙季紅;馮富靜;陳梁駿
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04L12/927
• 分類號: H04L12/927;H04L12/859
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 楊博

本發明公開了一種基于軟件定義和用戶中心網絡的應用感知系統及其方法，包括接入層應用感知模塊、VUC層應用感知模塊和RC層應用感知模塊；其中接入層應用感知模塊部署在基站中，實現對應用類型的初步識別和應用流量的分類；其中VUC層應用感知模塊通過軟件定義的方式以用戶為中心生成，且管理用戶小區中的所有基站；其中RC層應用感知模塊通過軟件定義的形式管理VUC層應用感知模塊，控制全局網絡。基于用戶中心，靈活性更高、并且RC層和VUC層開銷小，接入層基于機器學習模塊感知信息更豐富全面。

技術領域

本發明屬于5G移動通信系統的網絡架構，具體涉及一種基于軟件定義和用戶中心網絡的應用感知系統及其方法。

背景技術

目前已經有大量國內外研究機構開始針對5G無線網絡架構展開研究。為了高效的控制無線網絡，相關5G無線網絡架構研究都引入了軟件定義的思想，實現對無線網絡的統一控制。針對作為SDN關鍵技術之一的應用感知技術的研究也在如火如荼的進行中。

美國明尼蘇達大學和貝爾實驗室阿爾卡特-朗訊合作提出了基于SDN的應用感知數據平面。通過在Openflow交換機上部署數據平面的應用感知模塊實現了應用感知的本地化，減少交換機與控制器之間的通信開銷。

HP實驗室和奧多明尼昂大學合作提出了MESDN(Mobile Extension of SDN)架構，通過將本地控制器部署在移動終端中的方式，減少終端與本地控制器之間的通信開銷。其主要關鍵技術就是端到端的應用感知QOS保障技術。通過在移動終端進行預應用感知，感知應用產生的不同類型流，獲得更好的應用感知能力。

現有無線異構網絡是一種多種制式網絡并存無線接入環境，并朝著越來越密集的趨勢發展，而目前SDN中廣泛使用的基于控制器的應用感知架構存在的問題歸納如下：

首先，現有應用感知架構缺乏協同感知多種制式網絡的能力，其通過交換機在數據平面上進行感知，由控制器對感知到的應用信息進行匯總，并對交換機無法識別的應用進行分析識別。這一架構無法區別感知不同制式網絡中傳輸的應用。

其次，現有應用感知架構將感知到的所有信息統一匯總至單一控制器進行分析處理，網絡中信令開銷與信息交互量會占用大量網絡資源。

最后，用戶的個性化服務難以實現。應用感知以流為單位，基于數據平面進行感知，難以區分每個用戶所產生的應用，尤其是無法感知匯總同一用戶通過不同制式網絡進行傳輸的應用信息。目前，已有的應用感知研究的關注點大都集中在如何提高感知的準確度和降低開銷上，而忽略了基于用戶的應用感知研究，無法為滿足用戶的個性化需求提供有針對性的應用感知信息。

發明內容

本發明提供了一種基于軟件定義和用戶中心網絡的應用感知系統及其方法，其基于用戶中心，靈活性更高、并且RC層和VUC層開銷小，接入層基于機器學習模塊感知信息更豐富全面。

本發明的技術方案是：一種基于軟件定義和用戶中心網絡的應用感知方法，包括接入層應用感知模塊、VUC層應用感知模塊和RC層應用感知模塊，其中接入層應用感知模塊部署在基站輸入端，VUC層應用感知模塊部署在以用戶為中心的小區VUC中，RC層應用感知模塊部署在根控制器中；該方法包括以下步驟：

步驟S1，接入層應用感知模塊對不同用戶所傳輸的應用進行檢測，提取出其中的未知應用信息，并且對識別的應用信息基于流量統計進行分類，得到已知應用及其類別信息；

步驟S2，VUC層應用感知模塊獲取步驟S1中得到的已知應用及其類別信息，并且對步驟S1中得到的未知應用信息進行再次識別，獲取到識別的應用信息并對其進行分類，同時提取出未知應用信息；VUC層應用感知模塊對已知應用及其類別信息進行匯總，得到用戶應用信息；

步驟S3，RC層應用感知模塊識別步驟S2中的未知應用信息，獲取得到識別的應用信息并對其進行分類，同時獲取步驟S2中的用戶應用信息，將用戶應用信息及識別的應用信息基于用戶中心進行匯總。