[發(fā)明專利]基于FPGA的SDN網(wǎng)絡(luò)流量測量系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810777561.0
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN108989147A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉乃安;朱芮碧;安豪政
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/801;H04L12/24
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

1.一種基于FPGA的SDN網(wǎng)絡(luò)流量測量系統(tǒng)，包括控制器、交換機組和測量模塊，其中：

所述控制器，用于構(gòu)造測量流表和測量流量數(shù)據(jù)包，并對自身的流量和交換機的流量進行管理；

所述交換機組，包括串聯(lián)的源交換機、多個中間交換機和目的交換機，所述交換機支持Open Flow協(xié)議，其中，源交換機用于根據(jù)控制器下發(fā)的側(cè)量流表，在控制器下發(fā)的數(shù)據(jù)包中識別與測量流表相匹配的測量流量數(shù)據(jù)包并轉(zhuǎn)發(fā)，多個中間交換機用于實現(xiàn)測量流量數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，目的交換機用于將測量流量數(shù)據(jù)包返回給控制器；

其特征在于：

所述測量模塊，包括通過FPGA實現(xiàn)的流量采集模塊、流量存儲模塊、地址映射模塊、控制單元模塊、分組數(shù)計算模塊、流容量計算模塊、流量分析模塊和流量通告模塊，其中：

所述流量采集模塊，用于采集每個交換機端口的測量流量數(shù)據(jù)包；

所述流量存儲模塊，用于存儲流量采集模塊采集的測量流量數(shù)據(jù)包的統(tǒng)計幀；

所述地址映射模塊，用于根據(jù)測量流量數(shù)據(jù)包的統(tǒng)計幀的流號在哈希表中查找當前流的計數(shù)器地址，并將計數(shù)器地址和測量流量數(shù)據(jù)包的統(tǒng)計幀的分組長度傳送給控制單元模塊；

所述控制單元模塊，用于對計數(shù)器地址進行解析，向分組數(shù)計算模塊傳送解析的分組數(shù)計數(shù)器值，向流容量計算模塊傳送分組長度以及解析出的流容量計數(shù)器值；

所述分組數(shù)計算模塊，用于計算當前流分組數(shù)計數(shù)器的采樣概率，向流量分析模塊發(fā)送采樣命令；

所述流容量計算模塊，用于計算當前流容量計數(shù)器的采樣概率和基本增量，向流量分析模塊發(fā)送采樣命令和基本增量；

所述流量分析模塊，用于分析計算新的分組數(shù)計數(shù)器值和新的流容量計數(shù)器值，向流量通告模塊發(fā)送新的流計數(shù)器值；

所述流量通告模塊，用于將新的流計數(shù)器值返回給控制器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的SDN網(wǎng)絡(luò)流量測量系統(tǒng)，其特征在于，所述流量存儲模塊，采用SRAM存儲器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的SDN網(wǎng)絡(luò)流量測量系統(tǒng)，其特征在于，所述分組數(shù)計算模塊，包括采樣概率計算模塊和比較模塊，其中：

所述采樣概率計算模塊，用于計算分組計數(shù)器值的采樣概率；

所述比較模塊，用于產(chǎn)生隨機數(shù)，向流量分析模塊發(fā)送采樣命令。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的SDN網(wǎng)絡(luò)流量測量系統(tǒng)，其特征在于，所述流容量計算模塊，包括浮點運算模塊和比較模塊，其中：

所述浮點運算模塊，用于計算流容量計數(shù)器值的采樣概率和基本增量；

所述比較模塊，用于產(chǎn)生隨機數(shù)，向流量分析模塊發(fā)送采樣命令和基本增量。