[發明專利]用于在軟件定義網絡中利用有限轉發規則改進負載均衡的設備和方法

在審

• 申請號: 201980097923.4
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN114026830A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 杰瑞米·萊瓜伊;保羅·瑪德格麗安妮;趙金花;張杰
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04L47/125
• 分類號: H04L47/125;H04L47/2441;H04L47/2483;H04L49/111;H04L49/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種用于流量轉發網絡設備的設備和方法，并提出了一種通過使負載均衡適配真實流量條件來解決不均衡問題的方案。所述網絡設備嘗試通過重新調整有問題流的流量來本地解決不均衡問題，如果所述問題無法本地解決，則通知中央網絡控制器重新配置所述網絡以解決所述不均衡問題。

技術領域

本發明涉及一種用于在網絡中轉發數據端口的方法和設備。

背景技術

軟件定義網絡(software-defined networking，SDN)技術是一種網絡管理方法，它支持動態、編程高效的網絡配置，以提高網絡性能并監測。SDN旨在解決以下問題：傳統網絡的靜態架構是分散和復雜的，而當前網絡需要更多的靈活性和更容易的故障排除。SDN嘗試通過將網絡數據包的轉發過程(數據面)與路由過程(控制面)解除關聯，將網絡智能集中在一個網絡組件中，而控制面由一個或多個控制器組成。

負載均衡在提高網絡利用率方面發揮著至關重要的作用。主要理念是將流量分流到多條路徑上，以便更好地利用網絡容量。此類網絡中的流量通常以流形式組織，流可以定義為主機到主機通信路徑，或由源地址和目的地址(例如IP或MAC地址)和端口號的唯一組合連同傳輸協議(例如UDP或TCP)或任何其它標識符識別的套接字到套接字通信。通常，流分為宏流(也稱為流量聚合或流聚合)和微流。宏流可以通過其源和目的地定義，并可以細分為微流，這些微流由更細粒度的標識符定義，如特定的服務或服務質量和/或優先級。例如，微流可以是可能的最細粒度流(即，單一TCP流)，并且不能進一步分流，因為它們會引入數據包重新排序問題。宏流是微流的組合，可以分成若干子流，這些子流可以通過不同的路徑路由。通常，任何類型的流或流聚合都可以稱為流。

如今，網絡控制器，例如軟件定義網絡(software-defined networking，SDN)控制器或路徑計算單元(path computation element，PCE)集成了流量工程方法，以持續優化路由和負載均衡。這些集中式控制面實體利用網絡的全局視圖，根據網絡負載和流量的統計信息，決定是否有必要分流以及分流的最有效方法。

發明內容

本發明的實施例提供了用于在軟件定義網絡(software-defined network，SDN)等網絡中有效轉發數據的裝置和方法。轉發網絡設備可以檢測負載不均衡問題，并根據實際流量情況調整負載均衡。適配優先在本地進行，并在需要時由網絡控制器進行。此外，調整側重于有問題流(造成不均衡問題的流)，以便使用有限數量的額外轉發規則。

上述和其它目的是通過獨立權利要求的主題來實現的。其它實現方式在從屬權利要求、說明書和附圖中顯而易見。

根據第一方面，提供了一種具有多個輸出端口(120-1至120-N)的用于轉發流量的網絡設備(100)，包括：存儲轉發規則的存儲系統(101)，所述轉發規則包括用于根據給定流分配將聚合流中的流的數據包轉發到所述輸出端口的第一規則；電路(110)，用于：當第一輸出端口(120-N)上的負載與所述第一端口的目標負載不匹配時，從所述聚合流中排除所述流中的至少一個流，并通過建立將所述聚合流中的所述流中的所述至少一個流與第二輸出端口(120-1)關聯的第二規則來修改所述存儲的轉發規則，以便提高所述第一輸出端口上所述目標負載與所述負載之間的匹配；根據所述存儲的轉發規則進行路由。根據該方面的網絡設備可以在本地改變流的路由，而不需要網絡的全局重新配置。例如，這可以更快地應對負載不均衡問題。

根據第二方面，提供了根據第一方面所述的網絡設備(500)，其中，所述電路(510)用于：觀察輸出端口(520-1至520-N)上的負載；當第一輸出端口(520-N)上的負載與所述第一端口(520-N)的目標負載不匹配時，根據所述流轉發規則，識別轉發到所述第一輸出端口(520-N)的流(550-1至550-N)中負載最重的流(550-1)；將所述識別的流(550-1)與第二輸出端口(520-1)關聯。根據該方面的網絡設備可以檢測輸出端口上的負載不均衡問題，并在本地解決負載不均衡問題，而不需要網絡的全局重新配置。例如，這可以實現更快的負載均衡。