[發明專利]一種基于SDN的鏈路質量探測系統及方法

在審

• 申請號: 202010487764.3
• 申請日: 2020-06-02
• 公開（公告）號: CN111756596A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 康文倩;何山;趙晶玲
• 申請（專利權）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/707;H04L12/727
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅

本發明涉及一種基于SDN的鏈路質量探測系統及方法，通過SDN控制器控制下的openflow探測技術，實現openflow交換機所有鏈路的質量分析，便于運維人員快速定位網絡環境問題；其具體操作是：設置基于SDN架構的web應用層、ODL集中控制器層和交換機設備層，由該ODL集中控制器層獲取交換機設備層的網絡拓撲信息；web應用層利用網絡拓撲信息計算出指定交換機設備層內兩交換機之間的若干路徑，并將該些路徑進行標注，繼而由ODL集中控制器層生成對應的探測流表并下發至交換機設備層；ODL集中控制器層根據探測報文的格式生成探測數據包，并對該探測數據包打上時間戳標記，隨后下發至交換機設備層；ODL集中控制器層根據返回來的探測數據包計算出每條路徑的延遲。

技術領域

本發明涉及計算機網絡技術領域，尤其涉及一種基于SDN的鏈路質量探測系統及方法。

背景技術

隨著云數據中心網絡快速發展，其網絡結構越來越復雜，為了可靠性保證，一般重要的業務都使用大于等于兩條鏈路做冗余，多條鏈路如何做到自動負載、智能調度往往成為長期以來研究的熱點，也是難點，其主要原因便是難獲取到所有鏈路的延遲。網絡延遲是網絡故障分析和流量調度的重要依據，傳統的網絡延遲測量分為主動與被動兩種測量方式。被動測量因為涉及設備安裝、時間同步等一系列問題，大大降低了方法的可擴展性，在大規模網絡中部署較為困難。而像ping、traceroute等傳統的主動測量方法或pingMesh工具，對于路徑的選擇依賴于傳統分布式路由協議的計算結果，以致用戶無法按指定的路徑進行延遲測量。同時，選擇的路徑會隨著路由協議的變化而發生改變，這也增加了延遲測量的不確定性。

在傳統技術中，為了能全方位地檢測網絡情況，通常需要增加大量額外的設備，這對運營商而言，將帶來巨大的開銷。近幾年，SDN(software defined network)技術不斷發展，Google、騰訊、華為等業界主流公司已有基于SDN的實際落地方案。SDN中提出轉控分離的新思路，將路由決策從路由器轉移到了控制器當中，且路由方式也由分布式轉為集中式計算，這為用戶指定特定路線進行延遲測量提供了可能。在SDN中，OpenFlow協議已經成為事實上的標準，但目前OpenFlow協議中的延遲測量方法尚未成熟?，F有技術只能針對傳統路由設備，無法探測OpenFlow設備。而且無法做到鏈路自動切換，無法做到全局管理，需要手動切換路徑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種基于SDN的鏈路質量探測系統及方法，實現OpenFlow交換機所有鏈路的質量分析，便于運維人員快速定位網絡環境問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種基于SDN的鏈路質量探測系統，包括：

基于SDN架構的web應用層、ODL集中控制器層和交換機設備層，由所述ODL集中控制器層獲取所述交換機設備層的網絡拓撲信息，并存儲至所述web應用層；

所述web應用層利用網絡拓撲信息計算出指定交換機設備層內兩交換機之間的若干路徑，并將所述路徑進行標注；由所述ODL集中控制器層生成對應的探測流表并下發至所述交換機設備層；

所述ODL集中控制器層根據所述web應用層定義的探測報文的格式生成探測數據包，并對所述探測數據包打上時間戳標記，下發至所述交換機設備層；

在探測數據包到達所述交換機設備層之后，根據探測流表將所述探測數據包進行分組復制、發送給下游的交換機或所述ODL集中控制器層，所述ODL集中控制器層根據返回來的探測數據包分組，獲知所有交換機兩兩之間的路徑往返時延，最后將鏈路延遲進行組合，計算出每條路徑的延遲，并返回計算結果。

其中，所述ODL集中控制器層下發帶有時間戳標記的icmp-echo報文到所述交換機設備層的所有交換機，各交換機將所述icmp-echo報文上傳回所述ODL集中控制器層，以驗證所述ODL集中控制器層到各交換機的時延。