[发明专利]基于SDN的确定网络状态的控制器及其确定方法

说明书

 

技术领域

    本发明涉及网络通信技术领域，确切地说涉及一种基于SDN的确定网络状态的控制器及其确定方法。

背景技术

随着网络应用的不断发展普及，互联网成为人们生活中不可或缺的部分。带宽的有限需求与有限网络资源的矛盾，核心业务与非核心业务间的矛盾，已成为互联网急需解决的问题。当前网络缺乏一个综合的服务质量保障机制，网络资源拥塞严重，无法进行有效的管理，服务质量问题成为制约带宽网络业务发展的瓶颈。QoS可用一系列可以度量的指标表示：可用带宽，丢包率，时延，时延抖动，带宽利用率。要实现QoS保证，就要按不同业务的要求分配资源给数据流，这就需要有一个智能端来获取整个网络的资源状况并可以按需分配资源给不同的业务。

SDN网络采用控制平面与转发平面分离的思想，控制平面能够提供集中可编程的资源管控，并能有效协同转发平面执行统一的调度策略、安全策略。集中的控制平面可以控制多个转发面设备，也就是控制整个物理网络，因而可以获得全局的网络状态视图，并根据该全局网络状态视图实现对网络的优化控制。OpenFlow实现了SDN可编程网络的思想， 代表了SDN技术的实现原型和部署实例。根据网络业务个性化QoS需求合理制定策略的前提就是网络的可计算，根据不同业务在延迟、丢包率等多方面的QoS约束，经过模型计算进行路径分配和管理，做到规范有序的网络资源调度。为了实现对业务的服务质量（QoS）保证，就要在网络中寻找一条满足QoS需求的路径，但是前提是准确获取当前网络资源状态N。由于传统网络状态不能实现真正的量化，可计算性差，所以难以按业务的需求为其分配资源。

经检索，没有与本申请技术方案较为接近的技术方案申请过专利或发表过期刊文件，仅有以下一篇相关领域的专利文献，其公开号为CN103051565A，公开日为2013年4月17日，发明名称为一种等级软件定义网络控制器的架构系统及实现方法，应用于多域光传送网(OTN)，其技术方案为：系统中软件定义网络(SDN)光传送网(OTN)控制器包括父SDN、OTN控制器和与所述父SDN、OTN控制器相连的一个或多个子SDN、OTN控制器；所述父SDN、OTN控制器，用于根据全网拓扑信息建立全网网络视图与物理设备网络的域间映射关系，并向各子SDN、OTN控制器发送全网网络视图与物理设备网络的在各域内的映射处理请求；所述子SDN、OTN控制器，用于根据从所述父SDN、OTN控制器接收的域内的映射处理请求建立全网网络视图与物理设备网络在本域的映射关系。

而当前SDN网络采用的是传统的网络监控和采集来获取网络的数据流特征、网络资源利用情况等网络状态，网络的状态不能够被外界准确及时地掌握，不利于控制平面对转发平面的精确控制。基于节点状态的统计信息计算路径满足QoS要求的概率非常困难， 尤其对加性度量参数， 如链路延时等，因为网络中各节点业务的到达和离去的随机性导致节点状态为随机量。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的网络不能被外界准确及时地掌握，不利于控制平面对转发平面的精确控制的技术问题，基于OpenFlow协议提供了一种基于SDN的确定网络状态的控制器，本控制器能够准确地掌握网络的状态，对转发平面进行精确控制，提出”Q+X”的资源分配模式，对网络资源进行调度，并提供流量管理模块机制，可以有效实现网络的灵活、高效、智能与优化。

同时，本发明还提供采用该控制器确定网络状态的方法。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种基于SDN的确定网络状态的控制器，其特征在于：包括状态更新模块、计算模块、执行模块、流量管理模块和评估模块，其中：

所述状态更新模块，用于通过计算模块计算的状态和路径，将路径所经节点和链路的资源状态进行更新，包含资源分配和资源回收操作；

所述计算模块，用于计算当前网络资源状态N，包含节点和链路状态向量，并且为满足应用计算符合的路径，当出现网络拥塞时，计算模块会为应用重新计算一条满足QoS的动态路径，以更好地提供QoS保证，并提高网络资源利用率；

所述执行模块，用于根据计算模块计算的路径进行规则的设置，对流表进行改写，并将流表统一下发到交换机中，使得交换机能够识别该应用的数据流，将路径写入流表；

所述流量管理模块，用于拥塞避免和流量监管和整形，利用OpenFlow协议中的meter table进行速率限制，为了缓和拥塞，利用控制器对流优先级进行设置，将包放在一个特定的交换机队列中，当网络出现拥塞时，触发计算模块为流重新计算路由；