[发明专利]基于软件定义网络的端到端路径上逐跳链路丢包测量方法有效

专利信息
申请号: 201510853004.9 申请日: 2015-11-30
公开(公告)号: CN105429822B 公开(公告)日: 2018-07-20
发明(设计)人: 程光 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: H04L12/26 分类号: H04L12/26
代理公司: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 柏尚春
地址: 210096*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 基于 软件 定义 网络 端到端 路径 上逐跳链路丢包 测量方法
【说明书】:

发明提出一种基于软件定义网络的端到端路径上逐跳链路丢包测量方法,在一个软件定义网络中分别接入测量主机和目标主机,测量主机构建测量流发送到网络中,在第一个报文进入网络时,控制器为测量流维护流记录信息并向各交换机下发转发流表,各交换机根据流表转发测量流并记录转发的报文数,在测量结束以后,交换机将其转发的报文数信息发送给控制器,控制器收集各个交换机转发报文数信息后转发给测量主机,同时目标主机也将收到报文数转发给测量主机测量主机根据各交换机和目标主机转发的报文数计算出各链路的丢包数。本发明可以测量出端到端路径上逐跳链路的丢包数,由此可以定位出端到端网络丢包性能瓶颈的位置。

技术领域

本技术涉及网络性能测量技术领域,特别是基于软件定义网络的端到端路径上逐跳链路丢包测量方法。

背景技术

软件定义网络SDN通过OpenFlow协议对交换机进行控制,交换机与控制器进行通信,并通过OpenFlow的协议控制器管理的交换机。OpenFlow的交换机包括一个或多个流表和一组表,执行分组查找和转发,和到一个外部控制器OpenFlow的信道。交换机收到一个新流的报文,在流表中没有匹配项,则发送Packet-in消息给控制器,如果交换机缓存足够多,报文被临时放在缓存中,报文的部分内容(默认128字节)和在交换机缓存中的的序号也一同发给控制器;如果交换机缓存不足以存储报文,则将整个报文作为消息的附带内容发给控制器。交换机中的流表项因为超时、结束、修改等原因被删除掉,会触发Flow-removed消息,将流表的相关统计信息发送给控制器。在软件定义网络中,每个交换机在收到一个流的第一个报文时,交换机会向控制器转发第一个报文,控制器根据第一个报文的信息向交换机下发流表,这个流的后续报文就根据流表转发到下一个交换机,软件定义网络通过这种机制可以提高网络流中后续报文的快速转发效率。

软件定义网络中交换机记录每个流转发报文的信息,在流结束的时候,交换机将流记录信息上传给控制器,由此根据每个交换机上传相同网络流的报文数之间的数量差可以估算出在两个交换机之间链路上丢失报文数。

传统的丢包测量方法主要是采用从源主机发送到宿主机的ping报文,记录源主机发送ping报文的数量和宿主机应答ping报文的数量之间的差来估算出源宿主机端到端路径上的丢包率。目前还没有办法能够解决传统网络中这些丢包在每一跳链路上的分布情况,但是每一跳链路的丢包情况对网络故障和瓶颈链路的方法非常重要,为了解决这个问题,现有的解决方法有2种,一种是已经被测量网络的拓扑结构,测量网络中多个主机端到端丢包,然后根据网络拓扑结构建立性能矩阵进而推理出每个链路的丢包,这种方法存在以下几个问题:1.网络拓扑结构本身存在不稳定;2.为了能够实现网络拓扑结构中的链路丢包推断,要测量到网络中大量的端到端时延丢包;3.推理出的端到端丢包误差非常大。

本发明就充分利用软件定义网络中OpenFlow协议的这两个特点进行链路的丢包测量,利用每个交换机转发网络流的报文数信息由此可以推断出交换机和交换机之间每条链路的丢包信息。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于软件定义网络的端到端路径上逐跳链路丢包测量方法,可以直接采用通用目前软件定义网络的基本配置和特性,能够实现基于软件定义网络的端到端路径上逐跳链路丢包测量方法。

本发明的技术方案是提供基于软件定义网络的端到端路径上逐跳链路丢包测量方法,其特征在于:

步骤一、设置在一个软件定义网络SDN中有n个交换机,分别为交换机s1,...,交换机sn,有一个网络控制器c;设置接入交换机s1的测量主机mh,测量主机mh的IP地址为mhip,设置接入交换机sn的目标主机sh,目标主机sh的IP地址为ship,在网络控制器c设置一个表格table,表格table由时刻、交换机IP地址、测量报文源IP地址和报文数4个属性列构成,进入步骤二;

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