[发明专利]一种基于SDN的数据流溯源方法

权利要求书

1.一种基于SDN的数据流溯源方法，其步骤包括：

1)SDN交换机对指定的字段进行定期采样，得到数据包信息Flow_ID和交换机信息，其中交换机信息包括交换机标识Switch_ID和数据包入端口input port；

2)以Flow_ID为Key对上述数据包信息Flow_ID和交换机信息进行分组得到每个分组的数据集SA_i，其中下标i标记不同分组的数据集；

3)根据SDN的网络拓扑结构G对上述每个分组的数据集SA_i进行路径分析，包括以下步骤：

a)提取SA_i中SDN交换机集合SS，利用所述网络拓扑结构G获取SS中每个SDN交换机SSi的端口集合SPn＝{input port，Other Port}n，并将SSi与其对应的SPn存入Port Table中；其中SSi中的i为变量以标记不同的SDN交换机，input port为数据包入端口且通过采样结果标出，Other Port为其余端口；

b)将Port Table中每个SDN交换机与其相应的数据包入端口组成现有跳集合CH＝{SSi，input port}，其中SSi中的i为变量以标记不同的SDN交换机且SSi∈SS，input port∈SPn；

c)取CH中每一项CH_i与其对应的Other Ports，依次从Other Ports的每个端口出发找到连接的另一端作为CH_i对应的所有可能的下一跳NH_i，其中CH_i中的下标i标记数据包当前所在的位置，NH_i中的下标i标记数据包将要传输到的下一位置；

d)将CH_i与NH_i的对应关系记录到Path Fragment Table中，然后把NH_i元素去重并整合为下一跳集合NH＝{SSi，input port}，其中SSi，input port∈G；

e)取CH和NH的并集作为SA_i所有路径可能节点集合AH，即AH＝CH∪NH，其中节点数量为n，且|AH|＝n,以AH构建一个n阶方阵A，其中以Path Fragment Table中CH_p为行，NH_q为列的元素赋值为0；CH_p为列，NH_q为行的元素赋值为1，且Path Fragment Table的行数为n，其中CH_p的下标p和NH_q的下标q表明p行q列和q行p列；

4)根据上述路径分析结果确定路径起点，进行路径重构，得到数据包或数据流的路径，其中，所述根据路径分析结果确定路径起点，包括以下步骤：

在方阵A中，当aij＝(r,c)＝0时，代表数据包从r到c的传输过程；当aij＝1时，代表数据包从c到r的传输过程；当一行中所有值为0时，表示所有元素都将从r离开到达不同的下一跳，而一行中所有值都为1时，表示所有元素都从不同的上一跳一起到达r；即当一行元素中只有0没有1，代表只有下一跳，没有上一跳；此时r是SA_i中数据包的起点，并将起点记为参考点s；

当参考点s的值为0时，则在s所在的列查找值为1的元素x；当参考点s的值为1时，则在s所在的行查找值为0的元素x；若存在满足条件的x，将其作为新的参考点s，然后循环执行步骤f)，直到找不到满足条件的x，即溯源结束。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述对指定的字段进行定期采样是指控制器接收来自上层应用下发的采样规则，SDN交换机对该采样规则进行解析并根据解析出来的所需要采样的字段参数进行定期采样。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采样规则是指所需要采样的数据包中字段的位移和长度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述数据包信息Flow_ID是指用于区分不同数据包或数据流的标识；所述交换机信息是指用于记录路径每一跳SDN交换机的信息。