[发明专利]一种基于软件定义和用户中心网络的应用感知系统及其方法

说明书

本发明公开了一种基于软件定义和用户中心网络的应用感知系统及其方法，包括接入层应用感知模块、VUC层应用感知模块和RC层应用感知模块；其中接入层应用感知模块部署在基站中，实现对应用类型的初步识别和应用流量的分类；其中VUC层应用感知模块通过软件定义的方式以用户为中心生成，且管理用户小区中的所有基站；其中RC层应用感知模块通过软件定义的形式管理VUC层应用感知模块，控制全局网络。基于用户中心，灵活性更高、并且RC层和VUC层开销小，接入层基于机器学习模块感知信息更丰富全面。

技术领域

本发明属于5G移动通信系统的网络架构，具体涉及一种基于软件定义和用户中心网络的应用感知系统及其方法。

背景技术

目前已经有大量国内外研究机构开始针对5G无线网络架构展开研究。为了高效的控制无线网络，相关5G无线网络架构研究都引入了软件定义的思想，实现对无线网络的统一控制。针对作为SDN关键技术之一的应用感知技术的研究也在如火如荼的进行中。

美国明尼苏达大学和贝尔实验室阿尔卡特-朗讯合作提出了基于SDN的应用感知数据平面。通过在Openflow交换机上部署数据平面的应用感知模块实现了应用感知的本地化，减少交换机与控制器之间的通信开销。

HP实验室和奥多明尼昂大学合作提出了MESDN(Mobile Extension of SDN)架构，通过将本地控制器部署在移动终端中的方式，减少终端与本地控制器之间的通信开销。其主要关键技术就是端到端的应用感知QOS保障技术。通过在移动终端进行预应用感知，感知应用产生的不同类型流，获得更好的应用感知能力。

现有无线异构网络是一种多种制式网络并存无线接入环境，并朝着越来越密集的趋势发展，而目前SDN中广泛使用的基于控制器的应用感知架构存在的问题归纳如下：

首先，现有应用感知架构缺乏协同感知多种制式网络的能力，其通过交换机在数据平面上进行感知，由控制器对感知到的应用信息进行汇总，并对交换机无法识别的应用进行分析识别。这一架构无法区别感知不同制式网络中传输的应用。

其次，现有应用感知架构将感知到的所有信息统一汇总至单一控制器进行分析处理，网络中信令开销与信息交互量会占用大量网络资源。

最后，用户的个性化服务难以实现。应用感知以流为单位，基于数据平面进行感知，难以区分每个用户所产生的应用，尤其是无法感知汇总同一用户通过不同制式网络进行传输的应用信息。目前，已有的应用感知研究的关注点大都集中在如何提高感知的准确度和降低开销上，而忽略了基于用户的应用感知研究，无法为满足用户的个性化需求提供有针对性的应用感知信息。

发明内容

本发明提供了一种基于软件定义和用户中心网络的应用感知系统及其方法，其基于用户中心，灵活性更高、并且RC层和VUC层开销小，接入层基于机器学习模块感知信息更丰富全面。

本发明的技术方案是：一种基于软件定义和用户中心网络的应用感知方法，包括接入层应用感知模块、VUC层应用感知模块和RC层应用感知模块，其中接入层应用感知模块部署在基站输入端，VUC层应用感知模块部署在以用户为中心的小区VUC中，RC层应用感知模块部署在根控制器中；该方法包括以下步骤：

步骤S1，接入层应用感知模块对不同用户所传输的应用进行检测，提取出其中的未知应用信息，并且对识别的应用信息基于流量统计进行分类，得到已知应用及其类别信息；

步骤S2，VUC层应用感知模块获取步骤S1中得到的已知应用及其类别信息，并且对步骤S1中得到的未知应用信息进行再次识别，获取到识别的应用信息并对其进行分类，同时提取出未知应用信息；VUC层应用感知模块对已知应用及其类别信息进行汇总，得到用户应用信息；

步骤S3，RC层应用感知模块识别步骤S2中的未知应用信息，获取得到识别的应用信息并对其进行分类，同时获取步骤S2中的用户应用信息，将用户应用信息及识别的应用信息基于用户中心进行汇总。