[发明专利]一种基于SDN的数据中心网络流量测量方法

说明书

本发明公开了一种基于SDN的数据中心网络流量测量方法，先对每台交换机设置编码流集合，然后对每个数据平面的交换机在一个周期内对流进行编码，得到每台交换机的Flow Filter、Counting Table和Flow Vector，然后将一个周期内已编码的所有交换机的Flow Filter、Counting Table和Flow Vector发送到控制平面解码主机进行解码，从而测量出一个周期内经过数据中心网络中每台交换机的每条流量的大小。

技术领域

本发明属于网络测量技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于SDN的数据中心网络流量测量方法。

背景技术

NetFlow是一种广泛使用的流量监测工具。NetFlow在工作时，维持一个活动流的集合(active flow set)，并支持流的插入，哈希冲突解决，流的删除等功能。但是数据中心的商用芯片上较难支持NetFlow的全部功能，因为NetFlow的完全功能会降低包的处理速度，其使用采样的简化版本无法监测到所有数据流的包。

FlowRadar，是一种带宽与存储开销较小，易扩展的流量监测方法。其核心思想是，在数据平面，交换机利用较少的存储空间与固定数量的简单操作编码流的信息，控制平面的主机收集各交换机编码信息，并解码出流的信息。FlowRadar可以以较小的存储开销和计算开销来准确的得到全网的流量信息。但是，FlowRadar在计数器资源不够的情况下，可能无法解码，从而导致完全得到不到流的信息。此外，FlowRadar在全网解码的情况下，其求解问题的负载度很高，很难保证结果的及时性。

软件定义网络(Software Defined Network，SDN)是一种新型的网络架构，通过将网络转发设备的控制平面与数据平面分离，实现网络流量的灵活控制。与传统IP网络不同，SDN网络的控制器可以获取SDN节点的流表统计数据、网络拓扑等信息，并且可以为SDN节点设计转发逻辑，具有高度的自主权。这样的特性使SDN的测量方法比传统网络的测量方法更加灵活多样，为实时监测、减少网络资源消耗等问题的解决提供新的思路。SDN交换机的流表项可以通过修改转发端口来控制数据包的转发方向，也可以通过添加行动修改数据包的头部信息。这些特点能够克服传统IP网络中链路性能参数测量的诸多困难，为网络的测量创造有利条件。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于SDN的数据中心网络流量测量方法，将流分组测量，将大规模的测量问题分解为若干小规模的测量问题，有效地减少了问题求解的复杂度。

为实现上述发明目的，本发明一种基于SDN的数据中心网络流量测量方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)、对于每个交换机设置编码流集合

编码流集合包括Flow Filter、Counting Table和Flow Vector三部分，其中，FlowFilter为一个布隆过滤器，用于检测一个数据包对应的流是否为新流，初始时刻布隆过滤器中所有表项值均为0；Counting Table为交换机计数器，共g个组，每组m个表项，每个表项均包含PacketCount与FlowCount两个值，用于存储流信息，其中，PacketCount用于存储哈希到本表项的所有流的数据包的数目之和，FlowCount用于存储哈希到本表项的流的数目；Flow Vector为一个存储表，用于记录流的五元组；

(2)、每个数据平面交换机在一个周期内对流进行编码

(2.1)、对数据包对应流的五元组进行映射并检测数据包对应的流是否为新流