[发明专利]多租户软件定义网络中虚拟网络流表弹性切割系统及方法

说明书

在多租户软件定义网络（SDN）环境下管理流量表资源。软分割资源管理器（Soft Partitioning Resource Manager，SPRM）主要由下列三种解决方法进行管理：（1）混合模式：SPRM在管理的流程上使用两种模式作混合处理：监督流程在中介控制器下流量条之前就先做检查处理，而侧录流程则先下流量条之后再进行后续释放的处理，用于减少管理上的延迟时间；（2）最近最少使用部分超时重置（Least recently used‑ Partial Timeout Reset，LRU‑PTR）实施模组：SPRM利用切割流量条的方式让交换器主动回报流量条的闲置状态，用于选择需要被替换的目标；（3）配置租户资源动态上限模组：SPRM设定每个租户都有一个使用量的动态上限值。

技术领域

本发明涉及一种应用于多租户软件定义网络（Multi-tenant SDN）的机制与方法，如果不对流表（flow table）资源做切割管理，会造成资源抢夺的问题，进而产生大量的封包流入（packet_in）事件造成大量的网络等待时间。如果以硬切割方式管理流表资源则会造成资源浪费的问题，使得流表使用率下降，并进而产生大量的packet_in事件造成大量网络等待时间。本发明所提出的方法可减少大量packet_in并且提升资源利用率，也不会有资源抢夺的问题。

背景技术

软件定义网络（SDN）是近年来的新兴网络架构。它的概念是将网络的控制层（control-plane）功能与数据层（data-plane）功能分离，在数据层中封包如何转送都会通过过对应符合条件的流量条来进行相对应的动作，而流表资源有限，如果是多个租户同时使用同一个流表，则会有资源分配管理的问题。

本发明针对多租户SDN网络设计一种流表资源管理机制。先前应用于普通SDN网络环境大都以多个应用程序使用流表的状况做管理，在下列先前的专利技术中有提及类似的概念：US 9065724 （管理流表（Managing a flow table））。另一方面在多租户SDN环境中的资源管理，大多都是对网络流量或是带宽资源做管理控制，如果是有对流表做管理的方法，也都常以硬切割的方式处理，但是以硬切割方式管理会有资源浪费的问题。

由此可见，上述常用方式仍有很多缺点，实在不是好的设计，而急迫等待加以改良。

本案发明人鉴于上述常用方式所衍生的各项缺点，急切渴望加以改良创新，并经多年苦心孤诣潜心研究后，终于成功研发完成本件应用于多租户（Multi-tenant）软件定义网络（SDN）资源弹性管理机制。

发明目的

本发明的目的在于针对多租户软件定义网络（SDN）网络环境中设计一种资源管理方法，在这样的环境中，多个租户共享同一个实体资源，如果有多个用户想设置流量条则需经过中介控制器进行设置，在实体资源流表大小有限，如果流表满载，则接下来的需求都会遭到中介控制器拒绝，此时发出此需求的用户会因为无法设置流量条而产生大量的封包流入（packet_in），进而造成租户控制器的大量负担并且产生大量网络等待时间。如果因为共享不切割资源且造成流表满载的原因是因为某个用户的大量使用，称为资源霸占，如果因为利用硬切割方法让有大量需求的用户使用不到空着的资源则会造成资源浪费，因此本发明的管理机制方法是为解决这两种问题而设计。

发明内容

实现上述发明目的的多租户软件定义网络（SDN）资源管理机制，是在中介控制器设置租户控制器需求前，将需求转送至检查模组做检验，随着租户使用流量条（flowentry）的用量状况以及现有资源利用率，选择对应的处理方式。经过此管理机制的检查之后，将相对应的处理动作集合成为命令，再将此命令交给中介控制器执行至实体资源中。