[发明专利]一种SDN网络中端到端QoS保障的方法

摘要

本发明公开了一种SDN网络中端到端QoS保障的方法。本方法为：1)对于每一到达SDN网络的新数据流，SDN网络控制器周期性的采集网络状态信息；2)SDN网络控制器根据采集到的网络状态信息计算传输该新数据流的所有备选路径的代价，确定出一最佳传输路径；3)SDN网络控制器将该最佳传输路径信息封装成流表项下发给该SDN网络的交换机节点，交换机节点根据流表项对收到的数据包进行转发。本发明设计了OpenFlow交换机的队列机制，并通过控制器对交换机的队列状态实时监控。当新的数据流到达时，根据路径上链路的传输时延和交换机节点队列的排队时延，结合当前链路的拥塞情况，选出一条代价最小的路径进行数据流的传输。

主权项

1.一种SDN网络中端到端QoS保障的方法，其步骤为：1)对于每一到达SDN网络的新数据流，SDN网络控制器周期性的采集网络状态信息；其中，SDN网络中每一交换机节点端口设有Q个出速率不同的队列；每一队列中不同流的数据包到达时间服从参数不同的泊松分布，λj为该新数据流的数据包到达时间泊松分布参数；2)SDN网络控制器根据采集到的网络状态信息计算传输该新数据流的所有备选路径的代价，确定出一最佳传输路径；3)SDN网络控制器将该最佳传输路径信息封装成流表项下发给该SDN网络的交换机节点，交换机节点根据流表项对收到的数据包进行转发；其中，计算每一备选路径的代价所用的信息包括该备选路径的路径时延；所述路径时延包括路径传输时延T_pt(s_i,s_j)和该备选路径的路径排队时延T_pq(s_i,s_j)；该路径排队时延为该备选路径上各链路段的排队时延之和；每一链路段的排队时延T_q(s_m,s_m+1)为交换机节点端口各队列的排队时延T_qk(s_m,s_m+1)最小值，即将排队时延最小的队列作为s_m节点出端口到下一节点s_m+1的传输队列；T_qk(s_m,s_m+1)表示从s_m节点传输到下一节点s_m+1时，该新数据流的数据包在s_m节点出端口的队列k产生的排队时延，s_m和s_m+1为一链路段上的两交换机节点，队列k的传输速率为u_k、已存在的数据包的长度为L_qk、传输的所有数据流的集合为f_qk；当该新数据流的第N个数据包到达s_m节点时，队列k的积累长度s_i为备选路径的源端交换机节点、s_j为备选路径的目的端交换机节点；其中，确定出所述最佳传输路径的方法为：21)将每一备选路径放入解空间，建立一颗解空间树；将解空间树的根节点加入活节点表；22)取活节点表第一个值作为当前扩展节点；23)比较扩展节点到其所有子节点的链路时延和排队时延，当链路时延或排队时延超过设定门限值时，就将此子节点舍弃；24)将链路时延和排队时延都未超过该设定门限值的子节点加入活节点表中；25)重复步骤22)～24)，直到活节点表为空；26)根据公式选出一条代价耗费最小的路径，作为所述最佳传输路径；其中，CO(p)为端到端的备选路径代价，p^opt(s_i,s_j)表示s_i到s_j的端到端的最佳传输路径，P表示s_i到s_j的所有备选路径的集合，p表示s_i到s_j的一条备选路径。