[发明专利]基于LLDP的SDN网络链路延迟测量方法

摘要

本发明涉及基于LLDP的SDN网络链路延迟测量方法。利用已有的OpenFlow协议中的消息和LLDP中的自定义的数据单元，实现基于OpenFlow协议的SDN网络中点到点之间链路延迟的测量方法，不仅能够准确的测量出SDN网络架构中两点之间的链路延迟，而且能够适应网络环境的变化 ，在网络环境不断变化的过程中，依然可以得出两点之间链路延迟的正确结果。本发明是一种主动的网络测量方式，但是并没有向网络中发送额外的探测性的数据包，没有给网络带来任何额外的负载，利用已有的网络资源为网络提供更好的服务。

主权项

基于LLDP的SDN网络链路延迟测量方法，使用基于OpenFlow协议的SDN网络中链路层发现协议LLDP进行交换机之间点到点的链路延迟测量，其特征在于，首先，利用基于OpenFlow协议的SDN网络的特点，控制器具有全局网络视图的能力，根据网络环境的变化，实时的掌握网络最新的网络拓扑结构，为了实现控制器的全局网络视图能力，控制器要周期性的向与其相连的交换机发送LLDP报文来进行网络拓扑结构的发现和更新；其次，利用OpenFlow协议本身的Echo消息，实现控制器到交换机以及交换机到控制器之间链路的延迟测量，运用Echo消息得到的测量结果对通过LLDP报文得到的链路延迟进行修正，能够提高测量的准确性；具体过程为：第一、在LLDP报文中增加一个TLV数据单元，其携带了当前系统的时间戳，把含有此数据单元的LLDP报文封装为Packet‑Out消息，在控制器进行链路发现时，会把此消息通过OpenFlow协议中的安全通道发送给与其相连的所有的OpenFlow交换机；第二、当其中一个交换机Switch X收到来自控制器的LLDP报文，它就会通过广播的方式把此报文发送给除控制器以外的所有与之相连的设备，这样与其相连的所有的交换机就会收到来自此交换机Switch X的LLDP报文，以一个与Switch X相连的交换机Switch Y为例说明，当Switch Y收到LLDP报文之后会查找本地流表，因为OpenFlow交换机没有可用于转发LLDP报文的流表项，所以Switch Y就会按照OpenFlow协议规定，将LLDP报文封装为Packet‑In消息发送给控制器；第三、控制器在收到此LLDP报文之后，就会知道这两个交换机之间存在链路，可以进行数据包的传送，同时也会提取加入的时间戳，与当前时间一块进行计算，就能得到此LLDP报文从发送到收回整个过程，在网络中所经历的时延；第四、为了得到更加准确的测量结果，控制器还需要知道从控制器到交换机的时延，在OpenFlow协议中有一种消息正好可以做到这样的事情，就是Echo消息，控制器通过向交换机发送带有时间戳的Echo Request消息到交换机，交换机在收到此消息之后会返回给控制器一个Echo Reply消息，当控制器收到返回来的消息之后，会根据其携带的时间戳和当前的系统时间进行计算，得到此消息往返的时延，此时延的一半即为控制器到交换机的传播时延或者交换机到控制器的传播时延；第五、控制器根据三次得到的时延，一个为LLDP报文在网络中的传播时延，一个为控制器到交换机的传播时延和交换机到控制器的传播时延，把得到的这些时延进行计算，就可以间接得到LLDP报文在两个交换机之间的链路延迟。