[发明专利]基于软件定义网络的高性能负载均衡系统与方法

摘要

本发明公开了一种基于软件定义网络的高性能负载均衡系统，主要解决现有数据中心网络核心层中负载不均、链路拥塞的问题。其包括Fat‑Tree底层网络和SDN控制器，该Fat‑Tree底层网络部署有流量抽样检测模块，DCTCP流量控制模块和基于FEC的编码传输模块，分别完成实时感知流量并区分鼠流象流，根据链路时延调整端口流量速率大小和添加冗余包降低鼠流时延的功能。该SDN控制器中增设有拓扑信息模块和象流调度模块，用于完成存储底层网络的拓扑信息，并将象流调度到具有最小路径成本的路径。本发明降低了因丢包而引起的重传延迟，解决了鼠流首尾阻塞问题，提高了象流吞吐量，可用于Fat‑Tree数据中心网络拓扑。

主权项

1.一种基于软件定义网络的高性能负载均衡系统，包括：Fat‑Tree拓扑结构(1)，包括有多个Tor交换机，用于满足数据中心扩展的需求，并根据SDN控制器下发的流表项确定转发端口，实现流量调度；SDN控制器(2)，用于获取整个网络的拓扑信息，负责所有交换机的统一集中控制，实现链路发现、拓扑管理、策略定制和表项下发操作；其特征在于：每一个Tor交换机上均部署有流量抽样检测模块(11)，在数据包发送端与接收端均部署有DCTCP流量控制模块(12)与基于FEC的编码传输模块(13)；SDN控制器(2)中设有拓扑信息模块(21)、象流调度模块(22)、OF协议模块(23)、拓扑发现模块(24)和REST API模块(25)；所述流量抽样检测模块(11)，用于实时感知交换机各个端口的流量速率，并根据流量速率的大小判别流量为鼠流或象流：如果流量判别为鼠流，则运行DCTCP流量控制模块(12)与基于FEC的编码传输模块(13)；如果流量判别为象流，则运行象流调度模块(13)；所述DCTCP流量控制模块(12)，用于根据链路拥塞程度动态调整端口速率限制；所述基于FEC的编码传输模块(13)，用于当链路时延超出预定值时，在编码过程中添加冗余包使丢包率下降；所述拓扑信息模块(21)，用于存储底层网络的拓扑信息；所述象流调度模块(22)，用于根据不同路径的拥塞状态，将象流调度到具有最小路径成本的路径以提高其吞吐量；所述OF协议模块(23)，用于处理来自交换机的数据包，生成流表项，处理网络事件，汇总状态信息；所述拓扑发现模块(24)，用于发送并解析LLDP报文感知拓扑状态；所述REST API模块(25)，用于提供与OpenFlow的相关接口，能够查看交换机信息，添加、修改流表。