一种基于SDN架构的通信网络多维度资源调控方法和系统技术方案

技术编号:13971887 阅读:18 留言:0更新日期:2016-11-10 20:36
本发明专利技术涉及网络通信技术,本发明专利技术公开了一种基于SDN架构的通信网络多维度资源调控方法,其具体包括以下的步骤:步骤一、为网络中需要调控的设备构建设备模型。步骤二、SDN控制器完成对所有设备的网络拓扑感知,得到当前态势数据。步骤三、SDN控制器根据节点性能的各维度值比对上一时刻历史值,计算节点各个维度的修正因子,再结合事先预设传输速率优先和传输可靠性优先两类情况的各维度权值,采用最短路径算法得到最优路由,并将最优路由下发网络设备。步骤四、上层应用程序根据业务特性对业务数据打上特征标签,经过匹配网络设备的预设路由信息,进行报文转发。上述方法使得更好地均衡网络负载。

一种基于SDN架构的通信网络多维度资源调控方法和系统

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络资源调控
,尤其涉及一种基于SDN架构的通信网络多维度资源调控方法和系统。
技术介绍
随着移动互联网络、云计算网络等新型网络的迅速发展,业务类型日益多样,传输数据量爆炸式增长,需求日益复杂。合理地利用网络资源,实现业务基于各自特征的高效传输的需求愈加迫切,传统的IP网络很难满足其要求,业界提出了软件定义网络(SDN)网络架构,将数据转发与控制层面进行分离,对网络进行集中化管理,全局掌控网络资源,采用流表对业务转发进行控制,但在实际实施过程中,很难达到理想的效果,存在欠缺与不足,缺点主要如下:(1)SDN网络采用的控制与转发分离,集中控制方式,在理想状态下每一类业务均要先向控制器申请资源才能进行发送,在实际过程中,SDN控制器的性能将成为制约整个网络性能的瓶颈;(2)网络承载的业务类型千差万别,对网络资源的要求也不尽相同,同时存在大量突发的生存周期不长的业务,如果要先进行协商再传输,可能影响用户体验;但如果采用传统的动态路由协议由路由器控制转发过程,可能会造成网络资源不足,传输失败,传统的路由控制转发由于难以做到负载均衡,资源动态调控,可能加剧网络性能恶化。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题,本专利技术公开了一种基于SDN架构的通信网络多维度资源调控方法和系统。本专利技术公开了一种基于SDN架构的通信网络多维度资源调控方法,其具体包括以下的步骤:步骤一、为网络中需要调控的设备构建本地设备模型,提取出不同设备的相关参数,将不同设备的相关参数映射为一套统一的参数,根据系统需要提取出需要监控的参数,并确定需要监控的参数的权值。步骤二、SDN控制器通过网络拓扑发现算法获取并维护网络拓扑关系,生成逻辑拓扑图,控制器同时通过系统协议获取网络性能参数,并匹配本地设备模型得到需要监控的参数的权值,进行归一化处理后得到所有需要监控的参数的当前态势数据。步骤三、SDN控制器根据节点性能的各维度值比对上一时刻历史值,计算节点各个维度的修正因子;再结合事先预设传输速率优先和传输可靠性优先两类情况的各维度权值,采用最短路径算法得到最佳路由;删除此条最佳路由,重新运算得到次佳路由,保存两类四条路由信息,并将最优路由下发网络设备。步骤四、上层应用程序根据业务特性对业务数据打上特征标签,从业务报文中的特定字段匹配出业务类型,再根据步骤三得到的网络设备的路由信息,进行报文转发。更进一步地,上述方法还包括网络路由设备实时收集本地性能数据,定时或达到策略门限后对规划路由进行调整。更进一步地,上述步骤三中路由信息包括路由标识、路由状态标识和关键参数。除了常规的目的地址、网关地址、端口号,还包括路由标识(传输速率优先或者传输可靠性优先)、路由状态标识(当前有效、历史有效、失效)、关键参数(包括目前支持的最大带宽、最大时延或丢包率)。更进一步地,上述步骤三还包括准入控制。当关键参数不满足业务数据需求时,从源端拒绝业务进入网络,避免不能承受的业务浪费网络资源。更进一步地,上述步骤四还包括网络路由设备在达到上报门限时反向向源端网络设备和应用终端扩散性能变化信息。以增加网络感知的实时性和可靠性,控制器的通告消息优先级一般高于网络设备的通告信息优先级。更进一步地,上述步骤四中的匹配具体为:根据业务特性,预先或者在系统运行过程中提取业务匹配模型,匹配策略根据需要进行定制。本专利技术还公开了一种基于SDN架构的通信网络多维度资源调控系统,其具体包括建模单元、控制单元、路由计算单元和报文转发单元;所述建模单元用于为网络中需要调控的设备构建本地设备模型,提取出不同设备的相关参数,将不同设备的相关参数映射为一套统一的参数,根据系统需要提取出需要监控的参数,并确定需要监控的参数的权值;所述控制单元用于通过网络拓扑发现算法获取并维护网络拓扑关系,生成逻辑拓扑图,同时通过系统协议获取网络性能参数,并匹配本地设备模型得到需要监控的参数的权值,进行归一化处理后得到所有需要监控的参数的当前态势数据;所述路由计算单元根据节点性能的各维度值比对上一时刻历史值,计算节点各个维度的修正因子;再结合事先预设传输速率优先和传输可靠性优先两类情况的各维度权值,采用最短路径算法得到最佳路由;删除此条最佳路由,重新运算得到次佳路由,保存两类四条路由信息,并将最优路由下发网络设备;所述报文转发单元用于根据业务特性对业务数据打上特征标签,经过匹配网络设备的预设路由信息,进行报文转发。更进一步地,上述系统还包括路由调整单元,所述路由调整单元用于定时或达到策略门限后对规划路由进行调整。通过采用以上的技术方案,本专利技术的有益效果为:实现了在集中控制网络中,通过全网态势,对网络拓扑态势进行多维度细粒度维护,对网络资源进行预先规划,并定时修正,为业务按需转发提供支持,既增加了网络资源调度的灵活性,提高了网络的利用率,又避免了控制器在多业务大数据情况下成为制约网络性能的瓶颈的风险。附图说明图1为本专利技术其中一实施例的原理示意图。图2为本专利技术的流程图。图3为发送最优路由的格式。图4为其中一种TOS定制方式。具体实施方式下面结合说明书附图,详细说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术公开了一种基于SDN架构的通信网络多维度资源调控方法,其具体包括以下的步骤:步骤一、为网络中需要调控的设备构建设备模型,提取不同设备的相关参数,映射为一套统一的参数类型,根据需要,可以运用指参数模型对监控参数的类型和权值进行定制。指参数模型是可以根据当前系统的需求进行定制,比如在系统中关心网络传输速率,就可以提炼出设备需要监控的参数为:设备类型(如:光交换设备、电交换设备)(权值0.4)、设备支持带宽(权值0.3)、设备入口速率与设备出口速率(权值0.2)、设备时延抖动(权值0.1)等。对不同的应用场景,如果看重的是传输可靠性或者传输的费用,可能提取的参数类型和权值也不同,这个需要根据具体应用场景进行分析。步骤二、控制器通过网络拓扑发现算法获取并维护网络拓扑关系(例如采用基于链路层发现协议(LLDP)的物理网络拓扑算法),生成逻辑拓扑图,控制器通过OpenFlow、SNMP、专用设备管理协议(不同的系统可能有不同的管理协议)等获取网络性能参数,匹配本地设备模型,并用事先约定的映射函数性能数据进行归一化处理。这个模型定义、映射关系和归一化处理都是根据具体的应用场景自己定义的,同一的系统中同类设备(如:交换设备、传输设备、终端设备等)的模型参数内容、取值范围相同,但映射关系由于同类不同种设备(如光交换设备、电交换设备)参数有差异,因此映射关系需要根据设备各自参数分别制定。结合本专利技术现举例如下:模型:基于传输速率优先的需求构建本地设备模型要素:链路稳定度(权值0.4),最大带宽(权值0.3),负载(权值0.2),时延(权值0.1)。映射关系:链路稳定度(交换机类设备)=(本端设备类型+对端设备类型)×端口状态;其中千兆电交换设备、万兆电交换设备取值为1,光交换设备为2,端口正常为1,端口异常为0;最大带宽=设备支持带宽;负载=出端口数据流量;时延 = 根据设备类型预设:千兆电交换设备取值0.2,万兆电交换设备取值0.25,光交换设备0.4;带宽相关数据以千兆为基准单位,即每千兆设为1个单位;控制设备通过管理协议获取一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SDN架构的通信网络多维度资源调控方法,其具体包括以下的步骤:步骤一、为网络中需要调控的设备构建本地设备模型,提取出不同设备的相关参数,将不同设备的相关参数映射为一套统一的参数,根据系统需要提取出需要监控的参数,并确定需要监控的参数的权值;步骤二、SDN控制器通过网络拓扑发现算法获取并维护网络拓扑关系,生成逻辑拓扑图,控制器同时通过系统协议获取网络性能参数,并匹配本地设备模型得到需要监控的参数的权值,进行归一化处理后得到所有需要监控的参数的当前态势数据;步骤三、SDN控制器根据节点性能的各维度值比对上一时刻历史值,计算节点各个维度的修正因子;再结合事先预设传输速率优先和传输可靠性优先两类情况的各维度权值,采用最短路径算法得到最佳路由;删除此条最佳路由,重新运算得到次佳路由,保存两类四条路由信息,并将最优路由下发网络设备;步骤四、上层应用程序根据业务特性对业务数据打上特征标签,从业务报文中的特定字段匹配出业务类型,再根据步骤三得到的网络设备的路由信息,进行报文转发。

【技术特征摘要】
1.一种基于SDN架构的通信网络多维度资源调控方法,其具体包括以下的步骤:步骤一、为网络中需要调控的设备构建本地设备模型,提取出不同设备的相关参数,将不同设备的相关参数映射为一套统一的参数,根据系统需要提取出需要监控的参数,并确定需要监控的参数的权值;步骤二、SDN控制器通过网络拓扑发现算法获取并维护网络拓扑关系,生成逻辑拓扑图,控制器同时通过系统协议获取网络性能参数,并匹配本地设备模型得到需要监控的参数的权值,进行归一化处理后得到所有需要监控的参数的当前态势数据;步骤三、SDN控制器根据节点性能的各维度值比对上一时刻历史值,计算节点各个维度的修正因子;再结合事先预设传输速率优先和传输可靠性优先两类情况的各维度权值,采用最短路径算法得到最佳路由;删除此条最佳路由,重新运算得到次佳路由,保存两类四条路由信息,并将最优路由下发网络设备;步骤四、上层应用程序根据业务特性对业务数据打上特征标签,从业务报文中的特定字段匹配出业务类型,再根据步骤三得到的网络设备的路由信息,进行报文转发。2.如权利要求1所述的基于SDN架构的通信网络多维度资源调控方法,其特征在于所述方法还包括网络路设备实时收集本地性能数据,定时或达到策略门限后对规划路由进行调整。3.如权利要求1所述的基于SDN架构的通信网络多维度资源调控方法,其特征在于所述步骤三中的路由信息包括路由标识、路由状态标识和关键参数。4.如权利要求1所述的基于SDN架构的通信网络多维度资源调控方法,其特征在于所述步骤三还包括准入控制。5.如权利要求4所述的基于SDN架构的通信网络多维度资源调控方法,其特征在于所述准入控制,具体为当关键参数不满足业务数据需求时,从...

【专利技术属性】
技术研发人员:龙怡翔曾浩洋田永春杨信智冯志先周明范志英
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第三十研究所
类型:发明
国别省市:四川;51

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