一种铁路数据网流量优化系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种铁路数据网流量优化系统及方法。其中所述系统包括：流量策略服务器、转发控制器；所述流量策略服务器包括流量策略定制单元；所述转发控制器包括网络信息采集单元、流表计算单元、流表转发单元；所述策略定制单元用于基于多种铁路业务场景制定流量策略；所述网络信息采集单元用于通过南向接口采集转发平面的网络数据信息，并通过北向接口上传至所述流量策略服务器；所述流表计算单元用于根据所述流量策略和所述网络数据信息计算转发流表；所述流表转发单元用于通过南向接口转发流表到转发平面；所述转发平面包含多个转发节点，所述转发节点间基于所述流量策略建立网络隧道。

A Traffic Optimizing System and Method for Railway Data Network

The invention provides a traffic optimization system and method for railway data network. The system includes: a traffic policy server and a forwarding controller; the traffic policy server includes a traffic policy customization unit; the forwarding controller includes a network information acquisition unit, a flow table computing unit and a flow table forwarding unit; the policy customization unit is used to formulate a traffic policy based on a variety of railway business scenarios; and the network information acquisition unit is used to pass through the network information acquisition unit. The southward interface collects network data information of the forwarding plane and uploads it to the traffic policy server through the northward interface; the flow table computing unit is used to calculate the forwarding flow table according to the traffic policy and the network data information; the flow table forwarding unit is used to forward the flow table to the forwarding plane through the southward interface; the forwarding plane includes multiple forwarding nodes, and the forwarding unit is used to forward the flow table to the forwarding plane through the southward interface. A network tunnel is established between sending nodes based on the traffic strategy.

【技术实现步骤摘要】
一种铁路数据网流量优化系统及方法
本专利技术属于网络通信
，尤其涉及一种铁路数据网流量优化系统及方法。
技术介绍
铁路数据网目前承载了大量涉及行车安全的业务，这类业务的特点是对于服务质量要求很高，要求数据网能够提供类似于传统电路交换的业务保障能力。同时，随着云计算、物联网等技术的发展，铁路数据网承载的各类业务数据转发从带宽、时延、丢包率等关键服务指标将越来越差异化。目前，铁路各类数据业务基本都通过数据通信网进行传送，采用MPLS+LDP方式承载各类业务，通过对数据报文进行Qos标记，提供基于Diffsev的Qos质量保障。在业务接入侧为各类业务流IP报文的打上不同的流分类标记，在网络设备上进行队列调度和拥塞管理，从而实现不同的服务质量保证。上述铁路数据网流量控制方式存在以下问题：全网的流量流向数据都是单机存储和展现，均为离散型数据，无法实现整体流量拓扑展现；所有的Qos策略均是基于单台设备进行配置，网络维护人员需要手动逐台设备进行配置和查询；铁路数据通信网是多域网络，域间通过EBGP协议互通，传统基于IPTos字段的Qos标记无法做到全程传递，很难保证业务的全程服务质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷，一种基于SDN技术的铁路数据网流量优化解决方案。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：一种铁路数据网流量优化系统，包括：流量策略服务器、转发控制器；所述流量策略服务器包括流量策略定制单元；所述转发控制器包括网络信息采集单元、流表计算单元、流表转发单元；所述策略定制单元用于基于多种铁路业务场景制定流量策略；所述网络信息采集单元用于通过南向接口采集转发平面的网络数据信息，并通过北向接口上传至所述流量策略服务器；所述流表计算单元用于根据所述流量策略和所述网络数据信息计算转发流表；所述流表转发单元用于通过南向接口转发流表到转发平面；所述转发平面包含多个转发节点，所述转发节点间基于所述流量策略建立网络隧道。进一步的，所述基于多种铁路业务场景制定流量策略包括以下操作中至少一种：指定业务场景的优先级；指定业务场景对网络流量不同参数的阈值，所述参数包括带宽、时延、抖动、流量占比中的一种或多种；为业务场景选择一个或多个所述参数作为网络流量控制需要优先满足的参数条件。进一步的，所述基于多种铁路业务场景制定流量策略包括以下方式中的至少一种：通过导入系统预定义的流量策略设置流量策略；用户自行定义流量策略；用户调整当前系统的部分或全部流量策略。进一步的，所述网络数据信息包括拓扑数据、隧道配置数据、隧道流量数据。进一步的，所述转发控制器采用双机热备份机制，并通过专用消息队列实现数据同步。进一步的，所述通过南向接口转发流表到转发平面包括：所述转发控制器将待转发流表项添加时间戳标记；通过专用消息队列将所述带有时间戳的流表项转发至所述转发平面；所述转发平面从消息队列提取流表项，并根据提取的流表项修改本地转发表项；接收消息的转发节点向所述发送消息的转发控制器发送确认消息；所述转发控制器接收到所述确认消息后，删除已确认的流表项纪录的时间戳标记。进一步的，所述通过南向接口转发流表到转发平面还包括：所述转发控制器对所述转发平面转发节点的流表状态进行动态查询，具体为：所述转发控制器定期向转发节点发送查询消息；转发节点查询本地流表表项条目并校验流表HASH值；所述转发节点向所述转发控制器返回查询结果。进一步的，所述转发节点间基于所述流量策略建立网络隧道具体为：针对不同的铁路业务场景，分别建立一套点到点全连接隧道组。进一步的，所述网络隧道采用RSVP方式实现资源预留。进一步的，所述流量策略服务器还包括流量视图单元，所述流量视图单元用于根据所述转发平面的网络数据信息生成流量视图具体为：将所述业务场景在所述转发平面的流量使用状况以用户可读的形式呈现，以便用户查看和调整所述铁路数据网流量；用于生产流量视图的网络数据为全网网络数据；所述流量视图为全网流量视图。进一步的，所述生成流量视图是通过对不同的所述业务场景设置权重后，计算转发平面的流量视图。一种铁路数据网流量优化方法，包括：基于多种铁路业务场景制定流量策略；转发控制器通过南向接口采集转发平面的网络数据信息，并通过北向接口上传至流量策略服务器；转发控制器根据所述流量策略和所述网络数据信息计算转发流表；转发控制器通过南向接口转发流表到转发平面；所述转发平面包含多个转发节点，所述转发节点间基于所述流量策略建立网络隧道。进一步的，所述基于多种铁路业务场景制定流量策略包含以下操作中至少一个：指定业务场景的优先级；指定业务场景对网络流量不同参数的阈值，所述参数包括带宽、时延、抖动、流量占比中的一种或多种；为业务场景选择一个或多个所述参数作为网络流量控制需要优先满足的参数条件。为不同业务设置了多个服务质量等级，支持了高优先级业务的可靠传输。进一步的，所述基于多种铁路业务场景制定流量策略包括以下方式中的至少一种：通过导入系统预定义的流量策略设置流量策略；用户自行定义流量策略；用户调整当前系统的部分或全部流量策略。用户可以根据业务特点，匹配多种调整策略，从而实现对业务传输特点的精确匹配。进一步的，所述网络数据信息包括拓扑数据、隧道配置数据、隧道流量数据。进一步的，所述转发控制器采用双机热备份机制，并通过专用消息队列实现数据同步。进一步的，所述转发控制器通过南向接口转发流表到转发平面包括：所述转发控制器将待转发流表项添加时间戳标记；通过专用消息队列将所述带有时间戳的流表项转发至所述转发平面；所述转发平面从消息队列提取流表项，并根据提取的流表项修改本地转发表项；接收消息的转发节点向所述发送消息的转发控制器发送确认消息；所述转发控制器接收到所述确认消息后，删除已确认的流表项纪录的时间戳标记。进一步的，所述转发控制器通过南向接口转发流表到转发平面还包括：所述转发控制器对所述转发平面转发节点的流表状态进行动态查询，具体为：所述转发控制器定期向转发节点发送查询消息；转发节点查询本地流表表项条目并校验流表HASH值；所述转发节点向所述转发控制器返回查询结果。进一步的，所述转发节点间基于所述流量策略建立网络隧道具体为：针对不同的铁路业务场景，分别建立一套点到点全连接隧道组。点到点全连接隧道组实现了业务的端到端保障与调度。在同一服务等级承载多种业务的场景下，采用隧道组的配置方法，可以实现不同业务间的流量调整与优化。进一步的，所述网络隧道采用RSVP方式实现资源预留。全网采用RSVP方式，为各类业务配置TE隧道，保证了各类数据业务之间的隔离性，最大程度的降低业务传输的时延、抖动、丢包率，满足业务承载目标。进一步的，还包括根据所述转发平面的网络数据信息生成流量视图具体为：将所述业务场景在所述转发平面的流量使用状况以用户可读的形式呈现，以便用户查看和调整所述铁路数据网流量；用于生产流量视图的网络数据为全网网络数据；所述流量视图为全网流量视图。进一步的，所述生成流量视图是通过对不同的所述业务场景设置权重后，计算转发平面的流量视图。全网流量视图解决了网络管理人员只能逐台设备查询流量数据，手动逐台进行流量调整的效率低的问题，提高了工作效率和准确率。本解决方案可实现铁路数据网多种应用业务综合承载，并满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁路数据网流量优化系统，包括：流量策略服务器、转发控制器；所述流量策略服务器包括流量策略定制单元；所述转发控制器包括网络信息采集单元、流表计算单元、流表转发单元；所述策略定制单元用于基于多种铁路业务场景制定流量策略；所述网络信息采集单元用于通过南向接口采集转发平面的网络数据信息，并通过北向接口上传至所述流量策略服务器；所述流表计算单元用于根据所述流量策略和所述网络数据信息计算转发流表；所述流表转发单元用于通过南向接口转发流表到转发平面；所述转发平面包含多个转发节点，所述转发节点间基于所述流量策略建立网络隧道。

【技术特征摘要】
1.一种铁路数据网流量优化系统，包括：流量策略服务器、转发控制器；所述流量策略服务器包括流量策略定制单元；所述转发控制器包括网络信息采集单元、流表计算单元、流表转发单元；所述策略定制单元用于基于多种铁路业务场景制定流量策略；所述网络信息采集单元用于通过南向接口采集转发平面的网络数据信息，并通过北向接口上传至所述流量策略服务器；所述流表计算单元用于根据所述流量策略和所述网络数据信息计算转发流表；所述流表转发单元用于通过南向接口转发流表到转发平面；所述转发平面包含多个转发节点，所述转发节点间基于所述流量策略建立网络隧道。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基于多种铁路业务场景制定流量策略包括以下操作中至少一种：指定业务场景的优先级；指定业务场景对网络流量不同参数的阈值，所述参数包括带宽、时延、抖动、流量占比中的一种或多种；为业务场景选择一个或多个所述参数作为网络流量控制需要优先满足的参数条件。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基于多种铁路业务场景制定流量策略包括以下方式中的至少一种：通过导入系统预定义的流量策略设置流量策略；用户自行定义流量策略；用户调整当前系统的部分或全部流量策略。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网络数据信息包括拓扑数据、隧道配置数据、隧道流量数据。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转发控制器采用双机热备份机制，并通过专用消息队列实现数据同步。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通过南向接口转发流表到转发平面包括：所述转发控制器将待转发流表项添加时间戳标记；通过专用消息队列将所述带有时间戳的流表项转发至所述转发平面；所述转发平面从消息队列提取流表项，并根据提取的流表项修改本地转发表项；接收消息的转发节点向所述发送消息的转发控制器发送确认消息；所述转发控制器接收到所述确认消息后，删除已确认的流表项纪录的时间戳标记。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述通过南向接口转发流表到转发平面还包括：所述转发控制器对所述转发平面转发节点的流表状态进行动态查询，具体为：所述转发控制器定期向转发节点发送查询消息；转发节点查询本地流表表项条目并校验流表HASH值；所述转发节点向所述转发控制器返回查询结果。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转发节点间基于所述流量策略建立网络隧道具体为：针对不同的铁路业务场景，分别建立一套点到点全连接隧道组。9.根据权利要求1或7所述的系统，其特征在于，所述网络隧道采用RSVP方式实现资源预留。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流量策略服务器还包括流量视图单元，所述流量视图单元用于根据所述转发平面的网络数据信息生成流量视图，具体为：将所述业务场景在所述转发平面的流量使用状况以用户可读的形式呈现，以便用户查看和调整所述铁路数据网流量；用于生产流量视图的网络数据为全网网络数据；所述流量视图为全网流量视图。11.根据权利要求10所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈郑超，刘结平，李郁，庄文林，岳铭凯，韩冰，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，中国铁路总公司，
类型：发明
国别省市：北京,11