一种基于SDN网络的端到端业务监测的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于SDN网络的端到端业务监测的方法，包括：对待监测的业务进行路径查询，得到所述业务的路径上各个节点的信息；根据所述业务的属性，封装特定的packet_out报文；所述特定的packet_out报文在匹配业务流的基础上，再匹配特定的标记位；将所述packet_out报文下发到所述业务的首端节点，同时启动该业务的计时器；所述packet_out报文最终将被转发到所述业务的末端节点；当接收到由所述末端节点发送的packet_in报文后，同时解析所述packet_in报文，计算所述业务的路径的时延，并重置所述业务的计时器；所述packet_in报文是所述末端节点根据收到的所述packet_out报文信息封装的，本发明专利技术实现了业务的端到端监测，不影响业务数据流量的正常转发，不增加控制器的性能要求，并且可以用于一张大型SDN网络。

An End-to-End Service Monitoring Method and Device Based on SDN Network

The invention discloses an end-to-end service monitoring method based on SDN network, which includes: searching the path of the monitored service to obtain the information of each node on the path of the service; encapsulating a specific packet_out message according to the attributes of the service; matching a specific tag bit on the basis of matching the traffic flow; and matching the PA. The cket_out message is sent to the first end node of the service and the timer of the service is started at the same time. The packet_out message will eventually be forwarded to the end node of the service. When the packet_in message sent by the end node is received, the packet_in message is parsed at the same time, the path delay of the service is calculated, and the timer of the service is reset._ The in message is encapsulated by the terminal node according to the received packet_out message information. The invention realizes the end-to-end monitoring of the service, does not affect the normal forwarding of the service data flow, does not increase the performance requirements of the controller, and can be used in a large SDN network.

【技术实现步骤摘要】
一种基于SDN网络的端到端业务监测的方法和装置
本专利技术涉及通信
，具体涉及一种基于SDN网络的端到端业务监测的方法。本专利技术同时涉及一种基于SDN网络的端到端业务监测的装置。
技术介绍
SDN网络(SoftwareDefinedNetwork)即软件定义网络，是由美国斯坦福大学cleanslate研究组提出的一种新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，并在网络中实现了软硬件的分离以及底层硬件的虚拟化，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的发展平台。在SDN中，交换设备的数据转发层和控制层是分离的，因此网络协议和交换策略的升级只需要改动控制层。OpenFlow在OpenFlow交换机上实现数据转发，而在控制器上实现数据的转发控制，从而实现了数据转发层和控制层的分离。OpenFlow网络由OpenFlow交换机、FlowVisor和Controller三部分组成。OpenFlow交换机进行数据层的转发；FlowVisor对网络进行虚拟化；Controller对网络进行集中控制，实现控制层的功能。OpenFlow交换机是整个OpenFlow网络的核心部件，主要管理数据层的转发。OpenFlow交换机接收到数据包后，首先在本地的流表上查找转发目标端口，如果没有匹配，则把数据包转发给Controller，由控制层决定转发端口。OpenFlow交换机由流表、安全通道和OpenFlow协议三部分组成。安全通道是连接OpenFlow交换机到控制器的接口。控制器通过这个接口控制和管理交换机，同时控制器接收来自交换机的事件并向交换机发送数据包。交换机和控制器通过安全通道进行通信，而且所有的信息必须按照OpenFlow协议规定的格式来执行。OpenFlow协议用来描述控制器和交换机之间交互所用信息的标准，以及控制器和交换机的接口标准。协议的核心部分是用于OpenFlow协议信息结构的集合。在SDN网络中，利用SDN的特性可以很好的解决网络状态监控问题，在SDN网络特性中，用于监测业务路径状态的方式大致有以下几种：Packet_in：让业务路径上的每一个节点，将其业务流量复制一份给SDN控制器，以判断业务流量是否达到本节点以及到达本节点的延迟；Packet_in+Packet_out：SDN控制器通过Packet_out发送流表，在下一个节点通过流表匹配packet_in回送控制器，从而确定链路的状态，以链路的状态反馈业务路径的状态；Packetout报文：又称为Packetout消息，是Openflow定义的一种消息格式。Packetout流表：是在交换机里的一种流表，是特指在我们的应用场景中，为了匹配Packetout报文的一个流表结构。读取流表计数器：读取业务路径上的每一节点的流表计数器(如pps，bps)用来监测业务流是否有丢包，以及在哪丢包。以一个典型的SDN网络场景为例，如图1，包括一个交换机controller，3个openflow交换机OFS-1、OFS-2、OFS-3，业务两端为A、Z。业务路径上所有节点的A到Z业务流复制一份回送到SDN控制器，SDN控制器通过业务流表的统计，以及时间来判断业务的延迟及丢包；SDN控制器通过Packet_out定制报文下发给OFS-1，在OFS-2上预先下发流表匹配定制报文回送到控制器，来判断OFS-1与OFS-2链路的可用性；控制器读取A到Z业务在OFS-1，OFS-2，OFS-3上的流表计数器，来判断业务数据流表是否有丢包。在上述现有方案存在一定局限性。用户所有流表都会上报控制器。无论在管理通道，还是控制器的处理能力上，都将会是非常大的瓶颈，无法在实际网络中应用。链路的状态只能代表业务路径中断，无法监测端到端业务的延迟情况。当业务数据持续在SDN网络中传输时，由于A/Z端控制器采集计数器的时间差，前后的流表数量无法对齐，无法判断丢包情况，同时也无法判断网络中的延迟情况。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于SDN网络的端到端业务监测的方法，以解决现有无法监测端到端业务的延迟情况和无法判断丢包情况的问题。本专利技术另外提供一种基于SDN网络的端到端业务监测的装置。本专利技术提供一种基于SDN网络的端到端业务监测的方法，包括：对待监测的业务进行路径查询，得到所述业务的路径上各个节点的信息；根据所述业务的属性，封装特定的packet_out报文；所述特定的packet_out报文在匹配业务流的基础上，再匹配特定的标记位；将所述packet_out报文下发到所述业务的首端节点，同时启动该业务的计时器；所述packet_out报文最终将被转发到所述业务的末端节点；当接收到由所述末端节点发送的packet_in报文后，同时解析所述packet_in报文，计算所述业务的路径的时延，并重置所述业务的计时器；所述packet_in报文是所述末端节点根据收到的所述packet_out报文信息封装的。较佳地，在所述对待监测的业务进行路径查询之前，还包括：对网络进行初始化；定义通用的packet_out流表；所述定义通用的packet_out流表是基于预留的网络资源，在对网络初始化时下发预定义的通用的packet_out流表；所述packet_out流表用于监控通用业务。较佳地，所述特定的packet_out报文在所述业务的路径上经由各个中间节点完成转发。较佳地，所述特定的packet_out报文包括：报文头部，用于指示特定的业务类型及出端口；和，报文数据部分，用于指示基于区分业务的特定封装格式、特定的时间戳和业务属性。较佳地，将所述packet_out报文下发到所述业务的首端节点，同时启动该业务的计时器之后，还包括：定期采集路径上所有节点的流表计数器。较佳地，在定期采集路径上所有节点的流表计数器之后，还包括：当在一段时间内未能正常收到定制的packet_in报文，则确认判定所该业务的计时器超时，首先判断SDN控制器与首端节点的链路、SDN控制器与末端节点的链路是否正常；若不正常，则说明SDN控制器与相关节点已经失联，则进入失联处理流程；若没有失联，则统计相同时间点内所有节点的流表计数器，确定丢包的具体节点和丢包率。较佳地，所述统计相同时间点内所有节点的流表计数器，确定丢包的具体节点和丢包率具体包括：统计相同时间点内所有节点收到的匹配业务的流表的数量，根据所述流表的数量的大小对比，判定出产生丢包的节点，根据首端节点发送的流表数和业务中其余节点接收到流表数量的差值计算丢包率。较佳地，所述计算业务丢包率的公式为：(N-M)/N；其中，N为所述业务首端节点发送的所述流表的总共数量；M为所述业务中除首端节点外其余任意节点接收到的流表的数量。较佳地，所述根据时间戳来计算具体的业务时延，包括：当发送所述Packet_out报文时记录时间点为T0，同时生成计时器T’；当收到业务的路径上末端节点发送的Packet_in时记录时间点为T2；当收到业务的路径上首端节点回应的request时记录时间点为T3；当发送Echo消息给业务路径上末端节点时记录时间点为T4；当收到业务的路径上末端节点回应的request时记录时间点为T5；业务的路径的延迟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SDN网络的端到端业务监测的方法，其特征在于，包括：对待监测的业务进行路径查询，得到所述业务的路径上各个节点的信息；根据所述业务的属性，封装特定的packet_out报文；所述特定的packet_out报文在匹配业务流的基础上，再匹配特定的标记位；将所述packet_out报文下发到所述业务的首端节点，同时启动该业务的计时器；所述packet_out报文最终将被转发到所述业务的末端节点；当接收到由所述末端节点发送的packet_in报文后，同时解析所述packet_in报文，计算所述业务的路径的时延，并重置所述业务的计时器；所述packet_in报文是所述末端节点根据收到的所述packet_out报文信息封装的。

【技术特征摘要】
1.一种基于SDN网络的端到端业务监测的方法，其特征在于，包括：对待监测的业务进行路径查询，得到所述业务的路径上各个节点的信息；根据所述业务的属性，封装特定的packet_out报文；所述特定的packet_out报文在匹配业务流的基础上，再匹配特定的标记位；将所述packet_out报文下发到所述业务的首端节点，同时启动该业务的计时器；所述packet_out报文最终将被转发到所述业务的末端节点；当接收到由所述末端节点发送的packet_in报文后，同时解析所述packet_in报文，计算所述业务的路径的时延，并重置所述业务的计时器；所述packet_in报文是所述末端节点根据收到的所述packet_out报文信息封装的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对待监测的业务进行路径查询之前，还包括：对网络进行初始化；定义通用的packet_out流表；所述定义通用的packet_out流表是基于预留的网络资源，在对网络初始化时下发预定义的通用的packet_out流表；所述packet_out流表用于监控通用业务。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特定的packet_out报文在所述业务的路径上经由各个中间节点完成转发。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特定的packet_out报文包括：报文头部，用于指示特定的业务类型及出端口；和，报文数据部分，用于指示基于区分业务的特定封装格式、特定的时间戳和业务属性。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述packet_out报文下发到所述业务的首端节点，同时启动该业务的计时器之后，还包括：定期采集路径上所有节点的流表计数器。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在定期采集路径上所有节点的流表计数器之后，还包括：当在一段时间内未能正常收到定制的packet_in报文，则确认判定所该业务的计时器超时，首先判断SDN控制器与首端节点的链路、SDN控制器与末端节点的链路是否正常；若不正常，则说明SDN控制器与相关节点已经失联，则进入失联处理流程；若没有失联，则统计相同时间点内所有节点的流表计数器，确定丢包的具体节点和丢包率。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述统计相同时间点内所有节点的流表计数器，确定丢包的具体节点和丢包率具体包括：统计相同时间点内所有节点收到的匹配业务的流表的数量，根据所述流表的数量的大小对比，判定出产生丢包的节点，根据首端节点发送的流表数和业务中其余节点接收到流表数量的差值计算丢包率。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述计算业务丢包率的公式为：(N-M)/N；其中，N为所述业务首端节点发送的所述流表的总共数量；M为所述业务中除首端节点外其余任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：施政，邓通，吕屹，庞俊英，
申请(专利权)人：杭州达乎科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33