本发明专利技术提供了一种OpenFlow网络中QoS的实现方法及装置，其中，上述方法包括：对进入OpenFlow交换机的报文，在流表匹配成功时，执行用于调用调度器和将所述报文加入所述调度器中指定队列的指令；在所述指令的触发下，通过所述调度器进行队列调度管理。采用本发明专利技术提供的上述技术手段，解决了相关技术中，OpenFlow交换机无法实现层次化QoS等技术问题，从而使得OpenFlow交换机既能实现单层QoS，又能实现层次化QoS。
【技术实现步骤摘要】
OpenF1w网络中QoS的实现方法及装置
本专利技术涉及通信领域，尤其是涉及一种开放流(OpenFl0W)网络中服务质量(Quality of Service,简称为QoS)的实现方法及装置。
技术介绍
在当今的数据通信网络中，不管是局域网、城域网还是广域网，QoS功能都是一种重要且常用的网络功能。网络的QoS功能是指网络针对各种业务应用的不同需求，为其提供不同的服务质量保证，如带宽、丢包率、延迟和延迟抖动等，以实现同时承载数据、语音和视频等多种业务的综合网络。图1是网络设备实现QoS功能的业务流量处理流程示例图，如图1所示，网络的QoS功能主要包括以下四类:一、流分类和流标记功能。流是一组具有相同特性的数据报文，流分类就是按照一定的流划分规则(例如基于端口或基于报文的某些字段值)对进入网络的业务流量进行分类。流标记就是给流分类后的业务报文设置网络内的服务等级和优先级标记，以实现不同业务流的QoS区分；二、流量测量、着色和监管功能。该功能就是在完成流分类和流标记之后，对业务流进行速率测量(Metering)，同时根据流量的到达速率、配置的保证通过速率(Committed Informat1n Rate,简称为CIR)和最大允许速率(Peak Informat1n Rate，简称为PIR)给进入的报文进行着色和速率限制。具体来说，报文着色和速率限制通常会采用互联网工程任务组(Internet Engineering TaskForce，简称为IETF)的标准RFC2698所规定的双速率三色标记(Two rate Three ColorMarker,简称为TrTCM)算法，该算法把不超过CIR的报文标记为绿色，把超过CIR而不超过PIR的报文标记为黄色，把超过PIR的报文标记为红色，再通过丢弃红色报文实现业务流的速率限制。三、队列拥塞管理和调度功能。经过流量测量、着色和监管的业务流量会进入不同等级的缓存队列，这个过程被称为排队(Queuing)。队列拥塞管理就是监控队列缓存，通过尾丢弃(Tail Drop,简称为TD)、随机早期探测(Random Early Detect1n,简称为RED)或加权随机早期探测(Weighted Random Early Detect1n,简称为WRED)等报文丢弃方式(也被称为拥塞策略)来预见并避免拥塞的发生。队列调度(Scheduling)就是从代表不同业务等级的缓存队列中选择报文并把这些报文以特定的顺序放入输出队列中，即针对不同队列所缓存报文的出队顺序进行调度，以最大程度避免拥塞和满足高优先级业务流量的出队，常用的队列调度算法包括严格优先级队列(Strict Pr1rity Queue,简称为SPQ)调度算法、加权公平队列(Weighted Fair Queue,简称为WFQ)调度算法和差额加权轮询(DeficitWeighted Round Robin，简称为DWRR)调度算法等。四、流量整形和优先级重写功能。经过队列调度后的流量一般会通过漏桶机制实现流量整形，流量整形与流量监管一样完成流量速率限制的功能，二者的区别在于流量整形不会像流量监管一样对于超出限制速率的流量直接丢弃，而是会先把这些流量缓存起来，并在合适的时候再将缓存的报文发送出去。这使得流量能保持一个比较均匀的速率，有助于降低下游网络节点由于突发流量导致丢包的概率。在业务流量从出端口发送出去之前，除了完成流量整形，还可以对报文的优先级进行重写，以影响下游网络节点的QoS处理。 网络的QoS功能既可以用于实现单层QoS，也可以用于实现层次化QoS(Hierarchical QoS,简称为HQoS)。单层QoS只能基于端口进行业务带宽控制和队列调度，无法实现同时对不同用户及不同用户中不同服务等级业务进行流量管理，而层次化QoS则可以实现。图2是层次化QoS分层流量管理模型示例图，如图2所示，该示例中层次化QoS实现了端口级、用户组级、用户级和业务级的四级流量管理。层次化QoS通过分层实现带宽控制和队列调度等QoS功能，可以在复杂的组网和分层的业务模型中，对每一层的带宽分配进行精细控制，达到保证端到端业务QoS的目的。图3是单层QoS和层次化QoS调度机制对比示例图，如图3所示，单层QoS调度指的是整个QoS处理过程只使用一个调度器(Scheduler),只能完成一层QoS调度，层次化QoS调度指的是整个QoS处理过程使用多个调度器(图3中层次化QoS使用了三个调度器)，可以完成多层QoS调度(图3中层次化QoS完成了两层调度)。基于上述层次化QoS具备相对于单层QoS的明显技术优势，在国际标准组织宽带论坛(Broadband Forum,简称为BBF)于2011年7月发布的TR-1Ol (第二版)标准中，明确提出了要求网络设备支持层次化QoS的能力，而且目前已经有越来越多的商用网络设备能够支持层次化QoS的能力。 随着软件定义网络(Software Defined Network,简称为SDN)概念的提出及其应用的发展，作为SDN核心技术的OpenFlow技术正处于快速发展阶段，目前利用OpenFlow技术建设的OpenFlow网络已经越来越多地应用于实际的生产生活中。OpenFlow网络采用控制平面与转发平面(也称为数据平面)分离的架构，图4是OpenFlow网络组件架构示意图。如图4所示，OpenFlow网络的控制平面由OpenFlow控制器来实现，OpenFlow控制器是一种具备强大计算能力的设备，具体的设备形态可以是个人电脑、服务器或服务器集群等，OpenFlow网络的转发平面由OpenFlow交换机来实现，OpenFlow交换机是一种具备强大交换能力的设备，具体的设备形态是配备多个网络端口、基于流表(Flow Table)进行报文处理与转发的网络设备，OpenFlow控制器与OpenFlow交换机之间的OpenFlow接口运行OpenFlow协议,该协议由国际标准组织开放网络基金会(Open Networking Foundat1n,简称为ONF)负责制定和修改。 ONF于2013年4月正式发布的OpenFlow交换机规范1.3.2版本,规定了 OpenFlow协议流程以及OpenFlow交换机内部的报文处理流程，其中就包括了 OpenFlow协议和OpenFlow交换机实现QoS功能的方法。图5是OpenFlow交换机实现QoS功能的报文处理流程示意图，如图5所示，从入端口进入OpenFlow交换机的报文首先会进行流表匹配，流表是由OpenFlow控制器通过OpenFlow协议下发到OpenFlow交换机的。图6是OpenFlow流表的格式图，如图6所示，流表中可以包含多个流表条目(Flow Table Entry)，每个流表条目中的“匹配字段”都可以是报文头中的任意字段(例如地址字段、用户标识字段、服务优先级字段等)。接下来，对于流表匹配成功的报文会执行相应流表条目中的指令(Instruct1n)。有一条指令“Metermeterjd”可用于调用相应的测量器(Meter )，测量器可以完成流量测量、着色和监管功能，所有测量器都配置在测量器表(Mete本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种开放流OpenFlow网络中服务质量QoS的实现方法，其特征在于，包括：对进入OpenFlow交换机的报文，在流表匹配成功时，执行用于调用调度器和将所述报文加入所述调度器中指定队列的指令；在所述指令的触发下，通过所述调度器进行队列调度管理。
【技术特征摘要】
1.一种开放流OpenFlow网络中服务质量QoS的实现方法,其特征在于,包括: 对进入OpenFlow交换机的报文，在流表匹配成功时，执行用于调用调度器和将所述报文加入所述调度器中指定队列的指令； 在所述指令的触发下，通过所述调度器进行队列调度管理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，执行用于调用调度器和将所述报文加入所述调度器中指定队列的指令，包括: 执行所述报文匹配的流表条目中的所述指令。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，执行用于调用调度器和将所述报文加入所述调度器中指定队列的指令，包括: 根据所述指令中携带的调度器标识调用调度器列表中与所述调度器标识对应的指定调度器; 根据所述指令中携带的队列标识将所述报文加入到所述指定调度器中与所述队列标识对应的队列。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述调度器中还包括:下一层调度器标识，其中，该下一层调度器标识用于所述调度器中的队列调用下一层调度器。5.一种开放流OpenFlow网络中服务质量QoS的实现方法,其特征在于,包括: 在OpenFlow控制器发往OpenFlow交换机的第一消息中添加管理信息,其中,所述管理信息用于对指定指令进行以下至少之一管理:增加、修改、删除，所述指定指令用于调用调度器和将所述报文加入所述调度器中的指定队列； 向所述OpenFlow交换机发送所述第一消息。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一消息包括:流表配置消息。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括: 所述OpenFlow控制器向所述OpenFlow交换机发送以下至少之一消息:对所述调度器所属调度器列表的配置消息和读取消息，其中，所述配置消息用于对所述调度器表及所述调度器表中的条目进行以下至少之一管理:增加、修改、删除；所述读取消息用于读取所述调度器表和所述条目。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括: ...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖敏，吴波，张君辉，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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