基于隧道的大象流量传输调度方法及系统技术方案

本发明专利技术提供基于隧道的大象流量传输调度方法及系统，方法包括：私有地址分配服务器为隧道接入服务器分配唯一私有地址段；隧道接入服务器周期地测量与隧道中转服务器的链路带宽并建立与链路带宽最大隧道中转服务器间的隧道；隧道中转服务器向网络拓扑采集服务器发隧道建立消息，使其维护网络隧道拓扑及隧道类型并实时向流量调度控制服务器更新；数据传输请求采集服务器采集隧道接入服务器及隧道中转服务器发送的流量传输请求并将其发给流量调度控制服务器；流量调度控制服务器根据隧道拓扑、隧道类型及流量传输请求为每个流量传输请求计算最优传输路径，并下发流表以搭建最优传输路径完成数据传输。本发明专利技术能高效传输大象流量数据并保证传输可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络通信
，尤其涉及一种基于隧道的大象流量传输调度方法及系统。
技术介绍
如今的互联网是一个非常复杂的系统，其上运行着多种多样的应用，比如即时通信以及远程视频会议等等；这些应用对传输链路的带宽需求也不尽相同，从10Kbps到100Mbps不等。源节点到目的节点间可能存在多条传输路径，但是由于互联网是基于目的IP(InternetProtocol，网络之间互连的协议)进行分组转发，具备相同的目的IP的报文只能沿着相同的链路进行传输。由于互联网提供尽力而为的服务，同时由于端口限速、链路拥塞等原因，如果当前的传输链路无法满足大象流量对带宽的需求，就会导致网络应用无法正常工作。隧道封装技术是一种通过使用互联网络的基础设施在网络之间传递数据的方式。使用隧道传递的数据(或负载)可以是不同协议的数据帧或包。隧道协议将其它协议的数据帧或包重新封装然后通过隧道发送。新的帧头提供路由信息，不同的帧头会沿着不同的链路进行转发，以充分利用两个节点间的多条链路的带宽资源。在流量调度方面，传统的做法是管理员手工配置路由表，这样无疑增加了运维的成本，降低了可扩展性。软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork,简称SDN)技术采用集中式的流量调度，通过流量监测和自动配置，从全局视角对网络流量进行优化，减少网络的人工干预，简化网络运维的难度，提高可扩展性。鉴于此，在尽力而为的互联网上，如何根据当前的网络情况高效的传输大象流量数据，并保证流量传输的可靠性成为目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述的技术问题，本专利技术提供一种基于隧道的大象流量传输调度方法及系统，能够在尽力而为的互联网上，根据当前的网络情况高效的传输大象流量数据，并保证流量传输的可靠性。第一方面，本专利技术提供一种基于隧道的大象流量传输调度方法，包括：隧道接入服务器每隔第一预设时间段向私有地址分配服务器发送第一请求，用于向所述私有地址分配服务器申请唯一的私有地址段；私有地址分配服务器根据所述第一请求维护预先建立的私有地址网段数据库，并向所述隧道接入服务器发送为所述隧道接入服务器分配的唯一的私有地址段；隧道接入服务器根据所述私有地址分配服务器为其分配的私有地址段，为与所述隧道接入服务器连接的流量发送设备/流量接收设备分配IP地址；隧道接入服务器每隔第二预设时间段测量其与隧道中转服务器基于不同协议的隧道的链路带宽，并建立其与链路带宽最大的隧道中转服务器之间的隧道；隧道中转服务器维护预先建立的隧道列表，并向网络拓扑采集服务器发送隧道建立消息；网络拓扑采集服务器在接收到所述隧道建立消息后，根据所述隧道建立消息维护网络的隧道拓扑信息及隧道类型，并将网络的隧道拓扑信息及隧道类型实时向流量调度控制服务器更新；在所述流量发送设备有数据待通过隧道接入服务器、隧道中转服务器及所建立的隧道传输至所述流量接收设备时，隧道接入服务器及隧道中转服务器向数据传输请求采集服务器发送流量传输请求；数据传输请求采集服务器采集隧道接入服务器及隧道中转服务器发送的流量传输请求，将所述流量传输请求发送给流量调度控制服务器；流量调度控制服务器根据网络的隧道拓扑信息、隧道类型及所述流量传输请求，为每一个流量传输请求计算出最优传输路径，并下发流表以搭建所述最优传输路径，完成数据传输。可选地，所述第一请求中携带的参数字段包括：隧道接入服务器的网关MAC地址、隧道接入服务器的网关IP地址、隧道接入服务器的IP地址、隧道接入服务器的MAC地址、隧道接入服务器的子网掩码；其中，所述隧道接入服务器的MAC地址为主键；所述私有地址网段数据库中的字段，包括：隧道接入服务器的网关MAC地址、隧道接入服务器的网关IP地址、隧道接入服务器的IP地址、隧道接入服务器的MAC地址、隧道接入服务器的子网掩码、分配的私有地址段和更新私有地址段时间戳。可选地，所述私有地址分配服务器根据所述第一请求维护私有地址网段数据库，并向所述隧道接入服务器发送为所述隧道接入服务器分配的唯一的私有地址段，包括：所述私有地址分配服务器接收到所述第一请求后，查询私有地址网段数据库中是否存在所述隧道接入服务器的MAC地址的条目；若不存在，则为所述隧道接入服务器分配唯一的私有地址段并发送给所述隧道接入服务器，同时将为所述隧道接入服务器分配的私有地址段存入所述私有地址网段数据库中；若存在，则将所述私有地址网段数据库中已经为所述隧道接入服务器分配的私有地址段发送给所述隧道接入服务器，同时更新所述条目的更新私有地址段时间戳字段。可选地，在所述隧道接入服务器每隔预设时间段向私有地址分配服务器发送第一请求之前，所述方法还包括：私有地址分配服务器每隔第三预设时间段扫描所述私有地址网段数据库中的条目，若某一条目的时间戳距离当前时间戳大于预设阈值，则删除该条目，并回收该条目中分配的私有地址段。可选地，所述不同协议，包括：UDP协议、TCP协议、或GRE协议。可选地，所述隧道建立消息，包括：隧道的起始节点、终止节点以及隧道的种类。可选地，所述方法还包括：隧道中转服务器每隔第四预设时间段刷新已建立的隧道列表，若发现隧道断开连接，则向网络拓扑采集服务器发送隧道拆除消息，所述隧道拆除消息，包括：隧道的起始节点、终止节点以及隧道的种类。可选地，所述流量传输请求中携带的参数字段包括：源IP地址、目的IP地址、协议和服务类型；相应地，所述数据传输请求采集服务器采集隧道接入服务器及隧道中转服务器发送的流量传输请求，将所述流量传输请求发送给流量调度控制服务器，包括：所述数据传输请求采集服务器采集隧道接入服务器及隧道中转服务器发送的流量传输请求，提取出所述流量传输请求中的源IP地址和目的IP地址；所述数据传输请求采集服务器根据所述私有地址网段数据库中的条目将所述源IP地址和目的IP地址转换为相应的私有IP网段；所述数据传输请求采集服务器将所述流量传输请求以二元组的形式存入预先建立的数据传输请求列表中，所述二元组包括：私有源IP网段和私有目的IP网段；在所述数据传输请求列表发生变化时，所述数据传输请求采集服务器将所述变化更新到所述流量调度控制服务器。可选地，所述流量调度控制服务器根据网络的隧道拓扑信息、隧道类型及所述流量传输请求，为每一个流量传输请求计算出最优传输路径，并下发流表以搭建所述最优传输路径，完成数据传输，包括：所述流量调度控制服务器根据网络的隧道拓扑信息及隧道类型更新网络拓扑图G＝(V,E)，其中，V为网络拓扑中的顶点的集合，E为由网络拓扑中的顶点构成的边的集合；所述流量调度控制服务器更新流量传输请求D，流量传输请求的个数为n＝|D|；为每一个流量传输请求寻找若干条备选路径利用线性规划算法，以全局流量传输延时最小为目标函数，为每一个流量传输请求从若干条备选路径中选出一个最优传输路径；求解出最优传输路径后，利用OpenFlow协议向所述最优传输路径中相关的隧道接入服务器/隧道中转服务器下发流表以搭建所述最优传输路径，完成数据传输；其中，所述目标函数为：minΣi=1nΣj=1|Pi|(Σe∈Pi,jRTTe)·δi,j]]>其中，n为流量传输请求的个数，Pi为为第i本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于隧道的大象流量传输调度方法，其特征在于，包括：隧道接入服务器每隔第一预设时间段向私有地址分配服务器发送第一请求，用于向所述私有地址分配服务器申请唯一的私有地址段；私有地址分配服务器根据所述第一请求维护预先建立的私有地址网段数据库，并向所述隧道接入服务器发送为所述隧道接入服务器分配的唯一的私有地址段；隧道接入服务器根据所述私有地址分配服务器为其分配的私有地址段，为与所述隧道接入服务器连接的流量发送设备/流量接收设备分配IP地址；隧道接入服务器每隔第二预设时间段测量其与隧道中转服务器基于不同协议的隧道的链路带宽，并建立其与链路带宽最大的隧道中转服务器之间的隧道；隧道中转服务器维护预先建立的隧道列表，并向网络拓扑采集服务器发送隧道建立消息；网络拓扑采集服务器在接收到所述隧道建立消息后，根据所述隧道建立消息维护网络的隧道拓扑信息及隧道类型，并将网络的隧道拓扑信息及隧道类型实时向流量调度控制服务器更新；在所述流量发送设备有数据待通过隧道接入服务器、隧道中转服务器及所建立的隧道传输至所述流量接收设备时，隧道接入服务器及隧道中转服务器向数据传输请求采集服务器发送流量传输请求；数据传输请求采集服务器采集隧道接入服务器及隧道中转服务器发送的流量传输请求，将所述流量传输请求发送给流量调度控制服务器；流量调度控制服务器根据网络的隧道拓扑信息、隧道类型及所述流量传输请求，为每一个流量传输请求计算出最优传输路径，并下发流表以搭建所述最优传输路径，完成数据传输。...

【技术特征摘要】
1.一种基于隧道的大象流量传输调度方法，其特征在于，包括：隧道接入服务器每隔第一预设时间段向私有地址分配服务器发送第一请求，用于向所述私有地址分配服务器申请唯一的私有地址段；私有地址分配服务器根据所述第一请求维护预先建立的私有地址网段数据库，并向所述隧道接入服务器发送为所述隧道接入服务器分配的唯一的私有地址段；隧道接入服务器根据所述私有地址分配服务器为其分配的私有地址段，为与所述隧道接入服务器连接的流量发送设备/流量接收设备分配IP地址；隧道接入服务器每隔第二预设时间段测量其与隧道中转服务器基于不同协议的隧道的链路带宽，并建立其与链路带宽最大的隧道中转服务器之间的隧道；隧道中转服务器维护预先建立的隧道列表，并向网络拓扑采集服务器发送隧道建立消息；网络拓扑采集服务器在接收到所述隧道建立消息后，根据所述隧道建立消息维护网络的隧道拓扑信息及隧道类型，并将网络的隧道拓扑信息及隧道类型实时向流量调度控制服务器更新；在所述流量发送设备有数据待通过隧道接入服务器、隧道中转服务器及所建立的隧道传输至所述流量接收设备时，隧道接入服务器及隧道中转服务器向数据传输请求采集服务器发送流量传输请求；数据传输请求采集服务器采集隧道接入服务器及隧道中转服务器发送的流量传输请求，将所述流量传输请求发送给流量调度控制服务器；流量调度控制服务器根据网络的隧道拓扑信息、隧道类型及所述流量传输请求，为每一个流量传输请求计算出最优传输路径，并下发流表以搭建所述最优传输路径，完成数据传输。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一请求中携带的参数字段包括：隧道接入服务器的网关MAC地址、隧道接入服务器的网关IP地址、隧道接入服务器的IP地址、隧道接入服务器的MAC地址、隧道接入服务器的子网掩码；其中，所述隧道接入服务器的MAC地址为主键；所述私有地址网段数据库中的字段，包括：隧道接入服务器的网关MAC地址、隧道接入服务器的网关IP地址、隧道接入服务器的IP地址、隧道接入服务器的MAC地址、隧道接入服务器的子网掩码、分配的私有地址段和更新私有地址段时间戳。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述私有地址分配服务器根据所述第一请求维护私有地址网段数据库，并向所述隧道接入服务器发送为所述隧道接入服务器分配的唯一的私有地址段，包括：所述私有地址分配服务器接收到所述第一请求后，查询私有地址网段数据库中是否存在所述隧道接入服务器的MAC地址的条目；若不存在，则为所述隧道接入服务器分配唯一的私有地址段并发送给所述隧道接入服务器，同时将为所述隧道接入服务器分配的私有地址段存入所述私有地址网段数据库中；若存在，则将所述私有地址网段数据库中已经为所述隧道接入服务器分配的私有地址段发送给所述隧道接入服务器，同时更新所述条目的更新私有地址段时间戳字段。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述隧道接入服务器每隔预设时间段向私有地址分配服务器发送第一请求之前，所述方法还包括：私有地址分配服务器每隔第三预设时间段扫描所述私有地址网段数据库中的条目，若某一条目的时间戳距离当前时间戳大于预设阈值，则删除该条目，并回收该条目中分配的私有地址段。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同协议，包括：UDP协议、TCP协议、或GRE协议。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隧道建立消息，包括：隧道的起始节点、终止节点以及隧道的种类。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：隧道中转服务器每隔第四预设时间段刷新已建立的隧道列表，若发现隧道断开连接，则向网络拓扑采集服务器发送隧道拆除消息，所述隧道拆除消息，包括：隧道的起始节点、终止节点以及隧道的种类。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流量传输请求中携带的参数字段包括：源IP地址、目的IP地址、协议和服务类型；相应地，所述数据传输请求采集服务器采集隧道接入服务器及隧道中转服务器发送的流量传输请求，将所述流量传输请求发送给流量调度控制服务器，包括：所述数据传输请求采集服务...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊，包丛笑，李星，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11