一种基于SDN的自适应流量监控装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于SDN的自适应流量监控装置，包括交换机选择模块、数据收集与存储模块、数据整理模块和轮询策略模块；交换机选择模块选择关键交换机，将选择结果传递至数据收集与存储模块；数据收集与存储模块根据交换机选择模块提供的交换机列表以及Schedule_table，发起FlowStatistRequest请求该对应流的统计信息，当收到FlowStatistReply记录并保存；数据整理模块通过数据收集与存储模块提供的数据通过相关计算完成流量监控所需结果并保存；轮询策略模块通过数据整理模块得到的各流速率，计算各流速变化率调整流轮询频率。本发明专利技术应用于SDN环境中.在该装置中消除了PayLess的缺点，并根据FlowSense的思路，合理利用固有开销以降低监控开销。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SDN的自适应流量监控装置
本专利技术涉及计算机网络领域，尤其涉及一种基于SDN的自适应流量监控装置。
技术介绍
流量监控对于网络管理是非常重要的一部分。很多网络管理应用都是建立在准确和及时的网络状况统计之上，例如现在数据中心中广泛应用的负载均衡技术，流量工程，入侵检测等等。SDN即网络定义软件，是近几年出现的关于下一代互联网架构的有力候选方案，其核心思想是将数据平面与转发平面相分离，使得网络具有可编程性，这使得网络管理的复杂性大幅降低。在传统网络环境中思科提出的NetFlow方案是较为普及一种NetFlow利用标准的交换模式处理数据流的第一个IP包数据，生成NetFlow缓存，随后同样的数据基于缓存信息在同一个数据流中进行传输，不再匹配相关的访问控制等策略，NetFlow缓存同时包含了随后数据流的统计信息，周期性的将数据发往统计中心。除此之外还有类似的方案比如JFlow以及sFlow，他们的特征都是需要部署开销。由于SDN的可编程属性，就决定了在SDN环境下的监控方案对硬件的依赖将会降低，硬件开销将可能降低。目前在SDN环境中流量监控方案主要分为二类，主动和被动方式。其中有代表性的分别是PayLess和FlowSense，PayLess作为一种主动监控方案，其提出自适应的轮询算法，核心思想是对于elephantflow提供高频率的询问而对小流则适当降低询问频率以降低开销。FlowSend是一种被动式的监控方案，其核心是想是利用SDN交换机和控制器之间必须交互的packet_in和flow_remove消息来估算流量。在目前的方案中PayLess其自适应询问频率根据流a的二次数据量统计差的值与设定的阀值的比来决定该流的频率改变，而这种方式是不合理的其忽略了时间要素，其次，PayLess方式对于询问频率的調整是乘或除固定常数，这种方式会导致对于突发流反应缓慢收敛较慢。FlowSense提出静态监控方式，其通过OpenFlow协议规定的交换机与控制器之间对于流的固定交换信息PacketIn和Flow_Remove消息来计算流量，这导致监控结果会出现较大的延迟和误差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于SDN的自适应流量监控装置。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的，一种基于SDN的自适应流量监控装置，包括交换机选择模块、数据收集与存储模块、数据整理模块和轮询策略模块；交换机选择模块选择关键交换机，将选择结果传递至数据收集与存储模块；数据收集与存储模块根据交换机选择模块提供的交换机列表以及Schedule_table，发起FlowStatistRequest请求该对应流的统计信息，当收到FlowStatistReply记录并保存；数据整理模块通过数据收集与存储模块提供的数据通过相关计算完成流量监控所需结果并保存；轮询策略模块通过数据整理模块得到的各流速率，计算各流速变化率调整流轮询频率。进一步，交换机选择模块根据交换机选择度ζ选择收集流数据的访问对象，将所求交换机集合传递至数据收集与存储模块；交换机选择度ζ＝flow_path(Si)∩Schedule_table(T)/flow_path(Si)，其中flow_path(Si)表示通过交换机i的流，Schedule_table(T)表示在时间T需要收集数据的流。进一步，数据收集与存储模块根据Schedule_table[T]向Key_Switch[T]指定的交换机发起OFPFlowStatsRequest请求，同时接受OFPFlowStatsReply响应将原始数据Flow_data保存到数据库中。进一步，轮询策略模块为每个流指定轮询频率，根据流f的速率增长率计算并更新Schedule_table,新的轮询频率其中Tnew表示新的轮询频率，rnew表示新的流速率，rold表示旧的流速率，是一个指定的阀值。由于采用以上技术方案，本专利技术具有以下优点：相比FlowSense该装置拥有更高的准确率以及实时性。相较于Payless该算法具有更快的反应力以及准确性。本专利技术应用于SDN环境中.在该装置中消除了PayLess的缺点，并根据FlowSense的思路，合理利用固有开销以降低监控开销。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为本专利技术的原理框图；图2为本专利技术在SDN架构的应用框图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。一种基于SDN的自适应流量监控装置，其特征在于：包括交换机选择模块、数据收集与存储模块、数据整理模块和轮询策略模块；交换机选择模块选择关键交换机，将选择结果传递至数据收集与存储模块；数据收集与存储模块根据交换机选择模块提供的交换机列表以及Schedule_table，发起FlowStatistRequest请求该对应流的统计信息，当收到FlowStatistReply记录并保存；数据整理模块通过数据收集与存储模块提供的数据通过相关计算(FlowStatistReply消息中，可以获得duration_sec(流持续时间字段)以及byte_count(流传输字节数)，通过公式(1)即可计算出此时速率Δbyte_count/Δduration_sec(1))完成流量监控所需结果并保存；轮询策略模块通过数据整理模块得到的各流速率，计算各流速变化率调整流轮询频率。交换机选择模块：在发送OFPFlowStatsRequest获取指定流统计数据时，我们必须选择特定的交换机对象.在openflow中可以利用一次请求，请求多个流对象,因此选择合适的交换机可以减少多余开销，但是一味选择流聚集的交换机又会加重交换机的负载。所以该模块根据ζ选择收集流数据的访问对象，将所求交换机集合Key_Switch传给数据收集与存储模块。交换机选择模块根据交换机选择度ζ选择收集流数据的访问对象，将所求交换机集合传递至数据收集与存储模块；交换机选择度ζ＝flow_path(Si)∩Schedule_table(T)/flow_path(Si)，其中flow_path(Si)表示通过交换机i的流，Schedule_table(T)表示在时间T需要收集数据的流。数据收集与存储模块：这个模块的主要功能是根据Schedule_table[T]向Key_Switch[T]指定的交换机发起OFPFlowStatsRequest请求，同时接受OFPFlowStatsReply响应将原始数据Flow_data保存到数据库中。轮询策略模块：轮询策略模块为每个流指定轮询频率，默认频率为τ，根据流f的速率增长率计算并更新Schedule_table,具体方式在定义2，每隔指定时间(例如1分钟)更新定义2：其中T表示轮询频率，r表示流速率，在定义3作出解释。定义3：其中Z是一个指定的常量，CU代表cpu利用率，MU代表内存使用率，数据整理模块：根据Flow_data计算各链表利用率Utilization_link，并将结果保存与数据库中。算法描述：最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本专利技术进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SDN的自适应流量监控装置，其特征在于：包括交换机选择模块、数据收集与存储模块、数据整理模块和轮询策略模块；交换机选择模块选择关键交换机，将选择结果传递至数据收集与存储模块；数据收集与存储模块根据交换机选择模块提供的交换机列表以及Schedule_table，发起FlowStatistRequest请求该对应流的统计信息，当收到FlowStatistReply记录并保存；数据整理模块通过数据收集与存储模块提供的数据通过相关计算完成流量监控所需结果并保存；轮询策略模块通过数据整理模块得到的各流速率，计算各流速变化率调整流轮询频率。

【技术特征摘要】
1.一种基于SDN的自适应流量监控装置，其特征在于：包括交换机选择模块、数据收集与存储模块、数据整理模块和轮询策略模块；交换机选择模块选择关键交换机，将选择结果传递至数据收集与存储模块；数据收集与存储模块根据交换机选择模块提供的交换机列表以及Schedule_table，发起FlowStatistRequest请求该对应流的统计信息，当收到FlowStatistReply记录并保存；数据整理模块通过数据收集与存储模块提供的数据通过相关计算完成流量监控所需结果并保存；轮询策略模块通过数据整理模块得到的各流速率，计算各流速变化率调整流轮询频率。2.根据权利要求1所述的一种基于SDN的自适应流量监控装置，其特征在于：交换机选择模块根据交换机选择度ζ选择收集流数据的访问对象，将所求交换机集合传递至数据收集与存储模块；交换机选择度ζ＝flow_path(Si)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜江，颜骏，罗权，牟洋，王鹏，常亚翠，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50