用于生成M2M通信的虚拟网络拓扑的系统与方法技术方案

用于生成机器对机器通信的虚拟网络拓扑的方法与系统。获取包括网络信息和配置信息的输入信息集合。虚拟网络的一个或多个虚拟服务网关位于一个或多个物理主机上，根据所述网络信息和所述配置信息将每个机器与各自的虚拟服务网关相关联。生成限定虚拟网络拓扑的输出信息集合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成M2M通信的虚拟网络拓扑的系统与方法本申请要求于2014年11月28日提交的申请号为14/555,935、公开名称为“用于生成M2M通信的虚拟网络拓扑的系统与方法”的美国非临时申请的权益，其通过引用结合在本申请中。
本公开涉及网络中的机器对机器(M2M)通信。具体地，本公开涉及用于生成M2M通信的虚拟网络拓扑的系统与方法。
技术介绍
机器对机器(M2M)通信是实现用于从通常大规模密集部署的机器(例如，传感器、智能仪表和/或其它低端设备)中收集数据并用于向高端应用发送由那些低端设备捕获的事件的网络的技术。M2M网络可以是有线或无线的，并且可以具有较大的地理分布(例如，在整个国家或世界)。高端应用通常负责将接收到的原始机器数据转换成有意义的信息，例如，以支持决策或自动化。M2M通信通常不涉及直接的人工干预，并且在连接计数方面已显示出较快增长。M2M通信通常涉及大量机器向少量数据目的地(也称为汇点(sink))汇报。M2M数据通信可以低速率、小分组业务为特征。例如，机器通常进行低频率(例如，每几分钟或小时一次传输)传输，每次传输通常为少量的数据(例如，几十字节到几百字节范围内)。机器流量可以分批到达，而不是作为更稳定的流到达。M2M流量的这些特征为网络流量工程既带来了挑战也带来了机遇。
技术实现思路
在一些示例中，本公开提供用于生成机器对机器通信的虚拟网络拓扑的方法。示例性方法可以包括：获取输入信息集合，其中所述输入信息包括网络信息，提供有关多个机器之间机器对机器通信的物理网络的信息；和配置信息，提供一个或多个用于配置虚拟网络拓扑的参数。所述示例性方法可包括：根据所述网络信息和所述配置信息，定位所述物理网络中一个或多个物理主机上的虚拟网络的一个或多个虚拟服务网关，并将所述多个机器中的每一个与所述一个或多个虚拟服务网关中的一个相关联。所述示例性方法还可包括：生成限定所述虚拟网络拓扑的输出信息集合。所述输出信息可包括：标识所述一个或多个物理主机上所述一个或多个虚拟服务网关的位置的信息；和标识所述多个机器和所述一个或多个虚拟服务网关之间关联关系的信息。在一些示例中，本公开提供用于多个机器之间机器对机器通信的流量工程的方法。示例性方法可包括：获取对物理网络的虚拟网络拓扑进行限定的拓扑信息，其中所述虚拟网络拓扑标识所述物理网络中一个或多个物理主机上一个或多个虚拟服务网关的位置并标识所述多个机器中的每一个与所述一个或多个虚拟服务网关中一个的关联关系；将所述虚拟网络拓扑分割成各个流段；对所述流段执行流量工程并监控所述物理网络中的流量质量。当检测到触发事件时，可生成用于新的虚拟网络拓扑的请求。在一些示例中，本公开提供用于生成机器对机器通信的虚拟网络拓扑的系统。示例性系统可以包括处理设备，被配置为使所述系统获取输入信息集合，其中所述输入信息包括：网络信息，提供有关多个机器之间机器对机器通信的物理网络的信息；和配置信息，提供一个或多个用于配置虚拟网络拓扑的参数。所述处理设备还可被配置为所述系统根据所述网络信息和所述配置信息，定位所述物理网络中一个或多个物理主机上的虚拟网络的一个或多个虚拟服务网关，并将所述多个机器中的每一个与所述一个或多个虚拟服务网关中的一个相关联。所述处理设备还可被配置为使所述系统生成限定所述虚拟网络拓扑的输出信息集合。所述输出信息可包括：标识所述一个或多个物理主机上所述一个或多个虚拟服务网关的位置的信息；和标识所述多个机器和所述一个或多个虚拟服务网关之间关联关系的信息。在一些示例中，本公开提供用于多个机器之间机器对机器通信的流量工程的系统。示例性系统可包括处理设备，被配置为使所述系统：获取对物理网络的虚拟网络拓扑进行限定的拓扑信息，其中所述虚拟网络拓扑标识所述物理网络中一个或多个物理主机上一个或多个虚拟服务网关的位置并标识所述多个机器中的每一个与所述一个或多个虚拟服务网关中一个的关联关系；将所述虚拟网络拓扑分割成各个流段；以及对所述流段执行流量工程并监控所述物理网络中的流量质量。当检测到触发事件时，所述处理设备可使所述系统生成用于新的虚拟网络拓扑的请求。附图说明通过示例的方式，现参见对本公开的示例性实施例进行示出的说明书附图，其中：图1为网络的示例性逻辑架构的示意图；图2为与软件定义网络控制器进行通信的示例性软件定义拓扑系统的示意图；图3为与软件定义拓扑系统进行通信的示例性软件定义网络控制器的示意图；图4为适于实现本公开的示例性处理系统的示意图；图5为M2M通信的示例性虚拟网络拓扑的示意图；图6为示出了用于生成M2M通信的虚拟网络拓扑的示例性方法的流程图；以及图7为示出了用于M2M通信的流量工程的示例性方法的流程图。不同附图中可能使用相似的附图标记来表示类似的组件。具体实施方式软件定义网络(SDN)是一种用于创建智能可编程网络的架构框架，其中网络流量管理和网络流量转发通常分别分成控制平面和数据平面。在SDN中，网络控制通常是集中式并且底层网络基础设施通常从应用中进行抽象。例如，根据本公开，可以形成软件定义拓扑(SDT)，所述SDT可与SDN和软件定义协议(SDP)一起使用来创建虚拟网络(VN)。VN可以是基于服务(per-service)的网络，这意味着VN可以是为特定服务所虚拟化的资源的集合。SDT可以基于客户信息和提供商信息而形成。客户可包括一个或多个服务的用户(例如，通过用户设备(UE)、终端或其它合适的用户设备)。提供商可包括服务提供商、VN运营商和/或网络上的其它服务提供商。VN上的M2M通信可能给流量工程(TE)带来挑战和机遇。M2M会话通常不会表现为厚的数据包流，而是分散在一段时间内的一系列单个包或几个包的薄流。根据会话进行的流量拆分可以执行用于TE优化，通常并不适用于M2M流量，因为流量拆分不能在单包流上来实现。采用常规TE，许多这样的小尺寸数据包流的存在可能导致资源利用率较差并且系统性能下降。然而，虽然各机器的传输速率通常较低，由于大规模的机器部署，网络中存在的总的M2M分组计数通常较大。由于每个数据包占用一些网络资源(例如，路由器上的处理器周期，针对分组报头处理)，因此通过小尺寸数据包传送数据比通过大尺寸数据包传送数据要昂贵的多。因而，大量的小尺寸数据包可能导致网络资源利用率退化并且系统性能下降。根据本公开实施例，流量汇聚(trafficaggregation)可有助于减轻上述挑战。流量聚合可受益于M2M网络流量的特性，其通常表现出内容相关并且部署密集，通常涉及多个机器向几个流量目的地发送数据，并且通常是延迟容忍的。此时可在汇聚的流量上执行TE。为了有助于理解本公开，首先参见图1，示出了可以用于M2M通信的网络的示例性逻辑架构100。所述示例性架构100可用于采用SDT实现SDN。可将SDT用在SDN中，以通过限定虚拟服务网关并通过限定虚拟拓扑来促进流量控制和/或流量处理，其中M2M通信经由所述虚拟服务网关被路由，如以下进一步讨论的。通常，SDT可提供软件定义内容分发的框架，该框架可使得运营商限定点播和业务特定数据平面结构(也称为网络拓扑或逻辑拓扑)以助于能够更有效地利用网络资源和/或以助于确保用户体验质量(QoE)和/或服务质量(QoS)。针对每个应用、服务或基于服务本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成机器对机器通信的虚拟网络拓扑的方法，所述方法包括：获取输入信息集合，所述输入信息包括：网络信息，提供有关多个机器之间机器对机器通信的物理网络的信息；和配置信息，提供一个或多个用于配置虚拟网络拓扑的参数；根据所述网络信息和所述配置信息，定位所述物理网络中一个或多个物理主机上的虚拟网络的一个或多个虚拟服务网关，并将所述多个机器中的每一个与所述一个或多个虚拟服务网关中的一个相关联；以及生成限定所述虚拟网络拓扑的输出信息集合，所述输出信息包括：标识所述一个或多个物理主机上的所述一个或多个虚拟服务网关的位置的信息；和标识所述多个机器与所述一个或多个虚拟服务网关之间的关联关系的信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.28 US 14/555,9351.一种用于生成机器对机器通信的虚拟网络拓扑的方法，所述方法包括：获取输入信息集合，所述输入信息包括：网络信息，提供有关多个机器之间机器对机器通信的物理网络的信息；和配置信息，提供一个或多个用于配置虚拟网络拓扑的参数；根据所述网络信息和所述配置信息，定位所述物理网络中一个或多个物理主机上的虚拟网络的一个或多个虚拟服务网关，并将所述多个机器中的每一个与所述一个或多个虚拟服务网关中的一个相关联；以及生成限定所述虚拟网络拓扑的输出信息集合，所述输出信息包括：标识所述一个或多个物理主机上的所述一个或多个虚拟服务网关的位置的信息；和标识所述多个机器与所述一个或多个虚拟服务网关之间的关联关系的信息。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述多个机器中的每一个与所述一个虚拟服务网关相关联包括将每个机器的一个或多个资源需求与所述一个虚拟服务网关的所述物理主机的相应一个或多个可用资源相匹配，每个机器的所述一个或多个资源需求和所述物理主机的所述一个或多个可用资源是根据所述网络信息和所述配置信息中的至少一个被确定的。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述配置信息为虚拟网络拓扑限定由两个或更多级别组成的容许层级，所述方法还包括：根据所述网络信息和所述配置信息将至少一个较低级别的虚拟服务网关与至少一个较高级别的虚拟服务网关相关联；并且其中，所述输出信息集合包括标识所述至少一个较低级别的虚拟服务网关和所述至少一个较高级别的虚拟服务网关之间的关联关系的信息。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个较低级别的虚拟服务网关位于提供第一服务集合的第一物理主机上，所述至少一个较高级别的虚拟服务网关位于提供第二服务集合的第二物理主机上，并且其中与所述至少一个较低级别的虚拟服务网关相关联的至少一个机器需要来自所述第一和第二服务集合的每一个的至少一个服务。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定由位于所述一个或多个物理主机上的至少一个虚拟服务网关提供的一个或多个功能；生成对将由所述一个或多个物理主机提供的所述一个或多个功能进行限定的第二输出信息集合；以及向软件定义协议系统发送所述第二输出信息集合。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输入信息集合指示仅针对部分物理网络生成新的虚拟网络拓扑，并且仅针对所述一个或多个物理主机和对应于所述部分物理网络的机器执行所述定位和关联。7.根据权利要求1所述的方法，其中，采用递归优化过程来定位所述一个或多个物理主机上的所述一个或多个虚拟服务网关并将所述多个机器中的每一个与相应的虚拟服务网关相关联。8.根据权利要求所述7的方法，其中，所述递归优化过程包括：基于机器流量将所述多个机器分成集群层级；以及通过自下而上或自上而下遍历所述集群层级，在所述集群层级的每个集群内执行所述定位和关联。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述输入信息集合指示仅针对部分物理网络生成新的虚拟网络拓扑，并且仅针对对应于所述部分物理网络的所述集群层级的一个或多个集群执行所述定位和关联。10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述递归优化过程解决对第一优化目标和第二优化目标进行联合限定的联合优化问题，其中所述第一优化目标涉及网络资源利用，所述第二优化目标涉及虚拟服务网关数量。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述网络信息包括用于计算机器之间流量内容相关性的信息，所述联合优化问题还对第三优化目标进行了联合限定，其中所述第三优化目标涉及与同一虚拟服务网关相关联的机器之间的内容相关性。12.根据权利要求1所述的方法，还包括：接收指示用于生成新的虚拟网络拓扑的请求的触发信号，并且响应于所述接收触发信号执行所述获取、定位、关联和生成。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述触发信号从软件定义网络控制器接收，并且所述触发信号包括对所述输入信息的更新。14.根据权利要求1所述的方法，还包括：向软件定义网络控制器发送所述输出信息集合。15.一种用于多个机器之间机器对机器通信的流量工程的方法，所述方法包括：获取对物理网络的虚拟网络拓扑进行限定的拓扑信息，所述虚拟网络拓扑标识所述物理网络中一个或多个物理主机上一个或多个虚拟服务网关的位置并标识所述多个机器中的每一个与所述一个或多个虚拟服务网关中一个的关联关系；基于所述虚拟网络拓扑将流量分割成各个流段；对所述流段执行流量工程并监控所述物理网络中的流量质量；以及当检测到触发事件时，生成用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李顼，张航，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44