一种软件定义网络中数据平面异常处理方法技术

一种软件定义网络中数据平面异常处理方法，针对SDN数据平面中的故障、拥塞问题，通过合理分配或重分配底层资源的方式，使在发生故障、拥塞问题的情况下仍能保证网络服务的健壮性，具体方法为借助SDN的高度逻辑集中可视化特性按需调用路由策略，从而实时确保底层链路的均衡性和健壮性；在为流重新下发需求时，采用了修改流表尽可能少的方式，实现了减少南向接口时延的目的；在拥塞发生后调整策略，在链路达到阈值时便进行调整，且阈值的选取与历史带宽变化有关，通过为具体的流需求寻找新路径，实现了增大流接受率、降低丢包率和时延的目的；本方法借助SDN的可编程性和开放特性，通过软件实现满足了大部分控制器的适配性。

A data plane anomaly processing method in software defined network

An exception handling method of data plane software defined network, according to SDN data, fault plane of congestion problems, through the reasonable distribution and redistribution of the underlying resources, which can guarantee the robustness of the network service in the event of failure, the congestion situation, the specific method for highly centralized visual characteristics with SDN logic on-demand call routing strategy, so as to ensure the real-time balance and robustness of the underlying link; in the flow demand re issued, by modifying the flow table as little as possible, to achieve the purpose of reducing the southbound interface delay; adjustment strategy in congestion occurs, then adjust the link when the threshold is reached, and the selection of threshold value and historical change of bandwidth by finding a new path for the flow of the specific requirements, the increased flow acceptance rate, reduce the packet loss rate and delay to This method, with the programmability and open characteristics of SDN, meets the adaptability of most controllers through software implementation.

【技术实现步骤摘要】
一种软件定义网络中数据平面异常处理方法
本专利技术涉及软件定义网络中的控制功能研究，特别涉及一种软件定义网络中数据平面异常处理方法；针对SDN(SoftwareDefinedNetwork,软件定义网络)架构中数据平面内的故障和拥塞问题，做出判断和处理，充分利用SDN的可编程性和全局可控性。
技术介绍
随着计算机网络的不断扩大，互联网已经从早期的局部资源共享平台发展到今天覆盖全球的数据通信网络，用户需求也从早期的单纯可达到现在对服务质量、流量工程等多方面的需求，为了解决现有TCP/IP体系结构面临的诸多难题，未来互联网的研究大规模展开，其中包括基于OpenFlow的SDN技术。ONF组织(开放网络基金会)，它认为SDN的最终目标是为软件应用提供一套完整的编程接口，上层的软件可以通过这套接口控制网络中的资源以及经过这些网络资源的流量，并按照应用需求灵活调度流量。2008年，斯坦福大学的NickMckeown教授提出了OpenFlow技术，经过多年发展，已经成为SDN的主流南向接口协议之一。故障和拥塞问题是SDN流量工程下研究的主要问题之一。故障问题包括控制层故障和数据层故障，数据层故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软件定义网络中数据平面异常处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、控制器获取底层链路的拓扑信息，应用层各模块进行信息的分析和处理；使用深度优先搜索算法，计算出拓扑中两两节点对的所有可达路径，存储在表SPT中；将两两节点对之间的最短路径长度存储在表SML中；将各链路的带宽信息存储在表LCT中；两两节点之间下发的路径存储在表HRT中；(2)、控制器周期性地获取底层拓扑信息和交换机上维护的端口信息，控制器与应用平面之间利用北向接口实现交互，若链路拓扑发生变化，判断并确定故障类型；(3)、对于由于故障受影响的流要进行重新选路，根据数据流的发送速度和新信息出现频率，为流表项设置idle_time...

【技术特征摘要】
1.一种软件定义网络中数据平面异常处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、控制器获取底层链路的拓扑信息，应用层各模块进行信息的分析和处理；使用深度优先搜索算法，计算出拓扑中两两节点对的所有可达路径，存储在表SPT中；将两两节点对之间的最短路径长度存储在表SML中；将各链路的带宽信息存储在表LCT中；两两节点之间下发的路径存储在表HRT中；(2)、控制器周期性地获取底层拓扑信息和交换机上维护的端口信息，控制器与应用平面之间利用北向接口实现交互，若链路拓扑发生变化，判断并确定故障类型；(3)、对于由于故障受影响的流要进行重新选路，根据数据流的发送速度和新信息出现频率，为流表项设置idle_time的值，在重路由下发路径时，多条可选路径中在保证路径短的同时，下发和删除流表少的路径；设计LET选路方法，并在LET选路结束后增加了检测内容，避免节点重复；(4)、根据获取的交换机计数器信息，计算出各链路的带宽情况，对比LCT判断是否发生拥塞；若未达到拥塞处理阈值，则采用拥塞避免的方式进行选路；若达到拥塞处理阈值，则找到需要重新分配带宽资源的流需求，进行重新选路；除了根据底层信息为旧的流重新选路外，当新的流需求到达时，在交换机中查询流表，若有对应的流表，则直接进行转发；否则通过packet_in消息发送给控制器，控制器重新根据当前状态选路。2.根据权利要求1所述的一种软件定义网络中数据平面异常处理方法，其特征在于，所述的步骤二具体如下：控制器周期性地获取底层拓扑信息和交换机上维护的端口信息，根据控制器获取的交换机、端口的信息，与原始信息对比后分析故障的具体类型，将故障分为：交换机故障、端口故障、链路故障，若故障为端口故障或链路故障，则受影响的流为通过该链路的流；若故障为交换机故障，则受影响的流为所有经过该交换机的流，即可能为通过多条链路的流。3.根据权利要求1所述的一种软件定义网络中数据平面异常处理方法，其特征在于，步骤三所述的对于由于故障受影响的流要进行重新选路，具体步骤如下：(1)结合SML表和SPT表，找出某一源节点到某一目的节点路径相对短的路径，通过参考表LCT，避免带宽已经不足的路径；通过参考表HRT，找出和原路径重合度较高的新路径，使得下发流表和删除流表的数目减少，从而减少南向接口传输的时延；(2)通过SDN对数据平面集中管理特性，找到下发和删除流表最少的新路径，即设计了LET选路方法，利用idle_time以及前几...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲桦，赵季红，张建君，李戌瑞，赵建龙，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61