一种SD-WAN环境中流量控制方法技术

本发明专利技术提供了一种SD‑WAN环境的流量控制方法，其中，软件定义广域网是本发明专利技术的架构基础，是流量控制方法实施的场景。其中，一种SD‑WAN环境的流量控制方法与装置包括四个步骤：获取流量控制方法部署装置，区分数据层为边缘交换机和核心交换机；控制器通过边缘交换机获取业务流量优先级并建立服务类型与业务流量优先级的映射关系；控制器根据OpenFlow协议相关字段确定queue发送带宽、queue需求带宽和meter带宽；控制器根据服务类型和带宽供需关系下发控制策略，核心交换机根据控制策略对不同优先级的业务进行区分型流量传输控制。通过本发明专利技术，提供了全局视图下的流量控制方法，实现了在交换层根据业务流量动态适配带宽。

【技术实现步骤摘要】
一种SD-WAN环境中流量控制方法
本专利技术涉及通信领域，具体涉及一种软件定义广域网中的SD-WAN环境的流量控制方法。
技术介绍
随着软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork，SDN)技术的不断发展，其应用场景逐渐由数据中心等转向广域网，越来越多的网络提供商开始研究如何将SDN技术应用于广域网，软件定义广域网(SoftwareDefinedWideAreaNetwork，SD-WAN)成为研究热点。与传统以TCP/IP为核心的二三层交换网络相比，SD-WAN具有网络控制和传输分离、视图集中化、网络接口开放等优点。流量控制(TrafficControl，TC，简称流控)是指根据传输网络业务的特点对流量转发进行调整，如同路径计算、流量控制，均是流量工程(TrafficEngineering，TE)的一部分。流量控制是服务质量(QualityofService,QoS)区分型服务模型在交换层实现的必要条件。以TCP/IP为核心传统广域网中流量控制主要体现在拥塞控制和交换队列调度等方面。传统流量控制主要问题表现在两个方面。首先，由于传统架构中传输和控制融合，由于流量以“besteffort”的模式进行传输，整体网络缺乏全局视图导致无法集中调度流量，网络拥塞难以避免。其次，在传统网络交换设备中，通过对交换队列的调度实现了不同优先级的流量差异化传输，各种调度算法由生产厂商确定，一旦固化在设备中，只能进行简单的参数设置，不能更改调度算法本身，不具有动态配置调度算法的特点。SD-WAN尚处于发展中，针对以上的传统WAN网络中流量控制无全局视图，无法动态适配业务流量等问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术目的在于公开一种能够解决WAN网络无法得到全局视图，数据交换层无法动态适配流量带宽需求等问题的SD-WAN环境的流量控制方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：步骤1：将SD-WAN网络中的交换机分为核心交换机和边缘交换机；其中，边缘交换机为业务在SD-WAN网络传输过程中的起始交换机，能够对业务流量优先级的识别并标记服务类型；核心交换机为业务在SD-WAN网络传输过程中的中间交换机，能够对业务进行差异化传输控制；步骤2：控制器通过边缘交换机获取业务流量优先级并建立服务类型与业务流量优先级的映射关系，完成对业务流量服务类型的标记；步骤3：控制器根据OpenFlow协议相关字段确定queue发送带宽、queue需求带宽和meter带宽；步骤4：控制器根据服务类型和带宽供需关系下发控制策略，核心交换机根据控制策略对不同优先级的业务进行区分型传输控制。所述步骤2包含两个子步骤：子步骤1控制器通过边缘交换机获取业务流量优先级和子步骤2建立了服务类型与业务流量优先级的映射关系；所述的子步骤1利用多维度属性对流量价值进行评估并进行归一化处理：V(i)＝a·Vuser(i)+b·Vflow(i)+…其中，Vi为流量i的综合价值；Vuser为用户价值；Vflow为流量价值；a为用户价值权重；b为流量价值权重，将上述流量的价值归一化处理得到业务流量的优先级如下，记为式(1-2)：其中，Pi为流量i的优先权；vi为流量i价值；vmin为最小流量价值；vmax为最大流量价值；所述子步骤2将流量价值映射到数据报中的服务类型，其具体方案为：其中，Pi为业务流量i的优先级；ToSi为服务类型等级；n为服务类型标志位的位数。所述步骤3确定queue的带宽、queue需求带宽、meter的带宽三种带宽计算模型的参数来源于OpenFlow协议；其中，queue的带宽计算利用OpenFlow协议中的字节统计字段、时间戳字段，其具体方案为：其中，BWqueue为队列发送带宽，单位为Mbps；Ntx_bytes为ofp_queue_stats反馈消息中的字节数；Tds0、Tds1为检测周期T内的始末时间戳；queue需求带宽计算利用OpenFlow协议中的数据包统计字段、错误包统计字段、时间戳字段，其具体方案为：其中，BWdemand为队列发送带宽，单位为Mbps；Tds0、Tds1为检测周期T内的始末时间戳；Ntx_packets、Ntx_bytes、Ntx_errors为ofp_queue_stats消息中的发送数据包数、发送字节数、发送错误数据包数；meter的带宽计算利用OpenFlow协议中的字节统计字段、时间戳字段，其具体方案为：其中，BWmeter为发送带宽，单位为Mbps；Td0、Td1为检测周期T始末时间戳；Ntrans_bytes为周期T内的发送字节数。所述步骤4控制策略分为两层：queue带宽控制和meter带宽控制；其中，queue带宽控制在带宽资源紧缺和充足时，在允许的最大带宽内分别以指定的步长动态调整队列带宽；meter带宽控制，在第一级queue带宽调整达到上限时，使用以指定步长调整meter的带宽以增大发送带宽。本专利技术获取流量控制方法部署装置，区分数据层为边缘交换机和核心交换机；控制器通过边缘交换机获取业务流量优先级并建立服务类型与业务流量优先级的映射关系；控制器根据OpenFlow协议相关字段确定queue发送带宽、queue需求带宽和meter带宽；控制器根据服务类型和带宽供需关系下发控制策略，核心交换机根据控制策略对不同优先级的业务进行区分型流量传输控制。通过本专利技术，提供了全局视图下的流量控制方法，实现了在交换层根据业务流量动态适配带宽。附图说明图1为一种SD-WAN环境中流量控制方法的具体步骤图2为一种SD-WAN环境中流量控制装置示意图图3为一种SD-WAN环境中流量控制装置执行流程图图4为流量控制方法详细执行流程图具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明如图1所示。本专利技术引入了4个步骤，包含了：步骤101获取SD-WAN环境中流量控制方法的部署装置，区分数据层中的交换机为边缘交换机和核心交换机；步骤102控制器通过边缘交换机获取业务流量优先级并建立服务类型与业务流量优先级的映射关系，完成对业务流量服务类型的标记；步骤103控制器根据OpenFlow协议相关字段确定queue发送带宽、queue需求带宽和meter带宽；步骤104控制器根据服务类型和带宽供需关系下发控制策略，核心交换机根据控制策略对不同优先级的业务进行区分型流量传输控制。各步骤的具体描述如下：1)步骤101：获取SD-WAN环境中流量控制方法的部署装置，区分数据层中的交换机为边缘交换机和核心交换机。为了达到上述步骤101的目的，本专利技术引入了术语“边缘交换机”与“核心交换机”，即“EdgeSwitch，ES”与“CoreSwitch，CS”。具体而言，ES为与接入终端直连的交换设备；CS为仅与交换机互联的交换设备。如图2所示，公布了流量控制方法的实施装置。图2中201为SD-WAN控制器；202为ES，表示左图中的s1、s2、s3、s4；203为CS，表示左图中的s5、s6。2)步骤102：获取业务流量优先级，建立服务类型与业务流量优先级的映射关系控制器通过边缘交换机获取业务流量优先级并建立服务类型与业务流量优先级的映射关系，完成对业务流量服务类型的标记。本专利技术公布了业务流量优先级、优先级与服本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SD‑WAN环境的流量控制方法，其特征在于，包括四个步骤：步骤1：将SD‑WAN网络中的交换机分为核心交换机和边缘交换机；其中，边缘交换机为业务在SD‑WAN网络传输过程中的起始交换机，能够对业务流量优先级的识别并标记服务类型；核心交换机为业务在SD‑WAN网络传输过程中的中间交换机，能够对业务进行差异化传输控制；步骤2：控制器通过边缘交换机获取业务流量优先级并建立服务类型与业务流量优先级的映射关系，完成对业务流量服务类型的标记；步骤3：控制器根据OpenFlow协议相关字段确定queue发送带宽、queue需求带宽和meter带宽；步骤4：控制器根据服务类型和带宽供需关系下发控制策略，核心交换机根据控制策略对不同优先级的业务进行区分型传输控制。

【技术特征摘要】
1.一种SD-WAN环境的流量控制方法，其特征在于，包括四个步骤：步骤1：将SD-WAN网络中的交换机分为核心交换机和边缘交换机；其中，边缘交换机为业务在SD-WAN网络传输过程中的起始交换机，能够对业务流量优先级的识别并标记服务类型；核心交换机为业务在SD-WAN网络传输过程中的中间交换机，能够对业务进行差异化传输控制；步骤2：控制器通过边缘交换机获取业务流量优先级并建立服务类型与业务流量优先级的映射关系，完成对业务流量服务类型的标记；步骤3：控制器根据OpenFlow协议相关字段确定queue发送带宽、queue需求带宽和meter带宽；步骤4：控制器根据服务类型和带宽供需关系下发控制策略，核心交换机根据控制策略对不同优先级的业务进行区分型传输控制。2.根据权利要求书1所述的SD-WAN环境的流量控制方法，其特征在于：所述步骤2包含两个子步骤：子步骤1控制器通过边缘交换机获取业务流量优先级和子步骤2建立了服务类型与业务流量优先级的映射关系；所述的子步骤1利用多维度属性对流量价值进行评估并进行归一化处理：V(i)＝a·Vuser(i)+b·Vflow(i)+…其中，Vi为流量i的综合价值；Vuser为用户价值；Vflow为流量价值；a为用户价值权重；b为流量价值权重，将上述流量的价值归一化处理得到业务流量的优先级如下，记为式(1-2)：其中，Pi为流量i的优先权；vi为流量i价值；vmin为最小流量价值；vmax为最大流量价值；所述子步骤2将流量价值映射到数据报中的服务类型，其具体方案为：其中，Pi为业务流量i的优先级；ToSi为服务类型等级；n为服务类型标志...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲桦，赵继红，李彬，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61