一种面向SDN网络的Qos等级标记方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种面向SDN网络的Qos等级标记方法和系统，通过人工智能算法自动地识别网络业务数据所属的流量类型与应用类型，由SDN控制器按照统一的QoS标记策略来决定该业务流的QoS服务等级，改变QoS等级标记的分布式配置模式，无需网络管理员重复配置QoS等级标记规则，提高了网络管理效率，可以实现全网统一的、更细粒度的QoS区分服务。更细粒度的QoS区分服务。更细粒度的QoS区分服务。

【技术实现步骤摘要】
一种面向SDN网络的Qos等级标记方法和系统


[0001]本专利技术实施例涉及SDN网络服务
，尤其涉及一种面向SDN网络的Qos等级标记方法和系统。

技术介绍

[0002]传输网络中的物理带宽是固定的，不同用户汇聚到同一个转发路径中势必会引起网络拥塞，所以需要有针对性的进行区分服务，使高优先级的业务尽可能多的分配到转发带宽，优先保证高优先级业务的服务质量。为了实现网络区分服务，现有网络通过入口路由器对业务流量进行分类，并在IP数据包报头上进行QoS服务等级标记。由于不同入口路由器上的QoS标记规则由各自的网络管理员自行配置，很难在全网实行统一的QoS服务等级区分。
[0003]软件定义网络(Software Defined Network，SDN)是一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式。SDN将网络设备的控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。本专利技术利用SDN网络的集中控制优势，提出了一种可以集中标记QoS等级的方法，无需网络管理员重复配置QoS等级标记规则，提高了网络管理效率，可以实现全网统一的、更细粒度的QoS区分服务。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种面向SDN网络的Qos等级标记方法和系统，以解决现有技术中由于不同入口路由器上的QoS标记规则由各自的网络管理员自行配置，很难在全网实行统一的QoS服务等级区分的问题。
[0005]为解决上述技术问题，第一方面，本专利技术实施例提供一种面向SDN网络的Qos等级标记方法，包括：
[0006]网络边缘的OpenFlow交换机在接收到业务流对应的数据包后，若在预设的流表项中未找到所述业务流的匹配规则，则向软件定义网络SDN控制器发送packet
‑
in消息；
[0007]SDN控制器收到所述packet
‑
in消息后，通过建立引流路径将所述业务流对应的数据包引导至智能流标记节点；
[0008]智能流标记节点将所述数据包存入数据缓冲队列，若判断数据缓冲队列中所述业务流对应数据包数量达到预设阈值，则基于预设的神经网络模型络分别对每个数据包进行流量类型和应用类别的识别；基于多数投票法确定所述业务流对应的流量类型和应用类别，并反馈至所述SDN控制器；
[0009]SDN控制器基于所述业务流的流量类型和应用类别，以及预先设定的QoS标记策略，确定所述业务流的QoS等级，并根据所述业务流的QoS等级为所述业务流计算一条新业务路径，并向所述新业务路径的第一个节点下发标记所述业务流的QoS等级的流表项。
[0010]作为优选的，若在预设的流表项中找到匹配规则，且存在对所述业务流的ToS字段
设置动作，则基于该设置动作确定所述待标记业务流的QoS等级。
[0011]作为优选的，将所述业务流对应的数据包引导至智能流标记节点，具体包括：
[0012]SDN控制器根据全局网络拓扑信息和原路由协议为所述待标记业务流计算一条流经智能流标记节点的引流路径，所述引流路径用于将所述待标记业务流的数据包引导至所述智能流标记节点，以使所述智能流标记节点识别所述待标记业务流的流量类型和应用类别。
[0013]作为优选的，智能流标记节点将所述数据包存入数据缓冲队列，具体包括：
[0014]智能流标记节点接收到数据包后，复制所述数据包，并根据流表项转发至下一跳；
[0015]判别所述数据包能否用于业务流量属性识别，若能则将所述数据包存入数据缓冲队列，若不能则丢弃所述数据包。
[0016]作为优选的，则基于预设的深度学习网络分别对每个数据包进行流量类型和应用类别的识别前，还包括数据预处理，具体包括：
[0017]去除数据包的以太网帧头部信息；
[0018]屏蔽IP报头中的源IP地址、目的IP地址；
[0019]对TCP协议数据，保留TCP头部信息的的前20个字节，截去剩余的头部信息；
[0020]对于UDP协议数据，在UDP头部后面填充0值，使其头部扩充到20字节；
[0021]在数据包的IP报文载荷后面填充0，使得IP报文长度为1500字节；
[0022]根据神经网络模型的需要，截取所述数据包的前T个字节做为模型的输入数据，T≤1500。
[0023]作为优选的，所述QoS标记策略包括：
[0024]按照流量类型设置Qos等级，或按照应用类别设置Qos等级，或按照流量类型、应用类别组合设置Qos等级。
[0025]作为优选的，并向所述新业务路径的第一个节点下发标记所述业务流的QoS等级的流表项后，还包括：
[0026]SDN控制器向业务流的引流路径上的各个OpenFlow交换机下发流表项删除命令，删除与引流路径相关且与新的转发路径无关的流表项；
[0027]SDN控制器定期向智能流标记节点发送清除缓冲命令，清除缓冲命令包括已经完成QoS标记的业务流Id列表；以使智能流标记节点从数据缓冲队列中清除所述清除缓冲命令中指定业务流相关的数据包。
[0028]第二方面，本专利技术实施例提供一种面向SDN网络的Qos等级标记系统，包括：
[0029]OpenFlow交换机在网络边缘接收到业务流对应的数据包后，若在预设的流表项中未找到所述业务流的匹配规则，则向软件定义网络SDN控制器发送packet
‑
in消息；
[0030]SDN控制器收到所述packet
‑
in消息后，通过建立引流路径将所述业务流对应的数据包引导至智能流标记节点；接收智能流标记节点反馈的所述业务流对应的流量类型和应用类别，基于所述业务流的流量类型和应用类别，以及预先设定的QoS标记策略，确定所述业务流的QoS等级，并根据所述业务流的QoS等级为所述业务流计算一条新业务路径，并向所述新业务路径的第一个节点下发标记所述业务流的QoS等级的流表项；
[0031]智能流标记节点将所述数据包存入数据缓冲队列，若判断数据缓冲队列中所述业务流对应数据包数量达到预设阈值，则基于预设的神经网络模型络分别对每个数据包进行
流量类型和应用类别的识别；基于多数投票法确定所述业务流对应的流量类型和应用类别，并反馈至所述SDN控制器。
[0032]第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面实施例所述面向SDN网络的Qos等级标记方法的步骤。
[0033]第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面实施例所述面向SDN网络的Qos等级标记方法的步骤。
[0034]本专利技术实施例提供的一种面向SDN网络的Qos等级标记方法和系统，通过人工智能算法自动地识别网络业务数据所属的流量类型与应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向SDN网络的Qos等级标记方法，其特征在于，包括：网络边缘的OpenFlow交换机在接收到业务流对应的数据包后，若在预设的流表项中未找到所述业务流的匹配规则，则向软件定义网络SDN控制器发送packet
‑
in消息；SDN控制器收到所述packet
‑
in消息后，通过建立引流路径将所述业务流对应的数据包引导至智能流标记节点；智能流标记节点将所述数据包存入数据缓冲队列，若判断数据缓冲队列中所述业务流对应数据包数量达到预设阈值，则基于预设的神经网络模型络分别对每个数据包进行流量类型和应用类别的识别；基于多数投票法确定所述业务流对应的流量类型和应用类别，并反馈至所述SDN控制器；SDN控制器基于所述业务流的流量类型和应用类别，以及预先设定的QoS标记策略，确定所述业务流的QoS等级，并根据所述业务流的QoS等级为所述业务流计算一条新业务路径，并向所述新业务路径的第一个节点下发标记所述业务流的QoS等级的流表项。2.根据权利要求1所述的面向SDN网络的Qos等级标记方法，其特征在于，若在预设的流表项中找到匹配规则，且存在对所述业务流的ToS字段设置动作，则基于该设置动作确定所述待标记业务流的QoS等级。3.根据权利要求1所述的面向SDN网络的Qos等级标记方法，其特征在于，将所述业务流对应的数据包引导至智能流标记节点，具体包括：SDN控制器根据全局网络拓扑信息和原路由协议为所述待标记业务流计算一条流经智能流标记节点的引流路径，所述引流路径用于将所述待标记业务流的数据包引导至所述智能流标记节点，以使所述智能流标记节点识别所述待标记业务流的流量类型和应用类别。4.根据权利要求3所述的面向SDN网络的Qos等级标记方法，其特征在于，智能流标记节点将所述数据包存入数据缓冲队列，具体包括：智能流标记节点接收到数据包后，复制所述数据包，并根据流表项转发至下一跳；判别所述数据包能否用于业务流量属性识别，若能则将所述数据包存入数据缓冲队列，若不能则丢弃所述数据包。5.根据权利要求3所述的面向SDN网络的Qos等级标记方法，其特征在于，则基于预设的深度学习网络分别对每个数据包进行流量类型和应用类别的识别前，还包括数据预处理，具体包括：去除数据包的以太网帧头部信息；屏蔽IP报头中的源IP地址、目的IP地址；对TCP协议数据，保留TCP头部信息的的前20个字节，截去剩余的头部信息；对于UDP协议数据，在UDP头部后面填充0值，使其头部扩充到20字节；在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟平，钟剑豪，赵淦森，张奇支，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：