CN103618677B - 一种网络流量调整方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种网络流量调度方法和系统。本发明通过在网络中向网络节点发送内部网关协议IGP数据包并且接收所述网络节点对所述IGP数据包的响应，获得路由器的网络拓扑信息；通过简单网络管理协议SNMP对网络中的每个路由器进行周期性轮询，确定链路使用率信息；根据BGP更新消息分析外部网络向所述网络发送的路由信息，从而确定BGP路由信息；收集网络流信息，从所述网络流信息相关信息，确定边界路由器的数据流信息，所述边界路由器的数据流信息包括流量信息和流向信息，对流量信息进行分类，形成流量矩阵；接收用户输入的用户调度策略被根据上述信息确定优化的BGP调度策略；以及根据优化的BGP调度策略向网络中的特定路由器发送牵引路由。

Description

一种网络流量调整方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机网络领域，并且更具体地，涉及网络流量调整方法及系统。

背景技术

目前，在互联网网络中，路由选择对于网络的性能具有重要的影响。随着互联网应用种类的增加和用户数量的增长，网络拥塞引起了越来越多的关注，已经成为制约互联网发展和应用的瓶颈。网络拥塞是网络链接失败或者线路设备发生严重过负荷后产生的正反馈现象，产生的根本原因在于用户给网络提供的负载大于网络资源容量和处理能力，导致数据包时延增加，数据包丢弃数增大，上层应用系统性能下降等问题。

为避免网络拥塞对网络资源造成的危害，现有技术中通过拥塞避免机制监视网络资源的使用情况，在网络拥塞产生或有加剧的趋势时主动丢弃报文，通过调整网络的流量来解除网络过载。与端到端的流量控制如TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)流量控制等相比，上述拥塞避免机制具有更广泛的意义，影响到设备中更多的业务流的负载。设备在丢弃报文时，需要与源端的流量控制动作配合，通过丢包策略与源端流量控制策略的有效组合将网络流量调整到一个合理的负载状态，使网络的吞吐量和利用效率最大化，并且使报文丢弃和延迟最小化。

目前，互联网的大型运营商通常采用如下方法来调整互联网的出口流量：步骤（1）通过多种数据采集技术，例如：思科公司的netflow、ietfdraftipfix等方式采集到数据流在网络中的流量、流向等信息；步骤（2）通过BGP边界网关协议检查路由表以及当前的BGP路由策略；步骤（3）确定根据流量调整的目标，确定新的路由策略；步骤（4）通过人工配置路由器的BGP路由策略，从而引导用户数据在网络中流动的方向以及互联网出口的选择；步骤（5）如果确定步骤（4）中的引导用户数据在网络中流动的方向以及互联网出口的选择没有达到预定的效果，则返回步骤（1）；否则，进行步骤（6）保存新的流量策略到路由器的配置文件。

现有技术中的这种方式大量的使用了人工操作：由于以上流量调整、引导的方式，主要通过网络管理人员查询netflow数据、检查BGP策略、手工调整BGP策略的方式进行，会导如下问题：

信息收集的实时性差：由于步骤（1）-（5）中通过人工进行流量的计算、手工生成路由策略、手工应用路由策略这一过程往往需要几十分钟到几个小时的时间，当新的路由策略生效时，流量模型已经发生了变化，从而导致较大的误差

路由策略不统一：不同的管理人员采用的流量调整机制不同（路由匹配使用Community、AS_PATH、前缀_list等，策略调整使用LocalPreference、权重等），没有统一的标准，在网络运行了较长时间后，会导致不同BGP对等点的路由策略不同，没有人能明白每一条策略的作用以及如何配置，从而对BGP策略进行管理带来了较大的困难；难以指定用户流量如何穿越运营商网络：通过BGP策略的调整只能调整流量从哪台边界路由器送出网络，而不能综合考虑流量如何在运营商网络内部进行穿越，因此BGP策略调整后往往可以优化网络出口设备带宽的利用率，但是可能会造成运营商网络内部的带宽负载不均衡；容易引发网络故障：以上流量调整的方法往往都是有边调整边观察的方式进行，因此在调整的过程当中很容易引发各种网络故障。

因此，现有技术中需要一种网络流量调整方法及系统以满足流量的自动调整。

发明内容

本发明可以自动的按照用户指定策略自动的调整运营商的出口流量，可以按照用户输入的策略，并且根据网络实际负载状况，自动的生成路由策略并自动下发该策略，不仅可以高效的利用运营商宝贵的互联网出口资源，而且充分考虑运营商网络内部的负载情况，优化内网资源利用率。

根据本发明的一个方面，提供一种网络流量调度系统，所述系统包括：

网络拓扑发现设备，其通过向内部网络中的多个路由器发送内部网关协议IGP数据包并且接收所述多个路由器对所述IGP数据包的响应，确定内部网络中所述多个路由器的网络拓扑；

网络资源发现设备，通过简单网络管理协议SNMP数据包对所述多个路由器中的每个路由器进行周期性轮询，确定每个路由器的每个端口的带宽使用率，并且根据所述带宽使用率确定每个路由器的链路使用率；

边界网关协议BGP路由收集设备，利用内部边界网关协议iBGP数据包与路由反射器和多个边界路由器建立邻居关系并且接收所述多个边界路由器中每个边界路由器定期发送的BGP更新消息，从BGP更新消息提取外部网络向所述内部网络发送的数据流的路由信息，从而确定BGP路由信息；

流量矩阵收集设备，其收集内部网络中的所有数据流信息，从所有数据流信息提取源IP地址、目的IP地址和时间戳，从而确定所述多个路由器中每个路由器的数据流信息，所述每个路由器的数据流信息包括流量信息和流向信息，根据流量信息和流向信息形成流量矩阵；

调度策略输入设备，接收用户输入的用户调度策略；

智能流量调度设备，根据网络拓扑、每个路由器的链路使用率、BGP路由信息、流量矩阵和用户调度策略确定优化的BGP调度策略；以及

路由策略分发设备，根据优化的BGP调度策略向内部网络中多个路由器中的特定路由器发送牵引路由，所述特定路由器根据其接收的BGP调度策略来调整数据流量。

根据本发明的另一方面，提供一种网络流量调度方法，所述方法包括：

通过向内部网络中的多个路由器发送内部网关协议IGP数据包并且接收所述多个路由器对所述IGP数据包的响应，确定内部网络中所述多个路由器的网络拓扑；

通过简单网络管理协议SNMP数据包对所述多个路由器中的每个路由器进行周期性轮询，确定每个路由器的每个端口的带宽使用率，并且根据所述带宽使用率确定每个路由器的链路使用率；

利用内部边界网关协议iBGP数据包与路由反射器和多个边界路由器建立邻居关系并且接收所述多个边界路由器中每个边界路由器定期发送的BGP更新消息，从BGP更新消息提取外部网络向所述内部网络发送的数据流的路由信息，从而确定BGP路由信息；

收集内部网络中的所有数据流信息，从所有数据流信息提取源IP地址、目的IP地址和时间戳，从而确定所述多个路由器中每个路由器的数据流信息，所述每个路由器的数据流信息包括流量信息和流向信息，根据流量信息和流向信息形成流量矩阵；

接收用户输入的用户调度策略；

根据网络拓扑、每个路由器的链路使用率、BGP路由信息、流量矩阵和用户调度策略确定优化的BGP调度策略；以及

根据优化的BGP调度策略向内部网络中多个路由器中的特定路由器发送牵引路由，所述特定路由器根据其接收的BGP调度策略来调整数据流量。

优选地，其中所述网络拓扑包括：路由器互联拓扑、路由器互联端口、端口IP地址和/或端口带宽。

优选地，其中所述周期性轮询的时间间隔为5分钟、10分钟或30分钟。

优选地，根据网络拓扑信息、路由器链路使用率信息、BGP路由信息、流量矩阵和用户调度策略确定优化的BGP调度策略包括：根据用户调度策略对每个路由器的链路使用率和流量矩阵进行修改，当经修改的每个路由器的链路使用率均分别低于各自路由器的链路使用率阈值并且经修改的流量矩阵中的所有元素低于预定阈值时，根据经修改的每个路由器的链路使用率和流量矩阵，以及网络拓扑和BGP路由信息确定优化的BGP调度策略。

优选地，其中按照BGP路由信息进行IP地址到BGP前缀的汇总。

优选地，所述流量矩阵的内容包括：目标AS、目标前缀、流量速率和/或时间戳。

优选地，其中只有当BGP路由收集设备收集到牵引路由并且该牵引路由为智能流量调度设备需要调整的路由时，路由策略分发设备才向特定路由器发送所述牵引路由，从而避免在外部网络的服务提供商ISP路由变化时形成路由黑洞。

优选地，其中所述多个路由器包括：至少一个边界路由器和至少一个非边界路由器；其中从所述至少一个非边界路由器中选择至少两个非边界路由器以作为路由反射器。

以上解决方案综合了网络建模、构建流量矩阵、网络模拟以及BGP路由牵引四点主要技术要点：

通过软件探针收集网络实时拓扑，从而构建出运营商网络的网络模型；

通过netflow、sflow或者jflow等数据的收集分析可以得出实时的网络任意点到点的流量、以及任意前缀到前缀的流量矩阵模型；

通过叠加网络模型、流量矩阵模型从而根据用户输入的策略进行网络仿真计算，生成流量调度策略；

定向发送牵引路由，根据路由策略设定BGP路由的下一条，从而达到引导流量的目的。

附图说明

通过结合附图阅读优选示例性实施方式的下列详细描述，可以更好地理解本发明的这些以及进一步的特点和优势，其中：

图1示出了现有技术中运营商网络的系统结构示意图；

图2示出了现有技术中运用路由反射器的运营商网络中BGP互连关系的结构示意图；

图3示出了应用了根据本发明的网络流量调整系统的结构示意图；

图4示出了根据本发明优选实施方式的网络流量调整系统的网络的结构示意图；以及

图5示出了根据本发明优选实施方式的网络流量调整方法的流程图。

需要注意的是，这些附图意在描述方法的一般特性、在特定示例性实施方式中使用的结构和/或材料，并意在对下面提供的描述进行补充。然而，这些附图不是按比例的，并且也不是精确地反映任意给出的实施方式的精细结构或性能特性，并且也不应解释为通过示例性实施方式对所包含的数值范围或属性进行定义或限定。在各个附图中使用同样或相同的附图标记意在指示存在同样或相同的元素或特征。

具体实施方式

尽管示例性实施方式能够进行各种修改并采用替代形式，但是其实施方式作为实施例在附图中给出，并将在这里进行详细描述。然而，应当理解的是，不应将示例性实施方式限定为所公开的特定形式，相反，示例性实施方式意在涵盖落入权利要去范围内的所有修改、等同物和替代物。在整个附图的描述中，相同的附图标记表示相同的元素。

可以理解的是，尽管这里可能使用术语第一、第二等描述各种元素，但是这些元素不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元素与另一元素相区别。例如，在不偏离示例性实施方式范围的情况下，第一元素也可称为第二元素，相似地，第二元素也可称为第一元素。如在这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项目的任意和全部组合。可以理解的是，当涉及一个元素与另一元素“连接”或“耦合”时，其可以与其它元素直接地连接或耦合，或者可以存在介于其中间元素。相反，当涉及一个元素与另一元素“直接连接”或“直接耦合”时，则没介于其中间的元素。用于描述元素之间关系的其它词应以相同的方式进行解释（例如，“在…之间”与“直接在…之间”，“相邻”与“直接相邻”等）。

这里使用的术语仅用于描述特定实施方式，并不意在对示例性实施方式进行限制。如在这里所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”还意在包括复数形式，除非在上下文中明确地进行指示。还可以进一步理解的是，这里使用的术语“包含”、“由…组成”、“包括”和/或“含有”说明存在所规定的特征、整体、步骤、操作、元素和/或元件，但是不排斥存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、元件和/或其组合。

还需要说明的是，在一些可替换的实现方式中，所涉及的功能/动作还可以按照图中未涉及的顺序发生。例如，根据所涉及的功能/动作，以连续方式示出的两个图实际上可以并发地执行，或有时以相反的顺序执行。

除非特别限定，这里使用的所有术语（包括技术和科学术语）与示例性实施方式的所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还可以进一步理解的是，诸如以通用字典限定的术语应当解释为与它们在相关领域的上下文中的含义相一致，并不解释为理想化或过度正式的含义，除非在这里进行特别限定。

图1示出了现有技术中运营商网络的系统结构示意图。如图1所示，系统100包括至少一个用户设备、内部网络和至少一个外部网络。优选地，所述内部网络102是由运营商A进行运营的，并且所述内部网络的边界网关协议（BGP，Border Gateway Protocol）自治系统（AS，AutonomousSystem）号为XYZ。优选地，至少一个外部网络103可以是由至少一个运营商B1、B2…等进行运营的，并且所述外部网络的BGP AS号为ABC。优选地，所述内部网络和至少一个外部网络为互联网，并且运营商为互联网服务提供商。为了简化说明，图1中仅示出了一个用户设备101、一个外部网络103。并且，为了简化说明，在内部网络102中仅示出了5个路由器，但是所属领域技术人员应当了解的是，内部网络可以包括多于5个路由器。

如图1所示，用户设备101的流量从用户设备处出发，穿越内部网络102到达外部网络103。具体地，用户设备101的流量通过路由器R101和R102流入内部网络102。用户设备101的流量通过内部网络102内的路由器R103、R104和R105到达外部网络103。通常，当内部网络中出现热点数据时，会造成内部网络内部的某些路由路径负担过重。有时，由于路由配置的不均衡性，通常导致某些路由器的负载过重，而某些路由器的负载过低。现有技术中，通常通过多种数据采集技术来采集数据流在网络中的流量、流向等信息。然后，通过BGP协议检查路由表以及当前的BGP路由策略。接着，确定根据流量调整的目标，确定新的路由策略，并且通过人工配置路由器的BGP路由策略，从而引导用户数据在网络中流动的方向以及互联网出口的变化。通常，当用户数据在网络中的流向和互联网出口变化后，确定上述变化是否满足预设的要求。如果不满足要求，则要重复上述步骤。可见，上述过程需要耗费大量的人工配置工作。

图2示出了现有技术中运用路由反射器的运营商网络中BGP互连关系的结构示意图。如图2所示，系统200包括至少一个用户设备、内部网络和至少一个外部网络。优选地，所述内部网络202是由运营商A进行运营的，并且所述内部网络的BGP AS号为XYZ。优选地，至少一个外部网络203可以由至少一个运营商B1、B2…等进行运营的，并且所述外部网络的BGP AS号为ABC。优选地，所述内部网络和至少一个外部网络为互联网，并且运营商为互联网服务提供商。

为了简化说明，图2中仅示出了一个用户设备201、一个外部网络203。并且，为了简化说明，在内部网络202中仅示出了9个路由器，但是所属领域技术人员应当了解的是，内部网络可以包括多于9个路由器。如图2所示，图2中的9个路由器中的4个路由器用作路由反射器（RR，RouteReflector），并且剩余的5个路由器作为客户机（Client）与路由反射器之间建立IBGP连接。并且，路由器R206和R207作为第1组路由反射器，路由器R208和R209作为第n组路由器反射器。由此可知，此处可采用多组路由反射器。路由反射器在客户机之间传递（反射）路由信息，而客户机之间不需要建立BGP连接。

如图2所示，用户设备201的流量从用户设备处出发，穿越内部网络202到达外部网络203。具体地，用户设备201的流量通过外部边界网关协议（EBGP，External Border Gateway Protocol)经由路由器R201和R202流入内部网络202。优选地，在内部网络AS XYZ内部，通常存在一对或者多对的路由反射器RR通过内部边界网关协议（IBGP，Interior BorderGateway Potocol）连接到内部网络中其余路由器中的每一个路由器（每个路由器作为路由器反射器客户端），并且在路由反射器RR之间通过IBGP进行数据传输。在本实施方式中，路由器R206、R207、R208和R209作为路由反射器，并且通过内部边界网关协议IBGP进行数据传输。路由器R201、R202、R203、R204和R205作为路由器反射器的客户端。优选地，路由器R206、R207、R208和R209通过内部边界网关协议连接到内部网络中其余路由器R201、R202、R203、R204和R205。优选地，用户设备201的流量通过外部边界网关协议经由路由器R204和R205到达外部网络203。

图3示出了应用了根据本发明的网络流量调整系统的网络的结构示意图。如图3所示，系统300包括至少一个用户设备、内部网络和至少一个外部网络。优选地，所述内部网络302是由运营商A进行运营的，并且所述内部网络的BGP AS号为XYZ。优选地，至少一个外部网络303可以是由至少一个运营商B1、B2…等进行运营的，并且所述外部网络的BGP AS号为ABC。优选地，所述内部网络和至少一个外部网络为互联网，并且运营商为互联网服务提供商。为了简化说明，图3中仅示出了一个用户设备301、一个外部网络303。并且，为了简化说明，在内部网络302中仅示出了5个路由器，但是所属领域技术人员应当了解的是，内部网络可以包括多于5个路由器。

如图3所示，用户设备301的流量从用户设备处出发，穿越内部网络302到达外部网络303。具体地，用户设备301的流量通过EBGP经由路由器R301和R302流入内部网络302。根据本发明的实施方式，在图3中引入本发明的流量调度系统304。流量调度系统304与内部网络302中的每个路由器连接，并且通过IBGP和IGP协议进行数据传输。此外，流量调度系统304还通过netflow来收集每个路由器的路由信息。

根据本发明的优选实施方式，网络调度系统304包括：网络拓扑信息发现设备305、网络资源发现设备306、边界网关协议BGP路由收集设备307、流量矩阵收集设备308、调度策略输入设备309、智能流量调度设备310以及路由策略分发设备311。后面的部分会详细介绍网络调度系统304的具体结构。

根据本发明的实施方式，网络调度系统304能够收集网络信息，并且根据所收集的网络信息和用户输入的用户调度策略来生成确定优化的BGP调度策略，并且将上述优化的BGP调度策略下发给网络中的每个路由器。

优选地，通过在网络中向网络节点发送内部网关协议IGP数据包并且接收所述网络节点对所述IGP数据包的响应，获得网络拓扑信息。优选地，通过简单网络管理协议SNMP对网络中的每个路由器进行周期性轮询，确定每个路由器的每个端口的带宽使用率，根据所述带宽使用率确定链路使用率信息。所属领域领域技术人员应当了解的是，还可以获得其他网络信息。优选地，利用内部边界网关协议iBGP与路由反射器和边界路由器建立邻居关系并且接收BGP更新消息，根据BGP更新消息分析外部网络向所述网络发送的路由信息，从而确定BGP路由信息。优选地，收集网络流信息，从所述网络流信息提取源IP地址、目的IP地址和时间戳，确定边界路由器的数据流信息，所述边界路由器的数据流信息包括流量信息和流向信息，对流量信息进行分类，形成流量矩阵。所述流量矩阵为流量信息和流向信息的二维矩阵。优选地，接收用户输入的用户调度策略。优选地，根据网络拓扑信息、链路利用率信息、BGP路由信息、流量矩阵和用户调度策略确定优化的BGP调度策略。优选地，根据优化的BGP调度策略向网络中的特定路由器发送牵引路由，所述特定的路由器根据所述BGP调度策略来控制流量。

优选地，参照图3，流量矩阵例如是路由器R301、R302、R303、R304和R305之间的流量和流向信息的矩阵。例如，流量矩阵如下列矩阵所示，

其中，流量的单位为百万数据包，并且时间长度为12小时。矩阵中的数据表示流量和流向信息，具体地：

路由器R301去往路由器R302、R303、R304和R305的流量分别是428（百万数据包）、316（百万数据包）、568（百万数据包）和169（百万数据包）。路由器R302去往路由器R301、R303、R304和R305的流量分别是391（百万数据包）、257（百万数据包）、89（百万数据包）和493（百万数据包）。路由器R303去往路由器R301、R302、R304和R305的流量分别是238（百万数据包）、381（百万数据包）、298（百万数据包）和368（百万数据包）。路由器R304去往路由器R301、R302、R303和R305的流量分别是462（百万数据包）、172（百万数据包）、147（百万数据包）和335（百万数据包）。路由器R305去往路由器R301、R302、R303和R304的流量分别是219（百万数据包）、406（百万数据包）、359（百万数据包）和283（百万数据包）。

根据本发明的优选实施方式，为任意两个路由器之间的流量设定阈值。例如，将路由器R301去往路由器R302的流量阈值设置为12小时内500（百万数据包），并且将路由器R302去往路由器R301的流量阈值设置为12小时内400（百万数据包）。优选地，在根据网络拓扑信息、路由器链路使用率信息、BGP路由信息、流量矩阵和用户调度策略确定优化的BGP调度策略时，要判断经修改的流量矩阵中的所有元素是否低于预定阈值。只有经修改的流量矩阵中的所有元素低于预定阈值，才允许进行流量调度的调整。

优选地，所述网络拓扑信息包括：路由器互联拓扑、路由器互联端口、端口IP地址和/或端口带宽。所属领域技术人员容易想到的是，网络拓扑信息还可以包括其他信息。优选地，所述周期性轮询的时间间隔为5分钟、10分钟或30分钟。所属领域技术人员容易想到的是，还可以将周期性轮询的时间设置为其他时间，例如1分钟等。优选地，中按照BGP路由信息进行IP地址到BGP前缀的汇总。优选地，所述流量矩阵的内容还可以包括：目标AS、目标前缀、流量速率和/或时间戳。优选地，为了避免在外部ISP路由变化时形成路由黑洞，只有当收集到牵引路由并且该路由为需要调整的路由时，才向边界路由器发送所述牵引路由。

图4示出了根据本发明优选实施方式的网络流量调整系统的结构示意图。如图4所示，网络调度系统404包括：网络拓扑信息发现设备405、网络资源发现设备406、边界网关协议BGP路由收集设备407、流量矩阵收集设备408、调度策略输入设备409、智能流量调度设备410以及路由策略分发设备411。

优选地，流量调度系统404通过IBGP和运营商的路由器连接，根据智能流量调度设备410执行调度算法的结果发送相关路由到指定路由器从而引导去往ISPABC的流量。同时，调度系统会运行IGP协议以及工具flowcollector（为方便描述，这里以思科公司的netflow为例）。

优选地，网络拓扑信息发现设备，其通过在网络中向网络节点发送内部网关协议IGP数据包并且接收所述网络节点对所述IGP数据包的响应，获得路由器的网络拓扑信息。网络拓扑信息发现设备运行IGP协议（如：ISIS或OSPF）接入运营商网络中，通过IGP协议该模块可以自动发现网络的拓扑结构包括（路由器互联拓扑结构，互联端口、端口IP地址、端口带宽）。网络拓扑信息发现设备输出的是内部网络中路由器的网络拓扑信息。

优选地，网络资源发现设备，通过简单网络管理协议SNMP对网络中的每个路由器进行周期性轮询，确定每个路由器的每个端口的带宽使用率，根据所述带宽使用率确定链路使用率信息。网络资源发现设备通过SNMP协议对运营商网络设备进行ifindexmibpolling，发现路由器每个端口的已用带宽、未用带宽从而计算出端口的利用率（通常的轮询的间隔为5分钟）并结合拓扑发现模块形成网络模型。网络资源发现设备输出链路利用率信息。

边界网关协议BGP路由收集设备，利用内部边界网关协议iBGP与路由反射器和边界路由器建立邻居关系并且接收每个边界路由器定期发送的BGP更新消息，根据BGP更新消息分析外部网络向所述网络发送的路由信息，从而确定BGP路由信息。边界网关协议BGP路由收集设备通过运行IBGP协议和运营商网络中的路由反射器（RR）、边界路由器建立邻居关系接收bgp更新消息，从更新中分析出其他ISP向运营商发送的路由信息。边界网关协议BGP路由收集设备输出BGP路由信息。

优选地，流量矩阵收集设备，收集网络流信息，从所述网络流信息提取源IP地址、目的IP地址和时间戳，确定边界路由器的数据流信息，所述边界路由器的数据流信息包括流量信息和流向信息，对流量信息进行分类，形成流量矩阵。流量矩阵收集设备作为netflow的收集器来收集netflow的信息，从netflow信息中提取源、目标IP地址、时戳；推导出从每台边界路由器的用户数据流的流量、流向；netflow中提供的是详细的32位IP地址的信息，由于互联网庞大的数据流量，系统需要按照BGP路由的信息进行详细IP地址到BGP前缀的汇总（即将每个32位的目标IP地址所对应的流量信息，合并成掩码为/24位BGP路由所对应的流量信息，从而计算出到每一个外网ISP路由的流量），之后根据和运营商直连的ISP AS的情况进行归类，形成最终的流量矩阵。流量矩阵收集设备输出流量矩阵（目标AS，目标前缀，流量bps/分钟，时间戳）

优选地，调度策略输入设备，接收用户输入的用户调度策略。用户通过调度策略输入设备输入相关流量调度策略，如：用户需要系统自动调整去往BGP自治域AS ABC的流量，做到每个去往AS ABC的出口的带宽利用率相同。

优选地，智能流量调度设备，根据网络拓扑信息、链路利用率信息、BGP路由信息、流量矩阵和用户调度策略确定优化的BGP调度策略。智能流量调度设备根据上述5个模块的输出，进行流量拟合，计算出符合用户策略的的调度方式，进而形成响应的BGP路由策略策略包括：目标路由器、需要调整的BGP前缀。

优选地，路由策略分发设备，根据优化的BGP调度策略向网络中的特定路由器发送牵引路由，所述特定的路由器根据所述BGP调度策略来控制流量。根据优化的BGP调度策略向指定路由器发送牵引路由，这样目标设备会根据调度模块的计算结果转发流量，从而打到实现流量调度的目的。同时策略下发模块和BGP路由收集模块有互动的连接，只有当BGP路由收集模块收到一条路由并且该路由同时为智能流量调度模块需要调整的路由时，路由策略下发模块才能向运营商边界路由器发送这条牵引路由，从而避免在外部ISP的路由变化时形成路由黑洞。

图5示出了根据本发明优选实施方式的网络流量调整方法的流程图。优选地，所述流量调整方法从步骤501开始。

在步骤501，通过向内部网络中的多个路由器发送内部网关协议IGP数据包并且接收所述多个路由器对所述IGP数据包的响应，确定内部网络中所述多个路由器的网络拓扑。

步骤502，通过简单网络管理协议SNMP数据包对所述多个路由器中的每个路由器进行周期性轮询，确定每个路由器的每个端口的带宽使用率，并且根据所述带宽使用率确定每个路由器的链路使用率。

步骤503，利用内部边界网关协议iBGP数据包与路由反射器和多个边界路由器建立邻居关系并且接收所述多个边界路由器中每个边界路由器定期发送的BGP更新消息，从BGP更新消息提取外部网络向所述内部网络发送的数据流的路由信息，从而确定BGP路由信息。

步骤504，收集内部网络中的所有数据流信息，从所有数据流信息提取源IP地址、目的IP地址和时间戳，从而确定所述多个路由器中每个路由器的数据流信息，所述每个路由器的数据流信息包括流量信息和流向信息，根据流量信息和流向信息形成流量矩阵。

步骤505，接收用户输入的用户调度策略。

步骤506，根据网络拓扑、每个路由器的链路使用率、BGP路由信息、流量矩阵和用户调度策略确定优化的BGP调度策略。优选地，根据网络拓扑信息、路由器链路使用率信息、BGP路由信息、流量矩阵和用户调度策略确定优化的BGP调度策略包括：根据用户调度策略对每个路由器的链路使用率和流量矩阵进行修改，当经修改的每个路由器的链路使用率均分别低于各自路由器的链路使用率阈值并且经修改的流量矩阵中的所有元素低于预定阈值时，根据经修改的每个路由器的链路使用率和流量矩阵，以及网络拓扑和BGP路由信息确定优化的BGP调度策略。优选地，系统运营商会预先设定每个路由器的链路使用率阈值，以保证每个路由器不会过载。

步骤507，根据优化的BGP调度策略向内部网络中多个路由器中的特定路由器发送牵引路由，所述特定路由器根据其接收的BGP调度策略来调整数据流量。

优选地，在步骤506之后且步骤507之前，确定优化的BGP调度策略是否达到预定的调度效果，如果达到预定的调度效果，则进行步骤507，否则，则返回步骤501。

已经通过参考少量实施例主要地描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种网络流量调度系统，所述系统包括：

网络拓扑发现设备，其通过向内部网络中的多个路由器发送内部网关协议IGP数据包并且接收所述多个路由器对所述IGP数据包的响应，确定内部网络中所述多个路由器的网络拓扑；

网络资源发现设备，通过简单网络管理协议SNMP数据包对所述多个路由器中的每个路由器进行周期性轮询，确定每个路由器的每个端口的带宽使用率，并且根据所述带宽使用率确定每个路由器的链路使用率；

边界网关协议BGP路由收集设备，利用内部边界网关协议iBGP数据包与路由反射器和多个边界路由器建立邻居关系并且接收所述多个边界路由器中每个边界路由器定期发送的BGP更新消息，从BGP更新消息提取外部网络向所述内部网络发送的数据流的路由信息，从而确定BGP路由信息；

流量矩阵收集设备，其收集内部网络中的所有数据流信息，从所有数据流信息提取源IP地址、目的IP地址和时间戳，从而确定所述多个路由器中每个路由器的数据流信息，所述每个路由器的数据流信息包括流量信息和流向信息，根据流量信息和流向信息形成流量矩阵；

调度策略输入设备，接收用户输入的用户调度策略；

智能流量调度设备，根据网络拓扑、每个路由器的链路使用率、BGP路由信息、流量矩阵和用户调度策略确定优化的BGP调度策略；以及

路由策略分发设备，根据优化的BGP调度策略向内部网络中多个路由器中的特定路由器发送牵引路由，所述特定路由器根据其接收的BGP调度策略来调整数据流量；

其中根据网络拓扑信息、路由器链路使用率信息、BGP路由信息、流量矩阵和用户调度策略确定优化的BGP调度策略包括：根据用户调度策略对每个路由器的链路使用率和流量矩阵进行修改，当经修改的每个路由器的链路使用率均分别低于各自路由器的链路使用率阈值并且经修改的流量矩阵中的所有元素低于预定阈值时，根据经修改的每个路由器的链路使用率和流量矩阵，以及网络拓扑和BGP路由信息确定优化的BGP调度策略。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述网络拓扑包括：路由器互联拓扑、路由器互联端口、端口IP地址和/或端口带宽；其中所述周期性轮询的时间间隔为5分钟、10分钟或30分钟。

3.根据权利要求1所述的系统，其中按照BGP路由信息进行IP地址到BGP前缀的汇总。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个路由器包括：至少一个边界路由器和至少一个非边界路由器；其中从所述至少一个非边界路由器中选择至少两个非边界路由器以作为路由反射器。

5.根据权利要求1所述的系统，其中只有当BGP路由收集设备收集到牵引路由并且该牵引路由为智能流量调度设备需要调整的路由时，路由策略分发设备才向特定路由器发送所述牵引路由，从而避免在外部网络的服务提供商ISP路由变化时形成路由黑洞。

6.一种网络流量调度方法，所述方法包括：

通过向内部网络中的多个路由器发送内部网关协议IGP数据包并且接收所述多个路由器对所述IGP数据包的响应，确定内部网络中所述多个路由器的网络拓扑；

通过简单网络管理协议SNMP数据包对所述多个路由器中的每个路由器进行周期性轮询，确定每个路由器的每个端口的带宽使用率，并且根据所述带宽使用率确定每个路由器的链路使用率；

利用内部边界网关协议iBGP数据包与路由反射器和多个边界路由器建立邻居关系并且接收所述多个边界路由器中每个边界路由器定期发送的BGP更新消息，从BGP更新消息提取外部网络向所述内部网络发送的数据流的路由信息，从而确定BGP路由信息；

收集内部网络中的所有数据流信息，从所有数据流信息提取源IP地址、目的IP地址和时间戳，从而确定所述多个路由器中每个路由器的数据流信息，所述每个路由器的数据流信息包括流量信息和流向信息，根据流量信息和流向信息形成流量矩阵；

接收用户输入的用户调度策略；

根据网络拓扑、每个路由器的链路使用率、BGP路由信息、流量矩阵和用户调度策略确定优化的BGP调度策略；以及

根据优化的BGP调度策略向内部网络中多个路由器中的特定路由器发送牵引路由，所述特定路由器根据其接收的BGP调度策略来调整数据流量；

其中根据网络拓扑信息、路由器链路使用率信息、BGP路由信息、流量矩阵和用户调度策略确定优化的BGP调度策略包括：根据用户调度策略对每个路由器的链路使用率和流量矩阵进行修改，当经修改的每个路由器的链路使用率均分别低于各自路由器的链路使用率阈值并且经修改的流量矩阵中的所有元素低于预定阈值时，根据经修改的每个路由器的链路使用率和流量矩阵，以及网络拓扑和BGP路由信息确定优化的BGP调度策略。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述网络拓扑包括：路由器互联拓扑、路由器互联端口、端口IP地址和/或端口带宽；其中所述周期性轮询的时间间隔为5分钟、10分钟或30分钟。

8.根据权利要求6所述的方法，其中按照BGP路由信息进行IP地址到BGP前缀的汇总。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个路由器包括：至少一个边界路由器和至少一个非边界路由器；其中从所述至少一个非边界路由器中选择至少两个非边界路由器以作为路由反射器。

10.根据权利要求6所述的方法，其中只有当BGP路由收集设备收集到牵引路由并且该牵引路由为智能流量调度设备需要调整的路由时，路由策略分发设备才向特定路由器发送所述牵引路由，从而避免在外部网络的服务提供商ISP路由变化时形成路由黑洞。