CN103841056A

CN103841056A - 一种基于软件定义网络的开放存储管理调度方法和系统

Info

Publication number: CN103841056A
Application number: CN201410093835.6A
Authority: CN
Inventors: 黄韬; 刘江; 李将旭; 刘韵洁; 汪硕; 许光军; 向福林
Original assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2034-03-13
Also published as: CN103841056B

Abstract

本发明公开了一种基于软件定义网络的开放存储管理调度方法和系统，其中包含Openflow交换机、SDN网络控制器、域外源服务器以及一个或多个用户，其特征在于，所述系统中还包含一个或多个域内缓存服务器，充当域内源服务器，用于存储网络中供用户请求的资源；一个或多个用户经由Openflow交换机请求资源；所述一个或多个用户的请求由Openflow交换机转交给SDN网络控制器处理；所述SDN网络控制器将用户所请求的资源缓存至离用户最近的域内缓存服务器；所述SDN网络控制器将用户的请求重新导向至缓存有用户所请求资源的最近的域内缓存服务器；所述用户根据重新导向的请求从缓存服务器获取所请求的资源。

Description

一种基于软件定义网络的开放存储管理调度方法和系统

技术领域

本发明属于计算机通信网络技术领域，具体涉及一种基于软件定义网络的开放存储管理调度方法和系统。

背景技术

信息中心网络(Information-Centric Networking，ICN）是一种新型网络结构，以信息或内容为中心，从关注地址和主机转变为关注用户和应用需要的信息内容。ICN体系架构的特点如下：1）以内容为中心的请求应答模型；2）基于内容命名的路由；3）网内缓存；4）内嵌于内容的安全机制。

ICN体系架构存在一定的缺点：1）缺乏内容的主动推送；2）缺乏全网的集中控制机制；3）路由节点数据平面和控制平面耦合要求ICN路由节点硬件高性能。

软件定义网络（Software Defined Network,SDN）是将网络的控制平面（控制器）与数据转发平面（交换机）进行分离，并实现可编程化控制的一种新型网络结构。SDN网络的特点如下：1）数据平面专注于转发，控制平面对网络资源拥有全局视图；2）网络操作系统和业务特性适配以及硬件设备之间的通信可通过设定协议编程实现；3）可根据上层用户的不同业务需求，灵活高效地分配调度基础网络资源。

SDN体系架构也存在一定的缺点：1）缺乏缓存机制；2）缺乏内容控制。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明将SDN架构与ICN架构融合，同时发挥二者优势并相互弥补缺陷，使融合后的架构能够高效利用网络的存储资源及传输资源，并具有高可控性，提供了一种基于软件定义网络的开放存储管理调度系统，其中包含Openflow交换机、SDN网络控制器、域外源服务器以及一个或多个用户，其特征在于，系统中还包含一个或多个域内缓存服务器，充当域内源服务器，用于存储网络中供用户请求的资源；一个或多个用户经由Openflow交换机请求资源；所述一个或多个用户的请求由Openflow交换机转交给SDN网络控制器处理；所述SDN网络控制器将用户所请求的资源缓存至离用户最近的域内缓存服务器；所述SDN网络控制器将用户的请求重新导向至缓存有用户所请求资源的最近的域内缓存服务器；所述用户根据重新导向的请求从缓存服务器获取所请求的资源。

优选地，其中一个或多个用户所请求的资源是相同的。

优选地，其中域内缓存服务器所存储的是网络中的热门资源；所述热门资源为单位时间内被请求的次数多于某一预定门限值的资源。

本发明还提供一种用于权利要求1-3任一项所述系统的存储管理调度方法，其特征在于，包括：

步骤401：用户生成资源请求包以请求视频资源，所述资源请求包报文为UDP包，其中封装有所请求的资源文件名称，以及提供视频的服务器地址；

步骤402：Openflow交换机收到资源请求包报文后无法查找到匹配的流表项，将所述资源请求包报文转发SDN网络控制器；

步骤403：SDN网络控制器收到资源请求包报文，在资源描述表中查找报文中描述的资源；若SDN网络控制器维护的资源描述表中不存在与用户请求内容对应的条目；

步骤404：SDN网络控制器将资源定位包直接返回给用户，格式为：报文为UDP，其中封装有所请求的资源文件名称，以及提供视频的服务器地址；

步骤405：用户收到资源定位包后向报文中所封装的提供视频的服务器地址指定的源服务器请求内容。

优选地，在步骤405后还进一步执行：

步骤406：SDN网络控制器使用OpenCache向域内缓存服务器发出内容索取命令，其中封装有所请求的资源文件名称，以及提供视频的服务器地址；

步骤407：域内缓存服务器收到内容索取命令后向报文中所封装的提供视频的服务器地址指定源服务器请求内容并保存；

步骤408：域内缓存服务器保存完毕后向SDN网络控制器发送内容索取完成命令，命令中封装有所请求的资源文件名称，以及提供视频的服务器地址；

步骤409：SDN网络控制器收到内容索取完成命令后在资源描述表中插入对应资源。

优选地，步骤501：用户生成资源请求包以请求视频资源，所述资源请求包报文为UDP包，其中封装有所请求的资源文件名称，以及提供视频的服务器地址；

步骤502：Openflow交换机收到资源请求包报文后无法查找到匹配的流表项，将所述资源请求包报文转发SDN网络控制器；

步骤503：SDN网络控制器收到资源请求包报文，在资源描述表中查找报文中描述的资源，发现存在与该资源对应的域内缓存服务器条目，则取出资源描述表中名为Caches表项中记录的缓存ID，参考表3；

步骤504：SDN网络控制器查询缓存信息描述表，缓存信息描述表中记录着缓存ID所对应的缓存服务器的详细信息，对上步查找到的每个缓存ID在缓存信息描述表中查找出缓存所在OpenFlow交换机的DPID和Port，参考表4；

步骤505：选择一个距离用户最近的域内缓存服务器；

步骤506：提取缓存信息表中的IP信息，封装成资源定位包发送给用户，格式为：报文为UDP，其中封装IP地址以及所请求的资源文件名称；

步骤507：用户收到资源定位包后，向包中IP指定的域内缓存服务器请求视频点播服务。

优选地，所述步骤505：选择一个距离用户最近的域内缓存服务器进一步包括：

根据域内缓存服务器所在Openflow交换机DPID和Port和用户所在OpenFlow交换机DPID和Port，SDN网络控制器计算出域内缓存服务器与用户之间的最短路，以跳数为依据选择最近缓存。

优选地，所述步骤403：SDN网络控制器收到资源请求包报文，在资源描述表中查找报文中描述的资源进一步包括：

601：SDN网络控制器收到用户发送的资源请求包；

602：SDN网络控制器根据资源请求包格式查找出资源请求包中的所请求的资源文件名称；

604：SDN网络控制器在SDN网络控制器中存储的资源描述表中查找是否有所请求的资源文件名称对应的条目；如果有则执行步骤605；

605：SDN网络控制器查找到存在对应条目，提取缓存信息表中的IP信息，封装成资源定位包发送给用户，格式为：报文为UDP，其中封装有所请求的资源文件名称。

优选地，所述步骤503：SDN网络控制器收到资源请求包报文，在资源描述表中查找报文中描述的资源进一步包括：

601：SDN网络控制器收到用户发送的资源请求包；

优选地，如果604：SDN网络控制器在SDN网络控制器中存储的资源描述表中没有查找到有所请求的资源文件名称对应的条目；则执行606；

606：SDN网络控制器根据资源请求包：报文为UDP包，其中封装有所请求资源文件名称，提供视频的服务器地址；封装新的定位包发送给用户，格式为：报文为UDP，其中封装有所请求资源文件名称，提供视频的服务器地址；

607：SDN网络控制器向缓存发出内容索取命令，其中封装有所请求资源文件名称，提供视频的服务器地址；

608：缓存根据收到的内容索取命令向IP为SrcIP的服务器同步所请求资源文件名称的资源；

609：缓存同步完608中对应的资源后，向SDN网络控制器发送缓存服务内容索取完成指令，指令封装有所请求资源文件名称，提供视频的服务器地址；

610：SDN网络控制器收到缓存发来的内容索取完成指令，将所请求资源文件名称，提供视频的服务器地址信息插入资源描述表中。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的OpenFlow交换机流表项匹配流程图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的SDN网络用户资源请求示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的基于SDN的开放存储管理调度系统结构示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的应用OpenCache的视频点播服务示意图；

图5示出了根据本发明的另一实施例的应用OpenCache的视频点播服务示意图；

图6示出了根据本发明的一个实施例的资源描述表查找流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种基于软件定义网络的开放存储管理调度方法和系统的具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

SDN的典型架构共分三层，最上层为应用层，包括各种不同的业务和应用；中间的控制层主要负责处理数据平面资源的编排，维护网络拓扑、状态信息等；最底层的基础设施层负责基于流表的数据处理、转发和状态收集。SDN的核心技术是OpenFlow。OpenFlow用于将网络设备的控制功能与转发功能进行分离，进而将控制功能全部集中到远程的控制器上完成，而OpenFlow交换机只负责在本地做简单高速的数据转发。

在OpenFlow交换机的运行过程中，其数据转发的依据是流表。

流表是OpenFlow对网络设备数据转发功能的一种抽象。在传统网络设备中，交换机和路由器的数据转发需要依赖设备中保存的二层MAC地址转发表或者三层IP地址路由表，OpenFlow交换机中使用的流表也是如此，不过在它的表项中整合了网络中各个层次的网络配置信息，从而在进行数据转发时可以使用更丰富的规则。流表中每个表项的结构如下表1所示。

包头域

计数器

动作

表1

OpenFlow流表的每个流表项都由3部分组成：用于报文匹配的包头域（Header Fields），用于统计匹配报文个数的计数器（Counters），用于展示匹配的报文如何处理的动作（Actions）。

包头域：OpenFlow流表的包头域（OpenFlow v1.1之后被称作匹配域），

用于对交换机接收到的报文的包头内容进行匹配。

计数器：OpenFlow流表的计数器可以针对交换机中的每张流表、每个数据流、每个设备端口、每个转发队列进行维护，用于统计数据流量的相关信息。

动作：OpenFlow流表的动作用于指示交换机在收到匹配的报文后应该如何对其进行处理。

在OpenFlow流表的包头域中包括了12个元组（Tuple），相关内容如表2所示。

表2

图1示出了OpenFlow交换机流表项匹配流程图。如图1所示，步骤101，OpenFlow交换机接收到报文；步骤102，OpenFlow交换机对接收到的报文的包头进行解析，得到MAC地址、IP地址、TCP端口等12元组信息，为步骤103提供详细的匹配依据；步骤103，流表中包括一系列的流表项，例如流表项0、流表项1、…流表项N-1、流表项N，定义了报文所要匹配的MAC地址、IP地址、TCP端口等12元组匹配属性，用于对步骤102中解析的报文包头信息进行匹配，首先查找流表项0；如果步骤103的结果为否，执行103a继续查找下一个流表项1；当结果仍为否时，继续查找，例如执行103b查找流表项N-1，如果结果仍为否，则继续查找；直到在步骤104中查找到最后一个流表项N；如果步骤104的结果也为否，说明在OpenFlow交换机中没有匹配的流表项，OpenFlow交换机不知道怎么处理该报文，执行步骤105；步骤105，通过安全通道把不知道如何处理的报文发送给OpenFlow控制器，由OpenFlow控制器来决定如何处理报文；如果步骤103的结果为是，执行步骤106；如果步骤103a、103b的结果为是，执行步骤106；如果步骤104的结果为是，也执行步骤106；步骤106，实施动作，每个匹配表中都对应着预先定义好的一系列动作，例如向某个端口转发报文、泛洪报文等，当报文匹配上某个表项项后就根据表项对应动作操作报文。由于可能存在多个匹配属性都能匹配上同一报文，所以每个表项都有一个优先级，匹配时将按照优先级依次匹配其本地保存的流表中的表项，即流表项0、流表项1、…、流表项N-1以及流表项N中流表项0的优先级最高，流表项N的优先级最低，匹配时按照优先级从高到低的顺序依次进行，并以发生具有最高优先级的流表项作为匹配结果，并根据相应的动作对报文进行操作。同时，每个流表项都有一个计数器，用来记录匹配上的报文数目，一旦匹配成功，对应的流表项的计数器将更新；如果没能找到匹配的流表项，则将报文通过安全通道转发给OpenFlow控制器。

OpenFlow控制器通过OpenFlow协议与OpenFlow交换机进行信息交互。OpenFlow控制器可以通过修改OpenFlow交换机的流表进而控制交换机的转发行为，也可以下发命令，使任意交换机发送指定格式和内容的包。

图2示出了SDN网络用户资源请求示意图。如图2所示，当同一域内的多个用户请求远端内容源服务器上相同内容时，如201所示，用户1、用户2以及用户N均通过OpenFlow交换机向内容源服务器请求资源A；如202所示，请求被交给SDN网络控制器（即OpenFlow控制器）处理；如203所示，SDN网络控制器可以为相同的请求提供快速的选路并下发流表；如204所示，用户1、用户2以及用户N向域外源服务器请求资源；如205所示，若带宽为M，且N个用户同时请求，则每个用户获得的带宽为M/N；由于出口带宽有限，当同时有多个用户请求同一资源时，造成相同的内容通过出口链路进入域内，造成网络中的冗余流量。

图3示出了基于SDN的开放存储管理调度系统结构示意图。如图3所示，为避免网络中的冗余流量，可以在SDN网络中部署若干域内缓存服务器（充当域内源服务器），用于存储网络中用户在某段时间内请求次数多的资源（例如，单位时间内被请求的次数多于某一预定门限值的资源，所述资源可被称为热门资源）；将所述热门资源缓存到离用户最近的网络“边缘”的缓存服务器上。通过SDN网络控制器将用户的请求重新导向至离用户最近的域内缓存服务器，使得用户可就近取得所需资源，解决网络拥挤的状况，提高用户获取内容的响应速度。SDN网络控制器在调度资源和管理存储时，可以遵循OpenCache开放存储管理调度方法。如图3所示，步骤301，用户1、用户2以及用户N均通过OpenFlow交换机向内容源服务器请求资源A；步骤302，请求被交给SDN网络控制器（即OpenFlow控制器）处理；步骤303，SDN网络控制器可以为相同的请求提供快速的选路并下发流表；步骤304，用户1、用户2以及用户N分别向域内缓存服务器；步骤305，在缓存服务器有请求资源情况下，对应带宽为M，避免网络中冗余流量。

OpenCache开放存储管理调度方法是本发明提出的控制器与域内缓存节点之间的通信方法和资源调度的方法。通过OpenCache开放存储管理调度方法，SDN网络控制器可以控制各缓存节点获取缓存资源、从其他缓存节点同步资源、资源移除等。其中控制器可以是例如SDN网络控制器的控制器，缓存节点可以例如是域内缓存服务器的缓存节点。

OpenCache开放存储管理调度方法中提供有三种类型的报文：

1、对称报文：用于建立缓存节点与控制器的连接；

a）Hello报文：连接打开时缓存节点向控制器发送Hello报文，然后控制器回应相同的Hello报文；

b）Echo报文：Echo request/reply由控制器或缓存节点发出，必须以Echo reply回应，用于确保控制器和缓存节点连接是活跃的。

2、异步报文：用于缓存节点回应控制器；

a）Content-removed：当缓存节点因为磁盘空间不足而移除一个资源后，向控制器发送报告，告知资源被移除；

b）Feature-reply：回应控制器的状态信息请求；

c）Error：发生错误。

3、控制器到缓存节点报文：用于控制器向缓存发出控制命令；

a）Content-Ctl：控制器向缓存节点发出同步资源或删除资源命令，缓存节点收到命令后将指定的资源同步到缓存节点中或删除资源，同步完成后回应控制器Content-Ctl报文；

b）Feature-req：控制器向缓存节点发出查询请求，查询缓存节点状态信息。

OpenCache规定所有报文均有如下头部：

报文类型：

enum ocp_type{

OCPT_HELLO,/*当缓存节点接入SDN网络时，主动向控制器发送HELLO报文，控制器回复HELLO报文，二者建立关联*/

OCPT_FEATURE_REQUEST,/*控制器与缓存节点建立关联后，控制器周期性（如5分钟）向缓存节点发送FEATURE_REQUEST报文，获取缓存节点信息，这些信息可以包括缓存节点与控制器连接所用的MAC地址，服务器IP地址，提供不同服务的端口号，服务器当前已经存储的内容名列表，总存储容量，剩余存储容量，各端口带宽，负载状态等*/

OCPT_FEATURE_REPLY,/*回应FEATURE_REQUEST报文所请求的信息*/

OCPT_ECHO_REQUEST,/*控制器周期性（如1分钟）发送ECHO_REQUEST报文以探测缓存节点的连接状态*/

OCPT_ECHO_REPLY,/*接收ECHO_REQUEST报文的缓存节点以REPLY报文进行回应表示缓存节点与控制器的连接是活跃的*/

OCPT_CONTENT_CTL,/*控制器对存储内容进行调度管理时所使用的报文*/

OCPT_CONTENT_REMOVED,/*当缓存节点因为磁盘空间不足而移除一个资源后，向控制器发送报告资源移除*/OCPT_ERROR/*用于错误反馈，当缓存节点或控制器无法处理上述报文时，将会反馈错误及错误类型*/

报文类型：

enum content_ctl_type{

get/*获取资源，当某内容达到缓存条件时（如1小时内被请求次数超过10次）控制器决定将该内容镜像到域内缓存节点。控制器将向缓存节点发送get报文，缓存节点将根据get报文从内容源处获取内容*/

del/*移除资源，当某内容达到删除条件时（如24小时内被请求次数低于5次）控制器决定将该内容镜像从域内移除。控制器将向缓存服务器发送del报文，del报文指定了需要被移除的内容名，缓存服务器将根据del报文移除内容*/

done/*当缓存服务器完成移除或获取资源请求时，以done报文回复表示操作成功，收到done报文后，控制器的资源描述表可以进行更新*/

};

为了实现OpenCache开放存储管理调度方法，在SDN网络控制器中还需要进一步维护两张表：资源描述表、缓存信息描述表。

Number	ContentName	Caches
			1	Content1	Cache1，Cache2，…
2	Content2	Cache2，…
			…	…	…

表3资源描述表

资源描述表记录了全网现有的每一项缓存资源都分别存储在哪些域内缓存服务器中：

其中，Number表项为本表格记录条目的编号；

ContentName表项为所缓存资源的文件名；

Caches表项记录了存有相应资源的若干域内缓存服务器的ID。

表4缓存信息描述表

缓存信息描述表用来记录缓存的IP信息、缓存服务器端口信息：

其中，ID为缓存服务器的ID，与资源描述表中的缓存服务器ID一致；

IP和TcpPort记录了缓存服务器提供视频点播服务所使用的IP地址和端口；

Dpid是控制器用来识别网络中OpenFlow交换机的ID。

Port为缓存服务器连接OpenFlow交换机对应的端口；

当缓存节点通过OpenCache方法与控制器建立完连接时，添加缓存信息到信息描述表。

图4示出了根据本发明一个具体实施方式的应用OpenCache方法的视频点播服务示意图。图4所对应的应用场景为查找资源描述表后，缓存服务器中不存在用户请求的内容的情形。

步骤401：用户生成资源请求包以请求视频资源，所述资源请求包报文为UDP包，其中封装有ContentName和SrcIP,ContentName为请求资源文件名称，SrcIP为提供视频的服务器地址；

步骤403：SDN网络控制器收到资源请求包报文，在资源描述表中查找报文中描述的资源；具体查找过程将参照图6进行详细描述，若SDN网络控制器维护的资源描述表中不存在与用户请求内容的ContentName对应条目，则说明与该控制器连接的缓存服务器中不存在用户所需内容；

步骤404：SDN网络控制器将资源定位包直接返回给用户，格式为：报文为UDP，其中封装RTSP：//SrcIP/ContentName，RTSP是RTSP（RealTime Streaming Protocol），实时流传输协议，以上URL告诉用户使用RTSP协议去请求视频;

步骤405：用户收到资源定位包后向SrcIP指定的源服务器请求内容；

步骤406：SDN网络控制器使用OpenCache向缓存服务器发出内容索取命令Content Control：封装了资源名ContentName和SrcIP；

步骤407：缓存服务器收到Content Control命令后向SrcIP指定源服务器请求内容并保存，即缓存服务器镜像源服务器的内容；

步骤408：缓存服务器保存完毕后向SDN网络控制器发送ContentControl完成命令，命令中封装有ContentName和SrcIP。

步骤409：SDN网络控制器收到Content Control后在资源描述表中插入对应资源。

图5示出了根据本发明另一个具体实施方式的应用OpenCache方法的视频点播服务示意图。图5所对应的应用场景为查找资源描述表后，缓存服务器中存在用户请求的内容的情形。

步骤501：用户生成资源请求包以请求视频资源：报文为UDP包，其中封装ContentName和SrcIP，ContentName为请求资源文件名称，SrcIP为提供视频的服务器地址；

步骤504：SDN网络控制器查询缓存信息描述表，缓存信息描述表中记录着缓存ID所对应的缓存服务器的详细信息，对上步查找到的每个缓存ID在缓存信息描述表中查找出缓存ID所在OpenFlow交换机的DPID和Port，参考表4；

步骤505：选择一个距离用户最近的缓存服务器（根据缓存服务器所在Openflow交换机DPID和Port和用户所在OpenFlow交换机DPID和Port，SDN网络控制器可以计算出之间的最短路，以跳数为依据选择最近缓存）；

步骤506：提取缓存信息表中的IP信息，封装成资源定位包发送给用户，格式为：报文为UDP，其中封装RTSP://IP/ContentName；

步骤507：用户收到资源定位包后，向包中IP指定的缓存服务器请求视频点播服务。

图6示出了根据本发明一个具体实施方式的资源查找流程图。

601：SDN网络控制器收到用户发送的资源请求包；

602：SDN网络控制器根据资源请求包格式查找出资源请求包中的ContentName；

604：SDN网络控制器在SDN网络控制器中存储的资源描述表中查找是否有ContentName对应的条目，如果是执行605，否执行606；

605：SDN网络控制器查找到存在对应条目，提取缓存信息表中的IP信息，封装成资源定位包发送给用户，格式为：报文为UDP，其中封装RTSP://IP/ContentName；

606：SDN网络控制器根据资源请求包：报文为UDP包，其中封装ContentName和SrcIP；ContentName为请求资源文件名称，SrcIP为提供视频的服务器地址；封装新的定位包发送给用户，格式为：报文为UDP，其中封装RTSP://SrcIP/ContentName；

607：SDN网络控制器使用OpenCache向缓存发出内容索取命令ContentControl：封装了资源名ContentName和SrcIP；

608：缓存根据收到的Content Control命令向IP为SrcIP的服务器同步ContentName资源；

609：缓存同步完608中对应的资源后，向SDN网络控制器发送缓存服务Content Control完成指令，指令封装了ContentName和SrcIP；

610：SDN网络控制器收到缓存发来的Content Control完成指令，将ContentName，SrcIP信息插入资源描述表中。

通过应用本发明的技术方案能够取得如下有益效果：

1）提高内容的访问速度，保证了用户体验，并大大提高内容源服务器的稳定性。

2）镜像服务：缓存服务器镜像了源服务器的内容，消除了不同运营商之间互联的瓶颈造成的影响，实现了跨运营商的网络加速，保证不同网络中的用户都能得到良好的访问质量。

3）带宽优化：自动生成域外内容的本地镜像，用户访问时直接从本地缓存服务器上读取数据，减少远程访问的带宽、降低网络冗余流量、减轻原站点服务器负载。

4）远程加速：SDN网络控制器根据用户信息和维护的缓存服务器信息为用户智能自动选择缓存服务器，选择最快的缓存服务器，加快远程访问的速度

5）缓存维护：利用OpenCache开放存储管理调度方法，SDN网络控制器可以对缓存进行维护，通过向缓存发送控制信令，维护缓存服务器中的内容，控制缓存服务器的状态等。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种基于软件定义网络的开放存储管理调度系统，其中包含Openflow交换机、SDN网络控制器、域外源服务器以及一个或多个用户，其特征在于，

系统中还包含一个或多个域内缓存服务器，充当域内源服务器，用于存储网络中供用户请求的资源；

一个或多个用户经由Openflow交换机请求资源；

所述一个或多个用户的请求由Openflow交换机转交给SDN网络控制器处理；

所述SDN网络控制器将用户所请求的资源缓存至离用户最近的域内缓存服务器；

所述SDN网络控制器将用户的请求重新导向至缓存有用户所请求资源的最近的域内缓存服务器；

所述用户根据重新导向的请求从缓存服务器获取所请求的资源。

2.如权利要求1所述的系统，其中一个或多个用户所请求的资源是相同的。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中域内缓存服务器所存储的是网络中的热门资源；所述热门资源为单位时间内被请求的次数多于某一预定门限值的资源。

4.一种用于权利要求1-3任一项所述系统的存储管理调度方法，其特征在于，包括：

5.如权利要求4所述的存储管理调度方法，其特征在于，在步骤405后还进一步执行：

6.一种用于权利要求1-3任一项所述系统的存储管理调度方法，其特征在于，包括：

步骤501：用户生成资源请求包以请求视频资源，所述资源请求包报文为UDP包，其中封装有所请求的资源文件名称，以及提供视频的服务器地址；

步骤503：SDN网络控制器收到资源请求包报文，在资源描述表中查找报文中描述的资源，发现存在与该资源对应的域内缓存服务器条目，则取出资源描述表中名为Caches的表项中记录的缓存ID；

步骤504：SDN网络控制器查询缓存信息描述表，缓存信息描述表中记录着缓存ID所对应的缓存服务器的详细信息，对上步查找到的每个缓存ID在缓存信息描述表中查找出缓存所在OpenFlow交换机的DPID和Port；

步骤505：选择一个距离用户最近的域内缓存服务器；

7.如权利要求6所述的存储管理调度方法，其特征在于，

所述步骤505：选择一个距离用户最近的域内缓存服务器进一步包括：

8.如权利要求4所述的存储管理调度方法，其特征在于，

所述步骤403：SDN网络控制器收到资源请求包报文，在资源描述表中查找报文中描述的资源进一步包括：

601：SDN网络控制器收到用户发送的资源请求包；

9.如权利要求5所述的存储管理调度方法，其特征在于，

所述步骤503：SDN网络控制器收到资源请求包报文，在资源描述表中查找报文中描述的资源进一步包括：

601：SDN网络控制器收到用户发送的资源请求包；

10.如权利要求8或9所述的存储管理调度方法，其特征在于，

如果604中SDN网络控制器在SDN网络控制器中存储的资源描述表中没有查找到有所请求的资源文件名称对应的条目；则执行606；

607：SDN网络控制器向域内缓存服务器发出内容索取命令，其中封装有所请求资源文件名称，提供视频的服务器地址；

608：域内缓存服务器根据收到的内容索取命令向IP为SrcIP的服务器同步所请求资源文件名称的资源；

609：域内缓存服务器同步完608中对应的资源后，向SDN网络控制器发送缓存服务内容索取完成指令，指令封装有所请求资源文件名称，提供视频的服务器地址；

610：SDN网络控制器收到域内缓存服务器发来的内容索取完成指令，将所请求资源文件名称，提供视频的服务器地址信息插入资源描述表中。