CN104580018B - 一种软件定义网络中带宽调整方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种软件定义网络中带宽调整方法，该方法包括：交换机接收到控制器发送的携带针对任一Meter表的预设门限值的消息时，针对该Meter表存储所述预设门限值；当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到预设门限值时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器，使所述控制器根据该交换机上报的带宽使用率确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽。基于同样的发明构思，本申请还提出一种软件定义网络中的带宽调整装置，能够最大限度的利用流路径上的带宽。

Description

一种软件定义网络中带宽调整方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种软件定义网络中带宽调整方法和装置。

背景技术

软件定义网络(Soft Define Network，SDN)中支持监管(Meter)功能，控制器通过下发Meter表对数据业务进行流量的监管和统计，Meter表指定了报文允许通过的最大带宽和超过带宽后的丢弃优先级。控制器对用户侧流量进行分类，如以媒体访问控制(MAC)地址、因特网协议(IP)地址等进行分类，根据分类结果设定不同的Meter表，并将各Meter表下发到对应交换机上。

交换机存储控制器下发的Meter表，在接收到数据报文时，根据该报文与各Meter表进行匹配，按照匹配到Meter表的允许带宽进行流量限制，并按照匹配到的丢弃优先级对该数据报文重新进行标识。

现有实现中交换机无法主动将针对各个Meter表分配的带宽的带宽使用率上报，控制器也无法及时动态调整交换机上的各Meter表的允许带宽，只能由用户手动或者定时向交换机获取Meter当前统计数据。手动调整允许带宽不具备实时性，定时调整也不够精确，无法把握定时取样的频率，如果采样频率过高影响控制器和交换机性能，过低影响调整效率，都不利于用户实际流量的动态调整，无法达到SDN的数据传输效率的最大化。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种软件定义网络中带宽调整方法和装置，以解决控制器不能及时获取交换机上针对各Meter表分配的带宽的带宽使用率，而不能及时进行带宽调整的问题。

为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：

一种软件定义网络中带宽调整方法，该方法包括：

交换机接收到控制器发送的携带针对任一Meter表的预设门限值的消息时，针对该Meter表存储所述预设门限值；

当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到预设门限值时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器，使所述控制器根据该交换机上报的带宽使用率确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽，若确定更新，则对该交换机上的各Meter表中的允许带宽进行更新，并下发更新后的Meter表。

种软件定义网络中带宽调整装置，该装置包括：接收存储单元、监控单元和上报单元；

所述接收存储单元，用于接收到控制器发送的携带针对任一Meter表的预设门限值的消息时，针对该Meter表存储所述预设门限值；

所述监控单元，用于监控针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率；

所述上报单元，用于当所述监控单元监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到所述接收存储单元存储的预设门限值时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器，使所述控制器根据该交换机上报的带宽使用率确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽，若确定更新，则对该交换机上的各Meter表中的允许带宽进行更新，并下发更新后的Meter表。

由上面的技术方案可知，本申请中交换机通过接收控制器下发的预设门限值及时上报本地针对各Meter表分配的带宽的带宽使用率，使控制器及时获取该交换机上针对各Meter表分配的带宽的带宽使用率，根据实际情况及时调整各Meter表中的允许带宽，从而能够最大限度的利用流路径上的带宽。

附图说明

图1为本申请实施例中软件定义网络中带宽调整方法流程示意图；

图2为SDN网络组网示意图；

图3为本申请实施例中应用于上述技术的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并据实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

控制器根据网络的最大传输带宽统一分配和利用带宽资源，对带宽的管理以交换机为单位，以Meter表形式下发给交换机。

每个交换机都有独立的Meter资源管理。交换机在接收到控制器为本交换机上下发的Meter表时，针对下发到本地的各Meter表，分别根据对应的Meter表分配带宽，具体为，分配的带宽为该Meter表中的允许带宽，引用该Meter表的数据流可以得到的最大传输带宽不大于该Meter表中设置的允许带宽。

下面结合附图，详细说明本申请实施例中如何实现软件定义网络中带宽调整过程。

参见图1，图1为本申请实施例中软件定义网络中带宽调整方法流程示意图。具体步骤为：

步骤101，交换机接收到控制器发送的携带针对任一Meter表的预设门限值的消息时，针对该Meter表存储所述预设门限值。

控制器根据该Meter表中的允许带宽以及实际带宽应用情况，针对该Meter表设置预设门限值，并下发给该交换机。

该交换机接收到控制器下发的针对任一Meter表的预设门限值时，交换机针对该Merter表存储对应的预设门限值。

交换机监控针对各Meter表分配的带宽的带宽使用率。具体实现时，可以统计引用该Meter表的实际发送报文的数量以及时间，从而确定当前带宽使用率，本申请具体实现时，不限于该方式监控带宽使用率。

本步骤中携带针对任一Meter表的预设门限值的消息可以为，Meter更新(Modification)消息

步骤102，当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到预设门限值时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器，使所述控制器根据该交换机上报的带宽使用率确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽，若确定更新，则对该交换机上的各Meter表中的允许带宽进行更新，并下发更新后的Meter表。

步骤102中的带宽使用率达到预设门限值，即前一次监控到的带宽使用率低于预设门限值，当前监控到的带宽使用率不小于带宽预设门限值时，确定当前监控到的带宽使用率达到预设门限值。

控制器接收到该交换机上报的针对任一Meter表分配的带宽的带宽使用率时，根据实际应用情况确定是否更新该交换机上的各Meter表的具体实现本申请实施例不做限制，本申请的具体实现是为了及时将控制器上针对各Meter表分配的带宽的带宽使用率主动上报给控制器即可。

本步骤中将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器时，可以使用Meter状态(Statistics)消息上报。

本申请具体实现时，控制器针对交换机上的一个Meter表下发的预设门限值可以是一个也可以是多个。

当针对某个Meter表下发的预设门限值为多个时，交换机针对该Meter表将多个预设门限值按从小到大的顺序依次存储为I1，I2…In；其中，n为预设门限值的个数；I1为值最小的预设门限值，In为值最大的预设门限值。

当预设门限值为多个时，步骤102中当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到预设门限值时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器，包括：

当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到Ii时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器；其中，i为大于等于1且小于等于n的整数。即达到任一预设门限值时都上报一次当前监控到的带宽使用率。

当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到Ii时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器时，所述方法进一步包括：同时上报该次上报带宽使用率的原因为带宽使用率升高，使所述控制器确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽；

当监控到针对该Meter的分配的带宽的带宽使用率一直都是升高时，则在监控到的带宽使用率达到预设值时上报，如果在监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到Ii，并将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器之后，所述方法进一步包括：

当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率低于Ii时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器；即监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率又降低到Ii之下，则要再次上报控制器。

若i大于1，当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率降低到低于Ii之后又降低到低于Ii-1，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器。

当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率低于Ii，或，若i大于1，当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率降低到低于Ii之后又降低到低于Ii-1时，所述方法进一步包括：同时上报该次上报带宽使用率的原因为带宽使用率降低，使所述控制器确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽。

如针对Meter表1下发的预设门限值为20％、40％、70％和90％，则在首先监控到针对Meter表1分配的带宽的带宽使用率达到20％时，将当前监控到针对Meter表1分配的带宽的带宽使用率上报控制器，并携带上报原因为带宽使用率升高。上报的带宽使用可能为20％，也可能大于20％。

该交换机继续监控，当监控到针对Meter表1分配的带宽的带宽使用率达到40％时，将当前监控到针对Meter表1分配的带宽的带宽使用率上报控制器，并携带上报原因为带宽使用率升高。上报的带宽使用可能为40％，也可能大于40％。

该交换机继续监控，当监控到针对Meter表1分配的带宽的带宽使用率低于40％时，将当前监控到针对Meter表1分配的带宽的带宽使用率38％上报控制器，并携带上报原因为带宽使用率降低。

该交换机继续监控，当监控到针对Meter表1分配的带宽的带宽使用率低于20％时，将当前监控到针对Meter表1分配的带宽的带宽使用率18％上报控制器，并携带上报原因为带宽使用率降低。

该交换机继续监控，当监控到针对Meter表1分配的带宽的带宽使用率再次达到20％时，将当前监控到针对Meter表1分配的带宽的带宽使用率上报控制器。

控制器记录该交换机针对Meter表1的分配带宽的带宽使用率，并根据实际使用情况确定是否需要更新下发到该交换机上的各Meter表。

本申请实施例中针对一个Meter表下发多个预设门限值时，多个预设门限值之间可以是等差数列，也可以不是。如果多个预设门限值之间为等差数列时，在下发预设门限值时可以使用单位长度步长方式下发，具体可以通过如下方式实现：

控制器在下发针对任一Meter表的预设门限值时，可以携带在下发Meter表的Meter Modification消息，也可以单独使用一个Meter Modification消息下发。在下发预设门限值时，还可以下发上报带宽使用率的方式，如上报原因(带宽使用率升高，或者带宽使用率降低)，以及针对哪个预设门限值上报的等。

交换机在上报带宽使用率时可以使用Meter Statistics消息发送，并在其中增加字段携带该次上报带宽使用率的原因。

参见图2，图2为SDN网络组网示意图。图2中控制器为交换机1分配的总带宽为300M，通过Meter Modification消息下发了两个Meter表，分别为Meter表1和Meter表2，其中Meter表中的允许带宽为100M，Meter表2中的允许带宽为200M，且针对两个Meter表的单位长度均为20％。

交换机1接收到Meter Modification消息时，存储Meter表1和Meter表2，并针对Meter表1分配100M带宽，针对Meter表2分配200M带宽，并针对Meter表1和Meter表2分别存储预设门限值20％、40％、60％、80％和100％。

假设交换机1上业务1的流量匹配Meter表1，业务2的流量匹配Meter表2。

交换机1监控针对Meter表1分配的100M带宽的使用率，即业务1的流量的数率；监控针对Meter表2分配的200M带宽的使用率，即业务2的流量速率。

假设一段时间内，业务1的流量速率较大，针对Meter表1分配的100M的带宽的带宽使用率分别达到预设门限值20％、40％、60％、80％，并分别向控制器上报了达到对应预设门限值时的带宽使用率，以及各次上报的原因为带宽使用率升高；

而业务2在该段时间内流量较小，针对Meter表2分配的200M的带宽的带宽使用率仅达到预设门限值20％时上报一次。

控制器根据记录的各Meter表对应的带宽使用率，在接收到针对Meter表1的带宽使用率达到80％时上报的带宽使用率时，确定更新交换机1上的Meter表中的允许带宽。

假设更新Meter表1的允许带宽为150M，Meter表2的允许带宽为150M，并将更新后的各Meter表下发给交换机1，则交换机1重新针对各Meter表分配带宽，重新分配带宽后，针对Meter表1分配的150M带宽的带宽使用率为53％左右，针对Meter表2分配的150M带宽的带宽使用率为26％左右，均在合理的带宽利用范围内。

通过本申请实施例提出动态调整带宽的方案，能够最大限度的利用流路径上的带宽。

基于同样的发明构思，本申请实施例中还提出一种软件定义网络中带宽调整装置。参见图3，图3为本申请实施例中应用于上述技术的装置的结构示意图。该装置包括：接收存储单元301、监控单元302和上报单元303；

接收存储单元301，用于接收到控制器发送的携带针对任一Meter表的预设门限值的消息时，针对该Meter表存储所述预设门限值；

监控单元302，用于监控针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率；

上报单元303，用于当监控单元302监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到接收存储单元301存储的预设门限值时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器，使所述控制器根据该交换机上报的带宽使用率确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽，若确定更新，则对该交换机上的各Meter表中的允许带宽进行更新，并下发更新后的Meter表。

较佳地，所述预设门限值为一个或多个；

接收存储单元301，具体用于当所述预设门限值为多个时，针对该Meter表将多个预设门限值按从小到大的顺序依次存储为I1，I2…In；其中，n为预设门限值的个数；I1为值最小的预设门限值，In为值最大的预设门限值；

上报单元303，具体用于当监控单元302监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到Ii时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器；其中，i为大于等于1且小于等于n的整数。

较佳地，

上报单元303，进一步用于当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到Ii时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器之后，当监控单元302监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率低于Ii时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器；若i大于1，当监控单元302监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率降低到低于Ii之后又降低到低于Ii-1，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器。

较佳地，

上报单元303，进一步用于当监控单元302监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到Ii，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器时，同时上报该次上报带宽使用率的原因为带宽使用率升高，使所述控制器确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽；当监控单元302监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率低于Ii，或，若i大于1，当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率降低到低于Ii之后又降低到低于Ii-1时，同时上报该次上报带宽使用率的原因为带宽使用率降低，使所述控制器确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽。

较佳地，

所述携带针对任一Meter表的预设门限值的消息为，Meter更新Modification消息；

所述将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器时，使用Meter状态Statistics消息上报。

上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。

综上所述，本申请通过交换机通过接收控制器下发的预设门限值及时上报本地针对各Meter表分配的带宽的带宽使用率，使控制器及时获取该交换机上针对各Meter表分配的带宽的带宽使用率，根据实际情况及时调整各Meter表中的允许带宽，从而能够最大限度的利用流路径上的带宽。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种软件定义网络中带宽调整方法，其特征在于，该方法包括：

交换机接收到控制器发送的携带针对任一监管Meter表的预设门限值的消息时，针对该Meter表存储所述预设门限值；

当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到预设门限值时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器，使所述控制器根据该交换机上报的带宽使用率确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽，若确定更新，则对该交换机上的各Meter表中的允许带宽进行更新，并下发更新后的Meter表。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设门限值为一个或多个；

当所述预设门限值为多个时，所述针对该Meter表存储所述预设门限值，包括：针对该Meter表将多个预设门限值按从小到大的顺序依次存储为I₁，I₂…I_n；其中，n为预设门限值的个数；I₁为值最小的预设门限值，I_n为值最大的预设门限值；

所述当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到预设门限值时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器，包括：

当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到I_i时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器；其中，i为大于等于1且小于等于n的整数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到I_i时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器之后，所述方法进一步包括：

当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率低于I_i时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器；

若i大于1，当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率降低到低于I_i之后又降低到低于I_i-1，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到Ii时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器时，所述方法进一步包括：同时上报当前上报带宽使用率的原因为带宽使用率升高，使所述控制器确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽；

所述当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率低于I_i，或，若i大于1，当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率降低到低于I_i之后又降低到低于I_i-1时，所述方法进一步包括：同时上报该次上报带宽使用率的原因为带宽使用率降低，使所述控制器确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，

所述携带针对任一Meter表的预设门限值的消息为，Meter更新Modification消息；

所述将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器时，使用Meter状态Statistics消息上报。

6.一种软件定义网络中带宽调整装置，其特征在于，该装置包括：接收存储单元、监控单元和上报单元；

所述接收存储单元，用于接收到控制器发送的携带针对任一监管Meter表的预设门限值的消息时，针对该Meter表存储所述预设门限值；

所述监控单元，用于监控针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率；

所述上报单元，用于当所述监控单元监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到所述接收存储单元存储的预设门限值时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器，使所述控制器根据该装置上报的带宽使用率确定是否更新该装置上的各Meter表中的允许带宽，若确定更新，则对该装置上的各Meter表中的允许带宽进行更新，并下发更新后的Meter表。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设门限值为一个或多个；

所述接收存储单元，具体用于当所述预设门限值为多个时，针对该Meter表将多个预设门限值按从小到大的顺序依次存储为I₁，I₂…I_n；其中，n为预设门限值的个数；I₁为值最小的预设门限值，I_n为值最大的预设门限值；

所述上报单元，具体用于当所述监控单元监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到I_i时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器；其中，i为大于等于1且小于等于n的整数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述上报单元，进一步用于当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到I_i时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器之后，当所述监控单元监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率低于I_i时，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器；若i大于1，当所述监控单元监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率降低到低于I_i之后又降低到低于I_i-1，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述上报单元，进一步用于当所述监控单元监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率达到I_i，将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器时，同时上报当前上报带宽使用率的原因为带宽使用率升高，使所述控制器确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽；当所述监控单元监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率低于I_i，或，若i大于1，当监控到针对该Meter表分配的带宽的带宽使用率降低到低于I_i之后又降低到低于I_i-1时，同时上报该次上报带宽使用率的原因为带宽使用率降低，使所述控制器确定是否更新该交换机上的各Meter表中的允许带宽。

10.根据权利要求6-9任意一项所述的装置，其特征在于，

所述携带针对任一Meter表的预设门限值的消息为，Meter更新Modification消息；

所述将当前监控到的带宽使用率上报所述控制器时，使用Meter状态Statistics消息上报。