CN105704246A - 一种基于sdn架构的网络分流装置和方法 - Google Patents

一种基于sdn架构的网络分流装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于SDN架构的网络分流装置和方法，该装置包括：接收模块，用于接收并解析用户终端的请求信息，解析到源IP地址；查询模块，用于根据源IP地址查询预设的线路信息配置表，获取通信运营商信息，并根据通信运营商信息，查询预设的通信运营商DNS信息配置表，获取对应的DNS服务器信息；分类模块，用于设定网页高频率访问阈值，并根据阈值将所有用户终端请求内容分为热点内容和非热点内容，并将热点内容从WEB服务器转存到本地存储设备；传输模块，用于将用户终端的请求内容从WEB服务器或本地存储设备传输到用户终端。本发明能够根据用户终端所属的运营商进行网络分流，减少网络运营商的设备压力，使用户顺畅的访问网络，具有较高用户体验度。

Description

一种基于SDN架构的网络分流装置和方法
技术领域
本发明涉及通信领域，特别是涉及一种基于SDN架构的网络分流装置和方法。
背景技术
随互联网技术的发展，网民数量也急剧上升，且网民上网的方式也变得丰富，众多的联网数量，使网络提供商的设备性能受到巨大考验。在Internet上域名与IP地址之间是一一对应的，域名虽然便于人们记忆，但机器之间只能互相认识IP地址，它们之间的转换工作称为域名解析，域名解析需要由专门的域名解析系统来完成，DNS就是进行域名解析的系统。
传统的域名系统作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使用户更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。当有大量用户访问Internet网络时，域名解析服务必定拥塞，域名解析DNS服务器和WEB服务器必定过载，用户终端不能顺畅的进行网络访问，具有较差的用户体验度。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于SDN架构的网络分流装置和方法，能够根据用户终端所属的运营商进行网络分流，减少网络运营商的设备压力，使用户顺畅的访问网络，具有较高用户体验度。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于SDN架构的网络分流装置，该装置包括：接收模块，用于接收并解析用户终端传输的请求信息，解析得到用户终端的源IP地址；查询模块，用于根据源IP地址查询预设的线路信息配置表，获取对应的通信运营商信息，并根据获取到的通信运营商信息，查询预设的通信运营商DNS信息配置表，获取通信运营商对应的DNS服务器信息；分类模块，用于设定网页高频率访问阈值和网页无访问间隔阈值，并根据设定的阈值将所有连接到DNS服务器的用户终端请求内容分为热点内容和非热点内容，并将热点内容从WEB服务器转存到本地存储设备；传输模块，用于将用户终端的请求内容从WEB服务器或本地存储设备传输到用户终端。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于SDN架构的网络分流方法，该方法的步骤包括：接收并解析用户终端传输的请求信息，解析得到用户终端的源IP地址；根据源IP地址查询预设的线路信息配置表，获取对应的通信运营商信息，并根据获取到的通信运营商信息，查询预设的通信运营商DNS信息配置表，获取通信运营商对应的DNS服务器信息；设定网页高频率访问阈值和网页无访问间隔阈值，并根据设定的阈值将所有连接到DNS服务器的用户终端请求内容分为热点内容和非热点内容，并将热点内容从WEB服务器转存到本地存储设备；将用户终端的请求内容从WEB服务器或本地存储设备传输到用户终端。
区别于现有技术，本发明的网络分流装置预设线路信息配置表及通信运营商DNS信息配置表，建立用户终端源IP地址、通信运营商及DNS服务器之间的对应关系，使不同属于通信运营商通过不同的DNS服务器获取请求内容，实现网络分流；同时将请求者众的内容设为热点内容并存储于DNS服务器本地存储，请求此类网络内容的用户终端直接从DNS服务器本地存储获取。通过本发明，能够根据用户终端所属的运营商进行网络分流，减少网络运营商的设备压力，使用户顺畅的访问网络，具有较高用户体验度。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于SDN架构的网络分流装置第一实施方式的结构示意图；
图2是本发明提供的一种基于SDN架构的网络分流方法第一实施方式的流程示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。
随着互联网技术的发展，网民上网方式也变得多样。现在最流行的上网方式是使用手机浏览网页。现有技术中，网民使上网浏览网页时，首先发送请求信息到域名解析系统，经解析后向WEB服务器获取浏览内容。但是如果发生特殊情况，某一网站被大量访问时，容易出现域名解析服务拥塞，可能会导致该网站崩溃，给网民及网站运营商带来损失。比如2008年中国举办奥运会前期实行网上预售票，票务发售后超预期的网民登陆购票网站进行购票，导致该购票网站崩溃。同时也存在很多因访问量过大导致网站崩溃的案例。
出现上述情况，有一种可能性是因为用户请求浏览该网页内容时，进行域名解析的域名解析系统是相同的，当大量网民访问该网站时，均通过相同的域名解析系统进行域名解析，导致域名解析服务拥塞。而在此时，和该域名解析系统并列的其他域名解析系统可能处于空闲状态。域名解析拥塞导致网站崩溃，最终会给网络运营商带来损失。
参阅图1，图1是本发明提供的一种基于SDN架构的网络分流装置第一实施方式的结构示意图。该装置100连接于用户终端101和域名解析服务器102之间。用户终端101是用户用来上网的工具，可为手机、平板电脑或者电脑。装置100包括接收模块110、查询模块120、分类模块130及传输模块140。装置100是基于SDN架构，SDN架构通过将网络设备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。
接收模块110连接用户终端101，用于在用户终端101请求浏览网页内容发出请求信息时，接收并解析用户终端101传输的请求信息，解析得到用户终端101的源IP地址。请求信息中至少包括该用户终端101的类型、源IP地址以及请求网站的页面地址URL。接收模块110接收到用户终端101发送的请求信息后，解析得到源IP地址。
查询模块120首先预设线路信息配置表和通信运营商DNS信息配置表，线路信息配置表是源IP地址和通信运营商类型的对应关系表项，表项中包含不同的通信运营商类型及其对应的源IP地址段；通信运营商DNS信息配置表是通信运营商类型和DNS服务器信息的对应表项。在本发明中，与装置100连接有多个DNS服务器102，且将多个DNS服务器102进行划分，使其分属于不同的通信运营商。可根据网上公布的不同通信运营商的市场占有率，按比例将多个DNS服务器102分配给不同的通信运营商。查询模块120得到源IP地址后，根据该源IP地址查询线路信息配置表，得到该源IP地址对应的通信运营商类型，然后根据查询到的通信运营商类型查询通信运营商DNS信息配置表，获得该通信运营商对应的DNS服务器102的信息。
在本实施方式中，根据源IP地址查询线路信息配置表，得知用户终端101的通信运营商为移动，然后根据通信运营商的类型查询通信运营商DNS信息配置表，获知与移动运营商对应的DNS服务器。
分类模块130连接DNS服务器102。分类模块130设定网页高频率访问阈值和网页无访问间隔阈值。其中，网页高频率访问阈值为在第一时间内用户终端101访问某一网页的次数最大值；网页无访问间隔阈值是某一网页未被访问的最大时间间隔。
分类模块130根据查询模块120获得的通信运营商和DNS服务器102的对应关系，将接收模块110接收到的已知源IP地址的请求信号发送到其所属的通信运营商对应的DNS服务器102，进行域名解析。同时分类模块130从接收模块110解析的请求信息中获取用户终端101请求访问的网站的页面地址URL，统计在半小时内，用户请求访问相同的页面地址URL的次数，将访问次数大于100次的页面地址URL对应的网页内容设定为热点内容。分类模块130统计用户终端的源IP地址和请求热点内容的网页地址并生成流表，并将流表中的网页地址对应的网页内容存储到一本地存储设备103中。
装置100还包括一判断模块(图未示)，判断用户终端101的请求内容是否为热点内容。当判定用户终端101请求内容为热点内容时，传输模块140从本地存储设备103将请求内容传输到用户终端101；若判定为非热点内容时，传输模块104从WEB服务器104将请求内容传输到用户终端101。在本实施方式中，当用户终端101发送请求信息后，判断模块(图未示)将其中的页面地址URL和流表匹配。当页面地址URL存储在流表中时，说明该网页地址对应的内容已被存储到本地存储设备103中，传输模块140直接将网页内容从本地存储设备103传输到用户终端101；若不匹配，则将源IP地址和流表匹配。流表中和源IP地址对应的是DNS服务器102，可实现网络分流，使不同类型通信运营商对应的用户终端101通过不同的DNS服务器102进行域名解析，减少网络负担。域名解析完成后，传输模块140从网络提供商的WEB服务器104将用户终端101请求的内容传输到用户终端101。
如果在设定的网页无访问间隔阈值的时间范围内，分类模块130统计过程中发现，已存储于流表中的网络页面地址URL未被任何用户终端101访问，则分类模块130使本地存储设备103删除该网络页面地址对应的网络页面内容，并在流表中删除该网络页面地址URL。
在本发明中，若要实现基于SDN架构的网络分流，首先需要进行配置，配置项包括：SDN架构的DNS功能开关项、网页高频率访问阈值、网页无访问间隔、用户线路信息配置表中的用户信息和运营商信息、运营商DNS信息配置表中的运营商信息和对应的DNS服务器的地址和端口信息。DNS功能开关项包括启用和关闭的选项，缺省值为关闭；网页高频率访问阈值设定为在第一时间间隔内某一网页被访问的次数超过n次，将该网易内容设定为热点内容，其中时间间隔和次数的缺省值为30分钟和100次；网页无访问间隔是在第二时间间隔内某一被设定为热点内容的网页内容未被访问，第二时间间隔的缺省值为30分钟；用户线路信息配置表中用户信息为用户的源IP地址，通信运营商信息是电信、移动、网通和联通中的一种，缺省值为移动。
区别于现有技术，本发明的网络分流装置预设线路信息配置表及通信运营商DNS信息配置表，建立用户终端源IP地址、通信运营商及DNS服务器之间的对应关系，使不同属于通信运营商通过不同的DNS服务器获取请求内容，实现网络分流；同时将请求者众的内容设为热点内容并存储于DNS服务器本地存储，请求此类网络内容的用户终端直接从DNS服务器本地存储获取。通过本发明，能够根据用户终端所属的运营商进行网络分流，减少网络运营商的设备压力，使用户顺畅的访问网络，具有较高用户体验度。
参阅图2，图2是本发明提供的一种基于SDN架构的网络分流方法第一实施方式的流程示意图。该方法的步骤包括：
S201：接收并解析用户终端传输的请求信息，解析得到用户终端的源IP地址。
本发明的方法是基于SDN架构，SDN架构通过将网络设备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。本方法作用于用户终端和DNS服务器之间。
在用户终端请求浏览网页内容发出请求信息时，接收并解析用户终端传输的请求信息，解析得到用户终端的源IP地址。请求信息中至少包括该用户终端的类型、源IP地址以及请求网站的页面地址URL。接收到用户终端发送的请求信息后，解析得到源IP地址。进入步骤S202。
S202：根据源IP地址查询预设的线路信息配置表，获取对应的通信运营商信息，并根据获取到的通信运营商信息，查询预设的通信运营商DNS信息配置表，获取通信运营商对应的DNS服务器信息。
首先预设线路信息配置表和通信运营商DNS信息配置表，线路信息配置表是源IP地址和通信运营商类型的对应关系表项，表项中包含不同的通信运营商类型及其对应的源IP地址段；通信运营商DNS信息配置表是通信运营商类型和DNS服务器信息的对应表项。本发明的方法中存在多个DNS服务器，且将多个DNS服务器进行划分，使其分属于不同的通信运营商。可根据网上公布的不同通信运营商的市场占有率，按比例将多个DNS服务器分配给不同的通信运营商。得到源IP地址后，根据该源IP地址查询线路信息配置表，得到该源IP地址对应的通信运营商类型，然后根据查询到的通信运营商类型查询通信运营商DNS信息配置表，获得该通信运营商对应的DNS服务器的信息。在本实施方式中，根据源IP地址查询线路信息配置表，得知用户终端的通信运营商为移动，然后根据通信运营商的类型查询通信运营商DNS信息配置表，获知与移动运营商对应的DNS服务器。
S203：设定网页高频率访问阈值和网页无访问间隔阈值，并根据设定的阈值将所有连接到DNS服务器的用户终端请求内容分为热点内容和非热点内容，并将热点内容从WEB服务器转存到本地存储设备。
设定网页高频率访问阈值和网页无访问间隔阈值。其中，网页高频率访问阈值为在第一时间内用户终端访问某一网页的次数最大值；网页无访问间隔阈值是某一网页未被访问的最大时间间隔。
根据获得的通信运营商和DNS服务器的对应关系，将接收到的已知源IP地址的请求信号发送到其所属的通信运营商对应的DNS服务器，进行域名解析。同时从请求信息中获取用户终端请求访问的网站的页面地址URL，统计在半小时内，用户请求访问相同的页面地址URL的次数，将访问次数大于100次的页面地址URL对应的网页内容设定为热点内容。统计用户终端的源IP地址和请求热点内容的网页地址并生成流表，并将流表中的网页地址对应的网页内容存储到一本地存储设备中。
S204：将用户终端的请求内容从WEB服务器或本地存储设备传输到用户终端。
在判断用户终端的请求内容是否为热点内容后，当判定用户终端请求内容为热点内容时，从本地存储设备将请求内容传输到用户终端；若判定为非热点内容时，从WEB服务器将请求内容传输到用户终端。在本实施方式中，当用户终端发送请求信息后，将其中的页面地址URL和流表匹配。
当页面地址URL存储在流表中时，说明该网页地址对应的内容已被存储到本地存储设备中，直接将网页内容从本地存储设备传输到用户终端；若不匹配，则将源IP地址和流表匹配。查找流表中和源IP地址对应的是DNS服务器，使不同类型通信运营商对应的用户终端通过不同的DNS服务器进行域名解析，可实现网络分流，减少网络负担。域名解析完成后，从网络提供商的WEB服务器将用户终端请求的内容传输到用户终端。
如果在设定的网页无访问间隔阈值的时间范围内，统计过程中发现，已存储于流表中的网络页面地址URL未被任何用户终端访问，则使本地存储设备删除该网络页面地址对应的网络页面内容，并在流表中删除该网络页面地址URL。
在本发明中，若要实现基于SDN架构的网络分流，首先需要进行配置，配置项包括：SDN架构的DNS功能开关项、网页高频率访问阈值、网页无访问间隔、用户线路信息配置表中的用户信息和运营商信息、运营商DNS信息配置表中的运营商信息和对应的DNS服务器的地址和端口信息。DNS功能开关项包括启用和关闭的选项，缺省值为关闭；网页高频率访问阈值设定为在第一时间间隔内某一网页被访问的次数超过n次，将该网易内容设定为热点内容，其中时间间隔和次数的缺省值为30分钟和100次；网页无访问间隔是在第二时间间隔内某一被设定为热点内容的网页内容未被访问，第二时间间隔的缺省值为30分钟；用户线路信息配置表中用户信息为用户的源IP地址，通信运营商信息是电信、移动、网通和联通中的一种，缺省值为移动。
区别于现有技术，本发明的网络分流方法预设线路信息配置表及通信运营商DNS信息配置表，建立用户终端源IP地址、通信运营商及DNS服务器之间的对应关系，使不同属于通信运营商通过不同的DNS服务器获取请求内容，实现网络分流；同时将请求者众的内容设为热点内容并存储于DNS服务器本地存储，请求此类网络内容的用户终端直接从DNS服务器本地存储获取。通过本发明，能够根据用户终端所属的运营商进行网络分流，减少网络运营商的设备压力，使用户顺畅的访问网络，具有较高用户体验度。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，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、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于SDN架构的网络分流方法，其特征在于，包括：
接收并解析用户终端传输的请求信息，解析得到所述用户终端的源IP地址；
根据所述源IP地址查询预设的线路信息配置表，获取对应的通信运营商信息，并根据获取到的所述通信运营商信息，查询预设的通信运营商DNS信息配置表，获取所述通信运营商对应的DNS服务器信息；
设定网页高频率访问阈值和网页无访问间隔阈值，并根据设定的所述阈值将所有连接到所述DNS服务器的所述用户终端请求内容分为热点内容和非热点内容，并将所述热点内容从WEB服务器转存到本地存储设备；
将所述用户终端的请求内容从所述WEB服务器或所述本地存储设备传输到所述用户终端。
2.根据权利要求1所述的网络分流方法，其特征在于，还包括步骤：根据所述请求信息的解析结果，判断所述用户终端的请求内容是否为热点内容；当判定所述用户终端请求内容为热点内容时，从所述DNS服务器的本地存储设备将所述请求内容传输到所述用户终端；若判定为非热点内容时，从所述WEB服务器将所述请求内容传输到所述用户终端。
3.根据权利要求1所述的网络分流方法，其特征在于，所述线路信息配置表是所述源IP地址和所述通信运营商类型的对应关系表项；所述通信运营商DNS信息配置表是所述通信运营商类型和所述DNS服务器信息的对应表项。
4.根据权利要求1所述的网络分流方法，其特征在于，在根据设定的所述阈值将所有连接到所述DNS服务器的所述用户终端请求内容分为热点内容和非热点内容的步骤中，包括：统计用户终端的源IP地址和请求所述热点内容的网页地址并生成流表，使用所述请求网页地址并匹配所述流表，以确定从所述本地存储设备或从所述WEB服务器传输所述用户终端请求的内容。
5.根据权利要求4所述的网络分流方法，其特征在于，在统计所述热点内容的网页地址并生成流表的步骤之后，包括步骤：在所述网页无访问间隔阈值的时间范围内，所述热点内容未被请求，所述本地存储设备删除所述热点内容，并删除所述流表中相应的网页地址。
6.一种基于SDN架构的网络分流装置，对其特征在于，包括：
接收模块，用于接收并解析用户终端传输的请求信息，解析得到所述用户终端的源IP地址；
查询模块，用于根据所述源IP地址查询预设的线路信息配置表，获取对应的通信运营商信息，并根据获取到的所述通信运营商信息，查询预设的通信运营商DNS信息配置表，获取所述通信运营商对应的DNS服务器信息；
分类模块，用于设定网页高频率访问阈值，并根据设定的所述阈值将所有连接到所述DNS服务器的所述用户终端请求内容分为热点内容和非热点内容，并将所述热点内容从WEB服务器转存到本地存储设备；
传输模块，用于将所述用户终端的请求内容从所述WEB服务器或所述本地存储设备传输到所述用户终端。
7.根据权利要求6所述的网络分流装置，其特征在于，还包括判断模块，用于根据所述请求信息的解析结果，判断所述用户终端的请求内容是否为热点内容；当判定所述用户终端请求内容为热点内容时，所述传输模块从所述DNS服务器的本地存储设备将所述请求内容传输到所述用户终端；若所述判断模块判定为非热点内容时，所述传输模块从所述WEB服务器将所述请求内容传输到所述用户终端。
8.根据权利要求6所述的网络分流装置，其特征在于，所述线路信息配置表是所述源IP地址和所述通信运营商类型的对应关系表项；所述通信运营商DNS信息配置表是所述通信运营商类型和所述DNS服务器信息的对应表项。
9.根据权利要求6所述的网络分流装置，其特征在于，所述分类模块还用于统计用户终端的源IP地址和请求所述热点内容的网页地址并生成流表，所述判断模块使用所述请求网页地址并匹配所述流表，以确定所述传输模块从所述本地存储设备或从所述WEB服务器传输所述用户终端请求的内容。
10.根据权利要求9所述的网络分流装置，其特征在于，若在所述分类模块设定的网页无访问间隔阈值的时间范围内，所述热点内容未被请求，所述分类模块使所述本地存储设备删除所述热点内容，并删除所述流表中相应的网页地址。
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