CN106559330B - 一种基于sdn的动态路径规划方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于SDN的动态路径规划方法，所述方法包括：通过ODL控制器动态采集网络链路状态信息，生成网络拓扑结构；获取经过OpenFlow交换机的网络流量信息；对所述网络流量信息进行细粒度分析，计算端口吞吐量和链路利用率；结合网络链路状态信息规划流量转发的可行路径；基于流量跟踪算法DHT实时调整路径规划。通过该路径规划方法解决了传输信道的低利用率或拥塞问题，以此提高了数据传输可靠性，使得网络性能得到大幅度提升。
Description
技术领域
本发明涉及一种路径规划方法，具体涉及一种基于SDN的动态路径规划方法。
背景技术
网络流量伴随着互联网技术的高速发展保持着指数式的增长，对现有网络的部署和维护增加了压力。尤其是大数据量的流媒体服务、视频点播业务的疯狂增长对网络性能提出了更高的要求。持续稳定的流量比重逐步增大，现有网络的低效，在这种情况下，提升网络性能、增加链路利用率、提高数据传输可靠性、加快流量转发效率成为亟待解决的网络问题。
IETF针对该问题提出了自己的解决方案—流量工程。流量工程作为研究计算机网络拥塞问题的主流方法，其主要流程是：流量分析、建模、策略调度，所以流量工程往往最常以流量调度的形式出现。其核心思想是解决网络阻塞，提升带宽利用率，并且尽可能的做到互联网架构最优化。其针对互联网的性能进行相关的评估和优化，以提升链路利用率为目标，优化网络转发设备的配置，最终避免上一段提出的诸多问题。
针对流量调度，利用IP的虚拟化特性传统网络主要集中在网络层附近对其解决方案进行研究。传统网络在解决流量工程问题时，不具备实时检测全网状态信息，造成网络流量并不能时刻在最优路径上传输，即不能根据实时链路状态改变转发策略。
采用多协议标签交换技术MPLS来实现流量调度使目前主流的是解决方案之一。MPLS网络的路由配置包括静态路由、策略转发、手动配置三种。其中最常用的是静态路由，策略转发、手工配置方法由于网管人员工作量及配置难度均较少使用。而且在该网络中所有的路由配置多为静态，如果使用动态配置也需要路由器间进行协调，对于转发设备有限小型网络尚可如此但在大范围转发设备采用此方法不仅不会对网络性能提升，反而造成了很大的延时。
而目前现有技术还处在如何使数据包在软件定义网络中实现设备的连通，在高效性上并未得到足够的提升。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种基于SDN的动态路径规划方法，通过规划更为合理的路径，一定程度上保证了自动化网络的实时性要求。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
一种基于SDN的动态路径规划方法，所述方法包括下述步骤：
(1)通过ODL控制器动态采集网络链路状态信息，生成网络拓扑结构；
(2)获取经过OpenFlow交换机的网络流量信息；
(3)对所述网络流量信息进行细粒度分析，计算端口吞吐量和链路利用率；
(4)结合网络链路状态信息规划流量转发的可行路径；
(5)基于流量跟踪算法DHT实时调整路径规划。
优选的，所述步骤(1)具体包括：周期性遍历OpenFlow交换机的所有端口，发送LLDP探测包；采用最短路径优先算法SPF探测OpenFlow交换机物理链路连接状况，并接收OpenFlow交换机返回的携带网络链路状态信息的PacketIn数据包；从而确定网络拓扑结构。
优选的，所述步骤(1)中的网络链路状态信息，包括链路长度、接口的IP地址和子网掩码、网络类型和链路的开销；其中，
所述链路长度，即流量到达目的地经过OpenFlow交换机的跳数。
优选的，所述步骤(2)网络流量信息的获取方法包括：ODL控制器接收OpenFlow交换机发送的组播报文，获取报文携带的网络流量信息。
进一步地，所述组播报文至少包括：源MAC地址字段，组播报文携带的端口信息字段，以及接收组播报文携带的端口信息字段。
优选的，所述步骤(3)计算端口吞吐量和链路利用率包括下述步骤：
访问OpenFlow交换机流表项信息和端口信息，基于网包载荷对细粒度的网络流量进行识别；
统计交换机的端口转发数据包的数量信息，计算端口吞吐量；并根据端口吞吐量获得链路利用率。
优选的，所述步骤(4)规划流量转发的可行路径包括：
根据链路的开销和链路长度的权重确定流量转发的可行路径，并根据其端口吞吐量的大小进行多路径分配，具体为：设置流量阈值，当OpenFlow交换机的最高流量低于所述流量阈值时，自动根据路径规划原则分配至下一路径；
所述路径规划原则为：根据所述链路利用率的大小对流量转发的可行路径进行优先级排序，依次分为最优路径、次优路径，以此类推；
路径确定后，通过FlowMod消息将路径的规划内容下发至对应的OpenFlow交换机流表项中；并将所述FlowMod消息中包含的Match项和Action项保存至数据库。
优选的，所述步骤(5)基于流量跟踪算法DHT实时调整路径规划包括：以1s为周期，迭代计算端口吞吐量和链路利用率，并重新规划流量转发的可行路径，当现有路径不符合路径规划原则时，实时更新数据库。
与现有技术相比，本发明达到的有益效果是：
根据链路中的实时状态和流量特征进行相关的策略制定，克服了传统网络配置的滞后、低效的缺陷，保证了策略制定的实时性和有效性，解决传统网络在路径规划时，不具备实时改变配置策略，造成网络流量传输信道的低利用率或拥塞问题；从而提高了传输信道的低利用率和数据传输可靠性，使得网络性能得到大幅度提升。
将高优先级并且稳定而持续的流量进行多条路径分配传输，避免数据传输阻塞，加快流量转发效率和传输效率。
附图说明
图1为基于SDN的动态路径规划方法流程图；
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
如图1所示，一种基于SDN的动态路径规划方法，所述方法包括下述步骤：
(1)通过ODL控制器动态采集网络链路状态信息，生成网络拓扑结构；具体包括：周期性遍历OpenFlow交换机的所有端口，发送LLDP探测包；采用最短路径优先算法SPF探测OpenFlow交换机物理链路连接状况，并接收OpenFlow交换机返回的携带网络链路状态信息的PacketIn数据包；从而确定网络拓扑结构。
网络链路状态信息，包括链路长度、接口的IP地址和子网掩码、网络类型和链路的开销；其中，所述链路长度，即流量到达目的地经过OpenFlow交换机的跳数。
(2)获取经过OpenFlow交换机的网络流量信息；获取方法包括：ODL控制器接收OpenFlow交换机发送的组播报文，获取报文携带的网络流量信息。
组播报文至少包括：源MAC地址字段，组播报文携带的端口信息字段，以及接收组播报文携带的端口信息字段。
(3)对所述网络流量信息进行细粒度分析，计算端口吞吐量和链路利用率；
访问OpenFlow交换机流表项信息和端口信息，基于网包载荷对细粒度的网络流量进行识别；
统计交换机的端口转发数据包的数量信息，计算端口吞吐量；并根据端口吞吐量获得链路利用率。
(4)结合网络链路状态信息规划流量转发的可行路径；
根据链路的开销和链路长度的权重确定流量转发的可行路径，并根据其端口吞吐量的大小进行多路径分配，具体为：设置流量阈值，当OpenFlow交换机的最高流量低于所述流量阈值时，自动根据路径规划原则分配至下一路径；
所述路径规划原则为：根据所述链路利用率的大小对流量转发的可行路径进行优先级排序，依次分为最优路径、次优路径，以此类推；
路径确定后，通过FlowMod消息将路径的规划内容下发至对应的OpenFlow交换机流表项中；并将所述FlowMod消息中包含的Match项和Action项保存至数据库；
(5)基于流量跟踪算法DHT实时调整路径规划包括：以1s为周期，迭代计算端口吞吐量和链路利用率，并重新规划流量转发的可行路径，当现有路径不符合路径规划原则时，实时更新数据库。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于SDN的动态路径规划方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
(1)通过ODL控制器动态采集网络链路状态信息，生成网络拓扑结构；
(2)获取经过OpenFlow交换机的网络流量信息；
(3)对所述网络流量信息进行细粒度分析，计算端口吞吐量和链路利用率；
(4)结合网络链路状态信息规划流量转发的可行路径；
(5)基于流量跟踪算法DHT实时调整路径规划；
所述步骤(1)具体包括：周期性遍历OpenFlow交换机的所有端口，发送LLDP探测包；采用最短路径优先算法SPF探测OpenFlow交换机物理链路连接状况，并接收OpenFlow交换机返回的携带网络链路状态信息的PacketIn数据包；从而确定网络拓扑结构；
所述步骤(3)计算端口吞吐量和链路利用率包括下述步骤：
访问OpenFlow交换机流表项信息和端口信息，基于网包载荷对细粒度的网络流量进行识别；
统计交换机的端口转发数据包的数量信息，计算端口吞吐量；并根据端口吞吐量获得链路利用率；
所述步骤(4)规划流量转发的可行路径包括：
根据链路的开销和链路长度的权重确定流量转发的可行路径，并根据其端口吞吐量的大小进行多路径分配，具体为：设置流量阈值，当OpenFlow交换机的最高流量低于所述流量阈值时，自动根据路径规划原则分配至下一路径；
所述路径规划原则为：根据所述链路利用率的大小对流量转发的可行路径进行优先级排序，依次分为最优路径、次优路径，以此类推；
路径确定后，通过FlowMod消息将路径的规划内容下发至对应的OpenFlow交换机流表项中；并将所述FlowMod消息中包含的Match项和Action项保存至数据库。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的网络链路状态信息，包括链路长度、接口的IP地址和子网掩码、网络类型和链路的开销；其中，
所述链路长度，即流量到达目的地经过OpenFlow交换机的跳数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)网络流量信息的获取方法包括：ODL控制器接收OpenFlow交换机发送的组播报文，获取报文携带的网络流量信息。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述组播报文至少包括：源MAC地址字段，组播报文携带的端口信息字段，以及接收组播报文携带的端口信息字段。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)基于流量跟踪算法DHT实时调整路径规划包括：以1s为周期，迭代计算端口吞吐量和链路利用率，并重新规划流量转发的可行路径，当现有路径不符合路径规划原则时，实时更新数据库。
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|---|---|---|---|---|
| CN107135487B (zh) * | 2017-05-03 | 2019-08-09 | 西安科技大学 | 基于sdn的mbms网络架构及网络优化方法 |
| CN107483337A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-12-15 | 郑州云海信息技术有限公司 | 确定路径的方法及其网络设备 |
| CN107689919B (zh) * | 2017-09-20 | 2019-12-27 | 北京科技大学 | Sdn网络的动态调整权重模糊选路方法 |
| CN107911316B (zh) * | 2017-12-29 | 2021-12-10 | 江苏省未来网络创新研究院 | 一种基于MPLS in SDN技术的流量调度方法及系统 |
| CN108540876A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-09-14 | 上海欣诺通信技术股份有限公司 | 业务路径选取方法、sdn控制器、存储介质及电子设备 |
| CN111327527B (zh) * | 2018-12-14 | 2022-03-18 | 中国电信股份有限公司 | 流量转发方法、系统、sdn控制器及计算机可读存储介质 |
| CN111327537B (zh) * | 2018-12-14 | 2022-08-02 | 中国电信股份有限公司 | 流量转发方法、系统、sdn控制器及计算机可读存储介质 |
| CN109639575B (zh) * | 2019-02-02 | 2020-09-11 | 北京邮电大学 | 基于链路拥塞系数的路由规划方法 |
| US10721168B1 (en) * | 2019-03-15 | 2020-07-21 | Juniper Networks, Inc. | Utilizing constraint optimization for egress peer engineering to determine optimized traffic plans and to implement an optimized traffic plan |
| CN111835653B (zh) * | 2020-07-20 | 2023-10-20 | 浙江亿邦通信科技有限公司 | 一种网络流量负载均衡的控制方法及系统 |
| CN114513467B (zh) * | 2022-04-18 | 2022-07-15 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种数据中心的网络流量负载均衡方法及装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103346969A (zh) * | 2013-07-05 | 2013-10-09 | 中国科学院计算机网络信息中心 | 基于OpenFlow实现动态组播生成树路径调整的方法 |
| CN104158753A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-11-19 | 南京工程学院 | 基于软件定义网络的动态流调度方法及系统 |
| CN104253749A (zh) * | 2014-09-18 | 2014-12-31 | 华南理工大学 | 一种基于软件定义网络架构的用户端分布式路径计算方法 |
| CN105337857A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-17 | 北京邮电大学 | 一种基于软件定义网络的多路径传输方法 |
| CN105357046A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-24 | 北京邮电大学 | 一种用于软件定义网络sdn的网络信息探测的方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103346969A (zh) * | 2013-07-05 | 2013-10-09 | 中国科学院计算机网络信息中心 | 基于OpenFlow实现动态组播生成树路径调整的方法 |
| CN104158753A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-11-19 | 南京工程学院 | 基于软件定义网络的动态流调度方法及系统 |
| CN104253749A (zh) * | 2014-09-18 | 2014-12-31 | 华南理工大学 | 一种基于软件定义网络架构的用户端分布式路径计算方法 |
| CN105337857A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-17 | 北京邮电大学 | 一种基于软件定义网络的多路径传输方法 |
| CN105357046A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-24 | 北京邮电大学 | 一种用于软件定义网络sdn的网络信息探测的方法 |
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