CN107342893B - 一种基于sdn的网络加速方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于SDN的网络加速方法，应用于SDN控制器，所述SDN控制器连接SDN转发设备，所述SDN转发设备接入网络构建直通链路和加速链路，所述直通链路为所述SDN转发设备直接接入网络的链路，所述加速链路为所述SDN转发设备通过串联加速器接入网络的链路，所述方法包括：接收用户输入的配置信息；判断所述配置信息是否包含所述加速器的高可用性信息；若包含，获取所述加速器的工作状态信息；依据所述加速器的高可用性信息和所述加速器的工作状态信息生成第一控制面信息；依据所述第一控制面信息将数据流导入所述加速器。本发明还公开了一种基于SDN的网络加速装置，通过实施上述方案，实现网络的灵活、差异性加速服务，提高带宽利用率、提升网络的可用性。

Description

一种基于SDN的网络加速方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于SDN的网络加速方法及装置。

背景技术

SDN(Software Defined Network,软件定义网络)是一种新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow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，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。

OpenFlow是一种新型网络交换模型，该模型通过流表支持用户或程序对网络处理行为进行控制。OpenFlow网络实现了数据转发层和控制层的分离。其中OpenFlow网络中的交换机实现数据层的转发，控制器实现控制层的功能。控制器通过OpenFlow协议对SDN转发设备(OpenFlow交换机)进行控制，从而实现对整个网络进行集中控制。

而网络加速技术，是为了解决诸多原因导致的网络速度慢的问题，其中“诸多原因”指如下的一些原因：1.由于中间网络的不确定性，如网络延迟、抖动和丢包等因素导致连接于该网络两端的主机之间的基于连接(如TCP连接)应用传输效率低，直接导致网速低；2.大量用户访问少量的服务节点的情况下，少量的服务节点在应对大量的服务请求的时候无法高效率响应，而且中间网络的不确定性，如网络延迟、抖动和丢包也会导致类似“1”中的问题。而常用的网络加速技术包括TCP代理(TCP Proxy)、CDN或者二者的组合,但上述技术仍然存在着如下问题：1.TCP Proxy为插入并串联在网络链路上的加速功能模块，TCPProxy容易成为流量的瓶颈，一旦Proxy失效对整个网络都会造成一定的影响；2.多个TCPProxy难以实现劢态负载均衡、自劢弹性扩容和准备切换，以提高系统的HA特性；3.因为并不是所有的网络连接都需要或能够加速，而传统的TCP Proxy技术难以区分需要加速的连接和不需要的连接；4.Proxy的加速算法及参数比较固定，无法动态的随着链路的情况和用户QoS需求进行调整和差异化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于SDN的网络加速方法、装置。以实现网络的灵活加速服务，同时提高网络的高可用性。

本发明实施方式中提供的一种基于SDN的网络加速方法，应用于SDN控制器，所述SDN控制器连接SDN转发设备，所述SDN转发设备接入网络的链路包括直通链路和加速链路，所述直通链路为所述SDN转发设备直接接入网络的链路，所述加速链路为所述SDN转发设备通过串联加速器接入网络的链路，所述方法包括：接收用户输入的配置信息；判断所述配置信息是否包含所述加速器的高可用性信息；若包含，获取所述加速器的负载工作状态信息；依据所述加速器的高可用性信息和所述加速器的负载工作状态信息生成第一控制面信息；依据所述第一控制面信息将数据流导入所述加速器。

优选地，所述方法还包括：侦测所述数据流导入的所述加速器所承载链路的链路质量信息，根据所述链路质量信息选择所述数据流导入的所述加速器的加速算法，并根据所述链路质量信息调整所述加速算法的加速参数。

优选地，所述方法还包括：判断所述配置信息是否包含用户自定义的数据流筛选信息；若包含，则依据所述数据流筛选信息生成第二控制面信息；根据所述第二控制面信息选择所述数据流并导入到所述加速器。

优选地，所述方法还包括：判断所述配置信息是否包含用户自定义的QoS信息；若包含，则进一步侦测链路中所述加速器所承载链路的链路质量信息；依据所述链路质量信息和所述用户自定义的QoS信息生成加速器参数；将所述加速器参数下发至所述加速器使得所述加速器根据所述加速器参数进行数据流加速。

优选地，所述高可用性信息包括：负载均衡模式、主备模式和弹性扩容模式中一种或多种的组合。

本发明实施方式中提供的一种基于SDN的网络加速装置，应用于SDN控制器，所述SDN控制器连接SDN转发设备，所述SDN转发设备接入网络的链路包括直通链路和加速链路，所述直通链路为所述SDN转发设备直接接入网络的链路，所述加速链路为所述SDN转发设备通过串联加速器接入网络的链路，所述基于SDN的网络加速装置还包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的网络加速程序，所述网络加速程序被所述处理器执行时实现如下步骤：接收用户输入的配置信息；判断所述配置信息是否包含所述加速器的高可用性信息；若包含，获取所述加速器的负载工作状态信息；依据所述加速器的高可用性信息和所述加速器的负载工作状态信息生成第一控制面信息；依据所述第一控制面信息将数据流导入所述加速器。

优选地，所述处理器还用于执行所述网络加速程序，以实现如下步骤：侦测所述数据流导入的所述加速器所承载链路的链路质量信息，根据所述链路质量信息选择所述数据流导入的所述加速器的加速算法，并根据所述链路质量信息调整所述加速算法的加速参数。

优选地，所述处理器还用于执行所述网络加速程序，以实现如下步骤：判断所述配置信息是否包含用户自定义的数据流筛选信息；若包含，则依据所述数据流筛选信息生成第二控制面信息；根据所述第二控制面信息选择所述数据流并导入到所述加速器。

优选地，所述处理器还用于执行所述网络加速程序，以实现如下步骤：判断所述配置信息是否包含用户自定义的QoS信息；若包含，则进一步侦测链路中所述加速器所承载链路的链路质量信息；依据所述链路质量信息和所述用户自定义的QoS信息生成加速器参数；将所述加速器参数下发至所述加速器使得所述加速器根据所述加速器参数进行数据流加速。

优选地，所述高可用性信息包括：负载均衡模式、主备模式和弹性扩容模式中一种或多种的组合。

上述基于SDN的网络加速方法及装置，可以实现网络的动态加速，提升网络的高可用性。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一种基于SDN的网络加速装置10一实施方式的应用环境图。

图2为本发明一种基于SDN的网络加速装置10又一实施方式的应用环境图。

图3为本发明一种基于SDN的网络加速装置10一实施方式的功能模块图。

图4为本发明一种基于SDN的网络加速装置10又一实施方式的功能模块图。

图5为本发明一种基于SDN的网络加速方法一实施方式的流程图。

图6为本发明一种基于SDN的网络加速方法又一实施方式的流程图。

图7为本发明一种基于SDN的网路加速方法又一实施方式的流程图。

主要元件符号说明

基于SDN的网络加速装置 10

SDN控制器 1

SDN转发设备 2

加速器 3

主机 4

用户接口模块 100

判断模块 102

监控模块 104

控制面管理模块 106

加速器接口模块 108

存储器 110

处理器 112

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一种基于SDN的网络加速装置10一实施方式的应用环境图。其中基于SDN的网络加速装置10应用于SDN控制器1，所述SDN控制器1连接着网络两侧的SDN转发设备2，其中，SDN转发设备2接入网络的链路包括直通链路和加速链路，所述直通链路为所述SDN转发设备2直接接入网络的链路，所述加速链路为所述SDN转发设备2通过串联加速器3接入网络的链路，如图1所示所述SDN转发设备2可以通过将数据流导入所述加速器3的入口并从所述加速器3的出口接收加速后的数据并送入所述网络的方式实现串联加速器3的效果。进一步地，上述图1中所示的加速链路对称部署在网络两端，通过上述基于SDN的网络加速装置10控制网络两端主机4之间的数据流。当然，上述加速链路也可以单边部署，比如图2为本发明一种基于SDN的网络加速装置10又一实施方式的应用环境图，其中，SDN控制器1连接着网络一侧的SDN转发设备2，且仅在网络的一侧构建上述直通链路和加速链路。

图3为本发明一种基于SDN的网络加速装置10一实施方式的功能模块图。其中基于SDN的网络加速装置10包括着用户接口模块100、判断模块102、监控模块104、控制面管理模块106、加速器接口模块108。

用户接口模块100用于接收用户输入的配置信息。在本实施方式中，用户输入的配置信息可以包括加速器的高可用性(HA,High Available)信息，可以包括用户自定义的数据流筛选信息，也可以包括用户自定义的QoS信息，其中高可用信息为负载均衡模式、主备模式和弹性扩容模式中一种或多种的组合。另外，上述用户接口模块100还可以用于输出提示及告警信息给用户。

判断模块102判断用户输入的配置信息。首先，判断模块102判断用户输入的配置信息是否包含加速器的高可用性信息。

监控模块104在所述配置信息包含所述加速器的高可用性信息时，获取所述加速器3的工作状态信息，所述工作状态信息可以包含加速器负载信息、加速器心跳信息、加速器之间连接信息等。

获取加速器3的工作状态信息之后，控制面管理模块106依据所述加速器3的高可用性信息和所述加速器3的工作状态信息生成第一控制面信息；依据所述第一控制面信息将数据流导入所述加速器3。

更进一步地，在数据流依据第一控制面信息导入到加速器之后，所述监控模块104还侦测所述数据流导入的所述加速器3所承载链路的链路质量信息(例如链路延迟、丢包、抖动以及链路上报文的数量、报文头和报文载荷等信息)。当获取了所述链路质量信息后，基于SDN的网络加速装置10的加速器接口模块108根据所述链路质量信息选择所述数据流导入的所述加速器3的加速算法，并根据所述链路质量信息调整所述加速算法的加速参数，例如根据链路延迟的情况调整TCP窗口的大小，再例如根据链路丢包和延迟情况选择使用TCP加速算法还是将原有的TCP链路置换为UDP链路，再例如根据链路质量信息和报文头和报文载荷属性决定是否使用压缩算法等等。需要注意的是上述加速器3可以通过加速器接口模块108向基于SDN的网络加速装置10进行注册并登记所述加速器3所支持的加速算法及对应的加速参数。

在另一实施方式中，判断模块102进一步判断用户输入的配置信息是否包含用户自定义的数据流筛选信息。

若判断出配置信息包含用户自定义的数据流筛选信息时，所述控制面管理模块106依据所述数据流筛选信息生成第二控制面信息，并根据所述第二控制面信息选择所述数据流并导入到所述加速器3。根据用户自定义的数据流筛选信息，用户可以自定义哪些数据流需要加速，哪些数据流不需要加速，进而可以将需要加速的数据流通过第二控制面信息导入到加速链路传输到相应的加速器3上，同样，不需要加速的数据流导入到直通链路。

在又一实施方式中，判断模块102进一步判断用户输入的配置信息是否包含用户自定义QoS信息；

若判断模块102判断出用户输入的配置信息包含用户自定义QoS信息，所述监控模块104进一步侦测链路中所述加速器所承载链路的链路质量信息；

加速器接口模块108依据所述QoS信息和所述链路质量信息生成加速器参数，并将所述加速器参数下发至所述加速器3使得所述加速器3根据所述加速器参数进行数据流加速，以实现在一定的网络条件下对不同QoS等级的数据流实现有差异化服务质量的加速策略。

图4为本发明一种基于SDN的网络加速装置10又一实施方式的功能模块图。其中基于SDN的网络加速装置10应用于SDN控制器1，所述SDN控制器1连接SDN转发设备2，所述SDN转发设备2接入网络的链路包括直通链路和加速链路，所述直通链路为所述SDN转发设备直接接入网络的链路，所述加速链路为所述SDN转发设备通过串联加速器3接入网络的链路，相比于图3所示的基于SDN的网络加速装置10，图4所示功能模块图中的用户接口模块100、判断模块102、监控模块104、控制面管理模块106、加速器接口模块108以一种网络加速程序的形式存储于存储器110上，并由处理器112去执行，所述网络加速程序被所述处理器执行时实现如下步骤：

接收用户输入的配置信息；

判断所述配置信息是否包含所述加速器的高可用性信息；

若包含，获取所述加速器的工作状态信息，所述工作状态信息可以包含加速器负载信息、加速器心跳信息、加速器之间连接信息等。；

依据所述加速器的高可用性信息和所述加速器的工作状态信息生成第一控制面信息；及

依据所述第一控制面信息将数据流导入所述加速器。

在本实施方式中，上述基于SDN的网络加速装置10还可以呈现提示及告警信息给用户，其上述高可用信息为负载均衡模式、主备模式和弹性扩容模式中一种或多种的组合。

更进一步地，所述处理器112还用于执行所述网络加速程序，以实现如下步骤：侦测所述数据流导入的所述加速器所承载链路的链路质量信息(例如链路延迟、丢包、抖动以及链路上报文的数量、报文头和报文载荷等信息)，根据所述链路质量信息选择所述数据流导入的所述加速器的加速算法，并根据所述链路质量信息调整所述加速算法的加速参数，例如根据链路延迟的情况调整TCP窗口的大小，再例如根据链路丢包和延迟情况选择使用TCP加速算法还是将原有的TCP链路置换为UDP链路，再例如根据链路质量信息和报文头和报文载荷属性决定是否使用压缩算法等等。在本实施方式中，上述加速器3可以向基于SDN的网络加速装置10进行注册并登记所述加速器3所支持的加速算法及对应的加速参数。

更进一步地，所述处理器112还用于执行所述网络加速程序，以实现如下步骤：进一步判断所述配置信息是否包含用户自定义的数据流筛选信息；若包含，则依据所述数据流筛选信息生成第二控制面信息；根据所述第二控制面信息选择所述数据流并导入到所述加速器3。

更进一步地，所述处理器112还用于执行所述网络加速程序，以实现如下步骤：进一步判断所述配置信息是否包含用户自定义的QoS信息；若包含，则进一步侦测链路中所述加速器所承载链路的链路质量信息；依据所述链路质量信息生成加速器参数；将所述加速器参数下发至所述加速器使得所述加速器根据所述加速器参数进行数据流加速，以实现在一定的网络条件下对不同QoS等级的数据流实现有差异化服务质量的加速策略。

图5为本发明一种基于SDN的网络加速方法一实施方式的流程图。所述流程为上述基于SDN的网络加速装置10执行以实现相应功能。

在步骤S500，接收用户输入的配置信息。在本实施方式中，用户输入的配置信息可以包括加速器的高可用性(HA,High Available)信息，可以为用户自定义的数据流筛选信息，也可以是用户自定义的QoS信息。在本实施方式中，所述高可用性信息可以为负载均衡模式、主备模式和弹性扩容模式中一种或多种的组合。两外，上述基于SDN的网络加速装置10还可以呈现提示及告警信息给用户。

在步骤S502，判断用户输入的配置信息，具体判断用户输入的配置信息是否包含加速器的高可用性信息。

在步骤S504，在所述配置信息包含所述加速器的高可用性信息时，获取所述加速器3的工作状态信息，所述工作状态信息可以包含加速器负载信息、加速器心跳信息、加速器之间连接信息等。

在步骤S506，依据所述加速器3的高可用性信息和所述加速器3的工作状态信息生成第一控制面信息。

在步骤S508，依据所述第一控制面信息将数据流导入所述加速器3。

更进一步地，在数据流依据第一控制面信息导入到加速器3之后，所述监控模块104还侦测所述数据流导入的所述加速器3所承载链路的链路质量信息(例如链路延迟、丢包、抖动以及链路上报文的数量、报文头和报文载荷等信息)。当获取了所述链路质量信息后，基于SDN的网络加速装置10的加速器接口模块108根据所述链路质量信息选择所述数据流导入的所述加速器3的加速算法，并根据所述链路质量信息调整所述加速算法的加速参数，例如根据链路延迟的情况调整TCP窗口的大小，再例如根据链路丢包和延迟情况选择使用TCP加速算法还是将原有的TCP链路置换为UDP链路，再例如根据链路质量信息和报文头和报文载荷属性决定是否使用压缩算法等等。在本实施方式中，上述加速器3可以向基于SDN的网络加速装置10进行注册并登记所述加速器3所支持的加速算法及对应的加速参数。

图6为本发明一种基于SDN的网络加速方法又一实施方式的流程图。图6所示流程基于图5中步骤S500。

在步骤S600中，判断用户输入的配置信息是否包含用户自定义的数据流筛选信息。根据用户自定义的数据流筛选信息，用户可以自定义哪些数据流需要加速，哪些数据流不需要加速，进而可以将需要加速的数据流通过第二控制面信息导入到加速链路传输到相应的加速器3上，同样，不需要加速的数据流导入到直通链路。

在步骤S602中，依据所述数据流筛选信息生成第二控制面信息。

在步骤S604中，根据所述第二控制面信息将所述数据流导入到所述加速器3。

图7为本发明一种基于SDN的网络加速方法又一实施方式的流程图。同样图7所示流程基于图5中步骤S500。

在步骤S600判断用户输入的配置信息是否包含用户自定义QoS信息；

在步骤S602中，若判断出用户输入的配置信息包含用户自定义QoS信息，进一步侦测链路中所述加速器所承载链路的链路质量信息；

在步骤S604，依据所述QoS信息和所述链路质量信息生成加速器参数。

在步骤S606，将所述加速器参数下发至所述加速器使得所述加速器根据所述加速器参数进行数据流加速，以实现在一定的网络条件下对不同QoS等级的数据流实现有差异化服务质量的加速策略。

基于上述实施例的另一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或多个处理器执行，以实现上述基于SDN的网络加速方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于SDN的网络加速方法，应用于SDN控制器，所述SDN控制器连接SDN转发设备，所述SDN转发设备接入网络的链路包括直通链路和加速链路，所述直通链路为所述SDN转发设备直接接入网络的链路，所述加速链路为所述SDN转发设备通过串联加速器接入网络的链路，其特征在于：

接收用户输入的配置信息；

判断所述配置信息是否包含所述加速器的高可用性信息，所述高可用性信息包括：负载均衡模式、主备模式和弹性扩容模式中一种或多种的组合；若包含，获取所述加速器的工作状态信息，所述加速器的工作状态信息至少包含所述加速器的负载信息、所述加速器的心跳信息及加速器之间连接信息；依据所述加速器的高可用性信息和所述加速器的工作状态信息生成第一控制面信息；及依据所述第一控制面信息将数据流导入所述加速器；侦测所述数据流导入的所述加速器所承载链路的链路质量信息，根据所述链路质量信息选择所述数据流导入的所述加速器的加速算法，并根据所述链路质量信息调整所述加速算法的加速参数；或者，

判断所述配置信息是否包含用户自定义的数据流筛选信息，其中，用户自定义的所述数据流筛选信息，用于自定义需要加速的数据流及不需要加速的数据流；若包含，则依据所述数据流筛选信息生成第二控制面信息；根据所述第二控制面信息选择所述需要加速的数据流并导入到所述加速器；及根据所述第二控制面信息选择所述不需要加速的数据流并导入到所述直通链路；或者，

判断所述配置信息是否包含用户自定义的QoS信息；若包含，则进一步侦测链路中所述加速器所承载链路的链路质量信息；依据所述链路质量信息和所述用户自定义的QoS信息生成加速器参数；将所述加速器参数下发至所述加速器使得所述加速器根据所述加速器参数进行数据流加速。

2.一种基于SDN的网络加速装置，应用于SDN控制器，所述SDN控制器连接SDN转发设备，所述SDN转发设备接入网络的链路包括直通链路和加速链路，所述直通链路为所述SDN转发设备直接接入网络的链路，所述加速链路为所述SDN转发设备通过串联加速器接入网络的链路，所述基于SDN的网络加速装置还包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的网络加速程序，所述网络加速程序被所述处理器执行时实现如下步骤：

接收用户输入的配置信息；

判断所述配置信息是否包含所述加速器的高可用性信息，所述高可用性信息包括：负载均衡模式、主备模式和弹性扩容模式中一种或多种的组合；若包含，获取所述加速器的工作状态信息，所述加速器的工作状态信息至少包含所述加速器的负载信息、所述加速器的心跳信息及加速器之间连接信息；依据所述加速器的高可用性信息和所述加速器的工作状态信息生成第一控制面信息；及依据所述第一控制面信息将数据流导入所述加速器；侦测所述数据流导入的所述加速器所承载链路的链路质量信息，根据所述链路质量信息选择所述数据流导入的所述加速器的加速算法，并根据所述链路质量信息调整所述加速算法的加速参数；或者，

判断所述配置信息是否包含用户自定义的数据流筛选信息，其中，用户自定义的所述数据流筛选信息，用于自定义需要加速的数据流及不需要加速的数据流；若包含，则依据所述数据流筛选信息生成第二控制面信息；根据所述第二控制面信息选择所述需要加速的数据流并导入到所述加速器；根据所述第二控制面信息选择所述不需要加速的数据流并导入到所述直通链路；或者，

判断所述配置信息是否包含用户自定义的QoS信息；若包含，则进一步侦测链路中所述加速器所承载链路的链路质量信息；依据所述链路质量信息和所述用户自定义的QoS信息生成加速器参数；将所述加速器参数下发至所述加速器使得所述加速器根据所述加速器参数进行数据流加速。

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