CN107360473A - 一种基于sdn的拥塞感知的流量调度的dash系统 - Google Patents

一种基于sdn的拥塞感知的流量调度的dash系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107360473A
CN107360473A CN201710594094.3A CN201710594094A CN107360473A CN 107360473 A CN107360473 A CN 107360473A CN 201710594094 A CN201710594094 A CN 201710594094A CN 107360473 A CN107360473 A CN 107360473A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sdn
module
flow
congestion
video
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710594094.3A
Other languages
English (en)
Inventor
任慧
李晓明
蒋伟
苏志斌
蒋玉暕
张晶晶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Communication University of China
Original Assignee
Communication University of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Communication University of China filed Critical Communication University of China
Priority to CN201710594094.3A priority Critical patent/CN107360473A/zh
Publication of CN107360473A publication Critical patent/CN107360473A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/63—Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing
    • H04N21/647—Control signaling between network components and server or clients; Network processes for video distribution between server and clients, e.g. controlling the quality of the video stream, by dropping packets, protecting content from unauthorised alteration within the network, monitoring of network load, bridging between two different networks, e.g. between IP and wireless
    • H04N21/64723—Monitoring of network processes or resources, e.g. monitoring of network load
    • H04N21/64738—Monitoring network characteristics, e.g. bandwidth, congestion level
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/12—Avoiding congestion; Recovering from congestion
    • H04L47/125—Avoiding congestion; Recovering from congestion by balancing the load, e.g. traffic engineering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/24—Monitoring of processes or resources, e.g. monitoring of server load, available bandwidth, upstream requests
    • H04N21/2402—Monitoring of the downstream path of the transmission network, e.g. bandwidth available
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/25—Management operations performed by the server for facilitating the content distribution or administrating data related to end-users or client devices, e.g. end-user or client device authentication, learning user preferences for recommending movies
    • H04N21/262—Content or additional data distribution scheduling, e.g. sending additional data at off-peak times, updating software modules, calculating the carousel transmission frequency, delaying a video stream transmission, generating play-lists
    • H04N21/26208—Content or additional data distribution scheduling, e.g. sending additional data at off-peak times, updating software modules, calculating the carousel transmission frequency, delaying a video stream transmission, generating play-lists the scheduling operation being performed under constraints
    • H04N21/26216—Content or additional data distribution scheduling, e.g. sending additional data at off-peak times, updating software modules, calculating the carousel transmission frequency, delaying a video stream transmission, generating play-lists the scheduling operation being performed under constraints involving the channel capacity, e.g. network bandwidth
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/442—Monitoring of processes or resources, e.g. detecting the failure of a recording device, monitoring the downstream bandwidth, the number of times a movie has been viewed, the storage space available from the internal hard disk
    • H04N21/44227—Monitoring of local network, e.g. connection or bandwidth variations; Detecting new devices in the local network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/63—Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing
    • H04N21/643—Communication protocols
    • H04N21/64322—IP
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/61—Network physical structure; Signal processing
    • H04N21/6106—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the downstream path of the transmission network
    • H04N21/6125—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the downstream path of the transmission network involving transmission via Internet

Abstract

本发明公开了一种基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统，包括SDN控制器，所述SDN控制器连接上层应用模块，上层应用模块包括流表统计模块、拥塞感知模块、拥塞感知的动态流量调度模块和视频流量调度模块，SDN控制器包括数据包转发模块和链路发现模块，SDN控制器通过SDN交换机连接客户端和视频流量预测分析器；本发明构建基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统，方便客户端根据自身网络状态选择视频质量，也有利于视频服务提供商根据第三方运营商的网络状况及时调整内容分发策略满足客户需求，提高客户体验，推动行业发展；本发明利用SDN技术、基于HTTP的自适应媒体流技术和计算机网络等技术，构建现代的自适应网络的DASH系统，值得大力推广。

Description

一种基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统
技术领域
本发明涉及涉及流量调度领域，具体是一种基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统。
背景技术
近年来基于HTTP的自适应视频流量大幅上升，提供良好的应用级视频体验质量(QoE)需要新的指标，例如低缓冲或平滑的比特率传输目前随着网络带宽的不断增加，人们对媒体信息的需求也在不断增长。据Cisco公司在2016年五月份发布的报告中显示，媒体流量将占据整个网络流量的86％，各类媒体应用将成为人们信息化生活中不可或缺的一部分。当前各种多媒体应用层出不穷，他们为人们提供音频视频一体的综合体验，人们期望获得更快速，更流畅，更高清的媒体服务体验，如何满足这一需求成为当今流媒体技术的一大难点。传统网络架构中用户与视频服务商通过第三方网络提供商进行连接。基于视频热点内容的(OTT)视频服务提供商利用内容分发网络(CDN)和自适应比特率(ABR)算法向用户提供视频服务，客户端视频播放器根据端到端网络条件来调整视频质量，如图1所示。
传统的网络体系虽然能实现基于流量工程的调度任务，但随着IP网络规模的快速增长，网络流量的迅速增加，现有的媒体调度网络体系和技术已经不能满足信息内容高速发展和用户的需求，受到很大的挑战，用户在观看视频时对网络的实时性和带宽等服务质量的需求高，在目前的互联网“尽力传输”的设计下需求是难以得到满足的。因此，IETF提出了一些架构来为流媒体服务提供QoS(Qaulity of Service)服务，其中比较有名的是IntServ和Diffserv，这些架构在实际互联网中没有得到真正广泛应用。随后，学术界提出了多种Overlay QoS方法，但这些技术无法提供精准的QoS保证。
传统的RTP/RTSP流媒体技术采用UDP协议进行数据传输，因此仅能提供不可靠的传输。此外RTP/RTSP流媒体技术需要特定的流媒体服务器，部署成本较高，针对此类问题HTTP自适应流媒体(DASH)技术成为近年来流媒体界的新宠。该技术采用TCP协议，提供可靠的数据传输，同时使用80端口，可以轻松穿越防火墙和路由器。再者，HTTP自适应流媒体技术可以重用普通的web服务器，部署成本较低。最后该技术支持同一媒体内容不同质量级别的媒体表示，用户可以根据设备能力和实时网络带宽情况实时调整请求的媒体质量级别，具备动态自适应的特点。因此，DASH技术得到了各类厂商和标准化组织的广泛关注。
因此，研究基于SDN拥塞感知的DASH网络调度体系，实现客户端，运营商，视频服务提供商的无缝融合，对于解决当前网络媒体流调度独立、用户被动而体验不高的问题是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用SDN网络，搭建基于SDN的拥塞感知流量调度网络的DASH系统，灵活实现基于SDN的网络拥塞感知；实现第三方运营商与视频服务提供商通过SDN控制器北向接口的交互通信；实现基于网络流量预测的DASH系统优化，从而为提高网络资源利用率以及用户视频体验提供更加合理的网络架构，最终实现整个DASH系统的优化的基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统，包括SDN控制器，所述SDN控制器连接上层应用模块，上层应用模块包括流表统计模块、拥塞感知模块、拥塞感知的动态流量调度模块和视频流量调度模块，SDN控制器包括数据包转发模块和链路发现模块，SDN控制器通过SDN交换机连接客户端和视频流量预测分析器。
作为本发明进一步的方案：所述拥塞感知的动态流量调度模块包括大象流检测模块和调度模块。
作为本发明进一步的方案：所述SDN控制器通过南向接口与SDN交换机连接；SDN控制器通过北向接口与上层应用模块连接。
作为本发明进一步的方案：所述SDN控制器还包含交换机流表统计实体和交换机端口统计实体。
作为本发明进一步的方案：所述SDN控制器还包含有静态下发流表模块。
作为本发明进一步的方案：所述视频流量预测分析器与视频服务器连接。
作为本发明进一步的方案：所述数据包转发模块负责处理到达SDN交换机的数据包，当一个packet到达SDN交换机，会进行流表的匹配，如果没有找到相应的流表项，就会发送一个packet_in消息到达SDN控制端，控制器根据一定的路由算法决策后，会向该路径上的所有交换机下发流表，路由的计算是需要下发转发规则的时候进行；
链路发现模块完成的工作是增加或更新链路状态，加入到一个LDUpdates队列中，链路发现模块会关注两种消息PACKET_IN和PORT_STATUS，从而分析链路的变更；
流表统计模块可以统计SDN交换机的端口信息：包括带宽占用率，端口实时吞吐量，也可以根据交换机的DPID统计流表实体的信息，包括流表项被匹配次数，发包字节，收包字节，目的地址以及端口，源地址以及端口；
视频流量调度模块负责实时监听视频服务商的消息，如果视频服务商预测链路将要出现拥塞，则将消息发往SDN控制器的视频流量调度模块，提前触发聚合大象流调度算法，将去往同一视频服务器的客户端通过多路径进行传输。
基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统的工作方法，包括以下方面：(1)SDN控制器定时读取交换机的流量状态，经过分析后交由上层应用模块，上层应用模块判断网络是否拥塞并进行调度，通过OpenFlow协议配置、管理和修改SDN交换机中的OpenFlow流表项。
(2)视频流量预测分析器实时监控DASH服务端的聚合流的平均流量，预测网络拥塞的概率，当网络出现拥塞时，与SDN控制器进行交互，使得SDN控制器触发调度。
(3)客户端通过对网络流量的感知结合播放器的实时缓冲状态选择相应编码质量的视频片段进行下载播放，当网络状况较差时，客户端通过降低视频片段质量来适应网络变化，从而提高用户体验。
作为本发明进一步的方案：所述上层应用模块判断网络是否拥塞并进行调度包括以下步骤：
拥塞感知模块根据流表统计模块实时监控的数据包信息感知网络链路是否出现拥塞，拥塞感知的动态流量调度模块再调用聚合大象流检测算法，判断是否存在多条微流聚合后形成大象流，此时根据多路径传输的算法以最小化链路利用率方差作为优化目标进行分配调度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明构建基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统，方便客户端根据自身网络状态选择视频质量，也有利于视频服务提供商根据第三方运营商的网络状况及时调整内容分发策略满足客户需求，提高客户体验，推动行业发展。
另一方面本发明能够有效的实现第三方运营商SDN控制器与视频服务提供商的北向交互接口以及客户端的基于流量预测的DASH播放器，使得管理网络资源的操作更简便，维护也更容易。
本发明能够通过SDN控制器的全局视角可以对网络流量进行灵活的调度，因此基于SDN的视频流调度可以有效的结合当前全局的网络状态和应用流量需求进行流量的动态调度，实现网络负载的有效均衡。
本发明利用SDN技术、基于HTTP的自适应媒体流技术和计算机网络等技术，构建现代的自适应网络的DASH系统，提升了用户体验。
附图说明
图1为传统DASH视频传输过程图。
图2为基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统的系统框架图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-2，一种基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统，包括SDN控制器，所述SDN控制器连接上层应用模块，上层应用模块包括流表统计模块、拥塞感知模块、拥塞感知的动态流量调度(CADTS)模块和视频流量调度(Video traffic scheduling)模块，SDN控制器包括数据包转发(Forwarding)模块和链路发现(Link Discovery)模块，SDN控制器通过SDN交换机连接客户端和视频流量预测分析器。
基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统的工作方法包括以下方面：(1)SDN控制器定时读取交换机的流量状态，经过分析后交由上层应用模块，上层应用模块判断网络是否拥塞并进行调度，通过OpenFlow协议配置、管理和修改SDN交换机中的OpenFlow流表项。
(2)视频流量预测分析器实时监控DASH服务端的聚合流的平均流量，预测网络拥塞的概率，当网络出现拥塞时，与SDN控制器进行交互，使得SDN控制器触发调度。
(3)客户端通过对网络流量的感知结合播放器的实时缓冲状态选择相应编码质量的视频片段进行下载播放，当网络状况较差时，客户端可以降低视频片段质量来适应网络变化，从而提高用户体验。
数据包转发(Forwarding)模块负责处理到达SDN交换机的数据包，当一个packet到达SDN交换机，会进行流表的匹配，如果没有找到相应的流表项，就会发送一个packet_in消息到达SDN控制端，控制器根据一定的路由算法决策后，会向该路径上的所有交换机下发流表(也就是发送FLOW_MOD消息，里面有对应的action)，路由的计算是需要下发转发规则的时候进行。
链路发现(Link Discovery)模块完成的工作是增加或更新链路状态，加入到一个LDUpdates队列中，链路发现模块会关注两种消息PACKET_IN和PORT_STATUS，从而分析链路的变更。
流表统计模块可以统计SDN交换机的端口信息：包括带宽占用率，端口实时吞吐量，也可以根据交换机的DPID统计流表实体的信息，包括流表项被匹配次数，发包字节，收包字节，目的地址以及端口，源地址以及端口。
拥塞感知的动态流量调度(CADTS)模块是整个控制系统的核心主要负责使用聚合大象流检测算法，判断网络是否拥塞并进行调度。主要包括大象流检测模块、调度模块。拥塞感知模块根据流表统计模块实时监控的数据包信息感知网络链路是否出现拥塞，拥塞感知的动态流量调度(CADTS)模块再调用聚合大象流检测算法，判断是否存在多条微流聚合后形成大象流，此时根据多路径传输的算法以最小化链路利用率方差作为优化目标进行分配调度。
视频流量调度(Video traffic scheduling)模块负责实时监听视频服务商的消息，如果视频服务商预测链路将要出现拥塞，则将消息发往SDN控制器的视频流量调度模块，提前触发聚合大象流调度算法，将去往同一视频服务器的客户端通过多路径进行传输。
上述，SDN控制器通过南向接口与SDN交换机连接。南向接口采用OpenFlow协议。
上述，SDN控制器通过北向接口与上层应用模块连接。北向接口采用RestFul API协议。
上述，SDN控制器还包含交换机流表统计实体和交换机端口统计实体。
上述，SDN控制器还包含有静态下发流表模块。
上述，上层应用模块还包含有多路由转发模块。
上述，视频流量预测分析器与视频服务器连接。预测网络拥塞的概率。
基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统的方法主要包括以下部分：
SDN控制器部分、视频流量预测分析器部分、客户端ABR自适应算法部分，
(1)视频流量预测分析器
通过构建前端网络流量预测分析器，实时监控DASH服务端的聚合流的平均流量，预测网络拥塞的概率，当网络出现拥塞时，与网络服务提供端的SDN控制器进行交互，使得SDN控制器触发聚合流调度算法，方便视频服务提供商与第三方网络运营商进行交互。
(2)客户端ABR自适应算法
通过机器学习的方法对网络流量进行实时预测，客户端通过对网络流量的感知结合播放器的实时缓冲状态选择相应编码质量的视频片段进行下载播放，当网络状况较差时，客户端可以降低视频片段质量来适应网络变化，从而提高用户体验QoE。客户端ABR自适应算法需要使用DASH.js的开源代码作为播放器客户端实现基于网络流量预测的ABR算法。
(3)基于SDN拥塞感知的动态流量调度
通过解决聚合大象流的调度优化问题，建立优化调度模型，使用SDN网络控制器实时监控流量信息，并在网络拥塞时主动上报拥塞信息，运行调度算法，对网络资源进行优化配置。
基于SDN拥塞感知的动态流量调度需要有硬件和软件的支持，硬件系统主要包括计算机操作平台、声卡、接口和其他设备。软件部分主要是应用层软件。
本发明的基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统的技术方法：
为了实现基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统优化，需要合适的信令技术(Openflow协议)来保证SDN交换机与SDN控制器的实时通信并能够实时上传流表项的统计信息，同时需要基于HTTP流媒体技术(DASH)的支持来保证音视频能够自适应的连续、实时传送，无论是信令技术相关协议还是自适应流媒体技术相关协议都是属于应用层协议，需要传输层的TCP、UDP协议来承载，同时遵循网络层的IP协议。
OpenFlow是一种新型网络协议，是描述控制器和交换机之间交互信息的南向接口标准，起源于斯坦福大学的Clean Slate项目组。OpenFlow提出的出发点是由于研究人员无法改变现有网络设备进行创新网络架构和协议的研究和实验，而这些新的网络创新思想恰恰需要在实际的网络上才能更好地验证。斯坦福大学因此提出了控制转发分离架构，将控制逻辑从网络设备中分离出来，交给中央控制器集中统一控制，实现网络业务的灵活部署，并且他们设计了OpenFlow协议作为控制器与交换机通讯的标准接口。近年OpenFlow已经引起了网络设备商和网络管理员的广泛关注，使用OpenFlow协议实现软件定义网络，可以把网络作为一个整体而不是许多独立分散的设备来集中进行管理，大大提升了网络可用性和网络管理效率。OpenFlow协议支持三类消息类型：Controller-to-Switch，Asynchronous和Symmetric，每一种类型都有多个子类型，控制器和交换机之间通过这三类消息进行连接建立，流表下发和信息交换，实现对网络中所有SDN交换机的控制。
自适应流媒体技术保证视音频能够根据客户端网络状况选择相应编码的视频片段进行下载回放，可以提高用户观看视频的体验，确保能够减少视频播放停顿的可能性。自适应流媒体的方案实现可以在传输层的协议之上加上流媒体的传输和控制算法，包括基于TCP加窗的原理的PANDA模型，使用适当的加窗函数来控制流媒体速率，基于李雅普夫稳定理论的BOLA模型，使用客户端缓冲状态控制流媒体速率。
此外，还有些关键技术，如基于混沌理论的遗传算法在解决聚合大象流多路径传输的整数规划问题以及使用机器学习的方法建立网络流量预测模型也是必不可少的。由于网络流量的非平稳且非线性特性，常用的流量预测模型：自回归AR、移动平均的自回归ARMA、差分移动平均自回归ARIMA无法很好的预测网络流量，通过对网络流量进行采样分析，使用机器学习的流量预测模型可以更好的拟合网络变化的规律，改善预测效果。
可以将各种技术综合利用在DASH系统的改造中，最终实现基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统，包括SDN控制器，其特征在于，所述SDN控制器连接上层应用模块，上层应用模块包括流表统计模块、拥塞感知模块、拥塞感知的动态流量调度模块和视频流量调度模块，SDN控制器包括数据包转发模块和链路发现模块，SDN控制器通过SDN交换机连接客户端和视频流量预测分析器。
2.根据权利要求1所述的基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统，其特征在于，所述拥塞感知的动态流量调度模块包括大象流检测模块和调度模块。
3.根据权利要求1所述的基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统，其特征在于，所述SDN控制器通过南向接口与SDN交换机连接；SDN控制器通过北向接口与上层应用模块连接。
4.根据权利要求1所述的基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统，其特征在于，所述SDN控制器还包含交换机流表统计实体和交换机端口统计实体。
5.根据权利要求1所述的基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统，其特征在于，所述SDN控制器还包含有静态下发流表模块。
6.根据权利要求1所述的基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统，其特征在于，所述视频流量预测分析器与视频服务器连接。
7.根据权利要求1所述的基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统，其特征在于，所述数据包转发模块负责处理到达SDN交换机的数据包，当一个packet到达SDN交换机，会进行流表的匹配，如果没有找到相应的流表项，就会发送一个packet_in消息到达SDN控制端，控制器根据一定的路由算法决策后，会向该路径上的所有交换机下发流表，路由的计算是需要下发转发规则的时候进行；
链路发现模块完成的工作是增加或更新链路状态，加入到一个LDUpdates队列中，链路发现模块会关注两种消息PACKET_IN和PORT_STATUS，从而分析链路的变更；
流表统计模块可以统计SDN交换机的端口信息：包括带宽占用率，端口实时吞吐量，也可以根据交换机的DPID统计流表实体的信息，包括流表项被匹配次数，发包字节，收包字节，目的地址以及端口，源地址以及端口；
视频流量调度模块负责实时监听视频服务商的消息，如果视频服务商预测链路将要出现拥塞，则将消息发往SDN控制器的视频流量调度模块，提前触发聚合大象流调度算法，将去往同一视频服务器的客户端通过多路径进行传输。
8.根据权利要求1所述的基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统的工作方法，其特征在于，包括以下方面：(1)SDN控制器定时读取交换机的流量状态，经过分析后交由上层应用模块，上层应用模块判断网络是否拥塞并进行调度，通过OpenFlow协议配置、管理和修改SDN交换机中的OpenFlow流表项。
(2)视频流量预测分析器实时监控DASH服务端的聚合流的平均流量，预测网络拥塞的概率，当网络出现拥塞时，与SDN控制器进行交互，使得SDN控制器触发调度。
(3)客户端通过对网络流量的感知结合播放器的实时缓冲状态选择相应编码质量的视频片段进行下载播放，当网络状况较差时，客户端通过降低视频片段质量来适应网络变化，从而提高用户体验。
9.根据权利要求8所述的基于SDN的拥塞感知的流量调度的DASH系统的工作方法，其特征在于，所述上层应用模块判断网络是否拥塞并进行调度包括以下步骤：
拥塞感知模块根据流表统计模块实时监控的数据包信息感知网络链路是否出现拥塞，拥塞感知的动态流量调度模块再调用聚合大象流检测算法，判断是否存在多条微流聚合后形成大象流，此时根据多路径传输的算法以最小化链路利用率方差作为优化目标进行分配调度。
CN201710594094.3A 2017-07-20 2017-07-20 一种基于sdn的拥塞感知的流量调度的dash系统 Pending CN107360473A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710594094.3A CN107360473A (zh) 2017-07-20 2017-07-20 一种基于sdn的拥塞感知的流量调度的dash系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710594094.3A CN107360473A (zh) 2017-07-20 2017-07-20 一种基于sdn的拥塞感知的流量调度的dash系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107360473A true CN107360473A (zh) 2017-11-17

Family

ID=60285925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710594094.3A Pending CN107360473A (zh) 2017-07-20 2017-07-20 一种基于sdn的拥塞感知的流量调度的dash系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107360473A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110191362A (zh) * 2019-05-29 2019-08-30 鹏城实验室 数据传输方法及装置、存储介质及电子设备
CN110290065A (zh) * 2019-06-17 2019-09-27 南京邮电大学 基于负载均衡与QoE度量值的SDN网络路径选择方法
CN110784760A (zh) * 2019-09-16 2020-02-11 清华大学 一种视频播放方法、视频播放器及计算机存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103346922A (zh) * 2013-07-26 2013-10-09 电子科技大学 基于sdn的确定网络状态的控制器及其确定方法
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
CN104468353A (zh) * 2014-12-26 2015-03-25 深圳市新格林耐特通信技术有限公司 基于sdn的数据中心网络流量管理方法
CN105357068A (zh) * 2015-11-03 2016-02-24 华中科技大学 一种面向应用QoS保障的OpenFlow网络流量控制方法
CN105847151A (zh) * 2016-05-25 2016-08-10 安徽大学 一种面向软件定义网络的多约束QoS路由策略设计方法
CN107077543A (zh) * 2014-09-23 2017-08-18 华为技术有限公司 流媒体中内容成分的所有权标识、信令和处理

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103346922A (zh) * 2013-07-26 2013-10-09 电子科技大学 基于sdn的确定网络状态的控制器及其确定方法
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
CN107077543A (zh) * 2014-09-23 2017-08-18 华为技术有限公司 流媒体中内容成分的所有权标识、信令和处理
CN104468353A (zh) * 2014-12-26 2015-03-25 深圳市新格林耐特通信技术有限公司 基于sdn的数据中心网络流量管理方法
CN105357068A (zh) * 2015-11-03 2016-02-24 华中科技大学 一种面向应用QoS保障的OpenFlow网络流量控制方法
CN105847151A (zh) * 2016-05-25 2016-08-10 安徽大学 一种面向软件定义网络的多约束QoS路由策略设计方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姜俊超等: "SDN中DASH路由规划和码率调节联合决策算法", 《小型微型计算机系统》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110191362A (zh) * 2019-05-29 2019-08-30 鹏城实验室 数据传输方法及装置、存储介质及电子设备
CN110191362B (zh) * 2019-05-29 2021-03-16 鹏城实验室 数据传输方法及装置、存储介质及电子设备
CN110290065A (zh) * 2019-06-17 2019-09-27 南京邮电大学 基于负载均衡与QoE度量值的SDN网络路径选择方法
CN110290065B (zh) * 2019-06-17 2021-06-08 南京邮电大学 基于负载均衡与QoE度量值的SDN网络路径选择方法
CN110784760A (zh) * 2019-09-16 2020-02-11 清华大学 一种视频播放方法、视频播放器及计算机存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104158753B (zh) 基于软件定义网络的动态流调度方法及系统
US8730806B2 (en) Congestion control and resource allocation in split architecture networks
CN101115013B (zh) 提供资源准入控制的方法
US10129043B2 (en) Apparatus and method for network flow scheduling
CN101815032B (zh) 基于一体化网络安全服务架构的信息分类隔离方法
CN109714275A (zh) 一种用于接入业务传输的sdn控制器及其控制方法
CN105871745A (zh) 一种sdn网络中基于混合业务的调度方法
CN101841487A (zh) 聚合链路服务流的配置方法及包交换装置
JP2006506845A (ja) ルータにおけるパケットに対し論理リンクを選択する方法
CN107360473A (zh) 一种基于sdn的拥塞感知的流量调度的dash系统
Petrangeli et al. Network-based dynamic prioritization of http adaptive streams to avoid video freezes
Petrangeli et al. Software‐defined network‐based prioritization to avoid video freezes in HTTP adaptive streaming
CN110557333A (zh) 软件定义网络服务质量控制保障的方法及系统
Zhang et al. A multipath transport scheme for real-time multimedia services based on software-defined networking and segment routing
Sayit et al. DASH-QoS: A scalable network layer service differentiation architecture for DASH over SDN
Paramasivam et al. Quality of service aware routing in software defined video streaming: a survey
Barakabitze QoE-centric control and management of multimedia services in software defined and virtualized networks
CN102480471A (zh) 实现监控RRPP环中QoS处理的方法和网络节点
Nyambo et al. Quality of service in mobile ad hoc networks, carrying multimedia traffic
Mirtchev Internet evolution, teletraffic and QoS: a survey of network traffic
Hong et al. Adaptation method for streaming of CBR video over HTTP based on software defined networking
Abdulkadir et al. AROMA: An adapt-or-reroute strategy for multimedia applications over SDN-based wireless environments
Bhaumik et al. Hierarchical two dimensional queuing: A scalable approach for traffic shaping using software defined networking
Wang et al. Grouping and time-series notifying of periodic data in a real-time streaming system for smart toy claw machine
Bansode et al. Performance Analysis and Implementation of Adaptive Protocols of IOT Environment

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171117