CN107896192A - 一种SDN网络中区分业务优先级的QoS控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SDN网络中区分业务优先级的QoS控制方法，首先对SDN网络中数据业务依据其所需服务质量的高低进行业务优先级划分，然后在区分性路由中，对最高优先级业务数据流以链路拥塞度量为链路成本代价，并以最高优先级业务数据流所需时延为约束条件，使用拉格朗日松弛聚合代价算法进行路由，对其则使用以跳数为代价的最短路径算法进行路由；在区分性队列调度中，基于业务优先级的高低进行差别性地队列调度。本发明既尽力保障了最高优先级业务端到端的时延，还区分性地保证了其它不同优先级业务的不同服务质量，同时，对最高优先级业务路由到低拥塞的路径上，提高了网络带宽的利用率和网络数据传输的吞吐量。

Description

一种SDN网络中区分业务优先级的QoS控制方法

技术领域

本发明涉及QoS(Quality Of Service，服务质量)控制技术领域，具体涉及一种SDN(Software Defined Network，软件定义网络)中区分业务优先级的QoS控制方法。

背景技术

Internet的飞速发展使得网络中传输的业务数据流快速增长，同时，业务种类也急剧增多。特别是随着多媒体业务的兴起，网络业务的交互更加生动和实时，这使得业务用户对业务服务质量提出了较高的要求。虽然网络基础设施建设发展快速，使得网络带宽和网络速度都得到了很大的提升，但是需要网络进行传输的业务数据也在急速增长。在网络资源有限的情况下，当多种业务数据同时大量传输时，可能会造成网络的拥堵。然而，传统数据报网络只提供尽力而为的服务，这并不能有效地保证诸如流媒体这类对实时性要求比较高的业务QoS需求。这势必需要对各种业务进行传输优先级的区分，以尽量保证高优先级业务的传输质量。因此，对网络QoS管理的研究和优化，仍然是重要研究方向。

为提高网络服务的QoS，通过在网络设备中不断增加NAT(Network AddressTranslation，网络地址转换)、BGP(Border Gateway Protocol，边界网关协议)、OSPF(OpenShortest Path First，开放式最短路径优先)、MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)、TE(Traffic Engineering，流量工程)等复杂功能的方式实现。虽然这提高了网络的QoS，但同时也增加了网络结构的复杂性和冗余性，阻碍了交换设备性能的提升。同时，还提出了多种网络模型来提高网络的QoS，比如Diffserv(DifferentiatedServices，区分服务)模型和IntServ(Integrated Services，综合服务)模型。然而，这些模型的网络都是按照逐跳的方式部署，它们并不能提供一个有效的全局网络拓扑视图，并且它们要么是不能有效地保证端到端的QoS，要么是部署成本很高。

软件定义网络(Software Defined Networking，SDN)作为一种新型网络，它为解决上述问题提供了一些新的思路。不同于传统网络，SDN将传统网络的控制与转发相分离，集中高效地控制了转发设备对数据的转发行为，并有效地降低了转发设备负载。SDN的体系结构从上到下，它分为应用层、控制层和数据层。控制层和应用层的通信接口叫做北向接口(Northbound Interface，NBI)，数据层和控制层的通信接口叫做控制数据层接口(ControlData Plane Interface，CDPI)，也叫做南向接口。常见的北向接口有RESTful接口、ad hoc接口等，南向接口使用的通信协议有OpenFlow、Netconf等，如图1所示。

其中，应用层由各类应用程序组成，用户在应用层仅通过简单的编程就能实现新应用的快速部署，而不需要关心底层设备的技术实现细节。控制层中的控制器集中掌握了网络的状态信息，拥有整个网络的拓扑视图，并且能根据网络状态动态地改变业务数据流的传输路径。数据层中的转发设备能根据控制器所提供的路径信息去转发业务数据流而不需要获取、分析网络状态和计算业务数据的传输路径，这极大地降低了的实现难度并大大地提高了转发设备转发数据的速度。在SDN网络中，网络管理员只需根据特定的业务需求去修改控制层的配置，便可以轻易地改变转发设备的行为，实现所需要的网络特性。但现有的SDN网络在宽带利用率和网络数据传输的吞吐量有待进一步提高。

发明内容

本发明的发明目的在于：基于SDN网络能获取全局网络拓扑视图的特点，对有时延要求业务提供端到端的路由，以较好地保证这种业务端到端的服务质量，对其他没有时延要求业务依据其所需服务质量的高低提供区分性的服务质量。

本发明的SDN网络中区分业务优先级的QoS控制方法的技术方案为：

对SDN网络中的数据业务依据所需服务质量的高低进行业务优先级区分，其中有时延要求的数据业务的业务优先级最高；

依据业务优先级对业务数据流进行区分性路由和对业务报文进行区分性队列调度处理：

在区分性路由中，对最高业务优先级的业务数据流以链路拥塞度量为链路成本代价，并以最高业务优先级的业务数据流所需时延为约束条件，使用拉格朗日松弛聚合代价(Lagrange Relaxation Based Aggregated Cost，LARAC)算法进行路由，以尽力保障最高优先级业务数据流端到端的时延；对非最高业务优先级的业务数据流采用以跳数为代价的最短路径算法进行路由；

在区分性队列调度中，配置最高业务优先级的业务报文在进行基于严格优先(Strict Priority，SP)算法的队列调度后最先出交换机端口(如OpenFlow交换机端口)，非最高业务优先级的业务报文在进行基SP算法的队列调度后，依据业务优先级的高低进行基于差额加权轮询(Deficit Weighted Round Robin，DWRR)算法的队列调度，使得非最高业务优先级的业务报文依据业务优先级高低，经过令牌桶队列区分性地限制发送速率后出交换机端口。

本发明通过上述QoS控制方法，既尽力保障了最高优先级业务端到端的时延，还区分性地保证了其它不同优先级业务的不同服务质量，同时，对最高优先级业务路由到低拥塞的路径上，提高了网络带宽的利用率和网络数据传输的吞吐量。

其中，为了依据业务优先级进行区分性路由和区分性队列调度，需要根据不同种类业务所需服务质量的高低设置不同业务优先级，可以具体为：

对有时延要求的业务设置最高优先级为N，对其他N-1种没有时延要求的业务根据所需服务质量的高低依次设置为N-1～1的优先级，业务优先级值存储到IP报文的TOS(TypeOf Service)域中，以便于SDN的转发设备通过IP报文中的TOS域的内容判断当前业务报文的业务优先级高低。

在基于业务优先级的区分性路由时，具体可以包含下列步骤：

S1、在控制器初始化阶段，对有时延要求的业务数据流的优先级及其时延约束进行配置，具体为：

初始化阶段，在控制器中，配置有时延要求业务数据流的优先级为N，同时配置其时延约束值为Δ_delay；

S2：控制器计算交换机端口的吞吐量、链路拥塞度量以及链路时延，具体为：

获取交换机的端口流量信息，计算交换机端口的吞吐量和链路拥塞度量，如通过控制器向交换机(OpenFlow交换机)发送端口流量统计报文(PORT_STATS_REQUEST报文)来请求端口的流量统计信息，在得到端口流量统计应答报文(PORT_STATS_REPLY报文)后，获取交换机端口的流量统计信息，所述交换机端口的流量统计信息主要包括交换机端口接收的字节数、发送的字节数以及统计时间。使用计算得到端口的吞吐量B，按照计算得到连接该端口链路的拥塞度量c，其中，在t₁时刻端口发送的字节数为Tx₁，接收字节数为Rx₁，在t₂时刻端口发送的字节数为Tx₂，接收的字节数为Rx₂，C为连接该端口链路的带宽容量，

控制器计算链路时延，如通过控制器向网络中的OpenFlow交换机发送数据包发送报文(Packet_Out报文)，该报文中存储有控制器发送报文的时间t₁。OpenFlow交换机收到Packet_Out报文后，将该报文洪泛或转发到指定端口给邻近的其他OpenFlow交换机。邻近OpenFlow交换机收到Packet_Out报文后，该报文无法匹配流表项而生成Packet_In消息并传递给控制器。控制器收到Packet_In报文后，记下收到该报文的时间t₂，并解析该报文中存储的控制器发送报文的时间t₁，控制器向OpenFlow交换机发送EchoRquest报文，交换机收到该报文后会向控制器回复EchoReply报文，这段往返时间记为RTT₁，控制器同样向OpenFlow交换机的邻近交换机发送EchoRequest报文，并收到EchoReply回复报文，这段往返时间记为RTT₂，使用计算得到交换机间有向链路时延d；

其中SDN中的转发设备优选为OpenFlow交换机，其支持使用OpenFlow协议作为南向接口的通信协议。

S3：控制器依据业务优先级进行区分路由，具体为：

S31、控制器接收OpenFlow交换机上报的未匹配流表的Pakcet_In报文(业务数据包报文，简称业务报文)，并解析Packet_In报文的TOS域及未匹配报文部分的源IP地址、目的IP地址；

S32、控制器判断Packet_In报文的TOS域是否等于最高优先级值N，若相等，则是有时延要求的业务数据流，转入S33，否则转入S34；

S33、控制器对最高优先级业务数据流以链路拥塞度量为链路成本代价和以最高优先级业务数据流所需时延为约束条件，使用LARAC算法寻找满足该数据流时延约束的路径，若找到满足要求的路径，转入S35；否则转入S34；

S34、控制器使用跳数为代价的Dijkstra算法寻找当前数据流的最短路径，转入S35；

S35、控制器则根据找到的路径下发流表。

为便于阐述LARAC路由算法，先介绍网络拓扑图中的一些概念。

图G(N,E)表示网络，其中N表示节点集，E表示链路集。每条链路(u,v)∈E有两个正数权重参数：链路拥塞度量c_uv和时延d_uv。源节点用s表示，目的节点用t表示，P_st表示源节点到目的节点的路径集，p∈P_st是路径集中的任意一条路径，表示路径p的拥塞度量总和，表示路径p的时延总和。

进一步地，S33所述的LARAC算法的过程如下：

A、获取所述S31解析的源IP地址和目的IP地址以及所述S1配置的时延Δ_delay；

B、获取网络拓扑G(N,E)；

C、获取所述S2中的链路拥塞度量d_uv和链路时延c_uv；

D、根据所述A得到的源IP地址和目的IP地址，查询所述B得到的网络拓扑G(N,E)，获取与源IP地址对应主机所直连的OpenFlow交换机s、与目的IP地址对应主机直连的OpenFlow交换机t；

E、使用Dijkstra算法并以拥塞度量c_uv为代价计算交换机s到交换机t的最短路径p_c，如果p_c就是最优路径，算法结束，否则，存储路径p_c，转入F；

F、以时延d_uv为代价，使用Dijkstra算法计算交换机s到交换机t的最短路径p_d，如果没有满足时延要求的路径，算法结束，否则，存储路径p_d，转入G；

G、使用计算权重值λ，将λ带入c_uv(λ)＝c_uv+λ×d_uv，计算得到网络每条链路的聚合代价c_uv(λ)，使用Dijkstra算法并以c_uv(λ)为代价计算交换机s到交换机t的最短路径p_r，依据计算c_λ(p_r)和c_λ(p_c)，如果c_λ(p_r)＝c_λ(p_c)，路径p_d就是满足要求的路径，算法结束，否则转入H；

H、如果d(p_r)≤Δ_delay，则使用p_r更新路径p_d；否则使用p_r更新路径p_c，然后，转入G。

在基于业务优先级的队列调度时，具体可以包含下列步骤：

应用程序通过北向接口发送队列配置指令，所述队列配置指令为：最高业务优先级的业务报文在进行基于严格优先算法的队列调度后最先出交换机端口，非最高业务优先级的业务报文在进行基于严格优先算法的队列调度后，依据业务优先级的高低进行基于差额加权轮询算法的队列调度，使得非最高业务优先级的业务报文依据业务优先级高低，经过令牌桶队列区分性地限制发送速率后出交换机端口；

控制器从北向接口接收队列配置指令，并传递给指定交换机；

指定交换机通过南向接口接收队列配置指令并执行。

进一步的，可在队列配置请求报文(QUEUE_GET_CONFIG_REQUEST报文)中增添一个用于存储队列配置指令的域，得到扩展队列配置请求报文；

控制器从北向接口接收扩展队列配置请求报文并传递给指定交换机；

指定交换机通过南向接口接收扩展队列配置请求报文，解析扩展队列配置请求报文中封装的队列配置指令，并执行指令对指定端口的队列配置。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)较好地保障了有时延要求业务端到端的服务质量。

(2)较好地区分性保障了没有时延要求业务差别性的服务质量。

(3)提高了网络带宽的利用率，增大了网络数据传输的吞吐量。

附图说明

图1为现有的SDN体系结构示意图。

图2为SDN中基于业务优先级的QoS控制流程。

图3为基于业务优先级进行区分性的队列调度。

图4为基于业务优先级的区分性路由方法流程。

图5为链路时延的获取。

图6为基于业务优先级的区分性队列调度流程。

图7为扩展的QUEUE_GET_CONFIG_REQUEST报文格式。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施方式和附图，对本发明作进一步地详细描述。

实施例

本实施例使用3G网络中的四种业务作为说明实例，如表1所示，并分别对这四种业务报文IP协议中的TOS域进行了对应优先级的设置，对时延要求最高的会话类业务报文的TOS域设置为4，表示该类报文为最高优先级业务报文，流媒体业务报文、交互类业务报文和背景类业务报文的TOS域值分别设置为3、2和1。控制器软件使用开源软件Floodlight，OpenFlow交换机使用开源软件定义网络交换机OpenvSwitch。

表1业务优先级

参见图2，本发明的基于业务优先级的QoS控制处理具体实现过程如下：

Floodlight控制器在收到OpenvSwitch交换机上传的未能匹配流表的Packet_In报文后，对报文进行业务识别。如果报文TOS域的值为4，则是最高优先级业务，则以网络链路拥塞度量为链路成本代价，并以最高优先级业务数据流所需时延为约束条件，使用LARAC算法进行路由，以尽力保障最高优先级业务数据流端到端的时延；如果TOS域值不为4，则是非最高优先级业务，对它进行以跳数为代价的Dijkstra算法进行路由。业务报文在网络中传输时，还会基于业务优先级进行区分队列调度，参见图3：传输路径上的OpenvSwtich交换机会识别业务报文中的TOS域值，基于SP算法的队列会优先调度最高优先级业务报文出交换机端口，在调度完最高优先级业务报文后，才将非最高优先级业务报文调度到基于DWRR算法的队列中去。基于DWRR算法的队列会基于业务优先级的高低进行区分性地队列调度，基于DWRR算法队列中的业务报文在出队列后分别进入到基于令牌桶的队列中。在基于令牌桶队列中的业务报文会依据业务优先级被区别性地限制发送速率出交换机端口。

本发明实施例提供了一种SDN网络中区分业务优先级的QoS控制方法，包含基于业务优先级的区分性路由和基于业务优先级的区分性队列调度。

所述的基于业务优先级的区分性路由流程如图4所示，具体包含下列步骤：

S1、在控制器初始化阶段，对有时延要求的业务数据流的优先级及其时延约束进行配置。

本实施例中，在控制器Floodlight的启动配置XML文档中，配置有时延要求业务数据流的优先级为4，表示TOS域值为4的业务为最高优先级业务，配置时延约束值为70ms；

S2：控制器计算交换机端口的吞吐量、链路拥塞度量以及链路时延。

本实施例中，Floodlight控制器在t₁时刻向OpenvSwitch交换机发送PORT_STATS_REQUEST报文来请求端口的流量统计信息，在得到应答报文PORT_STATS_REPLY后。Floodlight控制器获取交换机端口发送的字节数为Tx₁，接收字节数为Rx₁。在t₂时刻，Floodlight控制器向OpenvSwitch交换机发送PORT_STATS_REQUEST报文，并得到应答报文PORT_STATS_REPLY。Floodlight控制器获取交换机端口发送的字节数为Tx₂，接收的字节数为Rx₂。使用计算得到端口在t₁至t₂时间段内的吞吐量B，按照计算得到连接该端口链路的拥塞度量c。其中，C为连接该端口链路的带宽容量。

本实施例中，Floodlight控制器获取交换机Switch1与交换机Switch2间链路的时延，如图5。Floodlight控制器向Switch1发送PACKET_OUT报文，该报文存储有控制器发送报文的时间t₁。Switch1收到Packet_Out报文后，将该报文洪泛或转发到指定端口给邻近的Switch2。Switch2收到Packet_Out报文后，该报文无法匹配流表项而生成Packet_In消息并传递给Floodlight控制器。控制器收到Packet_In报文后，记下收到该报文的时间t₂，并解析该报文中存储的控制器发送报文的时间t₁。Floodlight控制器向Switch1发送EchoRquest报文，Switch1收到该报文后会向控制器回复EchoReply报文，这段往返时间记为RTT₁，控制器同样向Switch1发送EchoRequest报文，并收到EchoReply回复报文，这段往返时间记为RTT₂，使用计算得到Switch1与Switch2间有向链路的时延d；

S3：控制器依据业务优先级进行区分路由。

本实施例中，具体为：

S31、Floodlight控制器接收OpenvSwitch交换机上报的未匹配流表的Pakcet_In报文，并解析Packet_In报文的TOS域及未匹配报文部分的源IP地址、目的IP地址；

S32、Floodlight控制器判断Packet_In报文的TOS域是否等于最高优先级值4，若相等，则是有时延要求的业务数据流，转入S33，否则转入S34；

S33、Floodlight控制器对最高优先级业务数据流以所述S2得到的链路拥塞度量为链路成本代价和以所述S1配置的最高优先级业务数据流所需时延为约束条件，使用LARAC算法寻找满足该数据流时延约束的路径，若找到满足要求的路径，转入S35，否则转入S34；

S34、Floodlight控制器使用跳数为代价的Dijkstra算法寻找该数据流的最短路径，转入S35；

S35、Floodlight控制器则根据找到的路径下发流表，具体为：

Floodlight控制器根据找到的路径，向路径中所有OpenvSwtich交换机下发FLOW_MOD报文，以在路径上的每个OpenvSwitch交换机中建立正确的流表，转发业务数据流。

进一步地，S33所述的LARAC算法的过程如下：

A、Floodlight控制器获取所述S31解析的源IP地址和目的IP地址以及所述S1配置的时延值70；

B、Floodlight控制器获取网络拓扑G(N,E)；

C、Floodlight控制器获取所述S2中的链路拥塞度量d_uv和链路时延c_uv；

D、根据所述A得到的源IP地址和目的IP地址，Floodlight控制器查询所述B得到的网络拓扑G(N,E)，获取与源IP地址对应主机所直连的OpenvSwitch交换机s、与目的IP地址对应主机直连的OpenvSwitch交换机t；

E、Floodlight控制器使用Dijkstra算法并以拥塞度量c_uv为代价计算交换机s到交换机t的最短路径p_c，如果p_c就是最优路径，算法结束，否则，存储路径p_c，转入F；

F、Floodlight控制器以时延d_uv为代价，使用Dijkstra算法计算交换机s到交换机t的最短路径p_d，如果没有满足时延要求的路径，算法结束，否则，存储路径p_d，转入G；

G、Floodlight控制器使用计算权重值λ，将λ带入c_uv(λ)＝c_uv+λ×d_uv，计算得到网络每条链路的聚合代价c_uv(λ)，使用Dijkstra算法并以c_uv(λ)为代价计算交换机s到交换机t的最短路径p_r，依据计算c_λ(p_r)和c_λ(p_c)，如果c_λ(p_r)＝c_λ(p_c)，路径p_d就是满足要求的路径，算法结束，否则转入H；

H、Floodlight控制器如果d(p_r)≤70，则使用p_r更新路径p_d；否则使用p_r更新路径p_c，然后，转入G。

在基于业务优先级的区分性队列调度中，本实施例使用Linux中的流量控制(Traffic Control，TC)来具体实现队列的区分调度。其中使用实现了SP算法的PRIO队列规定来实现对最高优先级业务的优先调度，对其他优先级业务在经过PRIO队列规定调度后使用HTB(分层令牌桶，Hierarchical Token Bucket)队列规定来进行基于业务优先级的队列调度和发送速率的限制。所述的HTB队列规定对DWRR算法和令牌桶进行了实现。对所述的PRIO队列规定和HTB队列规定的配置，需要使用tc队列配置指令。

进一步的，所述的基于业务优先级的区分性队列调度流程如图6，具体包含下列步骤：

S4、应用程序通过北向接口发送队列配置指令。

本实施例中，使用CURL应用程序来接收队列配置指令，并将指令使用Floodlight中的RESTful北向接口传递给Floodlight控制器。

S5、控制器从北向接口接收队列配置指令，并传递给指定的OpenFlow交换机。

本实施例中，Floodlight控制器通过RESTful北向接口接收队列配置指令，在解析出所需要配置的指定OpenvSwitch交换机和tc队列配置指令后，将tc队列配置指令封装到扩展的QUEUE_GET_CONFIG_REQUEST报文中，然后使用南向接口传递给指定的OpenvSwitch交换机。

为了能使用OpenFlow协议中的QUEUE_GET_CONFIG_REQUEST报文来封装Floodlight解析得到的tc队列配置指令，本实施例扩展了QUEUE_GET_CONFIG_REQUEST报文，如图7所示。其中，version表示OpenFlow协议的版本号，type表示报文的类型，length表示报文头部以字节为单位的长度，xid表示报文的事务号，port表示OpenFlow交换机在网络拓扑中的端口映射号，pad表示填充字节，data为增添的字段，该字段包含240字节的存储空间，用以存储tc队列配置指令。

S6、指定OpenFlow交换机通过南向接口接收、解析队列配置指令并执行。

本实施例中，指定的OpenvSwitch交换机收到扩展的QUEUE_GET_CONFIG_REQUEST报文后，解析该报文的data字段，得到tc队列配置指令，并执行tc队列配置指令。

可以理解的是，队列调度规则参数是人为决定的，用户可以根据经验进行具体队列参数的配置。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。

Claims (6)

1.一种SDN网络中区分业务优先级的QoS控制方法，其特征在于，包括下列步骤：

对SDN网络中的数据业务依据所需服务质量的高低进行业务优先级区分，其中有时延要求的数据业务的业务优先级最高；

依据业务优先级对业务数据流进行区分性路由和对业务报文进行区分性队列调度处理：

在区分性路由中，对最高业务优先级的业务数据流以链路拥塞度量为链路成本代价，并以最高业务优先级的业务数据流所需时延为约束条件，使用拉格朗日松弛聚合代价算法进行路由；对非最高业务优先级的业务数据流采用以跳数为代价的最短路径算法进行路由；

在区分性队列调度中，配置最高业务优先级的业务报文在进行基于严格优先算法的队列调度后最先出交换机端口，非最高业务优先级的业务报文在进行基于严格优先算法的队列调度后，依据业务优先级的高低进行基于差额加权轮询算法的队列调度，使得非最高业务优先级的业务报文依据业务优先级高低，经过令牌桶队列区分性地限制发送速率后出交换机端口。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，业务优先级区分具体为：

用N表示业务优先级级数，并将有时延要求的业务设的业务优先级设置为N，将没有时延要求的业务根据所需服务质量的高低依次设置业务优先级为N-1～1，同时将业务优先级值存储到IP报文的业务类型域中，其中业务优先级值越大，对应的业务优先级越高。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基于业务优先级进行区分性路由时，具体包含下列步骤：

S1、在控制器初始化阶段，对有时延要求的业务数据流的业务优先级及其时延约束进行配置：配置有时延要求业务数据流的业务优先级为N，同时配置其时延约束值为Δ_delay；

S2：控制器计算交换机端口的吞吐量、链路拥塞度量以及链路时延；

S3：控制器依据业务优先级进行区分路由，具体为：

S31、控制器接收交换机上报的未匹配流表的业务报文，并解析报文中的业务类型域、源IP地址和目的IP地址；

S32、控制器判断业务类型域是否为N，若是，则转入S33，否则转入S34；

S33、控制器对业务优先级为N的业务数据流以链路拥塞度量为链路成本代价，并以时延约束值Δ_delay为约束条件，使用拉格朗日松弛聚合代价算法查找满足时延约束的路径，若得到查找结果，则基于查找结果执行步骤S35；否则执行步骤S34；

S34、控制器使用跳数为代价的最短路径算法查找当前业务数据流的最短路径，得到查找结果并执行步骤S35；

S35、控制器根据当前查结果下发流表。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，使用拉格朗日松弛聚合代价算法查找满足时延约束的路径具体为：

根据解析得到的源IP地址和目的IP获取与与源IP地址对应主机所直连的交换机s、与目的IP地址对应主机直连的交换机t；

第一查找：采用最短路径算法并以链路拥塞度量c_uv为代价计算交换机s到交换机t的第一最短路径p_c，如果则将第一最短路径p_c作为查找结果；否则，存储第一最短路径p_c，并进行第二查找，其中d_uv表示链路(u,v)的链路时延，c_uv表示链路(u,v)的链路拥塞度量；

第二查找：以链路时延d_uv为代价，采用最短路径算法计算交换机s到交换机t的第二最短路径p_d，如果则表示不存在满足时延约束值Δ_delay的查找结果，转入步骤S34；否则存储第二最短路径p_d；

第三查找：根据公式计算权重值λ，其中c(·)表示对应路径的拥塞度量总和，d(·)表示对应路径的时延总和；再将λ带入c_uv(λ)＝c_uv+λ×d_uv，计算得到网络每条链路的聚合代价c_uv(λ)，使用最短路径算法算法并以c_uv(λ)为代价计算交换机s到交换机t的第三最短路径p_r；

依据计算对应的拥塞度量总和c_λ(p_r)和c_λ(p_c)，若c_λ(p_r)＝c_λ(p_c)，则将第二最短路径p_d作为查找结果；若c_λ(p_r)≠c_λ(p_c)，则继续判断是否d(p_r)≤Δ_delay，若是，则用第三最短路径p_r更新第二最短路径p_d后，继续执行第三查找；否则用第三最短路径p_r更新第一最短路径p_c后，继续执行第三查找。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基于业务优先级的队列调度具体包含下列步骤：

应用程序通过北向接口发送队列配置指令，所述队列配置指令为：最高业务优先级的业务报文在进行基于严格优先算法的队列调度后最先出交换机端口，非最高业务优先级的业务报文在进行基于严格优先算法的队列调度后，依据业务优先级的高低进行基于差额加权轮询算法的队列调度，使得非最高业务优先级的业务报文依据业务优先级高低，经过令牌桶队列区分性地限制发送速率后出交换机端口；

控制器从北向接口接收队列配置指令，并传递给指定交换机；

指定交换机通过南向接口接收队列配置指令并执行。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在队列配置请求报文中增添一个用于存储队列配置指令的域，得到扩展队列配置请求报文；

控制器从北向接口接收扩展队列配置请求报文并传递给指定交换机；

指定交换机通过南向接口接收扩展队列配置请求报文，解析扩展队列配置请求报文中封装的队列配置指令，并执行指令对指定端口的队列配置。