CN107995053B - 一种基于软件定义网络侦测网路封包丢失方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种软件定义网络侦测网路封包丢失方法，该方法包括步骤：挑选待侦测网路品质路径上的数据流，所述待侦测网路品质路径包括多个交换机；产生起始标识封包和结束标识封包；在流经第一交换机的所述数据流插入所述起始标识封包；单位时间后在流经所述第一交换机的所述数据流插入所述结束标识封包；记录交换机回报的所侦测到的所述起始标识封包和所述结束标识封包；计算所述单位时间内所述起始标识封包与所述结束标识封包之间数据流的绝对封包数；及根据所述绝对封包数判断所述待侦测网路品质路径上封包丢失状况，调整网路路径。本发明还提供一种软件定义网络侦测网路封包丢失装置。本发明可以准确、及时的侦测网路中封包丢失，调整网路路径。

Description

一种基于软件定义网络侦测网路封包丢失方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种基于软件定义网络侦测网路封包丢失方法及装置。
背景技术
当前针对网路封包丢失的侦测方法一般都是控制器定时向交换机获取其端口的状态信息，在软件定义网络(Soft Define Network，SDN)规模较小的情况下，所述控制器可以遍寻所有交换机获取其端口状态来进行网路的选择。然而，当网络规模比较大的时候，所述控制器遍寻所有交换机获取其端口状态会耗费很长时间，在交换机端口较多时更是如此。在此情况下，所述控制器并不能准确、及时的反应网路当前的状态。另一种服务器端到用户端的端到端(End to End)的侦测方法虽然能较快侦测整体的封包丢失情况，但不能即时判断封包是在网路中哪个地方、什么时候丢失的。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种基于软件定义网络侦测网路封包丢失方法，以准确、及时的侦测网路中封包丢失，调整网路路径。
鉴于以上内容，还有必要提供一种基于软件定义网络侦测网路封包丢失装置，以准确、及时的侦测网路中封包丢失，调整网路路径。
本发明实施方式提供的基于软件定义网络侦测网路封包丢失方法包括步骤：软件定义网络控制器挑选待侦测网路品质路径上的数据流，所述待侦测网路品质路径包括多个交换机；所述软件定义网络控制器产生起始标识封包和结束标识封包；所述软件定义网络控制器在流经第一交换机的所述数据流插入所述起始标识封包；单位时间后所述软件定义网络控制器在流经所述第一交换机的所述数据流插入所述结束标识封包；所述软件定义网络控制器记录所述待侦测网路品质路径中每一个交换机回报的所侦测到的所述起始标识封包和所述结束标识封包；计算所述单位时间内在所述每一个交换机的所述起始标识封包与所述结束标识封包之间数据流的绝对封包数；及根据所述绝对封包数判断所述待侦测网路品质路径上封包丢失状况，调整网路路径。
优选地，所述软件定义网络控制器挑选待侦测网路品质的路径为该软件定义网络控制器管理下的一个路径或多个路径。
优选地，所述起始标识封包和所述结束标识封包的标头特征与被挑选的所述数据流一致，以payload为0来标识插入的所述起始标识封包和所述结束标识封包为特定辨识封包。
优选地，所述挑选待侦测网路品质路径上最后一个交换机向所述软件定义网络控制器回报所侦测到的所述起始标识封包和所述结束标识封包后丢弃所述起始标识封包和所述结束标识封包。
优选地，所述软件定义网络控制器在所述每一个交换机侦测到所述起始标识封包时开始计算流经该交换机的封包数。
本发明实施方式中的基于软件定义网络侦测网路封包丢失装置包括选取模块、产生模块、插入模块、记录模块、计算模块及调整模块。所述选取模块用于所述软件定义网络控制器挑选待侦测网路品质路径上的数据流，所述待侦测网路品质路径包括多个交换机。所述产生模块用于所述软件定义网络控制器产生起始标识封包和结束标识封包。所述插入模块用于所述软件定义网络控制器在流经第一交换机的所述数据流插入所述起始标识封包，还用于单位时间后所述软件定义网络控制器在流经所述第一交换机的所述数据流插入所述结束标识封包。所述记录模块用于所述软件定义网络控制器记录所述待侦测网路品质路径中每一个交换机回报的所侦测到的所述起始标识封包和所述结束标识封包。所述计算模块用于计算所述单位时间内在所述每一个交换机的所述起始标识封包与所述结束标识封包之间数据流的绝对封包数。所述调整模块用于根据所述绝对封包数判断所述待侦测网路品质路径上封包丢失状况，调整网路路径。
优选地，所述选取模块挑选待侦测网路品质的路径为该软件定义网络控制器管理下的一个路径或多个路径。
优选地，所述产生模块产生的所述起始标识封包和所述结束标识封包的标头特征与被挑选的所述数据流一致，以payload为0来标识插入的所述起始标识封包和所述结束标识封包为特定辨识封包。
优选地，所述记录模块还用于在记录到所述挑选待侦测网路品质路径上最后一个交换机向所述软件定义网络控制器回报所侦测到的所述起始标识封包和所述结束标识封包后丢弃所述起始标识封包和所述结束标识封包。
优选地，所述计算模块在所述每一个交换机侦测到所述起始标识封包时开始计算流经该交换机的封包数。
相较于现有技术，所述的软件定义网络侦测网路封包丢失方法及软件定义网络侦测网路封包丢失装置，可以通过SDN控制器产生的标识封包来截取单位时间内网路数据流上的封包，计算经过每个交换机的所述标识封包内的绝对封包数及时侦测网路封包丢失情况来进行网络路径调整。本发明仅需对产生的标识封包进行侦测及计算单位时间内标识封包之间的绝对封包数，而不需要对网路上所有的封包进行侦测计算就能判断网络封包丢失情况，因此能更准确、及时的侦测网路中封包丢失。
附图说明
图1是本发明实施例之基于软件定义网络侦测网路封包丢失装置的功能模块图。
图2是本发明实施例之SDN控制器挑选路径及产生标识封包的示意图。
图3是本发明实施例之SDN控制器插入标识封包的示意图。
图4是本发明实施例之SDN控制器记录标识封包的示意图。
图5是本发明实施例之SDN控制器计算标识封包内绝对封包数及网络丢包率的示意图。
图6a、图6b是本发明实施例之SDN控制器根据网路丢包情况调整网路路径的示意图。
图7是本发明实施例之标识封包的示意图。
图8是本发明实施例之基于软件定义网络侦测网路封包丢失方法的步骤流程图。
主要元件符号说明
Figure BDA0001138068830000041
Figure BDA0001138068830000051
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
参阅图1，其为本发明SDN控制器2较佳实施方式的功能模块图。SDN控制器2中包括SDN侦测网路封包丢失装置10、存储器20和处理器30。在本实施方式中，所述SDN控制器2通过英特网(Internet)连接并控制交换机4。所述SDN侦测网路封包丢失装置10用于通过计算经过每个交换机4的标识封包内的绝对封包数及时侦测网路封包丢失情况来进行网络路径调整。
所述SDN侦测网路封包丢失装置10包括选取模块100、产生模块200、插入模块300、记录模块400、计算模块500及调整模块600。所述模块被配置成由一个或多个处理器执行，以完成本发明。在本实施方式中，所述模块由处理器30执行。本发明所称的模块是完成一特定功能的计算机程序段。存储器20用于存储SDN侦测网路封包丢失装置10的程序代码等资料。
所述SDN控制器2经由所述选取模块100挑选待侦测网路品质路径上的数据流，所述待侦测网路品质路径上包括多个交换机。所述选取模块100挑选的待侦测网路品质的路径为该SDN控制器2管理下的一个路径或多个路径。参阅图2，在本实施方式中，所述选取模块100挑选的待侦测网路品质的路径上包括交换机A，交换机B和交换机C。
所述SDN控制器2经由所述产生模块200产生起始标识封包22和结束标识封包24，参阅图2。在本实施方式中，所述产生模块200产生的所述起始标识封包22和所述结束标识封包24的标头特征与被挑选的所述数据流一致，以payload为0来标识插入的所述起始标识封包22和所述结束标识封包24为特定辨识封包，参阅图7。
所述SDN控制器2经由所述插入模块300在流经第一交换机的所述数据流插入所述起始标识封包22。所述SDN控制器2经由所述插入模块300在单位时间后在流经所述第一交换机的所述数据流插入所述结束标识封包24。参阅图3，在本实施方式中，所述SDN控制器2在流经交换机A的所述数据流中分别插入所述起始标识封包22和所述结束标识封包24。
所述SDN控制器2经由所述记录模块400记录所述待侦测网路品质路径中每一个交换机回报的所侦测到的所述起始标识封包22和所述结束标识封包24。所述记录模块400还用于在记录到所述挑选待侦测网路品质路径上最后一个交换机向所述SDN控制器2回报所侦测到的所述起始标识封包22和所述结束标识封包24后丢弃所述起始标识封包22和所述结束标识封包24。参阅图4，在本实施方式中，交换机A在侦测到所述起始标识封包22后回报给所述SDN控制器2记录，并回报此时封包计数α1。所述交换机A在侦测到所述结束标识封包24后回报给所述SDN控制器2记录，并回报此时封包计数α2。交换机B在侦测到起始标识封包22后回报给所述SDN控制器2记录，并回报此时封包计数β1。所述交换机B在侦测到结束标识封包24后回报给所述SDN控制器2记录，并回报此时封包计数β2。交换机C在侦测到所述起始标识封包22后回报给所述SDN控制器2记录后丢弃该起始标识封包22，并回报此时封包计数γ1。所述交换机C在侦测到所述结束标识封包24后回报给所述SDN控制器2记录后丢弃该结束标识封包24，并回报此时封包计数γ2。
所述计算模块500用于计算所述单位时间内在所述每一个交换机的所述起始标识封包22与所述结束标识封包24之间数据流的绝对封包数。所述计算模块500在所述每一个交换机侦测到所述起始标识封包22时开始计算流经该交换机的封包数。参阅图5，在本实施方式中，单位时间内数据流流经所述交换机A的绝对封包数为ΔA＝|α1-α2|，单位时间内数据流流经所述交换机B的绝对封包数为ΔB＝|β1-β2|，单位时间内数据流流经所述交换机C的绝对封包数为ΔC＝|γ1-γ2|。所述交换机A与所述交换机B之间网路1的丢包率为((ΔA-ΔB)/ΔA)*100％，所述交换机B与所述交换机C之间网路2的丢包率为((ΔB-ΔC)/ΔB)*100％，所述SDN控制器2挑选待侦测网路品质路径服务器6到用户终端8之间的网路丢包率为((ΔA-ΔC)/ΔA)*100％。
所述调整模块600用于根据所述绝对封包数判断所述待侦测网路品质路径上封包丢失状况，根据封包丢失状况调整网路路径。参阅图6a，在本实施方式中，所述SDN控制器2通过上述实施方式计算网路中路径：服务器6→交换机A→网络1→交换机B→网路2→交换机C→用户终端8的丢包率，其中网路1的丢包率为((ΔA-ΔB)/ΔA)*100％＝16.7％，网路2的丢包率为((ΔB-ΔC)/ΔB)*100％＝20％，该路径网路丢包率为((ΔA-ΔC)/ΔA)*100％＝33％。参阅图6b，所述SDN控制器2通过上述实施方式计算网路中另一路径：服务器6→交换机A→网络4→交换机D→网路5→交换机C→用户终端8的丢包率，其中网路4的丢包率为((ΔA-ΔB)/ΔA)*100％＝0％，网路5的丢包率为((ΔB-ΔC)/ΔB)*100％＝0％，该路径网路丢包率为((ΔA-ΔC)/ΔA)*100％＝0％。所述SDN控制器2通过比较上述两条路径的网路丢包率，选择网路丢包率小的网路路径传输数据流。
参阅图8，其为本发明基于SDN侦测网路封包丢失方法较佳实施例的流程图。所述SDN侦测网路封包丢失方法应用于SDN侦测网路封包丢失装置10，通过处理器30执行存储器20中存储的程序代码实现。
步骤S10，SDN控制器挑选待侦测网路品质路径上的数据流，所述待侦测网路品质路径上包括多个交换机。所述挑选的待侦测网路品质的路径为该SDN控制器管理下的一个路径或多个路径。参阅图2，在本实施方式中，所述挑选的待侦测网路品质的路径上包括交换机A，交换机B和交换机C。
步骤S11，所述SDN控制器产生起始标识封包和结束标识封包，参阅图2。在本实施方式中，产生的所述起始标识封包和所述结束标识封包的标头特征与被挑选的所述数据流一致，以payload为0来标识插入的所述起始标识封包和所述结束标识封包为特定辨识封包，参阅图7。
步骤S12，所述SDN控制器在流经第一交换机的所述数据流插入所述起始标识封包。
步骤S13，单位时间后所述SDN控制器在流经所述第一交换机的所述数据流插入所述结束标识封包。参阅图3，在本实施方式中，所述SDN控制器在流经交换机A的所述数据流中分别插入所述起始标识封包和所述结束标识封包。
步骤S14，所述SDN控制器记录所述待侦测网路品质路径中每一个交换机回报的所侦测到的所述起始标识封包和所述结束标识封包。在记录到所述挑选待侦测网路品质路径上最后一个交换机向所述SDN控制器回报所侦测到的所述起始标识封包和所述结束标识封包后丢弃所述起始标识封包和所述结束标识封包。参阅图4，在本实施方式中，交换机A在侦测到所述起始标识封包后回报给所述SDN控制器记录，并回报此时封包计数α1。所述交换机A在侦测到所述结束标识封包后回报给所述SDN控制器记录，并回报此时封包计数α2。交换机B在侦测到起始标识封包后回报给所述SDN控制器记录，并回报此时封包计数β1。所述交换机B在侦测到结束标识封包后回报给所述SDN控制器记录，并回报此时封包计数β2。交换机C在侦测到所述起始标识封包后回报给所述SDN控制器记录后丢弃该起始标识封包，并回报此时封包计数γ1。所述交换机C在侦测到所述结束标识封包后回报给所述SDN控制器记录后丢弃该结束标识封包，并回报此时封包计数γ2。
步骤S15，计算所述单位时间内在所述每一个交换机的所述起始标识封包与所述结束标识封包之间数据流的绝对封包数。在所述每一个交换机侦测到所述起始标识封包时开始计算流经该交换机的封包数。参阅图5，在本实施方式中，单位时间内数据流流经所述交换机A的绝对封包数为ΔA＝|α1-α2|，单位时间内数据流流经所述交换机B的绝对封包数为ΔB＝|β1-β2|，单位时间内数据流流经所述交换机C的绝对封包数为ΔC＝|γ1-γ2|。所述交换机A与所述交换机B之间网路1的丢包率为((ΔA-ΔB)/ΔA)*100％，所述交换机B与所述交换机C之间网路2的丢包率为((ΔB-ΔC)/ΔB)*100％，所述SDN控制器挑选待侦测网路品质路径服务器到用户终端之间的网路丢包率为((ΔA-ΔC)/ΔA)*100％
步骤S16，根据所述绝对封包数判断所述待侦测网路品质路径上封包丢失状况，根据封包丢失状况调整网路路径。参阅图6a，在本实施方式中，所述SDN控制器通过上述实施方式计算网路中路径：服务器→交换机A→网络1→交换机B→网路2→交换机C→用户终端的丢包率，其中网路1的丢包率为((ΔA-ΔB)/ΔA)*100％＝16.7％，网路2的丢包率为((ΔB-ΔC)/ΔB)*100％＝20％，该路径网路丢包率为((ΔA-ΔC)/ΔA)*100％＝33％。参阅图6b，所述SDN控制器通过上述实施方式计算网路中另一路径：服务器→交换机A→网络4→交换机D→网路5→交换机C→用户终端的丢包率，其中网路4的丢包率为((ΔA-ΔB)/ΔA)*100％＝0％，网路5的丢包率为((ΔB-ΔC)/ΔB)*100％＝0％，该路径网路丢包率为((ΔA-ΔC)/ΔA)*100％＝0％。所述SDN控制器通过比较上述两条路径的网路丢包率，选择网路丢包率小的网路路径传输数据流。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于软件定义网络侦测网路封包丢失方法，应用于软件定义网络控制器，其特征在于，该方法包括步骤：
所述软件定义网络控制器挑选待侦测网路品质路径上的数据流，所述待侦测网路品质路径包括多个交换机；
所述软件定义网络控制器产生起始标识封包和结束标识封包，所述起始标识封包和所述结束标识封包的标头特征与被挑选的所述数据流一致，以payload为0来标识插入的所述起始标识封包和所述结束标识封包为特定辨识封包；
所述软件定义网络控制器在流经第一交换机的所述数据流插入所述起始标识封包；
单位时间后所述软件定义网络控制器在流经所述第一交换机的所述数据流插入所述结束标识封包；
所述软件定义网络控制器记录所述待侦测网路品质路径中每一个交换机回报的所侦测到的所述起始标识封包和所述结束标识封包；
计算所述单位时间内在所述每一个交换机的所述起始标识封包与所述结束标识封包之间数据流的绝对封包数；及
根据所述绝对封包数判断所述待侦测网路品质路径上封包丢失状况，调整网路路径。
2.如权利要求1所述的软件定义网络侦测网路封包丢失方法，其特征在于，所述软件定义网络控制器挑选待侦测网路品质的路径为该软件定义网络控制器管理下的一个路径或多个路径。
3.如权利要求1所述的软件定义网络侦测网路封包丢失方法，其特征在于，所述挑选待侦测网路品质路径上最后一个交换机向所述软件定义网络控制器回报所侦测到的所述起始标识封包和所述结束标识封包后丢弃所述起始标识封包和所述结束标识封包。
4.如权利要求1所述的软件定义网络侦测网路封包丢失方法，其特征在于，所述软件定义网络控制器在所述每一个交换机侦测到所述起始标识封包时开始计算流经该交换机的封包数。
5.一种基于软件定义网络侦测网路封包丢失装置，应用于软件定义网络控制器中，其特征在于，所述装置包括：
选取模块，用于所述软件定义网络控制器挑选待侦测网路品质路径上的数据流，所述待侦测网路品质路径包括多个交换机；
产生模块，用于所述软件定义网络控制器产生起始标识封包和结束标识封包，所述起始标识封包和所述结束标识封包的标头特征与被挑选的所述数据流一致，以payload为0来标识插入的所述起始标识封包和所述结束标识封包为特定辨识封包；
插入模块，用于所述软件定义网络控制器在流经第一交换机的所述数据流插入所述起始标识封包，还用于单位时间后所述软件定义网络控制器在流经所述第一交换机的所述数据流插入所述结束标识封包；
记录模块，用于所述软件定义网络控制器记录所述待侦测网路品质路径中每一个交换机回报的所侦测到的所述起始标识封包和所述结束标识封包；
计算模块，用于计算所述单位时间内在所述每一个交换机的所述起始标识封包与所述结束标识封包之间数据流的绝对封包数；及
调整模块，用于根据所述绝对封包数判断所述待侦测网路品质路径上封包丢失状况，调整网路路径。
6.如权利要求5所述软件定义网络侦测网路封包丢失装置，其特征在于，所述选取模块挑选待侦测网路品质的路径为该软件定义网络控制器管理下的一个路径或多个路径。
7.如权利要求5所述软件定义网络侦测网路封包丢失装置，其特征在于，所述记录模块还用于；
在记录到所述挑选待侦测网路品质路径上最后一个交换机向所述软件定义网络控制器回报所侦测到的所述起始标识封包和所述结束标识封包后丢弃所述起始标识封包和所述结束标识封包。
8.如权利要求5所述软件定义网络侦测网路封包丢失装置，其特征在于，所述计算模块在所述每一个交换机侦测到所述起始标识封包时开始计算流经该交换机的封包数。
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