CN108809849B

CN108809849B - 一种流量限速方法、装置及控制器

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Publication number: CN108809849B
Application number: CN201811002397.2A
Authority: CN
Inventors: 张庆军
Original assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Information Technologies Co Ltd
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2038-08-30
Also published as: CN108809849A

Abstract

本发明实施例提供一种流量限速方法、装置以及控制器。本发明实施例中，控制器根据各成员口的报文发送速率以及全局口的报文转发限速值，确定待分配给各成员口的报文转发限速值，并将成员口的报文转发限速值下发到各成员口所在交换设备。由交换设备内成员口所在业务板根据获取到的成员口的报文转发限速值，对业务报文进行转发处理。即实现限速和转发在同一块业务板上完成，减少了板间网络资源的消耗。

Description

一种流量限速方法、装置及控制器

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种流量限速方法、装置及控制器。

背景技术

SDN(Software Defined Networks，软件定义网络)是一种新型的网络创新架构，通过控制平面和数据平面分离，实现网络流量的灵活控制。

QoS(Quality of Service，服务质量)是一种为网络业务提供服务保障的技术，包括流分类、流量监管、流量整形、拥塞管理、拥塞避免等。其中，流量监管(亦称为限速)是对超出设定值的流量采取限制或惩罚措施，以保护网络资源不受损害。

在SDN网络中，为了实现对跨业务板的全局口的流量监管，通常预先指定全局口中某一成员口所在业务板，对全局口的业务流进行限速处理。也就是说，需要通过成员口转发的业务流都要先送到指定业务板进行限速，再送到具体负责转发该业务流的成员口所在的业务板进行转发，这导致大量业务流在板间传输，增加了板间网络资源的消耗。

发明内容

本发明为了解决现有对跨业务板的全局口进行流量限速时的板间网络资源消耗较大的问题，提出一种流量限速方法、装置及控制器，用以减少板间网络资源消耗。

为实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种流量限速方法，应用于SDN中的控制器，所述SDN中还包括至少一个交换设备，所述交换设备包括至少一个业务板，所述方法包括：

确定组成同一全局口中每个成员口对应的报文发送速率；

基于预设的所述全局口的第一报文转发限速值以及各成员口之间报文发送速率的比值，确定待分配给各成员口的第二报文转发限速值；

分别向各成员口所在的交换设备通告所述第二报文转发限速值，以使所述交换设备中成员口所在业务板获取并根据所述第二报文转发限速值对业务报文进行转发处理。

可选的，所述确定组成同一全局口中每个成员口对应的报文发送速率，包括：

分别接收各成员口所在交换设备上报的成员口对应的报文发送速率；

或者，

以预设时间间隔，从成员口所在交换设备中获取命中转发流表项的第一业务流量值和与所述第一业务流量值对应的用于转发业务报文的出接口的对应关系；

从所述第一业务流量值和出接口的对应关系中，获取出接口为同一成员口的第二业务流量值；

基于相邻两次获取的所述第二业务流量值的差值以及所述时间间隔，得到所述成员口对应的报文发送速率。

可选的，所述分别向各成员口所在的交换设备通告所述第二报文转发限速值，包括：

向各成员口所在交换设备发送表项修改消息，所述表项修改消息包括所述第二报文转发限速值，以使所述交换设备将所述第二报文转发限速值添加到成员口对应的转发流表项中。

可选的，所述分别向各成员口所在的交换设备通告所述第二报文转发限速值之前，还包括：

向各成员口所在交换设备下发用于使业务报文通过所述成员口转发的转发流表项，所述转发流表项的动作项包括跳转至限速流表的动作；

所述分别向各成员口所在的交换设备通告所述第二报文转发限速值，包括：

向各成员口所在交换设备下发用于对所述成员口进行报文转发限速的限速流表项，所述限速流表项中包括所述第二报文转发限速值，以使所述交换设备将所述限速流表项添加到所述限速流表中。

第二方面，本发明提供一种流量限速装置，应用于SDN中的控制器，所述SDN中还包括至少一个交换设备，所述交换设备包括至少一个业务板，所述装置包括：

速率确定单元，用于确定组成同一全局口中每个成员口对应的报文发送速率；

限速确定单元，用于基于预设的所述全局口的第一报文转发限速值以及各成员口之间报文发送速率的比值，确定待分配给各成员口的第二报文转发限速值；

限速通告单元，用于分别向各成员口所在的交换设备通告所述第二报文转发限速值，以使所述交换设备中成员口所在业务板获取并根据所述第二报文转发限速值对业务报文进行转发处理。

可选的，所述速率确定单元，具体用于分别接收各成员口所在交换设备上报的成员口对应的报文发送速率；

或者，

可选的，所述限速通告单元，具体用于向各成员口所在交换设备发送表项修改消息，所述表项修改消息包括所述第二报文转发限速值，以使所述交换设备将所述第二报文转发限速值添加到成员口对应的转发流表项中。

可选的，所述装置还包括：

表项设置单元，用于向各成员口所在交换设备下发用于使业务报文通过所述成员口转发的转发流表项，所述转发流表项的动作项包括跳转至限速流表的动作；

所述限速通告单元，具体用于向各成员口所在交换设备下发用于对所述成员口进行报文转发限速的限速流表项，所述限速流表项中包括所述第二报文转发限速值，以使所述交换设备将所述限速流表项添加到所述限速流表中。

第三方面，本发明提供一种控制器，所述控制器包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器被所述机器可执行指令促使：实现上述流量限速方法。

第四方面，本发明提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质内存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令被处理器执行时实现上述流量限速方法。

由以上描述可以看出，本发明中，控制器根据各成员口的报文发送速率以及全局口的报文转发限速值，确定待分配给各成员口的报文转发限速值，并将成员口的报文转发限速值下发到各成员口所在交换设备。由交换设备内成员口所在业务板根据获取到的成员口的报文转发限速值，对业务报文进行转发处理。即实现限速和转发在同一块业务板上完成，减少了板间网络资源的消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例示出的一种SDN网络示意图；

图2是本发明实施例示出的一种流量限速方法流程图；

图3是本发明实施例示出的步骤201的一种实现流程；

图4是本发明实施例示出的一种流量限速装置的结构示意图；

图5是本发明实施例示出的一种控制器的硬件结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明实施例可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，协商信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为协商信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

参见图1，为本发明实施例示出的一种SDN网络示意图。该SDN网络包括：控制器110、交换设备121、交换设备122以及交换设备123。其中，交换设备121包括业务板1211，交换设备122包括业务板1221，交换设备123包括业务板1231。当然，本发明实施例并不对设备中的业务板的数量进行限定。

如图1所示，成员口1211、成员口1221、成员口1231组成同一全局口(比如，聚合口)。若对该全局口进行限速，则需预先指定执行限速处理的业务板，比如，业务板1231。需要通过成员口1211、成员口1221、成员口1231转发的业务流都要先送到业务板1231执行限速，然后，再回送至各成员口所在业务板(业务板1211、业务板1221、业务板1231)执行转发。也就是说，大部分业务流的限速和转发是在不同业务板上完成的，导致大量业务流在板间传输，网络资源消耗较大。

针对上述问题，本发明实施例提供一种流量限速方法，该方法由控制器根据各成员口的报文发送速率以及全局口的报文转发限速值，确定待分配给各成员口的报文转发限速值，并将成员口的报文转发限速值下发到各成员口所在交换设备。交换设备内成员口所在业务板根据获取到的成员口的报文转发限速值，对业务报文进行转发处理。即实现限速和转发在同一块业务板上完成，减少了板间网络资源的消耗。

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明实施例执行详细描述：

参见图2，为本发明实施例提供的流量限速方法流程图。该流程应用于SDN网络中的控制器。SDN网络中还包括至少一个交换设备，每一个交换设备包括至少一个业务板。

如图2所示，该流程可包括以下步骤：

步骤201，控制器确定组成同一全局口中每个成员口对应的报文发送速率。

本发明实施例中，组成全局口的各成员口可位于不同业务板上。这里的不同业务板可以是位于同一交换设备中的业务板，也可以是位于不同交换设备中的业务板。本发明实施例对此不作限定。

作为一个实施例，控制器可从交换设备直接获取各成员口的报文发送速率。即控制器分别接收各成员口所在交换设备上报的本设备上成员口对应的报文发送速率。

作为另一个实施例，控制器可本地计算各成员口对应的报文发送速率。下文图3所示流程示出了一种实现方式，这里暂不赘述。

步骤202，基于预设的全局口的第一报文转发限速值以及各成员口之间报文发送速率的比值，确定待分配给各成员口的第二报文转发限速值。

这里，第一报文转发限速值、第二报文转发限速值只是为便于描述而进行的命名，并非用于限定。

比如，成员口1211对应的报文发送速率为100M/s，成员口1221对应的报文发送速率为200M/s，成员口1231对应的报文发送速率为100M/s，则各成员口之间的报文发送速率的比值为1:2:1。

若预设的全局口的报文转发限速值为100M/s，则根据各成员口之间的报文发送速率的比值，待分配给成员口1211的报文转发限速值可以为100×1/4＝25M/s；待分配给成员口1221的报文转发限速值可以为100×2/4＝50M/s；待分配给成员口1231的报文转发限速值可以为100×1/4＝25M/s。

步骤203，控制器分别向各成员口所在的交换设备通告第二报文转发限速值。

交换设备中成员口所在业务板获取并根据第二报文转发限速值对业务报文进行转发处理。

比如，控制器110将成员口1211的报文转发限速值25M/s、成员口1221的报文转发限速值50M/s、成员口1231的报文转发限速值25M/s分别通告给交换设备121、交换设备122、交换设备123，则交换设备121中的业务板1211根据报文转发限速值25M/s对通过成员口1211转发的业务报文进行转发处理；交换设备122中的业务板1221根据报文转发限速值50M/s对通过成员口1221转发的业务报文进行转发处理；交换设备123中的业务板1231根据报文转发限速值25M/s对通过成员口1231转发的业务报文进行转发处理。

控制器向交换设备通告第二报文转发限速值的过程，在下文描述，这里暂不赘述。

至此，完成图2所示流程。

通过图2所示流程可以看出，在本发明实施例中，由控制器根据各成员口的报文发送速率以及全局口的报文转发限速值，为各成员口分配报文转发限速值，并将成员口的报文转发限速值下发到各成员口所在交换设备。交换设备中成员口所在业务板根据获取到的成员口的报文转发限速值对业务报文进行转发处理。即实现限速和转发在同一块业务板上完成，减少了板间网络资源的消耗。

参见图3，为本发明实施例示出的步骤201的一种实现流程。控制器针对每一个成员口执行图3所示流程。

如图3所示，该流程可以包括以下步骤：

步骤301，以预设时间间隔，控制器从成员口所在交换设备中获取命中转发流表项的第一业务流量值和与第一业务流量值对应的用于转发业务报文的出接口的对应关系。

转发流表项中记录有命中转发流表项转发的业务流的流量值和出接口。这里，第一业务流量值只是为便于描述而进行的命名，并非用于限定。

步骤302，从第一业务流量值和出接口的对应关系中，控制器获取出接口为同一成员口的第二业务流量值。

这里，需要说明的是，本发明实施例中，控制器在向交换设备下发通过全局口转发的业务流的转发流表项时，直接指定转发该业务流的成员口。即将转发流表项的出接口设置为具体转发该业务流的成员口。

本步骤中，控制器统计出接口为成员口的第二业务流量值。这里，第二业务流量值只是为便于描述而进行的命名，并非用于限定。

步骤303，基于相邻两次获取的第二业务流量值的差值以及时间间隔，控制器得到成员口对应的报文发送速率。

比如，控制器110以1秒为间隔从交换设备121中获取业务流量值和出接口的对应关系。若根据T0时刻获取的对应关系，控制器110得到成员口1211的业务流量值为500M；根据T1时刻获取的对应关系，控制器110得到成员口1211的业务流量值为600M；其中，T1-T0＝1秒，则成员口1211对应的报文发送速率为100M/s。

至此，完成图3所示流程。

通过图3所示流程实现由控制器确定各成员口对应的报文发送速率。

下面对步骤203中控制器向各成员口所在的交换设备通告第二报文转发限速值进行描述。

作为一个实施例，控制器可向各成员口所在交换设备发送表项修改消息。表项修改消息中包括第二报文转发限速值。交换设备将第二报文转发限速值添加到成员口对应的转发流表项中。交换设备可基于第二报文转发限速值对后续命中转发流表项的业务报文进行转发处理。

即本实施例通过修改已下发的转发流表项，来完成对通过成员口转发的业务报文的限速。

作为另一个实施例，执行步骤203之前，控制器向各成员口所在交换设备下发用于使业务报文通过成员口转发的转发流表项，该转发流表项的动作项包括跳转至限速流表的动作。

步骤203具体包括：控制器向各成员口所在交换设备下发用于对成员口进行报文转发限速的限速流表项，限速流表项中包括第二报文转发限速值。交换设备将限速流表项添加到限速流表中。交换设备可对后续命中转发流表项而跳转至限速流表的业务报文，基于匹配到的限速流表项中的第二报文转发限速值进行限速。

即本实施例通过建立转发流表项与限速流表的关联关系，使命中转发流表项的业务报文跳转至限速流表进行限速处理。

下面通过具体实施例对本发明实施例提供的方法进行描述：

仍以图1所示SDN网络为例。其中，成员口1211、成员口1221、成员口1231组成全局口，该全局口的报文转发限速值为100M/s。

控制器110已向交换设备121、交换设备122、交换设备123下发转发流表，如表1所示。

表1

此时，限速流表中还不存在针对各成员口的限速流表项。即还未执行限速处理。

控制器110分别从交换设备121、交换设备122、交换设备123获取成员口1211、成员口1221、成员口1231对应的报文发送速率。其中，成员口1211对应的报文发送速率为100M/s，成员口1221对应的报文发送速率为200M/s，成员口1231对应的报文发送速率为100M/s，则各成员口之间的报文发送速率的比值为1:2:1。

基于报文发送速率的比值(1:2:1)以及全局口的报文转发限速值(100M/s)，为各成员口分配报文转发限速值。其中，分配给成员口1211的报文转发限速值可以为100×1/4＝25M/s；分配给成员口1221的报文转发限速值可以为100×2/4＝50M/s；分配给成员口1231的报文转发限速值可以为100×1/4＝25M/s。

控制器110基于已下发的出接口为成员口的转发流表项，生成对应的限速流表项，分别下发至交换设备121、交换设备122、交换设备123。

各设备将控制器110下发的限速流表项添加到限速流表中，如表2所示。

表2

以交换设备121中的业务板1211为例。当业务板1211接收到匹配表1中第1条转发流表项的报文(该报文的报文特征匹配K11)时，业务板1211获取表项中的出接口信息(成员口1211)，确定该报文为需要通过本业务板上成员口转发的报文。在转发之前，基于第1条转发流表项中的动作，跳转至限速流表(表2)。报文命中表2中第1条限速流表项，业务板1211获取该表项中的报文转发限速值25M/s。业务板1211基于该报文转发限速值对报文限速后，通过成员口1211转发。

至此，完成本具体实施例的描述。

以上对本发明实施例提供的方法进行了描述，下面对本发明实施例提供的装置进行描述：

参见图4，为本发明实施例提供的装置的结构示意图。该流量限速装置包括：速率确定单元401、限速确定单元402以及限速通告单元403，其中：

速率确定单元401，用于确定组成同一全局口中每个成员口对应的报文发送速率；

限速确定单元402，用于基于预设的所述全局口的第一报文转发限速值以及各成员口之间报文发送速率的比值，确定待分配给各成员口的第二报文转发限速值；

限速通告单元403，用于分别向各成员口所在的交换设备通告所述第二报文转发限速值，以使所述交换设备中成员口所在业务板获取并根据所述第二报文转发限速值对业务报文进行转发处理。

作为一个实施例，所述速率确定单元401，具体用于分别接收各成员口所在交换设备上报的成员口对应的报文发送速率；

或者，

作为一个实施例，所述限速通告单元403，具体用于向各成员口所在交换设备发送表项修改消息，所述表项修改消息包括所述第二报文转发限速值，以使所述交换设备将所述第二报文转发限速值添加到成员口对应的转发流表项中。

作为一个实施例，所述装置还包括：

所述限速通告单元403，具体用于向各成员口所在交换设备下发用于对所述成员口进行报文转发限速的限速流表项，所述限速流表项中包括所述第二报文转发限速值，以使所述交换设备将所述限速流表项添加到所述限速流表中。

至此，完成图4所示装置的描述。可见，在本发明实施例中，由控制器根据各成员口的报文发送速率以及全局口的报文转发限速值，确定待分配给各成员口的报文转发限速值，并将报文转发限速值下发到各成员口所在交换设备。交换设备内成员口所在业务板根据获取到的成员口的报文转发限速值，对业务报文进行转发处理。即实现限速和转发在同一块业务板上完成，减少了板间网络资源的消耗。

下面对本发明实施例提供的控制器进行描述：

参见图5，为本发明实施例提供的一种控制器的硬件结构示意图。该控制器可包括处理器501、存储有机器可执行指令的机器可读存储介质502。处理器501与机器可读存储介质502可经由系统总线503通信。并且，通过读取并执行机器可读存储介质502中与流量限速逻辑对应的机器可执行指令，处理器501可执行上文描述的流量限速方法。

本文提到的机器可读存储介质502可以是任何电子、磁性、光学或其他物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，所述机器可读存储介质502可以包括如下至少一个种存储介质：易失存储器、非易失性存储器、其它类型存储介质。其中，易失性存储器可为RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，非易失性存储器可为闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、存储盘(如光盘、DVD等)。

本发明实施例还提供一种包括机器可执行指令的机器可读存储介质，例如图5中的机器可读存储介质502，所述机器可执行指令可由控制器中的处理器501执行，以实现以上描述的流量限速方法。

至此，完成图5所示设备的描述。

以上所述仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种流量限速方法，应用于软件定义网络SDN中的控制器，其特征在于，所述SDN中还包括至少一个交换设备，所述交换设备包括至少一个业务板，所述方法包括：

确定组成同一全局口中每个成员口对应的报文发送速率；其中，不同成员口位于所述SDN中的不同业务板上，所述全局口由至少一个成员口组成；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定组成同一全局口中每个成员口对应的报文发送速率，包括：

或者，

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别向各成员口所在的交换设备通告所述第二报文转发限速值，包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别向各成员口所在的交换设备通告所述第二报文转发限速值之前，还包括：

5.一种流量限速装置，应用于软件定义网络SDN中的控制器，其特征在于，所述SDN中还包括至少一个交换设备，所述交换设备包括至少一个业务板，所述装置包括：

速率确定单元，用于确定组成同一全局口中每个成员口对应的报文发送速率；其中，不同成员口位于所述SDN中的不同业务板上，所述全局口由至少一个成员口组成；

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述速率确定单元，具体用于分别接收各成员口所在交换设备上报的成员口对应的报文发送速率；

或者，

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述限速通告单元，具体用于向各成员口所在交换设备发送表项修改消息，所述表项修改消息包括所述第二报文转发限速值，以使所述交换设备将所述第二报文转发限速值添加到成员口对应的转发流表项中。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

9.一种控制器，其特征在于，所述控制器包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器被所述机器可执行指令促使：实现权利要求1-4任一所述的方法步骤。

10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质内存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令被处理器执行时实现权利要求1-4任一所述的方法步骤。