CN109450813A - 云计算系统中流量控制方法和装置 - Google Patents

云计算系统中流量控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种云计算系统中流量控制方法和装置。所述方法包括：获取任意两个虚拟机之间的流量的特征信息，其中所述流量特征信息包括流量的应用信息和流量对网络带宽的占用信息；当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽过载条件时，控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略。

Description

云计算系统中流量控制方法和装置
技术领域
本发明涉及信息处理领域，尤指一种云计算系统中流量控制方法和装置。
背景技术
云计算(Cloud Computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。因此，云计算甚至可以让你体验每秒10万亿次的运算能力，拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心，按自己的需求进行运算。
云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池，其中资源包括网络、服务器、存储、应用软件和服务等，这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。在数据中心建设的初期主要是完成网络、计算、存储的搭建，构建统一的资源管理平台，完成资源的统一化管理和自主服务；在后续的发展过程中用户逐渐关注资源的真正使用情况，以便更好的规划资源和控制资源的使用。
随着云计算、SDN、虚拟化等理念和技术的不断成熟，云计算部署的规模也在不断增长，云计算上虚拟机的安装的应用数量也在剧增，会出现某些应用恶意大量抢占网络资源，影响网络资源稳定性的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种云计算系统中流量控制方法和装置，能够保证网络资源的稳定性。
为了达到本发明目的，本发明提供了一种云计算系统中流量控制方法，包括：
获取任意两个虚拟机之间的流量的特征信息，其中所述流量特征信息包括流量的应用信息和流量对网络带宽的占用信息；
当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽过载条件时，控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略。
在一个示例性实施例中，通过如下方式控制所述应用的流量，包括：
降低所述应用的流速和/或流量的服务质量；
利用降低后的用的流速和/或流量的服务质量进行流量控制。
在一个示例性实施例中，所述控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略，包括：
如果所述流量对网络带宽的占用信息为所述应用在预先设置时长内的流量总量，则将所述应用在预先设置时长内的流量总量与预先设置的总量阈值进行比较，得到比较结果；如果比较结果为所述流量总量大于所述总量阈值，降低所述应用的流速和/或流量的服务质量；
如果所述流量对网络带宽的占用信息为所述应用在预先设置的时长内的流量流速，则将所述应用在预先设置时长内的流量流速与预先设置的总量阈值进行比较，得到比较结果；如果比较结果为所述流量流速大于所述流速阈值，降低所述应用的流速和/或流量的服务质量。
在一个示例性实施例中，所述控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略之后，所述方法还包括：
当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽轻载条件时，停止对所述应用的流量对网络带宽的占用策略的使用。
在一个示例性实施例中，所述应用对应的网络带宽占用策略是通过如下方式得到的：
获取所述应用的流量对网络带宽的占用信息与网络带宽的使用状态的对应关系；
当检测到所述网络带宽的使用状态达到预先设置的网络带宽过载的判断条件时，确定触发网络带宽发生过载的目标应用；
对所述目标带宽的应用设置对应的网络带宽的占用策略。
为了达到本发明目的，本发明提供了一种云计算系统中流量控制装置，包括：
获取模块，用于获取任意两个虚拟机之间的流量的特征信息，其中所述流量特征信息包括流量的应用信息和流量对网络带宽的占用信息；
第一控制模块，用于当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽过载条件时，控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略。
在一个示例性实施例中，所述第一控制模块通过如下方式控制所述应用的流量，包括：
降低所述应用的流速和/或流量的服务质量；
利用降低后的用的流速和/或流量的服务质量进行流量控制。
在一个示例性实施例中，所述第一控制模块具体用于：
如果所述流量对网络带宽的占用信息为所述应用在预先设置时长内的流量总量，则将所述应用在预先设置时长内的流量总量与预先设置的总量阈值进行比较，得到比较结果；如果比较结果为所述流量总量大于所述总量阈值，降低所述应用的流速和/或流量的服务质量；
如果所述流量对网络带宽的占用信息为所述应用在预先设置的时长内的流量流速，则将所述应用在预先设置时长内的流量流速与预先设置的总量阈值进行比较，得到比较结果；如果比较结果为所述流量流速大于所述流速阈值，降低所述应用的流速和/或流量的服务质量。
在一个示例性实施例中，所述装置还包括：
第二控制模块，用于在控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略之后，当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽轻载条件时，停止对所述应用的流量对网络带宽的占用策略的使用。
在一个示例性实施例中，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取所述应用的流量对网络带宽的占用信息与网络带宽的使用状态的对应关系；
确定模块，用于当检测到所述网络带宽的使用状态达到预先设置的网络带宽过载的判断条件时，确定触发网络带宽发生过载的目标应用；
设置模块，用于对所述目标带宽的应用设置对应的网络带宽的占用策略。
本发明提供的实施例，获取任意两个虚拟机之间的流量的特征信息，其中所述流量特征信息包括流量的应用信息和流量对网络带宽的占用信息，当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽过载条件时，控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略，实现根据网络带宽占用情况对应用的流量的控制，保证网络资源的稳定性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明提供的云计算系统中流量控制方法的流程图；
图2为本发明提供的OpenFlow Meter计量方法的示意图；
图3为本发明实施例提供的基于OpenFlow Meter的流量计量系统的示意图；
图4为本发明提供的云计算系统中流量控制装置的结构图。
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明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1为本发明提供的云计算系统中流量控制方法的流程图。图1所示方法包括：
步骤101、获取任意两个虚拟机之间的流量的特征信息，其中所述流量特征信息包括流量的应用信息和流量对网络带宽的占用信息；
在云计算系统中，获取任一两个虚拟机的网络带宽上传输的流量的特征信息，该特征信息是以应用为单位的进行标记，所述流量对网络带宽的占用信息为所述应用在预先设置时长内的流量总量和/或所述应用在预先设置的时长内的流量流速；
步骤102、当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽过载条件时，控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略。
当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽过载条件时，确定该应用的流量会造成网络的带宽被大幅度占用，会影响网络的稳定性，需要对该应用的流量进行管控；
在一个示例性实施例中，可以通知该虚拟机对应的虚拟交换机在转发该虚拟机的流量时进行管控；
在一个示例性实施例中，通过如下方式控制所述应用的流量，包括：
降低所述应用的流速和/或流量的服务质量；
利用降低后的用的流速和/或流量的服务质量进行流量控制。
通过对流量进行限速和服务质量的降低，可以缓解对网络带宽的瞬时冲击，保证网络带宽的稳定性。
本发明提供的方法实施例，获取任意两个虚拟机之间的流量的特征信息，其中所述流量特征信息包括流量的应用信息和流量对网络带宽的占用信息，当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽过载条件时，控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略，实现根据网络带宽占用情况对应用的流量的控制，保证网络资源的稳定性。
下面对本发明提供的方法作进一步说明：
在一个示例性实施例中，所述控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略，包括：
如果所述流量对网络带宽的占用信息为所述应用在预先设置时长内的流量总量，则将所述应用在预先设置时长内的流量总量与预先设置的总量阈值进行比较，得到比较结果；如果比较结果为所述流量总量大于所述总量阈值，降低所述应用的流速和/或流量的服务质量；
如果所述流量对网络带宽的占用信息为所述应用在预先设置的时长内的流量流速，则将所述应用在预先设置时长内的流量流速与预先设置的总量阈值进行比较，得到比较结果；如果比较结果为所述流量流速大于所述流速阈值，降低所述应用的流速和/或流量的服务质量。
在本示例性实施例中，以应用为单位，获取各应用的流量对网络带宽的占用情况，在确定该应用的流量达到预设的判断条件时，对该流量进行管控，以避免出现某些应用恶意大量抢占网络资源的情况。
在一个示例性实施例中，所述控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略之后，所述方法还包括：
当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽轻载条件时，停止对所述应用的流量对网络带宽的占用策略的使用。
在本示例性实施例中，当检测到该应用的流量不再对网络带宽造成威胁时，可以恢复该流量的正常传输，包括恢复原来的传输速率和/或服务质量，以实现网络资源的充分利用。
在一个示例性实施例中，所述应用对应的网络带宽占用策略是通过如下方式得到的：
获取所述应用的流量对网络带宽的占用信息与网络带宽的使用状态的对应关系；
当检测到所述网络带宽的使用状态达到预先设置的网络带宽过载的判断条件时，确定触发网络带宽发生过载的目标应用；
对所述目标带宽的应用设置对应的网络带宽的占用策略。
在本示例性实施例中，通过采集应用的流量与网络带宽占用的对应信息，来确定应用的网络带宽的占用策略，保证设置的判断的准确性。
下面以本发明提供的方法实施例对本发明提供的方法进行说明：
为增强网络稳定性并提高网络的可操控性，避免出现某些应用恶意大量抢占网络资源，采用OpenFlow Meter进行流量计量以及QoS处理可以大幅提高网络可用性和可编程性；使用OpenFlow Meter可以做到应用级粒度的流量计量，通过应用程序流量的特征，下发匹配流表结合OpenFlow Meter进行计量与QoS处理，从而提供精细，安全、快速、稳定的网络服务。
基于虚拟化网络的特点，通过分析用户应用的流量特征，使用OpenFlow Meter对该流量进行有针对性的计量；本发明的设计方法是虚拟机匹配OpenFlow流表，命中结合OpenFlow Meter进行处理，当达到对流量进行计量以及Qos(Quality of Service，服务质量)服务处理。
图2为本发明提供的OpenFlow Meter计量方法的示意图。如图2所示，在一个OpenFlow Meter中可以设置多个Meter Bands，每个Meter Bands有一个阈值速率，当速率达到指定的阈值时，相应的计数器Counter就会自动记性统计计数，并且每个Meter Bands都可以设定Band Type为drop或者修改报文DSCP(Differentiated Services Code Point，差分服务代码点)等，从而进行限速或者QoS服务，也就是通过OpenFlow Meter可以统计出一条流量多个阈值速率下的统计计数以及可以针对不同速率的流量进行限速和QoS服务处理。
图3为本发明实施例提供的基于OpenFlow Meter的流量计量系统的示意图。如图3所示，所示方法包括：
步骤A、步骤SDN控制器下发报文转发匹配流表到虚拟机1和虚拟机2，用于控制将虚拟机1和虚拟机2的流量转发至SDN；
步骤B、虚拟机1和虚拟机2根据该报文转发匹配流表，将两者之间的流量定时发送送至控制器进行分析；
步骤C、SDN根据分析的流量特征并结合用户配置，会分别向虚拟机交换机vSwitch1和vSwitch2下发OpenFlow Meter表；该OpenFlow Meter表用于对虚拟机1和虚拟机2之间的流量的控制；
步骤D、虚拟机交换机vSwitch1和vSwitch2在利用转发匹配流表进行流量转发时，根据该OpenFlow Meter表的流量统计情况，根据流量的流量速率做相应的动作，如：QoS，限速等。
本发明实施例提供的方法，通过使用OpenFlow流表控制报文转发以及结合OpenFlow Meter计量功能，使控制与转发分离，可以简单、高效的指导报文转发，符合云计算基础架构设计理念，控制面与转发面解耦，提高设计的灵活性；设计合理的OpenFlow流表和OpenFlow Meter表，提供高效应用限速服务，进而提升虚拟化网络服务的性能和稳定性。
图4为本发明提供的云计算系统中流量控制装置的结构图。图4所示装置包括：
获取模块401，用于获取任意两个虚拟机之间的流量的特征信息，其中所述流量特征信息包括流量的应用信息和流量对网络带宽的占用信息；
第一控制模块402，用于当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽过载条件时，控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略。
在一个示例性实施例中，所述第一控制模块402通过如下方式控制所述应用的流量，包括：
降低所述应用的流速和/或流量的服务质量；
利用降低后的用的流速和/或流量的服务质量进行流量控制。
在一个示例性实施例中，所述第一控制模块402具体用于：
如果所述流量对网络带宽的占用信息为所述应用在预先设置时长内的流量总量，则将所述应用在预先设置时长内的流量总量与预先设置的总量阈值进行比较，得到比较结果；如果比较结果为所述流量总量大于所述总量阈值，降低所述应用的流速和/或流量的服务质量；
如果所述流量对网络带宽的占用信息为所述应用在预先设置的时长内的流量流速，则将所述应用在预先设置时长内的流量流速与预先设置的总量阈值进行比较，得到比较结果；如果比较结果为所述流量流速大于所述流速阈值，降低所述应用的流速和/或流量的服务质量。
在一个示例性实施例中，所述装置还包括：
第二控制模块，用于在控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略之后，当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽轻载条件时，停止对所述应用的流量对网络带宽的占用策略的使用。
在一个示例性实施例中，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取所述应用的流量对网络带宽的占用信息与网络带宽的使用状态的对应关系；
确定模块，用于当检测到所述网络带宽的使用状态达到预先设置的网络带宽过载的判断条件时，确定触发网络带宽发生过载的目标应用；
设置模块，用于对所述目标带宽的应用设置对应的网络带宽的占用策略。
本发明提供的装置实施例，获取任意两个虚拟机之间的流量的特征信息，其中所述流量特征信息包括流量的应用信息和流量对网络带宽的占用信息，当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽过载条件时，控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略，实现根据网络带宽占用情况对应用的流量的控制，保证网络资源的稳定性。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种云计算系统中流量控制方法，其特征在于，包括：
获取任意两个虚拟机之间的流量的特征信息，其中所述流量特征信息包括流量的应用信息和流量对网络带宽的占用信息；
当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽过载条件时，控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下方式控制所述应用的流量，包括：
降低所述应用的流速和/或流量的服务质量；
利用降低后的用的流速和/或流量的服务质量进行流量控制。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略，包括：
如果所述流量对网络带宽的占用信息为所述应用在预先设置时长内的流量总量，则将所述应用在预先设置时长内的流量总量与预先设置的总量阈值进行比较，得到比较结果；如果比较结果为所述流量总量大于所述总量阈值，降低所述应用的流速和/或流量的服务质量；
如果所述流量对网络带宽的占用信息为所述应用在预先设置的时长内的流量流速，则将所述应用在预先设置时长内的流量流速与预先设置的总量阈值进行比较，得到比较结果；如果比较结果为所述流量流速大于所述流速阈值，降低所述应用的流速和/或流量的服务质量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略之后，所述方法还包括：
当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽轻载条件时，停止对所述应用的流量对网络带宽的占用策略的使用。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述应用对应的网络带宽占用策略是通过如下方式得到的：
获取所述应用的流量对网络带宽的占用信息与网络带宽的使用状态的对应关系；
当检测到所述网络带宽的使用状态达到预先设置的网络带宽过载的判断条件时，确定触发网络带宽发生过载的目标应用；
对所述目标带宽的应用设置对应的网络带宽的占用策略。
6.一种云计算系统中流量控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取任意两个虚拟机之间的流量的特征信息，其中所述流量特征信息包括流量的应用信息和流量对网络带宽的占用信息；
第一控制模块，用于当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽过载条件时，控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一控制模块通过如下方式控制所述应用的流量，包括：
降低所述应用的流速和/或流量的服务质量；
利用降低后的用的流速和/或流量的服务质量进行流量控制。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一控制模块具体用于：
如果所述流量对网络带宽的占用信息为所述应用在预先设置时长内的流量总量，则将所述应用在预先设置时长内的流量总量与预先设置的总量阈值进行比较，得到比较结果；如果比较结果为所述流量总量大于所述总量阈值，降低所述应用的流速和/或流量的服务质量；
如果所述流量对网络带宽的占用信息为所述应用在预先设置的时长内的流量流速，则将所述应用在预先设置时长内的流量流速与预先设置的总量阈值进行比较，得到比较结果；如果比较结果为所述流量流速大于所述流速阈值，降低所述应用的流速和/或流量的服务质量。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二控制模块，用于在控制所述应用的流量对网络带宽的占用策略之后，当所述应用的流量对网络带宽的占用信息达到所述应用对应的网络带宽轻载条件时，停止对所述应用的流量对网络带宽的占用策略的使用。
10.根据权利要求6至9任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取所述应用的流量对网络带宽的占用信息与网络带宽的使用状态的对应关系；
确定模块，用于当检测到所述网络带宽的使用状态达到预先设置的网络带宽过载的判断条件时，确定触发网络带宽发生过载的目标应用；
设置模块，用于对所述目标带宽的应用设置对应的网络带宽的占用策略。
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