CN110677311A - 端口流量统计周期调整方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机网络技术领域，提供一种端口流量统计周期调整方法及相关装置，所述方法包括：获取端口的端口流量的统计周期；获取统计周期内端口的端口流量；按照预设规则依据端口的端口流量调整统计周期。本发明通过动态调整SDN交换机各个端口的统计周期，使得SDN控制器更多地统计使用频率高的端口的报文流量，更少地统计使用频率低的端口的报文流量，最终降低了报文流量统计导致的SDN控制器的性能损耗。

Description

端口流量统计周期调整方法及相关装置

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，具体而言，涉及一种端口流量统计周期调整方法及相关装置。

背景技术

软件定义网络SDN(Software Defined Network，SDN)是一种新型的网络架构，这种网络架构将控制平面和数据平面进行分离。其中控制平面由一个逻辑集中的SDN控制器组成，并可以提供网络的全局视图，以及一些开放的网络编程接口；数据平面则负责数据的接收与转发，以及实现控制器下发的各项策略，主要包括SDN交换机。现有技术中，SDN控制器对SDN交换机的端口统计是按照固定时间间隔发送StatReq消息请求统计信息，当SDN交换机接收到StatReq消息后会发送StatRes消息进行应答。无论SDN交换机上的端口使用频率如何，SDN控制器都会对SDN交换机上的端口进行报文流量的统计，对于使用频率低的端口的报文流量的统计会造成SDN控制器不必要的性能损耗。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种端口流量统计周期调整方法及相关装置，通过动态调整SDN交换机各个端口的统计周期，使得SDN控制器更多地统计使用频率高的端口的报文流量，更少地统计使用频率低的端口的报文流量，最终降低了端口流量统计导致的SDN控制器的性能损耗。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种端口流量统计周期调整方法，应用于SDN控制器，SDN控制器与SDN交换机通信连接，SDN交换机包括端口，所述方法包括：获取端口的端口流量的统计周期；获取统计周期内端口的端口流量；按照预设规则依据端口的端口流量调整统计周期。

第二方面，本发明实施例还提供了一种端口流量统计周期调整装置，所述装置包括第一获取模块、第二获取模块和第一调整模块。其中，第一获取模块用于获取端口的端口流量的统计周期；第二获取模块用于获取统计周期内端口的端口流量；第一调整模块用于按照预设规则依据端口的端口流量调整统计周期。

第三方面，本发明实施例还提供了一种SDN控制器，所述SDN控制器包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的端口流量统计周期调整方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述端口流量统计周期调整方法。

相对现有技术，本发明实施例提供的一种端口流量统计周期调整方法及相关装置，首先，SDN控制器获取SDN交换机端口的端口流量的统计周期，然后，从SDN交换机获取统计周期内端口的端口流量，最后，按照预设规则依据端口的端口流量调整统计周期。与现有技术相比，本发明实施例通过动态调整SDN交换机各个端口的统计周期，使得SDN控制器更多地统计使用频率高的端口的报文流量，更少地统计使用频率低的端口的报文流量，最终降低了报文流量统计导致的SDN控制器的性能损耗。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的应用场景示意图。

图2示出了本发明实施例提供的SDN控制器的方框示意图。

图3示出了本发明实施例提供的端口流量统计周期调整方法流程图。

图4为图3示出的步骤S102的子步骤流程图。

图5为图3示出的步骤S103的子步骤流程图。

图6示出了本发明实施例提供的端口流量统计周期调整装置的方框示意图。

图标：10-SDN控制器；101-存储器；102-通信接口；103-处理器；104-总线；20-SDN交换机；200-端口流量统计周期调整装置；201-第一获取模块；202-第二获取模块；203-第一调整模块；204-第二调整模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了更好地管理和运行网络，常常需要收集网络资源及其状态信息，其中，最常见地是收集网络转发设备的端口流量。在SDN网络中，SDN控制器负责收集SDN交换机的端口流量，SDN控制器在收集SDN交换机的端口流量时，首先需要向SDN交换机端口发送请求消息，再从SDN交换返回的响应消息中获取端口流量，因此，SDN控制器在收集SDN交换机的端口流量时，需要额外处理除了正常业务之外的大量的消息，而这些消息的处理造成了SDN控制器的大量损耗，如何在保证收集SDN交换机的端口流量的前提下，尽量减少其对SDN控制器的损耗，是本领域技术人员亟待解决的问题。

针对这一问题，发明人提出了一种端口流量统计周期调整方法及相关装置，通过动态调整端口流量统计周期，使得SDN控制器更多地统计使用频率高的端口的报文流量，更少地统计使用频率低的端口的报文流量，最终降低了端口流量统计导致的SDN控制器的性能损耗，下面将对此进行详细描述。

请参照图1，图1示出了本发明实施例提供的应用场景示意图，图1中，SDN控制器10与至少一个SDN交换机20通信连接，每个SDN交换机20包括至少一个端口，SDN控制器10需要调整任意一个SDN交换机20的任意一个端口的端口流量时，SDN控制器10会获取每个SDN交换机20的每个端口的端口流量，然后获取每个端口在其统计周期内端口流量，最后按照预设规则依据每个端口的端口流量调整每个端口的端口流量的统计周期。

请参照图2，图2示出了本发明实施例提供的SDN控制器10的方框示意图。SDN控制器10可以是，但不限于，主机、虚拟机、实体服务器、实体服务器上的虚拟机等能提供与所述服务器或者虚拟机有相同功能的实体或者虚拟的服务端。SDN控制器10的操作系统可以是，但不限于，Windows系统、Linux系统等。所述SDN控制器10包括存储器101、通信接口102、处理器103和总线104，所述存储器101、通信接口102和处理器103通过总线104连接，处理器103用于执行存储器101中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器101可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口102(可以是有线或者无线)实现该SDN控制器10与至少一个其他SDN控制器10、以及SDN交换机20之间的通信连接。

总线104可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。图2中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器101用于存储程序，所述处理器103在接收到执行指令后，执行所述程序以实现本发明上述实施例揭示的端口流量统计周期调整方法。

第一实施例

请参照图3，图3示出了本发明实施例提供的端口流量统计周期调整方法流程图。该方法包括以下步骤：

步骤S101，获取端口的端口流量的统计周期。

在本发明实施例中，每个端口的端口流量的统计周期可以不同，在SDN控制器10与SDN交换机20建立通信连接后，SDN控制器10会为每个端口预设一个初始的端口流量的统计周期，每个端口的初始的端口流量的统计周期可以设置相同，也可以设置不同，可以根据具体的应用场景确定。例如，SDN交换机20包括3个端口：1#端口、2#端口和3#端口，SDN控制器10与SDN交换机20建立通信连接后，为SDN交换机20的3个端口分别设置各自的端口流量的统计周期，分别为：100ms、50ms、50ms。根据该初始的端口流量的统计周期的端口流量进行调整得到调整后的统计周期，根据调整后的统计周期的端口流量进行下一次的调整。

需要说明的是，步骤S101获取的端口流量的统计周期可以是初始的端口流量的统计周期，也可以是进行了至少一次调整后的当前的端口流量的统计周期，这取决于该步骤的执行时机，例如，当端口流量的统计周期之前还未调整过时，步骤S101获取的端口流量的统计周期是初始的端口流量的统计周期，当端口流量的统计周期之前调整过时，步骤S101获取的端口流量的统计周期是就是最后一次调整后的端口流量的统计周期。

步骤S102，获取统计周期内端口的端口流量。

在本发明实施例中，SDN控制器10需要获取SDN交换机20的端口在统计周期内端口的端口流量时，首先，会在统计周期内向该端口发送StatReq消息请求，其次，SDN交换机20在收到该请求后反馈StatRes消息给SDN控制器10，该StatRes消息中携带有对应端口的端口流量，最后，从StatRes消息中提取出对应端口的端口流量。

请参照图4，步骤S102的还可以包括以下子步骤：

子步骤S1021，在统计周期内向端口发送StatReq消息请求。

在本发明实施例中，SDN控制器10与SDN交换机20之间的通信可以采用OpenFlow协议，在OpenFlow协议中，获取统计信息的StatReq消息请求可以为该协议中的OFPT_STATS_REQUEST数据包，OFPT_STATS_REQUEST的类型有很多，例如，类型字段的值为0：代表请求SDN交换机20的版本信息，制造商家等信息，类型字段的值为1：代表单流请求信息，即需要获取单流请求信息的统计信息，类型字段的值为4：代表端口信息请求，即需要获取端口信息请求的统计信息。

子步骤S1022，接收端口返回的StatRes消息，其中，StatRes消息中携带有端口的端口统计信息。

在本发明实施例中，每个StatReq消息都有对应的StatRes消息响应，也就是说，每类OFPT_STATS_REQUEST数据包都有与之类型对应的OFPT_STATS_REPLY数据包，即SDN交换机20在收到SDN控制器10发送的OFPT_STATS_REQUEST数据包后，会响应与OFPT_STATS_REQUEST数据包类型一致的OFPT_STATS_REPLY数据包，其中，OFPT_STATS_REPLY数据包中携带有对应类型的统计信息。

在本发明实施例中，SDN交换机20收到SDN控制器10发送的OFPT_STATS_REQUEST数据包后，其中，该数据包可以携带端口标识和类型，端口标识用于表征需要获取端口流量的端口，类型表征需要获取哪类统计信息，SDN交换机20首先从接收到的OFPT_STATS_REQUEST数据包中提取出端口标识，然后将端口标识指定的端口的端口统计信息打包生成OFPT_STATS_REPLY数据包，最后，将打包后的数据包返回至SDN控制器10。OFPT_STATS_REPLY数据包中包括的统计信息可以、但不限于端口接收包的个数、端口发送包的个数、端口接收的字节数、端口发送的字节数、统计持续的时间等。

子步骤S1023，从端口统计信息中获取端口的端口流量。

在本发明实施例中，端口的端口流量可以是端口接收包的个数、也可以是端口发送包的个数，还可以是端口接受包个数与端口发送包的个数之和。根据需要，端口的端口流量可以是端口接收的字节数、也可以是端口发送的字节数，还可以是端口接收的字节数与端口发送的字节数之和，本发明实施例对此不予限定。

步骤S103，按照预设规则依据端口的端口流量调整统计周期。

在本发明实施例中，在获取到端口的端口流量后，首先，根据端口流量和统计周期计算端口的实时吞吐量，然后，根据实时吞吐量按照预设规则对统计周期进行调整。

请参照图5，步骤S103的还可以包括以下子步骤：

子步骤S1031，依据端口的端口流量及统计周期计算端口的实时吞吐量。

在本发明实施例中，实时吞吐量可以通过如下公式进行计算得到：

Tsn＝Fsn/tsn，其中，Tsn为第n号端口的实时吞吐量，Fsn为第n号端口的端口流量，tsn为第n号端口的统计周期。

在本发明实施例中，端口的实时吞吐量越大，意味着该端口的使用频率也越高，反之，该端口的使用频率越低。由于对于网络影响大的通常为使用频率高的端口，因此，统计使用频率高的端口的统计信息对于网络管理员的参考意义也比较大，故，对于使用频率高的端口，应该适当地缩短其统计周期，以使得使用频率高的端口的端口流量统计结果更接近实际场景，对于使用频率低的端口，应该适当地增长其统计周期，以减少SDN控制器10对使用频率低的端口的端口流量进行统计带来的性能损耗。

子步骤S1032，若实时吞吐量小于第一预设阈值且统计周期小于第二预设阈值，按照第一预设参数对统计周期进行调整。

在本发明实施例中，第一预设阈值也称为吞吐量阈值，可以由网络管理员根据网络实际情况预先设定，第二预设阈值为SDN控制器10发送StatReq消息的时间间隔的最大阈值，可以由网络管理员根据网络实际情况预先设定，第一预设参数可以是网络管理员根据调整策略预先设定的，第一预设参数可以是倍数，也可以是具体调整的周期的值，例如，第一预设参数为2，统计周期为50ms，则调整后的统计周期为：2*50ms＝100ms，又如，第一预设参数为50ms，统计周期为100ms，则调整后的统计周期为：50ms+100ms＝150ms。

在本发明实施例中，实时吞吐量小于第一预设阈值且统计周期小于第二预设阈值，意味着该端口的使用频率不高，因此，利用第一预设参数实际上是适当地增长了统计周期。

子步骤S1033，若实时吞吐量大于或者等于第一预设阈值且统计周期大于或者等于第三预设阈值，按照第二预设参数对统计周期进行调整。

在本发明实施例中，第三预设阈值为SDN控制器10发送StatReq消息的时间间隔的最小阈值，可以由网络管理员根据网络实际情况预先设定，第二预设参数可以是倍数，也可以是具体调整的周期的值，例如，第一预设参数为1/2，统计周期为50ms，则调整后的统计周期为：(1/2)*50ms＝25ms，又如，第一预设参数为-50ms，统计周期为100ms，则调整后的统计周期为：100ms+(-50ms)＝50ms。

在本发明实施例中，实时吞吐量大于或者等于第一预设阈值且统计周期大于或者等于第三预设阈值，意味着该端口的使用频率较高，因此，利用第二预设参数实际上是适当地缩短了统计周期。

在本发明实施例中，在对当前统计周期进行调整后，下一个周期仍然按照步骤S101-S103对该调整后的当前统计周期进行下一轮的调整，因此，本发明实施例还包括步骤S104。

步骤S104，按照调整后的统计周期获取下一次端口的端口流量，以进行统计周期的下一次的调整。

在本发明实施例中，通过获取统计周期内的端口流量，依据统计周期及该统计周期内的端口流量对统计周期进行动态调整，与现有技术相比，具有以下有益效果：

第一，通过端口流量对端口的统计周期进行调整，使得SDN控制器10更多地统计使用频率高的端口的报文流量，更少地统计使用频率低的端口的报文流量，最终降低了端口流量统计导致的SDN控制器10的性能损耗。

第二，依据每个统计周期的端口流量对统计周期进行实时动态调整，使调整后的统计周期与实际端口流量更匹配，进一步降低了端口流量统计导致的SDN控制器10的性能损耗。

第二实施例

请参照图6，图6示出了本发明实施例提供的端口流量统计周期调整装置200的方框示意图。端口流量统计周期调整装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器101中或固化在所述SDN控制器10的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。端口流量统计周期调整装置200应用于SDN控制器10，包括第一获取模块201；第二获取模块202；第一调整模块203；第二调整模块204。

第一获取模块201，用于获取端口的端口流量的统计周期。

在本发明实施例中，第一获取模块201用于执行步骤S101。

第二获取模块202，用于获取统计周期内端口的端口流量。

在本发明实施例中，第二获取模块202用于执行步骤S102及其子步骤S1021-S1023。

第一调整模块203，用于按照预设规则依据端口的端口流量调整统计周期。

在本发明实施例中，第一调整模块203用于执行步骤S103及其子步骤S1031-S1033。

第二调整模块204，用于按照调整后的统计周期获取下一次端口的端口流量，以进行统计周期的下一次的调整。

在本发明实施例中，第二调整模块204用于执行步骤S104。

本发明实施例还揭示了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器103执行时实现本发明前述实施例揭示的端口流量统计周期调整方法。

综上所述，本发明提供的一种端口流量统计周期调整方法及相关装置，所述方法应用于SDN控制器，SDN控制器与SDN交换机通信连接，SDN交换机包括端口，所述方法包括：获取端口的端口流量的统计周期；获取统计周期内端口的端口流量；按照预设规则依据端口的端口流量调整统计周期。与现有技术相比，本发明通过动态调整SDN交换机各个端口的统计周期，使得SDN控制器更多地统计使用频率高的端口的报文流量，更少地统计使用频率低的端口的报文流量，最终降低了端口流量统计导致的SDN控制器的性能损耗。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种端口流量统计周期调整方法，其特征在于，应用于SDN控制器，所述SDN控制器与SDN交换机通信连接，所述SDN交换机包括端口，所述方法包括：

获取所述端口的端口流量的统计周期；

获取所述统计周期内所述端口的端口流量；

按照预设规则依据所述端口的端口流量调整所述统计周期。

2.如权利要求1所述的端口流量统计周期调整方法，其特征在于，所述获取所述统计周期内所述端口的端口流量的步骤，包括：

在所述统计周期内向所述端口发送StatReq消息请求；

接收所述端口返回的StatRes消息，其中，所述StatRes消息中携带有所述端口的端口统计信息；

从所述端口统计信息中获取所述端口的端口流量。

3.如权利要求1所述的端口流量统计周期调整方法，其特征在于，所述按照预设规则依据所述端口的端口流量调整所述统计周期的步骤，包括：

依据所述端口的端口流量及所述统计周期计算所述端口的实时吞吐量；

若所述实时吞吐量小于第一预设阈值且所述统计周期小于第二预设阈值，按照第一预设参数对所述统计周期进行调整；

若所述实时吞吐量大于或者等于第一预设阈值且所述统计周期大于或者等于第三预设阈值，按照第二预设参数对所述统计周期进行调整。

4.如权利要求1所述的端口流量统计周期调整方法，其特征在于，所述方法还包括：

按照调整后的统计周期获取下一次所述端口的端口流量，以进行统计周期的下一次的调整。

5.一种端口流量统计周期调整装置，其特征在于，应用于SDN控制器，所述SDN控制器与SDN交换机通信连接，所述SDN交换机包括端口，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取所述端口的端口流量的统计周期；

第二获取模块，用于获取所述统计周期内所述端口的端口流量；

第一调整模块，用于按照预设规则依据所述端口的端口流量调整所述统计周期。

6.如权利要求5所述的端口流量统计周期调整装置，其特征在于，所述第二获取模块具体用于：

在所述统计周期内向所述端口发送StatReq消息请求；

接收所述端口返回的StatRes消息，其中，所述StatRes消息中携带有所述端口的端口统计信息；

从所述端口统计信息中获取所述端口的端口流量。

7.如权利要求5所述的端口流量统计周期调整装置，其特征在于，所述第一调整模块具体用于：

依据所述端口的端口流量及所述统计周期计算所述端口的实时吞吐量；

若所述实时吞吐量小于第一预设阈值且所述统计周期小于第二预设阈值，按照第一预设参数对所述统计周期进行调整；

若所述实时吞吐量大于或者等于第一预设阈值且所述统计周期大于或者等于第三预设阈值，按照第二预设参数对所述统计周期进行调整。

8.如权利要求5所述的端口流量统计周期调整装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二调整模块，用于按照调整后的统计周期获取下一次所述端口的端口流量，以进行统计周期的下一次的调整。

9.一种SDN控制器，其特征在于，所述SDN控制器与SDN交换机通信连接，所述SDN交换机包括端口，所述SDN控制器包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

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