CN112019371B - 用于网络管理的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及动态应用SLA度量生成、分发和基于意图的SD‑WAN链路选择。总体上，本公开描述了用于动态应用服务等级协议(SLA)度量生成、分发和基于意图的SD‑WAN链路选择的技术。例如，网络设备可以确定与应用或应用组相关联的度量。网络设备可以向控制器发送度量，并且作为响应，可以从控制器接收与应用或应用组相关联的推荐的SLA度量。网络设备还可以基于以下项来计算基于意图的SLA度量：推荐的SLA度量、连接到网络设备的一个或多个链路的一个或多个特性、以及定义用以应用推荐的SLA度量的容差级别的用户配置的意图模型。网络设备可以根据基于意图的SLA度量来选择用以从应用或应用组发送业务的路径。

Description

用于网络管理的方法和设备
技术领域
本公开涉及计算机网络。
背景技术
计算机网络是可以交换数据和共享资源的互连计算设备的集合。在诸如互联网等基于分组的网络中，计算设备通过将数据划分为被称为分组的可变长度块来传送数据，这些可变长度块分别通过网络从源设备路由到目的地设备。目的地设备从分组中提取数据并且将数据组合成其原始形式。
在过去的几十年中，互联网呈指数级增长，从一个由少数节点组成的小型网络发展成为一个为超过十亿用户提供服务的全球普及网络。今天，个人订户不限于通过网络运行一些具有语音和/或数据下载的网络会话。相反，订户使用的服务范围涵盖了多媒体游戏、音频和视频流、web服务、IP语音(VoIP)等。随着新技术渗透，诸如物联网(IoT)和M2M(机器到机器)通信的利用率的提高，给定订户可能需要的网络服务和软件应用也从几个会话发展到具有并发流的多个会话。随着订户越来越多地同时运行多个应用、服务和交易，这个数字正在迅速增长。订户会话和分组流的数量和种类的增加在网络性能(诸如时延、延迟和抖动)方面向网络服务提供方提出了挑战。
用户可能希望服务提供方提供具有可接受质量水平(通常称为体验质量(QoE))的服务。QoE可以基于链路的各种度量来测量，包括时延、延迟(帧间间隙)、抖动、分组丢失和/或吞吐量。用户可以针对用户在与服务提供方的服务合同中期望的QoE的一个或多个度量(例如，服务等级协议(SLA))定义期望级别。SLA度量通常是用户可配置的值，并且通过试错法或基准测试环境与用户体验或现实最佳应用度量来得出。
发明内容
总体上，本公开描述了用于软件定义的广域网(SD-WAN)中的动态应用SLA度量生成、分发和基于意图的SD-WAN链路选择的技术。SD-WAN的网络设备(例如，路由器)可以为客户端设备与应用服务器之间的数据流指定路径(例如，链路)。这些路径通常使用用于传输业务流的WAN链路的服务等级协议(SLA)度量来选择。虽然SLA度量本质上可以是更静态的，或者至少在网络设备接收流之前预先确定，但是各种WAN链路的度量可以更加动态，因为描述特定WAN链路的能力的度量可以基于网络的各种当前方面改变。这些度量通过在各种链路上发送探测分组并且分析传输的结果来获取，其中具有与数据流中的数据分组相同大小的探测分组合理地测量特定WAN链路如何处理数据流。
在一个实现中，实现本文中描述的技术的一个或多个方面的一个或多个SD-WAN网络设备(本文中称为“SD-WAN叶节点”)可以各自动态地学习用于发送一组/一类应用(本文中称为“应用组”)的应用业务和/或业务的链路的实时或接近实时的一个或多个度量，并且向集中控制器(例如，SLA控制器)发送所学习的度量。SLA控制器可以基于从每个SD-WAN叶节点接收的度量的聚合来计算理想的用户体验。由SLA控制器计算的理想用户体验可以被称为“推荐的SLA度量”。每个SD-WAN叶节点可以接收针对每个应用和/或应用组的推荐的SLA度量，并且计算基于意图的SLA度量以标识用于发送应用和/或应用组的业务的最优/最佳路径。
本文中描述的技术可以提供能够提供至少一个实际应用的一个或多个技术优点。例如，本文中描述的技术提供来自通过所有连接的SD-WAN叶节点的现实世界网络部署的动态应用和/或应用组度量学习。每个SD-WAN叶节点应用来自真实客户应用业务(而不是来自实验室设计/测试环境应用业务)的最佳用户体验的SLA度量。通过SLA控制器周期性地每个应用和/或应用组地发送推荐的SLA度量，可以免除管理员在改变WAN链路容量时针对每个叶节点和应用的繁重的度量配置工作。SLA控制器处的自动SLA度量计算可以释放SD-WAN供应方的广泛的产品工程工作，即静态地计算用于向客户推荐的按应用和/或应用组的度量。此外，SLA控制器不断学习和计算度量，并且推荐可用于每个应用和/或应用组的SLA度量。通过动态地学习和计算度量并且为每个应用和/或应用组推荐SLA度量，相对于手动配置的SLA度量，SLA度量的计算可以提供更准确和当前的SLA度量。SD-WAN叶节点处的基于意图的期望SLA度量计算适应于网络接口条件和相应节点上的用户配置的意图模型，这使得用户能够进一步微调来自SLA控制器的推荐的SLA度量。此外，所描述的技术的一个或多个方面提供了关于哪些链路满足或不满足SD-WAN网络中的期望SLA度量的完全网络可见性。这使得能够发现SD-WAN中不满足SLA要求的路径/链路，其可以用于提供解决问题的指示(例如，通过升级链路)。
在一个示例中，一种方法包括由控制器从软件定义的广域网(SD-WAN)的多个网络设备接收链路的度量，其中该度量与应用或应用组相关联。该方法还包括由控制器基于从多个网络设备中的每个网络设备接收的度量的聚合来计算应用或应用组的推荐的服务等级协议(SLA)度量。该方法还包括由控制器向多个网络设备中的每个网络设备发送推荐的SLA度量，以使多个网络设备中的每个网络设备计算用于选择用以从应用或应用组发送业务的路径的基于意图的SLA度量。
在另一示例中，一种方法包括由软件定义的广域网(SD-WAN)的多个网络设备中的网络设备确定网络设备的链路的度量，其中度量与应用或应用组相关联。该方法还包括由网络设备向控制器发送度量。该方法还包括由网络设备从控制器接收与应用或应用组相关联的推荐的服务等级协议(SLA)度量，其中推荐的SLA度量是基于来自多个网络设备中的每个网络设备的度量的聚合被计算的，包括由网络设备发送的度量。此外，该方法包括由网络设备基于以下项来计算基于意图的SLA度量：推荐的SLA度量、连接到网络设备的一个或多个链路的一个或多个特性、以及定义用以应用推荐的SLA度量的容差级别的用户配置的意图模型。该方法还包括由网络设备根据基于意图的SLA度量来选择用以从应用或应用组发送业务的路径。
在又一示例中，一种软件定义的广域网(SD-WAN)的多个网络设备中的网络设备包括存储器。网络设备还包括与存储器通信的一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为：确定网络设备的链路的度量，其中度量与应用或应用组相关联。网络设备的一个或多个处理器还被配置为向控制器发送度量。网络设备的一个或多个处理器还被配置为从控制器接收与应用或应用组相关联的推荐的服务等级协议(SLA)度量，其中推荐的SLA度量是基于来自多个网络设备中的每个网络设备的度量的聚合被计算的，包括由网络设备发送的度量。网络设备的一个或多个处理器还被配置为基于以下项来计算基于意图的SLA度量：推荐的SLA度量、连接到网络设备的一个或多个链路的一个或多个特性、以及定义用以应用推荐的SLA度量的容差级别的用户配置的意图模型。网络设备的一个或多个处理器还被配置为根据基于意图的SLA度量来选择用于从应用或应用组发送业务的路径。
在附图和以下描述中阐述了一个或多个示例的细节。根据说明书和附图以及权利要求，其他特征、目的和优点将很清楚。
附图说明
图1是示出根据本公开中描述的技术的一个或多个方面的执行动态应用SLA度量生成、分发和基于意图的SD-WAN链路选择的示例SD-WAN的框图；
图2是示出根据本公开中描述的技术的一个或多个方面的SD-WAN的推荐的SLA度量的示例动态应用SLA度量生成和分发的框图；
图3是示出根据本发明中描述的技术的一个或多个方面的基于意图的SLA度量计算的逻辑示例的框图；
图4是示出根据本发明中描述的技术的一个或多个方面的用于SD-WAN的根据基于意图的SLA度量计算的路径选择的示例技术的框图；
图5是示出根据本文中描述的技术的一个或多个方面配置的示例SLA控制器的框图；
图6是示出根据本文中描述的技术的一个或多个方面配置的示例网络设备的框图；以及
图7是示出根据本公开中描述的技术的一个或多个方面的用于执行动态应用SLA度量生成、分发和基于意图的SD-WAN链路选择的SD-WAN的示例技术的流程图。
具体实施方式
图1是示出根据本公开中描述的技术的一个或多个方面的执行动态应用SLA度量生成、分发和基于意图的SD-WAN链路选择的示例SD-WAN的框图。在图1所示的示例中，服务提供方网络2作为专用网络操作以向订户设备16提供基于分组的网络服务。也就是说，服务提供方网络2为订户设备16提供网络接入的认证和建立，使得订户设备可以开始与公共网络12交换数据分组，公共网络12可以是诸如互联网等基于分组的内部或外部网络。
服务提供方网络2包括接入网络6，接入网络6经由服务提供方软件定义的广域网7(下文中称为“SD-WAN 7”)和路由器8提供到公共网络12的连接。SD-WAN 7和公共网络12提供可供订户设备16请求和使用的基于分组的服务。例如，SD-WAN 7和/或公共网络12可以提供批量数据传送、互联网协议语音(VoIP)、互联网协议电视(IPTV)、短消息服务(SMS)、无线应用协议(WAP)服务或客户特定的应用服务。公共网络12可以包括例如局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网、虚拟LAN(VLAN)、企业LAN、第3层虚拟专用网(VPN)、由操作接入网络6的服务提供方操作的互联网协议(IP)内联网、企业IP网络或其某种组合。在各种示例中，公共网络12连接到公共WAN、互联网或其他网络。公共网络12执行一个或多个分组数据协议(PDP)，诸如IP(IPv4和/或IPv6)、X.25或点对点协议(PPP)，以实现公共网络12服务的基于分组的传输。
通常，订户设备16经由接入网络6连接到网关路由器8，以接收到由公共网络12或数据中心9托管的应用的订户服务的连接。订户可以表示例如企业、住宅订户或移动订户。订户设备16可以是例如个人计算机、膝上型计算机或位于客户设备(CE)11后面的其他类型的计算设备，这些设备可以提供本地路由和交换功能。每个订户设备16可以运行各种软件应用，诸如文字处理和其他办公室支持软件、web浏览软件、支持语音呼叫的软件、视频游戏、视频会议和电子邮件等。例如，订户设备16可以是各种支持网络的设备，通常称为“物联网”(IoT)设备，诸如相机、传感器(S)、电视、电器等。此外，订户设备16可以包括经由无线电接入网络(RAN)4接入服务提供方网络2的数据服务的移动设备。示例移动订户设备包括移动电话、具有例如3G无线卡的膝上型或台式计算机、具有无线有能力的上网本、视频游戏设备、寻呼机、智能电话、个人数据助理(PDA)等。
网络服务提供方操作或在某些情况下租用接入网络6的元件以在订户设备16与路由器8之间提供分组传输。接入网络6表示聚合来自一个或多个订户设备16的数据业务以用于去往/来自服务提供方的SD-WAN7的传输的网络。接入网络6包括执行通信协议以传输控制和用户数据以促进订户设备16与路由器8之间的通信的网络节点。接入网络6可以包括宽带接入网络、无线LAN、公共交换电话网络(PSTN)、客户端设备(CPE)网络或其他类型的接入网络，并且可以包括或以其他方式提供诸如无线电接入网络(RAN)4等蜂窝接入网络的连接。示例包括符合通用移动电信系统(UMTS)架构、称为长期演进(LTE)的UMTS的演进、由互联网工程任务组(IETF)标准化的移动IP、以及由第三代合作伙伴计划(3GPP)、第三代合作伙伴计划2(3GGP/2)和WiMAX论坛提出的其他标准的网络。
SD-WAN装置18可以是客户边缘(CE)路由器、提供方边缘(PE)路由器、或接入网络6与SD-WAN 7之间的其他网络设备。SD-WAN 7提供到附接到接入网络6的订户设备16的基于分组的连接以用于接入公共网络12(例如，互联网)。SD-WAN 7可以表示由服务提供方拥有和操作以互连多个网络(其可以包括接入网络6)的公共网络。在一些示例中，SD-WAN 7可以实现多协议标签交换(MPLS)转发，并且在这种情况下可以称为MPLS网络或MPLS骨干网。在一些情况下，SD-WAN7表示提供来自一个或多个服务提供方的服务的多个互连的自治系统，诸如互联网。SD-WAN 7可以包括在SD-WAN 7内的WAN链路上转发应用业务的网络设备13，包括SD-WAN装置18和路由器8。公共网络12可以表示互联网。公共网络12可以表示经由传输网络22和一个或多个网络设备(例如，客户边缘设备，诸如客户边缘交换机或路由器)耦合到SD-WAN 7的边缘网络。公共网络12可以包括数据中心。SD-WAN装置8可以经由虚拟网络20与服务节点10交换分组，并且路由器8可以经由传输网络22将分组转发到公共网络12。
在包括有线/宽带接入网络的网络2的示例中，路由器8可以表示宽带网络网关(BNG)、宽带远程接入服务器(BRAS)、MPLS PE路由器、核心路由器或网关、或者电缆调制解调器终端系统(CMTS)。在包括蜂窝接入网络作为接入网络6的网络2的示例中，路由器8可以表示移动网关，例如，网关通用分组无线电服务(GPRS)服务节点(GGSN)、接入网关(aGW)、或分组数据网络(PDN)网关(PGW)。在其他示例中，关于路由器8描述的功能可以在交换机、服务卡或另一网络元件或组件中实现。在一些示例中，路由器8本身可以是服务节点。
管理网络2的至少部分的网络服务提供方通常向与接入服务提供方网络2的设备(例如，订户设备16)相关联的订户提供服务。所提供的服务可以包括例如传统的互联网接入、VoIP、视频和多媒体服务以及安全服务。如上面关于SD-WAN 7所述，SD-WAN 7可以支持连接到服务提供方网络接入网关以提供对所提供的服务的接入的多种类型的接入网络基础设施。在一些情况下，网络系统可以包括附接到具有不同架构的多个不同接入网络6的订户设备16。
通常，任何一个或多个订户设备16可以通过向诸如SD-WAN装置18或路由器8等网关设备发送会话请求来请求授权和数据服务。进而，SD-WAN装置18可以接入中央服务器(未示出)，诸如认证、授权和计费(AAA)服务器，以认证请求网络接入的订户设备16之一。一旦被认证，任何订户设备16可以向SD-WAN 7发送订户数据业务以接入和接收由公共网络12提供的服务，并且这样的分组可以作为至少一个分组流的一部分遍历路由器8。在一些示例中，SD-WAN装置18可以将所有经认证的订户业务转发到公共网络12，并且如果订户业务需要服务节点10上的服务，则路由器8可以应用服务和/或将特定订户业务指引到数据中心9。要应用于订户业务的应用(例如，服务应用)可以托管在服务节点10上。
例如，当转发订户业务时，路由器8可以引导各个订户分组流通过在安装在数据中心9内的一个或多个服务卡上执行的服务。此外，或者备选地，服务提供方网络2包括具有服务节点集群10的数据中心9，服务节点集群10为大多数虚拟化网络服务提供执行环境。在一些示例中，每个服务节点10表示服务实例。每个服务节点10可以将一个或多个服务应用于业务流。这样，路由器8可以指引订户分组流通过由服务节点10提供的定义的服务集合。也就是说，在一些示例中，每个订户分组流可以转发通过由服务节点10提供的特定有序服务组合，每个有序集合在本文中称为“服务链”。例如，服务和/或服务节点10可以应用状态防火墙(SFW)和安全服务、深度分组检查(DPI)、运营商级网络地址转换(CGNAT)、业务目的地功能(TDF)服务、媒体(语音/视频)优化、互联网协议安全(IPSec)/虚拟专用网络(VPN)服务、分组流的超文本传输协议(HTTP)过滤、计数、记帐、计费和/或负载均衡、或者应用于网络业务的其他类型的服务。
在图1的示例中，订户分组流可以沿着服务链被引导，该服务链包括由服务节点10应用的任何服务。一旦在服务链的终端节点(即，要应用于沿着特定服务路径流动的分组的最后服务)处被处理，业务可以被引导到公共网络12。
“服务链”定义要以特定顺序应用以提供应用于绑定到服务链的分组流的组合服务的一个或多个服务，而“服务隧道”或“服务路径”是指由服务链处理的分组流采用的逻辑和/或物理路径以及用于根据服务链排序来转发分组流的转发状态。每个服务链可以与相应的服务隧道相关联，并且与每个订户设备16相关联的分组流根据与相应订户相关联的服务简档而沿着服务隧道流动。例如，给定订户可以与特定服务简档相关联，该特定服务简档又被映射到与特定服务链相关联的服务隧道。类似地，另一订户可以与不同的服务简档相关联，该服务简档又被映射到与不同的服务链相关联的服务隧道。在一些示例中，在SD-WAN装置18已经为订户认证和建立接入会话之后，SD-WAN装置18或路由器8可以沿着适当的服务隧道引导订户的分组流，从而使数据中心9应用给定订户的必要的有序服务。在一些示例中，用于软件定义的网络的集中控制器(未示出)(例如，SDN控制器)还可以向SD-WAN装置18或路由器8提供用于管理转发路径的转发规则集。在一些示例中，SDN控制器管理从路由器8开始通过数据中心9中的所有元件的转发路径。
在一些示例中，服务节点10可以使用内部配置的转发状态来实现服务链，该转发状态沿着服务链引导分组流的分组以根据所标识的一组服务节点10进行处理。这种转发状态可以指定用于使用网络隧道(诸如IP或通用路由封装(GRE)隧道、使用GRE的网络虚拟化(NVGRE))或者通过使用VLAN、虚拟可扩展LAN(VXLAN)、MPLS技术等在服务节点10之间进行隧道传输的隧道接口。在一些情况下，互连服务节点10的真实或虚拟交换机，路由器或其他网络元件可以被配置为根据服务链将分组流引导到服务节点10。
在图1的示例中，服务提供方网络2包括软件定义的网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)架构。SDN控制器可以提供用于配置和管理服务提供方网络2的路由和交换基础设施的高级控制器设备。NVV协调器设备(图1中未示出)可以提供用于配置和管理网络服务到数据中心9的服务节点10的虚拟化的高级协调器。在一些情况下，SDN控制器管理数据中心9的操作环境内的虚拟机(VM)的部署。例如，SDN控制器可以与提供方边缘(PE)路由器8交互以指定服务链信息。例如，由SDN控制器提供的服务链信息可以指定由服务节点10提供的服务的任何组合和排序、用于沿着服务路径隧道传输或以其他方式传输分组流的业务工程信息、速率限制、服务类型(TOS)标记、或指定用于将分组流与特定服务链进行匹配的标准的分组分类器。SDN控制器的进一步示例细节在于2013年6月5日提交的PCT国际专利申请PCT/US13/44378中描述，其全部内容通过引用并入本文。
尽管被示出为数据中心9的一部分，但是服务节点10可以是由SD-WAN 7的一个或多个交换机或虚拟交换机耦合的网络设备。在一个示例中，每个服务节点10可以作为VM在虚拟计算环境中运行。此外，计算环境可以包括通用计算设备的可缩放群集，诸如基于x86处理器的服务器。作为另一示例，服务节点10可以包括通用计算设备和专用装置的组合。作为虚拟化网络服务，由服务节点10提供的各个网络服务可以通过分配虚拟化存储器、处理器利用率、存储和网络策略、以及通过添加附加的负载平衡VM来水平扩展，就像在现代数据中心中一样。在其他示例中，服务节点10可以是网关设备或其他路由器。在其他示例中，关于每个服务节点10描述的功能可以在交换机、服务卡或者另一网络元件或组件中实现。
如本文所述，网络系统2内的元件(诸如SD-WAN装置18)使用各种应用体验质量(QoE)度量功能来执行应用数据监测，诸如实时性能监测(RPM)、单向主动测量协议(OWAMP)、双向主动测量协议(TWAMP)、主动探测、被动探测、协议深度分组检查(DPI)引擎、或者其他测量协议或技术。也就是说，这些测量协议或技术可以在服务提供方网络2内用于测量SD-WAN 7的WAN链路的实时或接近实时的度量，诸如路径连接、路径延迟、分组抖动、分组丢失、分组重新排序等，例如，在网络设备(也称为主机或端点)之间在每个订户的基础上。通常，QoE测量架构包括网络设备，每个网络设备支持所使用的协议/技术并且执行特定角色以启动数据会话(否则称为“测试会话”)并且交换针对数据会话的测试分组。测试分组与用于计算度量的嵌入式度量(诸如时间戳)交换。
在一些情况下，用户可以针对用户在与服务提供方的服务合同(例如，服务等级协议(SLA))中期望的QoE的一个或多个度量定义期望级别。一个或多个度量(本文中称为“SLA度量”)的期望级别通常是用户可配置的值，并且通过试错法或基准测试环境与用户体验或现实最佳应用度量来得出。SD-WANss 7的网络设备13(例如，SD-WAN装置18)可以基于SLA度量来确定用于转发业务流的最佳路径。然而，用户配置的SLA度量值很费力，并且对于由供应方建议的基准测试环境是主观的。例如，网络系统通常可以包括大量应用，其中每个应用要求用户配置SLA度量以达到建议的基准。此外，对建议的基准的任何更改都将需要用户手动配置每个SLA度量。
根据本文中描述的技术，网络系统2执行动态应用SLA度量生成、分发和基于意图的SD-WAN链路选择。例如，网络系统2可以包括应用SLA度量控制器14(“SLA控制器14”)，应用SLA度量控制器14从由SLA控制器14管理的SD-WAN 7的每个网络设备13(称为SLA控制器14的“SD-WAN叶节点”)接收针对每个应用和/或应用组的一个或多个度量值，并且向SD-WAN叶节点分发针对每个应用和/或应用组的推荐的SLA度量，使得SD-WAN叶节点可以(部分地)计算针对每个应用和/或应用组的基于意图的SLA度量，其中基于意图的SLA度量用于确定用于发送相应应用和/或应用组的业务的最优/最佳路径或链路。
在图1所示的示例中，每个SD-WAN叶节点可以动态地学习针对每个应用和/或应用组的实时或接近实时的一个或多个度量。例如，SD-WAN叶节点可以使用TWAMP(或其他测量协议)在其链路上交换测试分组，以测量针对每个应用和/或应用组的端到端度量。使用测试分组，每个SD-WAN叶节点可以计算度量，诸如路径连接、路径延迟、分组抖动、分组丢失、分组重新排序等。SD-WAN叶节点可以各自将针对每个应用的所学习的度量存储在数据结构(诸如数据库)中。如图2中进一步描述的，SD-WAN叶节点还可以将每个应用与应用组相关联，并且将该信息存储在数据结构中。
SLA控制器14可以从每个SD-WAN叶节点获取一个或多个学习的度量。例如，每个SD-WAN叶节点可以向SLA控制器14发送针对特定应用和/或应用组的一个或多个学习的度量。例如，每个SD-WAN叶节点可以发送针对特定应用的一个或多个学习的度量。备选地或另外地，每个SD-WAN叶节点可以发送针对组(例如，web应用、或非实时和非对称(NRTA)应用)中的应用的一个或多个学习的度量。每个SD-WAN叶节点可以批量发送一个或多个学习的度量，或者在某些情况下在它们被学习时发送一个或多个学习的度量。在一些情况下，SD-WAN叶节点可以基于所配置的间隔(例如，每15分钟)周期性地发送一个或多个度量。每个SD-WAN叶节点可以使用安全套接字层(SSL)、传输层安全性(TLS)、超文本传输层(HTTP)、安全超文本传输协议(HTTPS)或其他协议来发送一个或多个学习的度量，以在SLA控制器14与SD-WAN叶节点之间建立通信信道(并且在某些情况下是安全通信信道)。在一些示例中，SLA控制器14可以从每个SD-WAN叶节点拉取一个或多个学习的度量，诸如通过发起从SD-WAN叶节点接收一个或多个学习的度量或者直接从每个SD-WAN叶节点的数据结构取回一个或多个学习度量的请求。
SLA控制器14从SD-WAN叶节点接收一个或多个学习的度量，并且可以计算针对每个应用和/或应用组的推荐的SLA度量，即理想的用户体验。例如，SLA控制器14可以根据从SD-WAN叶节点获取的相应应用和/或应用组的度量的聚合来确定度量的聚合的均值(并且在一些情况下是标准偏差)。SLA控制器14可以计算针对每个应用和/或应用组的推荐的SLA度量。SLA控制器14将针对每个应用和/或应用组的推荐的SLA度量推送到每个SD-WAN叶节点。例如，SLA控制器14可以使用安全通信信道(例如，SSL)或作为纯文本来发送推荐的SLA度量。
当SD-WAN叶节点从SLA控制器14接收推荐的SLA度量时，SD-WAN叶节点可以针对每个应用和/或应用组执行基于意图的SLA度量计算和链路选择。如图3中进一步描述的，每个SD-WAN叶节点可以基于从SLA控制器14接收的推荐的SLA度量、连接到SD-WAN叶节点的链路的一个或多个特性、以及定义期望的容差级别的用户配置的意图模型来计算基于意图的SLA度量，以进一步微调从SLA控制器14接收的推荐的SLA度量。
每个SD-WAN叶节点可以根据基于意图的SLA度量来计算每个应用和/或应用组的端到端最佳约束路径度量。例如，每个SD-WAN叶节点可以使用最短路径算法来确定用于转发应用业务的最优/最佳路径，最短路径算法诸如迪杰斯特拉算法、贝尔曼-福特算法、广度优先搜索(BFS)、深度优先搜索(DFS)、弗洛伊德算法、约翰逊算法、克鲁斯卡尔算法、普里姆算法、
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算法或类似算法。如下面参考图4进一步描述的，当使用最短路径算法时，每个SD-WAN叶节点可以针对每个应用和/或每个应用组基于每跳度量来确定路径(例如，最佳地满足基于意图的SLA度量的链路)。
通过应用最短路径算法，每个SD-WAN叶节点可以每个应用和/或应用组具有满足和/或不满足基于意图的SLA度量的链路的端到端可见性。例如，SD-WAN叶节点可以实现最短路径算法，并且可以确定哪个链路满足或不满足基于意图的SLA度量。SD-WAN叶节点可以存储所确定的路径和指示哪些链路满足和/或不满足基于意图的SLA度量的信息。
在一些示例中，每个SD-WAN叶节点可以在一段时间内监测网络性能。例如，每个SD-WAN叶节点可以将一个或多个学习的度量馈送到机器学习模型(在一些示例中可以在叶节点上执行)中，诸如支持向量机(SVM)模型、K最近邻(KNN)模型、逻辑回归模型和/或深度学习模型。SD-WAN叶节点可以使用机器学习模型来对观察到的度量进行分类，并且在一段时间内学习准确值。在一个实现中，SD-WAN叶节点的机器学习模型可以计算平均意见得分，如在2016年7月的题为“SERIES P:TERMINALS AND SUBJECTIVE AND OBJECTIVEASSESSMENT METHODS,Methods for objective and subjective assessment of speechand video quality”的国际电信联盟的电信标准化部门(ITU-T)P.800.1的平均意见得分(MOS)术语中描述的，其全部内容通过引用并入本文。MOS可以表示单个有理数(例如，1-5)，其中1是最低感知质量，并且5是最高感知质量。SD-WAN叶节点的机器学习模型可以计算针对应用组的估计的MOS(EMOS)，以评估属于这些组的任何应用的链路行为。SD-WAN叶节点的机器学习模型可以执行链路性能度量的永久评估，并且得出针对不同应用类别的估计MOS。也就是说，连续监测链路，并且将时延、抖动、分组丢失等的性能度量相关以得到针对不同应用类别的链路MOS得分。然后，将估计的MOS转换为SLA目标度量并且动态地更新SD-WAN叶节点。
在图1所示的示例中，SD-WAN装置18(例如，SD-WAN叶节点)可以针对每个应用和/或应用组基于每跳度量(例如，基于意图的SLA度量)来确定到路由器8的最短路径。SD-WAN装置18可以选择沿着满足由SD-WAN装置18计算的基于意图的SLA度量的互连通信链路中的一个或多个的路径。SD-WAN 7的每个网络设备13也可以选择沿着满足由网络设备计算的基于意图的SLA度量的互连通信链路中的一个或多个的路径。SD-WAN17的每个网络设备13还可以存储链路的网络健康状况(例如，链路是否满足基于意图的SLA度量)。
在一些示例中，每个SD-WAN叶节点可以在用户配置的意图模型被改变(例如，从积极意图模型变为脆弱意图模型)时确定最短路径。例如，SD-WAN叶节点可以在初始实例(例如，T1)处被配置有用于应用的积极意图模型。例如，当SD-WAN从应用接收业务时，SD-WAN叶节点可以选择在容差阈值(例如，针对推荐的SLA度量的10-15％的容差度)内满足一个或多个SLA度量的多个链路中的链路。在随后的实例中(例如，ΔT)，用户可以将积极意图模型改变为用于应用的保守意图模型。当SD-WAN叶节点从应用接收业务时，SD-WAN叶节点可以从多个链路中选择应用相对于一个或多个推荐的SLA度量的较严格的度量数据集的链路。
本文中描述的技术可以提供能够提供至少一个实际应用的一个或多个技术优点。例如，本文中描述的技术提供来自通过所有连接的SD-WAN叶节点的现实世界网络部署的动态应用和/或应用组度量学习。每个SD-WAN叶节点应用来自真实客户应用业务(而不是来自实验室设计/测试环境应用业务)的最佳用户体验的SLA度量。通过SLA控制器周期性地每个应用和/或应用组发送推荐的SLA度量，可以免除管理员在WAN链路容量改变时针对每个叶节点和应用的繁重的度量配置工作。SLA控制器处的自动SLA度量计算可以释放SD-WAN供应方的广泛的产品工程工作，即每个应用和/或应用组静态地计算用于向客户推荐的度量。此外，SLA控制器不断学习和计算度量，并且推荐可用于每个应用和/或应用组的SLA度量。通过动态地学习和计算度量并且为每个应用和/或应用组推荐SLA度量，相对于手动配置的SLA度量，SLA度量的计算可以提供更准确和最新的SLA度量。SD-WAN叶节点处的基于意图的期望SLA度量计算适应于网络接口条件和相应节点上的用户配置的意图模型，这使得用户能够进一步微调来自SLA控制器的推荐的SLA度量。此外，所描述的技术的一个或多个方面提供了关于哪些链路满足或不满足SD-WAN网络中的期望SLA度量的完全网络可见性。这使得能够发现SD-WAN中不满足SLA要求的路径/链路，其可以用于提供解决问题的指示(例如，通过升级链路)。
图2是示出根据本公开中描述的技术的一个或多个方面的SD-WAN的推荐的SLA度量的示例动态应用SLA度量生成和分发的框图。
在图2所示的示例中，SD-WAN叶节点204A-204N(统称为“SD-WAN叶节点204”)可以表示图1的SD-WAN 7的任何网络设备13。每个SD-WAN叶节点204可以动态地学习针对每个应用和/或应用组的实时或接近实时的一个或多个度量。例如，SD-WAN叶节点204可以各自使用TWAMP(或其他测量协议)来交换测试分组，以测量每个应用和/或应用组的端到端度量，并且将每个应用的学习的度量存储在数据结构中，诸如数据库206A-206N(统称为“数据库206”)中的相应的一个数据库中。
在该示例中，SD-WAN叶节点204A可以学习第一应用APP1的度量RTT1、JITTER1和/或LATENCY1，并且将该信息存储在数据库206A中。类似地，SD-WAN叶节点204A可以学习其他应用(例如，APP2-APP4)的一个或多个度量。SD-WAN叶节点204B-204N中的每一个还可以学习每个应用的一个或多个度量。
每个SD-WAN叶节点204还可以将每个应用与应用组相关联。例如，可以基于相应的服务质量标准(否则称为服务水平)(图2中未示出)对一个或多个应用进行分组。例如，某些应用可能需要较高的优先级和/或较高的带宽。例如，一个或多个应用(例如，视频应用)可能需要较高优先级或较高的专用带宽，并且可以分组在一起作为具有金标准的应用。一个或多个应用可能需要中等优先级和/或中等专用带宽，并且可以分组在一起作为具有银标准的应用。一个或多个应用可能需要较低优先级或较低的专用带宽，并且可以分组在一起作为具有铜标准的应用。尽管针对金、银和铜的QoS标准进行了描述，但是一个或多个应用可以按照其他QoS标准进行分组，诸如对需要最高优先级或最高专用带宽的应用(例如，语音应用，诸如VoIP)进行分组的铂。
还可以基于应用的类型对应用在类别上进行分组，诸如web、金融、教育、社交网络、规避应用或其他类型的应用。例如，SD-WAN叶节点204A可以将APP1和其他社交应用与应用组社交(SOCIAL)相关联，将APP2和其他web应用与应用组WEB相关联，等等。SD-WAN叶节点204B-204N中的每一个还可以将一个或多个应用与应用组相关联。
备选地或另外地，一个或多个应用可以基于应用的一个或多个特性来分类，诸如应用是非实时和非对称(NRTA)、非实时和对称(例如，NRTS)、实时和非对称(RTA)、以及实时和对称(RTS)。NRTA应用生成被视为尽力而为业务的业务。也就是说，使用尽力而为协议来传输业务。尽力而为协议不提供任何特定的QoS可靠性，只是以先到先得的方式处理业务。常见的NRTA应用包括web浏览—超文本传输协议(HTTP)、电子邮件、文件传输协议(FTP)和远程登录。NRTS应用通常涉及从主机设备请求数据和服务并且在每个设备处需要等效的资源消耗的客户端设备。NRTS应用的示例包括互联网中继聊天。由于实时传输的性质，RTA应用具有QoS要求，通常是严格的QoS要求。常见的RTA应用包括音频广播、视频广播、按需交互式音频、按需交互式视频和遥测。RTS应用可以包括本质上是会话的应用，诸如电话会议(包括音频、听觉和视频会议)、视频电话和IP语音(VoIP)。
在图2所示的示例中，SD-WAN叶节点204A可以将应用APP1-APP3与NRTA的应用类别相关联，并且将应用APP4与RTS的应用类别相关联。尽管本文中描述的示例是基于QoS标准或应用类型针对特定组来描述的，但是本文中描述的技术可以应用于多个应用的任何类型的分组。应用组可以是预定义的和/或用户定义的。
SLA控制器14可以从每个SD-WAN叶节点204获取一个或多个学习的度量。例如，每个SD-WAN叶节点204可以向SLA控制器14发送存储在其数据库中的特定应用和/或应用组的一个或多个学习的度量。在一些示例中，SLA控制器14可以从每个SD-WAN叶节点204的数据库中拉取一个或多个学习的度量，诸如通过发起从SD-WAN叶节点204接收一个或多个学习的SLA度量或者接入每个SD-WAN叶节点204的数据库以取回存储在数据库中的一个或多个学习的度量的请求。
在图2所示的示例中，SD-WAN叶节点204A可以使用HTTP向SLA控制器14发送包括第一应用APP1的RTT1、JITTER1和LATENCY1的度量。例如，SD-WAN叶节点204A可以发送具有APP1的度量的HTTP消息208A。类似地，SD-WAN叶节点204B可以发送具有包括第一应用APP1的RTT1、JITTER1和LATENCY1的度量的HTTP消息208B。同样地，SD-WAN叶节点204N可以发送具有包括第一应用APP1的RTT1、JITTER1和LATENCY1的度量的HTTP消息208N。尽管图2所示的示例使用HTTP来发送SLA度量，SD-WAN叶节点可以实现任何通信协议以与SLA控制器14建立通信会话。
备选地或另外地，每个SD-WAN叶节点204可以发送应用组的一个或多个学习的度量。例如，SD-WAN叶节点204A可以发送与应用类别NRTA相关联的每个应用的一个或多个学习的度量。在该示例中，SD-WAN叶节点204A可以发送具有与应用类别NRTA相关联的应用的一个或多个度量的一个或多个消息。例如，SD-WAN叶节点204A可以发送第一应用APP1的具有RTT1、JITTER1和LATENCY1的第一消息、第二应用APP2的具有RTT2、JITTER2和LATENCY2的第二消息、以及第三应用APP3的具有RTT3、JITTER3和LATENCY3的第三消息。在一些示例中，SD-WAN叶节点204A可以在单个消息中发送应用APP1-APP3的度量。类似地，SD-WAN叶节点204B-204N中的每一个还可以发送与应用类别NRTA相关联的应用的一个或多个度量的一个或多个消息。
每个SD-WAN叶节点204可以批量发送一个或多个学习的度量，或者在某些情况下在它们被学习时发送一个或多个学习的度量。在一些情况下，SD-WAN叶节点可以基于所配置的间隔(例如，每15分钟)周期性地发送一个或多个度量。
响应于从每个SD-WAN叶节点204接收到一个或多个学习的度量，SLA控制器14可以计算针对每个应用和/或应用组的推荐的SLA度量，即理想的用户体验。例如，SLA控制器14可以包括可以根据从每个SD-WAN叶节点204获取的度量的聚合来计算每个应用和/或应用组的度量的聚合的均值(并且在一些情况下是标准偏差)的推荐的SLA度量模块212。在该示例中，推荐的SLA度量模块212可以根据从每个SD-WAN叶节点204接收的APP1的RTT1值的聚合来确定平均RTT(在图2中示出为214A)。另外地或备选地，推荐的SLA度量模块212可以根据与从每个SD-WAN叶节点204接收的与应用组NRTA相关联的APP1-APP3的RTT值的聚合来确定平均RTT(图2中示出为214B)。
SLA控制器14将每个应用和/或应用组的推荐的SLA度量推送到每个SD-WAN叶节点。例如，SLA控制器14可以向SD-WAN叶节点204发送每个消息210A-210N(统称为“推荐的SLA度量消息210”)中包括的推荐的SLA度量。推荐的SLA度量消息210可以使用安全通信信道(例如，SSL)或作为纯文本来发送。在图2的示例中，SLA控制器14可以向SD-WAN叶节点204发送将由SD-WAN叶节点204部分使用以执行基于意图的链路选择的应用(例如，APP1)和/或应用组(例如，NRTA)的推荐的SLA度量(例如，RTT)，如图3中进一步描述的。
图3是示出根据本发明中描述的技术的一个或多个方面的基于意图的SLA度量计算的逻辑示例的框图。
当SD-WAN叶节点204从SLA控制器14接收每个应用和/或应用组的推荐的SLA度量时，SD-WAN叶节点可以针对每个应用和/或应用组执行基于意图的SLA度量计算300。也就是说，SD-WAN叶节点204将基于意图的模型应用于所接收的推荐的SLA度量，这在某些情况下可能导致对推荐的SLA度量的修改。在图3所示的示例中，SD-WAN叶节点204A可以基于从SLA控制器14接收的推荐的SLA度量304、一个或多个SD-WAN链路特性306、以及用户配置的意图模型308来计算基于意图的SLA度量310。如上所述，推荐的SLA度量304是从SLA控制器14接收的应用或应用组的度量(例如，RTT)的均值。SD-WAN链路特性306可以包括连接到SD-WAN叶节点的不同类型的链路的不同特性。例如，链路可以包括物理链路(诸如100千兆以太网链路和/或卫星链路)和无线链路(诸如配置有第三代移动电信(3G)标准、第四代移动电信(4G)、第五代移动电信(5G)标准或其他无线技术的无线链路)。链路的特性取决于链路的类型。例如，如果SD-WAN叶节点连接到物理链路，则链路特性306可以包括针对以下各项的特性：链路类型(例如，媒体光纤或铜缆)、是否支持数据速率、SD-WAN叶节点是否是收发器、供应方是否指定了特性、信号强度和其他特性。在一些示例中，如果SD-WAN叶节点连接到无线链路，则链路特性306可以包括诸如时延、信号强度、覆盖范围、数据速率、每单位面积的带宽、频率、供应方和其他特性等特性。
用户配置的意图模型308可以包括定义用于进一步微调从SLA控制器14接收的推荐的SLA度量的期望容差级别的模型。例如，用户可以配置可以使SD-WAN叶节点积极地应用推荐的SLA度量的积极意图模型。在一些示例中，积极意图模型的容差级别被配置为针对推荐的SLA度量的10％-15％的容差。如果链路的度量落在推荐的SLA度量的10％-15％之内，则SD-WAN叶节点可以选择该链路。用户可以备选地或另外地配置正常意图模型，该正常意图模型可以使SD-WAN叶节点应用推荐的SLA度量，如同在没有修改的情况下接收的那样。备选地或另外地，用户可以配置可以使SD-WAN叶节点保守地应用推荐的SLA度量的脆弱意图模型。例如，SD-WAN叶节点可以选择相对于推荐的SLA度量应用较严格的度量数据集的链路。如图4中进一步描述的，每个SD-WAN叶节点204可以根据基于意图的SLA度量来计算每个应用和/或应用组的端到端最佳约束路径度量。
图4是示出根据本发明中描述的技术的一个或多个方面的用于SD-WAN的根据基于意图的SLA度量计算的路径选择的示例技术的框图。
当SD-WAN叶节点从SLA控制器14接收推荐的SLA度量404A-404N(统称为“推荐的SLA度量404”)时，SD-WAN叶节点204A-204G(统称为“SD-WAN叶节点204”)可以针对每个应用和/或应用组执行基于意图的SLA度量计算和链路选择。如上所述，每个SD-WAN叶节点204可以基于从推荐的SLA度量404、连接到路由器的链路的一个或多个SD-WAN链路特性，以及定义期望的容差级别的用户配置的意图模型而得出的基于意图的SLA度量来计算每个应用和/或应用组的端到端最佳约束路径度量，以进一步微调从SLA控制器14接收的推荐的SLA度量。然后，每个SD-WAN叶节点204可以每跳使用基于意图的SLA度量来应用最短路径算法，以确定用于发送应用和/或应用组的业务的最优/最佳路径。
在图4所示的示例中，SD-WAN叶节点204A-204G中的每一个分别通过链路412A-412L(统称为“链路412”)连接。SD-WAN叶节点204A-204G中的每个可以基于第一应用或第一应用组的推荐的SLA度量404A、连接链路的特性、以及上面在图3中描述的用户配置的意图模型来计算第一应用或第一应用组的基于意图的SLA度量。例如，SD-WAN叶节点204A可以基于推荐的SLA度量404A、链路412A、412B的链路特性和用户配置的意图模型来计算第一应用的基于意图的SLA度量。SD-WAN叶节点204B可以基于推荐的SLA度量404A、链路412C、412D和412E的链路特性以及用户配置的意图模型来计算第一应用或第一应用组的基于意图的SLA度量。其他SD-WAN叶节点204C-204G每个可以计算第一应用或第一应用组的基于意图的SLA度量。
响应于根据基于意图的SLA度量应用最短路径算法，SD-WAN叶节点204可以计算用于通过SD-WAN叶节点204A、204B、204F和204G发送第一应用或第一应用组的业务的路径410A。例如，SD-WAN叶节点204A可以确定链路412B满足第一应用或第一应用组的基于意图的SLA度量，SD-WAN叶节点204B可以确定链路412E满足第一应用或第一应用组的基于意图的SLA度量，并且SD-WAN叶节点204F可以确定链路412G满足第一应用或第一应用组的基于意图的SLA度量。这样，SD-WAN叶节点204A、204B、204F和204G均被配置为沿着路径410A转发第一应用或第一应用组的业务。
作为另一示例，SD-WAN叶节点204A-204G中的每一个可以基于第二应用或第二应用组的推荐的SLA度量404B、连接链路的特性和用户配置的意图模型来计算第二应用或第二应用组的基于意图的SLA度量。响应于根据基于意图的SLA度量应用最短路径算法，SD-WAN叶节点204可以计算用于通过SD-WAN叶节点204A、204B、204D和204G发送第二应用或第二应用组的业务的路径410B。例如，SD-WAN叶节点204A可以确定链路412B满足第二应用或第二应用组的基于意图的SLA度量，SD-WAN叶节点204B可以确定链路412D满足第二应用或第二应用组的基于意图的SLA度量，并且SD-WAN叶节点204D可以确定链路412L满足第二应用或第二应用组的基于意图的SLA度量。这样，SD-WAN叶节点204A、204B、204D和204G均被配置为沿着路径410B转发第二应用或第二应用组的业务。
作为又一示例，SD-WAN叶节点204A-204G中的每一个可以基于第N应用或第N应用组的推荐的SLA度量404N、连接链路的特性和用户配置的意图模型来计算第N应用或第N应用组的基于意图的SLA度量。响应于根据基于意图的SLA度量应用最短路径算法，SD-WAN叶节点204可以计算用于通过SD-WAN叶节点204A、204C、204E和204G发送第N应用或第N应用组的业务的路径410N。这样，SD-WAN叶节点204A、204C、204E和204G均被配置为沿着路径410N转发第N应用或第N应用组的业务。
图5是示出根据本文中描述的技术的一个或多个方面配置的示例SLA控制器的框图。在图5的示例中，SLA控制器500可以进一步详细地表示图1-图4的SLA控制器14的示例实例。如图5的示例所示，SLA控制器500可以表示根据本公开中描述的技术的一个或多个方面执行操作的工具、系统、设备、引擎和模块的集合。图5的SLA控制器500可以以与结合图1-图4提供的SLA控制器14的描述相一致的方式实现。
在图5的示例中，SLA控制器500包括SLA度量502。SLA度量502可以存储从SD-WAN叶节点204A-204N接收的一个或多个度量。在一些示例中，SLA度量502可以实现为任何类型的数据结构，诸如数据存储或数据库。在这样的示例中，SLA度量502可以表示用于存储与从SD-WAN叶节点202接收的度量相关的度量和/或信息的任何合适的数据结构或存储介质。
在图5的示例中，SLA控制器500包括设备管理器504，设备管理器504可以与一个或多个SD-WAN叶节点204通信以获取每个应用和/或应用组的一个或多个度量和/或向每个SD-WAN叶节点204发送每个应用和/或应用组的推荐的SLA度量。设备管理器504可以实现各种通信协议/技术，诸如安全套接字层506(“SSL 506”)，以从每个SD-WAN叶节点204接收一个或多个度量或者向每个SD-WAN叶节点204发送推荐的SLA度量。虽然设备管理器504被示出为实现SSL 506，但是设备管理器504可以实现附加的或替代的协议，诸如传输层安全性(TLS)、超文本传输协议(HTTP)、安全超文本传输协议(HTTPS)，以在SLA控制器500与SD-WAN叶节点204之间建立通信信道(在某些情况下是安全通信信道)。管理器504可以将从SD-WAN叶节点204接收的一个或多个度量存储在SLA度量502中。设备管理器504可以取回存储在SLA度量502中的每个应用和/或应用组的一个或多个推荐的SLA度量并且向SD-WAN叶节点204发送一个或多个推荐的SLA度量以使每个SD-WAN叶节点204计算用于确定用于发送应用或应用组的业务的路径的基于意图的SLA度量。
SLA控制器500可以包括用于基于从每个SD-WAN叶节点204接收的应用和/或应用组的度量的聚合来计算推荐的SLA度量的推荐的SLA度量模块508。推荐的SLA度量模块508可以以与结合图2提供的SLA度量模块212的描述相一致的方式实现。例如，推荐的SLA度量模块508可以从SLA度量502取回相应应用和/或应用组的相应SLA度量的聚合，并且计算相应度量的聚合的均值(在某些情况下是标准偏差)。推荐的SLA度量模块508可以将推荐的SLA度量存储在SLA度量502中。
设备管理器504可以从SLA度量502取回应用和/或应用组的推荐的SLA度量，并且使用例如SSL 506向SD-WAN叶节点204发送推荐的SLA度量。
图6是示出根据本文中描述的技术的一个或多个方面配置的示例网络设备的框图。图6的网络设备600可以进一步详细地表示图1的网络设备13和图2-图5的SD-WAN叶节点204。
网络设备600包括控制单元602，控制单元602包括路由引擎604并且耦合到转发引擎606(本文中另外称为“转发单元606”)。转发引擎606与经由入站链路658A-658N(“入站链路658”)接收分组并且经由出站链路660A-660N(“出站链路660”)发送分组的接口卡632A-632N(“IFC632”)中的一个或多个相关联。IFC 632通常经由多个接口端口(未示出)耦合到链路658、660。入站链路658和出站链路660的接口可以表示物理接口、逻辑接口或其某种组合。链路658、660的接口可以表示用于到图1的SD-WAN 7的网络设备的WAN链路的网络设备600的本地接口。
通常，控制单元602可以表示实现一个或多个协议620以学习和保持路由信息634的硬件或硬件和控制软件的组合。路由信息634可以包括定义诸如图1的服务提供方网络2等网络的拓扑的信息。例如，路由信息可以定义通过网络到经由距离矢量路由协议(例如，BGP 624)学习的网络内的目的地/前缀的路由(例如，一系列下一跳)，或者定义具有使用IGP 622的链路状态路由协议(例如，ISIS或OSPF)学习的互连链路的网络拓扑。协议620与在控制单元602上执行的内核(图6中未示出)交互(例如，通过API调用)以基于由网络设备600接收的路由协议消息来更新路由信息634。控制单元602的内核执行主微处理器614，并且可以包括例如UNIX操作系统衍生物，诸如Linux或伯克利软件发行版(BSD)。内核提供用户级进程可以用来与底层系统交互的库和驱动程序。微处理器614执行从存储设备(图6中未示出)加载到主存储器(图6中未示出)中的程序指令以便执行软件堆栈，包括内核和在由内核提供的操作环境上执行的进程。微处理器614可以表示一个或多个通用或专用处理器，诸如数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其他等效逻辑设备。因此，如本文中使用的术语“处理器”或“控制器”可以指代前述结构或者可操作以执行本文中描述的技术的任何其他结构中的任何一个或多个。
内核处理来自路由协议620的内核调用以基于在路由信息634中表示的网络拓扑生成转发信息608。通常，转发信息608以基数或其他查找树的形式生成以将分组信息(例如，具有目的地信息和/或标签栈的报头信息)映射到下一跳并且最终映射到与转发引擎606相关联的IFC 632的接口端口。转发信息608可以将例如网络目的地与特定的下一跳和相应的IFC 632相关联。对于与MPLS相关的业务转发，转发信息808存储标签信息和分组的下一跳，该标签信息包括传入标签和传出标签。然后，控制单元602可以利用转发信息608对网络设备数据平面的转发引擎606进行编程，转发引擎606例如在专用集成电路(ASIC)(图6中未示出)内安装转发信息。
图6所示的网络设备600的架构仅出于示例目的而示出。本公开不限于该架构。在其他示例中，网络设备600可以以各种方式配置。在一个示例中，控制单元602的一些功能可以分布在IFC 632内。控制单元602可以仅以软件或硬件实现，或者可以实现为软件、硬件或固件的组合。例如，控制单元602可以包括处理器、可编程处理器、通用处理器、数字信号处理器(DSP)、集成电路、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或能够实现本文中描述的技术的任何类型的硬件单元中的一种或多种。控制单元602还可以包括执行在计算机可读介质(诸如计算机可读存储介质)中存储、实施或编码的软件指令的一个或多个处理器。嵌入或编码在计算机可读介质中的指令可以使可编程处理器或其他处理器执行该方法，例如，当指令被执行时。计算机可读存储介质可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、闪存、硬盘、CD-ROM、软盘、盒式磁带、固态驱动器、磁介质、光学介质或其他计算机可读介质。在一些情况下，计算机可读存储介质可以包括使可编程处理器执行本文中描述的技术的指令。
在图6的示例中，路由引擎604提供一个或多个业务工程协议的操作环境以建立用于通过与不同服务链相关联的有序服务节点集10转发订户分组的隧道。例如，具有业务工程扩展的资源预留协议(RSVP-TE)626可以交换业务工程信息，诸如用于启用基于标签的分组转发的MPLS标签。作为另一示例，路由引擎604可以使用基于GRE或IP的隧道协议(未示出)来建立业务工程隧道。路由引擎604可以保持例如用于存储业务工程数据的业务工程数据库(TED)(图6中未示出)。尽管未在图6中示出，但是协议620可以包括其他协议，诸如标签分发协议(LDP)或其他业务工程协议。
路由引擎604提供各种应用体验质量(QoE)度量功能的操作环境，诸如实时性能监测(RPM)、单向主动测量协议(OWAMP)、双向主动测量协议(TWAMP)、主动探测、被动探测、协议深度分组检查(DPI)引擎或者其他测量协议或技术。在图6所示的示例中，路由引擎604可以使用TWAMP 628来执行一个或多个TWAMP逻辑角色，诸如TWAMP控制客户端、TWAMP服务器、TWAMP会话发送器和TWAMP会话反射器。一个或多个TWAMP逻辑角色的执行使得网络设备600能够交换用于测量一个或多个度量的测试分组。
路由引擎604提供SSL 629的操作环境。例如，路由引擎604可以使用SSL 629与SLA控制器建立安全通信信道以向SLA控制器发送测量的度量和从SLA控制器接收推荐的SLA度量。协议620可以包括图6中未示出的用于提供与SLA控制器的通信信道的其他通信协议(例如，TLS、HTTP)。
根据本发明中描述的技术，路由引擎604可以包括可以动态地学习针对每个应用和/或应用组的实时或接近实时的一个或多个度量的SLA模块640。如上所述，路由引擎604可以实现TWAMP 628以与另一网络设备交换测试分组以执行链路状态测量。SLA度量模块640可以基于测试分组确定每个应用和/或应用组的一个或多个度量。SLA度量模块640可以将所学习的一个或多个度量存储在SLA度量646中。
SLA度量646可以存储每个应用和/或应用组的一个或多个学习度量。SLA度量646可以存储一个或多个度量、与一个或多个度量相关联的应用、与应用相关联的应用组、或者与一个或多个度量相关联的其他信息。在一些示例中，SLA度量646可以实现为任何类型的数据结构，诸如数据存储器或数据库。在这样的示例中，SLA度量646可以表示用于存储与网络设备600动态学习的度量相关的度量和/或信息的任何合适的数据结构或存储介质。
路由引擎604可以实现SSL 629以向SLA控制器发送针对每个应用和/或应用组的一个或多个学习的度量。网络设备600还可以使用SSL629从SLA控制器接收每个应用和/或应用组的一个或多个推荐的SLA度量。在这样的示例中，网络设备600可以发送具有一个或多个学习的度量的SSL消息，并且从SLA控制器接收具有一个或多个推荐的SLA度量的SSL消息。
SLA度量模块640可以包括可以计算每个应用和/或应用类别的基于意图的SLA度量的意图模块642。例如，意图模块642可以基于以下项来计算针对应用或应用组的基于意图的SLA度量：从SLA控制器接收的应用或应用类别的推荐的SLA度量、连接到网络设备600的一个或多个链路(例如，连接到一个或多个IFC 632的链路)的特性、以及针对应用或应用组的用户配置的意图模型。
如上所述，用户配置的意图模型定义用于进一步微调从SLA控制器接收的推荐的SLA度量的期望的容差级别。在图6所示的示例中，用户可以使用路由引擎604的配置接口650来配置意图模型。在一些示例中，配置接口650可以表示命令行接口、图形用户接口、简单网络管理协议(SNMP)、NETCONF或其他配置协议、或者上述各项的某种组合。配置接口650接收配置数据，该配置数据配置用于微调从SLA控制器接收的推荐的SLA度量的一个或多个用户配置的意图模型。
SLA度量模块640可以包括用于在路径计算域上建立端点之间的路径的SLA路径模块644。可以基于各种SLA度量来请求路径。也就是说，SLA路径模块644可以选择满足给定SLA度量的相应应用和/或应用组的路径。为了计算通过路径计算域的路径，SLA路径模块644可以发现网络的拓扑(例如，通过执行IGP 622或BGP 624以接收路由协议通告)，并且可以接收节点邻居列表(其中每个邻居包括节点标识符、本地端口索引和远程端口索引)以及链路属性列表(其中每个链路属性指定端口索引、带宽、预期传输时间、共享链路组和命运共享组)。
SLA路径模块644可以选择沿着满足由意图模块642计算的基于意图的SLA度量的一个或多个互连通信链路的路径。例如，SLA路径模块644可以实现一个或多个最短路径算法，如上所述。响应于实现最短路径算法，SLA路径模块644可以确定每个互连通信链路是否满足基于意图的SLA度量。SLA路径模块644可以存储所确定的路径以及关于链路是否满足基于意图的SLA度量的每个互连通信链路的指示。
图7是示出根据本公开中描述的技术的一个或多个方面的用于执行动态应用服务等级协议度量生成、分发和基于意图的SD-WAN链路选择的SD-WAN的示例技术的流程图。示例操作关于图5的SLA控制器500和图6的网络设备600来描述。以下是该过程的步骤，但是在本公开的技术中执行的过程的其他示例可以包括附加步骤，或者可以不包括下面列出的一些步骤。
根据本文中描述的技术，多个SD-WAN叶节点中的SD-WAN叶节点可以学习每个应用和/或应用组的一个或多个度量(702)。例如，每个SD-WAN叶节点可以使用各种应用体验质量(QoE)度量功能，诸如RPM、OWAMP、TWAMP、主动探测、被动探测、协议DPI引擎、或者用于学习其链路的每个应用和/或应用组的一个或多个度量的其他测量协议或技术。SD-WAN叶节点每个可以将所学习的一个或多个度量存储在本地SLA度量数据结构中。
每个SD-WAN叶节点可以向SLA控制器发送所学习的每个应用和/或应用组的一个或多个度量(704)。例如，每个SD-WAN叶节点可以使用协议来建立通信信道，诸如安全套接字层(SSL)、传输层安全性(TLS)、超文本传输层(HTTP)或安全超文本传输协议(HTTPS)。每个SD-WAN叶节点可以向SLA控制器发送存储在其SLA度量数据结构中的学习的一个或多个度量。例如，每个SD-WAN叶节点可以向SLA控制器发送特定应用的一个或多个学习的度量。备选地或另外地，每个SD-WAN叶节点可以向SLA控制器发送一组应用(例如，web应用或NRTA应用)的一个或多个学习的度量。每个SD-WAN叶节点可以批量发送一个或多个学习的度量，或者在某些情况下在它们被学习时发送一个或多个学习的度量。在一些情况下，SD-WAN叶节点可以基于所配置的间隔(例如，每15分钟)周期性地发送一个或多个度量。
SLA控制器可以从每个SD-WAN叶节点接收一个或多个度量(706)，并且计算每个应用和/或应用组的推荐的SLA度量(708)。例如，SLA控制器可以从每个SD-WAN叶节点接收应用或应用组的度量。SLA控制器可以包括用于计算应用和/或应用组的度量的聚合的均值(并且在一些情况下为标准偏差)的推荐的SLA度量模块508。SLA控制器可以计算每个应用和/或应用组的SLA度量的聚合的均值。
SLA控制器可以向每个SD-WAN叶节点发送每个应用和/或应用组的推荐的SLA度量(710)。例如，SLA控制器可以使用SSL发送推荐的SLA度量。
当多个SD-WAN叶节点中的SD-WAN叶节点接收每个应用和/或应用组的推荐的SLA度量时(712)，SD-WAN叶节点可以计算基于意图的SLA度量(714)。例如，SD-WAN叶节点可以包括用于基于从SLA控制器接收的推荐的SLA度量、连接到SD-WAN叶节点的链路的一个或多个特性、以及定义期望的容差级别以进一步微调从SLA控制器接收的推荐的SLA度量的用户配置的意图模型来计算基于意图的SLA度量的SLA度量模块640的意图模块642。例如，用户可以配置(例如，经由配置接口650)可以使SD-WAN叶节点积极地应用推荐的SLA度量(例如，选择RTT比推荐的SLA度量较好的链路)的积极意图模型。备选地或另外地，用户可以配置可以使SD-WAN叶节点按原样应用推荐的SLA度量的正常意图模型。备选地或另外地，用户可以配置可以使SD-WAN叶节点保守地应用推荐的SLA度量(例如，选择比较好地满足推荐的SLA度量的链路较恶化的链路)的脆弱意图模型。
每个SD-WAN叶节点可以根据基于意图的SLA度量来选择相应应用和/或应用组的路径(716)。例如，SD-WAN叶节点每个可以包括用于在路径计算域上建立端点之间的路径的SLA路径模块644。每个SD-WAN叶节点的SLA路径模块644可以选择满足基于意图的SLA度量的相应应用和/或应用组的路径。每个SD-WAN叶节点的SLA路径模块644可以选择沿着满足由意图模块642计算的基于意图的SLA度量的一个或多个互连通信链路的路径。例如，SLA路径模块644可以实现如上所述的一个或多个最短路径算法。响应于实现最短路径算法，SLA路径模块644可以确定每个互连通信链路是否满足基于意图的SLA度量。SLA路径模块644可以存储所确定的路径以及关于链路是否满足基于意图的SLA度量的每个互连通信链路的指示。
在一些示例中，每个SD-WAN叶节点还可以基于每跳度量来动态地确定最短路径。例如，每个SD-WAN叶节点可以在用户配置的意图模型被改变(例如，从积极意图模型变为脆弱意图模型)时确定最短路径。例如，SD-WAN叶节点可以在初始实例(例如，T1)处配置有用于应用的积极意图模型。当SD-WAN从应用接收业务时，SD-WAN叶节点可以选择满足积极意图模型的SLA度量的相应链路。在随后的实例中(例如，ΔT)，用户可以将积极意图模型改变为用于应用的保守意图模型。当SD-WAN叶节点从应用接收业务时，SD-WAN叶节点可以选择可以满足脆弱意图模型的较保守的SLA度量的较恶化的链路。
每个SD-WAN叶节点可以在满足基于意图的SLA度量的所选择的路径上转发特定应用和/或应用组的业务(718)。例如，SD-WAN叶节点可以在连接满足应用或应用组的基于意图的SLA度量的SD-WAN叶节点的链路上发送相应应用或应用组的业务。
本文中描述的技术可以用硬件、软件、固件或其任何组合来实现。描述为模块、单元或组件的各种特征可以在集成逻辑设备中一起实现，或者单独地实现为离散但可互操作的逻辑器件或其他硬件设备。在一些情况下，电子电路的各种特征可以实现为一个或多个集成电路器件，诸如集成电路芯片或芯片组。
如果以硬件实现，则本发明可以涉及诸如处理器等装置或者诸如集成电路芯片或芯片组等集成电路设备。备选地或另外地，如果以软件或固件实现，则这些技术可以至少部分由包括指令的计算机可读数据存储介质来实现，这些指令在被执行时使处理器执行上述方法中的一个或多个。例如，计算机可读数据存储介质可以存储这样的指令以供处理器执行。
计算机可读介质可以形成计算机程序产品的一部分，该计算机程序产品可以包括包装材料。计算机可读介质可以包括计算机数据存储介质，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、磁或光数据存储介质等。在一些示例中，制品可以包括一个或多个计算机可读存储介质。
在一些示例中，计算机可读存储介质可以包括非瞬态介质。术语“非瞬态”可以指示存储介质不在载波或传播信号中实现。在某些示例中，非瞬态存储介质可以存储随时间变化的数据(例如，在RAM或高速缓存中)。
代码或指令可以是由处理电路执行的软件和/或固件，处理电路包括一个或多个处理器，诸如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或者其他等效的集成或分立逻辑电路。因此，本文中使用的术语“处理器”可以是指任何前述结构或适合于实现本文中描述的技术的任何其他结构。另外，在一些方面，本公开中描述的功能可以在软件模块或硬件模块内提供。

Claims (17)

1.一种用于网络管理的方法，包括：
由控制器从软件定义的广域网(SD-WAN)的多个网络设备接收针对连接到所述多个网络设备的每个链路的度量，其中所述度量与应用或应用组相关联；
由所述控制器基于从所述多个网络设备中的每个网络设备接收的所述度量的聚合来计算针对所述应用或应用组的推荐的服务等级协议(SLA)度量，其中计算所述推荐的SLA度量包括确定从所述多个网络设备中的每个网络设备接收的所述SLA度量的所述聚合的均值；以及
由所述控制器向所述多个网络设备中的每个网络设备发送所述推荐的SLA度量，以使所述多个网络设备中的每个网络设备计算基于意图的SLA度量，所述基于意图的SLA度量被用于选择用以从所述应用或应用组发送业务的路径，其中所述基于意图的SLA度量基于以下项被计算：所述推荐的SLA度量、连接到所述多个网络设备中的给定网络设备的一个或多个链路的一个或多个特性、以及定义用以应用所述推荐的SLA度量的容差级别的用户配置的意图模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其中接收所述度量包括接收所述度量作为一批多个度量的一部分。
3.一种用于网络管理的方法，包括：
由软件定义的广域网(SD-WAN)的多个网络设备中的网络设备确定针对连接到所述网络设备的一个或多个链路的度量，其中所述度量与应用或应用组相关联；
由所述网络设备向控制器发送所述度量；
由所述网络设备从所述控制器接收与所述应用或应用组相关联的推荐的服务等级协议(SLA)度量，其中所述推荐的SLA度量是基于来自所述多个网络设备中的每个网络设备的所述度量的聚合被计算的，来自所述多个网络设备中的每个网络设备的所述度量包括由所述网络设备发送的所述度量，并且其中所述推荐的SLA度量包括从所述多个网络设备中的每个网络设备接收的所述SLA度量的所述聚合的均值；
由所述网络设备基于以下项来计算基于意图的SLA度量：所述推荐的SLA度量、连接到所述网络设备的所述一个或多个链路的一个或多个特性、以及定义用以应用所述推荐的SLA度量的容差级别的用户配置的意图模型；以及
由所述网络设备基于所述基于意图的SLA度量来选择用以从所述应用或应用组发送业务的路径。
4.根据权利要求3所述的方法，
其中所述一个或多个链路包括无线链路，并且
其中所述无线链路的所述一个或多个特性包括以下中的至少一项：时延、信号强度、覆盖范围、数据速率、每单位面积带宽、频率和供应方。
5.根据权利要求3所述的方法，
其中所述一个或多个链路包括物理链路，并且
其中所述物理链路的所述一个或多个特性至少包括链路类型、对数据速率的支持、收发器、标准、供应方和信号强度。
6.根据权利要求3所述的方法，
其中所述用户配置的意图模型的所述容差级别包括积极意图模型、正常意图模型和脆弱意图模型中的至少一项，所述积极意图模型使所述网络设备在选择所述路径时以较积极的方式应用所述推荐的SLA度量，所述正常意图模型使所述网络设备在选择所述路径时按原样应用所述推荐的SLA度量，所述脆弱意图模型使所述网络设备在选择所述路径时以较保守的方式应用所述推荐的SLA度量。
7.根据权利要求3所述的方法，其中确定用以从所述应用或应用组发送业务的所述路径包括基于以下中的至少一项来确定最短路径：迪杰斯特拉算法、贝尔曼-福特算法、广度优先搜索(BFS)、深度优先搜索(DFS)、弗洛伊德算法、约翰逊算法、克鲁斯卡尔算法、普里姆算法和
Figure FDA0003611632530000021
算法。
8.根据权利要求3所述的方法，其中确定所述度量包括实现测量协议，所述测量协议包括以下中的至少一项：实时性能监测(RPM)、单向主动测量协议(OWAMP)、双向主动测量协议(TWAMP)、主动探测、被动探测和协议深度分组检查(DPI)引擎。
9.根据权利要求3所述的方法，其中发送所述度量包括发送所述度量作为一批多个度量的一部分。
10.根据权利要求3所述的方法，还包括：
由所述网络设备存储所述一个或多个链路中的每个链路是否满足所述基于意图的SLA度量的指示。
11.一种软件定义的广域网(SD-WAN)的多个网络设备中的网络设备，所述网络设备包括：
存储器；以及
一个或多个处理器，与所述存储器通信，所述一个或多个处理器被配置为：
确定连接到所述网络设备的一个或多个链路的度量，其中所述度量与应用或应用组相关联；
向控制器发送所述度量；
从所述控制器接收与所述应用或应用组相关联的推荐的服务等级协议(SLA)度量，其中所述推荐的SLA度量是基于来自所述多个网络设备中的每个网络设备的所述度量的聚合被计算的，来自所述多个网络设备中的每个网络设备的所述度量包括由所述网络设备发送的所述度量，并且其中所述推荐的SLA度量包括从所述多个网络设备中的每个网络设备接收的所述度量的所述聚合的均值；
基于以下项来计算基于意图的SLA度量：所述推荐的SLA度量、连接到所述网络设备的所述一个或多个链路的一个或多个特性、以及定义用以应用所述推荐的SLA度量的容差级别的用户配置的意图模型；以及
基于所述基于意图的SLA度量来选择用以从所述应用或应用组发送业务的路径。
12.根据权利要求11所述的网络设备，
其中所述一个或多个链路包括无线链路，并且
其中所述无线链路的所述一个或多个特性包括以下中的至少一项：时延、信号强度、覆盖范围、数据速率、每单位面积带宽、频率和供应方。
13.根据权利要求11所述的网络设备，
其中所述一个或多个链路包括物理链路，并且
其中所述物理链路的所述一个或多个特性至少包括链路类型、对数据速率的支持、收发器、标准、供应方和信号强度。
14.根据权利要求11所述的网络设备，
其中所述用户配置的意图模型的所述容差级别包括积极意图模型、正常意图模型和脆弱意图模型中的至少一项，所述积极意图模型使所述网络设备在选择所述路径时以较积极的方式应用所述推荐的SLA度量，所述正常意图模型使所述网络设备在选择所述路径时按原样应用所述推荐的SLA度量，所述脆弱意图模型使所述网络设备在选择所述路径时以较保守的方式应用所述推荐的SLA度量。
15.根据权利要求11所述的网络设备，其中为了确定用以从所述应用或应用组发送业务的所述路径，所述一个或多个处理器被配置为基于以下中的至少一项来确定最短路径：迪杰斯特拉算法、贝尔曼-福特算法、广度优先搜索(BFS)、深度优先搜索(DFS)、弗洛伊德算法、约翰逊算法、克鲁斯卡尔算法、普里姆算法和
Figure FDA0003611632530000041
算法。
16.根据权利要求11所述的网络设备，其中为了确定所述度量，所述一个或多个处理器被配置为实现测量协议，所述测量协议包括以下中的至少一项：实时性能监测(RPM)、单向主动测量协议(OWAMP)、双向主动测量协议(TWAMP)、主动探测、被动探测和协议深度分组检查(DPI)引擎。
17.根据权利要求11所述的网络设备，其中所述一个或多个处理器还被配置为：
存储所述一个或多个链路中的每个链路是否满足所述基于意图的SLA度量的指示。
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