CN113315712A - 网络流量控制方法及系统、sdn控制器 - Google Patents

网络流量控制方法及系统、sdn控制器 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种网络流量控制方法及系统、SDN控制器。该网络流量控制方法包括：接收网络边缘处的预设交换机发送的流表获取请求，所述流表获取请求包括网络地址信息，所述网络地址信息为所述预设交换机根据边缘用户端的请求报文获取的信息；根据预设的签约信息表查询所述网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数；在所述剩余次数大于0的情况下，向所述预设交换机下发流表项，并更新所述签约信息表中的所述剩余次数，以供所述预设交换机根据所述流表项，对所述边缘用户端的请求报文进行转发处理。

Description

网络流量控制方法及系统、SDN控制器
技术领域
本公开涉及通信技术领域，特别涉及一种网络流量控制方法及系统、SDN控制器。
背景技术
随着4K视频、VR/AR、5G等技术的高速发展，用户侧边缘设备呈现出爆炸式增长态势，面对海量的边缘接入设备，对网络带宽、延时都提出了更高的要求。边缘计算是指利用靠近数据源的边缘地带来完成的运算程序，运算可以在大型运算设备内完成，也可以在中、小型运算设备、本地端网络内完成。边缘计算可以有效降低海量边缘设备与集中式的云数据中心之间链路拥塞问题，减少云数据中心的工作负载，提高计算和数据应用的效率。边缘云是靠近用户边缘设备的边缘计算节点，可以承担所属区域内的计算、存储等任务，是目前研究的热点。目前大数据的计算和存储均在云计算中心(数据中心)采用集中方式执行处理边缘用户的请求已经很难满足。云计算架构通常采用分布式架构来应对海量边缘设备对网络的需求，这种解决方案下，云计算提供商通过域名系统(DNS)的方式，将域名转换成距离用户较近的云数据中心网络地址，实现网络流量的灵活调度。
目前采用集中式架构的云计算环境，边缘用户的所有请求和数据都会发送到云计算中心(数据中心)进行计算和存储处理，面对海量边缘设备的接入，带来了网络拥塞，用户感知度低等一系列问题。
而采用分布式架构云计算环境，将数据中心分散到距离用户相对较近的区域，需要采用DNS的方式进行域名转换，这种模式下通常要对每个区域的DNS服务器进行人工配置，且颗粒度较粗，不能实现基于应用的灵活调度。同时，该类方式无法做到精细化的网络控制，比如某运营商向客户提供边缘云服务，行业客户则希望其访问边缘云可以按次计费，而在这种方式下运营商无法做到采用访问次数为维度，对边缘用户访问边缘数据中心的流量进行精细化的控制。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种网络流量控制方法及系统、SDN控制器。
为实现上述目的，本公开实施例提供一种网络流量控制方法，该网络流量控制方法包括：
接收网络边缘处的预设交换机发送的流表获取请求，所述流表获取请求包括网络地址信息，所述网络地址信息为所述预设交换机根据边缘用户端的请求报文获取的信息；
根据预设的签约信息表查询所述网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数；
在所述剩余次数大于0的情况下，向所述预设交换机下发流表项，并更新所述签约信息表中的所述剩余次数，以供所述预设交换机根据所述流表项，对所述边缘用户端的请求报文进行转发处理。
在一些实施例中，在所述剩余次数等于0的情况下，向所述预设交换机发送流表获取失败消息，以供所述预设交换机根据所述流表获取失败消息对所述边缘用户端的请求报文进行丢弃处理。
在一些实施例中，所述流表项包括匹配项、转发动作信息和流表项的生命时间；
所述匹配项包括所述网络地址信息，所述转发动作信息包括边缘云所连接的端口，所述预设交换机按照所述转发动作信息对所述边缘用户端的请求报文进行转发处理。
在一些实施例中，所述接收网络边缘处的预设交换机发送的流表获取请求之前，还包括：
接收云服务提供商发送的签约信息，所述签约信息为所述云服务提供商响应于边缘用户端的边缘云服务订购请求而获取的信息，所述签约信息包括边缘用户端对应的网络地址信息和所需访问边缘云的总次数；
将所述签约信息更新至预设的签约信息表中。
在一些实施例中，所述预设交换机为SDN白盒交换机。
在一些实施例中，所述网络地址信息包括源IP、目的IP和目的端口号。
为实现上述目的，本公开实施例提供了一种SDN控制器，该SDN控制器包括：
接收模块，被配置为接收网络边缘处的预设交换机发送的流表获取请求，所述流表获取请求包括网络地址信息，所述网络地址信息为所述预设交换机根据边缘用户端的请求报文获取的信息；
查询模块，被配置为根据预设的签约信息表查询所述网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数；
发送更新模块，被配置为在所述剩余次数大于0的情况下，向所述预设交换机下发流表项，并更新所述签约信息表中的所述剩余次数，以供所述预设交换机根据所述流表项，对所述边缘用户端的请求报文进行转发处理。
在一些实施例中，所述发送更新模块还被配置为在所述剩余次数等于0的情况下，向所述预设交换机发送流表获取失败消息，以供所述预设交换机根据所述流表获取失败消息对所述边缘用户端的请求报文进行丢弃处理。
在一些实施例中，所述流表项包括匹配项、转发动作信息和流表项的生命时间；
所述匹配项包括所述网络地址信息，所述转发动作信息包括边缘云所连接的端口，所述预设交换机按照所述转发动作信息对所述边缘用户端的请求报文进行转发处理。
在一些实施例中，该SDN控制器还包括签约信息设置模块；
所述签约信息设置模块被配置为：接收云服务提供商发送的签约信息，所述签约信息为所述云服务提供商响应于边缘用户端的边缘云服务订购请求而获取的信息，所述签约信息包括边缘用户端对应的网络地址信息和所需访问边缘云的总次数；将所述签约信息更新至预设的签约信息表中。
在一些实施例中，所述预设交换机为SDN白盒交换机。
在一些实施例中，所述网络地址信息包括源IP、目的IP和目的端口号。
为实现上述目的，本公开实施例提供了一种网络流量控制系统，该系统包括SDN控制器和设置于网络边缘处的预设交换机；所述预设交换机被配置为获取边缘用户端向边缘云发送的请求报文，并在未匹配到流表项的情况下，向所述SDN控制器发送流表获取请求；所述SDN控制器采用上述的SDN控制器。
本公开所提供的网络流量控制方法及系统、SDN控制器的技术方案中，应用于边缘云与传统集中式云协同场景，在网络边缘处部署预设交换机实现网络报文转发，在控制层的SDN控制器中构建签约信息表，SDN控制器根据签约信息表管理边缘用户端访问边缘云的限制次数，对于未达到访问边缘云的最大限制次数的边缘用户端，下发相应流表项给网络边缘处的预设交换机，以使预设交换机将边缘用户端的边缘流量(请求报文)转发至边缘云中，而对于已到达访问边缘云的最大限制次数的边缘用户端，拒绝下发流表项，以对该边缘用户端的边缘流量进行转发限制。通过SDN控制器对边缘用户的网络流量进行转发调度，以访问频次为维度限制边缘小区内用户对边缘云中某一具体业务的访问，面向行业客户提供了基于用户访问频次的边缘流量转发能力，从而提供了差异化的网络服务。
附图说明
图1为本公开实施例一提供的一种网络流量控制方法的流程图；
图2为本公开实施例二提供的一种网络流量控制方法的流程图；
图3为本公开实施例三提供的一种SDN控制器的组成框图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图对本公开提供的网络流量控制方法及系统、SDN控制器进行详细描述。
图1为本公开实施例一提供的一种网络流量控制方法的流程图，如图1所示，该方法基于SDN(Software Defined Network，软件定义网络)控制器实现，该网络流量控制方法包括：
步骤S11、接收网络边缘处的预设交换机发送的流表获取请求，流表获取请求包括网络地址信息。
其中，网络地址信息为预设交换机根据边缘用户端的请求报文获取的信息。
步骤S12、根据预设的签约信息表查询该网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数。
步骤S13、在该剩余次数大于0的情况下，向预设交换机下发流表项，并更新签约信息表中的该剩余次数，以供预设交换机根据该流表项，对边缘用户端的请求报文进行转发处理。
步骤S14、在该剩余次数等于0的情况下，向预设交换机发送流表获取失败消息，以供预设交换机根据该流表获取失败消息对边缘用户端的请求报文进行丢弃处理。
本公开实施例所提供的网络流量控制方法，应用于边缘云与传统集中式云协同场景，在网络边缘处部署预设交换机实现网络报文转发，在控制层的SDN控制器中构建签约信息表，SDN控制器根据签约信息表管理边缘用户端访问边缘云的限制次数，对于未达到访问边缘云的最大限制次数的边缘用户端，下发相应流表项给网络边缘处的预设交换机，以使预设交换机将边缘用户端的边缘流量(请求报文)转发至边缘云中，而对于已到达访问边缘云的最大限制次数的边缘用户端，拒绝下发流表项，以对该边缘用户端的边缘流量进行转发限制。通过SDN控制器对边缘用户的网络流量进行转发调度，以访问频次为维度限制边缘小区内用户对边缘云中某一具体业务的访问，面向行业客户提供了基于用户访问频次的边缘流量转发能力，从而提供了差异化的网络服务。
图2为本公开实施例二提供的一种网络流量控制方法的流程图，如图2所示，该方法基于网络流量控制系统实现，该网络流量控制系统包括SDN控制器和设置于网络边缘处的预设交换机，该网络流量控制方法包括：
步骤S21、SDN控制器接收云服务提供商发送的签约信息，签约信息包括边缘用户端对应的网络地址信息和所需访问边缘云的总次数。
其中，签约信息为云服务提供商响应于边缘用户端的边缘云服务(EdgeX)订购请求而获取的信息，边缘用户端的边缘云服务订购请求包括签约信息，即包括边缘用户端对应的网络地址信息和所需访问边缘云的总次数。其中，边缘用户端可以是行业客户的用户端，网络地址信息包括源IP、目的IP和目的端口号，源IP为边缘用户端的IP地址(如IP-UserA)、目的IP为所选择边缘云的对外IP地址(如IP-EdgeX)、目的端口为边缘云所提供业务的端口地址(如Port-EdgeX)、所需访问边缘云的总次数为边缘用户所购买的访问边缘云的总次数(如200次)。
步骤S22、SDN控制器将边缘用户端的签约信息更新至预设的签约信息表中。
其中，预设的签约信息表包括边缘用户端对应的网络地址信息和访问边缘云的剩余次数的对应关系。
表1示例性示出了SDN控制器中的签约信息表中一个边缘用户端的签约信息，如表1所示，一边缘用户端的网络地址信息中，源IP为IP-UserA，目的IP为IP-EdgeX，目的端口为Port-EdgeX，该边缘用户端订购访问边缘云的次数为200次，当前剩余次数为200次。
表1
Figure BDA0003075479740000061
在本公开实施例中，云服务提供商在将边缘用户端的签约信息更新至SDN控制器的签约信息表中后，向边缘用户端反馈订购成功信息。
步骤S23、网络边缘处的预设交换机获取边缘用户端发送的请求报文，并根据请求报文获取边缘用户端对应的网络地址信息。
在本实施例中，边缘用户端向边缘云发送请求报文，该报文到达网络边缘处的预设交换机后，预设交换机对该请求报文进行解析，获得边缘用户端的网络地址信息，包括源IP、目的IP和目的端口号。
在本公开实施例中，预设交换机为SDN白盒交换机。
步骤S24、预设交换机根据解析出的网络地址信息进行流表项匹配，并判断是否匹配到相应的流表项，若否，则执行步骤S25，若是则执行步骤S29。
具体地，预设交换机将解析出的网络地址信息的字段进行流表项匹配，如果存在与网络地址信息对应的流表项，则根据流表项进行请求报文的转发，如果不存在与网络地址信息对应的流表项，则向SDN控制器请求获取相应流表项。
步骤S25、预设交换机在未匹配到相应流表项的情况下，向SDN控制器发送流表获取请求，流表获取请求包括网络地址信息。
其中，流表获取请求具体包括边缘用户端的请求报文和该边缘用户端对应的网络地址信息。
步骤S26、SDN控制器根据预设的签约信息表查询网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数。
如前所述，SDN控制器维护有边缘用户端的签约信息表，在收到预设交换机的流表获取请求后，根据签约信息表查询该网络地址信息是否存在于该签约信息表中，若存在，则表示对应的边缘用户端订购了边缘云服务，从而根据签约信息表查询出该网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数。初始时，该剩余次数为边缘用户端订购边缘云服务时所订购的访问边缘云的总次数，在边缘用户端每次访问边缘云时，SDN控制器均对该次数进行更新。
步骤S27、SDN控制器判断该网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数大于或等于0，若大于，则执行步骤S28，否则执行步骤S30。
其中，该网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数大于0，表示该边缘用户端当前还能够访问边缘云，其未达到访问边缘云的最大限制次数，因此执行步骤S28，以进行相应流表项的下发，使得边缘用户端的请求报文能够转发至相应边缘云。该网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数等于0，表示该边缘用户端当前无法再访问边缘云，其已达到访问边缘云的最大限制次数，因此执行步骤S30，以限制该边缘用户端访问相应边缘云。
步骤S28、SDN控制器向预设交换机下发流表项，并更新签约信息表中的该网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数。
其中，流表项包括匹配项、转发动作信息和流表项的生命时间；匹配项包括该边缘用户端的网络地址信息，转发动作信息包括边缘云所连接的端口，预设交换机按照转发动作信息对边缘用户端的请求报文进行转发处理，即边缘云所连接的端口进行请求报文的转发，流表项的生命时间(idle time)表示该流表项的有效期，即在该生命时间内，预设交换机均可根据该流表项进行相应报文的转发，若超过该生命时间预设交换机没有请求报文对该流表项进行匹配，则删除该流表项。
在步骤S28中，更新签约信息表中的该网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数，即将签约信息表中的该网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数进行减1处理。
步骤S29、预设交换机根据该流表项，对边缘用户端的请求报文进行转发处理，并结束流程。
具体地，预设交换机根据该流表项中的转发动作信息对边缘用户端的请求报文进行转发处理。
步骤S30、SDN控制器向预设交换机发送流表获取失败消息。
步骤S31、预设交换机根据流表获取失败消息对边缘用户端的请求报文进行丢弃处理，并结束流程。
图3为本公开实施例三提供的一种SDN控制器的组成框图，如图3所示，该SDN控制器包括接收模块301、查询模块302和发送更新模块303。
其中，接收模块301被配置为接收网络边缘处的预设交换机发送的流表获取请求，流表获取请求包括网络地址信息，网络地址信息为预设交换机根据边缘用户端的请求报文获取的信息；查询模块302被配置为根据预设的签约信息表查询网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数；发送更新模块303被配置为在该剩余次数大于0的情况下，向预设交换机下发流表项，并更新签约信息表中的该剩余次数，以供预设交换机根据流表项，对边缘用户端的请求报文进行转发处理。
在一些实施例中，发送更新模块303还被配置为在该剩余次数等于0的情况下，向预设交换机发送流表获取失败消息，以供预设交换机根据流表获取失败消息对边缘用户端的请求报文进行丢弃处理。
在一些实施例中，流表项包括匹配项、转发动作信息和流表项的生命时间；匹配项包括所述网络地址信息，转发动作信息包括边缘云所连接的端口，预设交换机按照转发动作信息对所述边缘用户端的请求报文进行转发处理。
在一些实施例中，如图3所示，该SDN控制器还包括签约信息设置模块304，签约信息设置模块304被配置为：接收云服务提供商发送的签约信息，签约信息为云服务提供商响应于边缘用户端的边缘云服务订购请求而获取的信息，签约信息包括边缘用户端对应的网络地址信息和所需访问边缘云的总次数；将签约信息更新至预设的签约信息表中。
在一些实施例中，预设交换机为SDN白盒交换机。
在一些实施例中，网络地址信息包括源IP、目的IP和目的端口号。
此外，本公开实施例所提供的SDN控制器用于实现上述实施例提供的网络流量控制方法，具体描述可参见上述实施例的描述，此处不再赘述。
本公开实施例四还提供了一种网络流量控制系统，该网络流量控制系统包括SDN控制器和设置于网络边缘处的预设交换机，预设交换机为SDN白盒交换机。
其中，预设交换机被配置为获取边缘用户端向边缘云发送的请求报文，并在未匹配到流表项的情况下，向SDN控制器发送流表获取请求。SDN控制器采用上述实施例所提供的SDN控制器，具体描述可参见上述实施例的描述，此处不再赘述。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。

Claims (13)

1.一种网络流量控制方法，其特征在于，包括：
接收网络边缘处的预设交换机发送的流表获取请求，所述流表获取请求包括网络地址信息，所述网络地址信息为所述预设交换机根据边缘用户端的请求报文获取的信息；
根据预设的签约信息表查询所述网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数；
在所述剩余次数大于0的情况下，向所述预设交换机下发流表项，并更新所述签约信息表中的所述剩余次数，以供所述预设交换机根据所述流表项，对所述边缘用户端的请求报文进行转发处理。
2.根据权利要求1所述的网络流量控制方法，其特征在于，在所述剩余次数等于0的情况下，向所述预设交换机发送流表获取失败消息，以供所述预设交换机根据所述流表获取失败消息对所述边缘用户端的请求报文进行丢弃处理。
3.根据权利要求1所述的网络流量控制方法，其特征在于，所述流表项包括匹配项、转发动作信息和流表项的生命时间；
所述匹配项包括所述网络地址信息，所述转发动作信息包括边缘云所连接的端口，所述预设交换机按照所述转发动作信息对所述边缘用户端的请求报文进行转发处理。
4.根据权利要求1所述的网络流量控制方法，其特征在于，所述接收网络边缘处的预设交换机发送的流表获取请求之前，还包括：
接收云服务提供商发送的签约信息，所述签约信息为所述云服务提供商响应于边缘用户端的边缘云服务订购请求而获取的信息，所述签约信息包括边缘用户端对应的网络地址信息和所需访问边缘云的总次数；
将所述签约信息更新至预设的签约信息表中。
5.根据权利要求1所述的网络流量控制方法，其特征在于，所述预设交换机为SDN白盒交换机。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的网络流量控制方法，其特征在于，所述网络地址信息包括源IP、目的IP和目的端口号。
7.一种SDN控制器，其特征在于，包括：
接收模块，被配置为接收网络边缘处的预设交换机发送的流表获取请求，所述流表获取请求包括网络地址信息，所述网络地址信息为所述预设交换机根据边缘用户端的请求报文获取的信息；
查询模块，被配置为根据预设的签约信息表查询所述网络地址信息对应的访问边缘云的剩余次数；
发送更新模块，被配置为在所述剩余次数大于0的情况下，向所述预设交换机下发流表项，并更新所述签约信息表中的所述剩余次数，以供所述预设交换机根据所述流表项，对所述边缘用户端的请求报文进行转发处理。
8.根据权利要求7所述的SDN控制器，其特征在于，所述发送更新模块还被配置为在所述剩余次数等于0的情况下，向所述预设交换机发送流表获取失败消息，以供所述预设交换机根据所述流表获取失败消息对所述边缘用户端的请求报文进行丢弃处理。
9.根据权利要求7所述的SDN控制器，其特征在于，所述流表项包括匹配项、转发动作信息和流表项的生命时间；
所述匹配项包括所述网络地址信息，所述转发动作信息包括边缘云所连接的端口，所述预设交换机按照所述转发动作信息对所述边缘用户端的请求报文进行转发处理。
10.根据权利要求7所述的SDN控制器，其特征在于，还包括签约信息设置模块；
所述签约信息设置模块被配置为：接收云服务提供商发送的签约信息，所述签约信息为所述云服务提供商响应于边缘用户端的边缘云服务订购请求而获取的信息，所述签约信息包括边缘用户端对应的网络地址信息和所需访问边缘云的总次数；将所述签约信息更新至预设的签约信息表中。
11.根据权利要求7所述的SDN控制器，其特征在于，所述预设交换机为SDN白盒交换机。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的SDN控制器，其特征在于，所述网络地址信息包括源IP、目的IP和目的端口号。
13.一种网络流量控制系统，其特征在于，包括SDN控制器和设置于网络边缘处的预设交换机；
所述预设交换机被配置为获取边缘用户端向边缘云发送的请求报文，并在未匹配到流表项的情况下，向所述SDN控制器发送流表获取请求；
所述SDN控制器采用如权利要求7-11中任一项所述的SDN控制器。
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