TWI640175B - 一種基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

一種軟件定義網路偵測網路封包丟失方法，包括：挑選一待偵測網路路徑上一數據流，該待偵測網路路徑包括複數個交換機；產生一起始標識封包和一結束標識封包；在流經一第一交換機的該數據流插入該起始標識封包；單位時間後在流經該第一交換機的該數據流插入該結束標識封包；記錄一交換機回報的所偵測到的該起始標識封包和該結束標識封包；計算該單位時間內該起始標識封包與該結束標識封包之間數據流的一絕對封包數；及根據該絕對封包數判斷該待偵測網路路徑上封包丟失狀況，調整網路路徑。

Description

一種基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失方法及裝置
本發明係有關於通信技術領域，且特別有關於一種基於軟件定義網路偵測網路封包丟失方法及裝置
當前針對網路封包丟失的偵測方法一般都是控制器定時向交換機獲取其端口的狀態資訊，在軟件定義網路(Soft Define Network，SDN)規模較小的情況下，所述控制器可以遍尋所有交換機獲取其端口狀態來進行網路的選擇。然而，當網路規模比較大的時候，所述控制器遍尋所有交換機獲取其端口狀態會耗費很長時間，在交換機端口較多時更是如此。在此情況下，所述控制器並不能準確、及時的反應網路當前的狀態。另一種伺服器端到用戶端的端到端(End to End)的偵測方法雖然能較快偵測整體的封包丟失情況，但不能即時判斷封包是在網路中哪個地方、什麼時候丟失的。
有鑒於此，本發明實施例提供一種基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失方法，以準確、及時的偵測網路中封包丟失，調整網路路徑。
本發明實施例還提供一種基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失 裝置，以準確、及時的偵測網路中封包丟失，調整網路路徑。
本發明實施例之基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失方法包括步驟：軟件定義網路控制器挑選一待偵測網路路徑上一數據流，該待偵測網路路徑包括複數個交換機；該軟件定義網路控制器產生一起始標識封包和一結束標識封包；該軟件定義網路控制器在流經一第一交換機的該數據流插入該起始標識封包；單位時間後該軟件定義網路控制器在流經該第一交換機的該數據流插入該結束標識封包；該軟件定義網路控制器記錄該待偵測網路路徑中每一個交換機回報的所偵測到的該起始標識封包和該結束標識封包；計算該單位時間內在該每一個交換機的該起始標識封包與該結束標識封包之間數據流的一絕對封包數；及根據該絕對封包數判斷該待偵測網路路徑上封包丟失狀況，調整網路路徑。
本發明實施例之基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失裝置包括一選取模組、一產生模組、一插入模組、一記錄模組、一計算模組、一調整模組。該選取模組用於該軟件定義網路控制器挑選一待偵測網路路徑上一數據流，該待偵測網路路徑包括複數個交換機。該產生模組用於該軟件定義網路控制器產生一起始標識封包和一結束標識封包。該插入模組用於該軟件定義網路控制器在流經一第一交換機的該數據流插入該起始標識封包，還用於單位時間後該軟件定義網路控制器在流經該第一交換機的該數據流插入該結束標識封包。該記錄模組用於該軟件定義網路控制器記錄該待偵測網路路徑中每一個交換機回報的所偵測到的該起始標識封包和該結束標識封包。該計算模組用於計算該單位時間內在該每一個交換機的該起始標識封包與該結束標識封包之間數據流的一絕對封包數。該調整模組用於根據該絕對封包數判斷該待偵測網路路徑上封包丟失狀況，調整網路路徑。
2‧‧‧SDN控制器
4‧‧‧交換機
6‧‧‧伺服器
8‧‧‧用戶終端
10‧‧‧SDN偵測網路封包丟失裝置
22‧‧‧起始標識封包
24‧‧‧結束標識封包
20‧‧‧記憶體
30‧‧‧處理器
100‧‧‧選取模組
200‧‧‧產生模組
圖1係顯示本發明實施例之基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失裝置的功能模組圖。
圖2係顯示本發明實施例之SDN控制器挑選路徑及產生標識封包的示意圖。
圖3係顯示本發明實施例之SDN控制器插入標識封包的示意圖。
圖4係顯示本發明實施例之SDN控制器記錄標識封包的示意圖。
圖5係顯示本發明實施例之SDN控制器計算標識封包內絕對封包數及網路丟包率的示意圖。
圖6a、圖6b係顯示本發明實施例之SDN控制器根據網路丟包情況調整網路路徑的示意圖。
圖7係顯示本發明實施例之標識封包的示意圖。
圖8係顯示本發明實施例之基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失方法的步驟流程圖。
參閱圖1，其為本發明SDN控制器2實施例的功能模組圖。SDN控制器2中包括一SDN偵測網路封包丟失裝置10、一記憶體20和一處理器30。 在本實施例中，該SDN控制器2通過一英特網(Internet)連接並控制一交換機4。該SDN偵測網路封包丟失裝置10用於通過計算經過每個交換機4的一標識封包內的一絕對封包數及時偵測網路封包丟失情況來進行網路路徑調整。
該SDN偵測網路封包丟失裝置10包括一選取模組100、一產生模 組200、一插入模組300、一記錄模組400、一計算模組500及一調整模組600。 該些模組被配置成由一個或多個處理器執行，以完成本發明。在本實施例中，該些模組由該處理器30執行。本發明所稱的該些模組是完成一特定功能的電腦程式段。該記憶體20用於存儲該SDN偵測網路封包丟失裝置10的程式碼等資料。
該SDN控制器2經由該選取模組100挑選一待偵測網路路徑上一數據流，該待偵測網路路徑上包括複數個交換機。該選取模組100挑選的該待偵測網路的路徑為該SDN控制器2管理下的一個路徑或多個路徑。參閱圖2，在本實施例中，該選取模組100挑選的該待偵測網路的路徑上包括一交換機A，一交換機B和一交換機C。
該SDN控制器2經由該產生模組200產生一起始標識封包22和一結束標識封包24，參閱圖2。在本實施例中，該產生模組200產生的該起始標識封包22和該結束標識封包24的標頭特徵與被挑選的該數據流一致，以payload為0來標識插入的該起始標識封包22和該結束標識封包24為特定辨識封包，參閱圖7。
該SDN控制器2經由該插入模組300在流經一第一交換機的該數據流插入該起始標識封包22。該SDN控制器2經由該插入模組300在單位時間後在流經該第一交換機的該數據流插入該結束標識封包24。參閱圖3，在本實施例中，該SDN控制器2在流經該交換機A的該數據流中分別插入該起始標識封包22和該結束標識封包24。
該SDN控制器2經由該記錄模組400記錄該待偵測網路路徑中每一個交換機回報的所偵測到的該起始標識封包22和該結束標識封包24。該記錄模組400還用於在記錄到該挑選待偵測網路路徑上最後一個交換機向該SDN控 制器2回報所偵測到的該起始標識封包22和該結束標識封包24後丟棄該起始標識封包22和該結束標識封包24。參閱圖4，在本實施例中，該交換機A在偵測到該起始標識封包22後回報給該SDN控制器2記錄，並回報此時一封包計數α1。 該交換機A在偵測到該結束標識封包24後回報給該SDN控制器2記錄，並回報此時一封包計數α2。該交換機B在偵測到起始標識封包22後回報給該SDN控制器2記錄，並回報此時一封包計數β1。該交換機B在偵測到結束標識封包24後回報給該SDN控制器2記錄，並回報此時一封包計數β2。該交換機C在偵測到該起始標識封包22後回報給該SDN控制器2記錄後丟棄該起始標識封包22，並回報此時一封包計數γ1。該交換機C在偵測到該結束標識封包24後回報給該SDN控制器2記錄後丟棄該結束標識封包24，並回報此時一封包計數γ2。
該計算模組500用於計算該單位時間內在該每一個交換機的該起始標識封包22與該結束標識封包24之間數據流的一絕對封包數。該計算模組500在該每一個交換機偵測到該起始標識封包22時開始計算流經該交換機的封包數。參閱圖5，在本實施例中，該單位時間內數據流流經該交換機A的絕對封包數為△A=|α1-α2|，該單位時間內數據流流經該交換機B的絕對封包數為△B=|β1-β2|，該單位時間內數據流流經該交換機C的絕對封包數為△C=|γ1-γ2|。 該交換機A與該交換機B之間網路1的丟包率為((△A-△B)/△A)* 100%，該交換機B與該交換機C之間網路2的丟包率為((△B-△C)/△B)* 100%，該SDN控制器2挑選待偵測網路路徑伺服器6到用戶終端8之間的網路丟包率為((△A-△C)/△A)* 100%。
該調整模組600用於根據該絕對封包數判斷該待偵測網路路徑上封包丟失狀況，根據封包丟失狀況調整網路路徑。參閱圖6a，在本實施例中，該SDN控制器2通過上述實施方式計算網路中路徑：伺服器6→交換機A→網 路1→交換機B→網路2→交換機C→用戶終端8的丟包率，其中網路1的丟包率為((△A-△B)/△A)* 100%=((|α1-α2|-|β1-β2|)/(|α1-α2|))* 100%=((6-5)/6)* 100%=16.7%，網路2的丟包率為((△B-△C)/△B)* 100%=((|β1-β2|-|γ1-γ2|)/(|β1-β2|))* 100%=((5-4)/5)* 100%=20%，該路徑網路丟包率為((△A-△C)/△A)* 100%=((|α1-α2|-|γ1-γ2|)/(|α1-α2|))* 100%=((6-4)/6)* 100%=33%。參閱圖6b，該SDN控制器2通過上述實施方式計算網路中另一路徑：伺服器6→交換機A→網路4→交換機D→網路5→交換機C→用戶終端8的丟包率，其中網路4的丟包率為((△A-△B)/△A)* 100%=((|α1-α2|-|β1-β2|)/(1α1-α2|))* 100%=((6-6)/6)* 100%=0%，網路5的丟包率為((△B-△C)/△B)* 100%=((|β1-β2|-|γ1-γ2|)/(|β1-β2|))* 100%=((6-6)/6)* 100%=0%，該路徑網路丟包率為((△A-△C)/△A)* 100%=((|α1-α2|-|γ1-γ2|)/(|α1-α2|))* 100%=((6-6)/6)* 100%=0%。該SDN控制器2通過比較上述兩條路徑的網路丟包率，選擇網路丟包率小的網路路徑傳輸數據流。
參閱圖8，其為本發明基於SDN之偵測網路封包丟失方法較佳實施例的流程圖。該SDN偵測網路封包丟失方法應用於SDN偵測網路封包丟失裝置10，通過處理器30執行記憶體20中存儲的程式碼實現。
步驟S10，該SDN控制器挑選一待偵測網路路徑上一數據流，該待偵測網路路徑上包括複數個交換機。挑選的該待偵測網路的路徑為該SDN控制器管理下的一個路徑或多個路徑。參閱圖2，在本實施例中，挑選的該待偵測網路的路徑上包括一交換機A，一交換機B和一交換機C。
步驟S11，該SDN控制器產生一起始標識封包和一結束標識封包，參閱圖2。在本實施例中，產生的該起始標識封包和該結束標識封包的標頭特徵與被挑選的該數據流一致，以payload為0來標識插入的該起始標識封包和該結 束標識封包為特定辨識封包，參閱圖7。
步驟S12，該SDN控制器在流經一第一交換機的該數據流插入該起始標識封包。
步驟S13，單位時間後該SDN控制器在流經該第一交換機的該數據流插入該結束標識封包。參閱圖3，在本實施例中，該SDN控制器在流經該交換機A的該數據流中分別插入該起始標識封包和該結束標識封包。
步驟S14，該SDN控制器記錄該待偵測網路路徑中每一個交換機回報的所偵測到的該起始標識封包和該結束標識封包。在記錄到該挑選待偵測網路路徑上最後一個交換機向該SDN控制器回報所偵測到的該起始標識封包和該結束標識封包後丟棄該起始標識封包和該結束標識封包。參閱圖4，在本實施例中，該交換機A在偵測到該起始標識封包後回報給該SDN控制器記錄，並回報此時一封包計數α1。該交換機A在偵測到該結束標識封包後回報給該SDN控制器記錄，並回報此時一封包計數α2。該交換機B在偵測到起始標識封包後回報給該SDN控制器記錄，並回報此時一封包計數β1。該交換機B在偵測到結束標識封包後回報給該SDN控制器記錄，並回報此時一封包計數β2。該交換機C在偵測到該起始標識封包後回報給該SDN控制器記錄後丟棄該起始標識封包，並回報此時一封包計數γ1。該交換機C在偵測到該結束標識封包後回報給該SDN控制器記錄後丟棄該結束標識封包，並回報此時一封包計數γ2。
步驟S15，計算該單位時間內在該每一個交換機的該起始標識封包與該結束標識封包之間數據流的一絕對封包數。在該每一個交換機偵測到該起始標識封包時開始計算流經該交換機的封包數。參閱圖5，在本實施例中，該單位時間內數據流流經該交換機A的絕對封包數為△A=|α1-α2|，該單位時間內數據流流經該交換機B的絕對封包數為△B=|β1-β2|，該單位時間內數據流流經 該交換機C的絕對封包數為△C=|γ1-γ2|。該交換機A與該交換機B之間網路1的丟包率為((△A-△B)/△A)* 100%，該交換機B與該交換機C之間網路2的丟包率為((△B-△C)/△B)* 100%，該SDN控制器2挑選待偵測網路路徑伺服器6到用戶終端8之間的網路丟包率為((△A-△C)/△A)* 100%。
步驟S16，根據該絕對封包數判斷該待偵測網路路徑上封包丟失狀況，根據封包丟失狀況調整網路路徑。參閱圖6a，在本實施例中，該SDN控制器2通過上述實施方式計算網路中路徑：伺服器6→交換機A→網路1→交換機B→網路2→交換機C→用戶終端8的丟包率，其中網路1的丟包率為((△A-△B)/△A)* 100%=((|α1-α2|-|β1-β2|)/(|α1-α2|))* 100%=((6-5)/6)* 100%=16.7%，網路2的丟包率為((△B-△C)/△B)* 100%=((|β1-β2|-|γ1-γ2|)/(|β1-β2|))* 100%=((5-4)/5)* 100%=20%，該路徑網路丟包率為((△A-△C)/△A)* 100%=((|α1-α2|-|γ1-γ2|)/(|α1-α2|))* 100%=((6-4)/6)* 100%=33%。參閱圖6b，該SDN控制器2通過上述實施方式計算網路中另一路徑：伺服器6→交換機A→網路4→交換機D→網路5→交換機C→用戶終端8的丟包率，其中網路4的丟包率為((△A-△B)/△A)* 100%=((|α1-α2|-|β1-β2|)/(|α1-α2|))* 100%=((6-6)/6)* 100%=0%，網路5的丟包率為((△B-△C)/△B)* 100%=((|β1-β2|-|γ1-γ2|)/(|β1-β2|))* 100%=((6-6)/6)* 100%=0%，該路徑網路丟包率為((△A-△C)/△A)* 100%=((|α1-α2|-|γ1-γ2|)/(|α1-α2|))* 100%=((6-6)/6)* 100%=0%。該SDN控制器2通過比較上述兩條路徑的網路丟包率，選擇網路丟包率小的網路路徑傳輸數據流。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

Claims (8)

  1. 一種基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失方法，應用於一軟件定義網路控制器中，該方法包括：挑選一待偵測網路路徑上一數據流，該待偵測網路路徑包括複數個交換機；產生一起始標識封包和一結束標識封包，其中，該起始標識封包和該結束標識封包的標頭特徵與被挑選的該數據流一致，以payload為0來標識插入的該起始標識封包和該結束標識封包為特定辨識封包；在流經一第一交換機的該數據流插入該起始標識封包；單位時間後在流經該第一交換機的該數據流插入該結束標識封包；記錄該待偵測網路路徑中每一個交換機回報的所偵測到的該起始標識封包和該結束標識封包；計算該單位時間內在該每一個交換機的該起始標識封包與該結束標識封包之間數據流的一絕對封包數；以及根據該絕對封包數判斷該待偵測網路路徑上封包丟失狀況，調整網路路徑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失方法，其中，挑選待偵測網路的路徑為該軟件定義網路控制器管理下的一個路徑或多個路徑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失方法，其中，該挑選待偵測網路路徑上最後一個交換機向該軟件定義網路控制器回報所偵測到的該起始標識封包和該結束標識封包後丟棄該起始標識封包和該結束標識封包。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失方法，其中，在該每一個交換機偵測到該起始標識封包時開始計算流經該交換機的封包數。
  5. 一種基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失裝置，應用於一軟件定義網路控制器中，該裝置包括：選取模組，用於該軟件定義網路控制器挑選一待偵測網路路徑上一數據流，該待偵測網路路徑包括複數個交換機；產生模組，用於該軟件定義網路控制器產生一起始標識封包和一結束標識封包，其中，該產生模組產生的該起始標識封包和該結束標識封包的標頭特徵與被挑選的該數據流一致，以payload為0來標識插入的該起始標識封包和該結束標識封包為特定辨識封包；插入模組，用於該軟件定義網路控制器在流經一第一交換機的該數據流插入該起始標識封包，還用於單位時間後該軟件定義網路控制器在流經該第一交換機的該數據流插入該結束標識封包；記錄模組，用於該軟件定義網路控制器記錄該待偵測網路路徑中每一個交換機回報的所偵測到的該起始標識封包和該結束標識封包；計算模組，用於計算該單位時間內在該每一個交換機的該起始標識封包與該結束標識封包之間數據流的一絕對封包數；及調整模組，用於根據該絕對封包數判斷該待偵測網路路徑上封包丟失狀況，調整網路路徑。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失裝置，其中，該選取模組挑選待偵測網路的路徑為該軟件定義網路控制器管理下的一個路徑或多個路徑。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失裝置，其中，該記錄模組還用於：在記錄到該挑選待偵測網路路徑上最後一個交換機向該軟件定義網路控制器回報所偵測到的該起始標識封包和該結束標識封包後丟棄該起始標識封包和該結束標識封包。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失裝置，其中，該計算模組在該每一個交換機偵測到該起始標識封包時開始計算流經該交換機的封包數。
TW105138575A 2016-10-27 2016-11-24 一種基於軟件定義網路之偵測網路封包丟失方法及裝置 TWI640175B (zh)

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