基于OpenFlow网络的企业级多媒体通信的QoS实现方法技术

本发明专利技术涉及一种企业级多媒体通信中QoS的实现方法，尤其涉及一种基于OpenFlow网络的企业级多媒体通信的QoS实现方法。本方法定义了多种基于SIP交换的企业级多媒体应用的服务等级，通过与网络数据平面分离的控制平面对不同服务等级的数据流进行分组控制和管理，为基于IP的话音、视频、多媒体会议等应用提供了网络带宽、延迟等服务质量的保证。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种企业级多媒体通信中QoS的实现方法，尤其涉及一种基于OpenFlow网络的企业级多媒体通信的QoS实现方法。本方法定义了多种基于SIP交换的企业级多媒体应用的服务等级，通过与网络数据平面分离的控制平面对不同服务等级的数据流进行分组控制和管理，为基于IP的话音、视频、多媒体会议等应用提供了网络带宽、延迟等服务质量的保证。
技术介绍
近年来，随着多个开源SIP交换系统的出现和商业化，基于SIP交换机的企业级多媒体应用，比如IP电话、视屏电话、视频会议等，在世界范围内得到越来越广泛的应用。这些基于IP的SIP多媒体服务采用电脑或者SIP终端接入，使用简单，收费低廉，是一个低成本的多媒体应用方案，特别适于一个网络联通基础好，需要网络办公环境的企业级用户使用。但是，这些企业级多媒体应用构建在传统的IP网络上，通常只能提供best-effort类型的服务。要想在传统的IP网络上实现QoS的保证不仅非常困难，而且通常需要对每一个网络设备分别进行配置，不仅增加网络管理员的工作量，而且容易出现配出错导致网络瘫痪，所以当前几乎没有QoS的解决方案被实际采用。这种best-effort类型的服务在网络资源充裕的环境下通畅可以满足不同多媒体应用对性能的要求，但是，企业网络是一个办公网络，在这个网上除了基于SIP的多媒体应用数据流外还用其它的应用数据流，比如访问网页，下载文件，访问修改数据库记录，数据备份等等，在工作时间网络可能会非常拥堵，r>best-effort级别的服务保证在网络拥堵时无法保证多媒体应用对网络带宽和延时的要求，导致这些应用服务质量严重下降甚至无法使用，严重影响了办公的效率。OpenFlow是下一代互联网的关键技术Software Define Network(SDN)下一个协议，主要用于网络交换机中相互分离的网络数据平面和控制平面的相互通讯。在基于OpenFlow的网络中，交换机的控制器和交换机本身分离，一个控制器可以控制多个交换机，数据流首先到达控制器，经过控制器的处理后再通过OpenFlow协议传递给交换机进行交换处理，从而通过控制器实现了对整个网络的综合控制和管理。在基于OpenFlow的企业网络中部署基于SIP的IP多媒体应用，可以通过集中的控制器对网络资源进行统一的监控管理。但是，由于目前的OpenFlow协议还没有对QoS的支持，直接将基于SIP的IP多媒体应用部署在OpenFlow网络上还是无法实现对QoS的保证。缩写术语SIP    Session Initiation Protocol        会话初始协议QOS    Quality of Service                 服务质量
技术实现思路
所要解决的技术问题：针对以上不足，本专利技术提供了一种基于OpenFlow网络的企业级多媒体通信的QoS的实现方法，通过对网络资源的分割，将不同的资源片分配给不同类型的数据流，从而实现了不同类型数据流间的性能隔离，保证了不同数据流的服务质量。本专利技术通过扩展OpenFlow交换机对QoS的支持，在企业网络内实现了对基于SIP交换的IP多媒体应用的QoS保证。本专利技术适用于企业的内部网，支持通用的OpenFlow交换机。网络内部所有的OpenFlow交换机通过集中的控制模块进行管理，这个集中的控制模块为管理员提供了统一的界面对网络进行全面的监视和管理，提高了网络资源的使用率，减少了网络系统配置错误的机率，降低了网络管理费用；通过扩展OpenFlow交换机的控制模块对QoS的支持，实现了对不同类型数据流灵活多样的资源管理，保证了服务的质量；通过改进现有SIP交换机的控制模块，提供多种QoS的配置策略；OpenFlow交换级控制模块和SIP交换机的控制模块通过OpenFlow协议进行QoS策略的传递和更新，保持了OpenFlow交换机和SIP交换机的相对独立，便于提高系统的兼容性和扩展性。同时，本专利技术通过一个端到端的网络性能估算模型对网络性能进行实时估计，基于这个估计的网络状态，本专利技术还提供了自适应得流聚合机制以便降低控制器的计算负荷，从而满足大规模网络对集中控制器性能的要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。图1是本专利技术实施例中，描述一种基于OpenFlow网络的企业级多媒体通信的QOS实现方法的原理图。图2是本专利技术实施例中，一种网络端到端性能估计模型的原理图。图3是本专利技术实施例中，一种数据流聚合器的原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细地说明。如图1所示，本专利技术的企业级SIP交换机中基于OpenFlow的QoS实现方法需要对SIP交换机和OpenFlow交换机分别进行改进；SIP交换机部分需要在控制部分里增加QoS策略设置模块，用于对本SIP交换机支持的不同IP多媒体应用进行QoS级别和参数的配置，QoS设置界面基于WEB浏览器实现，可以通过内部通讯机制与SIP交换机核心进行交互(目前的版本不需要与SIP交换机核心进行交互)，与OpenFlow交换机集中控制器间通过OpenFlow协议进行QoS策略的传递；OpenFlow交换机部分需要在集中控制模块里增加QoS规则库，数据流聚合器，流量控制器，交换队列管理器等模块。其中QoS规则库用于接收从SIP交换机发送的QoS规则，数据流聚合器根据相关的QoS规则对不同的数据流进行分组，流量控制器对不同组数据流进行带宽统计和管理，交换队列管理器根据QoS规则将不同组数据流映射到不同的交换队列进行处理，交换机的数据平面不需要进行改进。本专利技术采用Confederal公司提供SIP软交换机，该交换机提供一个基于WEB浏览器的综合管理平台。原有的管理平台包含SIP参数配置模块和用户配置模块，这些参数和用户信息存储在一个数据库中。增加的QoS配置模块提供一个基于WEB浏览器的用户界面，可以从后台数据库中读取相关的信息，减少的QoS策略的配置的信息输入量，从而降低配置的错误率。本专利技术支持通用的OpenFlow交换机。在企业网中可能安装有多台OpenFlow交换机，我们采用集中的控制模块对这些交换机进行控制和管理。这个集中的控制模块安装在一个独立的服务器上，根据网络所包含的交换机数量选择不同的服务器配置，我们建议10个交换机以内的网络采用Intel 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于OpenFlow网络的企业级多媒体通信的QoS实现方法，其特征在于：包含SIP交换机QoS配置部分和OpenFlow交换机的集中控制部分，支持多种基于SIP交换的IP多媒体应用和常规的网络应用的QoS保证；OpenFlow交换机的集中控制部分包括QoS规则库，数据流聚合器，流量控制器，数据流交换表资源库；支持的基于SIP交换的IP多媒体应用包括：视屏会议、IP电话、视频点播以及通常的数据库读取业务、网页访问和数据备份等。

【技术特征摘要】
1.一种基于OpenFlow网络的企业级多媒体通信的QoS实现方法，其特征在于：包含SIP交换机QoS配置部分和OpenFlow交换机的集中控制部分，支持多种基于SIP交换的IP多媒体应用和常规的网络应用的QoS保证；OpenFlow交换机的集中控制部分包括QoS规则库，数据流聚合器，流量控制器，数据流交换表资源库；支持的基于SIP交换的IP多媒体应用包括：视屏会议、IP电话、视频点播以及通常的数据库读取业务、网页访问和数据备份等。 
2.根据权利要求1所述的一种基于OpenFlow网络的企业级多媒体通信的QoS实现方法，其特征在于：SIP交换机的QoS配置部分内嵌在SIP交换机的管理平台上，采用WEB浏览器的方式实现，可以读取SIP交换机的配置数据库，通过OpenFlow协议与OpenFlow交换机的集中控制器交互，支持双向通讯模式；支持多种QoS策略定义方式：源IP地址、目标IP地址、端口和QoS级别。 
3.根据权利要求1所述的一种基于OpenFlow网络的企业级多媒体通信的QoS实现方法，其特征在于：OpenFlow交换机的集中控制部分基于NOX开源网络操作系统开发，支持通用的OpenFlow交换机。交换机的控制器软件安装在通用的服务器上，根据需要控制的交换机数量选择服...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖灵霞，赖小荣，赖泽文，赖小桦，
申请(专利权)人：镇江和邦通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32