一种基于SDN的最小时延负载均衡方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于SDN的最小时延负载均衡方法、装置和系统，其中方法包括：控制器预先设置基于SDN的最小时延负载均衡配置任务序列和基于SDN网络的路径时延表；当控制器接收交换机上报的未匹配流表的报文后，根据所述报文的特征码计算所有转发路径；控制器触发交换机计算所有转发路径的路径时延，当接收来自交换机的所有转发路径的路径时延计算结果时，确定时延最小的转发路径，并将所述时延最小的转发路径添加到流表中下发给交换机，以使交换机根据所述时延最小的转发路径转发所述报文。本发明专利技术能够基于SDN架构，控制器自动计算路径时延，并选择最小路径时延作为转发路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施方式涉及数据通讯
，尤其涉及一种基于SDN(SoftwareDefinedNetwork，软件定义网络)的最小时延负载均衡方法、装置和系统。
技术介绍
随着Internet的飞速发展，其规模迅速扩大、网络新业务不断出现、网络拓扑结构日益复杂化，具有开放、分布式、不协作、异构等特点因特网的有效管理和控制变得更艰难。网络时延是重要的网络性能指标之一。时延通常指一个报文或分组从网络的一端传送到另一端所需的时间。传统的路由器是根据路由协议来确定转发路径。路由协议通过在路由器之间共享路由信息来支持路由协议。路由信息在相邻路由器之间传递，确保所有路由器知道到其它路由器的路径。总之，路由协议创建了路由表，描述了网络拓扑结构；路由协议与路由器协同工作，执行路由选择和数据包转发功能。在实施本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在如下问题：传统路由协议只是针对某一台路由设备，配置是分布式的，如果网络拓扑复杂，配置将会非常繁琐，而且也无法根据最小时延选择路径。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术实施方式的目的在于提供一种基于SDN的最小时延负载均衡方法、装置和系统，能够基于SDN架构，控制器自动计算路径时延，并选择最小路径时延作为转发路径。为实现上述目的，本专利技术实施方式提供一种基于SDN的最小时延负载均衡方法，包括：控制器预先设置基于SDN的最小时延负载均衡配置任务序列和基于SDN网络的路径时延表；当控制器接收交换机上报的未匹配流表的报文后，根据所述报文的特征码计算所有转发路径；控制器触发交换机计算所有转发路径的路径时延，当接收来自交换机的所有转发路径的路径时延计算结果时，确定时延最小的转发路径，并将所述时延最小的转发路径添加到流表中下发给交换机，以使交换机根据所述时延最小的转发路径转发所述报文。进一步地，所述基于SDN的最小时延负载均衡配置任务序列，用于打开或关闭基于SDN的最小时延负载均衡功能；所述基于SDN网络的路径时延表的配置项包括流ID、源IP地址、源MAC地址、目的IP地址、目的MAC地址、路径以及路径时延。进一步地，所述当控制器接收交换机上报的未匹配流表的报文后，根据所述报文的特征码计算所有转发路径，包括：当报文进入到SDN网络后，入口交换机查询流表，如果所述报文匹配流表，则将所述报文根据流表中的转发路径进行转发；如果所述报文未匹配流表，则将所述报文上报给控制器；控制器接收交换机上报的未匹配流表的报文，从所述报文中获取源IP、源MAC、目的IP和目的MAC，生成基于流ID的路径时延表的表项；控制器根据链接层发现协议生成网络拓扑，根据源IP、源MAC、目的IP和目的MAC计算出流ID对应的所有转发路径，并将所有转发路径添加到流ID对应的路径时延表的表项中。进一步地，所述控制器触发交换机计算所有转发路径的路径时延，包括：控制器通过流表向交换机下发待检测的流ID对应的所有转发路径，并向交换机下发第一Experimenter报文触发交换机分别计算各转发路径的路径时延，其中所述第一Experimenter报文包括流ID、开始时戳和测试报文，所述开始时戳为各转发路径的入口交换机转发测试报文的时间。进一步地，所述当接收来自交换机的所有转发路径的路径时延计算结果时，确定时延最小的转发路径，并将所述时延最小的转发路径添加到流表中下发给交换机，以使交换机根据所述时延最小的转发路径转发所述报文，包括：交换机从所述第一Experimenter报文中解析流ID、开始时戳和测试报文，根据流ID对应的各转发路径转发测试报文，各转发路径的出口交换机记录接收到测试报文的时间作为结束时戳，生成第二Experimenter报文上报给控制器，所述第二Experimenter报文包括流ID、开始时戳和结束时戳；控制器分别计算交换机上报的第二Experimenter报文的开始时戳和结束时戳之间的差值作为各转发路径的路径时延，筛选出时延最小的转发路径，并将所述时延最小的转发路径添加到流表中下发给交换机，以使交换机根据所述时延最小的转发路径转发所述报文。为实现上述目的，本专利技术实施方式还提供一种基于SDN的最小时延负载均衡系统，包括：交换机，用于向控制器上报未匹配流表的报文；控制器，用于预先设置基于SDN的最小时延负载均衡配置任务序列和基于SDN网络的路径时延表；当控制器接收交换机上报的未匹配流表的报文后，根据所述报文的特征码计算所有转发路径；触发交换机计算所有转发路径的路径时延，当接收来自交换机的所有转发路径的路径时延计算结果时，确定时延最小的转发路径，并将所述时延最小的转发路径添加到流表中下发给交换机；所述交换机，还用于根据所述时延最小的转发路径转发所述报文。为实现上述目的，本专利技术实施方式还提供一种控制基于SDN的最小时延负载均衡的装置，包括：第一处理模块，用于预先设置基于SDN的最小时延负载均衡配置任务序列和基于SDN网络的路径时延表；第二处理模块，用于当接收交换机上报的未匹配流表的报文后，根据所述报文的特征码计算所有转发路径；第三处理模块，用于触发交换机计算所有转发路径的路径时延，当接收来自交换机的所有转发路径的路径时延计算结果时，确定时延最小的转发路径，并将所述时延最小的转发路径添加到流表中下发给交换机，以使交换机根据所述时延最小的转发路径转发所述报文。由上可见，本专利技术实施方式提供的一种基于SDN的最小时延负载均衡方法、装置和系统，通过控制器预先设置基于SDN的最小时延负载均衡配置任务序列和基于SDN网络的路径时延表，扩展控制器和交换机的Experimenter报文来触发计算转发路径的路径时延及上报路径时延计算结果，从而能够基于基于SDN架构，控制器自动计算路径时延，并选择最小路径时延作为转发路径。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图逐一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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为本专利技术实施方式提供的基于SDN的最小时延负载均衡系统的架构示意图；图2为本专利技术实施方式提供的基于SDN的最小时延负载均衡方法的流程示意图；图3为本专利技术实施方式扩展的Experimenter报文格式的示意图；图4为本专利技术实施方式扩展的另一Experimenter报文格式的示意图；图5为基于图2方法的应用实例示意图；图6为本专利技术另一实施方式提供的控制基于SDN的最小时延负载均衡的装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。SDN是一种新型的网络架构，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SDN的最小时延负载均衡方法，其特征在于，包括：控制器预先设置基于SDN的最小时延负载均衡配置任务序列和基于SDN网络的路径时延表；当控制器接收交换机上报的未匹配流表的报文后，根据所述报文的特征码计算所有转发路径；控制器触发交换机计算所有转发路径的路径时延，当接收来自交换机的所有转发路径的路径时延计算结果时，确定时延最小的转发路径，并将所述时延最小的转发路径添加到流表中下发给交换机，以使交换机根据所述时延最小的转发路径转发所述报文。

【技术特征摘要】
1.一种基于SDN的最小时延负载均衡方法，其特征在于，包括：控制器预先设置基于SDN的最小时延负载均衡配置任务序列和基于SDN网络的路径时延表；当控制器接收交换机上报的未匹配流表的报文后，根据所述报文的特征码计算所有转发路径；控制器触发交换机计算所有转发路径的路径时延，当接收来自交换机的所有转发路径的路径时延计算结果时，确定时延最小的转发路径，并将所述时延最小的转发路径添加到流表中下发给交换机，以使交换机根据所述时延最小的转发路径转发所述报文。2.根据权利要求1所述的基于SDN的最小时延负载均衡方法，其特征在于，所述基于SDN的最小时延负载均衡配置任务序列，用于打开或关闭基于SDN的最小时延负载均衡功能；所述基于SDN网络的路径时延表的配置项包括流ID、源IP地址、源MAC地址、目的IP地址、目的MAC地址、路径以及路径时延。3.根据权利要求2所述的基于SDN的最小时延负载均衡方法，其特征在于，所述当控制器接收交换机上报的未匹配流表的报文后，根据所述报文的特征码计算所有转发路径，包括：当报文进入到SDN网络后，入口交换机查询流表，如果所述报文匹配流表，则将所述报文根据流表中的转发路径进行转发；如果所述报文未匹配流表，则将所述报文上报给控制器；控制器接收交换机上报的未匹配流表的报文，从所述报文中获取源IP、源MAC、目的IP和目的MAC，生成基于流ID的路径时延表的表项；控制器根据链接层发现协议生成网络拓扑，根据源IP、源MAC、目的IP和目的MAC计算出流ID对应的所有转发路径，并将所有转发路径添加到流ID对应的路径时延表的表项中。4.根据权利要求3所述的基于SDN的最小时延负载均衡方法，其特征在于，所述控制器触发交换机计算所有转发路径的路径时延，包括：控制器通过流表向交换机下发待检测的流ID对应的所有转发路径，并向交换机下发第一Experimenter报文触发交换机分别计算各转发路径的路径时延，其中所述第一Experimenter报文包括流ID、开始时戳和测试报文，所述开始时戳为各转发路径的入口交换机转发测试报文的时间。5.根据权利要求4所述的基于SDN的最小时延负载均衡方法，其特征在于，所述当接收来自交换机的所有转发路径的路径时延计算结果时，确定时延最小的转发路径，并将所述时延最小的转发路径添加到流表中下发给交换机，以使交换机根据所述时延最小的转发路径转发所述报文，包括：交换机从所述第一Experimenter报文中解析流ID、开始时戳和测试报文，根据流ID对应的各转发路径转发测试报文，各转发路径的出口交换机记录接收到测试报文的时间作为结束时戳，生成第二Experimenter报文上报给控制器，所述第二Experimenter报文包括流ID、开始时戳和结束时戳；控制器分别计算交换机上报的第二Experimenter报文的开始时戳和结束时戳之间的差值作为各转发路径的路径时延，筛选出时延最小的转发路径，并将所述时延最小的转发路径添加到流表中下发给交换机，以使交换机根据所述时延最小的转发路径转发所述报文。6.一种基于SDN的最小时延负载均衡系统，其特征在于，包括：交换机，用于向控制器上报未匹配流表的报文；控制器，用于预先设置基于SDN的最小时延负载均衡配置任务序列和基于SDN网络的路径时延表；当控制器接收交换机上报的未匹配流表的报文后，根据所述报文的特征码计算所有转发路径；触发交换机计算所有转发路径的路径时延，当接收来自交换机的所有转发路径的路径时延计算结果时，确定时延最小的转发路径，并将所述时延最小的转发路径添加到流表中下发给交换机；所述交换机，还用于根据所述时延最小的转发路径转发所述报文。7.根据权利要求6所述的基于SDN的最小时延负载均衡系统，其特征在于，所述基于SDN网络的路径时延表的配置项包括流...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟跃，
申请(专利权)人：上海斐讯数据通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31