控制流數(shù)據(jù)的服務(wù)質(zhì)量的方法和OpenFlow控制器的制造方法
【專利摘要】提供一種控制流數(shù)據(jù)的QoS的方法和OpenFlow控制器。一種基于OpenFlow控制流數(shù)據(jù)的QoS的方法，包括，在OpenFlow控制器端，當從OpenFlow交換機接收到數(shù)據(jù)幀時，提取用于識別與所述數(shù)據(jù)幀相關(guān)的域的域信息，查找與提取的域信息匹配的控制策略項，根據(jù)匹配的控制策略項中的關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)對接收的數(shù)據(jù)幀進行QoS計算，并且確定將轉(zhuǎn)發(fā)還是丟棄所述數(shù)據(jù)幀，針對接收的數(shù)據(jù)幀生成包括頭域、計數(shù)器以及動作代碼的流表項，所述頭域是從接收的數(shù)據(jù)幀提取的域信息，所述計數(shù)器包括用于所述域的轉(zhuǎn)發(fā)、接收以及丟棄的數(shù)據(jù)幀數(shù)量，將接收的數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項發(fā)送回給OpenFlow交換機進行轉(zhuǎn)發(fā)處理。
【專利說明】控制流數(shù)據(jù)的服務(wù)質(zhì)量的方法和OpenFlow控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種基于OpenFlow控制流數(shù)據(jù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的方法以及OpenFlow控制器,尤其涉及在OpenFlow控制器端根據(jù)其維護的QoS控制策略數(shù)據(jù)對流數(shù)據(jù)進行QoS計算，基于計算的結(jié)果生成流表項，并且將數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項一同發(fā)送給OpenFlow交換機,從而在OpenFlow控制器端對流數(shù)據(jù)進行QoS控制。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的提高，提供豐富多彩的多媒體內(nèi)容的流服務(wù)已成為主要的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)之一。具有實時特性的多媒體內(nèi)容對網(wǎng)絡(luò)傳輸時延、時延抖動等較為敏感。
[0003]在網(wǎng)絡(luò)交換機端，可根據(jù)對特定傳輸流的QoS要求，進行帶寬控制、丟包率控制、時延控制以及時延抖動控制等以提供QoS。
[0004]另一方面,美國斯坦福大學(xué)于2007年提出了一種稱為OpenFlow的網(wǎng)絡(luò)交換模型。OpenFlow交換機將原來完全由交換機/路由器控制的數(shù)據(jù)巾貞轉(zhuǎn)發(fā)改為由OpenFlow交換機和OpenFlow控制器來共同完成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和路由控制的分離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于OpenFlow控制流數(shù)據(jù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的方法以及OpenFlow控制器,在OpenFlow控制器端根據(jù)其維護的QoS控制策略對流數(shù)據(jù)進行QoS計算，基于計算的結(jié)果生成流表項，并且將數(shù)據(jù)巾貞連同生成的流表項一同發(fā)送給OpenFlow交換機，從而在OpenFlow控制器端集中控制流數(shù)據(jù)的QoS。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種基于OpenFlow控制流數(shù)據(jù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的方法，包括，在OpenFlow控制器端，當從OpenFlow交換機接收到數(shù)據(jù)巾貞時,執(zhí)行以下步驟:提取用于識別與所述數(shù)據(jù)幀相關(guān)的域的域信息；在QoS控制策略數(shù)據(jù)庫中查找與提取的域信息匹配的控制策略項，所述QoS控制策略數(shù)據(jù)庫的每個控制策略項包括域信息和關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)；根據(jù)匹配的控制策略項中的關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)對接收的數(shù)據(jù)幀進行QoS計算，并且確定將轉(zhuǎn)發(fā)還是丟棄所述數(shù)據(jù)幀；針對接收的數(shù)據(jù)幀生成包括頭域、計數(shù)器以及動作代碼的流表項，所述頭域是從接收的數(shù)據(jù)幀提取的域信息，所述計數(shù)器包括用于所述域的轉(zhuǎn)發(fā)、接收以及丟棄的數(shù)據(jù)幀數(shù)量，所述動作代碼用于指示OpenFlow交換機轉(zhuǎn)發(fā)或丟棄所述數(shù)據(jù)幀；將接收的數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項發(fā)送回給OpenFlow交換機進行轉(zhuǎn)發(fā)處理。
[0007]所述域信息可包括源IP地址、源端口、目標IP地址、目標端口和協(xié)議號。
[0008]QoS控制策略可包括帶寬控制、丟包控制、時延控制以及抖動控制中的至少一個以及相應(yīng)的控制參數(shù)。
[0009]所述的方法可還包括:如果匹配的控制策略項中的關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)指示時延控制或者抖動控制，則將接收的數(shù)據(jù)巾貞存儲在緩存單元中以完成相應(yīng)的時延或抖動操作，再將接收的數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項發(fā)送回給OpenFlow交換機。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種OpenFlow控制器，包括:通信模塊，用于從OpenFlow交換機接收數(shù)據(jù)巾貞,并且將所述數(shù)據(jù)巾貞連同QoS流表項發(fā)送給所述OpenFlow交換機進行轉(zhuǎn)發(fā)處理；QoS數(shù)據(jù)庫模塊，用于存儲包含多個控制策略項的QoS控制策略數(shù)據(jù)庫，每個控制策略項包括域信息和關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)幀識別模塊，用于從通信模塊接收的數(shù)據(jù)幀提取用于識別與所述數(shù)據(jù)幀相關(guān)的域的域信息；域匹配模塊，用于在QoS數(shù)據(jù)庫模塊存儲的QoS控制策略數(shù)據(jù)庫中查找與數(shù)據(jù)幀識別模塊提取的域信息匹配的控制策略項；QoS操作模塊，根據(jù)域匹配模塊查找到的匹配的控制策略項中的關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)對接收的數(shù)據(jù)幀進行QoS計算，針對所述接收的數(shù)據(jù)幀生成包括頭域、計數(shù)器以及動作代碼的流表項，并且通過通信模塊將接收的數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項發(fā)送給所述OpenFlow交換機，其中，所述頭域是從接收的數(shù)據(jù)幀提取的域信息，所述計數(shù)器包括用于所述域的轉(zhuǎn)發(fā)、接收以及丟棄的數(shù)據(jù)幀數(shù)量，所述動作代碼用于指示OpenFlow交換機轉(zhuǎn)發(fā)或丟棄所述數(shù)據(jù)幀。
[0011]所述域信息可包括源IP地址、源端口、目標IP地址、目標端口和協(xié)議號。
[0012]QoS控制策略可包括帶寬控制、丟包控制、時延控制以及抖動控制中的至少一個以及相應(yīng)的控制參數(shù)。
[0013]所述的OpenFlow控制器可還包括:緩存單元，如果匹配的控制策略項中的關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)指示時延控制或者抖動控制,則QoS操作單元將接收的數(shù)據(jù)巾貞存儲在緩存單元中以完成相應(yīng)的時延或抖動操作，再通過通信單元發(fā)送接收的數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]通過下面結(jié)合附圖進行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中:
[0015]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的OpenFlow控制器的結(jié)構(gòu)的邏輯框圖；
[0016]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的為流數(shù)據(jù)提供QoS的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。
[0018]本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思是，在OpenFlow架構(gòu)中，OpenFlow交換機將每個通過網(wǎng)絡(luò)接口接收的數(shù)據(jù)巾貞傳送給OpenFlow控制器；0penFlow控制器根據(jù)針對與接收的數(shù)據(jù)巾貞相關(guān)的域制定的QoS控制策略對接收的數(shù)據(jù)幀執(zhí)行QoS計算，并且生成指示轉(zhuǎn)發(fā)或丟棄的流表項，然后將接收的數(shù)據(jù)幀連同流表項發(fā)送給OpenFlow交換機執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)處理。換句話說，本發(fā)明在OpenFlow控制器端實現(xiàn)對流數(shù)據(jù)的QoS控制。
[0019]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的OpenFlow控制器的結(jié)構(gòu)。
[0020]參照圖1，本發(fā)明的OpenFlow控制器包括通信模塊110、數(shù)據(jù)幀識別模塊120、域匹配模塊130、QoS數(shù)據(jù)庫模塊140和QoS操作模塊150。
[0021]通信模塊110用于從OpenFlow交換機接收數(shù)據(jù)幀，并且將所述數(shù)據(jù)幀連同QoS流表項發(fā)送給所述OpenFlow交換機進行轉(zhuǎn)發(fā)處理。[0022]數(shù)據(jù)幀識別模塊120用于從通信模塊110接收的數(shù)據(jù)幀提取用于識別與所述數(shù)據(jù)幀相關(guān)的域的域信息。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述域信息是源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口以及協(xié)議號。根據(jù)域、涉及網(wǎng)絡(luò)的類型，所述域信息也可以是其他任何用于唯一標識特定域的信息。
[0023]QoS數(shù)據(jù)庫模塊140用于存儲包含多個控制策略項的QoS控制策略數(shù)據(jù)庫，每個控制策略項包括域信息和關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)。所述關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)包括至少一個QoS控制策略以及相應(yīng)的控制參數(shù)。QoS控制策略包括帶寬控制、丟包控制、時延控制以及抖動控制等。例如，所述控制策略類型可以是帶寬控制，控制參數(shù)可以是OiT信道容許帶寬的任意值(如10M);再例如，所述控制策略類型可以是丟包控制，控制參數(shù)可以是0%?100%之間的值(如10%)。
[0024]域匹配模塊130使用數(shù)據(jù)幀識別模塊120提取的域信息在QoS數(shù)據(jù)庫模塊140維護的QoS控制策略數(shù)據(jù)庫中查找與提取的域信息匹配的控制策略項。QoS操作模塊150根據(jù)匹配的控制策略項中的關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)對接收的數(shù)據(jù)幀進行QoS計算，針對所述接收的數(shù)據(jù)幀生成包括頭域、計數(shù)器以及動作代碼的流表項，并且通過通信模塊將接收的數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項發(fā)送給所述OpenFlow交換機，其中，所述頭域是從接收的數(shù)據(jù)幀提取的域信息，所述計數(shù)器包括用于所述域的轉(zhuǎn)發(fā)、接收以及丟棄的數(shù)據(jù)幀數(shù)量，所述動作代碼用于指示OpenFlow交換機轉(zhuǎn)發(fā)或丟棄所述數(shù)據(jù)幀。QoS操作模塊150為了執(zhí)行流數(shù)據(jù)的QoS計算，也需要維護必要的QoS狀態(tài)變量，如用于丟包控制的發(fā)送的數(shù)據(jù)幀數(shù)量、接收的數(shù)據(jù)幀數(shù)量以及丟棄的數(shù)據(jù)幀數(shù)量等。可使用現(xiàn)有的用于實現(xiàn)QoS控制策略的算法來進行本發(fā)明所述的QoS計算。
[0025]本發(fā)明的OpenFlow控制器可還包括緩存單元(未示出)。如果匹配的控制策略項中的關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)指示時延控制或者抖動控制,則QoS操作單元150將接收的數(shù)據(jù)幀存儲在緩存單元中以完成相應(yīng)的時延或抖動操作，再通過通信單元110發(fā)送接收的數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項。
[0026]如上所述,本發(fā)明的OpenFlow控制器可根據(jù)預(yù)設(shè)的QoS控制策略對來自O(shè)penFlow交換機的數(shù)據(jù)幀進行QoS計算，并生成指示轉(zhuǎn)發(fā)或丟棄的流表項，從而集中地控制流數(shù)據(jù)的QoS,并且將QoS與轉(zhuǎn)發(fā)分尚開。
[0027]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的提供QoS的方法的流程圖。
[0028]參照圖2,在步驟S210, OpenFlow控制器從OpenFlow交換機接收到數(shù)據(jù)中貞。
[0029]在步驟S220，OpenFlow控制器從接收的數(shù)據(jù)幀提取域信息。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述域信息是源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口以及協(xié)議號。根據(jù)域、涉及網(wǎng)絡(luò)的類型，所述域信息也可以是其他任何用于唯一標識特定域的信息。
[0030]在步驟S230，OpenFlow控制器在其維護的QoS控制策略數(shù)據(jù)庫中查找與提取的域信息匹配的控制策略項，所述QoS控制策略數(shù)據(jù)庫的每個控制策略項包括域信息以及關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)。關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)包括帶寬控制、丟包控制、時延控制以及抖動控制中的至少一個以及相應(yīng)的控制參數(shù)。在步驟S240，OpenFlow控制器根據(jù)匹配的控制策略項中的關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)對接收的數(shù)據(jù)幀進行QoS計算，并且確定將轉(zhuǎn)發(fā)還是丟棄所述數(shù)據(jù)幀。
[0031]在步驟S250，OpenFlow控制器針對接收的數(shù)據(jù)幀生成包括頭域、計數(shù)器以及動作代碼的流表項，所述頭域是從接收的數(shù)據(jù)幀提取的域信息，所述計數(shù)器包括用于所述域的轉(zhuǎn)發(fā)、接收以及丟棄的數(shù)據(jù)幀數(shù)量，所述動作代碼用于指示OpenFlow交換機轉(zhuǎn)發(fā)或丟棄所述數(shù)據(jù)幀。
[0032]在步驟S260，將接收的數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項發(fā)送回給OpenFlow交換機進行轉(zhuǎn)發(fā)處理。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，如果在步驟S230中匹配的控制策略項中的關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)指示時延控制或者抖動控制，則OpenFlow控制器將接收的數(shù)據(jù)幀存儲在緩存單元中以完成相應(yīng)的時延或抖動操作，再在步驟S260，將接收的數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項發(fā)送回給OpenFlow交換機。
[0034]由此可見，根據(jù)本發(fā)明的基于OpenFlow控制流數(shù)據(jù)的QoS的方法以及使用所述方法的OpenFlow控制器可在將OpenFlow接收的數(shù)據(jù)巾貞根據(jù)預(yù)設(shè)的用于相關(guān)域的QoS控制策略進行QoS計算，并且對接收的數(shù)據(jù)幀進行QoS標注(轉(zhuǎn)發(fā)或丟棄)，從而在OpenFlow控制器集中地控制流數(shù)據(jù)的QoS，并且將QoS與轉(zhuǎn)發(fā)分離開。
[0035]此外，本發(fā)明的基于OpenFlow控制流數(shù)據(jù)的QoS的方法以及使用所述方法的OpenFlow控制器通過控制實現(xiàn)精確的丟包率、時延等QoS參數(shù)，可對多媒體處理及信源編碼算法的抗丟包性進行評估，以優(yōu)化相關(guān)算法。
[0036]此外，本發(fā)明的基于OpenFlow控制流數(shù)據(jù)的QoS的方法以及使用所述方法的OpenFlow控制器可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼，模擬不同丟包率和時延及抖動的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境，以用于測試和評估網(wǎng)絡(luò)編碼策略。
[0037]盡管已參照優(yōu)選實施例表示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對這些實施例進行各種修改和變換。
【權(quán)利要求】
1.一種基于OpenFlow控制流數(shù)據(jù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的方法,包括,在OpenFlow控制器端，當從OpenFlow交換機接收到數(shù)據(jù)幀時,執(zhí)行以下步驟: 提取用于識別與所述數(shù)據(jù)幀相關(guān)的域的域信息；在QoS控制策略數(shù)據(jù)庫中查找與提取的域信息匹配的控制策略項，所述QoS控制策略數(shù)據(jù)庫的每個控制策略項包括域信息和關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)； 根據(jù)匹配的控制策略項中的關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)對接收的數(shù)據(jù)幀進行QoS計算，并且確定將轉(zhuǎn)發(fā)還是丟棄所述數(shù)據(jù)幀； 針對接收的數(shù)據(jù)幀生成包括頭域、計數(shù)器以及動作代碼的流表項，所述頭域是從接收的數(shù)據(jù)幀提取的域信息，所述計數(shù)器包括用于所述域的轉(zhuǎn)發(fā)、接收以及丟棄的數(shù)據(jù)幀數(shù)量，所述動作代碼用于指示OpenFlow交換機轉(zhuǎn)發(fā)或丟棄所述數(shù)據(jù)幀； 將接收的數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項發(fā)送回給OpenFlow交換機進行轉(zhuǎn)發(fā)處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述域信息包括源IP地址、源端口、目標IP地址、目標端口和協(xié)議號。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，QoS控制策略包括帶寬控制、丟包控制、時延控制以及抖動控制中的至少一個以及相應(yīng)的控制參數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括:如果匹配的控制策略項中的關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)指示時延控制或者抖動控制，則將接收的數(shù)據(jù)幀存儲在緩存單元中以完成相應(yīng)的時延或抖動操作，再將接收的數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項發(fā)送回給OpenFlow交換機。
5.一種OpenFlow控制器,包括: 通信模塊，用于從OpenFlow交換機接收數(shù)據(jù)幀，并且將所述數(shù)據(jù)幀連同QoS流表項發(fā)送給所述OpenFlow交換機進行轉(zhuǎn)發(fā)處理； QoS數(shù)據(jù)庫模塊，用于存儲包含多個控制策略項的QoS控制策略數(shù)據(jù)庫，每個控制策略項包括域信息和關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)幀識別模塊，用于從通信模塊接收的數(shù)據(jù)幀提取用于識別與所述數(shù)據(jù)幀相關(guān)的域的域信息； 域匹配模塊，用于在QoS數(shù)據(jù)庫模塊存儲的QoS控制策略數(shù)據(jù)庫中查找與數(shù)據(jù)幀識別模塊提取的域信息匹配的控制策略項； QoS操作模塊，根據(jù)域匹配模塊查找到的匹配的控制策略項中的關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)對接收的數(shù)據(jù)幀進行QoS計算，針對所述接收的數(shù)據(jù)幀生成包括頭域、計數(shù)器以及動作代碼的流表項，并且通過通信模塊將接收的數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項發(fā)送給所述OpenFlow交換機，其中，所述頭域是從接收的數(shù)據(jù)幀提取的域信息，所述計數(shù)器包括用于所述域的轉(zhuǎn)發(fā)、接收以及丟棄的數(shù)據(jù)幀數(shù)量，所述動作代碼用于指示OpenFlow交換機轉(zhuǎn)發(fā)或丟棄所述數(shù)據(jù)幀。
6.如權(quán)利要求5所述的OpenFlow控制器，其中，所述域信息包括源IP地址、源端口、目標IP地址、目標端口和協(xié)議號。
7.如權(quán)利要求6所述的OpenFlow控制器，其中，QoS控制策略包括帶寬控制、丟包控制、時延控制以及抖動控制中的至少一個以及相應(yīng)的控制參數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的OpenFlow控制器，還包括:緩存單元，如果匹配的控制策略項中的關(guān)于QoS控制策略的數(shù)據(jù)指示時延控制或者抖動控制,則QoS操作單元將接收的數(shù)據(jù)幀存儲在緩存單元中以完成相應(yīng)的時延或抖動操作，再通過通信單元發(fā)送接收的數(shù)據(jù)幀連同生成的流表項。`
【文檔編號】H04L12/851GK103685058SQ201210334920
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月11日
【發(fā)明者】周金和, 胡佳, 葉鏗 申請人:北京信息科技大學(xué)