[发明专利]一种基于OpenFlow网络的QoS管理方法

说明书

本发明属于OpenFlow网络管理领域，具体涉及一种基于OpenFlow网络的QoS管理方法。本发明包括：在数据层上进行数据分类；在数据层上进行PQ队列调度与DRR队列调度相结合的队列调度；在数据层上进行队列管理；在控制层上根据数据流的类型和网络当前状况进行首次路由；在控制层上进行路由迁移。本发明通过业务的类别、链路利用率、流的速度，为链路赋予权值，完成路由算法的改进；利用软件定义网络集中控制的特性，提出了一种路由迁移算法，并对路由迁移的时机选择做了优化。

技术领域

本发明属于OpenFlow网络管理领域，具体涉及一种基于OpenFlow网络的QoS管理方法。

背景技术

2009年，斯坦福大学提出了软件定义网络(Software Defined Network,SDN)，SDN将网络的数据层与控制层分离，为解决当前网络的QoS管理问题提供了新的方法，本发明以软件定义网络为基础进行QoS管理方法研究。OpenFlow网络诞生于斯坦福大学。最初引进OpenFlow网络的目的是为了方便的运行一些新的实验性的网络协议，其核心思想是将网络节点的控制平面与数据平面分离，在传统的网络中路由器既做转发操作，又做路由决策工作，而在OpenFlow网络中，OpenFlow交换机按照流表对数据进行转发，而OpenFlow控制器负责流表的产生，可以说传统的网络做路由决策等方法时是分布式的，而OpenFlow网络则是集中式的。在传统网络中要增加新的协议则需要对网络的核心路由器进行硬件升级，而在OpenFlow网络中只需对软件进行修改即可。OpenFlow网络有助于新的网络协议的研究因为研究人员只需编写软件就可以直接测试新协议的性能，若OpenFlow网络能够普及也会使网络通信的基础设施费用大幅下降，因为以前网络要想升级需要更换硬件，而OpenFlow网络升级只需要更新软件，不仅可以降低硬件设备的更换速度，还会引入新的软件公司参与竞争进一步降低价格。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于OpenFlow网络的QoS管理方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)在数据层上进行数据分类：区分服务模型将IP包头中的8位服务类型字段重新定义为区分服务字段DS，区分不同业务，表示不同的优先级；EF代表加速转发；AF代表保证转发；BE代表尽力而为；

(2)在数据层上进行PQ队列调度与DRR队列调度相结合的队列调度：

用双层队列进行调度，第一层队列为PQ队列，这个队列里分两个优先级，把EF流定为高优先级，其余流定为低优先级，当EF流发送完后，发送其余的流，其余的流发送采用DRR队列调度算法；当正在发送非EF数据包时，EF数据包到来，则发送完当前数据包后对DRR运行状态保存，然后开始发送EF数据包，直至EF队列为空，然后接着运行DRR调度算法；

EF类业务被设为高优先级，EF类业务主要是指VOIP业务，以及网络协议控制报文；

(3)在数据层上进行队列管理：

采用WRED算法来进行队列管理，在交换机的每个出端口，汇集6个等待发送的队列，分别是EF数据队列，AF1数据队列，AF2数据队列，AF3数据队列，AF4数据队列，BE数据队列，为这6个队列分别设置自己的丢包长度下限，丢包长度上限，基准丢包率，分别记为minql，maxql，ps；计算出每个队列的平均长度，记为avgql.对于EF队列其四个数据分别表示为EF_minql、EF_maxql、EF_ps和EF_avgl；

当一个数据包到来，先被分类，然后被送到对应的出端口，如果被分为EF类，则如果EF_avgl小于等于EF_minql则这个包可以进入EF队列排队，若EF_avgl大于EF_maxql则会对这个包进行丢弃处理；若EF_avgl在EF_minql与EF_maxql之间则其以一定概率被丢弃；