[发明专利]一种数据流控制方法和系统

说明书

本发明涉及通信领域，公开了一种数据流控制方法和系统。该方法包括：计算软件定义网络SDN中各交换机节点的数据流表请求量；根据各交换机节点的汇聚代价以及所述各交换机节点的数据流表请求量最优化SDN中各个链路的权值，以均衡各个交换机节点的数据流。本发明通过对网路数据流进行路由优化，实现网络中交换机之间的负载均衡，充分利用有限的流表处理能力和流表缓存空间，提高网络资源的利用效率。

技术领域

本发明涉及网络领域，具体地，涉及一种数据流控制方法和系统。

背景技术

软件定义网络SDN中，交换设备在数据平面根据流表进行高速的数据转发，控制器在控制平面负责进行路由计算、流表生成和维护等工作，从而使得能够更加合理地分配网络资源。SDN旨在实现网络互联和网络行为的定义和开放式的接口，从而支持未来各种新型网络体系结构和新型业务的创新。与原有TCP/IP的细腰架构不同，SDN将控制功能从传统的分布式网络设备中迁移到可控的计算设备中，最终通过开放可编程的软件模式来实现网络的自动化控制功能。

在SDN网络中，当到达交换机的数据流没有匹配的流表项时，会将该数据流的第一个数据包发送给控制器。控制器计算转发路径，并下发给相应的交换机。交换机安装转发规则需要一定的时间，当数据量很大时，由于交换机的流表安装速度和控制器的流表处理能力有限，可能在交换机和控制器同时出现瓶颈。

为了解决该问题，现有技术中提供了如下的技术方案：

通过采用聚类或模糊匹配的方法把数据流归类，控制器可以同时处理一类数据流，而不是单个流，来减轻负担。数据流匹配规则越宽松，例如采用位数更少的掩码，被划分的类型越少，控制器负担越轻。但是当该技术方案采用更短的子网掩码进行数据流匹配时，网络中数据流的粒度增大。网络管理员对数据流管控的精确度下降，难以进行精确的数据过滤、访问控制等操作。同时，也增加了网络中链路、存储空间等资源的分配粒度，无法实现网络资源的高效利用。

动态流调整策略，其关注通过交换机的“大象流”。控制器为超过特定速率的流估计数据传输请求，计算最优路径，并安装基于特定流的转发流表项。该技术需要交换机实时的针对每个流进行统计，检测并分析是否符合“大象流”的特点。如果发现“大象流”，再通知控制器行针对性的处理。在网络负载较重的情况下，这些实时监测和额外计算工作将进一步加重交换机和控制器的负担，不利于提高网络性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种数据流控制方法和系统，以均衡SDN中各个交换机的数据流。

为了实现上述目的，本发明提供一种种数据流控制方法，该方法包括：计算软件定义网络SDN中各交换机节点的数据流表请求量；根据各交换机节点的汇聚代价以及所述各交换机节点的数据流表请求量最优化SDN中各个链路的权值，以均衡各个交换机节点的数据流；其中第n个交换机的汇聚代价Conv(Match_i)＝F_up(Match_b)/F_up(Match_i)，Load(n)为第n个交换机的数据转发速率，Load_i(n)为第n个交换机采用数据流表匹配方式Match_i的数据转发速率，F_up(Match_b)为采用基准数据流表匹配方式Match_b的数据流表请求量，F_up(Match_i)为采用匹配方式Match_i的数据流表请求量，n为整数，i为整数，γ_b为预设的交换机转发1比特数据的汇聚代价。

优选地，根据下式计算Load_i(n)：